太原市近郊农田区域大气氮干湿沉降特征

为研究山西省太原市不同农田大气氮干湿沉降输入通量,于2016年6月至2018年5月用雨量器、降水降尘自动采样仪、Delta系统对太原市近郊东阳和阳曲两地氮干湿沉降进行为期2 a的试验。结果表明,东阳和阳曲氮湿沉降量中,NH_4~+-N分别为8.2,7.7 kg/hm~2,NO_3~--N分别为4.7,6.0 kg/hm~2,NH_4~+-N在两地湿沉降中占较大比例;此外,东阳NH_4~+-N湿沉降量是阳曲的1.06倍,而阳曲NO_3~--N湿沉降量是东阳的1.3倍。东阳气态活性氮NH_3和NO_2年均沉降量分别是11.4,3.2 kg/hm~2,依靠重力沉降颗粒物NH_4~+-N和NO_3~--N沉降量之和为2.9 kg/hm~2;阳曲5种大气活性氮NH_3、NO_2、HNO_3、颗粒态NH_4~+、颗粒态NO_3~-年均沉降量分别是6.1,2.9,3.3,2.1,1.4 kg/hm~2,年总沉降量是15.8 kg/hm~2,NH_3在2个农田区大气活性氮干沉降中占较大比例;东阳干沉降中气态NH_3浓度和沉降量是阳曲的1.9倍,阳曲气态HNO_3和NO_2沉降量之和占总干沉降量的40%。总之,东阳大气活性氮主要受农业源影响,阳曲氮沉降受交通运输源影响不可忽视,今后应注意太原市近郊工业及交通运输气体排放对该区域大气活性氮沉降的影响。     

石灰性潮土对氮肥连续施用的环境承受力

本文在冬小麦-夏玉米→春玉米轮作条件下,通过肥料长期定位试验,研究了北京地区石灰性潮土对氮肥连续施用的环境承受力。结果表明,常量氮肥(N 一年169 kg·hm~(-2))与不施氮相比,在60 cm 以下土层 NO_3~--N 含量无显著差异,没有污染地下水,而在两倍于常量的施氮量(N 一年338 kg·hm~(-2))条件下,80～100 cm 土层的 NO_3~--N 含量比常量施氮显著增加,在雨季或灌水量较大及长期淋洗条件下有可能污染地下水。通过本试验并参考有关研究结果,将该土壤对氮肥的环境承受力定为 N 一年203 kg·hm~(-2)。研究还表明,适量施用有机肥及磷、钾肥能协调土壤对作物的养分供应,增加作物产量,提高肥料利用率,从而减少 NO_3~--N对地下水污染的可能性。     

干湿交替和模拟氮沉降对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO2排放的影响

为探讨干湿交替和模拟氮沉降对高寒湿地土壤CO_2排放的规律,以新疆巴音布鲁克高寒湿地土壤为研究对象,通过室内模拟控制试验,研究水分变化下[100%、70%、50%、40%和25%WFPS(土壤充水孔隙度Water filling soil porosity)]氮添加N0(0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、N10(10 kg·hm~(-2)·a~(-1))和N100(100 kg·hm~(-2)·a~(-1))处理对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO_2排放的影响。研究结果表明:土壤CO_2排放速率及累积排放量随WFPS值及氮添加量的增大而增加。一个循环,土壤由干到湿的过程中,初期土壤CO_2排放速率最高,随后随着水分减少,土壤CO_2排放速率呈降低趋势;首次干湿循环土壤CO_2累积排放量最大。土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N、SOC含量均随土壤水分和氮添加量的增加而增加,而土壤SON随土壤水分和氮添加量的增加而减少。水分与土壤CO_2排放速率呈极显著正相关,氮添加与CO_2排放亦呈正相关。除了土壤SON、SOC含量与土壤CO_2排放速率呈负相关关系外,土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与CO_2排放都呈现出正相关关系。     

