雄安新区不同农用地类型土壤水氮时空变化

本文探究土壤水氮的时空变化规律,为控制雄安新区地下水污染提供理论依据,对建设“蓝绿雄安”具有重要意义。在雄安新区以耕地、林地和菜地3种农用地为研究对象,测定土壤含水率、硝态氮、铵态氮以及容重等土壤指标,分析不同农用地的土壤含水率、硝态氮和铵态氮时空变化规律及其影响因素。结果表明：在土层垂向上,土壤含水率随土层深度先增加后减小最后趋于稳定。耕地和菜地土壤硝态氮含量随土层深度的增加呈现先增加后减小的趋势。耕地、林地和菜地土壤铵态氮含量均随着土层深度增加逐渐减小。在时间上,耕地含水率波动较大,林地受季节影响变化较小。菜地含水率随时间变化比较平稳,10月后明显下降。林地和菜地土壤硝态氮含量随时间先增加后减小,耕地则随时间呈正弦波动。菜地土壤铵态氮含量随时间逐渐降低,林地土壤铵态氮含量变化小且含量最小。3种农用地土壤含水率均与土壤容重呈负相关,与降水量和灌溉呈显著正相关（P<0.05）。耕地土壤容重与土层深度极显著相关（P<0.01）。耕地和菜地土壤硝态氮和铵态氮均与土层深度、降水量以及灌溉量呈显著负相关。3种农用地土壤硝态氮与铵态氮均呈显著正相关。耕地和菜地的水氮含量分布对地下水污...     

三亚水稻田不同形态氮的含量调查

为了研究三亚水稻田氮素的分布及对地下水的污染情况,对三亚市的水稻田每30cm一层进行土壤取样,直至取到地下水,测定不同形态氮的含量。结果表明:随着土壤深度的增加,土壤全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮的含量都呈明显的下降趋势;相同深度的土层,土壤硝态氮的含量均低于铵态氮的含量;常规施肥水稻田氮素的回收率为37.8%,氮肥的农学利用率为10.7%;水稻田的地下水硝态氮含量平均为16.12 mg·kg-1。三亚水稻田偏施氮肥严重,要配合使用其他肥料。     

滇池湖滨农业污染土壤的硝化过程及控制方法

通过对流经农业区的河流水质监测、不同土地利用方式的土壤现场采样分析、室外大型人工模拟装置和室内土柱的试验,研究了农业生产过程施肥与农村生活污水进入农田后,有机态和铵态氮素在土壤内的硝化过程特点以及减少硝态氮通过径流向水体迁移的方法。结果表明,耕层和不同深度土层中土壤有机态氮和铵态氮有少量积累,但在旱作时期又被消耗,且土壤矿质N素在这个时期发生NH 4-N向NO-3-N的转化,主要存在0￣60cm土层中。硝化作用强度与土壤水分、氮负荷率、停留时间和土壤有机质等因素有关。利用滇池流域湖滨区土壤潜水位埋深浅的自然特征,控制入渗水的深度和停留时间可有效地减少土壤硝态氮向地表水中迁移。     

