三峡重庆库区柑橘园氮素平衡状况研究

以三峡重庆库区柑橘种植农户调研资料和土壤测试分析数据为基础,从区域角度出发,分析了柑橘园生产体系中的氮肥施用特征和氮素平衡状况。结果表明: 果园氮肥投入量为409.7 kg/hm2,主要来源于复合肥和尿素; 其中通过有机肥投入的氮素水平为 76.51 kg/hm2,主要来源于畜禽粪尿; 柑橘园的总体氮盈余量为 363.9 kg/hm2,盈余量以奉节、江津和永川区较高; 果园氮素投入与氮养分盈余量之间存在极显著的正相关关系。说明过量施用氮肥是氮盈余量高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤C/N呈下降趋势, 氮素盈余对土壤全氮的影响大于土壤有机质的影响。     

基于产量及环境友好的玉米氮肥投入阈值确定

为了寻求河套灌区玉米高产与环境友好双赢的氮肥投入阈值,该文采用田间试验和室内分析化验相结合的方法,在内蒙古五原县连续三年定位研究了不同施氮水平对河套灌区玉米产量、土壤N素残留量及氮平衡的影响。结果表明:随着施氮量的增加,籽实产量呈先增加后下降的趋势,2 m土壤矿质氮质量分数呈指数增加趋势。随着施氮量及施氮年限的增加,土壤剖面N素含量呈增加趋势。随着土壤深度的增加,在0~80 cm土层间土壤N素含量呈下降趋势。盈余率为0时,施氮量为237 kg/hm2,籽实产量为13.7 t/hm2,2 m土壤矿质氮为478 kg/hm2,土壤氮素回收率为24%,植株氮素回收率为41%,土壤-玉米系统总回收率为65%;95%最高产量到最高产量为13.2~13.9 t/hm2,对应施氮量为193~291 kg/hm2,2 m土壤矿质氮为419~563 kg/hm2,氮素盈余率为-19%~23%,土壤氮素回收率为21%~26%,植株氮素回收率为41%,土壤-玉米系统总回收率为62%~67%。施氮量193~291 kg/hm2是既保证玉米产量又满足土壤氮素盈余较少、土壤-玉米系统氮素回收较高的合理施氮阈值。该研究为河套灌区玉米合理施用氮肥提供了科学依据。     

长期施肥下潮土全氮、碱解氮含量与氮素投入水平关系

通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下潮土全氮和碱解氮含量演变特征及其与氮素投入水平的关系进行研究。结果表明,不施氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量基本保持平衡或者缓慢增加;长期施用化学氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量均有所增加;施用有机肥和秸秆还田处理,土壤全氮和碱解氮含量均显著提高。单施化学氮肥处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量增加0.017 mg/kg;而氮磷钾化肥配施有机肥和氮磷钾化肥并秸秆还田处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量分别增加0.049和0.035 mg/kg。施氮磷钾处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量增加0.001 mg/kg;而化肥配施有机肥或玉米秸秆处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量均增加0.004和0.004 mg/kg。总的来说,施用化学氮肥、有机肥配施化肥及秸秆还田处理增加氮素投入量均可以提高土壤全氮及碱解氮含量,且有机肥配施化肥及秸秆还田处理优于单施化肥。综上所述,增施有机肥及秸秆还田对于提升土壤肥力及实现农业可持续发展具有深远意义。     

不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系

以在陕西关中地区户县、周至两县连续2年的20余个3414肥料田间试验为研究对象,研究了不同施氮量下冬小麦收获后土壤2 m剖面硝态氮的分布、累积及其与土壤氮素表观盈亏量间的关系。结果表明:随着氮肥用量的提高,土壤剖面硝态氮累积量明显增加,其向土壤下层淋溶的程度也越严重;当施氮量为180～240 kg/hm2时,一些试验点的土壤氮素已经表现出盈余;当施氮量达到270～360 kg/hm2,所有试验点土壤氮素均明显盈余。不同施氮量时土壤表观氮素平衡值（施氮量与氮素携出量的差值）与土壤02 m剖面硝态氮累积量之间呈极显著正相关,说明土壤表观氮素平衡和盈亏决定了土壤剖面硝酸盐的累积状况;土壤氮素表观盈余值每增加100 kg/hm2,02 m土壤剖面硝态氮累积量增加约62.5 kg/hm2。     