闽北果园生态系统大气氮湿沉降研究

研究了2011年3月至2012年2月期间闽北果园生态系统中大气氮素湿沉降浓度、沉降量的变化规律。结果表明:监测期间降水中总氮(TN)、无机氮(TIN)、溶解有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的平均浓度分别为2.11、1.07、1.04、0.65和0.42 mg/L。湿沉降氮量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。TN年沉降量为23.19 kg/hm2,其中NH4+-N、NO3--N和DON年沉降量分别占TN年沉降量的30.60%、20.02%和49.38%。     

陕西关中地区大气氮湿沉降通量的动态变化

为了对陕西关中地区大气氮沉降量进行估算,2009年11月至2010年10月对西安和杨凌两地进行了为期一年的湿沉降观测。结果表明:监测期内,西安、杨凌两地区年降雨量分别为620.5、532.3 mm,西安ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.058、2.356mg·L-1,杨凌ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.990、2.709 mg·L-1;季节变化上,西安监测点ρ(TIN)(总无机氮)和杨凌监测点ρ(NH+4-N)呈现春、冬季高于夏、秋季的趋势,而杨凌监测点ρ(NO-3-N)则呈秋、冬季略高于春、夏季的趋势。西安、杨凌TIN沉降通量分别为24.791、28.894 kg·hm-2,且均以NH+4-N为主导,分别占TIN的67.3%和56.3%。氮素沉降量与降雨量之间呈现正相关趋势,随着降雨量的增加,NH+4-N、NO-3-N和TIN的沉降通量均明显增加。湿沉降输入农田的无机氮占施肥投入的比重相当大,在施肥中应予以考虑。     

华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降特征

【目的】对华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降量进行估算,以期为区域氮素沉降及其生态环境效应评估提供数据支撑。【方法】在广西南宁市赤红壤甘蔗种植区,采用雨量计连续8年(2008年1月至2015年12月)采集降雨水样,测定其硝态氮、铵态氮和全氮含量,研究该地区大气湿沉降浓度及沉降量的月、季和年度变化。【结果】雨水中NO~-_3-N、NH~+_4-N、DIN和TN浓度各月的差异较大,分别为0.08～3.80、0.04～3.25、0.12～5.52和0.20～6.65 mg N L~(-1),月均浓度分别为0.73、0.67、1.40和1.89 mg N L~(-1),呈春季冬季夏季秋季;NO~-_3-N、NH~+_4-N、DIN和TN沉降年平均浓度分别为0.53、0.51、1.04和1.45 mg N L~(-1)。雨水中NO~-_3-N、NH~+_4-N、DIN和TN浓度与降雨量呈极显著负相关,沉降量与月降雨量、月降雨频次呈显著正相关,且受降雨量的影响大于降雨频次的影响;不同形态氮沉降量呈夏季秋季春季冬季。NO~-_3-N、NH~+_4-N、DIN和TN年均沉降量分别为6.55、6.32、12.86和17.95 kg N hm~(-2),TN远超过陆地生态系统的临界负荷。DIN是大气氮素湿沉降的主体,占氮素总沉降的72.50%,DIN中NO~-_3-N和NH~+_4-N分别为TN比例的36.87%和35.63%,两者的沉降量比例无明显差异。NH~+_4-N沉降量占TN沉降量比例呈逐年下降趋势,NO~-_3-N沉降量占TN沉降量比例有逐年升高的趋势。【结论】华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降量与氮沉降浓度呈现明显季节性差异,两者间呈相反趋势;雨水中各形态氮浓度与降雨量呈极显著负相关;月氮沉降量与月降雨量、月降雨频次呈显著正相关;无机氮是大气氮素湿沉降的主体,铵态氮和硝态氮沉降量占全氮沉降量比例分别呈逐年下降和升高的趋势。该区域大气氮素湿沉降高,年均沉降17.95 kg N hm~(-2),超过陆地生态系统的临界负荷,对生态环境有一定潜在的风险。     

