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氮素是植物生长所必需的大量营养元素之一，然而自然环境中的氮素无法满足作物的需求。施用氮肥可以缓解作物生长中的氮限制，是提高作物产量的有效措施。目前中国是世界上最大的氮肥消费国之一，其氮肥投入约占世界总消费量的32%[1]。长期过量施用氮肥，会导致作物倒伏、产量品质下降等一系列问题[2−3]，而适当减施氮肥不仅不会影响作物产量，还有助于提高氮肥利用效率，减轻环境负荷，是农业可持续发展的重要举措[4−6]。但减氮是否可行，取决于减氮量和土壤本身的供氮水平。值得注意的是，即使在高氮水平的稻田中，如果土壤氮素一直处于亏缺状态，短期内减少氮肥可能不会影响作物产量，但随着作物的连续种植，作物产量必然会下降[5]。
有机肥中富含植物所需的营养物质，增施有机肥可以大幅提高土壤中有机质的持续供应能力。然而，由于有机肥中速效养分水平较低且释放速度较慢，单独施用有机肥可能会因为土壤养分供应不足而导致作物产量降低[7]。与此同时，适当施用氮肥并配施有机肥可以提高土壤碳氮磷等养分质量分数，从而提高作物产量[8−9]。可见，有机肥和化肥的配合施用对促进作物生长、提高土壤的氮素供应能力和可持续性生产、改善土壤理化性质和土壤养分状况都具有积极影响[4]。不同地区的作物产量、土壤肥力和施肥方式等对氮肥配施有机肥的响应存在差异。全国每年的水稻Oryza sativa和小麦Triticum aestivum产量约占谷物生产总量的72%。稻麦轮作是长江中下游地区主要的农田耕作模式之一，对于保障粮食供给和维护粮食安全均具有重大意义[10]。其季节性的干湿交替导致土壤氧化与还原过程交替进行，影响了土壤养分的转化及其有效性，对肥料的响应在水旱两季存在差异[11]。因此，在水旱轮作条件下，探讨作物生长和土壤肥力如何响应施肥模式的变化具有重要意义。
缓控释尿素是一种新型肥料，它通过减缓氮肥在土壤中的转化过程和释放速率，使氮素释放与作物需氮同步，从而减少施氮量及施肥次数，降低劳动力成本，实现高产高效的目的[12]。目前，对于缓控释尿素肥效的研究集中在单独施用或与普通尿素配施，而关于缓控释尿素和有机肥配施条件下对周年轮作作物和土壤肥力的影响报道较少。研究表明：减氮15%~30%并不会对作物产量造成影响[5−6]。因此，本研究以稻麦轮作田为试验区，在缓释氮肥和有机肥配施的条件下，研究不同氮肥减量水平配施有机肥对稻麦轮作体系作物产量、氮素吸收利用以及土壤养分的影响，以期为化肥减量和有机肥施用提质增效提供科学依据。
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浙江省嘉兴市海宁市许村镇杨渡村(30o26′07″N，120o24′23″E)处于浙北平原区，海拔为3~4 m；气候为北亚热带季风气候，年均气温为16~17 ℃，≥10 ℃的积温为4 800~5 200 ℃，年降水量为1 500~1 600 mm，无霜期为240~250 d，年日照时数为1 900~2 000 h，年太阳辐射量为100~115 J·cm−2。土壤属于水稻土类渗育型水稻土亚类黄松田土属。试验地块农田排灌便利，其耕层土壤(0~20 cm)基本理化性状为：容重0.898 g·cm−3、pH 7.17、有机质35.00 g·kg−1、全氮1.87 g·kg−1、全磷0.82 g·kg−1、全钾14.70 g·kg−1、铵态氮5.01 mg·kg−1、硝态氮2.12 mg·kg−1、有效磷14.10 mg·kg−1和速效钾94.40 mg·kg−1。
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试验设置4个处理：①对照(ck)，不施氮肥；②常规施氮(N100)，当地农户的习惯施肥量，小麦季氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)肥用量分别为180.0、34.5和90.0 kg·hm−2，水稻季分别为210.0、40.5和90.0 kg·hm−2；③无机氮肥减施15%并配施有机肥(MN85)；④无机氮肥减施30%并配施有机肥(MN70)。每个处理重复3次，共12个小区，每个小区面积为30 m2 (5 m×6 m)，随机区组排列。各处理田块间使用塑料薄膜将田埂包裹住，使其单排单灌，避免串灌串排，试验区域外围设置保护行，保护行种植作物但不施肥，其他田间管理措施一致。
氮肥用缓释尿素(N质量分数为44%，山东多益成肥料农业科技有限公司，释放期60 d)，磷肥用过磷酸钙(P2O5质量分数为12%)，钾肥用氯化钾(K2O质量分数为60%)。稻麦两季的有机肥施用量相同，以当地常用的有机肥施用量为依据，均设置为7 500 kg·hm−2，有机肥以猪粪为基质的颗粒有机肥，pH为7.60，其养分质量分数分别为：N 1.88%、P2O5 2.07%、K2O 1.58%和碳 (C) 32.3%。各处理有机无机养分投入量见表1。所有肥料均作为基肥在小麦播种或水稻移栽前随翻地一次性施入。
表 1 施肥处理养分投入量
Table 1. Amount of pure nutrient input in fertilization treatments
项目 处理 氮素投入量/(kg·hm−2) 磷素投入量/(kg·hm−2) 钾素投入量/(kg·hm−2) 有机 无机 合计 有机 无机 合计 有机 无机 合计 小麦 ck 0 0 0 0 34.50 34.50 0 90.00 90.00 N100 0 180.00 180.00 0 34.50 34.50 0 90.00 90.00 MN85 141.00 153.00 294.00 155.25 34.50 189.75 118.50 90.00 208.50 MN70 141.00 126.00 267.00 155.25 34.50 189.75 118.50 90.00 208.50 水稻 ck 0 0 0 0 40.50 40.50 0 90.00 90.00 N100 0 210.00 210.00 0 40.50 40.50 0 90.00 90.00 MN85 141.00 178.50 319.50 155.25 40.50 195.75 118.50 90.00 208.50 MN70 141.00 147.00 288.00 155.25 40.50 195.75 118.50 90.00 208.50 总计 ck 0 0 0 0 75.00 75.00 0 180.00 180.00 N100 0 390.00 390.00 0 75.00 75.00 0 180.00 180.00 MN85 282.00 331.50 613.50 310.50 75.00 385.50 237.00 180.00 417.00 MN70 282.00 273.00 555.00 310.50 75.00 385.50 237.00 180.00 417.00 田间管理按当地常规栽培措施进行。小麦于2021年11月1日播种，2022年5月19日收获，供试小麦品种为‘浙华1号’‘Zhehua No.1’，播种密度为187.5 kg·hm−2；水稻于2022年6月15日播种育苗，7月6日进行人工移栽，10月27日收获，供试水稻品种为‘秀水134’ ‘Xiushui 134’，种植密度为15×104株·hm−2。
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采用人工收获，作物产量来源于整个小区，小麦收获的同时采集取样框内(0.5 m2)的所有植株样品，水稻收获的同时采集有代表性植株样品10穴，植株样品除选取部分样品用于室内考种外，其余样品经风干、脱粒后粉碎，用于植株全氮分析。
水稻收获后，利用直径3.5 cm的不锈钢土钻采集耕层(0~20 cm)土壤样品，每个小区按“梅花型”采集5个点，混匀后，将其分成2份，一份过2.000 mm筛后，用作土壤微生物生物量氮、水溶性氮、铵态氮和硝态氮的测定；另一份在室内风干，分别过2.000和0.149 mm筛后用于土壤养分分析。
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根据鲁如坤[13]的土壤农业化学分析方法，容重采用环刀法测定，pH采用电位法(土水质量体积比为1.0∶2.5)，有机质采用重铬酸钾外加热法测定，土壤全钾和全磷使用氢氧化钠熔融后分别采用火焰光度计和钼锑抗比色法测定，速效钾用乙酸铵浸提后采用火焰光度计测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，硝态氮采用双波长紫外分光光度法测定，铵态氮采用靛酚蓝比色法测定，土壤水溶性氮和微生物生物量氮分别采用去离子水浸提和氯仿熏蒸-硫酸钾浸提后，使用总有机碳(TOC)分析仪测定，植株全氮质量分数使用元素分析仪测定。
