水氮互作对宁夏沙土春玉米产量与氮素吸收利用的影响

为探明滴灌不同水氮调控对宁夏沙土地区春玉米生长、产量、氮素吸收和根区土壤硝态氮分布及残留量的影响,设计灌水和施氮2因素、3个灌水量水平(W0.6,0.6KcET0; W0.8,0.8KcET0; W1.0,KcET0,Kc为作物系数,ET0为潜在作物蒸发蒸腾量)和4个施氮量水平(N150,150 kg/hm~2; N225,225 kg/hm~2; N300,300 kg/hm~2; N375,375 kg/hm~2),进行了大田试验。结果表明:相同灌水条件下,春玉米地上部干物质累积速率和氮素累积速率(W0.8灌水水平除外)均随施氮量的增加先增加后减小。快增期内,W1.0N300处理的春玉米地上部干物质平均累积速率和W0.8N375处理的氮素平均累积速率最大,分别为513.71、2.75 kg/(hm~2·d)。春玉米地上部干物质累积量(W0.8N375除外)和产量随施氮量的增加先增加后减小,其中W0.8N300处理的产量最大,为16 387 kg/hm~2。相比其他灌水处理,W0.8灌水水平下的营养器官氮素转运量较大,最大为41.14 kg/hm~2。随着灌水量和施氮量的增加,60～100 cm土层硝态氮累积量所占的比例逐渐增加,其中,W0.6灌水水平下,土壤残留的硝态氮主要聚集在0～60 cm土层中,W0.8灌水水平下,土壤残留的硝态氮主要聚集在0～90 cm土层中。考虑试验区年际降雨量分布不均,选取灌水量与有效降雨量之和为532 mm、施氮量300 kg/hm~2为宁夏沙土地区适宜的滴灌灌水施肥制度。     

水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响

【目的】探究北疆地区膜下滴灌棉花最优水氮施量及土壤水氮分布特征。【方法】采用二因素完全随机试验,设置灌水量4个水平(W1:5 250 m~3/hm~2、W2:4 500 m~3/hm~2、W3:3 750 m~3/hm~2和W4:3 000 m~3/hm~2)和施氮量3个水平(N1:300 kg/hm~2、N2:262.5 kg/hm~2和N3:225 kg/hm~2),研究了不同水氮施量对植株形态、土壤含水率分布及土壤氮素分布的影响。【结果】施氮量对植株形态指标的影响程度低于灌水量,但植株形态指标不能反映产量;棉花盛蕾期,表层土壤含水率较低,直至盛花期,表层土壤含水率稳定在20%左右。且灌水量为3 750 m~3/hm~2时,更有利于土壤保持湿润,并且向深层流失的水分较少;0～20 cm土层内硝态氮和铵态氮量相对较高,随着灌水量和施氮量的增加,氮素向深层土壤的淋移程度不断增加,当施氮量为262.5 kg/hm~2时,根系层内的硝态氮含量相对较高,尿素转化的铵态氮也更多;当施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2时,棉花产量达到最大,为6 460.5 kg/hm~2。【结论】施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2,可作为该地区最优水氮施量组合。     

玉米膜孔灌苗期不同灌水量对水氮分布的影响

通过室外田间试验,分析了膜孔灌玉米苗期不同灌水量对土壤水氮分布的影响.灌水量越大,土壤含水率越大,分布范围越广,土壤表层硝态氮含量越小,对深层80～100 cm硝态氮含量影响越大;随灌水量的增加,硝态氮累积峰越靠下,增加了硝态氮的淋失.     

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2,N3:300 kg/hm~2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0～100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60～100 cm土层铵态氮累积量、80～100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm~2时肥料氮累积量占比21. 27%～31. 23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66. 70%～75. 05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm~2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。     

不同灌水模式对土壤水分和硝态氮分布的影响

通过2年带防雨棚微区试验研究了传统灌水施肥与水肥异区交替灌水施肥对土壤中水分和硝态氮分布的影响。结果表明:土壤水分和硝态氮分布与灌水方式和灌水量有关。无论灌水量高低,第1次灌水后,水肥异区的施肥沟与灌水沟在0~60 cm土层土壤水分和硝态氮含量存在差异。第2次灌水后,施肥沟与灌水沟之间土壤水分含量的差异会随灌水量增加而缩小,而二沟之间0~60 cm土层中硝态氮含量的差异则随灌水量的增加而增加。同时,土壤中表层及亚表层硝态氮含量随灌水量的增加而增加。考虑到减少水分的深层渗漏和提高肥料的有效性,在交替灌水时必须控制灌水量,建议灌水量在450~600 m3/hm2为佳。     

