滴灌和施用秸秆降低日光温室番茄地氮素淋溶损失

以一年两季设施番茄为对象,利用渗漏池收集渗漏液,研究了设施菜地不同灌溉模式(滴灌、漫灌)和施用有机物料(单施鸡粪M、鸡粪配施玉米秸秆M+C、鸡粪配施小麦秸秆M+W)对土壤矿质态氮、可溶性有机氮淋溶损失的影响。结果表明,日光温室栽培条件下,氮素的淋溶损失主要发生于秋冬季,滴灌和漫灌模式下,该季可溶性总氮淋失量占全年淋失量的56.8%和71.1%。漫灌模式下,冬春季和秋冬季可溶性总氮淋失量分别为114.3和281.1kg/hm~2,占单季氮投入量的12.5%和29.3%。与漫灌相比,滴灌使全年番茄产量和氮素吸收量分别显著提高15.6%和21.4%,氮素利用率(氮素吸收量/氮素投入量)显著提高47.5%,同时使全年矿质态氮(铵态氮+硝态氮)和可溶性有机氮淋失量分别降低68.6和47.4 kg/hm~2,降幅分别为33.1%和39.6%。与单施鸡粪相比,鸡粪配施秸秆(玉米或小麦)对番茄产量无影响,但显著降低灌溉水渗漏量和氮素淋溶损失量,使全年灌溉水渗漏损失量平均降低24.3%,全年矿质态氮和可溶性有机氮淋失量分别平均降低26.6%和33.7%。综上,可溶性有机氮在氮素淋溶损失中不可忽视,滴灌模式通过降低渗漏液中氮的浓度,配施秸秆通过减少灌溉水的渗漏损失,进而降低可溶性氮的淋溶损失。     

氮素供应与秸秆还田对设施菜田土壤硝态氮淋溶的动态影响

通过布置的设施菜田土壤淋溶装置,研究了长期不同施肥处理(不施肥NN、有机物料MNS、优化施氮SN、传统施氮CN和秸秆还田)对设施菜田土壤硝态氮淋溶(90cm)的影响。结果表明,整个生育期不同的施肥处理之间硝态氮淋溶存在显著差异,淋溶量大小均表现为CNSNMNSNN,分别为475,295,239,176kg/hm2,2013年秋冬季和2014年冬春季淋溶范围分别为84~187kg/hm2和92~288kg/hm2;2014年冬春季硝态氮淋溶量高于2013年秋冬季,高出53.9%;番茄不同生长时期硝态氮淋溶量不同,淋溶主要集中在番茄的生长前期,生长前期淋溶最大比重达到63.9%,生长后期最小的淋溶比重仅为5.5%。2013年秋冬季CN和CN+S、2014年冬春季SN和SN+S以及CN和CN+S之间差异均达到了显著性水平,秸秆还田处理一年共减少了207kg/hm2硝态氮的淋溶,说明秸秆还田降低硝态氮淋溶量。     

