河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析

以河北省果园土壤地力调查、农户调查和统计数据为基础,采用氮盈余法从果树种类和区域角度分析了果园生产体系中的氮素输入输出特点及氮养分盈余状况。结果表明,河北果园平均化肥氮投入量为438.0 kg/hm2,主要品种为尿素和复合肥,有机肥氮为181.6 kg/hm2,以畜禽粪为主,其中禽粪占25.5%。京津东部区和冀中、南平原区的果园氮素投入、盈余量较高;葡萄园和桃园的氮素投入水平较高;果园氮素施用与养分盈余量之间存在极显著的正相关,过量施用氮肥是氮盈余量很高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤C/N均呈下降趋势,氮素盈余对土壤全氮的影响大于对土壤有机质的影响。     

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。     

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。     

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。     

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。     

新疆石河子地区玉米产量及氮素平衡的施氮量阈值研究

【目的】合理施用氮肥不仅会提高肥料利用率,还会降低氮素面源污染的风险。通过2年田间肥料定位试验,研究北疆灰漠土区不同氮肥用量下,土壤无机氮积累量、 氮素平衡和玉米产量间的相互关系,为氮肥合理施用提供依据。【方法】研究采用肥料田间定位试验,小区试验于2011-2012年开展,设计6个氮肥（N）用量水平: 0、 225、 300、 375、 450、 600 kg/hm2,分别以N0、 N225、 N300、 N375、 N450、 N600表示,其中300 kg/hm2为当地玉米农田氮肥推荐用量,磷肥（P2O5）施用量为75 kg/hm2,钾肥（K2O）施用量为37.5 kg/hm2。【结果】 1）施用氮肥增加了土壤硝态氮和铵态氮残留量,硝态氮主要残留于060 cm土层,铵态氮主要分布在020 cm土层深度。2011年试验中,土壤无机氮残留量随氮肥用量增加而显著增加,与对照相比,施氮处理无机氮残留量增幅为12%~102%,与施氮量呈指数增长关系。2012年氮肥用量对土壤无机氮残留量的影响与2011年相似。2）施氮量 225 kg/hm2时,0100 cm土层深度土壤无机氮积累量降低,表现为负积累效应,N0和N225处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年降低165%和170%; 施氮量高于 300 kg/hm2时,土壤无机氮积累量显著增加,表现为富集现象,其中,N375、 N450和N600处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年增加17%、 388%、 170%。土壤无机氮积累量与施氮量显著呈二次抛物线关系,2011年回归方程为y=0.0001x2 + 0.1013x－22.537（R2 = 0.9288）,无机氮无积累时施氮量为187 kg/hm2; 2012年为 y = 0.0003x2 + 0.1417x - 52.78（R2 = 0.9583）,无机氮无积累时施氮量为245 kg/hm2。土壤氮素表观损失量和氮素盈余量的增加幅度随氮肥用量增加而显著加大。3）氮肥投入可提高玉米产量,产量与施氮量呈显著的二次抛物线或线性加平台的关系,施氮量高于300 kg/hm2时,玉米产量与最高产量差异不显著; 产量与无机氮积累量呈二次抛物线形关系,当土壤无机氮达到平衡时,玉米产量显著低于最高产量,当玉米产量达到最大时,土壤无机氮有一定积累。氮肥利用率则随氮肥用量增加呈指数关系显著降低。施氮量270 kg/hm2为产量与氮肥利用率的交点,施氮量340 kg/hm2 是土壤无机氮残留量与氮肥利用率的交点。【结论】利用产量效应、 环境效应与肥料效应函数的交点确定氮肥投入阈值,是较为优化的方法。合理的氮肥投入不仅能获得玉米高产,降低氮素面源污染风险,还能获得较高的氮肥利用率。因此,施氮量260340 kg/hm2为本研究区玉米高产与环境友好的氮肥投入阈值。     

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。     

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.     

玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响

【目的】以秸秆还田定位试验为平台,探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观盈余和氮肥利用率的影响规律,明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验以秸秆处理为主区,设秸秆还田和秸秆移除2个水平;施氮量为副区,设6个水平,分别为0、162.0、202.5、243.0、283.5、324.0 kg/hm2。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量,土壤0—20、20—40和40—60 cm硝态氮含量,小麦产量以及籽粒氮含量,计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余,小麦基施和追施氮肥的利用效率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产365 844 kg/hm2,增产率为4.2%9.3%,尤其以配施243.0 kg/hm2的增幅最高,产量达9858 kg/hm2。小麦整个生育期,秸秆还田显著增加了0—60 cm土层的土壤硝态氮累积量,而秸秆移除条件下,土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关,高量氮肥增加了硝态氮累积量,N施用量高于243.0 kg/hm2时,硝态氮累积量较小麦播种前增加19.8%28.6%。施氮均显著增加了植株氮素积累量;小麦播种到拔节期,植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺,施氮处理显著增加了0—60 cm土层的土壤氮素盈余量,且随基肥、追肥量的增加而增加,盈余值每增加100.0kg/hm2,秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加74.2和91.4 kg/hm2。秸秆还田配施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率,特别是在高氮肥时,基肥和拔节肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低,基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响,但可提高基施和追施氮肥的利用率,可增加土壤0—60 cm土层中硝态氮的含量。综合各项指标,冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为202.5 243.0 kg/hm2。     