有机无机肥配施对西北地区不同土壤类型氮素矿化影响

为揭示不同施肥措施和土壤类型对我国西北地区典型农田土壤氮素矿化特征的影响,通过室内恒温好气培养法,分别研究不施肥（CK）、单施尿素（U）、单施有机肥（M）和尿素配施有机肥（U+M）施肥模式对土壤氮素矿化动态过程的影响,并对土壤累积矿化氮量进行一级动力学方程拟合及相关性分析。结果表明,施肥和土壤类型均显著影响土壤铵态氮含量、硝态氮含量和累积矿化氮量,且两者之间存在显著的交互作用。不同类型土壤累积矿化氮量和矿化速率由大到小依次为塿土、黄绵土、黄河灌淤土、灰棕漠土。与CK处理相比,不同施肥处理显著增加土壤累积矿化氮量、矿化速率常数（k）和矿化势（N0）,处理间差异显著（P<0.05）。单施尿素和尿素配施有机肥处理的累积矿化氮量和矿化速率分别较CK处理增加2.83~6.71倍和3.83~7.70倍。相关分析表明,土壤累积矿化氮量与土壤有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系。研究结果表明,有机无机肥配施处理可显著促进西北地区不同土壤类型氮素矿化,提高氮素有效性和供氮能力,有利于保持土壤矿质氮含量,对农田氮素高效利用有重要作用。     

水氮耦合对甜瓜氮素吸收与土壤硝态氮累积的影响

在西北干旱半干旱地区,设置3个水分水平和3个氮素水平,共9个处理,应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜氮素吸收分配、产量及土壤硝态氮分布和累积的影响。试验结果表明:甜瓜成熟期地上部干物质量以及氮素累积量以中水中氮(W2N2)处理为最大,甜瓜采收后各处理硝态氮含量在0~15 cm土层内最高,随土层的加深硝态氮含量逐渐减小。0~60 cm土层内硝态氮累积量随施氮量的增加而增大,随灌水量的增加而减小。甜瓜产量随灌水量和施氮量的增加而提高,但是在高水和高氮条件下略有下降。滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N2(130 kg/hm2)和W2(1.0ETc)时,有利于提高甜瓜产量,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

基于HYDRUS-2D模型的滴灌土壤水氮动态模拟研究

【目的】探究河套灌区滴灌条件下玉米各生育期土壤水氮变化规律及不同灌水量对土壤硝态氮累积量的影响。【方法】通过田间试验,设置高灌水量（D1:76 mm）处理和低灌水量（D2:60 mm）处理,分析土壤含水率和土壤氮素（铵态氮和硝态氮）的动态变化规律,利用HYDRUS-2D模型进行模拟验证与预测。【结果】各处理灌水后土壤含水率呈增加趋势;而土壤铵态氮和硝态氮在灌水施肥后迅速升高,随后下降,D1处理和D2处理不同生育期0～10 cm土层铵态氮量和硝态氮量的平均降幅分别为60.0%～62.0%和40.0%～46.7%。拔节期、抽雄期和灌浆期各土层灌水后D1处理相比D2处理的土壤含水率分别增加了5.9%、8.0%和6.7%,而土壤铵态氮量和硝态氮量随着土层深度的增加而降低。不同生育期硝态氮累积量为拔节期>抽雄期>灌浆期,随着生育期的推进,硝态氮累积量呈降低趋势。土壤含水率及氮素模拟值与实测值的吻合度较高,R2、RMSE和d均介于合理范围内。【结论】玉米生育期120 mm的灌溉定额可有效降低0～60 cm土层的硝态氮累积量,可降低硝态氮在60～100 cm土层的积累量。该研究可为当地灌...     

