小麦苗期施入氮肥在土壤不同氮库的分配和去向

应用盆栽试验和15N标记技术研究了小麦苗期施入N肥后土壤不同N库的动态。结果表明 ,施肥后 28d ,作物所吸收的土壤N占总吸N量的 58.1% ,吸收的肥料N占 41.9%。作物对肥料N的利用率达到 55.3% ,N肥在土壤中的残留率为 24.3% ,损失率为 20.4%。施肥后短期以NH4+-4 N存在的肥料N占施N量的 50.5% ,随着硝化作用的进行和作物的吸收 ,土壤中的NH4+-N显著下降。NO3--N在第 7d达到高峰 ,表现为先升高后降低的趋势 ,说明施肥后在 7d以前有强烈的硝化作用发生。施肥后 2d ,以固定态铵存在的肥料N占 33.7% ,至 28d ,仅占施入N量的 2.4% ,说明前期固定的铵在作物生长后期又重新释放出来供作物吸收。在施肥后第 7d ,肥料N以微生物N存在的量占施肥量的 15.2% ;至 28d来自肥料N的微生物N也几乎被耗竭 ,仅占施N量的 2.4%。随作物生长 ,肥料N在各个土壤N库中的数量均显著下降。在其它N库几乎被耗竭的情况下 ,至施肥后 28d主要以有机N的形式残留。在不种作物的条件下 ,土壤N素的矿化量很低 ,作物的吸收作用导致土壤有机N库不断矿化 ,施入N肥后 ,土壤N素的矿化量增加 ,表现为明显的正激发效应     

氮肥施用量对大白菜硝酸盐累积的影响研究

田间试验研究不同施N量对灌淤土农田大白菜产量及白菜和土壤硝酸盐累积的影响结果表明 ,宁夏灌区复种大白菜产量随施N量的增加而增加 ,且净菜率提高 ,复种大白菜最佳产量施N量为 4 2 7 5kg/hm2 ;大白菜硝酸盐含量外叶高于内叶 ,内叶硝酸盐含量基本随施N量的增加而增加 ,低N时外叶硝酸盐含量维持一定水平 ,高N时总体随生育期延长而增加 ;施用N肥明显增加土体中NO-3 N残留量 ,高施N量传统种植非但不能获得高产 ,净菜率低 ,成熟期推迟 ,且造成土壤剖面尤其是耕层NO-3 N大量累积 ,N素利用效率低。     

高肥力土壤冬小麦生长季肥料氮的去向研究 Ⅰ.冬小麦生长季肥料氮的去向

用15N示踪微区试验研究了常规灌溉和磷钾供应充足的条件下 ,冬小麦生育期肥料氮的去向。结果表明 ,冬小麦对肥料氮的吸收随施氮量的增加而显著增加 ,收获期冬小麦吸收肥料氮占总吸氮量的比例 45% ,吸收土壤氮占 55%。氮肥在整个作物 土壤体系中的回收率随施氮量的增加而显著减少 ,损失量增加。施氮量为 1 2 0kgN hm2 时 ,氮肥的损失率只有 9% ,在作物中的回收率为 45% ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的残留率为 45% ;施氮量为 3 60kgN hm2 时 ,氮肥的损失率为 55% ,在作物中的回收率为2 3 % ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的回收率为 2 1 %。残留肥料氮以NH4 N存在的数量很少 ,以NO3 N存在的数量随施氮量的增加而显著升高 ,低量施氮时以有机结合态存在的数量远远高于前两种形态 ,但在高量施氮条件下 ,以有机结合态存在的比例与NO3 N相当。肥料氮在 0～ 1 0 0cm土壤各层次中均有残留 ,随着深度的增加 ,残留量减少。从整体上看 ,肥料氮在收获时往下移动超出 1 0 0cm土体。     

