秸秆还田与种植密度对玉米氮素吸收利用与产量的影响

目的为探究秸秆还田配合调控种植密度对玉米氮素利用效率与产量的影响。方法于2023年开展田间试验，设置秸秆离田（C，对照）和秸秆全量还田（X）同3种玉米种植密度67 500（D1，对照）、82 500（D2）、90 000株/hm²（D3）相结合，共设置6个处理。探究秸秆还田与种植密度对玉米氮素吸收利用和产量的影响。并将试验所得结果与参数修正后的DNDC（denitrification decomposition，DNDC）模型模拟结果进行比较分析，验证短期试验的可靠性。结果1）在相同种植密度下，秸秆还田能提高不同生育时期玉米叶面积指数与净光合速率，促进植株对氮素的吸收利用，提高产量。2）在相同秸秆条件下，提高种植密度能够有效增加玉米植株干物质与氮素的累积量，增加叶面积。其中，D2、D3种植密度分别较D1提高21.5%与22.0%的干物质累积量、14.9%与15.2%的氮素累积量及5.7%和11.3%的叶面积指数。但提高种植密度会显著降低植株的光合能力，对干物质与氮素的转运能力造成影响，干物质转运较氮素转运对光合的变化更加敏感，表现为随种植密度增加持续降低，而氮素转运则表现为先升高后降低。3）秸秆还田处理下D2种植密度玉米产量最高，较对照处理CD1产量增加46.4%，其氮素转运率、对籽粒的贡献率、氮素内在效率和氮肥偏生产力均最高。4）秸秆还田与不同种植密度下的试验得到的关键指标同DNDC模型模拟值拟合度较高，其决定系数（R2）均在0.92以上，归一化均方根误差（nRMSE）均低于13.4%，验证田间试验结果的可靠性。结论秸秆还田配合82 500株/hm²的种植密度可有效促进生育期内玉米干物质与氮素积累，显著提高玉米氮素转运率和对籽粒的贡献率，有效增强玉米氮素吸收利用能力并增加产量。研究结果可为玉米高产高效生产实践提供理论依据与技术支持。