设施条件下灌水量对膜孔灌土壤水氮运移分布影响研究

通过模拟设施条件下不同灌水量灌施硝酸钾肥液试验,分析测定了灌后不同时间的土壤含水率和硝态氮分布。研究表明,不同灌水量的土壤含水率和硝态氮质量分数随着时间延长逐渐减小,以膜孔中心最大,远离膜孔中心逐渐变小;随着灌水量增大,相同位置的土壤含水率变大,而相同位置的土壤硝态氮质量分数变小;增大灌水量对土壤含水率和硝态氮分布的影响有利于植物对水分和硝态氮的吸收。     

施肥方式和施氮量对枸杞微孔陶瓷根灌土壤水氮分布的影响

为探索适用于微孔陶瓷根灌水肥一体化的高效水氮模式,以青海柴达木地区枸杞为对象,研究了微孔陶瓷根灌条件下不同施肥方式和施氮量对土壤含水率、土壤硝态氮含量和枸杞产量的影响.结果表明:在灌水量相同情况下,微孔陶瓷根灌的湿润体与枸杞根系的高密度区匹配较好,在降低渗漏损失的同时有利于根系吸水.在施氮量相同情况下,微孔陶瓷根灌穴施施肥和微孔陶瓷根灌水肥一体化处理分别较地表滴灌处理增产20.3％、10.9％;微孔陶瓷根灌水肥一体化进行减氮处理时,中氮和低氮下的土壤硝态氮量分布更均匀,氮肥利用效率更高,但减氮处理会降低土壤硝态氮的含量,影响枸杞产果,中氮和低氮处理的产量分别为高氮处理产量的87.7％和79.7％.因此,枸杞微孔陶瓷根灌时,建议采用穴施施肥方式,施氮量为390 kg/hm2,这样有利于枸杞获得较高的产量.     

膜下滴灌条件下不同水氮供应对大棚番茄品质的影响

为揭示膜下滴灌水氮耦合效应对大棚番茄品质的影响和寻求优质番茄生产的最佳水氮耦合模式,通过膜下滴灌试验,对不同水氮处理下番茄的品质指标进行测定分析。试验设计4个灌水处理和3个施氮处理,灌水处理为苗期较充分灌水减少50%灌水量(W1)、苗期与开花期较充分灌水减少50%灌水量(W2)、全生育期较充分灌水减少50%灌水量(W3)、全生育期充分灌水(W4);施氮处理为200 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、400 kg/hm~2(N3)。结果表明,苗期和开花期减少灌水量能够提高番茄可溶性糖、VC与硝酸盐含量,降低有机酸的含量;增加施氮量和减少灌水量会使硝酸盐含量升高。灌水处理、施氮处理和水氮耦合对番茄可溶性糖、有机酸、VC、硝酸盐含量的影响均达到极显著水平;灌水处理对番茄红素的影响显著,施氮量和水氮耦合效应对番茄红素的影响不显著,并通过主成分分析,对番茄各项品质指标进行综合分析,得到综合评价得分最高的水氮耦合为W2N3。     

不同水氮处理对盐渍土水氮盐变化和燕麦产量的影响

【目的】针对内陆干旱冷凉地区盐渍土肥水超量施用问题,以合理调控根区水氮盐环境,保证粮食安全提供为目标,寻找较优的水氮耦合模式。【方法】试验设置了不同灌水量(充分灌溉W1和非充分灌溉W2)和施氮量(高氮N60,中氮N30和低氮N10)处理,通过燕麦盆栽试验,研究了不同水氮处理对盐渍化土壤水氮盐变化规律和燕麦产量的影响。【结果】施氮量的增加,导致土壤盐分增加;在盆栽条件下,非充分灌溉能降低生育期内的盐分积累量,并且保证土壤水分在适当的水平,减小生育期的盐分胁迫;节水减氮W2N10处理硝态氮和铵态氮供应保持在相对适宜的水平,硝态氮和铵态氮平均质量分数较充分灌溉W1N10处理分别增加了13.8%和34.2%。【结论】当施氮量由60 kg/hm~2减少到10 kg/hm~2时,燕麦干产量不会明显降低,施氮量为30 kg/hm~2且灌水量为100~140 mm,可以保证该地区盐渍化土壤种植燕麦获得较高的产量。     

