华北平原春玉米季土壤硝态氮动态及氮素矿化的特征

为进一步明确推荐施氮的优势所在,并为春玉米制定合理的施氮策略,本文在高肥力土壤条件下,通过设计不同氮肥管理模式.研究了春玉米季0—150 cm土体土壤NO_3~-—N动态和氮素矿化的特征。结果表明,经验施氮0—90 cm土层NO_3~-—N含量呈单峰曲线变化,峰值一般在400 kg/hm~2以上,90—150 cm土层则富积了大量的NO_3~-—N,潜在淋洗量很大。不施氮条件下,土壤表现出较强的净矿化势,并且净矿化速率和玉米生长速率有较好的协同性,二者同在大喇叭口至吐丝期达到最大值,但土壤供氮能力逐年下降。推荐施氮使得0—90 cm土层NO_3~-—N总体保持在100～200 kg/hm~2范围内,既确保作物的吸收又减少了氮素淋洗损失。研究表明,三年来推荐施氮共节省氮肥475 kg/hm~2,氮肥利用率提高了14%。     

养分专家系统推荐施肥对甜瓜产量品质和土壤氮素淋失的影响

  【目的】  养分专家系统 (Nutrient Expert，NE) 是利用作物多年产量水平和施肥历史进行推荐施肥的轻简化施肥技术。本研究从甜瓜产量品质和土壤养分的淋洗、平衡角度，对该方法在甜瓜上应用的可行性进行验证。  【方法】  以甜瓜品种‘楼兰17号’为试材，于2017—2018年在甘肃省瓜州县向阳村进行了推荐施肥田间试验。在养分专家系统推荐施氮量 N 300 kg/hm2 (NE, N300) 的基础上，设置NE ± 25%N (N225和N375)、NE ± 50%N (N150和N450) 4个施氮量处理，以不施氮肥为对照 (N0)。在成熟期，测定甜瓜产量、品质、地上部干物质积累量、果实氮素吸收量、氮肥利用率、0—200 cm土层硝态氮累积量，分析土壤氮素平衡状况。  【结果】  2017和2018年甜瓜产量均以NE系统推荐的N300处理最高，较N0处理两年平均增产24.7%，施氮量0～300 kg/hm2范围内，甜瓜产量随施氮水平的增加而增加，超过NE推荐施氮量 (300 kg/hm2)时产量下降；在NE推荐的施氮量 (300 kg/hm2)时甜瓜品质最优，商品率、经济效益最高，施氮量不足或过量都不利于甜瓜品质的形成；氮肥利用率、氮肥养分内在效率随施氮量的增加而降低，但N225和N300处理差异不显著，果实吸氮量在N300处理时最高，N300处理氮素收获指数明显高于其他施氮处理；0—200 cm土层硝态氮累积量随着施氮量的增加而增加，2017年硝态氮主要残留在0—100 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的43.9%～55.3%，2018年硝态氮主要残留在100—200 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的44.8%～69.9%；0—100 cm土层氮素表观损失量随施氮量的增加而增加，甜瓜植株地上部吸氮量两年平均占氮素输出量的33.2%、氮素残留量占氮素输出量的33.1%、氮素表观损失量占氮素输出量的42.1%；甜瓜产量、地上部吸氮量及氮素残留量和施氮量的多曲线分析拟合得出，甜瓜最高吸氮量的施氮量为323 kg/hm2，最高产量的施氮量为293 kg/hm2。施氮量每增加30 kg/hm2，产量增加886.5 kg/hm2，增幅为2.1%；土壤硝态氮增加8.5 kg/hm2，增幅为37.6%。  【结论】  不论是产量和品质，还是氮素收获指数，NE系统推荐的施氮300 kg/hm2处理都取得了最优的效果。当超过推荐施氮量时，主要增加茎叶干物质量，但会降低果实的产量和品质。在供试生态条件下，土壤中硝态氮累积量随施氮量的增加而增加，且向下淋洗明显，试验的第一年主要积累在0—100 cm土层，第二年则下移至100—200 cm土层，环境风险增加。当氮素施用量超过300 kg/hm2时，氮素表观损失量 > 氮素残留量 > 植株地上部吸氮量。因此，在生态脆弱区，限制氮肥过量投入不仅是产量和品质的需要，也是实现环境可持续的要求。     