施氮量对潮土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮磷淋溶的影响

潮土是我国华北地区主要土壤类型之一,潮土区是我国冬小麦-夏玉米作物的主要产区,研究不同施氮量潮土氮磷淋溶特征对于指导区域农田面源污染防控具有重要意义。本研究设置3个施肥处理,即传统施氮(CON)、优化施氮(OPT)和优化再减氮(OPTJ),利用田间渗漏池法,研究潮土冬小麦-夏玉米轮作农田硝态氮及总磷淋溶特征。结果表明:2016—2018年,冬小麦-夏玉米轮作周年不同施肥处理90cm土层年淋溶水量79.0～102.5 mm,不同淋溶事件间土壤淋溶液硝态氮浓度波动较大, CON、OPT和OPTJ处理单次淋溶事件硝态氮浓度分别为18.9～208.7(平均为72.7) mg·L~(-1)、9.0～99.2 (平均为33.8) mg·L~(-1)、4.7～55.5 (平均为15.4) mg·L~(-1)。本研究区域冬小麦-夏玉米轮作模式的氮素淋溶风险较高,磷素淋溶风险较低。传统施氮处理(CON)下农田硝态氮的平均淋溶量和表观淋失系数分别为66.4 kg·hm~(-2)和10.3%,而总磷(TP)为0.06 kg·hm~(-2)和0.04%。氮肥减施会显著降低氮素淋失,OPT和OPTJ处理的氮素淋溶减排率可达56.3%和78.9%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理硝态氮平均表观淋失系数分别为10.3%、6.2%和4.9%,随着施氮量的增加,硝态氮淋失系数动态增加。氮淋溶具有较大的年际变化,降雨量高的2018年比降雨少的2017年硝态氮淋溶量多57.0%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理总磷平均淋溶量分别为0.06 kg·hm~(-2)、0.06 kg·hm~(-2)和0.08 kg·hm~(-2)。适量减施氮肥会增加作物产量, OPT处理的作物产量是CON处理的1.08倍。然而,过量减施则会带来减产风险, OPTJ处理氮肥减施56%,作物产量比CON处理降低2.0%～8.1%。总之,潮土区农田硝态氮淋溶风险较大,适量减施氮肥能够在保证作物产量的基础上显著降低氮素淋失损失。     

不同施肥对双季稻田径流氮磷流失特征的影响

通过定位试验,研究了不施氮肥(WN)、单施化肥(HF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)、堆肥替代20%氮肥(DF)、早稻绿肥、晚稻稻草代替20%氮肥(LDF)6种不同施肥处理下双季稻径流氮磷含量和累积流失负荷的影响。结果表明,水稻基肥和追肥后,径流水中全氮、硝态氮、铵态氮、全磷和水溶性磷含量逐渐下降。HF处理双季稻季径流水中全氮、铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为5.91,3.65,0.82mg/L。相比HF处理,有机物料替代20%氮肥处理能够降低径流水中全氮、铵态氮、硝态氮的平均含量,其中以DF处理下降幅度最大,分别下降1.18,0.71,0.14mg/L;除DF处理外,有机物料替代20%氮肥能够增加径流水中全磷和水溶性磷的平均含量。相比HF处理,有机物料替代20%氮肥能够减少氮素径流流失负荷,以DF处理总氮、铵态氮和硝态氮累积流失负荷最小,分别为10.25,6.17,1.71kg/hm2;DF处理磷素流失负荷与单施化肥处理持平。综上,DF处理能够降低径流水中氮磷流失负荷,对于保护环境和控制面源污染具有重要意义。     

氮磷肥减施对露地蔬菜农田氮磷淋溶及蔬菜产量的影响

过量氮磷肥施用导致菜田氮磷淋溶严重,对水环境及人体健康产生较大威胁。本研究在河南蔬菜种植区选取典型露地菜田,采用田间渗漏池法,研究洋葱、甘蓝菜田氮磷肥减施后氮磷淋溶及蔬菜产量变化。试验设置常规施肥(NP),常规氮磷肥减量20%(JNP1),常规氮磷肥减量40%(JNP2)。结果表明:通过氮磷肥减施,JNP1和JNP2处理淋溶液总氮、可溶性总氮、硝态氮浓度比常规平均降低12.9%、18.2%和20.5%。JNP1处理总氮、可溶性总氮和硝态氮淋溶量分别比常规处理降低5.3%、11.9%和10.3%。JNP2处理总氮、可溶性总氮和硝态氮淋溶量比常规处理分别显著降低33.6%、36.2%和32.6%(P <0.05)。所有处理硝态氮平均淋溶量占总氮淋溶量60.1%,占可溶性总氮淋溶量的79.0%。两个蔬菜季氮积累量236.0～256.1 kg hm-2,磷积累量25.3～29.9 kg hm-2。氮磷肥减施后,蔬菜的产量略有降低,不同处理差异并不显著。     

