地下水位波动对不同施氮量农田土壤硝态氮运移影响

明确地下水位波动对农田土壤剖面和地下水NO_3~--N运移的影响,可为减少土壤氮素淋失、降低地下水硝酸盐污染风险提供依据。本研究采用大型土柱温室种植甘蓝,研究2种水位波动(水位不变、水位每隔10 d波动20 cm)和3种施氮量[0 kg(N)·hm~(-2)、225 kg(N)·hm~(-2)、450 kg(N)·hm~(-2)]对土壤含水量、土壤溶液NO_3~--N浓度、地下水NO_3~--N浓度和作物产量的影响。结果表明,水位波动和施氮肥对NO_3~--N运移的影响与土壤剖面深度有关。0～20cm包气带土壤NO_3~--N含量受施氮量影响,过量施氮肥[450kg(N)·hm~(-2)]导致该剖面NO_3~--N累积。20～60cm水位波动带土壤NO_3~--N含量受施氮量和水位波动的共同作用:施氮量增加提高NO_3~--N含量;水位波动降低剖面土壤NO_3~--N含量,水位上升和下降均促进土壤NO_3~--N随着水流运动向下层迁移;剖面土壤硝态氮含量高,增加NO_3~--N进入地下水的风险。60～80 cm淹水区剖面土壤NO_3~--N含量较低。作物产量受水位波动影响不显著。在地下水位埋深较浅的农业区进行氮素污染防控时,不可忽视水位波动对NO_3~--N运移的影响。     

不同水氮用量对日光温室黄瓜季硝态氮淋失的影响

于2010年3～7月,在河北省辛集市马庄农场研究了不同水氮用量对黄瓜季硝态氮淋失的影响,结果表明,通过调节不同生育阶段灌水量使黄瓜全生育期土壤含水量保持在18.7%～22.1%,不仅可以满足黄瓜生长发育对土壤水分的要求,而且可以减少用水量30%。不同处理中以节水灌溉、习惯施氮处理（W2N1）土壤硝态氮含量最高,习惯灌水、减量施氮处理（W1N2）最低。全生育期内,土体95cm深度硝态氮淋失量与土壤含水量、土壤硝态氮含量均呈正相关,其中以初瓜期和盛瓜期相关性系数最高。与农民习惯水氮处理（W1N1）相比,节水减氮处理（W2N2）在节水30%减施氮25%的情况下,可以显著降低黄瓜季土壤硝态氮淋失量,整个生育期降低淋失量35.0%。3年连续试验结果表明,节水减氮处理（W2N2）与习惯水氮处理（W1N1）间黄瓜产量结果差异不显著,说明河北省温室大棚蔬菜生产,目前农民习惯施氮和灌水量有很大的节水节肥空间,根据蔬菜不同生育期需肥量和土壤含水量来合理分配水、氮可取得明显的节水节氮效果。     

漓江水陆交错带硝态氮淋失规律的模拟研究

以广西桂林市潜经村漓江水陆交错带为研究区域,按照不同淹没程度将水陆交错带分为重度淹没带(T_1)、中度淹没带(T_2)、轻度淹没带(T_3),运用室内土柱模拟试验,研究不同淹没带、不同尿素施肥量、不同价态阳离子对硝态氮(NO_3~--N)淋失的影响。结果表明:(1)在正常施肥条件下,重度淹没带NO_3~--N淋失量最大(117.5kg/hm~2),显著高于中度淹没带(108.0kg/hm~2)和轻度淹没带(102.7kg/hm~2)淋失量。(2)随着施肥量增加NO_3~--N淋失量显著增加,当施肥量分别是140kg/hm~2,180kg/hm~2,220kg/hm~2时,NO_3~--N淋失比值为1∶1.35∶1.94。(3)土壤中阳离子Na~+、Ca~(2+)的存在可显著减少11.38%~18.31%的NO_3~--N淋失量,但不同价态阳离子之间对NO_3~--N淋失量的影响差异不显著。(4)随着淹没程度减小土壤容重逐渐降低,土壤粘粒含量逐渐增加,有机质则呈先减小后增加的趋势。在低、正常施肥处理下,NO_3~--N淋失量与土壤容重呈显著正相关,与土壤粘粒含量呈显著负相关;在高施肥处理下,NO_3~--N淋失量与土壤有机质含量呈显著负相关。     

生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响

为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3~-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3~-—N浓度及土壤NO_3~-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆稻壳松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳松木玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3~-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3~-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3~-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆稻壳松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3~-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3~-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3~-—N的淋失量。     

