灌溉方法对温室番茄栽培尿素氮利用影响的研究

用15N示踪技术研究了沟灌和滴灌对温室番茄栽培尿素氮的利用及其在土壤中残留的影响。结果表明,滴灌处理番茄对15N肥料利用率是11.5%(地上部分),沟灌处理15N肥料利用率是7.4%。滴灌处理番茄所吸收的15N肥料量比沟灌处理提高了56.3%,灌溉方式对肥料15N在果实、茎、叶中的分配比例没有明显影响。0~100cm土层中15N肥料残留量滴灌处理为143.1kg/hm2,占氮肥投入量的63.6%,沟灌处理残留量为133.0kg/hm2,占氮肥投入量的59.1%;其中在0~20cm表土层中残留的肥料氮最多,沟灌和滴灌分别达到了79.9kg/hm2和97.3kg/hm2,占0~100cm土层肥料氮残留总量60.1%和68.0%。沟灌处理肥料氮的损失量为75.5kg/hm2,占氮肥投入量的33.5%;滴灌处理肥料氮的损失量为56.0kg/hm2,占氮肥投入量的24.9%。     

无机与有机肥配施麦田(紫色土)铵态氮及硝态氮的时空变异

试验研究无机与有机肥配施冬小麦紫色土NH4 -N及NO3--N的时空变异特征结果表明,冬小麦不同生育期施肥后第15d和第120d紫色土NH4 -N含量有两个显著的降低、升高转折点,第15d与N素的硝化作用和挥发作用有关,第120d受此阶段冬小麦的强烈吸收和肥料的矿化释放作用影响较大;土壤NH4 -N和NO3--N含量在不同剖面(0~15cm、15~30cm、30~50cm土层)的分配明显受施用有机肥的影响,有机肥对NO3--N有一定固持作用,阻碍了NO3--N向下迁移,各处理对NO3--N迁移的固持作用表现为秸秆 化肥>猪粪 化肥>鸡粪 化肥>纯化肥处理;土壤NH4 -N与NO3--N含量时空变异有较强的此消彼涨相关性,且施纯化肥处理最明显。     

温度、水分和施肥对甜菜黑土氮素迁移转化的影响

以东北甜菜主产区的黑土为材料,采用模拟土柱方法,研究了不同温度(5℃和20℃)、水分(10%,20%和30%)和施肥(尿素)条件对甜菜0—90cm土层土壤无机氮(NH4+-N和NO3--N)迁移转化的影响。结果表明:在整个培养期内,温度和水分对不同施肥处理、不同土层土壤NH4+-N和NO3--N含量的影响不同。不施肥土壤NH4+-N和NO3--N含量在不同水分和温度下均无显著差异。不同温度和水分条件下施肥处理各土层NH4+-N、NO3--N平均含量均随土层深度增加而下降,在相同温度条件下,土壤水分为20%时为甜菜土壤矿化和硝化作用的最适水分,而10%水分时,0—15cm土层土壤硝化作用受到明显抑制。施肥明显增加0—15cm土层NH4+-N、NO3--N含量,分别与不施肥相比增加2.71~16.65倍和1.04~9.05倍。5℃时,NH4+-N、NO3--N在土柱内的迁移距离和硝化作用主要发生在0—15cm土层内;20℃时,主要发生在0—15cm和0—50cm土层内。施肥与不施肥土壤NH4+-N含量与温度、水分均呈负相关,NO3--N含量和硝化率(Nr)呈正相关,多因素统计分析表明,温度和水分的提高可以增强施肥土壤的氮素转化,温度、水分和施肥三者对土壤NH4+-N、NO3--N含量迁移有交互作用,但是对土壤氮素的转化没有显著影响。     