参照QIAO等[14]的方法计算作物吸氮量、氮肥表观利用率(%)、氮肥农学效率(kg·kg−1)、氮肥偏生产率(kg·kg−1)、氮素内部效率(kg·kg−1)和氮素生理效率(kg·kg−1)。作物收获指数=籽粒产量/(籽粒产量+秸秆产量)×100；作物地上部吸氮量=(籽粒产量×籽粒氮质量分数+秸秆产量×秸秆氮质量分数)/1 000；氮肥表观利用率=(UN−U0)/FN×100；氮肥农学效率=(YN−Y0)/FN；氮素内部效率=YN/UN；氮肥偏生产率=YN/FN；氮素生理效率=(YN−Y0)/(UN−U0)。其中：UN指施氮肥处理的作物地上部吸氮量；U0指不施氮肥处理的作物地上部吸氮量；FN指施氮量；YN指施氮肥处理的作物产量；Y0指不施氮肥处理的作物产量。
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使用Excel整理数据，SPSS 22.0对数据进行统计分析。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)检验模型，各处理间的显著性使用新复极差法(Duncan)分析。同时使用Origin 2019绘图。
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不施氮肥处理周年轮作体系作物产量为7 945 kg·hm−2 (小麦1 439 kg·hm−2、水稻6 506 kg·hm−2)(图1)，占常规施氮处理(N100)的54.0%(小麦和水稻分别占33.8%和74.2%)，这说明在本试验条件下的氮肥增产贡献率为46.0% (小麦季66.2%、水稻季25.8%)。与ck相比，施用氮肥处理下小麦和水稻产量分别提高了176.4%和50.5% (P＜0.05)。无论是小麦还是水稻，MN85处理的产量均最高。尽管施氮处理间小麦产量差异不显著，但与N100相比，MN85处理的水稻产量提高了26.8% (P＜0.05)。这说明在本研究条件下MN85处理能提高作物产量，稻季增产效果更好。
图 1 减氮配施有机肥对作物籽粒产量的影响
Figure 1. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop yields
在小麦种植季，作物收获指数无显著差异(表2)；在水稻种植季，ck处理的水稻收获指数最高，为53.20%，比MN70处理的高了5.02% (P＜0.05)；与N100相比，减氮配施有机肥处理的收获指数无显著差异。无论是小麦还是水稻，ck处理的有效穗均最低，分别只有219和134万个·hm−2。MN85处理的有效穗高于N100和MN70，尤其是在水稻季，相比N100，MN85处理使有效穗提高了16.8% (P＜0.05)。与有效穗变化规律相似，ck处理的千粒重和穗粒数均最低。水稻千粒重和穗粒数在施肥处理间无显著差异。
表 2 减氮配施有机肥对作物构成因素的影响
Table 2. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop composition
作物 处理 收获指数/% 有效穗/
(万个·hm−2)千粒重/g 穗粒数/粒 小麦 ck 48.06±2.61 a 219±70 b 41.35±2.35 b 22±6 b N100 50.35±0.77 a 306±90 a 45.09±0.93 a 38±3 a MN85 50.09±2.50 a 325±107 a 45.48±2.28 a 41±8 a MN70 48.90±1.64 a 281±43 a 45.42±0.41 a 40±11 a 水稻 ck 53.20±2.52 a 134±3 c 20.80±0.42 a 207±28 a N100 49.32±0.26 ab 196±27 b 20.95±0.56 a 233±5 a MN85 50.07±0.76 ab 229±36 a 21.03±0.78 a 230±3 a MN70 48.18±1.12 b 213±25 ab 21.65±0.60 a 213±21 a 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示同一指 标相同作物在不同处理间差异显著(P＜0.05)。 -
施氮肥提高了作物中氮质量分数(籽粒和秸秆)(表3)。与ck相比，施氮处理的水稻籽粒和秸秆氮质量分数分别提高了11.3%~15.3%和46.3%~73.3% (P＜0.05)。与N100和MN85处理相比，MN70处理显著降低了小麦籽粒和秸秆氮质量分数(P＜0.05)。
表 3 减氮配施有机肥对作物氮质量分数和吸氮量的影响
Table 3. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop nitrogen content and uptake
作物 处理 氮质量分数/(g·kg−1) 吸氮量/(kg·hm−2) 籽粒 秸秆 籽粒 秸秆 小麦 ck 16.54±0.56 b 2.43±0.11 b 23.84±3.09 b 3.81±0.78 b N100 18.42±1.67 a 2.89±0.29 a 78.93±16.10 a 12.29±2.85 a MN85 18.47±2.11 a 2.88±0.38 a 80.23±22.90 a 12.85±5.60 a MN70 16.94±0.80 b 2.48±0.11 b 56.54±15.30 ab 8.63±2.44 ab 水稻 ck 9.97±0.46 b 3.89±0.61 b 64.77±6.87 c 22.20±3.89 c N100 11.49±1.07 a 6.52±1.27 a 101.58±22.90 b 59.17±16.60 b MN85 11.27±0.25 a 6.74±0.25 a 125.47±25.20 a 74.27±9.84 a MN70 11.06±0.26 a 5.69±0.74 a 104.74±7.83 b 58.68±14.80 b 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示同一指标相 同作物在不同处理间差异显著(P＜0.05)。 与植株氮质量分数变化趋势相似，施氮肥促进了作物对氮的吸收(表3)。在小麦季，施氮处理下籽粒和秸秆吸氮量分别比ck提高了11.3%~15.3%和46.3%~73.3% (P＜0.05)；与N100处理相比，减氮配施有机肥处理的籽粒和秸秆吸氮量无显著差异。在水稻季，MN85处理下籽粒和秸秆吸氮量比其他处理提高了19.8%~93.7%和25.5%~234.7% (P＜0.05)。
此外，小麦吸收的86.4%氮和水稻吸收的66.1%氮被储存在籽粒中，而秸秆还田只能将13.6%和33.9%的氮素重新归还到土壤中(表3)。
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从表4可见：不施氮处理土壤周年氮素亏缺114.63 kg·hm−2 (小麦季27.66 kg·hm−2，水稻季86.97 kg·hm−2)，水稻种植过程中土壤氮素亏损更严重。施氮能有效缓解氮素亏缺，甚至出现盈余，尤其在增施有机肥的MN85和MN70处理中，周年氮素盈余量比单施无机肥的(138.04 kg·hm−2)分别提高了182.64和188.36 kg·hm−2。
表 4 减氮配施有机肥对氮素表观平衡和利用效率的影响
Table 4. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on nitrogen apparent balance and use efficiency
项目 处理 氮输出/
(kg·hm−2)氮投入/
(kg·hm−2)氮素表观平衡/
(kg·hm−2)氮肥表观利
用率/%氮素生理效率/
(kg·kg−1)氮肥农学效率/
(kg·kg−1)氮素内部效率/
(kg·kg−1)氮肥偏生产率/