开花期补充水肥对花生田土壤水分、氮磷养分时空变化特征的影响

田间条件下,以花育22号和花育25号为试材,采用膜下滴灌方法,设置花生初花后20d灌水(WN0)、灌水施N 20kg/hm~2(WN1)和灌水施N 30kg/hm~2(WN2)处理,以田间自然降雨条件为对照,研究开花期补充水肥对0—100cm剖面土壤水分、水解性氮、速效磷(Olsen-P)和NO-3-N含量变化及迁移特征的影响。结果表明:(1)开花期灌水施肥使0—100cm土壤剖面土壤含水量均随土层深度增加而升高,利于0—60cm土层土壤含水量保持稳定;施用氮肥可使0—60cm土层土壤含水量升高滞后于不施肥处理10d左右,高量施氮处理使水分下渗速度减缓且20—40cm土层含水量变异性增大。(2)开花期灌水施氮肥提高了0—60cm土层NO-3-N含量,灌水施肥10~20d后是NO-3-N淋失迁移的风险期,其淋溶迁移时间与土壤水分同步。高量施氮肥使土壤硝态氮淋溶风险提前10d。(3)花后补充水分并施氮肥均可提高0—100cm剖面土壤水解性氮含量,不施氮肥处理使开花后60d时0—40cm土层水解氮含量降至57.4~89.6mg/kg,高量施氮使土壤水解性氮素养分向下淋溶风险增强。(4)开花后补充水分和氮肥处理均明显增加0—40cm土壤Olsen-P含量,施氮肥使磷素供应强度高峰后移20~40d。花生开花期灌水补充氮肥可使0—60cm土层土壤含水量、NO-3-N含量、水解氮含量和0—40cm土壤Olsen-P含量升高且水氮下渗速度减缓,促进水肥利用效率提高,但施氮量不应超过30kg/hm~2,以降低氮素养分淋失迁移风险。     

施氮对小麦产量和氮素径流损失及氮肥投入阈值的研究

为明确巢湖流域小麦季氮肥投入阈值,在连续3年田间试验条件下,研究了(2012—2014年)不同氮肥水平下(N0、N1、N2、N3、N4、N5分别为0,157.5,210.0,262.5,310.0,420.0kg/hm~2)小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失;同时,利用回归方程模型对其间的相关关系进行拟合。结果表明:(1)与不施氮肥相比,施用氮肥可不同程度提高小麦产量,其中以N3处理增加的比例最大,为64.8%。利用二次函数分析,当施用氮肥超过290.9kg/hm~2时,小麦产量下降。(2)植株氮素累积量和氮肥利用率随施氮量的增加均呈先上升后下降的趋势,当实际施氮量为296.6kg/hm~2时,小麦地上部植株氮素积累量最高;当施氮量为158.5kg/hm~2时,氮肥利用率最高。(3)随着施氮量的增加,土壤中无机氮的残留量(0—20cm)和氮素的径流损失逐渐升高,但是在310.0kg/hm~2之前累积量无显著变化,当施氮量达到420.0kg/hm~2时,土壤中无机氮的残留量及氮素的径流流失变化明显,累积量平均达67.0kg/hm~2,流失量平均达8.3kg/hm~2。因此,施氮量过高时,会增加土壤无机氮残留及氮素径流损失的风险,对环境造成污染。结合巢湖地区土壤肥力条件,综合考虑试验施肥处理、施氮量对小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失因素,提出适宜巢湖地区的氮肥投入阈值为157.5~262.5kg/hm~2。     

不同氮肥用量对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响

在设施栽培条件下,采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究了不同氮肥用量：农民习惯施氮量（N1,尿素,纯氮1000kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量（N2,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N（N3,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、50%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4,尿素,纯氮500kg·hm^-2）对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与农民习惯施用氮肥相比,减施氮肥处理（N2、N3和N4）的番茄产量没有降低,N4处理产量最高,比N1增产9.7%。N2和N4处理氮肥的农学效率和肥料的产投比均显著高于N1处理（P〈0.05）,其中N4处理最高,为28.9kg·kg^-1和12.6,施肥效益最高。不同施氮肥处理间果实Vc含量虽没有显著差异,但N4处理是N1处理的1.2倍。番茄果实的硝酸盐含量随氮肥施用量的增加而增加,两者呈显著的正相关关系（R^2=0.8307,P〈0.05）,N3和N4处理果实硝酸盐含量均显著低于N1处理（P〈0.05）。0～100cm土层累积的硝态氮随氮肥施用量的增加而增加,N1处理土层累积的硝态氮含量最高,减施氮肥处理均降低了土壤对硝态氮的累积。土壤硝态氮多累积在0～40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%,这部分残留的氮素可被下季作物吸收利用。果实硝酸盐含量与土壤累积的硝态氮存在显著的相关关系（R^2=0.8003,P〈0.05）,说明土壤硝态氮含量过高能够增加果实对氮素的吸收和积累。在寿光设施蔬菜生产条件下,在农民习惯施氮量基础上减氮30%～50%既可以保证较高产量和较好的果实品质,同时降低土壤中硝态氮累积,从产量、肥料效益和土壤可持续利用角度来看,N4处理更具优势,具有较好应用价值。     

