耕层水氮调控对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响

【目的】研究华北平原耕层水氮调控对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响。【方法】设置0、150kgN·hm-22个氮水平和传统灌溉、优化灌溉2种灌水方式,共4个处理:不施氮传统灌溉(N0W1)、不施氮优化灌溉(N0W2)、施氮传统灌溉(N150W1)、施氮优化灌溉(N150W2)。采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110cm土层处。【结果】在本试验条件下,小麦能够吸收注射在110cm处的标记硝态氮;不施氮的传统及优化灌溉、施氮的传统及优化灌溉对深层标记氮的吸收量分别为336.7、900.3、497.4和657.1mg·m-2,利用率分别是8.4%、22.4%、12.4%和16.3%,适当的水氮胁迫有利于小麦对土壤剖面深层标记硝态氮的吸收利用。4个处理80—150cm土层根长密度占总根长密度(0—150cm)的24.4%、32.3%、26.4%和28.2%,氮素不足优化灌溉有利于小麦中下层根系发育。【结论】耕层氮素养分不足及水分适度胁迫促进小麦中下层根系发育,提高小麦对土壤深层硝态氮的利用。     

耕层施磷对土壤剖面深层累积NO3——N运移及后效的影响

 【目的】在华北平原,研究前茬小麦耕层施磷对土壤深层累积NO3--N运移及后效的影响。【方法】采用15N微区注射技术,耕层设3个不同的施磷水平,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层处。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中的残留量为P60处理＜P120处理＜P0处理,且发生垂直运移,向上层土壤运移了50 cm,向下移动了70 cm,累积峰出现在120～140 cm土层,较标记位置下移了30 cm。玉米收获后, 15N主要分布在100～180 cm土层,累积峰在小麦季基础上又向下移动了20 cm。玉米能利用前茬残留于土壤深层的15N,P0、P60、P120处理15N的利用率分别为1.2%、2.5%、2.2%。前茬施磷对后作玉米下层根系发育仍有促进作用,增加了80～150 cm土层根长密度和根干重比例,提高了施磷处理对残留15N的利用率。【结论】前茬耕层施磷仍影响土壤深层累积NO3--N后效,促进后作玉米中下层根系发育,提高深层氮素利用率,进而减少其在土壤剖面中的残留。     

耕层水氮调控对土壤深层累积NO3——N运移及后效的影响

 【目的】在华北平原地区,研究前茬小麦耕层水氮调控对后茬玉米土壤深层累积NO3--N的运移及后效的影响。【方法】设置0（N0）、150 kgN·hm-2（N150）两个施氮水平,同时设传统灌溉（W1）和根据土壤水分监测的优化灌溉（W2）两种方式,采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中总体残留趋势：N0W2＜N150W2＜N150W1＜N0W1,且发生垂直运移,上移30 cm,下移50 cm,除N0W2处理外,其余处理累积峰较标记位置下移30 cm;玉米收获后, 15N主要分布在100—160 cm土层,与前茬比较峰值未出现下移,其中N0W1处理15N 残留量明显减少;玉米对前茬残留的深层15N的利用率N0W1＞N150W2＞N150W1＞N0W2,依次为：5.5%、2.2%、1.7%和1.5%;玉米地上部生物量及总吸氮量均表现为施氮高于不施氮,优化和传统灌溉处理间差异不显著;玉米根系主要分布在0—20 cm土层,且施氮处理根系比例高于不施氮处理,耕层水氮调控影响后作玉米中下层根系发育,N0W1处理80—150 cm土层根长密度明显高于其它处理。【结论】耕层适度节水减氮有利于后茬作物根系下扎,促进其中下层根系的发育,进而促进其对深层累积NO3--N的吸收利用;耕层供氮及传统灌水加剧了硝态氮在深层的累积,对地下水安全造成威胁。     

土壤剖面不同层次标记硝态氮的运移及其后效

 【目的】以北方半干旱湿润区潮土为对象，探讨土壤剖面不同层次硝态氮（NO-3-N）的运移及其后效。【方法】采用外源标记微注射法，设置田间微区试验。【结果】在试验水氮管理条件下，15、45、75 cm 3个标记处理分别向下迁移了65、35、25 cm，但均未移出作物根区（1 m）。播后至冬前3个标记处理100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度变动较小，生长后期小麦15、45 cm标记处理出现上升，而菠菜则有所降低，两种作物的75 cm标记处理在整个生长季持续上升，说明作物对75 cm标记硝态氮利用程度较低。夏玉米对前茬标记氮的利用率为2.1%～5.6%，其中以标记45 cm土层处理残效最高；15 cm和45 cm 2个标记深度前茬小麦京411显著高于前茬小麦小偃54。【结论】土壤剖面不同层次累积硝态氮在作物生长季内未发生强烈的淋洗，但表现出上层标记硝态氮移动距离长，下层移动距离短的规律；100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度的动态变化可在一定程度上反映作物根区内氮素利用的状况；后茬作物对标记于土壤剖面不同深度的硝态氮的利用是很有限的，与前茬作物吸收、土壤剖面硝态氮的运移及残留密切相关。     