(kg·kg−1)小麦 ck 27.66 0 −27.66 − − − 52.22±2.47 a − N100 91.21 180.00 88.79 35.31±10.40 a 45.54±6.35 a 15.64±7.64 a 47.27±4.59 a 23.64±7.64 a MN85 93.07 294.00 200.93 22.25±9.67 b 45.33±7.88 a 9.95±4.39 b 47.24±5.30 a 14.84±4.39 b MN70 65.17 267.00 201.83 14.05±6.82 b 51.44±5.22 a 7.02±3.03 b 51.24±2.42 a 12.40±3.03 b 水稻 ck 86.97 0 −86.97 − − − 74.90±6.72 a − N100 160.75 210.00 49.25 35.14±18.11 a 29.75±7.07 b 10.78±6.23 b 55.51±6.64 b 41.76±6.23 a MN85 199.74 319.50 119.76 35.30±10.86 a 39.70±5.90 a 14.44±6.63 a 55.56±0.89 b 34.80±6.63 a MN70 163.42 288.00 124.58 26.55±7.57 b 38.82±3.35 a 10.34±3.17 b 58.22±2.51 b 32.93±3.17 a 周年 ck 114.63 0 −114.62 − − − 69.27±4.60 a − N100 251.96 390.00 138.04 35.22±14.54 a 37.91±4.56 b 13.02±4.62 a 52.50±5.69 b 33.39±4.62 a MN85 292.82 613.50 320.68 29.05±7.43 b 42.05±1.59 a 12.29±3.51 a 52.97±1.10 b 25.23±3.51 b MN70 228.60 555.00 326.40 20.54±1.00 b 42.54±1.91 a 8.74±0.69 b 55.97±0.88 b 23.05±0.69 b 说明：数值为平均值±标准差。−表示无数据。不同小写字母表示同一指标相同项目在不同处理间差异显著(P＜0.05)。 小麦在所有处理中，N100处理下氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产率均最高。配施有机肥的处理间氮素生理效率和内部效率没有显著变化。施氮处理下小麦氮素内部效率为47.27~51.24 kg·kg−1，平均为48.58 kg·kg−1，说明在施氮肥条件下每生产100.00 kg小麦籽粒，需要吸收氮2.06 kg。施氮处理的氮肥偏生产率为12.40~23.64 kg·kg−1，平均为16.96 kg·kg−1，与N100处理相比，MN85和MN70处理的氮肥偏生产率分别降低了59.5%和90.3% (P＜0.05)。
水稻在所有处理中，MN85处理下氮肥表观利用率为35.3%，比MN70处理提高了33.2% (P＜0.05)。与N100相比，MN85和MN70处理的氮素生理效率分别提高了33.2%和30.2% (P＜0.05)。在3个施氮处理中，MN85处理的氮肥农学效率最高，分别比N100和MN70处理提高了33.3%和39.8% (P＜0.05)。ck处理的水稻氮素内部效率最高，比施氮处理显著提高了32.8% (28.7%~35.0%)。施氮处理间水稻氮素内部效率为55.51~58.20 kg·kg−1，说明在施氮肥条件下每生产100.00 kg籽粒，需要水稻吸收氮1.83 kg。同样，施氮处理间氮肥偏生产率也没有显著差异。
周年轮作的氮肥效率中，N100处理的氮肥表观利用率、氮肥偏生产率分别比MN85和MN70处理提高了21.4%、32.5%和71.7%、44.6% (P＜0.05)。与N100处理相比，减氮配施有机肥处理的氮肥生理效率提高了11.1%~12.1%。MN70处理的氮肥农学效率最低，分别比N100和MN85处理降低了32.9%和28.9% (P＜0.05)。与ck处理相比，施氮处理使内部利用效率降低了19.2%~24.2% (P＜0.05)，而不同施氮处理间没有显著差异。
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由表5可见：土壤pH为7.14~7.16，平均为7.14，均为中性，处理间无显著差异。减氮配施有机肥处理的土壤容重有变小的趋势，但处理间差异不显著。MN85处理的速效钾和有效磷质量分数显著高于其他3个处理(P＜0.05)，而其他处理间没有显著差异。与N100相比，配施有机肥使土壤有机质和全氮质量分数显著提高(P＜0.05)。
表 5 减氮配施有机肥对土壤理化性质的影响
Table 5. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on soil physical and chemical properties
处理 pH 容重/
(g·cm−3)速效钾/
(mg·kg−1)有效磷/
(mg·kg−1)有机质/
(g·kg−1)全氮/
(g·kg−1)ck 7.16±0.08 a 0.859±0.064 a 65.96±1.44 b 8.35±1.93 b 34.01±0.56 b 1.90±0.07 b N100 7.14±0.16 a 0.857±0.034 a 64.40±6.84 b 7.96±2.60 b 35.01±1.67 b 2.02±0.02 b MN85 7.14±0.08 a 0.851±0.024 a 93.94±19.46 a 20.06±9.54 a 39.29±1.99 a 2.29±0.13 a MN70 7.15±0.07 a 0.844±0.040 a 76.81±10.99 b 12.39±2.74 b 39.89±2.54 a 2.23±0.13 a 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05)。 -
由表6可见：施氮处理提高了土壤中微生物生物量氮、水溶性氮、铵态氮和硝态氮质量分数，尤其是在氮肥减量配施有机肥的处理中增幅更大。其中，MN85处理的土壤微生物生物量氮、水溶性氮和硝态氮质量分数最高，分别比N100处理提高了42.7%、68.8%和107.4% (P＜0.05)。此外，与N100相比，MN70处理的土壤微生物生物量氮和硝态氮质量分数也提高了37.9%和72.2% (P＜0.05)。
表 6 减氮配施有机肥对土壤活性氮质量分数的影响
Table 6. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on soil active nitrogen
处理 微生物生物量氮/(mg·kg−1) 水溶性氮/(mg·kg−1) 铵态氮/(mg·kg−1) 硝态氮/(mg·kg−1) ck 9.98±3.27 b 6.57±0.67 c 4.99±0.61 a 1.99±0.29 c N100 10.26±1.18 b 7.41±3.06 bc 5.09±1.33 a 3.09±1.13 b MN85 14.74±4.13 a 12.51±4.53 a 6.24±0.77 a 6.41±2.08 a MN70 14.17±4.56 a 10.76±4.35 ab 5.37±1.29 a 5.32±3.22 a -
施用有机肥可以改善土壤结构，促进团粒结构的形成，为土壤微生物的活动提供能量，提高土壤微生物的活性和养分供应能力[15]。有研究指出：有机无机配施能够显著提高土壤中的有机质、全氮等质量分数[16−18]。在本研究中，缓释氮肥减量配施有机肥能提高土壤的有机质、全氮、速效钾和有效磷质量分数，这是由于有机肥中可利用的养分直接或间接地刺激了微生物的活动，加速有机质分解为土壤有效养分[19]。此外，施入的无机氮会改善土壤氮素的供给水平，降低土壤中的碳氮比，这更有利于微生物的增殖和土壤中可溶性物质的转化，从而增强了土壤中养分的可利用性，提升了土壤中速效养分的质量分数[20]。LAN等[21]研究表明：配施有机肥增加了土壤有机质和全氮质量分数，并且提高了氮利用率。因此，减氮配施有机肥不仅可以提高土壤碳、氮、磷、钾质量分数，同时也能保持较高水平的作物产量。
土壤微生物生物量氮是土壤活性氮的重要储备库，是植物氮营养的重要来源，是评估土壤活性养分库的重要指标[22−23]。在本研究中，减氮配施有机肥增加了土壤微生物生物量氮、水溶性氮和硝态氮质量分数。可能是施加有机肥改善了土壤结构，且有机肥中的有效养分可以激活微生物活性，引起激发效应，从而促进土壤中有机氮的释放[24]，因此，土壤水溶性氮和硝态氮质量分数随之提高，这些速效氮可以直接被作物吸收利用，有利于作物的生长发育[25−26]。此外，有机肥可以通过吸附土壤中的氮，减少氮淋溶，增加氮矿化，对提高土壤氮质量分数和有效性具有积极作用[27−28]。有机肥中的氮主要以有机氮的形态存在，速效氮质量分数较低，并且有机肥的种类和施用量、试验时间、土壤性质甚至气候等因素都会影响研究结果[29]。因此，土壤氮对缓释氮肥减量配施有机肥的响应仍需进一步监测。
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在本研究中，与常规施氮处理的作物产量相比，减氮配施有机肥处理使水稻增产8.2%~26.8%，但减氮30%配施有机肥处理的小麦产量比常规施氮处理的降低了28.5%，这可能是因为减氮30%所供应的速效养分较少，小麦季有机肥分解所提供的养分不能满足小麦生长所需[30−31]。而在水稻种植期间，由于有机肥经过较长时间转化，土壤中积累的养分可以补足由于减氮处理而缺少的速效养分，使得养分供应可以满足水稻生长的需求[32−33]。以往研究表明：有机氮肥占比大于30%时，作物产量基本呈下降趋势[34]。而DAI等[35]的长期研究表明：有机氮肥占比较高的处理反而提高了作物产量，可能是因为有机肥改良土壤是一个长期的工程，随着种植年限的增长，有机肥发挥的作用越强，对作物的增产效果越明显[36]。