有机肥与控释尿素配施对坡耕地土壤氮素淋溶及玉米产量的影响

通过大田试验,研究等氮条件下有机肥替代不同比例无机氮肥对坡耕地土壤氮素淋溶以及玉米产量的影响。设置控释尿素(PCU)、有机肥替代30%控释尿素(OF1)、替代50%控释尿素(OF2)、替代70%控释尿素(OF3)处理,并以普通尿素(CU)为对照。结果表明,有机肥处理玉米总生物量较CU处理增加8.97%～15.70%,籽粒增加2.30%～11.66%,随有机肥替代控释尿素比例的增加,玉米籽粒呈先上升后降低的趋势,除OF2外,其余处理间无显著差异。施有机肥的3个处理氮素农学利用率较PCU和CU处理提高1.51%～7.67%,OF1、OF3与CU、PCU处理差异不显著;OF2处理氮素偏生产力最高,显著高于PCU和CU处理。整个生育期,土壤硝态氮含量表现出先下降后上升的趋势,有机肥处理高于普通尿素处理(苗期除外);有机肥处理的硝态氮主要集中于0～40 cm土层,而其40～100 cm土层硝态氮含量低于无机氮肥处理(60～80 cm土层除外);除CU处理外,土壤铵态氮含量由苗期至拔节期先提高后降低,到成熟期除OF2和CU处理外,其他处理表现为下降趋势。有机肥处理铵态氮主要集中于0～60 cm土层,OF1和OF2在60～100 cm土层土壤中的铵态氮含量显著低于其他施肥处理,但OF3与PCU并未表现出显著差异。因此,采用50%有机肥替代控释尿素,可以显著提升玉米产量和氮素利用率,提高表层土硝态氮和铵态氮含量,降低深层土壤硝态氮淋溶,减少坡耕地面源污染。     

减量灌溉条件下缓释肥料对番茄产量、品质及硝态氮淋溶的影响

为考察减量灌溉下2种缓释肥料对番茄产量、品质、氮素利用及硝态氮淋溶的影响,小区试验设置农民习惯灌溉量(W100%)和减量灌溉30%(W70%)两个灌溉量处理;不施氮肥(CK)、普通尿素(U)、氮素30%施用包膜尿素(CU30%)、氮素50%施用包膜尿素(CU50%)、氮素30%施用生物炭基氮肥(BCU30%)5个肥料处理。结果表明:减量灌溉30%番茄产量和品质没有显著影响,但显著降低土壤氮素淋溶,相同施肥处理40~60 cm土层硝态氮减少8.0%~63.7%;2种缓释肥料显著提高番茄产量,CU30%、CU50%、BCU30%番茄产量比施用尿素(U)分别提高19.4%~22.1%、21.5%~22.6%、14.5%~15.3%;氮肥利用率提高10.1%~12.4%、10.2%~12.7%、2.3%~4.0%;番茄硝酸盐含量降低6.3%~14.4%、3.0%~7.9%、12.4%~13.3%;2种缓释肥增加番茄果实番茄红素含量,提高番茄糖酸比,改善番茄品质;2种缓释肥减少氮素淋失,40~60 cm土壤硝态氮含量分别比尿素常规施肥降低28.7%、20.0%和75.0%;因此,设施番茄种植中,滴灌节水条件下农民的习惯用量还具有节水潜力,而氮肥以30%~50%缓释肥基施,能实现番茄高产、减少氮素的淋失和提高肥料利用效率。     

施肥对设施番茄-黄瓜养分利用与土壤氮素淋失的影响

以宁夏引黄灌区设施番茄-黄瓜为研究对象,利用田间定位试验,研究了不同施肥措施对蔬菜产量、养分吸收利用及淋溶水产生和氮素淋失动态的影响,并对氮素淋失量及淋失率进行了分析。结果表明,常规施肥和优化施肥间番茄和黄瓜果实产量差异都不显著,养分吸收量顺序为:K＞N＞P。两季蔬菜的N、P肥利用率都不到7%,而K肥利用率最高仅12.3%。氮素淋失量与施肥灌水和蔬菜生育时期密切相关。同一施肥处理下,黄瓜季氮素淋失量高于番茄季;氮素淋失以硝态氮为主,占总氮比例70%以上。番茄季总氮、硝态氮淋失率分别为2.95%～6.65%和2.50%～5.56%;黄瓜分别为3.40%～6.96%和2.89%～5.70%。两季蔬菜铵态氮淋失率都低于1%。通过优化化肥用量和施用高C/N比有机肥或秸秆调节土壤C/N,有利于降低氮素的淋失量,从而减少氮素的损失。     