陕西省不同生态区大气氮沉降量的初步估算

2008年,对陕西省4个不同生态区5个监测点的干湿沉降输氮量进行为期1年的观测研究,旨在对不同生态区大气氮沉降量进行初步估算。结果表明,2008年各生态区总无机氮(TIN)沉降量在8.25～16.12kg·hm-2之间,其中以地处长城沿线风沙草原生态区的榆林地区最小,渭河谷地农业生态区的杨凌地区最大。榆林、洛川、西安、杨凌以及安康地区NH4+-N沉降量分别为3.10、3.66、8.60、9.14和9.96kg·hm-2,NO3--N沉降量分别为5.15、7.54、6.29、6.98和5.66kg·hm-2,NH4+-N沉降量的不同是造成TIN沉降量之间差异的主要原因。各生态区湿沉降输氮量为6.57～14.43kg·hm-2,干沉降输氮量为1.19～2.74kg·hm-2,均显示出一定的时间变异性。受降雨量影响,湿沉降量在降雨量大的夏秋季较高,降雨量小的冬春季较低;干沉降量则与之相反,可能是由于雨水的冲刷作用和冬春季节扬尘天气较多引起的。     

北方稻蟹共作对水体氮素淋溶损失的影响

为探索稻蟹共作系统水体氮(N)素的淋溶损失,在辽宁省盘锦市开展田间试验。试验采用二因素裂区设计,以养蟹为主因素,施N肥为副因素,设置4个处理,即单作稻不施N肥(R0M),稻蟹共作不施N肥(R0C),单作稻施N肥(施N量为160 kg/hm~2,R1M)和稻蟹共作施N肥(160 kg/hm~2, R1C)。结果表明:铵态氮(NH_4~+-N)是田面水中N素存在的主要形态,占田面水中总N(total nitrogen, TN)含量的50.8%;硝态氮(NO_3~--N)是淋溶水N素的主要形态,占TN淋溶量的58.5%。施肥可以显著提高土壤微生物量N(microbial biomass nitrogen, MBN)含量、田面水N素和淋溶水N素含量(P0.05)。养蟹稻田的土壤MBN含量较单作稻田提高了17.7%。养蟹可以显著降低淋溶水NO_3~--N含量(P0.05),但是对田面水N素、淋溶水铵态氮(NH_4~+-N)和可溶性有机氮(dissolved organic nitrogen, DON)含量影响较小。淋溶水NO_3~--N含量与田面水NO_3~--N含量呈线性正相关(P0.01),淋溶水DON含量与土壤MBN含量呈线性负相关(P0.01)。R1M和R1C处理的TN淋溶量分别占当季施肥量的7.6%和6.3%,N淋溶不是肥料中N素损失的主要途径。在施肥条件下,养蟹降低了15.0%的TN淋溶量(P0.05),而在不施肥条件下,降低了7.2%的TN淋溶量(P0.05)。说明稻蟹共作模式可以有效地降低稻田肥料N素的淋溶损失。     

减量施氮对雨养区春玉米产量和环境效应的影响

通过3年田间试验,研究了减量施氮(N)对雨养区春玉米产量、温室气体排放、土壤硝态氮(NO_3~--N)残留的影响。试验于2013年4月至2015年9月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植,设常规施氮(N200)和减量施氮(N150)2个处理,定期测定土壤矿质N和氧化亚氮(N_2O)气体含量。结果表明:虽然N150处理较N200处理施N量减少了25%,但玉米产量无显著变化(P0.05),三年平均为13.4(N200)、13.3(N150)t·hm~(-2);N150处理N2O累积排放量较N200处理降低24.3%;N200处理0~200 cm土壤剖面NO_3~--N残留量平均为210.2 kg·hm~(-2),N150处理则低至115.1 kg·hm~(-2);N200和N150处理的生育期耗水量差异不显著(P0.05)。在渭北雨养农业区,春玉米在常规施N的基础上减量25%,不仅能维持作物产量,还能有效降低N_2O排放和NO_3~--N的残留。     