旱地土壤硝态氮与氮素平衡、氮肥利用的关系

利用长期肥料试验资料研究了土壤氮素平衡、氮肥利用率和土壤硝态氮之间的相互关系。结果表明,小麦不同施肥处理的氮肥利用率（NUE）为30.9%~65.8%,平均53.6%;土壤硝态氮累积率2.3%~44.1%,平均13.2%;氮素表观损失率25.0%~42.7%,平均33.2%。一般情况下,氮素盈余值与氮肥用量呈正相关,与磷肥用量呈负相关;土壤中硝态氮的数量与氮素盈余值呈正比,与氮肥利用率呈反比。黄土旱塬地区,小麦在经济合理施氮条件下,氮素盈余值为13.79 kg/hm2,硝态氮累积量为23.00 kg/hm2,说明过量施用一定数量的氮肥对保持作物生产力和土壤氮素营养是必要的。     

东北春玉米连作体系中土壤氮矿化、残留特征及氮素平衡

通过2年田间试验,在2种肥力、3种氮肥施用水平(不施氮N0,中量施氮N1,高量施氮N2)下,研究了吉林省春玉米连作体系中土壤氮素的矿化、残留特征及氮素平衡,并比较了种植不同玉米品种的效应。结果表明,德惠高肥力土壤中氮素两季总矿化量为203 kg/hm2,是新立城低肥力土壤的2.7倍。中量氮(N1)处理,2试验点2年土壤累计的氮素残留量为103～112 kg/hm2,对环境威胁较小;高量氮(N2)处理,新立城低肥力条件下土壤的氮素残留量为174 kg/hm2,且有下移趋势,而在德惠高肥力条件下,土壤的氮素残留量仅为107 kg/hm2。在新立城低肥力土壤上,施氮量在氮素输入项中起主要作用,在氮素输出项中,作物携出量并不随输入量的增加而有显著的变化,从而导致氮素盈余随着施氮量的增加而显著增加。氮盈余主要以残留Nm in积累在土壤剖面中,变幅为34.0%～88.4%。在德惠高肥力土壤上,土壤矿化氮在2个施氮处理中分别占氮素输入的28.3%和36.5%,在氮素输出中,氮肥表观损失量显著高于新立城,且氮盈余中以表观损失为主,变幅为54.3%～70.8%,平均为65.5%。两个试验点的氮素表观损失可能主要是由生物固持作用引起的肥料氮向土壤氮的转换。不同玉米品种对氮素矿化和表观利用率有一定的影响,在优化施肥中应加以考虑。     

限水灌溉下施氮量对冬小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响

2008~2009年通过大田试验,研究了限水灌溉条件下,不同施氮量对冬小麦产量、氮素利用、土壤硝态氮动态变化及氮素平衡的影响。结果表明,施用氮肥显著增加小麦穗数和穗粒数,对千粒重无显著影响。作物产量、吸氮量与施氮量均呈抛物线关系,施氮量超过N240 kg/hm2,产量和吸氮量随施氮量增加略有降低。小麦起身期后,0—100 cm土层都有硝态氮分布,且随土层深度增加而减少;相同土层则随施氮量的增加而增加。土壤硝态氮积累量随生育期推进而降低,N0和N120处理分别在拔节期和开花期后表现出氮素亏缺;成熟期,土壤表观盈余以残留为主,表观损失量占小部分。氮肥表观利用率、农学利用率随施氮量增加呈降低趋势,而氮素残留率随施氮量增加呈增加趋势。在本试验条件下,施氮量在N 180~220 kg/hm2水平可以达到产量、氮素表观利用率、氮素残留率的较好结合,是限水灌溉下兼顾经济效益与环境效益的适宜施氮量。     