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在本研究中，无机肥比例为85%的处理中，作物地上部吸氮量最高；随着无机肥比例降到70%时，作物地上部吸氮量也随之降低。这可能是因为随着减氮比例的提高，土壤中的速效氮质量分数就会降低，从而影响作物生长，导致吸氮量下降[6]。不同施氮处理均有较多氮素盈余，尤其是2个配施有机肥处理，且减氮30%配施有机肥处理中的氮素盈余更多，这主要是因为速效氮肥减少，而配施有机肥中氮的有效性较低，释放缓慢，大部分氮素以有机氮形态留存于土壤[37]，使得土壤中有了更多的氮素盈余。而在养分充足的情况下，作物可以将吸收的养分分配至其他部分，提高作物地上部整体的氮素积累量，作物产量也不会减少，从而保证作物的正常发育[38]。因此，不施氮肥处理的氮素内部利用率比施氮处理提高了23.8%~32.0%，尤其是在水稻季。这可能是由于不施氮肥处理土壤中氮供应不足，作物可吸收的氮较少，使不施氮肥处理的作物吸氮量较低，为了保障作物生殖生长，需要相对比例的氮素转移到籽粒中[39]。因此，较低的地上部氮素积累量往往会导致较高的氮素内部利用率[6]。
在本研究中，小麦减氮配施有机肥处理的氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产率均低于单施化肥处理，尤其是减氮30%配施有机肥的处理。但是水稻减氮15%配施有机肥处理的氮素表观利用率、氮素生理效率和氮素农学效率要高于单施化肥处理。这是由于速效氮质量分数减少，有机肥中氮的有效性较低，再加上小麦种植季气温较低，微生物活性降低，分解能力减弱，使可供小麦吸收的氮始终处于较低水平，进而出现施用有机肥处理的小麦吸氮量处于较低水平[40]。在水稻种植季，气温较高，微生物活性增强，有机氮分解较快，氮素吸收利用的水平较高，且无机氮减量较少的情况下(减氮15%)，速效氮养分能充分满足水稻对氮的生长需求，进而提高了水稻的产量和吸氮量，从而获得较高的利用效率[32]。综上所述，缓释氮肥减量配施有机肥增强了氮素的利用效率，尤其是减氮15%配施有机肥处理。
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施用有机肥对于提升土壤养分质量分数作用显著，缓释氮肥减量配施有机肥的土壤中有机质、全氮、水溶性氮和硝态氮均显著提高。并且缓释氮肥减量配施有机肥增强了作物对氮素的吸收能力，从而提高了作物产量和吸氮量，提高了氮素的利用效率，尤其是缓释氮肥减量15%配施有机肥，对作物产量和氮素吸收的提升最为显著。此外，使用缓释肥料还可以通过减少肥料使用量和施用次数来降低生产成本和人工成本。因此，合理的施用缓释氮肥，通过化肥减量配施有机肥的方式，可以提高土壤肥力，促进粮食增收增产。
Effects of slow release nitrogen fertilizer combined with organic fertilizer on crop growth and soil nutrient content in rice-wheat rotation system
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摘要:
目的 过度使用无机氮肥会导致严重的环境问题。适当减少氮肥并配合有机肥的施用，不仅可以保持作物产量，还能确保稻麦轮作体系的长期可持续耕作。 方法 通过田间试验，以常规施氮量(小麦Triticum aestivum季180 kg·hm−2、水稻Oryza sativa季210 kg·hm−2)为基准，氮肥种类为缓控释尿素，设置4个处理：不施氮肥(ck)、常规施氮(N100)、减氮15%配施有机肥(MN85)和减氮30%配施有机肥(MN70)，明确氮肥减量配施有机肥对稻麦轮作体系作物产量、植株氮和土壤养分的影响。 结果 氮肥增产贡献率为46.0% (小麦季为66.2%，水稻季为25.8%)，施氮肥显著提高了作物产量(P＜0.05)，尤其是MN85处理的作物产量增幅最大。与N100相比，MN85处理的水稻有效穗数提高了16.8% (P＜0.05)。与MN70相比，N100和MN85处理的小麦籽粒氮质量分数分别提高了8.7%和9.0% (P＜0.05)，秸秆氮质量分数分别提高了16.6%和16.0% (P＜0.05)。与N100和MN70相比，MN85处理的水稻籽粒吸氮量分别提高了23.5%和19.8% (P＜0.05)，秸秆吸氮量分别提高了25.5%和26.6%。施肥处理均导致一部分氮素累积在土壤中，尤其是减氮配施有机肥处理拥有更多的氮素盈余量。与N100相比，小麦氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产率在MN85处理下分别降低了37.0%、36.4%和41.5%，在MN70处理下分别降低了60.2%、55.1%和47.5%；但水稻季减氮配施有机肥处理的氮素生理效率提高了30.5%~33.4% (P＜0.05)，MN85处理的氮肥农学效率提高了33.3%。与N100相比，减氮配施有机肥处理的土壤有机质和全氮质量分数分别增加了12.2%~13.9%和10.4%~13.0% (P＜0.05)；微生物生物量氮和硝态氮分别增加了37.9%~42.7%和72.2%~107.4% (P＜0.05)；而且MN85处理的土壤速效钾和有效磷也增加了45.9%和152.0% (P＜0.05)，水溶性氮增加了68.8% (P＜0.05)。 结论 缓控释尿素减量15%配施有机肥能够提升土壤养分质量分数，促进作物对氮素的吸收，从而提高作物产量和氮肥利用效率，可作为一种有效的氮肥减量增效措施。图1表6参40 Abstract:Objective Excessive application of inorganic nitrogen fertilizer could result in severe environmental problems whereas appropriate reduction of nitrogen fertilizer combined with organic fertilizer can avoid the decrease of yield, hence an important way to support the sustainable cultivation of rice-wheat rotation system. Method This study, using conventional nitrogen application rate as the standard (180 kg·hm−2 for wheat and 210 kg·hm−2 for rice) and with the controlled-release urea as the nitrogen fertilizer, is aimed to clarify the effects of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop yield, plant nitrogen and soil nutrient content in a rice-wheat rotation system. This field experiment consisted of four treatments: no nitrogen application (ck), conventional nitrogen application (N100), 15% reduction of nitrogen combined with organic fertilizer (MN85), and 30% reduction of nitrogen combined with organic fertilizer (MN70). Result Contribution of nitrogen fertilizer to yield increase was 46.0% (wheat 66.2%, rice 25.8%) and nitrogen fertilization significantly increased crop yield (P＜0.05), especially in the treatment of 15% nitrogen reduction combined with organic fertilizer. Compared with N100, MN85 treatment significantly increased the effective panicle number of rice by 16.8% while compared with MN70, the nitrogen content in wheat grains in N100 and MN85 treatments increased by 8.7% and 9.0% (P＜0.05), and the nitrogen content in straw increased by 16.6% and 16.0%, respectively (P＜0.05). Compared with N100 and MN70, the MN85 treatment