應(yīng)用15N示蹤技術(shù)研究耕作方式對(duì)甘蔗氮肥吸收利用的影響

韋劍鋒 韋冬萍 胡桂娟 吳炫柯 羅小芬 黃 琳 黃業(yè)華 趙曉玉

(1 柳州工學(xué)院，廣西 柳州 545616；2 廣西科技大學(xué)，廣西 柳州 545006； 3 柳州市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，廣西 柳州 545005)

廣西甘蔗年種植面積約占全國(guó)的60%，其中大部分分布在紅壤旱地[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)甘蔗生產(chǎn)成本快速上漲，蔗農(nóng)收益下降，導(dǎo)致廣西甘蔗種植面積大幅減少，嚴(yán)重制約了我國(guó)甘蔗糖業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展[2]。農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)具有效率高和用工少的特點(diǎn)。為此，2017年農(nóng)業(yè)部(現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部)等四部委聯(lián)合印發(fā)《推進(jìn)廣西甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化行動(dòng)方案》，把推進(jìn)廣西甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化確立為國(guó)家戰(zhàn)略。甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)是一項(xiàng)綜合農(nóng)藝措施，其中機(jī)械耕地作業(yè)是重要工序之一[2-3]。前人在廣西紅壤蔗區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，深松深耕有利于甘蔗增產(chǎn)，且深松35 cm以上或深翻50 cm并結(jié)合旋耕25 cm可顯著增加土壤耕作深度，改善耕層土壤疏松程度，增加深層土壤毛管孔隙度，提高深層土壤含水量[2-5]。常用氮肥施入土壤后易發(fā)生氣態(tài)或淋溶損失，耕作措施改變土壤性狀后也會(huì)影響氮肥的作物利用、土壤殘留及損失[6-10]，如優(yōu)化耕作模式后玉米氮肥利用率提高15.9%～30.8%，殘留率增加10.4%～18.7%，損失率降低24.4%～45.6%[6]；深松35 cm的小麥氮肥回收率比旋耕15 cm、翻耕25 cm分別增加20.0%和23.8%[7]；翻耕35 cm的玉米氮肥利用率顯著高于旋耕15 cm[8]；條帶深松30 cm的玉米氮肥利用率高于旋耕15 cm和免耕[9]。綜上所述，合理耕作對(duì)提高作物氮肥利用效率有重要意義。應(yīng)用15N示蹤技術(shù)可以精確監(jiān)測(cè)氮在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移、運(yùn)輸及分配，為揭示作物氮素有效轉(zhuǎn)化機(jī)理和創(chuàng)建養(yǎng)分高效利用技術(shù)模式提供重要支持。目前該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)與利用研究[11]。然而，有關(guān)甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)下氮肥利用效率及去向的報(bào)道較少。因此，本研究結(jié)合廣西甘蔗規(guī)模化生產(chǎn)和機(jī)械裝備條件，應(yīng)用15N示蹤技術(shù)探討3種耕作方式下甘蔗氮肥利用、殘留及損失情況，以期為當(dāng)?shù)馗收嵘a(chǎn)機(jī)械化模式優(yōu)化提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年5月至2020年12月在柳州市雒容農(nóng)場(chǎng)“雙高”糖料蔗基地進(jìn)行。試驗(yàn)地已連續(xù)種植甘蔗30多年，土壤類型為紅壤，坡度5°～8°，0～20、20～40、40～60 cm土層土壤pH值分別為6.15、6.26、6.30，有機(jī)質(zhì)含量分別為18.15、13.63、6.81 g·kg-1，全氮含量分別為0.88、0.74、0.62 g·kg-1，堿解氮含量分別為72.63、57.40、49.35 mg·kg-1，速效磷含量分別為80.25、32.17、6.51 mg·kg-1，速效鉀含量分別為270.00、110.00、64.50 mg·kg-1。供試甘蔗為廣西主栽品種桂糖42號(hào)，為廣西思源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司自留種莖。氮肥為15N標(biāo)記尿素(上?；ぱ芯吭河邢薰旧a(chǎn)，豐度值10.10%，含N 46.4%)，磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，復(fù)混肥為有機(jī)無(wú)機(jī)肥(含氮15%，磷5%，鉀10%，有機(jī)質(zhì)≥10%，生物活性添加劑≥10%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)?shù)馗收嵋?guī)模化生產(chǎn)習(xí)慣和機(jī)械裝備條件，設(shè)3個(gè)處理，分別為深松45 cm+旋耕25 cm (T1)：用鑿式深松犁松土深45 cm，配帶旋耕機(jī)旋耕碎土深25 cm；翻耕40 cm+圓盤耙碎土25 cm(T2)：用四鏵犁翻土深40 cm，拖掛圓盤耙碎土深25 cm；旋耕25 cm(T3)：用旋耕機(jī)旋耕碎土深25 cm。各處理均用118 kW輪式拖拉機(jī)牽引。每處理面積540 m2，重復(fù)3次。