基于大棚黄瓜土壤养分及氮积累特征的分析

【目的】本研究通过不同种植年限大棚土壤肥力状况调研及主要养分储存形态分析,探讨不同种植年限大棚土壤的合理施肥管理措施,以期在最大限度地发挥土壤自身养分供应能力的前提下,高效合理施肥,减少不必要的肥料损失、降低环境风险。【方法】研究调查河南省新乡市牧野区朱庄屯村大棚黄瓜产区的5个典型种植黄瓜大棚,以露地农田(0年)为对照,不同种植年限大棚中0～40 cm土层(每20 cm一层)的土壤养分,并对主要的土壤养分指标,进行相关分析。【结果】①0～20 cm土层养分含量和电导率均高于20～40 cm土层。不同种植年限大棚土壤的全钾、pH显著低于农田土壤,土壤有机质含量低于农田土壤。②0～20 cm土层中铵态氮、硝态氮累积量普遍低于20～40 cm土层,微生物量氮累积量显著高于20～40 cm土层,大棚中土壤固定态铵的累积量高于农田。③在0～40 cm土层范围内,除种植年限为16年的大棚外,其他种植年限大棚中铵态氮占全氮的比例均高于农田;不同种植年限大棚硝态氮占全氮的比例则均低于农田。有机形态氮占全氮比例最高,大棚土壤均高于农田土壤。【结论】全氮、全磷、全钾、电导率、速效磷、速效钾的养分含量整体上高于农田。土壤全氮与微生物量氮、固定态铵、铵态氮及硝态氮都存在显著或极显著的正相关。以有机形态为主的其它未测组分氮占全氮比例最高。     

施氮量对橡胶园土壤铵态氮和硝态氮垂直分布的影响

以尿素为氮源,研究不同施肥量对土壤中铵态氮和硝态氮垂直分布的影响。结果表明：施肥可显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;当施肥量超过0．6kg／株时,增加施肥量不会显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;施肥量越大,淋溶到80～100cm土层土壤的铵态氮和硝态氮的量越大。     

太行山南麓3种典型人工林土壤碳氮分布特征

为研究干旱半干旱地区森林土壤碳、氮分布特征,选取太行山南麓20年生侧柏、刺槐、栓皮栎人工次生林为研究对象,对林下0~60 cm土层的土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮含量及土壤物理性质进行测定。结果表明:3种人工林土壤容重随土层深度增加而增大,土壤含水率和孔隙度均表现出随土层深度增加而减少的趋势。3种人工林不同土层的土壤有机碳、氮(全氮、铵态氮、硝态氮)含量均呈现出随土层深度增加而减小的趋势,总体上有机碳和全氮含量均表现为刺槐人工林最高、侧柏人工林最低。3种人工林林下土壤剖面的C/N比值介于6.44~12.00,没有明显差异。3种人工林土壤有机碳含量与全氮、铵态氮、硝态氮(除侧柏人工林)含量均存在极显著相关性。3种人工林土壤含水率与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮(除侧柏人工林)含量呈显著或极显著正相关;而土壤容重与之表现出一定的负相关关系,但仅侧柏人工林的有机碳、铵态氮、硝态氮与土壤容重的相关性达显著水平。     

免耕对冬小麦农田土壤水分及 可溶性碳和硝态氮动态变化的影响

采用2年试验数据分析了免耕对冬小麦不同生育时期土壤剖面水分、可溶性碳和硝态氮变化动态的影响。结果表明,免耕较传统耕作均不同程度地增加了冬小麦拔节期、扬花期、灌浆期和成熟期0～100 cm土层土壤平均含水量,且冬小麦关键生育时期土壤水分均随土壤深度增加而呈现先减少后增加的趋势。与传统耕作相比,免耕分别提高冬小麦拔节期和扬花期0～40 cm土层平均含水量14.0%和10.3%;在冬小麦拔节期和灌浆期,免耕较传统耕作分别提高了土壤剖面0～100 cm平均硝态氮含量43.1%和5.7%。与传统耕作相比,免耕不仅降低了冬小麦全生育期土壤剖面0～100 cm平均可溶性碳含量2.0%,而且降低了冬小麦拔节期、灌浆期和成熟期土层0～40 cm可溶性碳含量。     