exhibited a 23.5% and 19.8% increase in nitrogen content of rice grains, and a 25.5% and 26.6% increase in nitrogen content of straw, respectively (P＜0.05). Nitrogen fertilizer application resulted in the accumulation of nitrogen in soil, especially in the treatments of reducing nitrogen combined with organic fertilizer, which had more nitrogen surplus. Compared with N100, the N apparent utilization rate (RE), N agronomic efficiency (AE), and N partial production rate (PFP) of wheat decreased by 37.0%, 36.4%, and 41.5% under MN85 treatment, respectively, and decreased by 60.2%, 55.1%, and 47.5% under MN70 treatment, respectively. During the rice planting season, the nitrogen reduction combined with organic fertilizer treatments showed a 30.5% to 33.4% increase (P＜0.05) in N physiological efficiency (PE), while the AE of the MN85 treatment increased by 33.3% comparing to the N100 treatment. Compared with N100, the nitrogen reduction combined with organic fertilizer increased soil organic matter and total nitrogen content by 12.2%−13.9% and 10.4%−13.0%, respectively (P＜0.05) whereas microbial biomass nitrogen and nitrate nitrogen increased by 37.9%−42.7% and 72.5%−107.9%, respectively (P＜0.05). The soil available potassium and available phosphorus in MN85 treatment also increased by 45.9% and 152.0% (P＜0.05), while water-soluble nitrogen increased by 68.8% (P＜0.05). Conclusion A 15% reduction of controlled-release urea combined with organic fertilizer can increase soil nutrient content, promote crop nitrogen absorption, thereby improving crop yield and nitrogen fertilizer utilization efficiency. This approach can serve as an effective measure to reduce nitrogen fertilizer usage while increasing its efficiency. [Ch, 1 fig. 6 tab. 40 ref.] -
黄腹角雉Tragopan caboti隶属鸡形目Galliformes雉科Phasinidae角雉属Tragopan，分布于湖南东南部、浙江南部和西南部、江西、福建、广东北部和广西东北部，是中国特产濒危雉类，国家一级重点保护动物，全国估计有4 000只，被列入《中国濒危动物红皮书·鸟类卷》[1]。
自20世纪80年代发现黄腹角雉以来，在浙江乌岩岭国家级自然保护区(1994年之前为省级)对黄腹角雉的研究，主要涉及栖息地和巢址选择、栖息地片段化、食性、人工受精繁殖、越冬与迁移、种群结构与动态、种群生存力分析等方面的内容[2]，这些都为自然保护区黄腹角雉种群的科学保护提供了指导建议。本研究对浙江乌岩岭国家级自然保护区内黄腹角雉的最新分布范围进行了调查和分析，以期对前期保护效果进行评估，并为今后保护工作提供建议。
1. 研究区概况
浙江乌岩岭国家级自然保护区(27°20′52″~27°48′39″N，119°37′08″~119°50′00″E)由原乌岩岭省级自然保护区在1994年扩大范围并经国务院批准而晋升为国家级。扩区、晋级后面积为1 881.6 km2，下辖双坑口、碑排、黄桥、垟溪等4个保护站，涉及乌岩岭林场的国有林，罗阳、司前、竹里、西旸等4个乡镇12个行政村的集体林。属于亚热带海洋性季风气候，以次生植被为主，但保存着大面积完整的原生性常绿阔叶林[3]。宋永昌等[4]认为：乌岩岭地区所保存的常绿阔叶林植被比较完整、典型，被认为是中国亚热带常绿阔叶林东部地区保存较好的地点之一。
保护区动植物资源非常丰富，近年来陆续发现了一批新种、全国新分布种、浙江新分布种[5-11]。珍稀物种较多，国家一级保护植物有5种，国家一级保护动物有8种[3]。国家一级保护动物中，鸟类有黄腹角雉与白颈长尾雉Syrmaticus ellioti。作为全国主要的黄腹角雉保种基地与科研基地，做好黄腹角雉种群的调查、监测是该保护区的重要工作之一。
2. 研究方法
2.1 黄腹角雉分布点调查方法
自2019—2020年，采用样线调查法、红外相机调查法对浙江乌岩岭国家级自然保护区黄腹角雉分布进行了调查。样线布设时最大限度地利用现有护林路及防火线，可利用里程为60 km。对间距超出1 km的区域进行线路加密，加密里程为25 km。样线总长度达85 km，基本遍及保护区的各类典型区域。样线调查结合巡护工作每季度开展1次，调查中携带望远镜、照相机，进行必要的影像与文字记录。红外相机调查主要在双坑口、碑排2个保护站所辖区域开展，2019年在双坑口、2020年在碑排分别布设红外相机100台，布设时间均为1 a，2 a共布设200台次。红外相机的设置及照片判读参照章书声等[12-13]的方法。红外相机位点选择总体上采用随机原则，位点间保持直线距离为500~800 m，尽量呈均匀分布，并确保每平方公里范围至少布设1台红外相机。但在局部位置确定上，则要根据地形、植被情况，尽量选择黄腹角雉可能出现并被监拍到的方位。相机安装高度为0.2~1.5 m(结合地形及相机朝向确定)，每季度更换电池与内存卡。由于保护区地形地貌复杂与人为干扰等因素，红外相机存在遗失与被偷盗情况，在双坑口、碑排保护站所辖区有效收回的相机分别为95、92台。
对发现黄腹角雉分布点的经纬度、海拔、植被类型、个体数量及性别等相关情况进行记录，并对不同分布区(保护站)、不同植被类型与不同海拔范围进行统计。
2.2 黄腹角雉分布范围与分布面积确定
研究表明：黄腹角雉栖息地为海拔800~1 400 m的常绿阔叶林和常绿针阔混交林[14]，全年最大扩散距离为3 km[2, 15]。通过实地调查，结合ArcGIS图像判读，分析各个分布点周边的森林植被类型、海拔高度及地形地貌等相关因素，逐个地块判定黄腹角雉分布的区域范围。如在某一地块发现黄腹角雉，则在同一座山体中自该分布点上至海拔1 400 m，下至海拔800 m范围，植被类型为阔叶林、针阔混交林(包含小面积的其他林种)，距离3 km以内(实际中大都达不到3 km)的地域予以确认为黄腹角雉分布范围。分布点以外较大面积(1 hm2以上)的农用地、毛竹Phyllostachys edulis林、针叶纯林予以排除，被其他地类完全隔离的阔叶林、针阔混交林也不予以确认。将相邻分布地块合并后的分布范围按不同保护站转绘到ArcGIS 10.0软件系统中，自动求算各分布区面积。
3. 结果与分析
3.1 黄腹角雉分布点
总共调查到黄腹角雉分布点69个，其中通过样线调查发现的分布点为54个，通过红外相机拍照发现的分布点为15个。双坑口、碑牌、黄桥、垟溪4个保护站均发现有黄腹角雉分布，分布点分别为37、15、11和6个。各分布点的记录详见表1。