滴灌施肥条件下不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟方法研究了滴灌条件下不同种类氮肥(硝态氮、铵态氮和尿素态氮)在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明,3种氮肥在2种质地土壤中的淋失量均是硝态氮肥>尿素>铵态氮肥,淋失的氮素主要为肥料氮。砂壤土上氮素的淋失量明显高于粘壤土。滴灌施用铵态氮肥,显著增加了土壤中NH4+-N含量,随着硝化作用的进行,NH4+-N的量在培养的第5d左右达高峰,尔后含量逐渐降低。与滴灌施用硝态氮肥相比,施用铵态氮肥和尿素后在培养期间土壤矿质态氮(NO3--N+NH4+-N)的含量有降低的趋势，降低的原因可能与N+NH4+-N在土壤中的固定、挥发等有关。     

不同水氮条件下双氰胺对设施番茄生长发育和土壤氮素淋失的影响

采用田间小区试验法研究不同水氮条件下硝化抑制剂双氰胺(DCD)对设施番茄生长发育和土壤氮素淋失的影响。结果表明:在优化水氮处理条件下,配施DCD能显著抑制土壤NH4+-N含量的降低,提高氮素利用率;同时降低土壤硝态氮含量,从而减少氮淋失。与传统水氮处理相比,优化水氮配施DCD(W2N2+DCD、W2N3+DCD和W2N4+DCD)可使设施番茄施用氮素的平均利用率由13.84%提高到22.45%;可使表层(0-10cm)土壤的NO3--N淋失量降低49.34%～55.54%,0-30cm土层NO3--N含量降低35.21%～64.88%;平均减少30-120cm土层NO3--N淋失量61.08%～72.00%。同时,优化水氮配施DCD的调控措施还能够显著降低番茄体内硝酸盐含量,改善番茄果实品质,可使番茄果实硝酸盐含量降低51.94%～62.82%,且对番茄产量影响不大。综合评价,与传统水氮处理相比,优化水氮配施DCD处理W2N2+DCD在番茄生长期内减少施氮量59.02%,节约灌溉用水29.80%,能够使土壤0-10cm土壤NO3--N累积量减少54.01%,且在初果期、盛果期、末果期和拉秧期0-120cm剖面中NO3--N累积量分别降低58.32%,72.80%,63.23%和52.60%,并将氮素利用率提高到25.49%,番茄果实硝酸盐含量也降低59.81%,较好地实现了经济和环境效益双赢。     

不同施氮水平对深层包气带土壤氮素淋溶累积的影响

为研究深层包气带土壤中氮素的迁移规律,采用田间小区试验,研究了不同施氮水平(142.5、285和427.5kg/hm2)对夏玉米种植期间0～500cm包气带土壤中氮素淋溶累积的影响。结果表明,不同施氮水平对NO3--N、NH4+-N和总氮有显著影响,施氮越多,NO3--N、NH4+-N和总氮在土壤中的淋溶累积也就越多,夏玉米生育期间土壤中氮素的淋溶累积含量随着夏玉米生长逐渐减少。在0～200cm土层中,收获后不同施肥水平土壤中NO3--N和总氮累积量随施氮量增加而增多,285kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最多,427.5kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最少,但相差不超过0.1kg/hm2,收获后土壤中氮素累积量有损失。夏玉米生育期间不同施氮水平对土壤NO3--N、NH4+-N和总氮的影响深度主要为0～145cm。粉砂壤土中氮素更易累积,砂质壤土中氮素较易随水分淋溶至下层。142.5kg/hm2施氮水平可有效减少NO3--N在土壤中的淋溶损失,降低土壤中NH4+-N和总氮的含量,对地下水构成的潜在污染风险最小。北京地区地下水埋深较深,NO3--N不易淋溶至地下水,但长期大量施用氮肥、田间土壤大孔隙的存在等会加速NO3--N向深层土壤迁移,对地下水水质构成威胁。     