减施氮肥与添加秸秆对设施黄瓜-茄子轮作土壤硝态氮累积与淋失的影响

针对设施蔬菜土壤硝态氮累积与淋失严重的问题,以宁夏引黄灌区设施黄瓜-茄子为供试作物,研究减施氮肥与添加秸秆对设施菜田硝态氮累积与淋失的影响。采用田间试验、取样、室内分析与生物统计的方法,设置农民常规施肥(CON)、氮肥减量28%(RF)和氮肥减量39%+秸秆添加(BMP)3个处理,开展不同氮肥管理措施对设施黄瓜-茄子种植体系土壤硝态氮累积与淋失的影响。结果表明,与CON相比,RF和BMP处理能有效降低0～120 cm土层土壤硝态氮储量,2016年黄瓜、2017年茄子和2018年茄子季土体硝态氮储量分别降低2.2%～9.4%、3.9%～6.1%和5.2%～12.8%,相应的硝态氮淋失量分别降低了55.6%～69.7%、59.4%～74.8%和35.4%～48.9%。BMP与RF处理相比,分别降低了2.3%～8.1%的硝态氮储量和20.9%～38.1%的硝态氮淋失量。土体硝态氮储量与淋失量呈显著正相关(R2=0.6973)。因此,在宁夏引黄灌区设施菜田农民习惯施肥的基础上,采用氮肥减施结合秸秆添加(BMP),即黄瓜氮肥减施39%,氮肥纯养分量为275 kg/hm²,配合添加玉米秸秆30.0 t/hm²,茄子氮肥减施39%,氮肥纯养分量为319 kg/hm²,配合添加玉米秸秆30.0 t/hm²,在获得高产的同时能降低土壤硝态氮累积和淋失,降低农田土壤面源污染风险,并提高经济效益,值得在宁夏引黄灌区设施菜田大面积推广应用。     

化肥减施及节水对潮土冬小麦夏玉米轮作农田氮和磷流失的影响

农田氮和磷的流失威胁水环境质量及人体健康,化肥减施和节水是减少氮和磷流失的有效手段。在河南省北部农区,采用2014年建设的田间渗漏池和径流池,综合研究了2018年不同施肥及节水对小麦玉米轮作农田氮、磷流失及作物产量的影响。设置常规施肥(CON)、优化减肥(JF)和优化减肥加节水(JFJS)3个处理,不同处理总氮淋失量为42.0～81.9 kg·hm^-2,硝态氮淋失量为21.5～72.4 kg·hm^-2,总磷淋失量为0.05～0.06 kg·hm^-2。硝态氮淋溶量占总氮淋溶的比率为51.1%～88.4%。总氮淋失系数为7.9%～10.4%;总磷淋失系数为0.02%～0.04%。JF比CON处理降低硝态氮淋失63.8%,JFJS比JF处理可进一步降低17.9%硝态氮淋失,不同处理磷的淋溶损失没有显著性差异。玉米季是氮素淋失的关键时期,占整个小麦玉米轮作周期的91.8%～94.6%。一个小麦玉米轮作周期总氮径流损失量为0.14～0.20 kg·hm^-2,总磷径流损失量为0.02～0.03 kg·hm     