包膜复合肥对夏玉米产量、氮肥利用率与土壤速效氮的影响

以郑单958为材料,比较研究了复合肥(CF)与包膜复合肥(CCF)对华北平原夏玉米产量、氮肥利用率及土壤速效氮与土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明,1)玉米产量随施氮量增大而增大,施N.180.kg/hm2时,CCF处理高于CF处理,施N.90.kg/hm2时表现相反;2)与CF处理比较,CCF处理施N.180.kg/hm2时,氮肥利用率高5.3个百分点,施N.90.kg/hm2时低2.4个百分点;3)土壤速效氮含量一般随施氮量增大而提高,各时期表土层CCF处理较CF处理高,中、下土层表现相反。大喇叭口期之前,CF处理中、下土层土壤速效氮含量高于上土层(020.cm或040cm),而CCF180处理060.cm土层高于60120.cm土层;4)不施氮,各生育阶段均出现土壤氮素表观亏缺,且吐丝后亏缺量占总亏缺量近80%;土壤氮素表观亏缺量随施氮量增大而降低,两种肥料表现一致;同等施氮量下CCF处理亏缺量较CF处理低。包膜复合肥氮素释放较平稳,对土壤速效氮向下运移的控制较好,有利于减少氮素潜在的淋洗损失。综合考虑产量、氮肥利用与氮素损失等因素,包膜复合肥用量N.180.kg/hm2是吴桥试区夏玉米季较为理想的选择。     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。     

施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,设15N标记尿素2.5、5.0和7.5g/盆(相当于225、450和675kg/hm2)3个处理,采用网室盆栽试验方式,研究施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素17.27%～27.28%来自施用的氮肥,72.72%～82.73%来自土壤和种茎;甘蔗氮肥利用率为34.21%～42.46%。随施氮水平提高,甘蔗干物质积累、氮素积累及来源于肥料氮素的比率显著增加,同时蔗叶对氮素的吸收利用呈上升趋势,但蔗茎对氮素的吸收利用呈下降趋势,氮肥利用率也显著下降。土壤碱解氮和硝态氮在各土层中的含量随施氮水平的提高而增加,且两者在0～20cm土层的积累明显大于20～40cm土层。本试验条件下,甘蔗氮肥施用为尿素5.0g/盆(相当于450kg/hm2)及土层深度为20cm较为适宜。     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明:向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综合考虑向日葵氮素吸收利用及土壤中氮素残留情况,225 kg/hm²施氮量下氮肥利用率为27.4%,氮肥残留率为32.3%,氮肥损失率为40.3%,是中度盐渍化农田较适宜的施氮量。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

配施有机肥减氮对川中丘区土壤微生物量与酶活性的影响

通过田间减施氮肥试验,设置减氮20%+不施有机肥(N_1O_0),减氮20%+普通有机肥(N_1O_1),减氮20%+生物有机肥(N_1O_2),减氮40%+不施有机肥(N_2O_0),减氮40%+普通有机肥(N2O1),减氮40%+生物有机肥(N_2O_2)处理,以不施肥(CK0)和全氮100%(N_(100))为对照,研究配施有机肥减氮对川中丘区玉米土壤微生物量碳、土壤酶活性及玉米产量的影响,为玉米生产减氮增效提高玉米氮素利用率提供理论依据。结果表明:随施氮量减少土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及微生物量碳含量逐渐降低,较N_(100)相比,N_1O_0、N_2O_0分别吐丝期微生物量碳降低25.6,35.08mg/kg;大喇叭口期脲酶降低11.1%和14.1%;蔗糖酶降低30.4%,97.1%;产量降低921.98,1 719.62kg/hm~2。配施有机肥提高了土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及微生物量碳含量和玉米产量。与N_1O_0相比N_1O_1、N_1O_2,土壤微生物量碳增加38.57%和54.45%;脲酶活性提高9.73%和14.82%;蔗糖酶提高42.75%和64.26%;过氧化氢酶提高11.05%和11.93%;增产2%和6%,且N_1O_2较N_1O_1产量提高4.0%。配施生物有机肥减氮20%降低了玉米秃尖长、增加了穗长、穗粒数、百粒重,玉米产量为8 710.83kg/hm~2。土壤微生物量碳、酶活性与玉米产量呈显著或极显著相关。说明配施生物有机肥减氮20%,可以提高玉米生育期土壤微生物量碳、土壤酶活性,改善植株根系生长环境,促进玉米产量增加。     