表 1 黄腹角雉野外分布调查记录Table 1 Population quantity of T. caboti分布区 分布点 经纬度 海拔/m 植被类型 数量与性别 调查方式 双坑口 S1 27°40′60″N，119°41′15″E 860 阔叶林 1雄 样线调查 S2 27°40′55″N，119°41′10″E 1 110 阔叶林 1雌1雄 红外相机调查 S3 27°40′54″N，119°40′53″E 1 070 针阔混交林 1雄 样线调查 S4 27°20′42″N，119°40′45″E 1 040 针阔混交林 1雌 样线调查 S5 27°41′23″N，119°40′21″E 1 180 针阔混交林 1雌1雄 样线调查 S6 27°41′19″N，119°39′56″E 1 230 针阔混交林 3雄 样线调查 S7 27°41′29″N，119°39′50″E 1 380 针阔混交林 1雌3幼 红外相机调查 S8 27°41′38″N，119°39′56″E 1 310 针叶林(柳杉) 1雌3幼 样线调查 S9 27°41′46″N，119°40′02″E 1 190 阔叶林 1雌 样线调查 S10 27°41′59″N，119°40′18″E 1 220 针阔混交林 1雌3亚 样线调查 S11 27°42′08″N，119°40′21″E 1 120 针叶林(柳杉) 1雌2幼 红外相机调查 S12 27°42′13″N，119°40′21″E 1 030 针阔混交林 1雄 样线调查 S13 27°42′13″N，119°40′16″E 1 070 针阔混交林 1雌 样线调查 S14 27°41′57″N，119°40′31″E 1 045 针阔混交林 2雄 红外相机调查 S15 27°42′16″N，119°40′09″E 995 阔叶林 1雌 样线调查 S16 27°42′18″N，119°40′03″E 915 阔叶林 1雌1雄 样线调查 S17 27°42′48″N，119°40′13″E 843 针阔混交林 1雌 红外相机调查 S18 27°42′50″N，119°40′05″E 772 阔叶林 1雄 样线调查 双坑口 S19 27°42′30″N，119°39′50″E 680 阔叶林 2雌 红外相机调查 S20 27°41′09″N，119°41′13″E 741 阔叶林 1雌1雄4亚 样线调查 S21 27°43′02″N，119°39′47″E 957 阔叶林 1雌 样线调查 S22 27°42′57″N，119°40′01″E 882 阔叶林 2雌 红外相机调查 S23 27°40′16″N，119°40′16″E 860 针阔混交林 1雄 样线调查 S24 27°41′31″N，119°41′35″E 1 193 毛竹林 2雌2雄 样线调查 S25 27°41′43″N，119°39′27″E 1 221 针阔混交林 1雄 红外相机调查 S26 27°42′03″N， 119°39′06″E 1 300 针阔混交林 2雄 样线调查 S27 27°42′38″N，119°38′52″E 1 065 阔叶林 1雌 红外相机调查 S28 27°42′49″N，119°38′49″E 1 325 针阔混交林 1雄 样线调查 S29 27°42′45″N，119°38′43″E 1 405 针阔混交林 1雌 样线调查 S30 27°42′55″N，119°38′36″E 1 550 针阔混交林 1雌 红外相机调查 S31 27°42′58″N，119°38′40″E 1 495 针阔混交林 2雌1雄 样线调查 S32 27°43′10″N，119°38′50″E 1 135 针阔混交林 1雄 样线调查 S33 27°43′52″N，119°39′36″E 1 210 针阔混交林 1雌2雄 样线调查 S34 27°43′41″N，119°39′51″E 1 155 针叶林(杉木林) 1雌 红外相机调查 S35 27°44′36″N，119°41′10″E 750 阔叶林 1雄 样线调查 S36 27°45′26″N，119°42′48″E 980 阔叶林 1雄 样线调查 S37 27°45′56″N，119°43′32″E 1 100 针阔混交林 1雌2幼 样线调查 碑排 B1 27°40′31″N，119°39′23″E 710 阔叶林 1雌3幼 红外相机调查 B2 27°40′11″N，119°40′11″E 690 阔叶林 1雌 样线调查 B3 27°41′13″N，119°39′52″E 1 270 针阔混交林 1雌3亚 样线调查 B4 27°41′19″N，119°39′43″E 1 170 针阔混交林 1雌2幼 红外相机调查 B5 27°41′36″N，119°39′06″E 1 390 针阔混交林 1雄 样线调查 B6 27°41′12″N，119°38′38″E 1 340 针阔混交林 1雌 样线调查 B7 27°40′39″N，119°39′17″E 782 阔叶林 2雄 样线调查 B8 27°40′7″N，119°39′16″E 760 针阔混交林 1雌 样线调查 B9 27°41′14″N，119°39′22″E 1 070 针叶林(柳杉林) 1雌1雄 红外相机调查 B10 27°40′19″N，119°38′44″E 1 090 针阔混交林 1雌 样线调查 B11 27°39′03″N，119°38′29″E 1 120 阔叶林 1雄 样线调查 B12 27°38′05″N，119°38′32″E 1 170 针阔混交林 2雌 样线调查 B13 27°40′14″N，119°39′57″E 772 阔叶林 1雌2雄 样线调查 B14 27°40′28″N，119°40′31″E 1170 针阔混交林 1雄 红外相机调查 B15 27°40′19″N，119°40′17″E 910 阔叶林 2雄 样线调查 黄桥 H1 27°46′05″N，119°44′39″E 905 针阔混交林 1雌 样线调查 H2 27°46′07″N，119°44′56″E 920 针阔混交林 1雄 样线调查 H3 27°46′02″N，119°44′56″E 830 针阔混交林 2雄 样线调查 H4 27°46′10″N，119°45′35″E 995 针阔混交林 1雌 样线调查 H5 27°46′33″N，119°46′41″E 850 阔叶林 1雌1雄 样线调查 H6 27°46′48″N，119°46′24″E 860 毛竹林 1雌 样线调查 H7 27°46′54″N，119°45′42″E 905 针阔混交林 1雄 样线调查 H8 27°47′19″N，119°47′53″E 720 阔叶林 2雌 样线调查 H9 27°47′02″N，119°48′19″E 835 阔叶林 1雌2幼 样线调查 H10 27°48′11″N，119°49′27″E 910 针阔混交林 1雌2亚 样线调查 黄桥 H11 27°48′29″N，119°48′18″E 775 阔叶林 1雄 样线调查 垟溪 Y1 27°21′51″N，119°45′21″E 705 阔叶林 1雄 样线调查 Y2 27°21′46″N，119°45′18″E 850 针阔混交林 1雄 样线调查 Y3 27°21′54″N，119°45′43″E 903 针阔混交林 2雄 样线调查 Y4 27°22′22″N，119°46′01″E 1010 阔叶林 1雌 样线调查 Y5 27°22′20″N，119°46′18″E 915 针阔混交林 1雄 样线调查 Y6 27°22′15″N，119°45′34″E 720 阔叶林 1雌 样线调查 说明：“亚”即黄腹角雉亚成体，“幼”即黄腹角雉幼体；柳杉Cryptomera fortunei，杉木Cunninghamia lanceolata 按植被类型统计，黄腹角雉在常绿阔叶林分布26只，占37.7%，在针阔混交林分布37只，占53.6%，其他植被类型(针叶林及毛竹林)分布6只，占8.7%。针阔混交林的分布点最多，其次为常绿阔叶林，其他植被类型则较少。按海拔范围统计，黄腹角雉在海拔800~1 400 m分布53只，占76.8%；其他海拔分布16只，占23.6%，其中海拔800 m以下分布13只，占18.8%，海拔1 400 m以上分布3只，占4.4% (表2)。
表 2 黄腹角雉野外分布调查统计表Table 2 Statistical table of distribution of T. caboti分布区 分布数量/只 按植被类型的黄腹角雉分布 按海拔范围的黄腹角雉分布 阔叶林 针阔混交林 其他 800 m以下 800~1 400 m 1 400 m以上 数量/只 占比/% 数量/只 占比/% 数量/只 占比/% 数量/只 占比/% 数量/只 占比/% 数量/只 占比/% 双坑口 37 13 35.1 20 54.1 4 10.8 4 10.8 30 81.1 3 8.1 碑排 15 6 40.0 8 53.3 1 6.7 5 33.3 10 66.7 黄桥 11 4 36.4 6 54.5 1 9.1 2 18.2 9 81.8 垟溪 6 3 50.0 3 50.0 2 33.3 4 66.7 合计 69 26 37.7 37 53.6 6 8.7 13 18.8 53 76.8 3 4.4 调查中发现：在靠近防火线与山脊线的边缘区域、以及与其他植被类型交界的过渡区域，黄腹角雉分布数量相对较多，而核心区域黄腹角雉反而较少，可以初步确定黄腹角雉种群分布存在边缘效应。此外，在低海拔地带及保护区最南面的洋溪分布区，并未发现黄腹角雉依赖性的植物交让木Daphniphyllum macropodum。
