成都平原农区地下水中NO3--N含量变化规律研究

采用硝酸根电极法对成都平原温江县天府乡农区田间和水井的地下水NO-3 N含量进行了一年多的连续测定 ,探讨了该农区地下水中NO-3 N的变化规律和氮肥用量的影响。结果表明 :(1)田间地下水NO-3 N含量周年变化规律是冬春枯水季较高 ,且变幅较大 (0 3 6～ 2 62mgL- 1) ,平均值为 2 59mgL- 1;夏秋丰水季较低 ,且变幅较小 (0 84～ 5 48mgL- 1) ,平均值为 1 10mgL- 1。 (2 )前作麦季氮肥施用量 ,对稻季地下水中NO-3 N含量有明显影响 ,当前作施纯氮达 3 75kghm- 2 时 ,稻季地下水NO-3 N含量最高达 3 4 6mgL- 1,其平均值为 17 97mgL- 1,是施纯氮 150kghm- 2 平均值 1 3 0mgL- 1的 13 7倍。 (3 )井水中NO-3 N含量变化幅度为 0 14～ 16 53mgL- 1,3口井水平均值分别为 2 54、3 60、6 52mgL- 1,未超出我国生活饮用水卫生标准 ,但明显高于灌溉水NO-3 N含量的平均值 1 81mgL- 1。 (4)地下水位的高低与井水中NO-3 N含量没有线性关系     

太湖地区氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮和地下水的影响

利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4 N和NO3-N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3-N含量的峰值期,NO3-N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4 N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4 N含量在0.2mgL-1以下。     

稻麦轮作稻田中N_2O排放规律的研究

通过连续3年在中国浙江杭州的大型稻田原状土柱渗漏计中开展稻麦轮作稻田中N2O排放规律的研究,探讨了不同作物生长季节、不同年份、不同氮肥用量和氮肥品种对N2O排放的影响。结果表明:稻季的N2O排放主要发生在施肥之后,呈单高峰特征;麦季N2O排放则发生在施肥和较大降水之后,呈多高峰特征,麦季排放与降水有密切相关;不施氮情况下,稻田中N2O排放通量和累计排放量都是稻季高于麦季,稻季分别为麦季的1.97倍和1.34倍;施氮情况下,稻季与麦季排放通量和累计排放量则差别不大,排放通量是稻季略高于麦季(+17%),而累计排放量则是麦季略高于稻季(+21.96%).;施加氮肥可以促进N2O的排放;尿素的排放因子大于硫铵;在麦季施N100~1000 kghm-2的条件下,尿素的排放因子值为0.75~1.31,硫铵为0.15~0.16;在稻季施N150~300 kg hm-2的条件下,硫铵的排放因子值为0.19~0.20;在中国浙江省杭州稻麦轮作稻田中,N2O本底排放量为0.12~0.25 kgN2O-Nhm-2 yr-1,施肥引起的N2O排放占总排放的33%~59%。渗漏水中的N2O/NO3比值随种植季数而增高,可用乘幂关系式表达。     

冬小麦—夏玉米轮作周期内碱解氮、硝态氮时空变化及施氮安全值的研究

利用 3年 6季氮肥试验研究了冬小麦—夏玉米轮作制度下 ,冀东褐土剖面碱解氮、NO-3 -N含量时空迁移变化和土壤氮素安全值指标。结果表明 ,土壤碱解氮自上而下依次递减 ,NO-3 -N呈“V”字型变化 ,二者均与施肥水平及植株生长状况密切相关 ,在 2 0～ 40cm区域出现碱解氮亏缺区 ,N2处理较为明显。N2处理的地下水NO-3 -N含量已超标 ,建议高产条件下土壤环境投氮安全值为 42 0～ 450kghm- 2 较为适宜     