有机无机肥配施提高旱地麦田土壤养分有效性及酶活性

【目的】有机无机肥配施可显著提高土壤微生物活性,改善土壤养分供应状况。深入理解不同氮肥用量配施有机肥下土壤的生物化学性状,为充分发挥肥料效益,实现冬小麦高产稳产提供科学施肥依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在黄土高原南部半湿润易旱区连续三年进行了田间定位试验。采用裂区试验,设置5个氮肥用量 (N 0、75、150、225、300 kg/hm2),配施或不施有机肥 (30 t/hm2)。在冬小麦拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期,取0—20 cm土层样品,采用常规方法测定土壤养分和酶活性。在收获期,调查了冬小麦籽粒产量。【结果】1) 冬小麦产量以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理最高,且有机无机肥配施与单施化肥处理相比能够在减少19.1%的氮肥用量条件下,保证冬小麦产量稳产高产,此外在天气不理想的状况下,冬小麦的净收益也能保持在较高水平。2)在冬小麦的整个生育期,有机无机肥配施处理可显著提高0—20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮含量以及土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,与单施化肥处理相比分别增加18.2%、27.4%、149.3%、31.4%、27.6%、4.0%、4.7%、1.5%,但对过氧化氢酶活性无明显促进作用,且除了脲酶以施氮量N 300 kg/hm2配施有机肥的活性最高,其余指标均以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理效果最佳。3) 施氮量、有机肥、冬小麦生育期显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,施氮量和有机肥的交互效应显著影响碱性磷酸酶活性,施氮量和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,有机肥和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,施氮量、有机肥和冬小麦生育期三者的交互效应显著影响土壤蔗糖酶活性。4) 相关分析表明,土壤碱性磷酸酶与有机质间、脲酶与速效钾之间均未达显著相关水平,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶与有机质、全氮、有效磷、速效钾均呈显著或极显著正相关。【结论】土壤养分、酶活性和冬小麦产量之间密切相关,在施用有机肥30 t/hm2的基础上配施氮肥N 150 kg/hm2,有利于增强黄土高原南部半湿润易旱区冬小麦土壤生态系统的可持续性。     

氮肥品种与施氮量对滴灌红枣光合特性和产量的影响

为研究氮肥种类和用量对于新疆南疆砂土果园红枣产量和氮素利用的影响,2015—2017年在新疆阿克苏实验林场进行大田定位试验,以滴灌枣园15a生红枣(灰枣)为供试作物,设3种氮肥处理:常规尿素处理(U)、常规尿素添加硝化抑制剂处理(NU)和包膜尿素处理(CRU),5个氮素供应水平(0、150、200、250和300 kg/hm^2);枣树开花期和果实膨大期测定枣树叶片叶绿素值、净光合速率(Net Photosynthetic Rate,Pn)和土壤速效氮质量分数,红枣收获后测定产量和果实商品性,并对氮素贡献率和红枣效益进行综合评价。结果表明:包膜尿素施用后氮素控释效果较好,枣树平均产量为10022.3 kg/hm^2,红枣优级果率最高,显著高于常规尿素添加硝化抑制剂处理与常规尿素处理(P<0.05);且对枣树后期生长的氮素供应能力强,在同样施氮水平下可显著提高枣树叶片的叶绿素值和Pn(P<0.05)。常规施用尿素时,添加硝化抑制剂并未产生显著影响,但降低了红枣劣级果比例。同时,包膜尿素处理表现出最高的氮素偏生产力,其次为常规尿素添加硝化抑制剂处理。包膜尿素处理施用250 kg/hm^2氮素水平下红枣产值最高。从红枣提质增产的综合效益考虑,建议新疆南疆典型滴灌枣园栽培模式下最佳组合选用包膜尿素250 kg/hm^2氮素水平,该结果可为南疆干旱区枣园氮素管理和红枣产业提质增效提供理论依据。     