施磷对夏玉米土壤硝态氮、吸氮特性及产量的影响

【目的】研究不同施磷水平对夏玉米生长期土壤硝态氮时空分布、累积量及玉米籽粒产量的影响,为夏玉米合理施肥提供参考依据。【方法】采用田间小区试验,在施磷水平分别为0,60,120和180 kg/hm2时,研究施磷对夏玉米产量及土壤氮素吸收累积的影响。【结果】在0~110 cm土层,随土壤剖面深度的增加,土壤硝态氮含量逐渐降低,0~30 cm土层明显高于30~110 cm土层且变幅较大,施磷肥能显著降低土壤硝态氮含量。随夏玉米生育期推进,0~110 cm土层硝态氮累积量呈先降低后升高的趋势,于灌浆期达到最低值;当施磷水平为120 kg/hm2时,成熟期0~110 cm土层硝态氮累积量低于施磷60和180 kg/hm2的处理;施磷肥能显著增加玉米籽粒产量、籽粒吸氮量及氮收获指数,均以施磷水平为120 kg/hm2时最高。【结论】在施氮基础上施用磷肥,有利于提高玉米籽粒产量,促进作物对氮素的吸收累积,减少土壤中硝态氮的累积及向更深土层中的运移量。     

小麦氮磷肥长期配施对土壤硝态氮淋溶的影响

 【目的】利用长期肥料定位试验,监测旱地农田土壤硝态氮的淋溶动向,研究施肥量与硝态氮累积量之间的关系,为科学施肥提供参考。【方法】在试验小区0～300 cm土壤剖面中,每20 cm深度取一个土样,1 mol?L-1 KCl浸提后以AA3连续流动分析仪测定硝态氮含量。【结果】单施氮肥土壤硝态氮累积峰出现在80～100 cm土层和300 cm以下土层,当施氮量达到180 kg?hm-2?a-1时,0～300 cm土层硝态氮累积总量相当于8年的施氮量。单施磷肥对土壤硝态氮分布无影响;氮、磷肥配施时,施氮量增加硝态氮累积量显著增加,配施磷肥后可以减少硝态氮累积量,且施氮量越大减少的越多。过量施用氮肥,即使配施磷肥,硝态氮也能发生淋溶并在100～120 cm和240～260 cm土层附近累积;二次多项式回归能够较好地反映氮、磷施用量与土壤硝态氮累积量之间的关系。【结论】长期过量施用氮肥,导致硝态氮大量淋溶并形成两个累积峰,科学合理地配施磷肥可以减少硝态氮淋失;旱地麦田长期施用最大产量施肥量,可能导致硝态氮大量累积在土壤深层。     

黄土高原南部夏季不施肥种植玉米对旱地土壤残留养分的利用

夏季降水是造成我国西北黄土高原区旱地土壤硝态氮淋溶的主要原因.通过田间长期定位试验研究了冬小麦收获后,不施肥种植夏玉米而利用土壤残留养分阻止硝态氮淋溶的效应.结果表明,小麦播前施氮量增加,夏玉米收获期生物量和子粒产量增加,但磷肥用量增加对其影响不明显.小麦播前施氮量增加,夏玉米氮磷钾累积增加,施磷量增加,氮钾素累积降低,磷素累积无显著变化.土壤剖面含水量随小麦播前施氮量增加而降低,不同施磷量土壤剖面水分累积量的差异显著减少.不施肥种植夏玉米可以有效阻止和减少土壤剖面硝态氮淋溶,但在小麦播前施氮240和320 kg·hm-2时仍有较明显淋溶,其累积峰逐渐向深层土壤转移,造成氮素损失.施磷时,土壤剖面0～220 cm硝态氮累积量下降,220 cm以下土层变化不明显.     