水氮互作对小麦土壤硝态氮运移及水、氮利用效率的影响

为给强筋小麦(Triticum aeativum L.)高产优质栽培的水、氮合理运筹提供理论依据,在高产地力条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置不施氮（N0）、施氮180 kg/hm2 （N1）、240 kg/hm2 （N2）3个施氮水平,每个施氮水平下设置不灌水（W0）、底墒水+拔节水+开花水（W1）、底墒水+冬水+拔节水+开花水（W2）、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水（W3）4个灌水处理,每次灌水量均为60 mm,研究了水氮互作对麦田耗水量、土壤硝态氮运移、氮素利用效率和水分利用效率的影响。结果表明,（1）增加施氮量,开花期和成熟期0—140 cm各土层的土壤硝态氮含量显著升高;增加灌水时期,土壤硝态氮向深层的运移加剧,成熟期0—80 cm各土层的土壤硝态氮含量降低,120—140 cm土层的土壤硝态氮含量升高。N1W1处理在开花期0—60 cm土层的土壤硝态氮含量较高,成熟期土壤硝态氮向100—140 cm土层运移少,有利于植株对氮素的吸收。（2）随施氮量的增加,子粒产量先升高后降低,以N1最高。N1水平下,W1处理获得了较高的子粒产量、子粒氮素积累量、氮素利用效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力;在此基础上增加冬水(W2),上述指标无显著变化;再增加灌浆水(W3),上述指标显著降低。（3）施氮提高了小麦对土壤水的利用能力,随施氮量增加,土壤供水量及其占总耗水量的比例显著升高。N1水平下,W1处理获得了最高的水分利用效率;再增加灌水时期,水分利用效率显著降低,开花至成熟阶段的耗水模系数显著升高,灌水量占总耗水量的比例升高,降水量和土壤供水量占总耗水量的比例降低。本试验条件下,施氮为180 kg/hm2,灌底墒水＋拔节水＋开花水3水的N1W1处理,是兼顾高产、高效的水氮运筹模式。     

水氮耦合对绿洲灌区土壤硝态氮运移及甜瓜氮素吸收的影响

在地处沙漠绿洲的甜瓜种植区,研究不同水、 氮输入量对土壤氮素平衡和运移的影响,为当地甜瓜生产的水肥管理提供科学依据。通过2009、 2010连续两年田间裂区试验,研究了不同灌水量（1500、 2100、 2700、 3300 m3/hm2,以W1500、 W2100、 W2700和W3300表示）和施氮量（N 0、 120、 240、 360 kg/hm2,以N0、 N120、 N240和N360表示）对土壤硝态氮分布、 累积和甜瓜的水、 氮吸收以及产量的影响。结果表明,甜瓜收获后各处理土壤硝态氮含量在040 cm土层最高, 0200 cm土层呈现先减少后增加再减少的变化趋势,且施氮量越大,硝态氮在80120 cm土层大量累积的趋势越明显。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加而减少,灌水量超过2700 m3/hm2 时,仅有不到53%的硝态氮留存在0100 cm土层。甜瓜产量和果实氮素吸收量随灌水量和施氮量的增加而提高,但在W3300N360处理略有下降。氮素回收率随施氮量的增加持续降低,氮收获指数以处理W2700N240最大,水分利用效率以W1500N240处理最大。W2700N240处理能够兼顾甜瓜产量,平衡氮素吸收运移与土壤中硝态氮的留存空间3个方面,是绿洲灌区甜瓜种植的高产高效的水氮输入模式。     

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。     

施氮和秸秆还田对小麦-玉米轮作农田硝态氮淋溶的影响

连续4 a采用渗漏计测定法研究了陕西关中小麦-玉米轮作区施氮和秸秆还田对土壤剖面90 em处NO3--N淋溶的影响.结果表明,NO3--N淋洗主要发生在7、8、9月份或灌溉后,年际间变异较大.监测期内各处理渗漏液NO3--N浓度和淋失量的变幅为0～103.5 mg L-1和0～21.8 kg hm-2,二者均随施氮量的增加呈增加趋势.小麦施氮150 kg hm-2、玉米施氮180 kg hm-2时,连续4a作物均能获得高产.施氮量继续增加,产量不再增加,0 ～100 cm土层NO3--N累积量和90 cm处NO3--N淋失量却相应增加.秸秆还田2 a后作物显著增产,2010年和2011年分别增产15.1％和14.2％,但对NO3--N累积和淋溶的影响不显著.回归分析显示,NO3--N年淋失量和0～ 100 cm土层累积量均随年施氮量的增加呈指数形式增加,说明施氮量越高,NO3--N年淋失量和累积量越高,二者占施氮量的比例也越高.     