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。     

典型乌龙茶产区氮素平衡状况及减排潜力研究

为探讨典型乌龙茶产区氮素平衡状况及温室气体减排潜力,基于2015—2017年在福建省安溪县和武夷山市茶园开展的355户农户调研数据和207个土壤数据,采用Boundary line方法,分析了典型乌龙茶产区的氮肥施用特征、氮素平衡状况以及温室气体减排潜力。结果表明:安溪县茶园平均氮肥投入量509.4 kg·hm~(-2),主要来源于复合肥和尿素,全年氮盈余量479.1 kg·hm~(-2);武夷山市茶园平均氮肥投入量218.1 kg·hm~(-2),主要来源于复合肥,全年氮盈余量189.8 kg·hm~(-2);氮素投入与氮养分盈余量之间具有极显著的正相关关系;随着氮素盈余量的增加,土壤全氮含量也随之增加,并且安溪茶园的土壤全氮含量比武夷山茶园更高;基于Boundary line方法,安溪县和武夷山市茶园的氮肥优化用量分别为411.3 kg·hm~(-2)和157.7 kg·hm~(-2);通过优化氮肥投入和管理水平可分别实现安溪县和武夷山市茶园温室气体减排62.0%和68.0%。在安溪县和武夷山市乌龙茶产区中,氮肥施用严重过量,导致氮素盈余量和温室气体排放量较高,应通过优化氮肥用量达到减少氮素过量盈余和降低茶园温室气体排放的目的。     

土壤高残留氮条件下施氮对夏玉米氮素平衡、利用及产量的影响

土壤残留氮是不容忽视的土壤氮素资源.通过田间小区试验研究了土壤高残留氮下不同施氮量(0、80、160、240和320 kg/hm2)对夏玉米土壤硝态氮积累、氮素平衡、氮素利用及产量的影响,分析了夏玉米的经济效益.结果表明,土壤剖面硝态氮积累量随施氮量的增加而增加,且施氮处理硝态氮积累量显著高于不施氮处理;各施氮处理土壤硝态氮在0-60 cm土层含量最高,在0--180 cm剖面呈先减少后增加的变化趋势.不施氮处理夏玉米收获后土壤无机氮残留量高达378 kg/hm2,随施氮量的增加,无机氮残留和氮表观损失显著增加.作物吸氮量、氮表观损失量与总氮输入量呈显著正相关,总氮输入量每增加l kg作物吸氮量增加0.156 kg,而表观损失量增加0.369 kg,是作物吸氮量的2.4倍.高残留氮土壤应严格控制氮肥用量,以免造成氮素资源的大量浪费.夏玉米籽粒吸氮量随施氮量的增加呈增加的趋势,氮收获指数呈降低的趋势.氮肥农学效率、氮肥生理利用率、氮肥利用率和氮素利用率在施氮量80 kg/hm2时最高,随施氮量的增加降低;增施氮肥能降低高残留氮土壤中氮肥的增产效果和利用率.综合考虑产量、氮素利用和环境效应,N 80 kg/hm2是氮素高残留土壤上玉米的合理施氮量.     

栖霞市苹果园氮磷养分平衡及环境风险评价

栖霞市是中国最主要的苹果产区之一,近年来果园单位面积养分的大量投入造成了区域氮、磷元素的过量富集,进而对当地的土壤、水资源、大气等环境要素造成一定的污染。因此,了解苹果主产区施肥现状,并科学评价其环境风险具有重要的现实意义。以栖霞市为研究区域,通过实地调研、田间试验、室内模拟等方法,分析了苹果园氮磷养分的输入量及输出量,进而构建养分平衡模型,对区域环境风险进行了综合评价。研究结果表明:1)2018年栖霞市苹果园养分投入量为:有机质5360.28 kg/hm^2,N 545 kg/hm^2,P2O5568.76 kg/hm^2,K2O 712.57 kg/hm^2;2)氮素的气态损失、果实及枝条带走量各占输入总量的6.49%、24.34%、3.12%,盈余率达66.04%(402.97 kg/hm^2);磷素被果实和枝条带走量分别占输入总量的12.33%和2.55%,盈余率达85.12%(484.75 kg/hm^2);栖霞市氮、磷盈余量均超出环境安全的阈值,分别属于中风险和高风险范围。因此,在保证果园产量与品质的前提下,适当减少化肥使用量、逐步建立水肥一体化的果园施肥模式、提升果农科学的管理经验,应成为果园可持续发展的主攻方向。     

