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。     

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。     

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。     

黄土高原坡地苹果园土壤肥力及矿质氮累积分析

采用田间取样与室内分析相结合的方法,研究了黄土高原坡地苹果园肥力状况与矿质氮累积.结果表明,坡地苹果园土壤肥力低,氮、磷严重缺乏,钾相对丰富,土壤属于砂壤土,通气性强,保肥、保水性差.0-60 cm土层土壤有机质含量为9.24～28.12 g/kg,全氮为0.22～0.60 g/kg,速效磷为0.17～16.08mg/kg,速效钾为80.06～168.39 mg/kg;黄土高原坡地苹果园中NO_3~--N有深层累积分布,累积深度大于2 m,在180-200 cm层最高累积量达249.61 kg/hm2,而NH_4~+-N无深层累积.不同施肥处理对土壤剖面中的NH_4~+-N和NO3--N含量分布影响不同,对NH4+-N含量和分布影响不明显,但不同施肥方式对NO3--N含量分布影响显著.施加氮肥促进NO_3~--N深层累积,施加磷肥有助于降低土层中的NO_3~--N含量,缩小富集量的分布范围.     

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。     

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。     

不同灌溉方法对不同氮肥在温室土壤-植株中的氮素分配影响

以番茄为供试作物,采用田间微区试验的方法研究了不同灌溉方法和不同氮肥种类对氮素在土壤不同层次间的残留以及在番茄植株不同部位之间的分配。结果表明,在番茄整个生育期内,土壤中无机氮主要以NO3--N的形式存在,NH4+-N所占比例很小。0～100cm土层中,滴灌和沟灌各处理土壤中NH4+-N的含量在整个生育期内含量均比较低(低于6mgkg-1),且变化幅度不大,各土层NH4+-N的含量受灌溉方式和施肥的影响较小。无论是滴灌还是沟灌,番茄全生育期内0～20cm土层土壤NO3--N含量始终较高。沟灌易引起土壤中NO3--N向下层迁移,而滴灌对40～60cm土层及其以下各层次土壤的NO3--N分布影响作用不明显。硝态氮肥较铵态氮肥和酰胺态氮肥更易随水向深层土壤迁移。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,肥料15N在番茄地上部分各器官所含的量以果实为最高,其次为叶,茎中的含量最少;两种灌溉方法间肥料15N在果实、茎、叶的分配比例差异不大,平均为2.9∶1∶1.6。     

黄土高原沟壑区沟坡地土壤剖面中矿质氮的分布特征

以黄土高原沟壑区典型小流域为基础,选择不同利用年限的坡地果园分析了矿质氮在土壤剖面中的分布特征及其影响因素。研究发现,化肥投入显著提高了硝态氮在100～200cm土层分布与积累。随着果园利用年限的延长,土体剖面硝态氮的积累量呈显著增加的趋势,但施肥不影响铵态氮在土层的分布特征。坡地果园中化肥的挖沟深施,长期的氮肥投入和果园土壤水分的逐渐耗竭降低是产生硝态氮深层积累的重要因素。     

黄土高原丘陵沟壑区植被恢复过程对土壤剖面矿质氮累积影响--以纸坊沟流域试验区为例

根据不同植被类型和不同植被恢复年限,在位于半干旱黄土高原丘陵沟壑区延安安塞纸坊沟流域采集68个剖面样品,探讨植被恢复过程土壤剖面中残留矿质态氮的变化;同时采取该流域连续14年施用不同肥料处理的坡地长期定位试验剖面土样,研究连续施肥对农田土壤剖面残留NO3--N累积的影响。结果表明,NH4 -N在土壤剖面中的分布和累积基本不受植被恢复及植类型的影响,但NO3--N在土壤剖面中的累积量随植被恢复而下降。林地、草地和农田0～50cm土层平均累积的NO3--N分别为17 4kg/hm2,14 9kg/hm2和39 9kg/hm2;林地和草地剖面中NO3--N累积量所占矿质氮总累积量比例远小于NH4 -N,而对农田土壤,剖面中NO3--N累积量所占比例与NH4 -N所占比例基本相当;农田土壤剖面中NO3--N累积量所占比例显著大于林地和草地。长期定位试验结果进一步证明了在农田连续施用氮肥会显著增加土壤剖面中残留NO3--N累积,当农田退耕还林还草后,累积的这一部分NO3--N因植物吸收利用、土壤生物固定和损失等途径而下降,最终达到低而稳定的水平。     

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.     