高肥力土壤冬小麦生长季肥料氮的去向研究

用15N示踪微区试验研究了常规灌溉和磷钾供应充足的条件下,冬小麦生育期肥料氮的去向.结果表明,冬小麦对肥料氮的吸收随施氮量的增加而显著增加,收获期冬小麦吸收肥料氮占总吸氮量的比例45%,吸收土壤氮占55%.氮肥在整个作物-土壤体系中的回收率随施氮量的增加而显著减少,损失量增加.施氮量为120kgN/hm2时,氮肥的损失率只有9%,在作物中的回收率为45%,在0～100cm土壤中的残留率为45%;施氮量为360kgN/hm2时,氮肥的损失率为55%,在作物中的回收率为23%,在0～100cm土壤中的回收率为21%.残留肥料氮以NH4-N存在的数量很少,以NO3-N存在的数量随施氮量的增加而显著升高,低量施氮时以有机结合态存在的数量远远高于前两种形态,但在高量施氮条件下,以有机结合态存在的比例与NO3-N相当.肥料氮在0～100cm土壤各层次中均有残留,随着深度的增加,残留量减少.从整体上看,肥料氮在收获时往下移动超出100cm土体.     

施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响

田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。     

氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收转运及产量的影响

应用15N示踪技术研究了大田条件下氮肥用量与运筹对水稻氮素吸收、转运及籽粒产量的影响。试验分别设置3个氮肥水平(0、150和240 kg/hm2N)和两种基追比例(即基肥:蘖肥穗粒肥分别为40%︰30%︰30%(A)和30%︰20%︰50%(B)),共5个处理,依次记作N0、N150A、N150B、N240A、N240B。结果表明,在0~240 kg/hm2范围内,提高氮肥水平,显著增加水稻吸收的肥料氮素、土壤氮素数量以及肥料氮在土壤中的残留量。成熟期高氮处理(240 kg/hm2)水稻吸收的肥料氮素、土壤氮素及肥料氮在土壤中的残留量较多,分别为110.25、65.91、32.69 kg/hm2,而氮素的吸收利用率和土壤残留率下降,氮素损失率增加。在相同的氮肥水平下,采用基肥蘖肥穗粒肥比例为30%︰20%︰50%时,水稻吸收的肥料氮数量显著增加,氮素吸收利用率和土壤残留率提高,氮素损失率降低。适量施氮并增加穗粒肥的施氮比例,可以显著增加水稻产量。在本实验条件下,施氮量为240 kg/hm2及基肥蘖肥穗粒肥为30%︰20%︰50%的施氮处理是兼顾产量和环境的最佳氮肥运筹方式。     

改性尿素N在土壤-烟株系统中的分布规律研究

在盆栽烟草条件下采用15N示踪方法研究尿素改性前后N在土壤烟株中的分布规律 ,并比较尿素改性前后N的利用率大小。结果表明 ,尿素改性后比改性前烟叶增产 2 5 1 6% ,达 1 %显著水准。烟株全N量 ,改性后是改性前处理的 1 4 5 7%。从肥料中吸收的N量 ,改性后是改性前处理的 1 2 7 9%。从土壤中吸收的N量 ,改性后是改性前处理的 1 58 3 %。N肥利用率 ,改性后处理为 45 8% ,比改性前处理提高1 0 1个百分点。N的回收率 ,改性后处理达 98 3 % ,比改性前处理提高 1 2 8个百分点。改性尿素省肥增产的主要原因是刺激作物从土壤N库中吸收了较多N素 ,同时所施N肥的利用率有明显提高     

CO2浓度升高与增施钾肥对土壤化学性质的影响

采用土培和开顶箱法,研究了大气CO_2浓度升高与增施K肥共同作用对土壤化学性质的影响.结果表明,土壤中N、P的含量在高CO_2浓度和高K肥水平下下降,K的含量随K肥用量增加而增加.高K(200、300 mg/kg)处理和高浓度CO_2下温室次生盐渍化土壤中的NO_3~(-)、PO_4~(3-)、Ca~(2+)、Mg~(2+) 含量也显著降低.因此,在未来CO_2浓度升高的环境中,更多的K肥供应能促进作物对此生盐渍化土壤中养分的吸收,降低此生盐渍化土壤中盐分的积累.     