施氮水平对旱塬覆沙苹果园土壤酶活性及果实品质的影响

研究土壤酶活性及果实品质在不同氮肥水平下的变化规律,探讨氮肥施用量对土壤酶活性与果实品质相关性的影响,为旱塬覆沙苹果园合理施氮、提高氮素利用率及降低土壤环境污染建立科学依据。通过田间试验,以‘长富2号’为试验材料,设置5个氮素水平(对照0、165、330、495和660kg/hm~2,分别简写为CK、N1、N2、N3和N4),并于2017年测定土壤全氮含量、土壤酶活性与果实品质。结果表明:土壤全氮随着施氮量增加而升高;0～20和 20～40 cm土层中脲酶和磷酸酶活性在N2处理下均达到最大值,而蔗糖酶活性则于N3处理下最高;40～60 cm土层中过氧化氢酶活性随氮肥增施呈上升趋势。在330～495 kg/hm~2施氮范围内,与对照相比,增施氮肥能够显著提高果实横径、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C及总糖含量(P0.05)。随着施氮量增加,果实产量呈先降后升趋势。土壤过氧化氢酶(除 20～40 cm土层)、蔗糖酶活性与果实可溶性固形物含量具有极显著相关性(P0.01),与可滴定酸和 40～60 cm土层中维生素C含量具有显著相关性(P0.05)。综合分析认为,330～495kg/hm~2为旱塬覆沙苹果园合理施氮范围,对提高土壤酶活性及氮肥利用率效果显著,并有利于改善果实品质。     

The dynamics of soil-soluble nitrogen and soil-retained nitrogen in greenhouse soil

Field experiments were conducted to determine the effects of nitrogen (N) fertilization and manure addition on the soil-soluble nitrogen (SSN) (soil mineral N (SMN); soil-soluble organic N (SSON)) and soil-retained N (SRN) (soil fixed ammonium; soil microbial biomass N). The combined application of manure and inorganic N (different N fertilizer rates: M3N0, M3N1, M3N2, and M3N3; different manure rates: M0N2, M1N2, M2N2, and M3N2) was used in a greenhouse fertilization experiment. SSN and SRN increased with increasing N rate up to M3N2. SSON decreased with increasing manure rate and was the highest in the M1N2, whereas SMN and SRN were the highest in the M3N2, and increased with increasing manure rate on all sampling dates. Both SSN and SRN declined significantly with increasing soil depth in the different application rates of manure (p < .05). Moreover, the SSN and SRN significantly varied with plant growth and followed a different pattern during the growing season. SSN and FA peaked in the first ear fruit period, but SMBN was at its highest level in the second ear fruit period. There was a significant positive relationship (p < .05) between SSN and SRN throughout the plant growing season, and the annual apparent loss of N in the M3N3 was the highest. The combined application of inorganic N fertilizer and manure at an appropriate rate may be an effective strategy for maintaining the long-term health of greenhouses.     

黄土高原苹果过量施氮因素分析

【目的】 黄土高原苹果氮过量施用现象普遍,了解其主要影响因素有利于指导果园科学施肥,提高氮肥利用效率,保障苹果产业可持续发展,推进化肥用量零增长目标实现。 【方法】 通过对黄土高原苹果优势区进行调研和取土,收集了 2012～2013 年苹果产量、收购价格、氮肥用量、生产管理技术和 2013～2014 年的果园土壤有机质含量等指标数据,分别从苹果市场、土壤质量和配套技术采用三个方面对影响黄土高原苹果过量施氮的因素进行了论述,分析了氮肥用量对苹果产量和果实大小 (收购价格) 的影响,果园土壤有机质含量对氮肥用量的影响,不同生产管理技术下的果农采用率和氮肥偏生产力 (PFP_N) 差异。 【结果】 当前黄土高原苹果氮肥用量大,中位数和算术平均值分别为 921 kg/hm2 和 (1032 ± 32) kg/hm2,氮肥过量施用的果农比例高达 90% 以上。果园土壤有机质含量低,中位数和算术平均值分别为 9.8 g/kg 和 (10.2 ± 0.3) g/kg,远低于我国丰产优质果园有机质含量标准 (> 15 g/kg)。随着氮肥用量的增加,苹果产量没有受到显著影响,而果实大小 (收购价格) 却与其显著正相关。随着果园土壤有机质含量的不断降低,果农氮肥用量呈上升趋势,但未达到显著水平 (原因是果园有机质普遍较低,区组间差异较小)。不同生产管理技术间的果农采用率差异较大,其中减氮增效配套技术的采用率普遍低于其他技术。果农间减氮增效配套技术应用效果差异大、技术到位率 (正确的应用方式) 低。 【结论】 苹果市场偏爱大果、果园土壤质量低、减氮增效配套技术普及不足是影响黄土高原苹果过量施氮的重要因素。因此,建立苹果品质评价体系并引导农户,加快果园提质工作的开展,加强减氮增效配套技术的推广力度,是今后我国苹果减氮增效工作的重点方向。      