2019年5月15日順坡耕作，按當(dāng)?shù)馗收釞C(jī)械化生產(chǎn)習(xí)慣順坡開(kāi)寬窄行(寬行1.2 m、窄行0.6 m)，行溝深30 cm，然后在窄行設(shè)置微區(qū)，每微區(qū)由長(zhǎng)150 cm、寬80 cm、高35 cm的無(wú)底鍍鋅鐵皮框圍成，每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。安裝鐵皮框時(shí)，先將鐵皮框放置于微區(qū)所在位置，然后用鐵錘將鐵皮框打入土壤套住土柱，鐵皮框頂端與種植溝頂部齊平。微區(qū)新植蔗參考當(dāng)?shù)厥┓柿亢褪┓史绞绞㎞ 340 kg·hm-2、P2O5112 kg·hm-2、 K2O 225 kg·hm-2(折算為每微區(qū)施用15N標(biāo)記尿素、過(guò)磷酸鈣及氯化鉀分別為197.84、252.00、101.25 g)，其中氮肥和鉀肥30%作基肥、70%作追肥，磷肥100%作基肥。

2019年5月16日播種，每微區(qū)下種14個(gè)雙芽段(相當(dāng)于10.37萬(wàn)芽·hm-2)，雙行擺種，撒施15N標(biāo)記尿素59.35 g、過(guò)磷酸鈣252.00 g及氯化鉀30.37 g作基肥，覆土蓋種，覆土厚度約10 cm。同時(shí)微區(qū)外同規(guī)格全田種植甘蔗。甘蔗齊苗并部分出現(xiàn)莖節(jié)后，每微區(qū)于2019年7月6日追施15N標(biāo)記尿素138.49 g、氯化鉀70.88 g，并覆土蓋肥，覆土厚度約8 cm。2020年3月14日砍收新植蔗，2020年4月1日將微區(qū)外萌發(fā)的蔗蔸帶土移植到微區(qū)取樣留下的空穴并標(biāo)記(避免宿根采集)，2020年5月5日宿根蔗破壟、施復(fù)混肥2 250 kg·hm-2并覆土。甘蔗雜草和病蟲(chóng)害采用機(jī)械噴灑藥劑防治。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

甘蔗生長(zhǎng)過(guò)程收集干枯蔗葉；在甘蔗工藝成熟期，新植蔗、宿根蔗分別于2020年3月10日、2020年12月25日，每微區(qū)選4株在基部周圍15 cm、深20 cm處連同根系、土壤挖出，浸泡洗凈(根系洗出的泥土回填至取樣位置)，分根、莖及葉測(cè)干物質(zhì)量、全N含量及15N 豐度值，同時(shí)砍收余下甘蔗的地上部分，調(diào)查單位面積根、莖及葉干物質(zhì)量；甘蔗砍收后，用外徑4.0 cm、內(nèi)徑3.4 cm的土鉆取微區(qū)0～20、20～40、40～60 cm土層土壤測(cè)干物質(zhì)量、全N含量及15N豐度值，取樣后即時(shí)用同直徑鋼管打入取樣孔，土樣風(fēng)干粉碎后，每微區(qū)每土層留10 g待測(cè)，然后拔出鋼管，將其余土樣分層回填取樣孔，體積不足部分用同直徑圓木填塞并在地面標(biāo)記(避免宿根采集)。樣品全N含量和15N豐度值委托河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所，按文獻(xiàn)[12]的方法分別用K-05自動(dòng)定氮儀(上海晟聲自動(dòng)化分析儀器有限公司)和DELTA-V Advantage同位素比率質(zhì)譜儀(美國(guó)熱電公司)測(cè)定。各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

