旱地优质稻需水量及微生物量碳氮磷化学计量比对有机肥的响应OA

【目的】揭示有机肥对旱地优质稻不同生育期需水量、水分利用效率、土壤理化性质及微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)含量的影响,明确各因子间的耦合关系,以确定有机肥最优施用量。【方法】基于田间试验,设置T_(1)(6000 kg/hm^(2))、T_(2)(12000 kg/hm^(2))、T_(3)(18000 kg/hm^(2))、T_(4)(24000 kg/hm^(2))4个有机肥施用量水平和不施肥对照(CK),利用水量平衡公式、生态化学计量法、偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)和熵权-TOPSIS法,研究施用有机肥对旱地优质稻苗期、分蘖期、抽穗期和成熟期需水量的影响,以及土层深度对土壤MBC、MBN、MBP含量和土壤养分分布的影响。【结果】旱地优质稻需水量随有机肥施用量的增加而增大,随生育期的延长呈先增后减趋势(P<0.05)。与CK相比,T_(1)和T_(2)处理全生育期内分别节水3.43%和0.54%;水分利用效率随施肥量的增加而先升后降。0~20 cm土层的养分含量显著高于20~40 cm土层。在抽穗期,T_(3)处理的MBC含量最高(746.20 mg/kg),而T_(4)处理则显著下降至713.45 mg/kg;MBN含量随生育期的延长呈递增趋势,在抽穗期以T_(3)处理较高(158.60 mg/kg),且以T_(3)处理的分蘖期和抽穗期以及T_(4)处理的苗期和成熟期含量变化最为显著(P<0.05);MBP含量在分蘖期以T_(4)处理最高(56.51 mg/kg),且在苗期和分蘖期均处于较高水平。土壤微生物量化学计量比在各生育期对施肥量的响应存在阶段性差异。PLSSEM模型对产量的拟合度最佳(R^(2)=0.989),表明有机肥能正向促进旱地优质稻的水分利用、产量及微生物化学计量比,其中T_(3)和T_(4)处理的产量与土壤因子综合排名最高。【结论】旱地优质稻需水量随施肥量的增加而增大,水分利用效率呈先升后降趋势,且以T_(3)处理表现最优。施用有机肥能有效增加土壤有机质含量,强化碳氮磷的表聚效应及微生物活性,改善土壤保水能力。土壤微生物量化学计量比与水分利用效率受有机肥调控,并共同影响作物产量。综上所述,18000 kg/hm^(2)为促进旱地优质稻产量增加的最优有机肥施用量。