2.1 不同氮控量及品种对土壤含水量、pH及有机质的影响
裂区分析显示,除开花期土壤的含水量,氮控量、品种及三者交互作用均对土壤的含水量、pH及有机质产生显著影响(p<0.05,图1)。在幼苗期,N1处理下的两个品种的土壤含水量分别比N2处理下的高30.10%和15.06%,而两个品种没有显著差异; 但在CK及N2处理下,DQ的土壤含水量分别较HF高25.89%和6.02%。开花时期,HF品种的土壤含水量在N1处理下的比N2的高26.85%,DQ的则比N2低112.6%,同时在CK及N1处理下,HF的土壤含水量分别较DQ高30.28%,66.19%; 而N2处理下HF较DQ低62.29%。在成熟期,N1处理下的两个品种的土壤含水量分别比N2处理下的高46.66%和46.24%,而两个品种均在N1,N2处理下没有显著差异(图1A)。
图1 不同控氮处理及品种对土壤含水量、pH及有机质的影响
图1B所示,幼苗期,HF的土壤pH随施氮量的增加较CK分别增加2.80%,6.73%,DQ在N1处理下土壤pH较CK高1.37%,且在CK及N1处理下,DQ的土壤pH均高于HF5.42%,3.95%。在开花期,N1处理下的HF和DQ的土壤pH分别比N2的高4.84%和3.45%,且在这一时期DQ的土壤pH在N1处理下最高; 同时在N1,N2处理下,DQ的土壤pH分别较HF高1.28%,2.64%。成熟期,N1处理下的两个品种的土壤pH分别比N2下的高2.07%和1.25%,且N1,N2处理下HF的土壤PH较DQ的低2.87%,3.71%。
图1C所示,在幼苗期,DQ的土壤有机质在N1处理下比CK,N2处理下的分别低6.78%,19.12%,HF也较N2处理下低12.03%。两个品种在CK及N1处理下均没有显著差异,而在N2处理下,DQ的土壤有机质高HF11.67%。开花期,HF在N1处理下的土壤有机质比N2高7.11%,而DQ在N2处理下土壤有机质较N1高36.74%,且在N2处理下DQ的土壤有机质较HF高35.48%。在成熟期,HF的土壤有机质在N1处理下比CK处理下高85.79%,DQ的土壤有机质在N2处理下比N1处理下高12.54%,且在N2处理下,DQ的土壤有机质较HF高12.43%。
2.2 不同氮控量及品种对土壤速效养分的影响
裂区分析显示,除了成熟期的速效钾,氮控量对土壤速效养分产生了极显著差异(p<0.01); 除了幼苗期的速效钾和成熟期的碱解氮、速效磷、速效钾,品种均对土壤速效养分产生了极显著差异(p<0.01); 除了幼苗期的速效磷外,品种和氮控量及时期三者之间的交互作用也对土壤速效养分影响极显著(p<0.01)(图2)。由图2A可知,幼苗期和开花期,在N1处理下HF的土壤碱解氮较DQ高12.38%,63.97%,同时在N2处理下HF的土壤碱解氮比DQ高53.43%,37.19%; 成熟期的N1处理下,DQ比HF高44.83%。随着施氮量的增加,HF在开花期和成熟期的N1处理下出现最小值,且DQ也在成熟期N1处理下土壤中碱解氮的含量出现最小值。不同控量下,两个品种的土壤碱解氮变化总体上以苦荞幼苗期为分界线呈先上升后下降的趋势。在苦荞幼苗期,各处理的土壤碱解氮均达生育期内的最大值。而且随着氮肥量的增加,HF品种的N2处理在数值上分别高出CK及N1处理70.02%,107.79%,但DQ品种的CK处理在数值上高出N1处理60.62%。在整个生育期的后期(苦荞成熟期)各处理下降幅度较大,整个生育期结束后,两个品种在N1处理下土壤碱解氮含量都相对于播种期降低了278%,161%,但DQ的土壤碱解氮比HF高。
幼苗期,在N1,N2处理下,DQ的土壤速效磷含量比HF高17.11%,13.35%。开花期N1处理下DQ土壤中速效磷的含量高于HF 137.85%,同时在这一时期,N1处理下HF的土壤速效磷比CK,N2处理下低79.48%,182.84%。而成熟期N2处理下HF比DQ高72.62%(图2B)。图2B可以看出,土壤速效磷含量在幼苗期上升,达到全生育期的最高值,然后不同程度下降。幼苗期两个品种的各处理土壤速效磷含量的大小顺序为:N2>N1>CK。从苦荞幼苗期到成熟期,两个品种各处理有不同程度的下降趋势,以N1下降幅度最大,下降了207.09%,302.88%。在苦荞收获后,HF品种各处理的土壤速效磷含量顺序为:N2>CK>N1,而DQ的各处理的土壤速效磷含量顺序为:CK>N2>N1,两个品种的N1处理均低于播种期130.91%,158.68%,但HF的土壤速效磷高DQ,但差异性不明显。