樣品氮素來(lái)自15N肥料的百分比=(樣品15N豐度值-15N天然豐度值)/尿素中15N豐度值×100%；

甘蔗或土壤15N積累量(kg·hm-2)=干物質(zhì)量(kg·hm-2)×樣品全N含量(%)×樣品氮素來(lái)自15N肥料的百分比/100 ；

新植季肥料氮損失量(kg·hm-2)=施15N總量(kg·hm-2)-新植季甘蔗15N積累總量(kg·hm-2)-新植季土壤15N積累總量(kg·hm-2)；

宿根季肥料氮損失量(kg·hm-2)=新植季15N殘留總量(kg·hm-2)-宿根季甘蔗15N積累總量(kg·hm-2)-宿根季土壤15N積累總量(kg·hm-2)；

甘蔗肥料氮來(lái)源比率=甘蔗15N 積累量(kg·hm-2)/甘蔗全N積累量(kg·hm-2)×100%；

肥料氮利用率=甘蔗15N積累量(kg·hm-2)/施15N總量(kg·hm-2)×100%；

肥料氮?dú)埩袈?土壤15N積累量(kg·hm-2)/施15N總量(kg·hm-2)×100%；

肥料氮損失率=肥料氮損失量(kg·hm-2)/施15N總量(kg·hm-2)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2007及SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式對(duì)甘蔗干物質(zhì)積累的影響

由表1可知，新植蔗各器官干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為T1略高于T2，兩者均顯著高于T3；宿根蔗根、葉干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為T1>T2>T3，處理間的差異均達(dá)到顯著水平；宿根蔗莖干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)積累總量以T1最高，T2次之，T3最低，其中T1與T3的差異達(dá)顯著水平。3個(gè)處理宿根蔗各器官干物質(zhì)積累量均高于新植蔗，其中莖干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)積累總量比新植蔗分別增加168.4%～178.9%、135.8%～146.2%。各處理兩季甘蔗莖干物質(zhì)積累總量和植株干物質(zhì)積累總量分別為47 409.37～52 856.71 kg·hm-2、62 530.37～70 381.95 kg·hm-2，其中T1莖干物質(zhì)積累總量和植株干物質(zhì)積累總量比T2、T3分別增加4.6%、11.5%和5.0%、12.5%，可見(jiàn)T1甘蔗產(chǎn)量較高。

表1 不同耕作方式甘蔗干物質(zhì)積累Table 1 Dry matter accumulation of sugarcane under different tillage patterns /(kg·hm-2)

2.2 不同耕作方式對(duì)甘蔗肥料氮來(lái)源比率的影響

由表2可知，各處理新植蔗積累的氮有43.40%～46.45%來(lái)自當(dāng)季施用的氮肥，宿根蔗積累的氮有13.27%～14.78%來(lái)自上季甘蔗施用的氮肥，兩者相差29.77%～31.67%。新植蔗、宿根蔗各器官肥料氮來(lái)源比率均表現(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，其中T1、T2根、莖肥料氮來(lái)源比率與T3的差異達(dá)顯著水平，T1總肥料氮來(lái)源比率與T3的差異達(dá)顯著水平，說(shuō)明T1兩季甘蔗肥料氮來(lái)源比率均較高。3個(gè)處理新植蔗各器官肥料氮來(lái)源比率均高于宿根蔗，是宿根蔗的2.8倍以上。

表2 不同耕作方式甘蔗肥料氮來(lái)源比率Table 2 The N-fertilizer resources proportion of sugarcane under different tillage patterns /%