暗管控制排水棉田NO3--N和NH4+-N运移转化试验

为了研究控制排水条件下土壤剖面NH4+-N和NO3--N之间的转化运移规律,2008、2009年在荆州丫角排灌试验站棉花生育期内进行大田暗管控制排水对比试验：2008年全生育期内固定排水出口埋深、2009年分生育阶段调整出口埋深。结果发现：无论调整出口埋深与否,NO3--N含量在土壤垂直剖面上都随土层深度增加而减少。NH4+-N含量2008年随土层深度增加无明显变化规律、2009年在20、40 cm处较60、80 cm高。控制排水小区表层和20 cm土层NO3--N含量较自由排水小区高;同层土控制排水小区NH4+-N含量比自由排水小区高。2008年各处理NO3--N含量高于2009年,NH4+-N含量低于2009年,NO3--N与NH4+-N同层土平均含量之比大于2009年。分生育阶段调整排水出口埋深可减小田间地下水位波动,更能使田间氮素形态稳定、减少氮素流失。     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮和铵态氮的空间分布格局

运用地统计学方法对三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮(NO3-N)和铵态氮(NH4+-N)的空间分布格局进行了研究.结果表明,湿地土壤不同土层NO3--N和NH4+-N含量的变异性差异较大,但均表现为N073-NH4+-N,原因主要与其物理运移特性的差异有关.两种土壤在不同土层或相同土层中的NO3-N和NH4+-N含量差异均达到极显著水平(P<0.01);湿地土壤不同土层NO3--N和NH4+-N的含量分布具有明显空间结构,符合不同变异函数理论模型,结构因素对空间异质性起主导作用,随机因素的影响相对较少.微地貌特征是导致其空间异质性的一个重要随机因素,水分条件和土壤类型则是两个重要结构因素;湿地土壤不同土层NO3-N和NH4+-N含量的空间变异性均以向洼地中心倾斜方向最大.研究发现,水分条件是导致NO3-N含量在地势较低处形成低值区的主要原因,于湿交替则是导致NH4+-N含量在地势较低处形成高值区的重要原因.     

控释氮肥养分控释效果及合理施用研究

试验采用{3,3}单形重心设计方法,研究了普通尿素和2种包膜尿素D90、D60配比对土壤NH4+-N、NO3--N及矿质态氮(Nmin)含量的影响。结果表明,供试的7种包膜肥料初期溶出率均12.0%,微分溶出率在0.26%～2.49%之间。各处理土壤NH4+-N含量均随时间逐渐降低,而NO3--N和Nmin含量随时间逐渐增加。整个培养期内单独施用尿素处理,土壤NH4+-N、NO3--N及Nmin含量最高;2种控释肥单施或其配比施用土壤NH4+-N、NO3--N及Nmin含量最低;尿素与控释肥配合施用,土壤NH4+-N、NO3--N及Nmin含量居中。不同时期内土壤NH4+-N的来源不同,0～20d内,尿素对土壤NH4-N含量贡献最大;30～50d内,土壤NH4+-N主要来自D60;整个培养期内尿素对土壤NO3--N和Nmin的贡献均最大。肥料配比中随着尿素比例的减少,土壤NH4+-N、NO3--N及Nmin均逐渐减少。研究结果初步验证了混料设计在肥料配比研究中的可行性。     

灌溉方式对设施土壤总有机碳及其腐殖质组分的影响

通过13年连续的番茄栽培灌溉试验,分析了沟灌、滴灌和渗灌3种灌溉处理0—80cm土层土壤有机碳及其腐殖质组分(胡敏酸、富里酸、胡敏素等)含量,探讨了不同灌溉方法对温室土壤有机质变化的影响。结果表明:3种灌溉处理土壤总有机碳、腐殖质各组分含量剖面变化特征一致,均随土层加深而降低,且这一变化主要集中在0—50cm土层,50—80cm土层变化较小。土壤总有机碳及其组分各灌溉处理间差异明显,将土壤剖面分为0—20,20—80cm上、下2个层次,总体上总有机碳含量上层为渗灌沟灌滴灌,下层滴灌沟灌渗灌;腐殖酸含量上层滴灌沟灌渗灌,下层为渗灌滴灌沟灌;胡敏素上层为沟灌滴灌渗灌,下层为渗灌滴灌沟灌。滴灌处理既能使0—40cm土层土壤有机碳含量保持较高水平,土壤腐殖质含量又高于沟灌、渗灌处理,这对于提升设施土壤肥力水平、保证番茄养分供应是有利的。     