种植玉米与休闲对土壤水分和矿质态氮的影响

【目的】研究不同种植模式下，农田土壤水分和矿质态氮的动态及其相互关系，对优化作物种植方式和养分资源管理，调控农田土壤硝态氮淋溶有重要意义。【方法】在黄土高原南部有大量氮素残留背景的田块上，研究了夏季多雨季节，种植作物与休闲对土壤水分与矿质氮的影响。【结果】在降水（含灌水82 mm）364 mm的夏季，休闲可使0～200 cm土层的贮水量达到600 mm，比播种前高204 mm，比种植作物高39 mm。种植作物的土壤水分可下渗至180 cm深的土层，休闲土壤中则可下渗到260 cm深处。种植作物时0～200 cm土层的硝态氮残留量为78 kg·ha-1，比休闲时减少89 kg·ha-1，且硝态氮主要分布在60 cm以上的土层。休闲时硝态氮却被淋到了220 cm深的土层。【结论】硝态氮向下层土壤的移动显著滞后于水分，夏季种植玉米可有效防止硝态氮向下层土壤的淋移。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆+绿肥处理使播前和开花期60~160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0~20cm土壤硝态氮在播前显著增加10.7kg·hm-2,收获期增加18.4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43.4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24.4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

优化施肥和栽培模式对旱地冬小麦产量和土壤水分及N素利用的影响

通过在定西市唐家堡试验站进行的为期2年的旱作冬小麦单作田间试验,研究优化施肥、秸秆还田、免耕、膜上覆土、全膜垄沟种植和砂田等措施对作物产量与水分利用效率,以及收获后土壤硝态氮残留,夏闲期残留硝态氮淋溶的影响.结果表明:底肥和追肥分段施用的优化施肥模式较不施肥和农户传统施肥模式可以显著提高小麦产量和施肥效果(P0.05),不施肥模式下产量仅能达到其他施肥处理水平的46%~92%,且收获指数最低;优化施肥结合全膜垄沟和砂田栽培模式增产效果最明显,分别比农户传统施肥模式增产43.4%和41.4%,水分利用效率提高56.9%和46.1%.全膜垄沟和砂田的栽培模式可提高小麦拔节期土壤水分,促进小麦对土壤氮素吸收,在小麦休闲期,全膜垄沟和砂田模式0~100cm土层累积的硝态氮分别增加了83.2和86.2kg/hm2,能够提供下季小麦吸收利用,避免土壤残留硝态氮向下层淋溶,从而实现高产稳产.全膜垄沟种植模式和砂田模式可以更好地提高冬小麦的产量、水分利用效率,降低了氮素在土壤中的残留,并且避免了土壤中的硝态氮的向深层淋溶.     

优化栽培模式对冬小麦水氮运移、籽粒产量和水氮利用的影响

在大田试验条件下,在河南省温县高产区监测了冬小麦不同种植模式麦田土壤水分和硝态氮含量变化动态,研究了优化栽培模式对冬小麦产量、水氮利用效率、土壤硝态氮累积量等的影响。结果表明:优化种植模式提高了小麦的产量,且优化栽培高于不施氮处理和习惯种植;在不同的处理中,土壤水分和硝态氮随土壤深度的变化呈相反的趋势,即土壤水分随深度的增加呈增加的趋势,而硝态氮则相反;优化栽培模式提高了土壤水分利用率、氮素生产力、氮肥利用率,且随施氮量增加呈增加趋势。     

武夷山土壤氮素垂直分异规律研究

为探讨武夷山自然保护区土壤氮素的垂直分异规律,在武夷山自然保护区不同海拔的林分内设立标准地,对不同海拔和土层土壤全氮、水解性氮、铵态氮、硝态氮等指标进行测定,分析土壤不同氮素的垂直分异规律。结果表明,武夷山自然保护区0-20 cm土层土壤全氮、水解性氮、铵态氮、硝态氮含量总体上随海拔高度的升高呈增加趋势,而20-40 cm及40-60 cm土层不同形态氮素含量随着海拔高度的变化呈现一定的波动;在土壤剖面垂直分布上,土壤全氮、水解性氮、铵态氮、硝态氮含量随着土层深度的增加呈下降趋势,土层深度对土壤不同氮素含量的影响达显著水平,但土壤全氮含量在不同土层间的差异规律不明显。     