3个时期,在N2处理下DQ土壤中速效钾的含量分别比HF高30.24%,32.72%,40.79%; 幼苗期和开花期,HF在N1处理下的土壤速效钾的含量比N2处理下高29.45%,28.49%。从图2C可以看出,速效钾的变化趋势与碱解氮、速效磷动态变化一致,均为在幼苗期达到峰值,然后呈下降趋势。试验结果表明,HF的速效钾含量在N1处理下最高为0.46,数值比其他处理高。HF品种幼苗期各处理土壤速效钾含量高低顺序为:N1>CK>N2,DQ则幼苗期各处理土壤速效钾含量高低顺序为:N2>N1>CK。随着生育期推进,速效钾含量逐渐下降,其中N1处理下降的幅度最大。在生育期结束后,两个品种的3个处理的土壤速效钾含量均高于播种期,且N2处理下,DQ的土壤速效钾比HF高。
2.3 不同氮控量及品种对土壤全效养分的影响
裂区分析显示,全效养分中除了幼苗期的全磷和3个时期的全钾,品种对土壤全效养分产生了极显著差异(p<0.01); 除了幼苗期的全磷、全钾及成熟期的全磷,氮控量均对土壤全效养分产生了极显著差异(p<0.01); 除了幼苗期的全磷和全钾、成熟期的全氮外,品种和氮控量及时期三者之间的交互作用也对土壤全效养分影响极显著(p<0.01)(图3)。幼苗期和成熟期的N2处理下,DQ的土壤全氮比HF高34.37%,12.31%。而在开花期N2处理下,HF比DQ高10.95%。在这一阶段,两个品种随着施氮量的增加,土壤中全氮的含量也显著增加。开花期和成熟期N1处理下,DQ比HF高26.69%,42.77%(图3A)。从图3A看出,土壤全氮的变化趋势较为复杂,两个品种均以幼苗期和开花期两个时间段为界。HF和DQ两个品种的各处理播种期到幼苗期均处于上升趋势,而幼苗期到开花期这一阶段,HF品种的CK和N2处理为下降趋势,N2处理为上升趋势; 则DQ品种的各处理均处于下降趋势。在开花期到成熟期两个品种及各处理均处于上升趋势。在苦荞的成熟期,两个品种各处理的土壤全氮含量顺序分别为:N2>N1>CK,N1>N2>CK。除两个品种的CK处理土壤全氮含量相对于播种期有所下降外,其余各处理均有不同程度的提高。N1,N2处理下DQ相对于HF较播种期提升了42.77%,15.90%。
开花期和成熟期的N1处理下,DQ土壤中全磷含量比HF高23.62%,16.27%。而在开花期DQ品种随着施氮量的增加在N1处理下出现最大值,较CK,N2处理高10.98%,30.55%(图3B)。不同控量下,土壤全磷变化总体上呈现上升趋势。在苦荞幼苗期到开花期,两个品种均呈现大幅度增加,而从开花期到成熟期各处理增加相对较平缓。在整个生育季后期(苦荞成熟期)各处理的土壤全磷相对于播种期均有不同程度的提高。其中,HF品种的土壤全磷含量在N1处理与N2处理下几乎重合,DQ品种的土壤全磷含量在N1处理下提升效果最明显,相对于播种期提升了174.28%,且相对于HF提升了16.27%。
开花期的CK,N1处理及成熟期N1处理下HF的土壤全钾比DQ分别高17.37%,3.92%,31.81%。而开花期和成熟期的N2处理下,DQ比HF高11.47%,16.30%; 同时在这两个阶段,DQ土壤中全钾含量随着施氮量的增加而增加,在N2处理下达到最高值(图3C)。从图3C可知,土壤全钾的含量在苦荞幼苗期开始,两个品种在N1,N2处理下均呈上升趋势,但CK处理下,两个品种从开花期到成熟期呈现下降趋势,在苦荞收获后,两个品种各处理的土壤全钾含量顺序为:N1>N2>CK,N2>N1>CK。其中,各处理均有不同程度的提高,HF品种的N1处理提升最明显,相对于播种期提升了104.04%,而DQ品种的N2处理提升最明显,相对于播种期提升了124.90%。