2.3 不同耕作方式對(duì)甘蔗肥料氮積累與利用的影響

由表3可知，3個(gè)處理新植蔗、宿根蔗各器官肥料氮積累量及利用率均表現(xiàn)為莖>葉>根，其中各處理新植蔗莖肥料氮積累量及利用率分別是葉、根的2.2倍和37.2倍以上，各處理宿根蔗莖肥料氮積累量及利用率分別是葉、根的2.5倍和56.9倍以上。新植蔗、宿根蔗各器官肥料氮積累量及利用率均表現(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，其中T1、T2與T3的差異均達(dá)顯著水平，T1新植蔗莖、葉和宿根蔗根、莖的肥料氮積累量及利用率與T2的差異達(dá)顯著水平。3個(gè)處理新植蔗各器官肥料氮積累量及利用率均高于宿根蔗，其中各處理新植蔗根、莖及葉肥料氮積累量比宿根蔗增加143.2%～187.1%、62.0%～75.4%、90.9%～104.4%；各處理兩季甘蔗根、莖及葉肥料氮積累量為1.20～1.51 kg·hm-2、52.06～68.11 kg·hm-2、22.16～28.22 kg·hm-2， 其中T1根、莖及葉肥料氮積累量比T2和T3分別增加6.3%、10.6%、7.3%和25.8%、30.8%、27.3%?？梢?jiàn)，T1甘蔗吸收的肥料氮較多，氮肥利用率較高。

表3 不同耕作方式甘蔗肥料氮積累與利用Table 3 The N-fertilizer accumulation and utilization of sugarcane under different tillage patterns

2.4 不同耕作方式對(duì)土壤剖面肥料氮?dú)埩舴植嫉挠绊?/h3>

由表4可知，各處理新植蔗、宿根蔗肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈孰S土層深度的增加而減少，其中各處理新植蔗0～20 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈史謩e是20～40 cm、40～60 cm土層的1.5倍和2.6倍以上，宿根蔗0～20 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈史謩e是20～40 cm、40～60 cm土層的1.2倍和1.5倍以上。新植蔗、宿根蔗0～20 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈示憩F(xiàn)為T3>T2>T1，20～40 cm、40～60 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈示憩F(xiàn)為T1>T2>T3，且處理間的差異均達(dá)顯著水平?？梢?jiàn)T1、T2在20 cm以下土層殘留氮肥比T3的多。各處理宿根蔗收獲后肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈什煌潭认陆担?～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土層殘留量比新植蔗收獲后下降46.7%～49.5%、37.2%～41.6%、2.3%～10.4%，且T1、T2的下降幅度較大。說(shuō)明殘留氮肥的再利用與損失主要發(fā)生在0～40 cm土層。

表4 不同耕作方式土壤剖面肥料氮?dú)埩舴植糡able 4 The N-fertilizer residue and distribution in soil profile under different tillage patterns

2.5 不同耕作方式對(duì)甘蔗肥料氮去向的影響

由表5可知，各處理在新植蔗施用的肥料氮有14.39%～18.43%被當(dāng)季甘蔗吸收利用，有7.79%～10.35%被下季宿根蔗吸收利用，兩季肥料氮利用率為22.18%～28.78%，新植蔗、宿根蔗肥料氮吸收量及利用率均表現(xiàn)為T1>T2>T3，且各處理間的差異均達(dá)顯著水平。各處理新植蔗收獲后肥料氮在0～60 cm土層的殘留率為50.70%～55.49%，到下季宿根蔗收獲后為31.41%～34.12%，降低了19.29～21.37個(gè)百分點(diǎn)，兩季肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈示憩F(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，其中T1與T3的差異均達(dá)顯著水平。各處理在新植蔗施用的肥料氮在當(dāng)季和下季分別有26.08%～34.91%、11.02%～11.50%以其他形式損失或遷移到其他土壤，兩季肥料氮損失率為37.10%～46.41%，新植蔗、宿根蔗肥料氮損失量及損失率均表現(xiàn)為T3最高，T2次之，T1最低，其中在新植蔗各處理間的差異均達(dá)顯著水平?？梢?jiàn)，T1肥料氮吸收利用和殘留較多，T3肥料氮損失較多。

3 討論

耕作方式通過(guò)改變土壤理化性狀影響甘蔗生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成[2-5]。前人研究發(fā)現(xiàn)，紅壤蔗地深松或深翻達(dá)35 cm以下可顯著增加甘蔗產(chǎn)量[3-4]。本研究中，兩季甘蔗各器官干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，與前人研究玉米[13]的結(jié)果相似。說(shuō)明深松深翻有利于提高甘蔗產(chǎn)量。本研究中，T1兩季甘蔗各器官干物質(zhì)積累量與T3的差異均達(dá)顯著水平，但T2宿根蔗莖干物質(zhì)積累量及總干物質(zhì)積累量與T3的差異不顯著，這可能與不同耕作方式改善土壤性狀的持續(xù)效應(yīng)差異有關(guān)[4,14]，也說(shuō)明深松對(duì)提高甘蔗產(chǎn)量的效應(yīng)較為持久。