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。     

三峡重庆库区柑橘园磷素平衡状况研究

以三峡重庆库区柑橘种植农户调查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磷肥施用特征和磷素平衡状况.结果表明,果园磷肥平均投入量为P 228.8 kg/hm2,主要来源于复合肥和普钙;其中通过有机肥投入的磷素水平为P 32.7 kg/hm2,主要来源于畜禽粪尿.柑橘园的总体磷盈余量为P l0...     

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。     

洱海北部地区水稻氮肥投入阈值研究

为了研究洱海北部地区水稻合理的氮肥投入阈值。本试验通过连续两年的大田定点监测和室内分析, 研究了不同施氮处理条件下对水稻产量、 水稻氮肥利用率、 田面水可溶性总氮（DTN）、 土壤氮素表观盈余率（SNASR）等的影响。结果表明,施氮量对水稻产量的影响呈二次曲线关系,施氮能显著提高水稻产量,但当施氮量达到304.34 kg/hm2后,水稻有减产风险;增施氮肥能显著提高水稻地上部分器官对氮素的吸收,但收获指数逐渐减少;在施入氮肥后的9 d内,施氮量与田面水DTN浓度相关系数在0.609**以上;当施肥量在228.26~304.34 kg/hm2时,水稻产量范围在9969~10212 kg/hm2,SNASR在50.05%~79.65%之间,田面水DTN在施肥后9 d内的平均含量为78.40 mg/L~108.58 mg/L。因此,在当前生产条件下,水稻推荐施氮量为228.26~304.34 kg/hm2,能保证水稻稳定高产,且环境可承受。     

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.     

太湖水网地区不同种植类型农田磷素渗漏流失研究

采用田间原位小型土壤渗漏计法研究了太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中的速效磷累积量与渗漏水中磷素含量之间的关系。结果表明:研究区菜地、果园高的年均磷肥施用量分别为946.8 kg/hm2和832.6 kg/hm2,显著高于水田的年均磷肥施用量（83.6 kg/hm2）,约为水田的10～12倍。施入农田中的磷肥主要累积在土壤表层,0—5 cm土层中的Olsen-P含量最高,菜地、果园和水田的平均含量分别高达161.75 mg/kg、143.88 mg/kg和23.77 mg/kg,菜地和果园显著高于水田,约为水田的6～8倍。随着土层深度的增加,土壤中Olsen-P的含量显著降低。农田浅层渗漏水中的可溶态磷在总磷中所占的比例远高于颗粒态磷所占的比例。本研究结果显示,农田浅层渗漏水中溶解性正磷酸盐（DRP）含量与土壤中速效磷（Olsen-P）含量之间具有极显著的指数相关关系,表明伴随着农田施肥量的增加和土壤中速效磷含量的增加,浅层渗漏水中的溶解性正磷酸盐含量会显著增加,大大提高了农田磷素的渗漏淋失风险,造成对农业面源污染的巨大潜在压力。     

河北太行山山前平原葡萄园土壤硝态氮累积特征及影响因素

为进一步摸清农户生产实践条件下果园土壤硝态氮分布特征及影响因素,以河北太行山山前平原的保定地区葡萄园为研究对象,调查28个果园生产管理现状,测定分析葡萄园和临近农田共31个样点0—200 cm土壤硝态氮含量、累积量及主要影响因素。结果表明:葡萄生产中氮肥施用量偏高,每季平均为297 kg/hm²,过量的养分投入导致氮素在土壤中累积,0—200 cm土层硝态氮淋洗现象明显,平均累积量高达1 555 kg/hm²。不同树龄、施氮量、灌溉量水平下,土壤硝态氮含量有所不同,但均表现出随土层深度增加而增加的趋势,并且明显高于农田土壤。相关性分析表明,硝态氮累积量与树龄和施氮量均呈极显著正相关,与灌溉量呈显著负相关。通径分析表明,对土壤硝态氮累积量影响最大的因素为施氮量,其次为树龄和施肥次数,最后为灌溉量,施肥次数主要通过影响施氮量来间接影响硝态氮累积量。研究区域葡萄园氮素盈余严重,土壤硝态氮大量累积,并向深层土壤淋洗,影响该地区硝态氮累积的主要因素为施氮量、树龄和灌溉量。