红枣苜蓿间作氮素高效利用及土壤微生态效应研究

农林（果）间作复合系统是缓解作物争地矛盾、提高作物产量和农业效益的重要种植方式,在资源集约高效利用,尤其氮素利用方面效果显著。调控种植密度与施氮量是提高间作系统生产力的有效措施。针对南疆绿洲灌区红枣苜蓿间作复合系统氮肥投入不合理、氮素利用效率低等问题,本研究采用两因素裂区设计,主区为4个施氮水平（N0:0 kg/hm~2、N1:80 kg/hm~2、N2:160 kg/hm~2、N3:240 kg/hm~2）,副区为3个种植密度（D1:210 kg/hm~2、D2:280 kg/hm~2、D3:350 kg/hm~2）,以苜蓿单作为对照,分析施氮量与种植密度对枣苜间作土壤理化性质、土壤微生物数量、苜蓿生物学性状、产量品质及氮肥利用率的影响,探究红枣苜蓿间作氮素高效利用及土壤微生态效应,为在试验区构建氮素高效利用的农果间作复合系统提供理论和实践依据。主要研究结果如下:1、枣苜间作后土壤p H值有所下降,20～40 cm土层土壤p H较单作枣园（CK）低1.1%。随施氮量的增加,0～20 cm土层土壤p H值呈先升后降的规律,而20～40 cm土层土壤p H值则呈先降低后升高的规律;随种植密度的增加,土壤p H值呈先降后增的趋势。间作可有效提高土壤速效氮含量,较CK处理增加10.30%。土壤速效氮含量随施氮量和密度的增加,均呈先升高后降低的规律。间作较CK处理可有效提高5.56%的土壤速效磷含量,土壤速效磷随施氮量增加呈先增加后降低再升高的规律,随种植密度的增加呈先升后降的变化规律。间作处理土壤速效钾较CK增加9.70%,随施氮量增加,0～20 cm土层土壤速效钾含量呈先降低后增加的规律;随种植密度的增加,土壤速效钾含量呈先升后降的规律。间作处理较CK可提高土壤有机质含量4.77%。土壤有机质含量随施氮量和随种植密度的增加,均呈先升后降的规律。2、间作可有效降低土壤容重,较CK降低3.39%。随施氮量的增加,土壤容重呈先升后降的规律,N1处理最高（1.27 g/cm~3）N2、N3处理最低（1.25 g/cm~3）;随种植密度的增加,呈先降低后升高的规律,CK处理为最高（1.29 g/cm~3）,D2处理最低（1.27 g/cm~3）。间作较处理CK土壤含水量提高15.14%。随施氮量的增加,土壤含水量呈先升高后降低的规律,N3处理最高（16.2%）,N1最低（14.53%）;随种植密度的增加,呈先升高后降低的规律,D2处理最高（16.64%）。3、枣苜间作系统可有效提高土壤微生物数量,较处理CK土壤细菌,真菌,放线菌分别提高35.86%、6.23%、54.02%。随施氮量的增加,土壤细菌数量呈先升后降的规律,0～20 cm土层N2处理最高（8.25 10~5/CFUg）,20～40 cm土层N1处理最高（8.03 10~5/CFUg）;随种植密度的增加,呈先下降后升高的规律,D3处理最高（8.77 10~5/CFUg）。土壤真菌数量随施氮量增加呈先降后升的规律,N2处理最高（5.54 10~3/CFUg）;随种植密度增加,呈先升后降的规律,D3处理最高（5.3110~3/CFUg）。土壤放线菌数量随施氮量和种植密度增加均呈先升后降的规律,N2和D3处理最高,分别为8.96 10~4/CFUg、9.20 10~4/CFUg。4、随施氮量的增加,苜蓿株高、分枝数、节间数、茎粗呈先升后降的规律。随种植密度的增加,苜蓿生物学性状呈先升后降的变化规律。不同施氮量苜蓿产量依次为:N2＞N0＞N1＞N3,不同种植密度苜蓿产量依次为:CK＞D2＞D3＞D1,N2D2处理在整个生育期占优势。较单作处理,间作各处理土地当量比均大于1,其中N2D2处理土地当量比最大为1.96,增产率为96%。间作可有效提高苜蓿粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量,较CK处理分别提高13.29%、27.48%、18.25%。在不同施氮处理下,苜蓿粗灰分和粗蛋白依次为:N2＞N1＞N0＞N3;苜蓿粗脂肪依次为:N2＞N1＞N3＞N0。在不同种植密度处理下,苜蓿各营养指标由高到低依次为:D2＞D3＞D1＞CK。5、间作可有效提高氮肥利用率,较CK处理提高24.35%。随施氮量的增加,苜蓿氮肥利用率呈先升后降的规律,N2处理最高（11.79%）;随种密度增加,呈先升高后降低的规律,D2处理下最高（10.52%）。构建苜蓿种植密度整个生育期的临界氮稀释曲线模型,其中,D2种植密度苜蓿幂函数方差的决定系数为0.99,拟合度较好;氮素营养指数模型（NNI）,得出适量的施肥量应控制在80 kg/hm~2～160 kg/hm~2。