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。     

优化栽培模式对冬小麦水氮运移、籽粒产量和水氮利用的影响

在大田试验条件下,在河南省温县高产区监测了冬小麦不同种植模式麦田土壤水分和硝态氮含量变化动态,研究了优化栽培模式对冬小麦产量、水氮利用效率、土壤硝态氮累积量等的影响。结果表明:优化种植模式提高了小麦的产量,且优化栽培高于不施氮处理和习惯种植;在不同的处理中,土壤水分和硝态氮随土壤深度的变化呈相反的趋势,即土壤水分随深度的增加呈增加的趋势,而硝态氮则相反;优化栽培模式提高了土壤水分利用率、氮素生产力、氮肥利用率,且随施氮量增加呈增加趋势。     

长期施用有机肥对潮土土壤肥力及硝态氮运移规律的影响

以连续不同年限定位施用有机肥的小麦-玉米轮作农田为研究对象,设置4个处理:连续施用化肥(长期施用化肥,未施用有机肥);3年连续施用有机肥(不施化肥);5年连续施用有机肥(不施化肥);20年连续施用有机肥(不施化肥),探索不同年限连续有机施肥下土壤肥力、小麦产量和土体硝态氮累积量分布的变化。结果表明,连续施用有机肥可显著降低土壤容重、增加土壤中速效养分含量,且年限越长,效果越明显。化肥处理的小麦产量显著高于有机肥处理,有机肥处理中小麦产量随施肥年限的增加而降低,但无显著性差异。不同土壤深度硝态氮累积量表现为有机肥处理大于无机肥处理,小麦季大于玉米季;随着土壤深度增加土壤硝态氮累积量呈现先降低后增加的趋势,且各土层硝态氮累积量随施用有机肥年限增加而增加;通过分析80~100 cm土层硝态氮累积量发现,20年连续施用有机肥处理在此层的累积量最大达240 kg·hm~(-2)。由此可见,连续施用有机肥可降低小麦产量,连续20年施用有机肥土壤硝态氮总累积量和土体下层累积量均达到最大,具有一定的硝态氮淋失风险。因此,需采取一定的措施来增加作物产量,减少硝态氮累积,防止地下水硝态氮污染。     

不同施肥模式对玉米产量及土壤硝态氮的影响

研究了大田条件下习惯施肥、施缓控释肥、优化施肥和秸秆还田4种不同施肥模式对玉米产量及土壤硝态氮的影响。结果表明,一次性施入缓控释肥的玉米产量比习惯施肥增产2.67%。氮肥用量与收获后土壤剖面硝态氮累积量呈正相关,施氮量越多,土壤硝态氮在100cm土层范围内的累积量也越大。0～100cm土壤剖面硝态氮的累积量,不同处理表现为:缓控释肥<优化施肥<秸秆还田<习惯施肥;与习惯施肥相比,缓控释肥、优化施肥、秸秆还田处理0～100cm土层中硝态氮积累量分别下降了48.0%、46.5%、40.7%,从而降低了农田地下水硝态氮污染的风险。综合玉米产量、硝态氮积累量,认为在施氮192kg/hm2条件下,施用缓释肥料既可保证产量又能降低浅层地下水硝态氮污染的风险。     

白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮累积的影响

[目的]研究白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量及土壤中硝态氮累积的影响。[方法]选择2块具有代表性的农田进行田间小区试验,研究不同施氮量对该地区小麦产量构成因素、氮肥利用率及土壤硝态氮累积量的影响。[结果]适宜施氮量可显著提高小麦的穗粒数、千粒重等产量构成因素及氮肥利用率。土壤硝态氮主要集中在0～30 cm土层,其含量随施氮量的增加而增加。随着小麦生育期的推移,0～90 cm土体中硝态氮累积量呈下降趋势。成熟期,当施氮量分别高于其适宜施氮量时,土体中硝态氮累积量随施氮量增加而显著增加,从而增加了硝态氮下移的风险。[结论]综合考虑产量和环境效益,在该试验条件下,马堡和张六试验点冬小麦的适宜施氮量分别为225、90 kg/hm2。     