施氮水平对冬小麦冠层氨挥发的影响

为探索冬小麦全生育期冠层氨挥发规律、主要影响因素及其对麦田氨挥发的贡献率,设置0、90、180 kg N·hm~(-2)三种氮素水平,利用改进型通气式氨气捕获装置,原位分析冬小麦冠层氨挥发速率及其与叶片氮素生理指标的关系。结果表明:麦田氨挥发主要发生在施肥后2~3周,全生育期累积挥发量为3.773~8.704 kg N·hm~(-2),施氮显著提高了麦田氨挥发累积量(P0.05),土壤与冠层氨挥发累积量分别为3.289~7.773 kg N·hm~(-2)和0.750~1.461 kg N·hm~(-2),对麦田氨挥发的贡献率分别为87.2%~89.3%和15.4%~19.9%。不施氮条件下,冠层无氨气吸收;低施氮(90 kg N·hm~(-2))下,冠层氨气吸收主要发生在苗期;高施氮(180 kg N·hm~(-2))下,苗期、返青期和灌浆前期冠层均有氨气吸收发生。冠层氨挥发主要发生在开花期、灌浆末期至枯死期,分别占冠层氨挥发的4.5%~9.3%和79.1%~99.0%;冠层氨挥发速率与叶片氨气补偿点、质外体NH+4浓度显著正相关(P0.05),与谷氨酰胺合成酶(GS)活性、质外体溶液pH相关关系不显著(P0.05)。总之,开花前,不施肥条件下冬小麦冠层向大气中释放氨,施肥后,冠层从大气中吸收氨。冬小麦开花后,不论施肥与否,冠层都向大气层释放氨。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响

【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0-40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%（W₁）、60%（W₂）、70%（W₃）、80%（W₄）。施氮设置4个处理,不施氮（N₀）、施纯氮180 kg·hm^-2（N₁₈₀）、240 kg·hm^-2（N₂₄₀）和300 kg·hm^-2（N₃₀₀）。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%-80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm^-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm^-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm^-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm^-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%（W₂）、70%（W₃）时较补灌至80%（W₄）处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm^-2·mm^-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg^-1、22.4 kg·kg^-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm^-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg^-1、23.5 kg·kg^-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm^-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。     

中国天然草地氮磷流动空间特征

【目的】定量研究天然草地的氮磷流动空间特征,为优化牧草施肥和提高牧草产量提供科学依据。【方法】建立中国天然草地氮磷养分输入(输出)数据库,利用NUFER模型定量中国天然草地氮磷平衡账户、利用率和环境排放特征。【结果】(1)2013年,全国天然草地氮和磷的输入(输出)总量分别为5 034 Gg N和318 Gg P,单位面积的输入(输出)量分别为19 kg N·hm^-2和1.2 kg P·hm^-2。氮沉降和畜禽粪尿磷分别占氮和磷输入总量的49%和89%。各区域天然草地氮和磷输入(输出)量变化范围分别为7.0-70 kg N·hm^-2和0.12-8.0 kg P·hm^-2;(2)2013年,天然草地氮和磷养分利用率分别为105%和191%,各区域间差异很大。中国各地区天然草地的氮利用率变化范围为67%-141%,磷利用率的变化范围为75%-538%;(3)2013年,天然草地氮和磷的环境损失量分别为1.7 kg N·hm^-2和0.059 kg P·hm^-2,氨挥发和侵蚀分别是氮和磷的主要损失途径。西南和东北地区天然草地氮损失量较多,部分区域的损失量超过8.0 kg N·hm^-2;西北地区氮损失量较少,平均不足3.0 kg N·hm^-2;青藏高原区氮损失量最少,不足1.0 kg N·hm^-2。磷的环境排放空间规律与氮排放相似;(4)2013年,全国天然草地土壤氮和磷的亏缺总量分别为706 Gg N和315 Gg P,单位面积亏缺量分别为2.7 kg N·hm^-2和1.2 kg P·hm^-2。北方和西南部分地区天然草地的氮土壤累积量为负值,重庆、吉林和辽宁的土壤氮亏损量超过20 kg N·hm^-2;西部和西南部分省份天然草地的氮土壤累积量为正值,其中广西和云南的土壤氮累积量超过5.0 kg N·hm^-2。除广西和贵州外,其他区域天然草地磷养分均有不同程度的亏缺,重庆天然草地磷的亏缺量最大,为3.7 kg P·hm^-2。【结论】2013年,全国天然草地的氮和磷输入量较小,约50%的氮素通过氮沉降输入系统,约90%的磷素通过畜禽粪尿磷输入系统;全国天然草地土壤的氮和磷呈亏缺状态,养分利用率高于100%,当前草地系统不可持续,应注意补施氮磷养分;全国天然草地单位面积氮和磷的环境损失量较小,西南地区天然草地的氮和磷环境损失量大于其他区域。各区域天然草地氮磷流动空间特征差异较大。     