3.2 黄腹角雉分布区范围与面积
浙江乌岩岭国家级自然保护区黄腹角雉分布区总面积为55.3 km2。双坑口分布区面积为24.9 km2，东与司前镇黄桥村为界；南面边缘有较多的毛竹林、针叶林，最低海拔为680 m；西与罗阳镇马联村为界；北部主要与景宁畲族自治县为界。主要涉及乌岩岭林场的国有林，及司前镇榅垟村、上地村、叶山村及罗溪源林场的集体林。海拔范围为680~1 550 m。碑排分布区面积为15.2 km2，东与乌岩岭林场为界；南面最低海拔为690 m，分布较多成片的毛竹林、针叶林；西与罗阳镇上垟村为界；北部与景宁畲族自治县及福建省寿宁县为界。主要涉及罗阳镇马联村、五岗村，及马子坑联营场、碑排林场、岭北林场的集体林。海拔为690~1 350 m。黄桥分布区面积为10.7 km2，分为陈吴坑—双坑头、苦杜井—晓燕2个区块。东与文成县交界，南面主要与毛竹林相邻，西与司前镇上地村接壤，北与景宁畲族自治县为界。主要涉及司前镇黄桥村、黄桥联营场、竹里乡茶石村、竹里乡林场的集体林。海拔为720~995 m。垟溪分布区面积为4.5 km2，范围为羊场(地名)周边海拔720 m以上的区域。主要涉及西旸镇洋溪林场的集体林。
4. 讨论
4.1 分布区植被类型与海拔范围
本研究发现：黄腹角雉分布地主要为常绿阔叶林与针阔混交林，这与之前的研究结果[14]基本一致。但也有少数分布点位于针叶林与毛竹林中，这些分布点大都在阔叶林附近，黄腹角雉在这些地块出现可能属于偶然路过。黄腹角雉营巢树以柳杉为主[16]，在柳杉林区域出现则可能与营巢有关。保护区内黄腹角雉海拔分布范围为680~1 550 m，比之前800~1 400 m的海拔范围[15]要广。近年来黄腹角雉向低海拔区域扩散的趋势明显，2019年在保护区以外天关山地区海拔570 m处发现了黄腹角雉，这是浙江省泰顺县迄今为止发现黄腹角雉的最低海拔区域。
4.2 与交让木的相关性
交让木果实与叶子是黄腹角雉赖以越冬的食物，交让木同黄腹角雉的分布密切相关，是其依赖性植物[15]。乌岩岭自然保护区交让木分布在海拔900~1 400 m[17]，但在黄腹角雉低海拔分布地带及垟溪分布区，并没有发现交让木的存在，说明当前黄腹角雉的分布与交让木不具有完全的相关性。本研究分析认为：低海拔地带及地处最南面的垟溪分布区，植物种类都比较丰富，并且在冬季枯萎程度也不高，黄腹角雉具备相对充足的食物来源，即便没有交让木也能越冬生存。观察乌岩岭人工饲养下黄腹角雉对笼舍内所种植交让木的取食情况，发现笼舍内种植的交让木很少被取食。这说明在人工投喂食物充足的情况下，黄腹角雉对交让木并不具有喜好性与依赖性。但在冬季，高山地区食物相对短缺，交让木对黄腹角雉种群越冬无疑具有重要作用。
4.3 种群分布的边缘效应
边缘效应是自然界普遍存在的现象[18]。本研究初步确定黄腹角雉种群分布也具有边缘效应，种群在阔叶林边缘区域分布相对较多，而在核心区域的发现频率则相对较少。这可能与核心区域在植被高度郁闭下群落内部林窗、林隙的减少与消失有关。陈龙斌等[19]认为：林隙在促进森林生态系统物种多样性、结构复杂性和生境多样性等方面具有重要驱动作用。而植被高度郁闭则会产生以下影响：一是由于光照不足，林下植物种类及数量明显下降而导致食物缺乏；二是自然整枝现象严重，树木变得高大通直而不适于营巢；三是林内光线过于阴暗；四是缺乏具有一定空旷度的“飞动”空间。因此，过度郁闭的植被环境可能并不适合黄腹角雉的生存。在森林内部维持适量林窗、林隙等“小尺度边缘”，有可能是今后保护工作需要考虑的方向。而保护区内遍及主要山脊线的防火线，除了在森林防火上发挥功能以外，也为黄腹角雉活动提供了“边缘”地带。防火线周边是近年来发现黄腹角雉较多的地带，说明防火线对黄腹角雉种群生存繁衍具有助益作用，今后应继续予以维护和保留。
其他野生动物也有相类似现象。如华南梅花鹿Cervus nippon kopschi在保护过程中也面临过相类似困境，良好保护下生长茂盛的森林植被并不适于华南梅花鹿栖息[20]。这些实例都说明，对于某些特定的珍稀濒危物种，如果仅仅对栖息地采取单纯保护，有时候反而造成自然演替中适宜栖息环境的变迁乃至丧失。根据保护对象特定的生态学习性采取适当的人工干预，是栖息地保护与改良的必要措施之一。
4.4 分布区域的变化
在1990年，乌岩岭黄腹角雉冬季种群平均密度为7.08只·km−2，种群数量为43只[21]，可推算出当时的分布面积为6.09 km2。当前黄腹角雉分布面积为55.3 km2，为之前的9.1倍，栖息地范围得到了较大扩展。但相对于保护区1 881.6 km2总面积，当前黄腹角雉分布区所占比例为29.3%，种群分布还有进一步的扩展空间。在4个分布区中，双坑口是原乌岩岭省级自然保护区所在地，也是黄腹角雉的传统分布区与主要分布区，此前鸟类专家大多在此区域开展黄腹角雉研究工作。碑排、黄桥、垟溪3个分布区均为乌岩岭1994年晋升国家级保护区时新划入的范围，其中碑排、黄桥这2个分布区与原乌岩岭省级自然保护区相邻，黄腹角雉种群有可能是乌岩岭原有种群向外扩散繁衍的结果，而垟溪分布区与乌岩岭相距遥远，还被多个乡镇分隔，黄腹角雉种群则可以确定为独立存在的种群。
栖息地片段化与典型栖息地丧失对濒危雉类的威胁尤为严峻，是濒危雉类保护工作中必须优先考虑的问题[15]。典型栖息地的急剧缩小和恶化是致危的主要外因之一，历史上阔叶林已被人工针叶林所取代，使黄腹角雉失去赖以生存的条件[14]。此前保护区的研究[22-23]表明：通过“针改阔”能够实现黄腹角雉栖息地的恢复。在一些植被类型由针叶林改造为阔叶林、针阔混交林的地块，已发现了黄腹角雉的活动。而1994年保护区扩大范围后，区内农村集体林也停止了以针叶用材树种(主要为杉木、柳杉及马尾松Pinus massoniana)作为目的树种的传统林业经营活动，在历经多年演替后，原有针叶林地块大都已向亚热带地带性植被常绿阔叶林方向演变，目前大部分已演变为针阔混交林，黄腹角雉栖息环境已在较大空间尺度内得到恢复，栖息地片段化、破碎化状况已得到明显改变，这是种群分布得以扩展的根本原因。而这次调查中发现针阔混交林中黄腹角雉分布点占比较多的原因，除该植被类型分布最为广泛外，还可能与该植被类型在演替进程中尚处于过渡阶段，内部还存在一定数量的林窗、林隙更适合黄腹角雉的生存有关。
近年来在保护区以外地区也数次发现了黄腹角雉，这大概是由于泰顺县多年来实施“生态大搬迁”，森林生态环境总体上得到了较好改善，保护区以外的部分地区也具备了黄腹角雉的栖息条件。而随着生态进一步向好，该濒危雉类的种群还会进一步扩展。
5. 结论
经过多年保护，浙江乌岩岭国家级自然保护区黄腹角雉栖息地环境已得到了较好恢复，栖息地片段化的状况已得到明显改变，野生种群的分布范围得到了较大扩展，这说明该保护区长期以来对黄腹角雉所采取的保护措施，特别是大面积扩大保护范围的措施已取得积极效果。对于所发现的边缘效应等现象要进一步跟进研究，并科学地出台相应的应对措施。
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图 1 减氮配施有机肥对作物籽粒产量的影响
Figure 1 Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop yields
表 1 施肥处理养分投入量
Table 1. Amount of pure nutrient input in fertilization treatments
项目 处理 氮素投入量/(kg·hm−2) 磷素投入量/(kg·hm−2) 钾素投入量/(kg·hm−2) 有机 无机 合计 有机 无机 合计 有机 无机 合计 小麦 ck 0 0 0 0 34.50 34.50 0 90.00 90.00 N100 0 180.00 180.00 0 34.50 34.50 0 90.00 90.00 MN85 141.00 153.00 294.00 155.25 34.50 189.75 118.50 90.00 208.50 MN70 141.00 126.00 267.00 155.25 34.50 189.75 118.50 90.00 208.50 水稻 ck 0 0 0 0 40.50 40.50 0 90.00 90.00 N100 0 210.00 210.00 0 40.50 40.50 0 90.00 90.00 MN85 141.00 178.50 319.50 155.25 40.50 195.75 118.50 90.00 208.50 MN70 141.00 147.00 288.00 155.25 40.50 195.75 118.50 90.00 208.50 总计 ck 0 0 0 0 75.00 75.00 0 180.00 180.00 N100 0 390.00 390.00 0 75.00 75.00 0 180.00 180.00 MN85 282.00 331.50 613.50 310.50 75.00 385.50 237.00 180.00 417.00 MN70 282.00 273.00 555.00 310.50 75.00 385.50 237.00 180.00 417.00 