灌溉定额对春播裸燕麦土壤氮素的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究60、100、140、180、220 mm 5种滴灌定额与220 mm传统灌溉(CK)对裸燕麦土壤不同土层氮素的影响,结果表明,100 mm滴灌定额处理的裸燕麦,其土壤的全氮含量高于其他处理,并随着土层深度的增加而逐渐减少;60 mm滴灌定额处理的裸燕麦,其不同土层土壤的硝态氮、铵态氮含量高于其他处理,随着土层深度的增加,硝态氮、铵态氮含量呈下降趋势;滴灌定额处理的硝态氮、铵态氮含量均高于传统灌溉(CK),传统灌溉易造成土壤硝态氮向下淋洗,不利于裸燕麦对氮素的吸收利用。     

控氮对黄壤坡耕地小麦-玉米轮作土壤氮素分布特征的影响

【目的】为摸清氮肥与作物产量之间的关系,明确冬小麦/夏玉米轮作体系氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮肥的迁移、流失,提高氮肥吸收利用效率和减少环境污染提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,设置不施肥对照、优化减氮25%、优化施肥、优化增氮125%、优化增氮150%、优化增氮200%等6个处理,研究黄壤坡耕地土壤中硝态氮、铵态氮及可溶性氮累积、迁移规律及作物产量的影响。【结果】施氮均能提高土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮的含量及其累积量;各处理硝态氮、铵态氮的垂直迁移趋势不同,且土壤硝态氮、铵态氮主要集中在0～40 cm土层,分别占总硝态氮含量的37.3%～55.1%、29.3%～45.1%,2种作物可溶性氮的垂直迁移趋势基本一致;与优化施肥相比,优化增氮处理对硝态氮、铵态氮向土壤深层迁移趋势影响作用明显,但对土壤可溶性氮向土壤深层迁移趋势影响不明显;施肥各处理的硝态氮、铵态氮和可溶性氮含量及小麦和玉米产量较不施肥处理均有显著增加。【结论】合理施用氮肥可降低土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮及提高作物产量。优化减氮(OPT-N)措施较其他施肥处理的经济效益和环境效益有显著提高,是值得推荐的施氮措施。     

覆膜免耕对玉米间作豌豆农田土壤有机碳和氮的影响

借助2013年在河西绿洲灌区建立的不同耕作措施长期定位试验,通过探究耕作措施与种植模式对土壤有机碳和氮的变化特征,以期为构建试验区农田高效生产技术提供理论依据。试验设置耕作方式和种植模式两个因素,包括传统覆膜耕作（CT）和覆膜免耕（NT）2种耕作方式;单作玉米（M）、玉米间作豌豆（M/P）、单作豌豆（P）3种种植模式,共6个处理;通过分析不同种植模式下0~20 cm、20~40 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和C/N,明确覆膜免耕对禾豆间作农田土壤碳氮的影响。结果表明：与传统覆膜耕作相比,覆膜免耕显著增加0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,2 a平均分别增加4.8%、  5.3%、11.1%、17.8%,同时也增加20~40 cm土壤的有机碳、硝态氮和铵态氮含量,但对全氮含量影响不显著。在覆膜免耕措施下,玉米间作豌豆较单作玉米显著提高0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,分别提高4.6%、7.0%、14.5%和21.6%,而20~40 cm土层中仅土壤全氮含量无显著差异。覆膜免耕较传统覆膜耕作降低0~20 cm土层的C/N,而种植模式之间土壤C/N表现为玉米间作豌豆小于单作玉米。相对于其他处理,覆膜免耕玉米间作豌豆体系能有效提高土壤有机碳、全氮及其组分。因此,在河西绿洲灌区玉米间作豌豆体系中,覆膜免耕玉米间作豌豆为该区域高效、可持续种植模式。