基于产量的渭北旱地小麦施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确小农户经营模式下小麦施肥现状,为实现旱地小麦稳产增产和养分高效利用提供依据。【方法】通过连续5年对渭北旱地1 261个农户的养分管理调研,以维持旱地小麦可持续生产为出发点,基于小麦产量确定的养分需求量,评价农户施肥量,分析农户施肥的问题及减肥潜力。【结果】调研农户小麦籽粒产量介于750—9 000 kg·hm~(-2),平均4 243 kg·hm~(-2),属于低产(2 640 kg·hm~(-2)),偏低(2 640—3 780 kg·hm~(-2)),中产(3 780—4 920 kg·hm~(-2)),偏高(4 920—6 060 kg·hm~(-2)),高产(6 060 kg·hm~(-2))等级的农户依次占22.0%,22.2%,19.3%,22.8%,13.6%。农户氮肥用量介于33—454 kg N·hm~(-2),平均188 kg N·hm~(-2);磷肥介于0—435 kg P_2O_5·hm~(-2),平均125 kg P_2O_5·hm~(-2);钾肥介于0—201 kg K_2O·hm~(-2),平均19 kg K_2O·hm~(-2),农户的施氮、磷和钾量均与小麦产量无显著相关关系。从低产到高产,施氮过量(偏高+很高)的农户比例逐渐降低,由97.8%降低到18.0%;而施氮不足(偏低+很低)的农户逐渐增多,由0.7%增加到45.9%。与氮肥类似,随着产量水平提高,施磷过量的农户比例也逐渐降低,但降低幅度小,由99.3%仅降低到70.9%,即过量施磷普遍存在。与氮、磷不同,在各产量水平下至少有60%的农户施钾不足。因此,在低产、产量偏低水平,重点是施氮量偏高或很高的农户需减肥,减幅在24—144 kg N·hm~(-2)、28%—73%氮肥;在中产、偏高和高产水平,既有减肥,也有增肥,减肥的重点是施氮量偏高或很高的农户,减幅在50—181 kg N·hm~(-2)、26%—51%氮肥,增肥的重点是施氮量偏低或很低的农户,增幅在38—134 kg N hm~(-2)、41%—345%氮肥。针对农户普遍施磷过量的问题,在不同产量水平,施磷量偏高的农户应减少7—31 kg P_2O_5·hm~(-2)、23%—33%的磷肥投入;施磷很高的农户应减少85—118 kg P_2O_5·hm~(-2),61%—85%的磷肥投入。由于钾肥用量普遍不足,施钾很低或不施的农户首先应改变不施钾肥的习惯,根据不同产量水平施用钾肥13—50 kg K_2O·hm~(-2);施钾偏低的农户,应增加7—18 kg K_2O·hm~(-2)、35%—78%的钾肥。【结论】相比于传统的施肥评价中用统一的施肥量标准去评价不同产量水平的农户施肥,本文提出了基于产量的农户施肥评价和减肥潜力分析方法,适于目前中国小农户农田经营模式,可以客观、准确认识目前农户随意和过量施肥的问题,为进行有效调控施肥提供依据。     