水氮耦合条件下番茄临界氮浓度模型的建立及氮素营养诊断

【目的】临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值,具有明确的生物学意义。探究不同水氮供应对番茄地上部生物量、氮素累积的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮素吸收和氮营养指数模型进行番茄氮素营养诊断,可为番茄水肥一体化提供一定的理论依据。【方法】于2013年在日光温室内进行了盆栽试验,供试番茄品种为金鹏M6088。设置3个灌水量为低水W1(60%70%θf)、中水W2(70%80%θf)和高水W3(80%90%θf),θf为田间持水率;施氮量设置3个水平为低氮N1(N 0.24 g/kg土)、中氮N2(N 0.36 g/kg土)和高氮N3(N 0.48 g/kg土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次,研究了不同水氮条件下番茄的地上部生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化,构建了番茄不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】番茄地上部生物量、氮累积量随移栽时间的动态变化符合Logistic模型,不同水氮供应对番茄地上部生物量理论最大值的影响不同,中水和高水条件下,番茄地上部生物量理论最大值随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;而在低水条件下呈递增趋势,说明适量增施氮肥可以减轻干旱对干物质量累积的抑制;番茄地上部生物量快速累积起始日较氮快速累积起始日晚8 17 d,且不同水氮处理番茄地上部生物量最大生长速率、氮累积量最大累积速率均出现在中水中氮(W2N2)处理;在相同的水分条件下,番茄地上部生物量氮浓度随施氮量的增加而提高,随生育进程的推移呈下降趋势;氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系,适当增大灌水量可以提高植株对氮的容纳能力,并且可以缓解氮浓度随植株生物增长量下降,使植株稳步有序地生长;不同的水氮供应对番茄产量影响显著,随着灌水量和施氮量的增加,产量显著提高,但当灌水量和施氮量达到一定数量时产量不仅没有提高反而随其增加而降低。【结论】基于临界氮浓度构建的氮营养指数、氮吸收模型对番茄的适宜施氮量诊断结果一致,均以中水中氮(W2N2)为最佳条件,即当灌水量和施肥量分别为62.1 L/plant、15.1 g/plant时,番茄单株产量达到最大(1602 g),构建的模型合理可行。     

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。     

等氮条件下长期施用有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素及相关酶活性的影响

为研究长期施用不同有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素转化及酶活性的影响,在陇东旱塬上进行了连续12年的大田定位试验,研究了用生物有机肥、农家肥、小麦秸秆替代部分无机氮肥后0~10和10~20 cm土壤不同形态氮素和相关酶活性的变化特征。结果表明:与长期单施化肥相比,长期用3种有机物料氮替代部分无机氮均可提高土壤不同形态氮素含量和相关酶活性,其中施用生物有机肥的处理不同形态氮素含量和酶活性均最高;除硝酸还原酶外,铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮含量以及脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶活性均为上层土壤高于下层土壤。因此,生物有机肥是陇东旱塬黑垆土农业区替代部分无机氮的首选有机物料。     

腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥利用及氮肥损失的影响

【目的】 通过研究新型腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥吸收利用和分配及氮肥在土壤中分布以及损失的影响,为促进新型肥料的应用,减少环境污染,提高作物产量提供理论依据。 【方法】 采用固定装置,应用同位素示踪技术进行田间试验。试验共设 4 个处理:CK1 (不施氮肥)、CK2 (普通尿素 N 225 kg/hm2)、HA1 (脲基活化腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)、HA2 (常规掺混腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)。采集玉米播种前、施肥前和收获后 0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 土壤样品,采用静态箱体内置硼酸吸收池法测定氨挥发,氧化亚氮通过静态箱体收集、真空瓶贮存后气相色谱仪测定。玉米成熟后采集地上部植株样品,将营养器官与籽粒分离,计产并测定产量构成指标。 【结果】 籽粒中氮素 34.6%～36.2% 来自肥料,营养器官中氮素 14.6%～17.4% 来自肥料。CK2、HA1 和 HA2 处理的氮肥利用率分别为 25.1%、30.9%、28.5%,氮肥损失率分别为 38.1%、19.8%、27.2%。与 CK2 相比:1) 施用 HA1 能提高玉米产量;2) HA1 和 HA2 处理的氮素吸收总量分别增加 25.8 和 16.3 kg/hm2,氮肥利用率分别提高 5.8 个百分点和 3.4 个百分点,氮肥损失率分别减少 18.3 个百分点和 10.9 个百分点;3) HA1 和 HA2 处理 0—60 cm 土壤氮素残留率分别增加 12.5 个百分点和 7.5 个百分点;4) 施用腐植酸氮肥明显提高 0—20、20—40 cm 土壤铵态氮和硝态氮含量。 【结论】 腐植酸氮肥能显著提高玉米产量和氮肥利用率,促进玉米对土壤氮素的吸收利用,显著增加 0—20 cm 土壤氮素残留量和 0—40 cm 土壤无机态氮含量,减缓氮素向深层土壤迁移,从而减少淋溶损失。腐植酸氮肥能改善氮素在土壤中的分布,满足作物根系需肥特性;腐植酸氮肥能显著降低氧化亚氮产生量和其它途径的氮素损失,从而减少氮素损失量。其中,脲基活化腐植酸氮肥作用效果更加明显。      