不同氮肥管理对吉林春玉米生长发育和养分吸收的影响

针对吉林春玉米氮肥施用中存在氮肥用量偏大,且具盲目性的现状,采用田间试验研究农民习惯施氮量和推荐施氮量下氮肥不同施用方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素吸收和利用效率的影响。结果表明,推荐施氮量下,苗期和灌浆期春玉米干物质积累量显著高于习惯施肥,有机无机配合提高了春玉米干物质积累速率。施氮处理与不施氮相比均显著增加玉米子粒产量,增产11.2%～16.8%; 推荐施氮量下玉米子粒产量与习惯施氮量相当,但显著提高氮素的偏因子生产力和农学效率。在氮磷钾用量一致的基础上,用30%有机肥氮替代化肥氮与100%化肥氮处理的产量相当,对氮素利用效率也没有影响,并降低收获期土壤无机氮含量。说明合理施用氮肥不但能够维持玉米产量,还可减少氮肥投入,提高氮肥利用效率;有机肥部分替代化肥氮是吉林春玉米氮素管理的有效途径之一。     

氮素对大葱产量影响和氮素供应目标值的研究

在山东省章丘大葱高产地块,设置不同氮肥处理,研究了施肥对章丘长白大葱产量的影响以及该条件下土壤氮素平衡。结果表明,在磷、钾肥供应充足的前提下,随氮肥用量增加大葱的产量逐渐增加,增产率在37.2%～60.1%;当氮肥用量为360.kg/hm2时,产量接近最高。随着氮肥用量的增加,土壤的残留Nmin量增加。6个处理土壤中残留N分别为42.82、55.24、67.62、91.91、123.72和219.22.kg/hm2。在大葱的整个生长季,土壤有机氮表观矿化量为N.35.11.kg/hm2,有机肥净矿化量为N.43.51.kg/hm2。在大葱缓苗越夏期、旺盛生长期和假茎充实期,氮素的供应目标值分别为38.05、196.20和233.22.kg/hm2,表明在本试验条件下大葱氮肥后移,对提高大葱产量和氮肥利用率都具有重要意义。虽然本试验中大葱氮肥利用率较低,仅为12.72%～35.36%,但单位氮素投入所获得的收益很高。施氮量为120.kg/hm2时,每投资1元钱的氮肥可获得23.91元的收益,即使施氮量达到480.kg/hm2时,氮肥的产投比也达到9.05元。     

EVALUATION OF CONVENTIONAL NITROGEN AND PHOSPHORUS FERTILIZATION AND POTENTIAL ENVIRONMENTAL RISK IN INTENSIVE ORCHARDS OF NORTH CHINA

Conventional practices of nitrogen (N) and phosphorus (P) application were evaluated based on nutrient balance calculation and soil N and P level from 916 surveyed orchards in North China, in order to assess the potential environmental risks. The results showed that excessive N and P application was common, with the average input rates of 588.4 kg N ha^?1, and 156.7 kg P ha^?1, respectively, which were 2.5–3.0 folds higher than the fruit N and P demand. High proportions of surplus N and P were found in grape, apple, pear and peach orchards in the plain regions with high economic returns. Nitrogen surplus reduced soil carbon (C)/N ratio in the plain, plateau and mountain regions. High soil Olsen-P level in the 40% of surveyed orchards, predominantly distributed in grape and peach orchards, was over the environmental threshold. Controlling N and P fertilization is the key to maintain sustainable fruit production in North China.     

长期不同施肥处理对棕壤氮储量的影响

为揭示施肥对棕壤氮素状况的影响,利用29年长期肥料定位试验,研究了不同施肥处理条件下土壤全氮在0―60 cm土层的分布特征,并在此基础上计算0―60cm土层氮库的储量变化。结果表明,不同施肥处理土壤全氮含量、C/N比值均随土层深度增加而降低,其影响主要表现在表层;而对0―60cm 土层全氮储量有显著性影响（P0.05）。长期不同施肥处理后土壤全氮及其储量变化趋势是:高量有机肥区＞低量有机肥区＞化肥区＞无肥区＞试验前（1979年）,特别是高量有机肥和化肥配合施用效果最显著;单施化肥处理土壤全氮含量和储量虽有缓慢提高,但差异不显著。说明土壤氮素含量的提高与施肥措施密切相关,有机肥和化肥配合施用能提高土壤全氮含量和储量,是维持土壤肥力的最优施肥方式。