地下滴灌条件下氮肥调控对氮运移规律的影响

【目的】研究地下滴条件下氮肥调控对土壤中氮素运移及吸收的影响。【方法】采用大田氮肥调控管理试验方法,试验设置T1N60(施氮1次,施氮量为60 kg/hm2)处理、T1N120(施氮1次,施氮量为120 kg/hm2)处理、T1N180(施氮1次,施氮量为180 kg/hm2)处理、T3N60(施氮3次,施氮量为60 kg/hm2)处理、T3N120(施氮3次,施氮量为120 kg/hm2)处理和T3N180(施氮3次,施氮量为180 kg/hm2)处理。研究了不同施氮量(60、120、180 kg/hm2)和施氮次数(1次、3次)对土壤中铵态氮量、硝态氮量和玉米吸氮量的影响。【结果】(1)在玉米拔节期施氮前后,相同施氮量不同施氮次数0~60 cm土层内铵态氮量和硝态氮量增幅,T1N60处理分别比T3N60处理提高了16.46%和14.75%,T1N120处理分别比T3N120处理提高了23.23%和7.48%,T1N180处理分别比T3N180处理提高了10.62%和10.05%。而抽穗期和灌浆期施氮前后,1次施氮处理土壤中铵态氮和硝态氮量增幅低于3次施氮处理。(2)在玉米生育末期20~40 cm土层土壤硝态氮残留量,基本上都是3次施氮处理高于1次施氮处理,T3N180处理最高。(3)3次施氮处理玉米平均吸氮量比1次处理提高了3.76%,随着施氮量提高可以极显著提高玉米吸氮量,吸氮量较高处理是T3N180处理和T3N120处理,二者之间差异不显著。【结论】分次施氮促进了玉米对氮素的吸收,有利于氮素储存在玉米根系层内,建议追施氮素采用3次施用,施氮量120 kg/hm2。     

控制灌溉下秸秆还田对稻田土壤氮素组成的影响

为探明控制灌溉模式下秸秆还田与不同施氮量对稻田表层土壤氮素组成的影响,以黑龙江省寒地黑土为研究对象,于2017—2018年进行了田间连续定位试验,试验秸秆还田量设置为有秸秆还田(还田量为6t/hm2)和无秸秆还田2个水平,全生育期施氮量设置N0(0kg/hm2)、N1(85kg/hm2)、N2(110kg/hm2)和N3(135kg/hm2))4个水平,共8个处理。基于氮稳定性同位素技术,分析了秸秆还田后,稻田土壤表层总可溶性氮组分分配比例,铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)、δ15N含量变化以及与土壤表层总可溶性氮含量的相关性。2年结果表明：控制灌溉模式下,秸秆还田提高了土壤表层可溶性有机氮占总可溶性氮的比例、氮矿化量以及δ15N含量。施加秸秆各施氮量处理土壤表层SON含量均低于无秸秆处理,其中N3处理土壤表层NH+4N与NO-3N含量较无秸秆N3处理分别降低40.3%、38.7%。与无秸秆处理相比,秸秆还田不仅提高了土壤供氮能力,而且促进了土壤表层总可溶性氮以较稳定的可溶性有机氮形态存在,当施氮量仅为0kg/hm2时,土壤表层氮矿化量与无秸秆处理最高氮矿化量无显著性差异,且随着施氮量的增加,土壤表层氮矿化量显著高于无秸秆处理(P<0.05)。秸秆中δ15N含量高,促使土壤表层富集δ15N,施加秸秆N1、N2处理土壤表层δ15N含量与无秸秆N2、N3处理无显著性差异,N3处理土壤表层δ15N含量显著高于无秸秆处理(P<0.05),而且连续2年秸秆还田,导致土壤表层总可溶性氮与铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)以及δ15N的相关性发生变化。研究结果可为东北地区推行秸秆还田的可行性提供科学依据,对保障东北地区农业水土资源可持续利用具有重要意义。     