太湖地区稻麦轮作农田氮素淋洗特点

通过排水采集器模拟试验研究了太湖地区不同施肥水平下农田N素淋洗特点.结果表明,N的渗漏损失以硝态氮(NO-3-N)为主,并发生在麦季,铵态氮(NH+4-N)淋洗量则很少,NO-3-N的量占渗漏液总N量的43%～72%,浓度为20～110mg/kg;渗漏水中N的含量与土壤N的淋洗量随施肥量的增加而增加,麦季土壤中NO-3-N的总淋洗量为17.8～58.5kg/hm2,平均为39.2kg/hm2,净淋洗量为5.5～40.7kg/hm2,平均为21.4kg/hm2,占施肥量的3.7%～12.2%;与纯化肥处理比较,化肥+猪粪处理增加了农田N的淋失,化肥+秸秆处理减少了土壤中N的淋失.与麦田渗漏水相比较,稻田渗漏水除水稻生长早期的部分样品外,NO-3-N和NH+4-N含量均很低,分别在1mg/kg和0.5mg/kg以下.     

黄土旱塬黑垆土-冬小麦系统中尿素氮的去向及增产效果

在黄土高原南部旱塬区陕西省长武县的黑垆土上 ,用田间小区和15N微区试验研究了氮肥的增产效果 ,水分利用率以及尿素氮的去向。结果表明 ,氮肥的增产效果随氮肥用量增加而降低 ,施N量为 1 0 0和 1 5 0kghm- 2 时每kg肥料N分别增产小麦 1 2 .1kg和6.4kg。施用氮肥亦提高了水分利用率 ,无氮区和施肥区的水分利用率分别为 7.6kghm- 2 mm- 1和 9.7～ 1 0 .5kghm- 2 mm- 1。15N微区试验结果表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦利用率为36.6%～ 38.4% ,土壤残留率为 2 9.2 %～ 33.6% ,标记氮肥在土壤剖面中的残留率随土层深度的加深而迅速降低。小麦吸收的氮素来自肥料氮的比例在 33%～ 40 %之间 ,来自土壤氮素的比例在 60 %以上     

冬小麦/夏玉米轮作中NO3-N在土壤剖面的累积及移动

通过田间试验研究了冬小麦 /夏玉米轮作中NO- 3 N在土壤剖面的累积及移动 ,结果表明 ,尿素施入旱地土壤后 ,硝化作用一般在 7d之内完成 ,NH 4 N只在施肥后的短期内保持较高浓度 ,其它时期NH 4 N含量基本在 1～ 3mgkg- 1 范围内 ,土壤剖面不同层次NH 4 N一般也低于 4mgkg- 1 ,NH 4 N的含量不能反映土壤有效氮的水平。土壤剖面中的NO- 3 N随施氮量的增加而显著升高。在低施氮量条件下 (N <12 0kghm- 2 ) ,NO- 3 N主要在 0～ 40cm土层内移动 ,但当施氮量高于N 2 40kghm- 2 时 ,冬小麦季即有相当数量的氮移出 0～ 10 0cm土体。NO- 3 N在土体中的移动存在着很大的年际变化 ,在干旱年份 ,即使夏玉米季 ,NO- 3 N向深层移动的可能性也很小。试验年份中 ,除 1999年夏玉米季发生了较严重的气体损失以外 (该季节特别干旱 ) ,其余季节损失的肥料氮主要以NO- 3 N的形式在深层土壤剖面中累积 ,这在两个试验点的结果相当一致。     