不同灌溉方法对保护地土壤有机质及氮素影响的研究

分层采集连续7年分别用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地0～80cm土层土壤样品,测定有机质、全氮及无机态氮和有机态氮含量,研究灌溉方法对土壤氮素形态及其数量剖面分布的影响。结果表明,三种灌溉处理0～80cm剖面土壤有机质含量变化范围为8.47～36.48 g kg-1,渗灌与滴灌有机质剖面分布相似,二者与沟灌差异较大;沟灌除30～40cm层次有机质含量低于渗灌和滴灌外,其它层次有机质含量均高于渗灌和滴灌处理。土壤全氮含量变化范围为0.72～3.97 g kg-1,在0～20cm土层不同灌溉方法之间差异显著,渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。无机硝态氮、铵态氮含量的变化范围分别为19.16～1442.06 mg kg-1和0～15.28 mg kg-1,在0～20cm土层各处理之间差异较为明显,以渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。有机态氮含量的变化范围为683.79～2512.87 mg kg-1,各处理之间的差异主要表现在0～30cm土层,其中0～10cm土层以渗灌处理有机态氮含量最高、沟灌次之,滴灌最低,10～30cm沟灌处理有机态氮含量却高于渗灌和滴灌处理。     

秸秆还田下氮肥用量对稻田养分淋洗的影响

通过田间试验,研究秸秆还田配施氮肥对稻田土壤养分淋洗的影响。结果表明,随氮肥用量增加,田间渗漏水中NH4+-N、NO3--N、全氮浓度随之增加;与秸秆未还田相比,秸秆还田降低了田面水与渗漏水中NH4+-N、NO3--N的浓度;秸秆还田下各处理30cm土层渗漏水中全氮和NO3--N浓度最高,其浓度范围分别为1.09~12.76mg·L-1和0.76~3.74mg·L-1;全磷浓度范围为0.02~0.79mg·L-1,田面水中全磷浓度随施氮量增加而增加,30cm渗漏水中全磷浓度大于60cm渗漏水。氮肥用量180kg·hm-2时,施肥后5~10d内30cm、60cm渗漏水中的养分以NH4+-N为主,其后均以NO3--N为主。氮肥与秸秆配合施用,可降低田面水和渗漏水中的氮磷浓度,改善肥料利用效率。     

尿素在潮土中淋溶和转化特征研究

采用不同灌溉水量和施N量,研究了尿素在潮土中的淋溶和转化特征。结果表明,在小麦返青期结合灌溉施尿素后,NH4 -N在40cm以上土层中积累,不会产生深层淋溶。而土层中NO3--N含量有较大变化,相同灌溉水量下,施N量越大,NO3--N向下层淋溶越深;相同施N量下,灌溉水量越大,NO3--N也有淋溶越深的趋势。在麦季,即使在超过当地的施N量(N180kg/hm2)和灌溉水量(750m3/hm2)条件下,收获时所有处理的NO3--N主要积累在130cm以上的土层中,NO3--N淋溶深度不超过130cm,不会产生对地下水的污染。     

滴灌棉田氮肥用量对土壤无机氮的动态影响

通过南疆滴灌条件下N肥田间试验,研究了施用N肥对棉花生育期土壤无机N累积及收获后土壤NO3--N残留的影响.棉花生育期土壤无机N的累积规律是:花期以后,施肥量较高(N 225～337.5 kg/hm2)时,土壤无机N以NO3--N为主要形式累积于表层0～40 cm土壤中.棉花生育期施肥量影响收获后耕层土壤残留NO3--N.根据各施肥处理土壤NO3--N残留状况及产量,确定N 180～225 kg/hm2为南疆滴灌棉田土壤NO3--N发生少量累积同时获得高产的适宜施肥量范围.     