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。     

京郊大白菜的氮素吸收特点及氮肥推荐

在京郊露地生产条件下,研究不同供N处理对秋季大白菜的生长、N吸收和土壤N矿化及损失的影响,并根据土壤-作物系统中N的借贷平衡原理确定大白菜N供应的合理目标值。结果表明,大白菜的产量和N吸收随施N水平的增加呈线性-平台的增长趋势。在作物的目标产量(120t/hm2)和N吸收数量(N200kg/hm2)的情况下,适宜的N素供应水平,即目标值为N350kg/hm2。大白菜的N吸收量随生育期逐渐增加,包心前期平均每周的N吸收量为N8.5kg/hm2,而在包心后期达到N220kg/hm2。在作物的整个生育期间土壤N的净矿化数量为N37kg/hm2,平均每周的土壤表观N损失为N7.8kg/hm2。这些参数有助于利用简单的N借贷平衡指导京郊秋季大白菜的推荐施肥。     

低量施氮对小青菜生长和氮素损失的影响

采用田间试验和微区试验相结合,研究了低量施氮对小青菜(Brassica.chinensis)产量、氮肥利用率和氮素损失的影响,其中氮素总损失用15N示踪法测定,氨挥发用通气密闭室法测定,反硝化损失用乙炔抑制-原状土柱培养法测定,不加乙炔测定N2O排放。结果表明,施用氮肥显著增加了小青菜的产量和吸氮量,在75和150kg/hm2氮肥水平下,氮肥利用率分别为46.8%和39.4%。由于试验地土壤pH低(5.38),各处理的氨挥发均很低且差异不大,施用氮肥没有增加氨挥发。试验地土壤反硝化损失和N2O排放量较高,分别为N4.34kg/hm2/sup和N2.65kg/hm2,施用氮肥没有增加反硝化损失和N2O排放,表明氮源不是反硝化作用的限制因子。在N75和150kg/hm2两个施氮水平下,氮素回收率分别为103%和91.3%,并且土壤残留氮主要累积在020cm土层,表明肥料氮损失很少,这与氨挥发、反硝化损失较低的结果相吻合。     

露地蔬菜的氮肥效应与氮素去向

采用田间小区和微区试验相结合,研究了小青菜、大白菜和番茄3种露地蔬菜的氮肥利用率及其氮素去向的差异。结果表明,在小青菜和大白菜上施氮增产显著(p<0.05),而在番茄上未表现出增产效应;施氮使3种蔬菜的吸氮量显著增加。用差值法和15N-示踪法测得的3种蔬菜氮肥利用率相当,且利用率随氮肥用量增加而降低。小青菜生长期间土壤氮素总损失低于10%,而大白菜和番茄生长期间土壤氮素损失分别为41.9%~48.6%和34.2%~46.0%。试验中未发现小青菜生长期间有氮素淋溶,大白菜和番茄分别有9.2%~10.9%和10%~10.2%的标记尿素被淋溶到40cm以下土层。     

控制淋洗条件下土壤-花椰菜体系无机氮动态及平衡

在北京郊区中壤质潮土上设置田间试验。结果表明:花椰菜获最大产量的氮供应量为300kghm-2。生育期花椰菜主要吸收表层(0～30cm)土壤中的无机氮,对下层(30～60cm)土壤无机氮(Nmin)的利用随氮供应量的增加而减少。不同生育期0～60cm土层中无机氮(Nmin)含量均随氮供应量增加而增加,但施肥后土壤中最高无机氮(Nmin)含量出现的时间随氮供应量增加而延迟。花椰菜生育期土壤有机氮矿化速率随生长期延长而增加,平均达N1.3kghm-2d-1,相当于各处理总吸氮量的47.5%～89.2%。试验后0～30cm及30～60cm土层无机氮(Nmin)含量随氮供应量增加而明显增加,但60～90cm土层无机氮(Nmin)受氮供应的影响不明显。花椰菜当季氮肥利用率及氮素利用率随施氮量增加而降低,最佳产量时的氮肥利用率及氮素利用率分别为36.5%和50.8%。土壤-花椰菜体系氮素表观损失量随氮施用水平的增加而明显增加,但其占总氮供应(肥料氮+播前土壤氮)的比例受氮供应的影响不明显,大致为20%。     

肥料和稻草氮利用率的三年定位研究

对氮肥和稻草氮的利用率进行了3年6季同位素15N田间定位研究。结果表明,首季单季水稻对氮肥的利用率为37.02%,050cm土壤中15N的残留率为25.81%。经过连续3年6季的种植,作物肥料N的累计回收率分别为40.15(秸杆还田)41.63%(秸杆不还田),050cm土壤中15N的残留率仍达到23.62(秸杆不还田)28.33%(秸杆还田)。在不施氮肥条件下,小麦对稻草氮的吸收率为4.46%,第二季单季稻对稻草氮的吸收率为4.78%。5季作物累计吸收稻草氮11.76%,而土壤残留率为70.37%。     