不同植物轮作提取深层土壤累积硝态氮的效果

【目的】利用不同植物轮作,通过生物修复耗竭深层土壤剖面的累积硝态氮,从而控制集约化粮田过量施氮造成的硝酸盐淋洗。【方法】通过田间试验,比较小麦-玉米轮作、休闲-玉米、小麦-休闲、紫花苜蓿连作、紫花苜蓿+苇状羊茅间作、黑麦-苋菜轮作、黑麦-高丹草轮作、黑麦-甜高粱轮作对土壤剖面硝态氮累积和淋洗的降低效果。【结果】紫花苜蓿、高丹草、黑麦1-2 m土体根系占0-2 m土体总根系的比例最高;黑麦-苋菜、黑麦-高丹草和黑麦-甜高粱处理具有较高的年吸氮量（330-390 kgN•hm-2）;与小麦-玉米传统轮作相比,夏季休闲增加了土壤硝态氮淋洗。经过1年的田间试验,5个修复植物处理0-1 m、1-2 m的硝态氮累积量分别降低124.3和81.2 kgN•hm-2,其中苋菜、甜高粱、高丹草对深层土壤中硝态氮的消减作用较大;甜高粱、高丹草、苋菜种植下1 m处土壤溶液中硝态氮浓度一直处于最低水平,平均仅8.6 mg•L-1。【结论】在本试验条件下,黑麦-高丹草轮作是一年内提取深层土壤累积硝态氮效果最好的种植模式。     

根层调控对小麦-玉米种植体系氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作区高产田水肥资源利用效率低、氮素累积严重的问题,探索不同根层调控措施对作物氮素利用及土壤NO₃^--N残留的影响。【方法】以华北平原高产粮田为对象,设置传统水氮、水氮调控、调控+土壤调理剂（Agh）、调控+CRU（用含量为43%的缓释尿素代替氮肥）和调控+植物生长调节剂（GGR）田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同根层调控措施对氮素利用的效果。【结果】在控水减氮前提下,调理剂和GGR处理的小麦玉米周年产量、吸氮量均高于传统水氮。小麦拔节期GGR处理80-100 cm土层根系分布较多,表明GGR能促进中下层根系的发育;玉米大喇叭口期,藁城调理剂和大名GGR处理20-50 cm土层的根长密度均明显高于传统水氮。第一个轮作季,藁城和深州GGR的0-200 cm土体各土层硝态氮残留量均显著低于传统水氮,尤其在60-100 cm土层硝态氮的残留最低;第二个轮作季,藁城调理剂和大名GGR处理各土层硝态氮的残留量显著低于传统水氮。第一个轮作季的调理剂和第二个轮作季的GGR（藁城）的氮素表观亏缺量较大,说明根层调控促进了作物对土壤累积氮素的利用。根层调控措施能够达到经济和生态的双赢,灌溉水分利用效率（WUE）和氮偏生产力（PFP_N）较传统水氮平均提高了2.47 kg·m^-3和18.08 kg·kg^-1,平均增收258.43元/667 m²。【结论】在华北平原高产田,不同根层调控措施的小麦、玉米单季及周年的产量较传统水氮平均分别提高了8.58%、5.99%和7.13%;两季作物收获后0-100 cm土层中土壤硝态氮残留量较传统水氮平均分别降低了70.73和59.44 kg·hm^-2,明显降低了土壤硝态氮的残留,减缓了向土体深层的淋溶损失;促进了小麦、玉米关键生育期根系的发育。总之,通过在控水减氮的基础上添加土壤调理剂和植物生长调节剂（GGR）可以显著提高作物产量,能使其充分挖掘土壤累积氮素,实现节本增效,提高水肥利用效率。     

两种作物对土壤不同层次标记硝态氮利用的差异

 利用15N层标记的土柱试验法，研究了蔬菜和大田种植体系中菠菜、小麦两种作物及小麦的两个品种对土壤不同层次标记硝态氮利用的差异。结果表明，菠菜对土壤10～20、40～50、70～80 cm层次标记硝态氮的利用率分别为40.7%、29.9%、23.4%，小麦两个品种小偃54和京411利用率分别为45.5%、16.1%、7.7%和32.5%、12.4%、4.7%。菠菜对土壤不同层次标记硝态氮的利用率显著大于小麦，小偃54对土壤不同层次标记硝态氮的利用率显著高于京411。作物的根长密度与相应土层标记硝态氮的利用率呈显著的正相关关系。作物收获后土壤剖面NO-3-N含量分布的总体趋势是菠菜小于小麦，小麦品种间为小偃54小于京411。土壤10～20 cm层次的标记NO-3-N峰下移到40～50 cm， 40～50 cm层次标记NO-3-N没有发生明显移动，而70～80 cm层次标记NO-3-N可见较为明显的上移趋势，并在60 cm左右出现累积峰。菠菜和小麦之间、小麦品种之间土壤不同层次标记NO-3-N的移动距离没有显著差异。     