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表 2 减氮配施有机肥对作物构成因素的影响
Table 2. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop composition
作物 处理 收获指数/% 有效穗/
(万个·hm−2)千粒重/g 穗粒数/粒 小麦 ck 48.06±2.61 a 219±70 b 41.35±2.35 b 22±6 b N100 50.35±0.77 a 306±90 a 45.09±0.93 a 38±3 a MN85 50.09±2.50 a 325±107 a 45.48±2.28 a 41±8 a MN70 48.90±1.64 a 281±43 a 45.42±0.41 a 40±11 a 水稻 ck 53.20±2.52 a 134±3 c 20.80±0.42 a 207±28 a N100 49.32±0.26 ab 196±27 b 20.95±0.56 a 233±5 a MN85 50.07±0.76 ab 229±36 a 21.03±0.78 a 230±3 a MN70 48.18±1.12 b 213±25 ab 21.65±0.60 a 213±21 a 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示同一指 标相同作物在不同处理间差异显著(P＜0.05)。
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表 3 减氮配施有机肥对作物氮质量分数和吸氮量的影响
Table 3. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on crop nitrogen content and uptake
作物 处理 氮质量分数/(g·kg−1) 吸氮量/(kg·hm−2) 籽粒 秸秆 籽粒 秸秆 小麦 ck 16.54±0.56 b 2.43±0.11 b 23.84±3.09 b 3.81±0.78 b N100 18.42±1.67 a 2.89±0.29 a 78.93±16.10 a 12.29±2.85 a MN85 18.47±2.11 a 2.88±0.38 a 80.23±22.90 a 12.85±5.60 a MN70 16.94±0.80 b 2.48±0.11 b 56.54±15.30 ab 8.63±2.44 ab 水稻 ck 9.97±0.46 b 3.89±0.61 b 64.77±6.87 c 22.20±3.89 c N100 11.49±1.07 a 6.52±1.27 a 101.58±22.90 b 59.17±16.60 b MN85 11.27±0.25 a 6.74±0.25 a 125.47±25.20 a 74.27±9.84 a MN70 11.06±0.26 a 5.69±0.74 a 104.74±7.83 b 58.68±14.80 b 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示同一指标相 同作物在不同处理间差异显著(P＜0.05)。
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表 4 减氮配施有机肥对氮素表观平衡和利用效率的影响
Table 4. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on nitrogen apparent balance and use efficiency
项目 处理 氮输出/
(kg·hm−2)氮投入/
(kg·hm−2)氮素表观平衡/
(kg·hm−2)氮肥表观利
用率/%氮素生理效率/
(kg·kg−1)氮肥农学效率/
(kg·kg−1)氮素内部效率/
(kg·kg−1)氮肥偏生产率/
(kg·kg−1)小麦 ck 27.66 0 −27.66 − − − 52.22±2.47 a − N100 91.21 180.00 88.79 35.31±10.40 a 45.54±6.35 a 15.64±7.64 a 47.27±4.59 a 23.64±7.64 a MN85 93.07 294.00 200.93 22.25±9.67 b 45.33±7.88 a 9.95±4.39 b 47.24±5.30 a 14.84±4.39 b MN70 65.17 267.00 201.83 14.05±6.82 b 51.44±5.22 a 7.02±3.03 b 51.24±2.42 a 12.40±3.03 b 水稻 ck 86.97 0 −86.97 − − − 74.90±6.72 a − N100 160.75 210.00 49.25 35.14±18.11 a 29.75±7.07 b 10.78±6.23 b 55.51±6.64 b 41.76±6.23 a MN85 199.74 319.50 119.76 35.30±10.86 a 39.70±5.90 a 14.44±6.63 a 55.56±0.89 b 34.80±6.63 a MN70 163.42 288.00 124.58 26.55±7.57 b 38.82±3.35 a 10.34±3.17 b 58.22±2.51 b 32.93±3.17 a 周年 ck 114.63 0 −114.62 − − − 69.27±4.60 a − N100 251.96 390.00 138.04 35.22±14.54 a 37.91±4.56 b 13.02±4.62 a 52.50±5.69 b 33.39±4.62 a MN85 292.82 613.50 320.68 29.05±7.43 b 42.05±1.59 a 12.29±3.51 a 52.97±1.10 b 25.23±3.51 b MN70 228.60 555.00 326.40 20.54±1.00 b 42.54±1.91 a 8.74±0.69 b 55.97±0.88 b 23.05±0.69 b 说明：数值为平均值±标准差。−表示无数据。不同小写字母表示同一指标相同项目在不同处理间差异显著(P＜0.05)。
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表 5 减氮配施有机肥对土壤理化性质的影响
Table 5. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on soil physical and chemical properties
处理 pH 容重/
(g·cm−3)速效钾/
(mg·kg−1)有效磷/
(mg·kg−1)有机质/
(g·kg−1)全氮/
(g·kg−1)ck 7.16±0.08 a 0.859±0.064 a 65.96±1.44 b 8.35±1.93 b 34.01±0.56 b 1.90±0.07 b N100 7.14±0.16 a 0.857±0.034 a 64.40±6.84 b 7.96±2.60 b 35.01±1.67 b 2.02±0.02 b MN85 7.14±0.08 a 0.851±0.024 a 93.94±19.46 a 20.06±9.54 a 39.29±1.99 a 2.29±0.13 a MN70 7.15±0.07 a 0.844±0.040 a 76.81±10.99 b 12.39±2.74 b 39.89±2.54 a 2.23±0.13 a 说明：数值为平均值±标准差。不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05)。
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表 6 减氮配施有机肥对土壤活性氮质量分数的影响
Table 6. Effect of nitrogen reduction combined with organic fertilizer on soil active nitrogen
处理 微生物生物量氮/(mg·kg−1) 水溶性氮/(mg·kg−1) 铵态氮/(mg·kg−1) 硝态氮/(mg·kg−1) ck 9.98±3.27 b 6.57±0.67 c 4.99±0.61 a 1.99±0.29 c N100 10.26±1.18 b 7.41±3.06 bc 5.09±1.33 a 3.09±1.13 b MN85 14.74±4.13 a 12.51±4.53 a 6.24±0.77 a 6.41±2.08 a MN70 14.17±4.56 a 10.76±4.35 ab 5.37±1.29 a 5.32±3.22 a
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