黑钙土烤烟氮素积累、分配的研究

通过对黑钙土上烤烟氮素积累与分配研究,结果表明,从烟株全生育期内氮素含量与积累结果可看出,不施氮肥处理,烤烟氮积累总量为96.97 kghm-2,黑钙土土壤供氮能力强;施氮处理N1(52.5 kghm-2)和N2(67.5 kghm-2)氮积累总量分别为117.94和121.59 kghm-2,烟株氮积累量同施氮量成正比,各部位烟叶氮素含量范围适中,从不同部位烟叶氮积累表明,N1和N2处理上部叶氮积累量分别为42.93 kghm-2和43.90 kghm-2,下部叶、茎花氮积累量相差不大,增加氮肥用量,烟株氮素主要集中在上部烟叶。从烤烟经济效益角度考虑,黑钙土上施氮量应控制在52.5~67.5 kghm-2之间比较适宜。     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平（0、150、240kgN·hm^-2）和两种不同施肥比例（基肥：分蘖肥：穗粒肥：40％：30％：30％、基肥：分蘖肥：穗粒肥=30％：20％：50％）,研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响。结果表明,稻田渗漏液中NH4＋-N、NO3--N和总N浓度在施肥后第3d达到最大、随后降低,在施氮后的第7d,分别降为峰值的5．6％～16．9％、13．8％～22．5％、22．5％～34．5％。施氮水平处于0—240kgN·hm^-2时,水稻产量、氮素积累总量（totalNaccumulation,TNA）和稻田渗漏液Nm—N、N0i—N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平（240kgN·hm^-2）下,与氮肥前移相比（基肥：分蘖HE：穗粒肥=40％：30％：30％）,采用氮肥后移（基肥：分蘖肥：穗粒肥=30％：20％：50％）的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6．2％和16．4％,稻田渗漏液NO3--N及总N浓度分别降低8．9％和4．8％,而对NHZ—N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮素吸收,减少氮素渗漏损失。     

北京市平原农区深层地下水硝态氮污染状况研究

对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了分析。结果表明,北京市平原农区深层地下水硝态氮(NO-3N)含量平均为5.74mgL-1,其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响(NO-3N≥2mgL-1),21.0%的机井超过国际安全允许上限(NO-3N≥10mgL-1),8.1%的机井超过我国饮用水上限(NO-3N≥20mgL-1)。地下水位在120～200m的饮用水质量总体较好,硝态氮平均含量为5.16mgL-1,超标率为13.8%;而地下水位在70～100m的农灌水质量相对较差,硝态氮平均含量为5.98mgL-1,超标率为24.1%。近郊地下水质量劣于远郊,其中近郊饮用水超标率为38.7%,远郊为3.0%;近郊农灌水超标率为52.6%,远郊为15.3%。地下水硝态氮超标区域主要集中在老菜区。总体来看,北京市平原农区地下水硝态氮污染程度已超过欧美国家,必需及早采取有效措施加以控制。     

稻田土壤中氮素淋失的研究

本文应用稻田大型原状土柱渗漏计，研究了双季稻田土壤中氮素随渗漏水流淋失的形态、数量、季节性变化以及若干农化因子的影响。明确了稻田中氮素淋失的基本形态是硝态氮（ＮＯ３＾－－Ｎ），估算出双季稻田中氮素淋失总量可接近３０ｋｇＮ／ｈａ，同时肯定了农田施用氮肥对地下水体环境可能的ＮＯ３＾－－Ｎ污染，建议双季稻田中每季水稻的氮肥用量宜控制在１５０ｋｇＮ／ｈａ；本文还证实氮肥用量对氮素淋失有明显影响，不同氮肥品     

华北山前平原农田土壤硝态氮淋失与调控研究

本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米一年两熟长期定位试验, 应用土钻取土和土壤溶液取样器取水的方法, 研究了不同农田管理措施下土壤硝态氮的累积变化, 计算了不同氮肥处理通过根系吸收层的硝态氮淋失通量。结果表明, 小麦-玉米生长季土壤硝态氮累积量和淋失量随着施氮量的增加显著增加, 相同氮肥水平下增施磷、钾肥增加了作物的收获氮量, 施磷肥增加的作物收获氮量最高可达123kg·hm^-2·a^-1, 施钾肥增加的作物收获氮量最高为31 kg·hm^-2·a^-1。不同灌溉水平下0~400 cm 土体累积硝态氮随着灌溉量的增加而降低, 控制灌溉(小麦季不灌水, 玉米季灌溉1 水)、非充分灌溉(小麦季灌溉2~3 水, 玉米季按需灌溉)、充分灌溉(小麦季灌溉4~5 水, 玉米季按需灌溉)各处理剖面累积硝态氮量分别为1 698 kg·hm^-2、1148 kg·hm^-2 和961 kg·hm^-2。与非充分灌溉和充分灌溉处理相比, 控制灌溉在100~200 cm 土层硝态氮累积量显著高于其他层次, 2003~2005 年间控制灌溉剖面增加的硝态氮量占施肥总量的23%; 非充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的22%; 充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的47%。免耕措施降低了作物产量, 影响土壤水的运移, 增加了硝态氮的淋失风险。根据作物所需降低氮素投入(N 200 kg·hm^-2·a^-1), 增施磷、钾肥, 控制灌溉量是减少华北山前平原地区硝态氮淋失, 保护地下水的有效措施。     