水肥调控模式对滨海盐碱地水肥盐迁移及春玉米水肥利用率的影响

为了探明滨海盐碱地不同灌溉方式及氮肥施用量对水肥盐迁移过程及作物生长的影响,基于大田试验,研究不同灌溉方式及灌水量(F:漫灌,360 mm;D1:滴灌,360 mm;D2:滴灌,288 mm;D3:滴灌,216 mm)、氮肥处理(N1:280 kg/hm²;N2:196 kg/hm²;N3:112 kg/hm²)对盐碱地土壤水肥盐分布含量及对春玉米各生长指标的影响.结果表明,在滴灌模式下,同一灌水量,N1的剖面平均含水量最低,D1,D2出现洗盐点,存在适合作物生长的浅盐区;灌水后D1N1的硝态氮含量增加最显著且含量最高,滴灌处理对应的低氮处理无明显硝态氮积累点,相同灌水量下,漫灌的有效氮含量均高于滴灌,但其有效氮利用率低于滴灌处理;不同施氮对春玉米干物质的差异随灌水量增加而增加.各处理水分利用效率与肥料偏生产力之间产生明显差异,高水低氮肥料偏生产力明显提高,但其水分利用效率低下,D1N1产量最高;在考虑作物产量及水肥利用效率时,采用滴灌方式,则灌水量288~360 mm、施氮量196 kg/hm²为推荐水肥措施.     

温室滴灌施肥条件下土壤硝态氮的运移及分布特征

为了揭示不同滴灌施肥方式对日光温室土壤硝态氮运移及分布的影响,以番茄为供试作物,选择漫灌为对照(CK),研究在3种施肥处理和4种灌水量条件下硝态氮的运移及在各土层的分布情况。结果表明,土壤硝态氮量随灌水量和施肥量的增加而增加,随土层深度的增加而逐渐减少。土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层,占试验土层总量的82%~92%。与大水高肥(W_1F_3)处理相比,节水节肥(W_4F_1)处理下土壤剖面硝态氮累积量减少了36.65%。与CK相比,节水节肥(W_4F_1)处理下40~60 cm土层硝态氮累积量减少了53.42%;与大水高肥(W_1F_3)处理相比,W_4F_1处理下40~60 cm土层硝态氮累积量减少了62.18%。在本试验条件下,较习惯施肥量减30%、灌水量减50%的处理是可行的,能够有效地提高氮肥利用率和产投比、降低土壤硝态氮的深层累积。     

不同处理等级污水中氮素对农田土壤环境的影响

通过土柱模型试验，模拟研究了两种处理等级污水中氮素对农田土壤环境的影响。试验结果表明，采用1级处理污水中铵氮基本不会在土壤各层累积和淋溶，而硝氮和总氮则随着灌水次数的增加，向更深层土壤运移、累积和淋溶。对于2级处理污水，由于其各态氮素浓度均比较低，土壤各层浓度也相对较低，土壤中各态氮素浓度为土壤中原有氮素和污水氮素共同作用的结果；随着灌溉次数增加，硝氮和总氮也有向下淋溶的趋势。试验结果还表明，相对于2级处理污水，长时间采用1级处理污水灌溉，将对土壤环境和地下水环境带来高的污染风险。      

降雨与施肥对夏玉米土壤硝态氮分布影响的田间试验研究

通过在北京顺义区进行模拟降雨田间试验,研究了不同降雨与施肥水平对夏玉米土壤硝态氮分布与累积的影响。结果表明,当土壤质地相同时,土壤硝态氮含量与降雨强度、施氮量关系密切,土壤中硝态氮浓度变化随降雨强度的增加而增大,当降雨强度达到40~70 mm/h时,硝态氮会淋溶到土壤剖面110 cm以下;随着施氮量增加,各层土壤硝态氮含量也均呈升高的趋势,并向下层土壤快速移动,造成对浅层地下水的污染。     

施氮对不同质地滴灌棉田土壤硝态氮分布及棉花产量的影响

为了探究施氮对不同质地滴灌棉田硝态氮分布及产量的影响,采用温室土柱模拟的方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤硝态氮分布迁移特征,分析了施氮对NO_3-N和棉花产量的影响。结果表明,在灌水量一定的条件下,在砂土、壤土中施氮量分别为256.00、287.34 kg/hm~2时,相应的氮素积累量最大,皮棉产量最高,土壤硝态氮主要集中分布在30~40 cm土层,有利于棉花根系的吸收,且分别比不施氮增产43.87%和44.92%。一定施氮量下,壤土硝态氮分布的均匀性优于砂土,并且根层20~40 cm土层硝态氮量高于砂土,且比砂土平均增产6.16%。砂土、壤土中硝态氮量在各生育期总体呈现"降-增-降"的变化趋势,并且收获前期施纯氮340 kg/hm~2处理60cm土层砂土硝态氮量的第二个峰值较壤土提高15.98%,在生育期末端砂土在深层的氮素积累高于壤土,存在继续向下淋失的风险。