适宜的水氮处理提高稻基农田土壤酶活性和土壤微生物量碳氮

为探讨节水灌溉与氮肥施用对稻田土壤微生物特性的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式（常规灌溉与控制灌溉）与3个水平施氮量（90、180和270 kg/hm2））对稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,土壤脲酶活性和土壤微生物量氮增加,土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳、土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值、土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;与常规灌溉相比,控制灌溉显著提高稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物熵,降低土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg/hm2可获得最优的生物环境,土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮分别达到3.02×10-2 mg/g、0.93 mL/g、5.70 mg/g、10.08 mL/g、237.58 mg/kg、52.60 m/kg。该研究对认识稻基农田水氮耦合关系、指导江淮丘陵季节性干旱区水稻优质节水高产高效栽培实践提供理论依据。     

生物炭配施氮肥改善表层土壤生物化学性状研究

【目的】 探讨生物炭配施氮肥对土壤碳氮、生物学性质及春玉米产量的影响,阐明生物炭配施氮肥后,土壤碳氮含量及生化性质变化规律,旨在为合理培肥、改善土壤环境、增加春玉米产量提供科学依据。 【方法】 在内蒙古西部 (包头) 和东部 (通辽) 2个试验点进行大田试验,设生物炭用量0、8、16、24 t/hm2 4个水平 (分别记作C₀、C₈、C₁₆、C₂₄) ,设施氮量 0、150、300 kg/hm2 3个水平 (分别记作N₀、N₁₅₀、N₃₀₀) ,于成熟期测产,并于收获后分3个土层 (0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm) 测定土壤碳氮含量、微生物量及酶活性。 【结果】 生物炭和氮肥对2个试验点0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土层有机碳、碳氮比、微生物量及酶活性均有极显著影响 (P < 0.01) ,且两者交互作用极显著。3个土层有机碳含量以及0—10 cm和10—20 cm土层全氮含量在各施氮水平随生物炭施用量的增加而增加。施加生物炭和氮肥均能显著提高3个土层的微生物量碳、微生物量氮、蔗糖酶活性、脲酶活性以及总体酶活参数,且随炭、氮施入量的增加呈先增后减的趋势;施用生物炭后0—10 cm和10—20 cm土层的微生物量碳、微生物量氮以及蔗糖酶、脲酶活性均显著高于20—40 cm土层。生物炭配施氮肥可显著提高春玉米穗粒数、百粒重及产量,2试验点产量均以C ₈N₁₅₀最大,包头和通辽分别为15.51 t/hm2和16.43 t/hm2。通过相关分析可知,春玉米产量主要与0—10 cm和10—20 cm土层的微生物量及酶活性有关。 【结论】 适量生物炭配施氮肥能够增加土壤碳氮储量、微生物量和酶活性,改善土壤微生态环境。炭氮配施能够提高土壤肥力,减少氮肥用量,本试验中以8 t/hm2生物炭配施150 kg/hm2氮肥为最佳施肥量。      

氮肥用量对膜下滴灌冬马铃薯产量和经济效益的影响

通过田间试验研究不同氮肥用量对膜下滴灌冬马铃薯生长、产量和经济效益的影响,通过分析马铃薯产量、经济与农学效益随氮肥用量的变化趋势提出冬马铃薯生产上适宜的氮肥用量范围。结果表明,膜下滴灌条件下,马铃薯生育期随氮肥用量的增加逐渐延长,马铃薯叶面积指数、单株结薯数、单株薯重和块茎产量随氮肥用量的增加呈先增加后降低的趋势,均在345 kg/hm~2施氮量时最高,且株高和大薯重高于其他处理。施氮量在0～420 kg/hm~2时对马铃薯出苗率影响不大,而施氮量达495 kg/hm~2时出苗率和块茎产量显著降低;施氮效益、施氮纯收入、氮肥产投比和农学效率在施氮量195～345 kg/hm~2时均随氮肥用量的增加而增加,超过345 kg/hm~2施氮量时逐渐下降,施氮量为495 kg/hm~2时显著降低。马铃薯产量对氮肥用量的反应通过二次多项式模型分析得出,马铃薯最高产量施氮量和经济最佳施氮量分别为341.7、327.1 kg/hm~2,而最高产量与经济最佳产量二者相差不大。因此,在本试验条件下,膜下滴灌冬马铃薯适宜的氮肥用量应该控制在270～327.1 kg/hm~2之间,可获得较高的产量和经济效益。     