不同硝铵比对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响

采用沙培试验,设置了等氮条件下5种不同硝铵比营养液处理,探讨了氮形态对霞多丽葡萄幼苗生长和氮素营养的影响。结果表明,霞多丽幼苗的生长量以硝铵比70/30时最大,全铵营养时最低;植株根系氮的平均吸收量在硝铵比为70/30时为最大值,达到70.89%,全铵营养时为最低值;叶片中的氮浓度和总氮量以全硝营养最大,全铵营养最低,后者仅是全硝营养的61.8%和19.46%。霞多丽幼苗根系内NH4+-N浓度与营养液中NH4+-N的浓度成极显著正相关(r=0.9805),且当铵态氮比例超过30%时根系中NH4+浓度显著增加。叶片中硝酸还原酶的活性以硝铵比70/30最高,当铵态氮比例大于30%,再继续增加铵态氮的比例时,显著抑制了叶片中硝酸还原酶的活性;而对根的硝酸还原酶活性无明显影响。试验证明,硝铵比70/30是霞多丽较适宜的氮素形态配比,较高比例的铵态氮增加了植株器官中NH4+的浓度,抑制了霞多丽幼苗的生长及对氮素的吸收积累。     

黄土高原沟壑区不同年限苹果园土壤碳氮磷变化特征

管理措施是影响土壤质量演变的重要因素.分析和讨论了5、10、15年苹果园耕层(0―20 cm)和0―200 cm土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷和硝态氮含量及其影响因素。结果表明,5年、10年和15年的塬面苹果园表层土壤有机碳依次为7.5、6.7和6.7 g/kg;全氮依次为0.94、0.85和0.83 g/kg;但土壤全磷和速效磷含量随着种植年限而增加,与5年苹果园相比,塬面10年苹果园土壤全磷、速效磷含量分别提高了11%、60%,并且磷素的变异性随年限而增加。坡地10年、15年和20年苹果园土壤有机碳依次为6.3、6.2 和6.5 g/kg,全氮依次为0.76、0.76 和0.81 g/kg;与10年苹果园相比,15年苹果园土壤全磷、速效磷含量分别提高了20%、28%。土壤剖面0―80 cm内不同土地利用方式土壤碳、氮、磷含量随土层加深而降低,80 cm以下不同利用条件苹果园土壤碳、磷含量差异不大,氮素含量在土壤100 cm下随苹果园种植年限增加而增加。     

铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase和质子泵活性的影响

用两相法分离铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)培养的水稻苗期叶细胞膜,并测定了细胞膜H+-ATPase水解活性和质子泵活性,以期阐明铵、硝营养对水稻叶细胞膜H+-ATPase的影响。结果表明,叶细胞膜H+-ATPase活性最佳pH值均为6.2。 NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase的水解活性、Vmax和Km均显著高于NH4+-N培养的水稻叶;Western Blot分析结果看出,NO3--N培养的水稻叶细胞膜H+-ATPase酶浓度也高于NH4+-N培养的水稻叶,说明NO3--N培养的水稻叶中单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量大于NH4+- N培养的水稻叶,这与细胞膜上H+-ATPase蛋白的表达量升高有关。此外,NO3--N培养的水稻叶质子泵初速度和膜囊体内外H+浓度梯度均高于NH4+- N培养。由于NO3-的跨膜运输是与细胞膜上H+-ATPase紧密联系的主动运输过程,NO3--N培养的水稻叶片细胞膜H+-ATPase活性和质子泵活性高可能与水稻叶细胞吸收大量NO3-有关。     

半干旱区施氮和灌溉条件下覆膜对春玉米产量及氮素平衡的影响

以典型半干旱区干湿砂质新成土（Ust-Sandic Entisols）为供试土壤进行田间试验,研究地膜覆盖、施氮及补充灌水量对春玉米（Zea mays L.）产量、土壤矿质氮（NO3--N和NH4+-N）及氮素平衡的影响。结果表明,0—100 cm土体范围内,随着土层加深,播前和收获后土壤NO3--N含量呈降低趋势,NH4+-N有所增加,但变幅不大;总矿质氮量（NO3--N和NH4+-N）表现为下降。说明地膜覆盖和施氮并没有使NO3--N深层累积量增加,这可能与土壤本身供氮能力严重不足有关。与不施氮相比,施氮各处理氮肥表观损失量增加;与不覆膜相比,作物氮素累积量比不覆膜显著增加（P0.05）。在低灌（80 mm）覆膜和高灌（160 mm）覆膜条件下,玉米的氮肥利用率均比不覆膜均提高了18.8%,说明覆膜低灌在相同施氮条件下,可节约80 mm灌水。但低灌（80 mm）与高灌（160 mm）不覆膜间氮肥利用率差异不显著,表明在相同施氮条件下,覆膜可有效提高氮肥利用率,减少氮素损失。综合考虑籽粒产量和氮肥利用率,“覆膜+补灌80 mm+施氮90 kg/hm2”可能为本试验条件下较优的栽培模式。     

不同水分条件下氮肥形态配比对苋菜品质的影响

通过盆栽试验,研究了不同水分条件下氮肥形态配比对苋菜品质的影响。结果表明,在同一水分条件下,苋菜生物量随着硝态氮比例的增加而增加,苋菜的Fe、Vc、可溶性糖和氨基酸含量随NH4+-N比例的增大而增加;硝酸盐含量随NH4+-N比例的增大而降低。同一施肥条件下,苋菜的Fe含量随水分的增加而增加;可溶性糖、氨基酸和硝酸盐含量随水分的增加而减少。苋菜的生物量、Vc含量以中等水量处理最高;硝态氮与铵态氮比例为5:5时苋菜的品质最好。     

纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料的特性及对作物氮素利用率与氮素损失的影响

通过冬小麦－夏玉米轮作下3年6季的田间试验,研究纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料对氮素利用率和硝态氮淋溶损失的影响。结果表明,与普通氮磷钾化肥配施相比,4种纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料提高小麦对氮素的利用率2.80～23.38个百分点,玉米对氮素的利用率1.01～21.63个百分点。在0―80 cm土层,PS、BC208和306处理下土壤硝态氮含量高于普通氮磷钾化肥配施处理,而F208处理低于普通氮磷钾化肥配施处理;在80―160 cm土层,均低于普通氮磷钾化肥配施处理;在接近地下水水位土层（140―160 cm）,减少硝态氮1.61～2.42 mg/kg。4种纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料损失出土壤－作物系统的氮素比普通氮磷钾化肥配施处理减少2.00～24.90个百分点。结果表明,纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料能有效的提高氮素利用率和减少硝态氮的淋溶损失。     

渭北旱塬冬小麦产区提前深耕一次深施肥料的肥水效应与理论分析

在陕西渭北旱塬冬小麦产区麦收后对提前深耕一次深施肥料的肥水效应进行了研究。结果表明,夏收后在7月15日、8月15日、9月15日结合深耕把小麦所需肥料一次深施20 cm土层下,比播种时深耕一次浅施6 cm土层下、分二次施和分三次施明显提高了小麦产量、肥料利用率和水分利用效率;增加了麦收后土壤NO3--N的积累量和水分贮存量。同时还发现,NO3--N含量分布呈 y=a-b·logx对数曲线模型,这可能是NO3--N在旱地土壤中分布的一种特征曲线;试验中没有产生NO3--N的淋失。文中还对提前深耕一次施肥的理论作了讨论和分析,并提出了“秋雨—冬储—春用”和“秋肥—冬储—春用”的理论概念,把两者结合起来,可达到肥水协调供应的状态。这为建立旱地施肥技术体系提供了理论依据。     

氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施氮（N 300 kg/hm2,基肥和拔节肥各占1/2）比较,氮肥后移处理（N210kg/hm2,基肥、拔节肥和孕穗肥各占1/3）在不降低小麦产量的同时,大大提高了氮肥利用率,且全生育期氮素表观损失极低。过量施用氮肥(N 300 kg/hm2)明显提高了60 cm以下土层硝态氮含量,增加了其向地下水淋溶迁移的风险。氮肥后移可提高小麦成熟期0-20cm土层硝态氮积累量,降低其在20-100cm土层的积累。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式。     

节水栽培水稻某些氮代谢生理特性研究

田间试验研究了节水栽培对水稻某些氮代谢生理特性的影响。结果表明,覆膜旱作水稻产量比常规水作显著降低,与裸地旱作相比则显著提高;3种栽培模式水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性均表现为生育前期较高、生育后期较低的动态特征。与常规水作相比,生育前期覆膜旱作水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶和谷丙酰胺合酶活性均有所增加;整个生育期间谷草转氨酶活性有所提高而谷丙转氨酶活性则降低。与裸地旱作相比,覆膜旱作对水稻叶片中氨基酸态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性都有提高。水分胁迫对氮代谢生理特性及产量具有一定的负效应,而覆膜旱作能不同程度缓解这种效应,甚至有所促进;适量增加氮肥用量可以提高覆膜旱作氮代谢生理活性（尤其生育早期）及产量。     

黄河三角洲土地利用对土壤氮素及其转化的影响

以黄河三角洲垦利县轻度盐渍化土壤为研究对象,选取菜地、果园、粮田和新淤未利用地共4种土地利用类型,通过实地采样分析,探讨了土地利用对土壤氮素及其转化的影响。结果表明,全氮含量在0—20 cm土壤中以粮田最高,平均含量为1.42 g/kg,其次是果园、菜地和新淤未利用地土壤,其平均含量分别为1.17,0.97和0.57 g/kg,而20—40 cm土壤中,菜地全氮平均含量为0.86 g/kg,明显高于其它3种用地土壤;硝态氮在菜地0—20 cm土壤中的平均含量为27.25 mg/kg,远高于果园、粮田和新淤未利用地土壤,铵态氮在4种用地类型土壤中含量范围为2.65~4.09 mg/kg,不同用地类型间差异不大,二者在20—40cm土壤中的变化规律与0—20 cm基本相同;通过铵态氮、硝态氮与全氮的相关分析,表明菜地土壤中有效氮含量主要与外源氮素的补充有关,果园和粮田土壤中的有效氮与土壤全氮关系密切而受环境变化情况较小,新淤未利用地土壤氮素反映了研究区土壤氮素及其转化的初始状况。