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。     

尿素硝铵溶液对黑土区春玉米产量和氮素吸收利用的影响

【目的】尿素硝铵溶液（urea ammonium nitrate solution,UAN）是集硝态氮、铵态氮和酰胺态氮于一身的液体氮肥品种,兼有3种氮源优势。本研究目的在于明确黑土区春玉米施用UAN的肥效和氮素利用效率,为进一步科学应用及推广提供依据。【方法】2015和2016年在吉林省黑土区设置大田试验,施肥处理包括：不施氮（N0）、尿素一次性基施200 kg N·hm^-2（U200）、UAN一次性基施200 kg N·hm^-2（UAN200）、尿素基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（U80-120）、UAN基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（UAN80-120）、尿素基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（U64-96）、UAN基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（UAN64-96）,追肥时期为拔节-大喇叭口期,施肥深度均为12 cm。测定指标包括籽粒产量、产量性状、植株吸氮量、土壤无机氮含量,并计算土壤-作物系统的氮素平衡、氮素的表观利用、残留和损失状况。【结果】2015和2016年施氮处理的玉米产量、植株吸氮量相比不施氮处理显著提高,均以UAN200处理最高（10.3、11.9 t·hm^-2和187.4、288.2 kg·hm^-2）,而U64-96处理最低（9.14、10.2 t·hm^-2和159.1、243.8 kg·hm^-2）。相同施氮量、施用方式条件下,UAN处理的玉米产量均等于或高于尿素处理。2015年UAN在200 kg N·hm^-2一次性、分次施用和160 kg N·hm^-2分次施用条件下相比尿素分别增加6.1%、2.0%和5.3%,2016年分别增加0.1%、7.8%和7.4%,其中UAN80-120处理显著增产。UAN增产的主要原因是减少果穗秃尖长度而增加单穗粒数。UAN处理的植株氮素吸收量在相同施氮量、施用方式条件下均高于尿素处理,而收获后土壤无机氮残留量和氮素表观盈余量相对较低,因而获得较高的氮素利用率。与UAN200处理相比,UAN64-96处理在减氮40 kg N·hm^-2条件下两年玉米产量分别达到9.6和11.0 t·hm^-2,其中2015年干旱条件下与UAN200处理无显著差异。而且,UAN64-96处理的土壤氮素表观残留率最低,2015和2016年分别为2.4%和4.4%,而氮素表观利用率最高,分别达到42.6%和52.0%。【结论】相同用量和施用方式下,黑土区玉米施用UAN可获得与尿素相同甚至更高的产量和氮素吸收量,同时土壤氮素残留和盈余较少,氮素利用率明显较高,环境效应较好。从施氮量、产量和氮素利用及损失等方面综合考虑,黑土区春玉米推荐施用160 kg N·hm^-2的UAN,以基肥40%和拔节-大喇叭口期追肥60%分次施用。     

应用于水稻生产的增效减负环保型施肥技术比对——以宁夏引黄灌区为例

过量施肥及盲目灌溉导致宁夏引黄灌区水稻种植中氮素淋失严重,氮肥利用率低下.探索能够在保障水稻产量前提下减少氮素淋失、提高氮素利用率的环保型施肥技术是该区域实现农业可持续发展的现实需求.本研究在前期研究的基础上,就不同施肥技术对灌区水稻生育期内氮素淋失、氮素利用率及水稻产量的影响效果进行比对,旨在为后续工作中技术筛选及推广提供依据.试验共设置4个处理,分别是(1)无肥对照(CK):不施氮肥;(2)常规施肥(FP):施用氮肥300 kg N·hm^-2, 60%作为基肥,分蘖和孕穗期各追肥20%;(3)侧条施肥(SD):施用水稻专用控释肥120 kg N·hm^-2,水稻插秧时将肥料一次性施入;(4)育苗箱全量施肥(NB):施用水稻专用控释肥,用量为120 kg N·hm^-2,育秧时一次性全量施入育秧盘.结果表明,采用SD和NB在氮素用量较FP降低60%的情况下,水稻产量都不会下降.SD可以显着降低稻田氮素淋溶损失,FP水稻生育期内可溶性总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)和铵态氮(NH₄⁺-N)淋失量分别为39.89、26.22 kg·hm^-2和5.49 kg·hm^-2,SD和FP相比,TN、NO₃-N和NH₄⁺-N的淋失量分别减少18.97、11.18 kg·hm^-2和2.27 kg·hm^-2;同时SD可以显着提高宁夏灌区水稻氮素利用率,较FP提高21.4%. NB和FP相比,TN、NO₃-N和NH₄⁺-N淋失量分别减少14.36、10.14 kg·hm^-2和1.84 kg·hm^-2,氮素利用率亦提高15.7%,但是TN、NO₃-N和NH₄⁺-N淋失量较SD处理分别增加4.61、1.04 kg·hm^-2和0.43 kg·hm^-2,同时氮素利用率亦减少5.7%.综合考虑水稻产量和环境效益,SD更适合在宁夏灌区水稻种植中推广应用.     