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm~2,高氮N2:565kg/hm~2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm~2,灌溉频率为2天1次。     

灌水定额对波涌灌溉土壤中硝态氮浓度的影响

为深入研究波涌灌灌水定额对地下水硝态氮运移的影响,通过肥液（硝酸钾溶液）室内入渗试验,模拟研究了地下水位埋深150 cm条件下,灌水定额对肥液间歇入渗地下水水质的影响规律。结果表明：不同灌水定额地下水中硝态氮浓度具有相似的变化规律,地下水位埋深越浅,地下水中硝态氮浓度的增加量越大,即浅层地下水易受硝态氮的污染;灌水结束时,进入地下水中的硝态氮量最大;在同一灌水定额条件下,地下水中硝态氮的浓度总体上随时间增加呈增大趋势;灌水定额越大,随下渗水分淋溶进入地下水中的硝态氮越多,对地下水造成的污染越严重。     

施肥对菠菜产量和硝酸盐含量的影响

应用二次通用回归旋转组合设计,以N、P、K、有机肥料为试验因素,建立菠菜产量和NO3--N含量的回归方程.N肥和有机肥对菠菜产量和NO3--N含量均有极显著影响,所有互作效应都不显著.为了兼顾菠菜高产和较低NO3--N含量的生产目的,施肥量为:纯N 60～90 kg/hm2,P2Os 15～30kg/hm2,K2O45～67.5 kg/hm2,有机肥1125～2250 kg/hm2,预计产量和NO3--N量分别为:29104.9 kg/hm2≤Y≤33607.9 kg/hm2,2523 mg/kg≤YNO3-≤3461 mg/kg.     

日光温室番茄氮素资源综合管理技术研究

根据养分资源综合管理原理,应用氮素供应目标值结合PSNT(Presidedress.Soil.Nitrate.Testing)技术对日光温室春、秋季番茄主要生育时期0—30.cm土壤硝态氮进行实时监测并进行氮素追施调控。试验设计为:当春季目标产量为84.t/hm2时,在第一、二、三穗果膨大期每次追肥时采用N.300.kg/hm2的氮素供应目标值(0—30.cm土层NO3--N+灌溉水带入氮素+追施化肥氮素),之后每次追肥采用N.200.kg/hm2的氮素供应目标值;当秋季目标产量为75.t/hm2时,在第一、二、三、四穗果膨大期每次追肥时采用N.200.kg/hm2的氮素供应目标值,之后每次追肥采用N250.kg/hm2的氮素供应目标值。结果表明,与传统氮素处理相比,由于充分利用了来自环境的氮素养分(包括矿化态有机氮和灌溉水中氮素),氮素追施调控处理的番茄在春季生长后期(3至6穗果生长时期)、秋季生长前期(1至3穗果生长时期)没有追施氮肥;在氮肥总投入量分别减少62%和78%的情况下,番茄产量不降低,但显著降低了土壤—蔬菜体系中氮素表观损失量,作到了氮素资源的综合管理与作物的高效利用,减轻了过量施氮对环境产生的负面影响。     

长期地膜覆盖及不同施肥处理对棕壤无机氮和氮素矿化率的影响

长期地膜覆盖对土壤许多理化性质产生较大影响，但对无机氮和氮素矿化率的影响却鲜有报道。本文重点研究沈阳农业大学棕壤定位实验站（1987年开始）内长期地膜覆盖及不同施肥处理下土壤无机氮和氮素矿化率在整个生长季内的变化情况。结果表明，长期的地膜覆盖可以增加NO2^--N的积累，并抑制NO3^--N的迁移，但对NH4^＋—N的含量则影响不大；而且覆膜促进了土壤有机氮索的矿化，从而加速了NH4^＋-N和NO3^--N的释放进释．研究结果同时表明有机肥与无机肥配合施用比单一施用有机肥更能促进土壤的N素矿化。     

NH4+-N部分代替NO3--N对番茄生育中后期氮代谢相关酶活性的影响

采用砂培实验研究NH4 -N部分代替NO3--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100%NO3-)相比较,增铵处理(NH4 ∶NO3-=25%∶75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO3--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH4 -N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH4 -N部分代替NO3--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。     