连续过量施磷和有机肥的产量效应及环境风险评价

通过5年田间肥料定位试验,研究连续过量施用磷肥和有机肥在蔬菜上的产量效应,土壤积累磷在0—5, 0—10, 10—20, 20—80 cm土层的分布特点及农田积累磷的流失风险评价。结果表明,P2O5用量为180～360 kg/hm2,大白菜、伏白菜、辣椒、豆角的产量分别平均增加21.5%、39.5%、71.6%、50.0%;有机肥用量为150～300 t/hm2,4种蔬菜产量分别平均增加23.8%、26.7%、62.6%、80.0%,差异均达到显著和极显著水平。土壤Olsen-P 在蔬菜上的产量效应符合一元二次式。连续5年施用磷肥和有机肥,0—60 cm土壤各形态磷均显著积累;20—40、40—60、60—80 cm土壤Olsen-P分别相当于0—20 cm Olsen-P 的35.7%、11.8%、7.1%;0—20 cm 土壤Olsen-P分别相当于0—5、0—10 cm Olsen-P的 88.1%、84.0%。0—20 cm土壤Olsen-P与CaCl2-P、NaOH-P、灌溉滞留水中的可溶磷及农田磷流失风险势（P-index ）均呈显著正相关关系。石灰性土壤Olsen-P可作为评价农田磷生产力和环境风险评价的指标。     

露地种植大白菜的氮肥效应与氮素损失研究

采用田间小区和微区试验,研究了施用化学氮肥在露地大白菜上的氮肥效应和氮素损失。氮素总损失用15N示踪法测定,氨挥发用通气密闭室法测定,反硝化损失用乙炔抑制原状土柱培养法测定,不加乙炔测定N2O排放。结果表明,施用化学氮肥增产显著,用差值法计算得到的氮肥利用率在25.3%4～7.2%之间,相应的示踪法氮肥利用率为18.1%2～4.6%。化学氮肥显著增加了氨挥发、反硝化和N2O排放等气态氮损失;其中氨挥发占施氮量的0.97%1～7.1%,反硝化占4.33%8～.55%,N2O排放在1.09%1～.63%之间变化。大白菜收获时9.2%～10.9%的标记尿素被淋洗到40.cm以下土层。试验期间尿素的氮素总损失达41.1%4～8.1%,以表观淋洗损失最为严重,其次是氨挥发,而反硝化损失最低。与普通尿素相比,包衣尿素明显降低了氨挥发。     

开放式空气CO2浓度升高对水稻土壤可溶性C、N和P的影响

采用 FACE (Free air carbon dioxide enrichment)技术,研究了不同 N 施肥水平下,大气 CO2浓度升高对水稻/小麦轮作中水稻土壤可溶性 C、N、P 的影响。结果表明,CO2浓度升高使土壤表层可溶性 C 含量增加,土壤 5 ~ 15 cm 的可溶性 C 含量倾向于降低,增加 N 肥施用(常规 N 处理)更易于使土壤可溶性 C 含量降低。CO2浓度升高使水稻土壤中的可溶性 N 含量降低,在低 N 处理和土壤表层降低幅度较大,N 肥施用仍有提高的余地。CO2浓度升高使水稻成熟期土壤可溶性 P 含量增加,但是常规N 处理下会降低水稻生长前期和土壤表层的可溶性 P,增加 N 肥施用有利于水稻对 P 的吸收。     