分层供水施磷对冬小麦生长及水分利用效率的影响

【目的】研究分层供水条件下磷对冬小麦根系分布及产量的影响。【方法】以土垫旱耕人为土为供试土壤,进行土柱试验,研究分层供水施磷对冬小麦根系分布、产量及水分利用效率的影响。试验设不施磷、施磷于0-30 cm和30-60 cm土层3种处理,每个施磷水平下设整体湿润和上干下湿（0-30 cm土层干旱胁迫,30-60 cm土层湿润）两种水分处理。【结果】不同土层水磷处理显著影响冬小麦根系分布、产量及水分利用效率。上干下湿水分处理上层根系生物量较整体湿润水分处理降低19.6%,下层根系生物量增加18.8%;磷肥对根系分布的影响大于对总根系生物量的影响,施磷能明显增加施磷层次根系生物量,在上干下湿条件下,深层施磷更有利于深层根系分布。土壤水分极显著影响冬小麦产量和水分利用效率（P＜0.01）,与整体湿润水分处理相比,上干下湿水分处理产量和水分利用效率分别增加10.0%和47.4%;施磷显著提高产量,改善水分利用效率。不同水分条件下,施磷位置对产量和水分利用效率的影响不同,上干下湿条件下,下层施磷处理冬小麦产量及水分利用效率较上层施磷处理提高11.2%和28.6%,整体湿润条件下则相反,分别降低41.1%和37.9%。【结论】本模拟试验结果表明,磷肥深施有利于冬小麦深层根系发育,提高水分利用效率及小麦产量,在上干下湿条件下更为明显。     

减磷条件下含褪黑素的尿素缓释功能肥对番茄生长、产量、品质和磷素利用效率的影响

【目的】褪黑素对植物具有多种有益功效,但其化学性质活泼,限制了其在农业生产中的应用。本研究通过包膜技术制备出含褪黑素的尿素缓释功能肥（以下简称功能肥）,研究其对番茄生长、产量、品质和磷素利用效率的影响,为褪黑素高效施用和番茄节肥生产提供理论依据。【方法】首先以水泡法研究功能肥中褪黑素的释放速率,然后以穴盘育苗方式研究功能肥对番茄幼苗生长的影响。采用盆栽方式,设置4个处理,分别是施磷（记作+P）和不施磷（记作-P）两个磷处理水平,再分别添加尿素缓释肥（对照,仍记作-P和+P）或功能肥（记作-P+M和+P+M）,研究功能肥对植株生长和干物质分配、根系生长、磷素吸收和分配、磷肥利用率、肥料产量贡献率、根系磷酸酶活性、果实产量和品质的影响。【结果】利用褪黑素制备功能肥时存在一定的损耗,包膜后褪黑素的实际含量为包膜时褪黑素总用量的35%。水泡至60 d时,功能肥中褪黑素残余量为6.61%。番茄穴盘育苗中施用功能肥能显著促进幼苗生长,壮苗指数较对照提升70.2%。盆栽试验表明,-P处理下番茄根、茎、叶、果的生物量分别较+P处理下降低了19.64%、18.51%、28.99%和28.73%,根和茎的...     

磷和不同价态硒对小麦硒吸收转运的影响

【目的】 研究小麦在施磷情况下对不同价态外源硒的吸收及转运规律,阐明小麦对硒吸收与转运的影响,分析不同价态硒在小麦体内的转运与分配。【方法】 采用盆栽试验,研究在施磷条件下硒酸盐和亚硒酸盐处理对小麦硒的吸收与转运。【结果】 低量硒酸盐处理中,低磷和高磷处理较不施磷处理的小麦硒肥利用率分别提高了96%和128%;高量硒酸盐处理中,低磷和高磷处理较不施磷处理的小麦硒肥利用率分别提高了78%和123%。低量亚硒酸盐和高量亚硒酸盐处理中,高磷处理较不施磷处理小麦硒肥利用率降低了50.7%和55.6%。施用硒酸盐时,高磷处理较不施磷处理小麦根、茎、叶及穗的硒含量分别增加了23.0%、17.0%、64.6%和62.1%;施亚硒酸盐时,高磷处理较不施磷处理小麦根、茎、叶及穗的硒含量分别降低了71.3%、72.1%、80.6%和73.8%。施用硒酸盐时,在不施硒、低硒及高硒条件下,高磷处理小麦植株硒富集系数较不施磷处理分别增加28.9%、60.6%和50.5%;施用亚硒酸盐时,在低硒及高硒条件下,高磷处理小麦植株硒富集系数较不施磷处理分别降低65.3%、72.3%。【结论】 磷素可以活化土壤中稳定态硒,提高了硒酸盐的生物有效性。施磷降低了土壤pH值,促使土壤中可溶态硒和可交换态硒转化成铁氧化物态硒和有机态硒,而铁氧化物态硒与有机态硒很难被作物吸收利用,造成当磷肥与亚硒酸盐配施时降低了作物对亚硒酸盐的吸收。     