Critical nitrogen content and nitrogen nutrition index for sweetpotato crop

Abstract

Sweetpotato is an important tuber crop for the food security in Island countries of the South Pacific. The allometric relationship between tissue nitrogen (N) concentration and aerial dry matter is unknown. We determined critical N (N_c) content from vegetative stage to harvesting, and estimated the range of variation in N nutrition index (NNI) from two field experiments with varied rates of N (0, 25, 60, 125 and 180?kg N ha^?1 in 2015 and 0, 50, 125, 175 and 250?kg N ha^?1 in 2017). A unified critical N curve (N_c = 3.338?W^?0.307) where W?=?aerial dry matter with W?≥?1.38 t ha^?1, was constructed based on the N concentration in the aerial dry matter. The calculated NNI ranged from 0.69 to 1.23 in 2015 and 0.54 to 1.17 in 2017. The preliminary N_c dilution curve and NNI determined could potentially be used as a parameter for N management.     

施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用和氮素去向的影响

  【目的】  明确棉田施氮效应，为科学施氮提供理论依据。  【方法】  采用15N示踪法进行盆栽试验，以聊棉6号为材料，设N 0、2、4、6、8 g/pot (分别记作N0、N2、N4、N6、N8) 5个施氮量，研究施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用及氮素去向的影响。  【结果】  在收获期，随着施氮量的增加，籽棉产量先升高后降低，N2、N4处理籽棉产量和收获指数明显高于其他处理；干物质积累量和氮素吸收量增加，均以N8处理最大；氮肥农学利用率显著降低，而氮肥回收率则先升高后降低，以N4处理最大，其与N2处理差异不显著；棉株肥料15N吸收量显著升高，而15N回收率呈下降趋势；肥料15N残留量、15N损失量显著升高，15N残留率为21.87%～29.76%，15N损失率为17.68%～33.61%，与初花期相比，收获期15N残留量、15N损失量增加而15N残留率、15N损失率降低，花后对肥料15N吸收利用增强，15N回收率升高，15N残留率和15N损失率降低。棉株氮素来源于土壤氮的比例 (Ndfs) 为66.35%～81.87%，土壤氮素激发率为114.44%～125.86%，各施氮量间土壤氮素均产生正激发效应，且差异不显著。  【结论】  N2处理肥料15N回收率为58.65%、15N残留率为23.67%、15N损失率为17.68%，可在保证棉花高产基础上，减少氮肥投入，充分发挥土壤氮库的作用，提高氮肥吸收利用，降低损失，满足高产和环境友好的需求。     