我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征

为定量评估区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况，探明土壤中氮素的基本去向和氮素潜在污染，从CNKI中文数据库和Web of Science等英文数据库中检索筛选出针对设施菜地氮循环研究的可用数据648组，对我国设施菜地表观氮素平衡进行了分析，并根据《全国设施蔬菜重点区域发展规划（2015—2020年）》中的蔬菜分区，探索了不同区域的氮平衡分布特征。结果表明，我国设施菜地每一生长季总体上表观氮平衡为正值，盈余量为49~1154 kg N·hm^-2，均值为324 kg N·hm^-2，氮肥利用率平均为18.6%。从氮素的输入途径来看，每季氮素总投入约为863 kg N·hm^-2，以化肥和有机肥投入为主，分别为471、306 kg N·hm^-2，灌溉水带入的氮也不容忽视，达到86 kg N·hm^-2。从氮素的支出途径来看，每季氮素总支出为539 kg N·hm^-2，其中除了作物生长从土壤中吸取大量的氮素（230 kg N·hm^-2）外，以淋溶、硝化反硝化和氨挥发等形式损失的氮达到309 kg N·hm^-2，占输出量的57.4%，超过了作物吸收带走的氮（42.6%）。每季区域氮平衡差异显著，其中，黄淮海与环渤海暖温区氮素盈余最高，达到441 kg N·hm^-2，其较高氮投入和较低的作物吸收是造成农田土壤氮素大量盈余的主要原因，同时也存在较高的氮素损失，通过淋溶流失的氮达到186 kg N·hm^-2。总体上，当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余，主要由于化肥和有机肥投入量大，但同时存在较高的氮素损失风险。降低氮素投入水平和提高作物的吸收利用率是有效的氮优化管理途径，尤其是在黄淮海与环渤海暖温区，应减少氮素投入，重点关注氮素淋溶损失。     

清液肥对滴灌棉田NH3挥发和N2O排放的影响

为研究清液肥对滴灌棉田氮素气态损失的影响，试验共设5个处理：不施氮肥（N0）、常规化肥施氮300 kg·hm^-2（TN300）和240 kg·hm^-2（TN240）、清液肥施氮300 kg·hm^-2（LN300）和240 kg·hm^-2（LN240）。结果表明：施用氮肥会显著增加滴灌棉田土壤NH₃挥发和N₂O排放，各施氮处理NH₃挥发总损失量较N0处理增加1.7~3.8倍，N₂O累积排放量较N0处理增加1.8~2.7倍。常规施氮水平下，LN300处理较TN300处理NH₃挥发损失降低42.4%，N₂O排放减少14.1%；同一减氮水平下，LN240处理NH₃挥发损失和N₂O排放分别减少29.5%和18.9%。等量氮肥投入下，施用清液肥可显著降低土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N含量，土壤脲酶活性和反硝化酶活性也显著降低。相关性分析表明土壤NH₃挥发总量和N₂O累积排放量与0~20 cm土壤NH₄⁺-N含量、NO₃^--N含量、土壤脲酶活性和硝酸还原酶呈显著正相关，与土壤亚硝酸还原酶和羟胺还原酶无显著性相关。与常规化肥施氮相比，TN240、LN300和LN240处理棉花籽棉产量较TN300处理分别增加12.6%、9.1%和24.5%，LN240处理棉花籽棉产量较TN240处理提高10.6%。综上，清液肥施氮240 kg·hm^-2可显著减少滴灌棉田氮素气态损失，提高棉花产量，是一种值得推荐的施肥措施。     

一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险,通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明:与尿素分次施肥处理(225 kg N·hm-2)相比,不同缓释氮肥(180 kg N·hm-2)一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料(NIU)常规分次施肥(Urea)树脂包膜尿素(RCU)聚氨酯包膜尿素(PCU);氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降,但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明,一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施,虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理,但没有增加稻田氮素径流损失风险。