中、碱性土壤条件下黄腐酸与磷肥配施对番茄生育和磷素利用率的影响

【目的】碱性土壤降低植物对磷的吸收和利用,黄腐酸能活化土壤中的固定态磷。利用黄腐酸克服碱性土壤对磷的固定效应,提高磷肥利用率,为磷肥减施增效提供新途径。【方法】采用盆栽方式,以番茄（Solanum lycopersicum L.）‘罗拉’为供试品种,在土壤pH为6.5和8.0两种条件下,设置4个施磷（P₂O₅）水平（0、0.1325、0.265和0.53 g·kg^-1,分别标记为0% P、25% P、50% P和100% P）;在此基础上,设不添加和添加0.08 g·kg^-1黄腐酸两种组合（分别标记为-FA和+FA）,共计16个处理。研究黄腐酸与磷肥施用在中、碱性土壤条件下对番茄植株生长、产量、品质和磷素利用的影响。【结果】碱性土壤抑制番茄植株生长,降低产量、各组织磷含量和植株磷吸收量,但对番茄果实品质的形成具有促进作用。磷肥减施造成番茄生长、产量和品质下降,降低植物各组织磷含量、植株磷吸收量和肥料产量贡献率,但对磷肥利用率有一定的提升作用。本研究的任一种土壤条件和磷水平下,施用黄腐酸均可提高番茄对磷的吸收量,增加各组织磷含量,促进植株生长、果实产量和品质提升。在中性土壤条件下,施用黄腐酸与否对磷肥利用率影响不显著,且降低肥料产量贡献率;但在碱性土壤条件下,施用黄腐酸可显著提升磷肥利用率和肥料产量贡献率。此外,施用黄腐酸可使中性土壤减磷处理（50% P）下番茄的生长与产量达到全磷处理（100% P）水平,并提高番茄果实品质;这种现象在碱性土壤栽培条件下更为显著。且100% P处理下添加黄腐酸能显著提高碱性土栽培番茄的生长、产量,使其达到中性土0% P处理水平。【结论】黄腐酸有利于提高番茄的磷素利用率,促进番茄生长、产量和品质的形成,达到磷肥减施增效目的;且黄腐酸配合磷肥施用能有效缓解碱性土壤对番茄生长和产量的抑制作用。     

潮褐土冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥后效及去向研究

【目的】在华北平原地区,研究肥料氮在两个轮作季四茬作物中的后效和去向。【方法】采用田间微区15N示踪试验,前茬设置5个氮素水平：0、75、150、225、300 kgN•hm-2（表示为N0、N75、N150、N225、N300）,副处理为小麦品种：科农9204和河农822,共计10个处理。【结果】在该试验条件下,后三茬作物均能吸收利用第一茬冬小麦残留在土壤中的15N标记肥料。第二茬夏玉米、第三茬冬小麦和第四茬夏玉米对残留15N的利用率分别为6.5%-14.1%、0.9%-2.9%和1.2%-1.6%。四茬作物的叠加利用率显著高于氮肥当季利用率,N75、N150、N225和N300处理叠加利用率分别是53.8%、58.7%、58.6%和55.8%（第一茬为河农822小麦品种）;60.0%、61.3%、60.9%和55.2%（第一茬为科农9204小麦品种）。经过四季作物种植后,土壤剖面中仍有22.3-96.2 kgN•hm-2的氮素残留,残留率为22.1%-32.8%,累积总损失量可达9.3-55.3 kgN•hm-2,损失率为8.9%-18.6%。【结论】在小麦当季,高施氮量条件下肥料主要残留在土壤中,后茬作物可以吸收土壤残留氮肥。土壤中15N含量随施氮量的增加而增加,随着茬口的增多有垂直向下运移的趋势,第一茬作物品种间无显著差异。