氮肥用量及其分施比例对棉花氮利用和土壤氮平衡的影响

The Yellow River valley is one of the three largest cotton production areas in China.An experiment was performed in cotton fields of Anyang,China from 2013 to 2014 to investigate the effects of nitrogen(N) application rate and the ratio between basal and topdressing N fertilizer on N balance in a soil-plant system,N use efficiency,and cotton yield.Five N application rates as treatments were applied with the same split application ratio.Half of the N(50% basal fertilizer) was applied at pre-planting and the other half(50% topdressing fertilizer) at the initial flowering stage.These treatments were:zero N(N0,control),90 kg N ha~(-1)(N90(5/5)),180 kg N ha~(-1)(N180(5/5)),270 kg N ha~(-1)(N270(5/5),a reduced N rate),and 360 kg N ha~(-1)(N360(5/5),a conventional N rate).Additional 2 split application ratios as treatments were applied with the same N rate of 270 kg N ha~(-1).The split application ratios between basal N and topdressing N were 30%:70%(N270(3/7)) and 70%:30%(N270(7/3)).Results demonstrated that soil NH_4-N content in the 0–60 cm layer and NO3-N content in the 0–20 cm layer increased with increased N rate at the squaring and boll-opening stages and then decreased to lower levels at the initial flowering and harvest stages.Soil NO_3-N content in the 20–60 cm layer after the initial flowering stage increased with the increase of topdressing N rate.Soil apparent N surplus varied at different growth stages,while the soil apparent N surplus over the entire growth period exhibited a positive relationship at N rates over 180 kg ha~(-1).Seed cotton yield of N270(3/7) was the highest of all treatments.Plant N uptake,N agronomic efficiency,and apparent N recovery efficiency of N270(3/7) were significantly higher than those of N270(5/5) and N270(7/3) in both growing seasons.These suggest both economic and ecological benefits in cotton production in the Yellow River valley could be created,by appropriately reducing total N application rate and increasing the ratio of topdressing to basal N fertilizer at the initial flowering stage.     

施氮量对夏玉米碳氮代谢和氮利用效率的影响

本试验研究了施氮量（0、90、180、270 kg/hm2）对夏播玉米CF008、金海5号和郑单958碳氮积累、运转及氮肥利用的影响。结果表明,3个品种的茎叶碳氮积累量、成熟期地上部总氮量均为在施氮量180 kg/hm2或270 kg/hm2下较高,但是最终碳氮运转率、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均在施氮量90 kg/hm2下较高。本试验中,碳运转率与产量呈正相关,氮运转率与氮肥利用率呈正相关,表明较高的碳氮运转率可以促进产量和氮肥利用率的提高。本研究在施氮量90 kg/hm2下,CF008和金海5号茎鞘的C/N值在吐丝期和成熟期分别为22.11～22.91、35.66～54.23,叶片的C/N值分别为4.32～5.11、9.06～10.57;在施氮量90～180 kg/hm2下,3个品种夏玉米产量达到了10688～11461 kg/hm2;CF008和金海5号的氮肥利用率达到了31.55%～49.33%,而郑单958的氮肥利用率仅为15.11%～19.20%。     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.     

不同氮效率夏玉米临界氮浓度稀释模型与氮营养诊断

【目的】建立豫中地区玉米临界氮稀释曲线,比较不同氮素利用率玉米品种模型差异,探讨基于此的氮营养指数用于诊断、评价玉米氮素营养的可靠性,为实现玉米合理施用氮肥提供理论依据。【方法】以伟科702和中单909两个不同氮利用效率的品种为试验材料进行连续三年的田间定位试验,共设5个氮肥水平(0、120、180、240和360 kg/hm^2),分析不同施氮量对两个玉米品种拔节期、大喇叭口期、吐丝期、收获期干物质的影响,基于不同时期干物质和植株氮浓度建立两个品种临界氮稀释曲线,分析不同氮利用率品种玉米临界氮稀释曲线模型的差异和氮营养指数及其与相对地上部生物量和相对产量的关系。【结果】中单909的氮利用率显著高于伟科702。在各生育时期,两个玉米品种地上部生物量随施氮量变化表现为N0 –0.341,中单909 Nc=30.801DM^–0.370)具有很好的稳定性。相比中单909的模型参数,伟科702的参数a提高了15.70%,参数b降低了7.84%,且参数a变化值大于参数b。同一时期两个品种基于此模型的氮营养指数均随施氮量的增加而上升;施氮量低于180 kg/hm^2时,随着玉米生育时期的推进,氮营养指数随施氮量的增加呈先升高再降低的趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2时,氮营养指数一直升高。氮营养指数与相对地上部生物量、相对产量相关性均达到显著水平。【结论】本文建立的豫中地区的两个品种玉米临界氮稀释曲线模型及氮营养指数,可以很好地诊断和评价玉米植株氮素营养状况。不同氮利用率品种间临界氮浓度稀释曲线模型参数存在差异,氮高效的品种具有较低的单位生物量氮浓度和较高的曲线斜率,其各时期临界氮浓度低于氮利用率低的品种。