有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质及温室气体排放的影响

【目的】通过连续5年田间试验,研究有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质以及果园温室气体排放及增温潜势的影响,以确定适宜的有机替代比例,为果园提质、增效、减排提供理论依据。【方法】田间试验于2016—2021年在河北省邢台市果园进行,供试材料为13年生富士苹果。试验设置4个处理,分别为农民传统施肥(CT)、推荐施肥(OPT)、推荐施肥基础上有机肥替代25%化肥氮(OPT25)、推荐施肥基础上有机肥替代50%化肥氮(OPT50),测定了历年苹果产量、品质,并在试验第5年监测了果园土壤的温室气体排放。【结果】1)与CT相比,OPT和OPT25处理苹果产量在后3年显著增加(P<0.05);OPT、OPT25和OPT50的苹果产量没有显著差异,产量均以OPT25最高,2021年相对CT处理显著增加28.42%(P<0.05)。2)有机肥替代处理的苹果品质优于传统施肥处理,且随试验年限的增加,较高比例的有机肥处理对苹果品质提升效果更显著;而施加有机肥显著提高了果实Vc含量、糖度与糖酸比,显著降低了果实酸度。3) OPT25处理土壤N₂O累积排放量最低,为2.40 kg...     

氮磷提高华北落叶松人工林地土壤养分和酶活性的作用

【目的】采用田间试验,研究外源施用氮、磷肥对处于中龄林的20年华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林地土壤养分和酶活性特征的影响,并对土壤肥力水平进行评价,以筛选出最佳施肥方案。【方法】2012年4月中旬对处于中龄林的20年华北落叶松人工纯林进行外源施用氮、磷肥,在5月到10月中旬采集0—20 cm土壤样品,测定土壤养分和土壤酶含量,分析其在整个生长期内的动态变化,运用主成分分析法筛选出最佳施肥方案。【结果】1)施用氮、磷肥显著增加土壤速效氮和速效磷含量(P0.05),降低土壤速效钾含量和p H值。与对照相比,不同施肥处理速效氮增加幅度为N2PN2N1PN1P,速效磷为N1PPN2PN2N1,而速效钾降低幅度为N2PN1PN2PN1,p H降低幅度为N2PN2PN1PN1。2)施肥后,土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性显著增加(P0.05),过氧化氢酶活性降低。与对照相比,不同施肥处理蔗糖酶增加幅度是N1PN2PN1PN2,磷酸酶是N2PN1N1PN2P,脲酶是N2PN1PN1N2P,而过氧化氢酶降低幅度是N2PN2N1PPN1。3)土壤中养分含量对季节变化的响应非常敏感,速效氮、速效磷和速效钾整体呈先降低后增加的趋势,最小值出现在植物生长旺盛的7、8月份。土壤酶活性变化比较复杂,多数最大值出现在7、8月份。4)施氮肥、磷肥和氮磷配施处理均提高了土壤速效氮和速效磷含量,速效氮由21.56 mg/kg上升到35.77 mg/kg,速效磷由1.86 mg/kg上升到3.73 mg/kg,尤以N1P和N2P配施效果最明显。5)氮肥、磷肥和氮磷配施处理,土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均增加,虽然过氧化氢酶活性小幅下降,但总的来说土壤酶活性增强,以N1P和N2P配施效果最为明显。6)主成分分析表明,施肥提高了土壤肥力水平,提高效果表现为N1PN2PPN1N2CK。N1P处理土壤肥力水平增加了1.505,N2P增加了1.405。【结论】施氮、磷肥可显著增加林地土壤养分,增强土壤酶活性,有效改善华北落叶松人工林地土壤肥力状况,缓解氮、磷亏缺导致的林地地力衰退。供试条件下华北落叶松的最佳施肥方案是N 75 kg/hm2和P2O575 kg/hm2(N1P),而N 150 kg/hm2和P2O575 kg/hm2(N2P)次之。     