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。     

太湖地区稻季的氮素径流损失研究

采用田间小区试验,连续三年研究了太湖地区稻季的氮素径流损失及影响因素,暴雨导致的田面水高度超过土面7 cm后通过管道流入径流收集池。结果表明:稻田氮素径流损失的主要形态是溶解态氮(DN),DN中的NH4 -N浓度基本低于NO3--N浓度,NH4 -N浓度受施氮水平的影响,而NO3--N浓度不受施氮水平的影响。稻田氮素的径流损失量为N 1.0~17.9 kg hm-2,占稻季施氮量的0.3%~5.8%。氮素径流损失量年际差异很大,在同一个稻季损失量随施氮量的增加而增加。氮素径流损失量与径流发生前田面水中氮浓度间的关系可用方程式y=ax b表示。通过调节施肥与暴雨的间隔时间、控制施氮量以及抬高田埂高度等措施,可以降低稻田氮素的径流损失风险。     

无机与有机肥配施下紫色土铵态氮、硝态氮时空变异研究——夏玉米季

研究分析夏玉米季几种施肥制度紫色土NH 4-N和NO-3-N含量时空分配特征结果表明,各处理土壤NH 4-N、NO-3-N含量负相关性强;土壤NH 4-N含量随时间呈“波浪”形变化,成熟期剖面含量呈“K”字型分布,而土壤NO-3-N含量则时空分布均较紊乱。降雨和作物根系分布是影响土壤NO-3-N运移的重要因子,降雨对土壤NO-3-N的淋溶影响显著,施肥改变了土体NO-3-N含量,增强淋溶的可能性,其淋溶趋势为纯化肥>纯猪粪>猪粪 化肥>对照(CK)处理;作物根系分布与土体NO-3-N的吸收与淋失密切相关,施用有机肥促进作物根系生长,有利于作物对深层次养分的吸收利用;合理施用有机肥猪粪对土体NO-3-N淋失有一定固持作用,阻碍了NO-3-N向下迁移。并指出应重视纯化肥尿素处理土壤NO-3-N移出下层土体(30~80cm)污染地下水体的危险性。     

不同光照条件下莴笋生长期间三种紫色土中氮素的变化

运用盆栽试验方法,研究了不同光照条件下,莴笋生长期间三种紫色土中氮素含量的变化,结果表明:三种土壤中氮素含量的变化因处理光照的强弱而有所不同,光照增强时,土壤中NH4+-N含量下降速度较快,光照较弱时则下降速度相对较慢;NO3--N含量的变化亦因光照强度的不同而有差异,但其同时也决定于土壤中NH4+-N的含量;三种紫色土相互比较,NH4+-N和NO3--N含量的变幅受光照强度影响的大小与土壤本身的肥力状况有关,其中肥力较低的石骨子土所受的影响相对较小,沙土所受的影响则稍大,肥力较高的大眼泥土所受的影响则最大;土壤中碱解氮含量的变化亦在一定程度上受土壤本身肥力状况的影响.     

1-羟甲基-3,5-二甲基吡唑(DMHMP)的硝化抑制效应初探

采用室内好气培养方法,以DCD为参比对象研究了新型硝化抑制剂1-羟甲基-3,5-二甲基吡唑(DMHMP)对土壤硝化作用的影响。研究结果表明,DMHMP同DCD一样对土壤硝化作用有明显的抑制效应,主要表现在三个方面:(1)可使土壤NH4+-N含量在整个培养期内显著高于不添加抑制剂的对照处理(P<0.01);(2)使土壤NO3--N含量显著低于对照处理(P<0.01);(3)添加硝化抑制剂处理土壤的pH下降幅度和速度均较对照处理有所降低.当添加DMHMP的量与DCD相等时,其硝化抑制作用不如DCD,而当其添加量为DCD的2倍时,其硝化抑制效果明显优于DCD.在培养的第7天至第21天之间,DMHMP具有最优的硝化抑制效应。     

不同施氮量对太湖地区新增设施菜地土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,研究了太湖地区大棚蔬菜不同施N量对土壤NO3--N累积及其土壤电导率、pH和蔬菜产量品质的影响.结果表明:土壤NO3--N的累积与施N量呈正比,种植两季蔬菜后,农民习惯施N下的土壤NO3--N从35 mg/kg上升到221.35 mg/kg;土壤电导率、pH与NO3--N含量显著相关,其中电导率与NO3--N的关系更为密切,相关系数达到0.832.NO3--N的累积导致蔬菜的产量与品质下降,与莴苣、芹菜施N量分别为312、384 kg/hm2的处理相比,农民习惯施N处理下的莴苣和芹菜产量分别下降了11.8％和33.9％,Vc含量下降了17％和36.6％,而硝酸盐含量增加了22.3％和32％,农民习惯施N处理下的两季蔬菜硝酸盐含量均达到三级污染,可危害人体健康.