华北山前平原农田生态系统氮通量与调控

针对华北太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田, 研究农田常规施肥[400 kg(N)·hm^-2·a^-1]条件下作物氮素吸收与损失通量过程, 并根据各氮素输出通量特征开展管理调控。研究结果表明, 全年小麦-玉米轮作农田系统氮输入总量为561~580 kg(N)·hm^-2, 输出量468~494 kg(N)·hm^-2, 两季作物总盈余86~93 kg(N)·hm^-2, 其中有机氮为24~36 kg·hm^-2。氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失是该区域农田氮素损失的主要途径, 是氮肥利用率低的重要原因。平均每年因氨挥发而造成的肥料氮损失量为60 kg(N)·hm^-2, NO₃^--N 淋溶损失量为47~84kg(N)·hm^-2, 两者占施肥总量的30%。每年因硝化-反硝化过程造成的肥料损失很小, 仅为5.0~8.7 kg(N)·hm^-2。通过施肥后适时灌水、合理调控灌水时间与用量, 以及利用秸秆还田与肥料混合施用等管理措施可改善氮素的迁移和转化规律, 有效减少氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失, 并结合缓/控释肥与精准施肥技术, 充分利用土壤本身矿质氮素, 可有效提高养分利用效率和作物产量, 改善农田生态环境与促进农业持续和谐发展。     

氮肥用量及施用时间对土体中硝态氮移动的影响

土连续两年小麦—玉米轮作条件下 ,播前一次施氮量 130～ 5 2 0kghm-2 a-1时 ,氮肥用量对硝态氮在土体中的移动深度没有影响 ,但土壤剖面中残留的硝态氮量随施氮量增加显著增加。播前一次施用氮肥 ,差减法计算的肥料氮表观回收率 (作物携出量和土壤硝态氮的残留量 )为 6 2 %～ 82 7% ;就作物而言小麦的携出率高于玉米 ,在玉米生长季节有更多的硝态氮可能被淋移至土壤剖面的下层。小麦—玉米轮作一年 ,不同的施氮时间对肥料氮的表观回收率以及硝态氮在土壤剖面中的分布、累计没有明显影响。土区合适的氮肥用量是控制硝态氮向深层移动的主要措施     

灌溉施肥对壤质潮土硝态氮淋溶的影响

在衡水市邓庄乡壤质潮上上进行了以灌水为主处理、氮用量为副处理,各五水平的定位试验。结果表明,氮肥用量是硝态氮淋溶损失的决定因素,冬小麦施氮150kghm-2不发生淋溶,施氮225～300kghm-2则硝态氮的淋溶增强。小麦播前基施氮肥量过高会使冬季发生硝态氮的淋溶。小麦拔节期和灌浆期灌溉一般不会引起硝态氮的淋溶损失;尽管一次灌水1350m3hm-2硝态氮的淋失量不高,但土壤剖面中的硝态氮含量显著比低灌水量的低。为降低硝态氮的损失,应控制一次灌水量不超过1050m3hm-2。雨季降水导致大量硝态氮淋溶损失,防治雨季土壤硝态氮的淋溶损失至关重要。     