表5 不同耕作方式甘蔗肥料氮去向Table 5 The fate of N-fertilizer under different tillage patterns

作物吸收的氮主要來(lái)源于土壤、施肥及種子等，但不同栽培條件下，作物氮來(lái)源比率差異較大[15-21]。本研究中，各處理新植蔗、宿根蔗積累的氮分別有43.40%～46.45%、13.27%～14.78%來(lái)自新植蔗施用的氮肥，但前人研究表明新植蔗肥料氮來(lái)源比率僅為17.27%～27.28%[15-17]，這可能是本研究條件下基礎(chǔ)土壤有效氮含量較低、施氮量較大引起甘蔗吸收氮肥較多的緣故。此外，兩季甘蔗各器官肥料氮來(lái)源比率均表現(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，其中T1總肥料氮來(lái)源比率與T3的差異均達(dá)顯著水平，說(shuō)明深松更有利于增加氮肥對(duì)甘蔗氮的貢獻(xiàn)率。

施入土壤中的氮肥去向包括作物吸收、土壤殘留及其他損失等，但不同耕作條件下氮肥去向比率變化較大[6,15-22]。本研究中，各處理新植蔗當(dāng)季肥料氮利用率為14.39%～18.43%，但前人研究表明新植蔗氮肥利用率高達(dá)21.00%～42.46%[15-17]，這可能是本研究條件下甘蔗5月播種，12月停止生長(zhǎng)，生長(zhǎng)期較短，氮肥未得到充分吸收利用的緣故。此外，本研究考慮宿根需要，只挖取20 cm以上土層部分根系測(cè)定，因此甘蔗氮肥利用率的測(cè)定值略低于實(shí)際值。然而，在上季肥料氮大量殘留和宿根蔗干物質(zhì)積累量成倍增加的情況下，宿根蔗對(duì)上季肥料氮的利用率僅為7.79%～10.35%，與前人研究甘蔗[23]和其他作物[20-21,24-25]的結(jié)果相近，說(shuō)明后季甘蔗對(duì)殘留氮肥的吸收利用率較低。另外，宿根蔗積累的氮有一部分直接來(lái)源于新植蔗砍收后遺留蔗蔸的轉(zhuǎn)移，因此宿根蔗對(duì)殘留氮肥的實(shí)際利用率更低。耕作方式對(duì)作物氮吸收利用有著重要的調(diào)控作用，其中深松、深翻或優(yōu)化耕作可增加作物對(duì)氮的吸收并促進(jìn)氮向收獲器官分配[6-8]。本研究中，甘蔗吸收的肥料氮主要供莖利用，其次是葉，且兩季甘蔗各器官肥料氮積累量及利用率均表現(xiàn)為T1最高，T2次之，T3最低，其中各處理間兩季甘蔗莖部的肥料氮利用率差異均達(dá)顯著水平，這可能與不同耕作方式對(duì)土壤性狀及水肥運(yùn)移作用差別有關(guān)。在旱地條件下，深松可增加耕層深度、減小下層土體緊實(shí)度、增加降水接納量，促進(jìn)水肥向下運(yùn)移，進(jìn)而增加根系對(duì)水肥的吸收；深翻使耕層底部結(jié)構(gòu)性較差、養(yǎng)分含量低的土壤翻轉(zhuǎn)到表層，降低耕作層有效養(yǎng)分含量；而旋耕僅對(duì)表層土壤疏松，不利于水肥向下運(yùn)移[3-4,26-27]?？梢?jiàn)，深松更有利于甘蔗對(duì)肥料氮的吸收并促進(jìn)莖部利用。