设施大棚黄瓜–紫甘蓝轮作体系产量和土壤氮平衡对氮素调控剂的响应

  【目的】  研究脲酶抑制剂和硝化抑制剂对设施大棚蔬菜产量、土壤氮分布及土壤–蔬菜系统氮平衡的影响,为调控优化设施蔬菜生产中的氮素养分管理技术、减少氮素损失提供科学依据。  【方法】  供试蔬菜大棚位于河北省涿州市,种植年限8年,种植模式为黄瓜 (Cucumis sativus L.)–紫甘蓝 (Brassica oleracea L.) 轮作。试验设不施氮肥处理 (N₀) 和施氮肥处理;在相同施氮量下,再设施氮不施抑制剂 (N)、配施脲酶抑制剂 (N+UI)、配施硝化抑制剂 (N+NI) 和配施脲酶抑制剂+硝化抑制剂 (N+UI+NI) 4个处理。所有处理在黄瓜定植之前基施有机肥41500 kg/hm2,除N₀外,其他处理同时底施化肥N 56.3 kg/hm2。在试验开始一个月后每隔10～15天进行一次追肥,全生育期总计共施入化肥N 304 kg/hm2。紫甘蓝茬不再施用有机肥,只在定植前底施化肥N 135 kg/hm2 (N₀处理除外)。测定指标包括黄瓜、紫甘蓝产量和不同生育时期土壤硝态氮含量和收获季植株含氮量,分析作物吸氮量、氮素利用效率、土壤无机氮累积量和土壤-蔬菜系统的氮素平衡状况。  【结果】  与N处理相比,N₀处理黄瓜产量没有显著降低,但紫甘蓝产量显著下降了12.7 %;3个配施抑制剂处理 (N+UI、N+NI和N+UI+NI) 的黄瓜产量较N处理无显著增加,但吸氮量显著提高了7.6%～11.9%,氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮素收获指数分别显著提高34.5%～53.3%,13.5～22.5倍和1.5～3.6个百分点,其中N+UI+NI处理的农学效率和收获指数最高;3个配施抑制剂处理的紫甘蓝产量显著高于N处理,其中N+UI+NI又显著高于N+UI和N+NI,3个抑制剂处理紫甘蓝吸氮量和氮肥农学效率分别显著提高18.0%～21.4%和34.8%～68.3%。3个抑制剂处理的两茬累积氮素表观利用率和农学效率均显著高于N处理,分别显著提高了76.9%~94.2%和52.8%~98.3%,其中N+NI的累积表观氮素利用率最高,N+UI+NI农学效率最高。综合产量和氮素利用效率考虑,N+UI+NI的效果最优。配施抑制剂后,黄瓜、紫甘蓝各生育时期耕层土壤硝态氮含量显著提高,至紫甘蓝收获期,0—100 cm剖面的硝态氮累积量显著增加215.1%～275.2%,氮素盈余量显著下降15.1%～17.8%,但其氮素盈余率仍维持在35.5%～37.1%。  【结论】  由于连续的高氮投入,导致种植多年的蔬菜大棚土壤氮素供应水平较高,当季施用氮肥以及配施氮抑制剂的增产效应不明显。但在适宜的氮素肥力水平下,氮肥配施脲酶/硝化抑制剂可显著提高蔬菜产量和氮素利用效率,增加经济效益,同时显著降低土壤氮素盈余率,并将氮素有效保存在100 cm以内的土层中。然而,菜田土壤累积的大量氮素在大水漫灌时可能发生淋溶损失,因此在多年连作的土壤肥力水平较高的设施蔬菜生产中,氮肥的优化施用与调控技术仍值得进一步研究。     

不同施肥处理对白菜的物质积累与养分吸收的影响

研究了在洞庭湖平原的冲积性菜园土条件下,不同施肥结构对白菜生育期间的物质积累与白菜对N,P,K养分的吸收规律以及土壤有效N,P,K养分的动态变化.结果表明,不同处理白菜的产量相差较大,各施肥处理比不施肥对照平均增产达33.1%,但各施肥处理之间产量差异不显著.白菜对N,P,K养分的吸收都是在移栽30 d以后的生长中、后期,与其地上部生物产量的积累规律一致.专用肥处理和有机无机肥配施处理明显促进白菜对N,P,K养分的吸收.从而提高白菜对肥料养分的利用率.当地习惯施肥处理的N,P施用量明显过大,浪费肥料,也对当地水体及环境造成污染.其施K量明显低于白菜一季的总吸钾量,既影响白菜产量和品质,也造成土壤K素的耗竭.根据不施肥对照和4个平衡施肥处理白菜地上部分的养分吸收总量结果,以白菜对肥料N,P,K的当季利用率分别为40%,25%和60%计算,供试土壤条件下白菜一季所需N,P_2O_3,K_2O的施用量分别为195.25 kg/hm~2,145.60 kg/hm~2,228.53 kg/hm~2.其N:P_2O_5: K_2O值为1:0.75-1.17.     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升—下降—上升—下降—稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm-2和300 kg·hm-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。