氮肥基追比对小麦产量、土壤水氮分布及利用的影响

为解决区域土壤质地类型针对性氮肥施用问题,在轻壤土和黏壤土上分别设置不施氮肥,氮肥基追比3∶7,4∶6,5∶5,6∶4和7∶3处理,研究小麦产量、水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、NH_4~+-N、NO_3~--N动态变化规律。结果表明:轻壤质土壤氮肥基追比4∶6的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 265.3 kg/hm~2,27.6 kg/(hm~2·mm),34.4 kg/kg。黏壤质土壤氮肥基追比5∶5的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 363.2 kg/hm~2,28.3 kg/(hm~2·mm),34.8 kg/kg。小麦不同生育期各土层含水量垂直分布变化较大,轻壤质土壤含水量在9.3%～26.2%,而黏壤质为9.7%～27.6%;小麦全生育期内土壤贮水量呈先升高后降低趋势,黏壤质土壤贮水量高于轻壤质。氮素追施量越多土壤表层NH_4~+-N与NO_3~--N含量越高,且随土层加深土壤NH_4~+-N与NO_3~--N含量降低,受降水影响轻壤质土壤NH_4~+-N与NO_3~--N更易于向土层深处淋溶,成熟期黏壤质各土层的NH_4~+-N和NO_3~--N含量均多于轻壤质。说明黏壤质土壤保水保氮肥能力强于轻壤质,氮肥基追比可以适当增加。     

不同水稻品种根尖吸收NO3-过程中表皮细胞膜电位变化特征

越来越多的结果表明给水稻提供部分硝酸盐营养可促进水稻的氮素总吸收量并明显改善水稻的生长发育。利用微电极技术分别测定了4个水稻品种即农垦57(粳稻)、泗优917(杂粳)、扬稻6号(籼稻)和汕优63(杂籼)幼苗根尖表皮细胞在3种NO3^-浓度(0．1mmol L^-1、1mmol L^-1、10mmol L^-1)处理过程中膜电位的变化特征。结果表明：水稻根系吸收NO3^-引起膜的去极化，去极化到一定程度出现复极化。去极化程度随外界处理液中NO3^-浓度的增加而加强，0．1mmol L^-1 NO3^-处理产生的去极化值平均为7mV，1mmol L^-1 NO3^-处理的平均为11mV，10mmol L^-1 NO3^-处理的平均为21mV；就复极化来说，0．1mmol L^-1 NO3^-处理自动出现复极化，1mmol L^-1 NO3^-处理和处理10mmol L^-1 NO3^-处理只有当除去NO3^-时才出现复极化。就单位时间膜电位变化大小而言，扬稻6号对外界NO3^-较敏感，3种NO3^-浓度引起的去极化值均高于其他3个品种，表现出对NO3^-的吸收能力较强；泗优917和汕优63表现出相似的去极化大小和相似的反应时间，而农垦57对NO3^-相对不敏感，3种NO3^-浓度引起的去极化值均低于其他3个品种，表现出对NO3^-的吸收能力较弱。另外，有部分品种的水稻根在吸收NO3^-以后表现为膜电位先超极化后去极化。上述结果表明用根系对NO3^-响应的细胞膜电位变化来研究水稻的硝酸盐营养是有可行性的。     

Nitrogen and Phosphorus Leaching from Fertilizer Applied on Golf Course: Lysimeter Study

Fertilizers applied to turfgrass may pose a threat to surface and groundwater quality, and hence, a study was carried out to evaluate the fate of fertilizer applied to turfgrass of the Clearwater Bay Golf and Country Club in Hong Kong. Lysimeters with reconstituted soils collected from fairways and greens with Bermudagrass (Cynodon dactylon) growing in the surface were used to evaluate the leaching loss of nitrate (NO₃ ^-), ammonium (NH₄ ⁺), and phosphate (PO₄ ^3-) for 22 weeks under greenhouse condition. Both soils received a slow release fertilizer at an application rate of 25 (low) or 50 (high) kg N ha^-1, and an application frequency of monthly and fortnightly for fairways and greens, respectively, simulating the fertilizer application strategy of the golf course. Both low and high fertilizer application rate supported the same amount of biomass production for each soil type. Breakthrough of NO₃ ^- occurred only in greens after 11 weeks of leaching, but the total amount of NO₃ ^- leached did not differ significantly for the two different fertilizer application rates. The continued addition of fertilizer to greens resulted in a final leachate NO₃ ^- concentration exceeding 45 mg L^-1, while fairways maintained a concentration below 5 mg L^-1. Also PO₄ ^3- concentration in leachate of greens exceeded the surface water standard of 0.3 mg L^-1. The results of the lysimeter study showed that the current application rate on greens would create adverse environmental impacts on the surface water and groundwater due to leaching loss of PO₄ ^{3 -} and NO₃ ^-.