不同施氮水平下水稻的养分吸收、转运及土壤氮素平衡

【目的】为解决东北地区水稻合理施用氮肥问题,系统研究了不同施氮水平条件下,东北水稻产量及构成因素、养分吸收、转运、氮肥利用效率及土壤氮素平衡的变化,并探讨各养分间及其与产量间的关系,为东北地区水稻合理施氮提供理论基础。【方法】于2012~2013年在吉林省松原市前郭县红光农场,选用当地主栽水稻品种富优135和吉粳511为材料,设置施N 0、60、120、180和240 kg/hm25个水平。于水稻返青期、分蘖期、抽穗期、灌浆期及成熟期采集植株样本,分为茎鞘、叶片和籽粒三部分,测定氮、磷、钾含量,计算水稻主要生育期植株养分吸收、转运、氮素利用特性的相关参数及各养分吸收、转运与产量间的关系。水稻移栽前和收获后采集0—100 cm土壤样品,每20 cm为一层(共5层),测定铵态氮、硝态氮含量,并根据各层土壤容重计算0—100 cm土体无机氮积累量,分析土壤氮素平衡状况。【结果】施氮量60~180 kg/hm2范围内,水稻产量随着施氮水平的提高而增加,氮肥用量超过180 kg/hm2水稻产量下降。结合当年水稻和肥料价格,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合方程,得出最高产量氮肥用量分别为212.8 kg/hm2和220.6 kg/hm2,施氮范围在202.2~231.6 kg/hm2之间,最佳经济产量氮肥用量分别为203.0和209.1 kg/hm2,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2之间。施用氮肥可显著提高水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向籽粒的转运,施氮量180 kg/hm2处理抽穗期各养分累积量与籽粒转运量呈正比,当氮肥用量超过180 kg/hm2后,氮、磷、钾养分向籽粒转运出现负效应。氮素农学利用率和偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降,氮肥当季回收率以施氮量180 kg/hm2处理最高。相关分析表明,水稻主要生育期氮、磷、钾的吸收、转运与产量间均存在显著或极显著的正相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收状况与产量间的相关系数最大。施用氮肥可显著提高收获后0—100 cm土壤中残留无机氮(Nmin),氮素表观损失量随施氮水平的提高而增加。【结论】适宜的氮肥用量可显著提高水稻产量,各生育时期养分吸收总量,提高水稻生育后期秸秆中氮、磷、钾向籽粒的转运量,并能降低土壤氮素表观损失量。综合考虑提高水稻产量、效益、氮肥当季回收率及维持土壤氮素平衡等因素,在本试验条件下,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2。     

不同施氮水平下青贮玉米农田土壤酶活性时空分布特征

  目的  研究氮肥施用下青贮玉米田土壤酶活性时空变化特征,为内蒙古中部青贮玉米高产高效栽培提供理论依据。  方法  以“种星青饲1号”为供试材料,设置0(N0)、120 (N8)、180(N12)、240(N16)、300(N20)和360(N24) kg hm?2 6个氮肥梯度,系统分析2018 ~ 2019年不同处理青贮玉米田土壤酶活性在5个生育期和0 ~ 40 cm土体的时空变化特征,并探究了青贮玉米产量对施氮水平的响应。  结果  青贮玉米田土壤酶活性在不同施氮处理、生育期于0 ~ 40 cm土体中存在显著差异（P < 0.05）,随着玉米生育期的延长,青贮玉米田土壤酶活性呈“抛物线”型变化,大喇叭口期－抽雄期最高。相比0 ~ 20 cm土层,较深的土层增加了过氧化氢酶（CAT）活性的同时降低了脲酶（UA）活性。增施氮肥有效促进蔗糖酶（IA）、碱性磷酸酶（APA）、脲酶活性及玉米产量的增加,且施氮量为240 kg hm?2（N16）时集中呈现出酶活性及产量峰值。2018年与2019年N16处理玉米生物鲜重分别较其他处理高出了8.07% ~ 65.88%和7.11% ~ 59.84%。生物产量分别较其他处理高出了20.20% ~ 93.97%和5.21% ~ 100.72%。产量指标与APA、IA、CAT间存在显著正相关关系,IA及UA在反映土壤肥力水平方面具有较高的灵敏性。  结论  施入氮肥一定程度上影响了青贮玉米田土壤肥力及青贮玉米产量,当施氮量为240 kg hm?2时,可有效增强土壤酶活性,提高土壤养分含量,增加青贮玉米产量。