生物炭和秸秆对华北农田表层土壤矿质氮和pH值的影响

基于2014-2015年华北农田定位试验,设CK（单施氮磷钾肥）、C1（生物炭4.5t×hm^-2×a^-1+氮磷钾肥）、C2（生物炭9.0t×hm^-2×a^-1+氮磷钾肥）和SR（秸秆还田+氮磷钾肥）4个处理,对施用生物炭和秸秆还田对表层土壤矿质氮（NO₃^--N、NH₄⁺-N）含量以及土壤pH值的影响进行研究。结果表明,不同处理土壤矿质氮的动态变化趋势基本一致,施用生物炭和秸秆还田均可显著提高土壤NO₃^--N含量（P<0.05）,但对土壤NH₄⁺-N含量影响不大。与秸秆还田相比,高量施用生物炭有利于增加土壤NO₃^--N含量。各处理土壤中矿质氮主要以NO₃^--N为主,NH₄⁺-N含量均保持在一个较低水平。将冬小麦整个生育期内各处理土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N含量与夏玉米的相比,前者显著高于后者。在整个冬小麦-玉米轮作周期内,高量施用生物炭显著提高了土壤pH值,且各处理土壤NO₃^--N与土壤pH值呈显著负相关（P<0.05）,土壤NH₄⁺-N含量与土壤pH值相关性不显著;而各处理土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N含量与土壤含水量均呈显著正相关（P<0.05）。可见,添加生物炭对减少氮素的转化和流失具有较大潜力。     

杂交稻和常规稻生育后期对NO_3~——N和NH_4~+-N的营养效应

利用~(15)N示踪技术研究了杂交稻和常规稻生育后期对不同N源的营养效应。结果表明,杂交稻对抽穗前追施的NO_3~--N的利用率比常规稻高7.8％,回收率高13.2％:追施NH_4~+-N时,杂交稻的N肥利用率比常规稻高6.1％,回收率高14.5％肥源之间比较,收获期NH_4~+-N的利用率和回收率都高于NO_3~--N。肥料N在穗中的分配率,杂交稻比常规稻大15.7—20.2％,但NO_3~--N与NH_4~--N处理间无明显差异。试验结果还表明,抽穗前追施NO_3~--N比追施NH_4~--N能更明显地促进水稻对Ca~(2+),Mg~(2+)的吸收,刺激浮根的生长,增加稻谷产量,而且杂交稻的这些效应大于常规稻。     

缓释复合肥料对土壤和黑麦草氮素营养的影响

采用恒温培养和盆栽生物试验研究了非包膜缓释复合肥料对土壤氮素养分(铵态氮、硝态氮、碱解氮、微生物量氮和固定态铵)和黑麦草氮素营养的效应。结果表明,在恒温培养条件下,各施肥处理土壤铵态氮含量随培养时间均表现为先升高后降低的趋势,且中后期缓释复合肥料处理(SRCF)高于普通复合肥料处理(CCF);缓释复合肥料SRCF1处理土壤硝态氮含量始终低于普通复合肥料CCF1处理,缓释复合肥料SRCF2处理土壤硝态氮含量在初期较高、中后期较低;SRCF各处理土壤碱解氮和微生物量氮含量变化均表现为增加-降低-增加-降低趋势,分别在培养第21d和105d时出现峰值;土壤固定态铵含量变化较小,但总体上以SRCF处理高于CCF处理。在等养分比例盆栽试验中,SRCF1-3处理黑麦草株高、生物量、干重和氮素养分吸收量均高于CCF1处理,SRCF有利于提高黑麦草产量、氮素吸收和利用率;黑麦草氮素吸收量与培养土壤铵态氮、微生物量氮含量呈负相关,而与硝态氮和固定态铵含量呈正相关。     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.