根施氮肥引起肥料氮在土壤中的殘留是不可避免的[20-26]。有研究表明，當(dāng)季肥料氮?dú)埩袅侩S土層深度的增加而降低[18,28]，或隨土層深度的增加先升高后降低[29]。本研究中，各處理新植蔗、宿根蔗收獲后，肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈示S土層深度的增加而明顯降低，但宿根蔗收獲后0～60 cm土層肥料氮?dú)埩袈视尚轮舱崾斋@后的50.70%～55.49%下降到31.41%～34.12%，且各土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈示∮谛轮舱?，與冬小麥/夏玉米輪作[23]及雙季稻[20]的氮肥殘留分布趨勢(shì)相似，說(shuō)明甘蔗氮肥主要?dú)埩粼跍\層土壤，肥料氮垂直運(yùn)移主要發(fā)生在施肥季。此外，本研究中40～60 cm土層有一定的肥料氮?dú)埩?，且由于鐵皮圍框僅入土約35 cm，故推測(cè)60 cm以下土層和微區(qū)側(cè)面土壤也有氮肥殘留。土壤氮素垂直遷移主要源于地表徑流下滲和土壤水的向下移動(dòng)，不同耕作方式通過(guò)改變土壤裂隙系統(tǒng)和水分下移而影響?zhàn)B分運(yùn)移[3,30-32]。本研究中，新植蔗、宿根蔗收獲后0～20 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈时憩F(xiàn)為T3>T2>T1，20～40 cm、40～60 cm土層肥料氮?dú)埩袅考皻埩袈时憩F(xiàn)為T1>T2>T3，說(shuō)明深松、深翻可減少肥料氮在表層土壤殘留，促進(jìn)肥料氮向下層土壤運(yùn)移。在我國(guó)紅壤蔗區(qū)，甘蔗根系一般分布在60 cm以上土層[33]，過(guò)度深耕、深翻可能會(huì)引起肥料氮向下遷出甘蔗根系吸收范圍而損失。但也有研究表明，在不打破心土層、不造成水肥滲漏的前提下，廣西紅壤蔗地耕作深度達(dá)40～50 cm對(duì)甘蔗吸收利用水肥有促進(jìn)作用[3-4]。本研究中，各處理宿根蔗收獲后肥料氮在40～60 cm土層的殘留量比新植蔗收獲后下降2.3%～10.4%，其中T1、T2的下降幅度較大，說(shuō)明深松45 cm或深翻40 cm未引起肥料氮持續(xù)向較深土層運(yùn)移。

施入土壤的氮肥以氨揮發(fā)、N2O排放及淋洗等途徑遷移出作物根系吸收范圍而造成損失，但不同栽培條件下氮肥損失不同[6,15,18-21]。本研究中，新植蔗施用的肥料氮在當(dāng)季和下季宿根分別有26.08%～34.91%、11.02%～11.50%損失或遷移到其他土壤，說(shuō)明甘蔗氮肥損失主要發(fā)生在施肥季。結(jié)合肥料氮?dú)埩舴植纪茰y(cè)，當(dāng)季肥料氮損失較多可能與氮肥大部分停留在表層土壤造成氣態(tài)損失嚴(yán)重有關(guān)[18,20]，而宿根季肥料氮損失較少的可能原因是殘留肥料氮逐漸轉(zhuǎn)化成有機(jī)形態(tài)而被土壤固定[24]。兩季甘蔗肥料氮損失量及損失率均表現(xiàn)為T3最高，T2次之，T1最低，其中在新植蔗各處理間的差異均達(dá)顯著水平。說(shuō)明深松、深翻對(duì)減少甘蔗施肥季氮肥損失有顯著作用。

4 結(jié)論

通過(guò)應(yīng)用15N示蹤技術(shù)連續(xù)研究?jī)杉靖收岜砻?，耕作方式能夠影響甘蔗氮肥的吸收利用與去向。其中深松45 cm+旋耕25 cm的肥料氮利用率較高、損失率較低，在20～60 cm土層的殘留較多；其次是翻耕40 cm+圓盤耙碎土25 cm；而旋耕25 cm的肥料氮利用率較低、損失率較高，在0～20 cm土層的殘留較多。因此，深松45 cm+旋耕25 cm更有利于促進(jìn)氮肥向20 cm以下土層運(yùn)移，增加甘蔗對(duì)氮肥的吸收利用并減少氮肥損失，進(jìn)而提高甘蔗產(chǎn)量。但因甘蔗生產(chǎn)周期一般1年新植、2～3年宿根，后續(xù)宿根氮肥后效及去向還有待深入研究。