北方褐土区土壤硝态氮运移动态及合理施肥调控

通过设计不同纯氮（N）施入水平（分别为0、150、300、600、900和1200 kg/hm^2共6个处理）,重点研究了北方褐土区夏玉米大田土壤硝态氮（NO3^--N）运移动态,并讨论了夏玉米N肥的经济环保施用量及其相关机制。试验结果表明,土壤-作物系统内土壤NO3^--N垂直方向上的运移有向上、向下两个方向。不同生育时期土壤NO3^--N运移特征不同,拔节期以前,0-40 cm土层随N肥用量的增加,土壤NO3^--N含量快速增加,40 cm以下深度土壤NO3^--N含量变化不明显,随植株的生长和根系的壮大,0-100 cm土层内的NO3^--N整体运移活跃。土壤有自动调节NO3^--N含量的功能,各土层NO3^--N含量均存在一个最低点,其中耕层为3.1 mg/kg附近;玉米旺盛生长期各土层内土壤NO3^--N饱和值在20.33 mg/kg附近,施肥量过多,NO3^--N向下运移,造成资源浪费和对土壤环境质量的威胁。北方褐土区夏玉米最高纯N施用量应控制在600 kg/hm^2以内,300 kg/hm^2（纯N）是最为环保、经济的施肥量。     

基于氮收支平衡的河套灌区春小麦农田灌溉和施氮策略

针对中国黄河中上游河套灌区不合理灌溉和施肥造成的土壤氮素流失严重及氮收支不平衡等问题,该研究于2019－2021年开展田间试验,探讨不同灌溉和施肥策略对土壤氮损失、作物氮吸收及氮收支的影响。试验设置了3个灌溉水平（高水I1：450 mm,中水I2：315 mm,低水I3：180 mm）和2个施氮水平（高氮N1：340 kg/hm2,低氮N3：170 kg/hm2）,此外,2020和2021年在中等灌溉水平I2下补充了中等施氮水平（250 kg/hm2,N2）,对不同处理的土壤氮损失、作物氮吸收及氮收支等指标进行了对比分析。结果表明,肥料氮是农田氮输入的主要来源,其次是灌溉水、大气沉降和非豆科作物固定。作物吸氮占土壤氮输出的比例最大,其次是NO3--N淋失、NH3挥发和N2O排放。对于氮输入而言,其值随着灌水量和施氮量的减少而降低。对于土壤氮输出而言,减少灌水量和施氮量可显著降低土壤总氮损失量,但过低的灌水量和施氮量将导致小麦吸氮量的降低。传统的N1施氮处理可导致土壤氮素盈余,而施氮量降低50%的N3处理则导致土壤氮素大量亏缺。对照处理（I1N1）的土壤氮损失量最高,该处理氮损失占土壤氮输出的比例高达23%～41%,其中NO3--N淋失和NH3挥发占总氮损失的95%以上。与对照处理相比,I2N2处理可减少21%～29%的氮损失,且作物吸氮几乎未受到影响。同时,该处理土壤氮素处于轻度亏缺状态,其亏缺量为28～50 kg/hm2,占总施氮量的11%～20%。若在收获后将4～8 t/hm2的小麦秸秆还田,则可保持麦田土壤的氮收支平衡。因此,通过改善灌溉和施肥策略并配合适当的秸秆还田可以有效缓解河套灌区春小麦农田的氮损失且实现土壤氮平衡,该研究可为干旱半干旱地区春小麦农田可持续生产和氮污染物减排提供科学依据。     

氮钾肥施用对土壤有效养分和盐分及番茄生长的影响

通过土培盆栽模拟试验,研究氮、钾肥施用量对土壤有效养分、水溶性盐分及番茄生长的影响。结果表明：随着氮、钾肥施用量的增加,土壤NO3--N、速效钾及土壤水溶性盐分含量均显著增加,氮、钾肥施用量与土壤NO3^--N、速效钾含量为极显著线性关系,每施纯氮0.1 g/kg土（相当于225 kg/hm^2）,增加土壤NO3^--N 50.5 mg/kg,每施K2O 0.1 g/kg土,土壤速效钾增加79.5 mg/kg;施氮对水溶性盐分含量的增加为施钾的2倍,土壤水溶性盐分含量超过0.8 g/kg后,盐分含量与番茄生物量、开花率呈极显著负相关关系,土壤盐分含量为0.9 g/kg时,显著抑制番茄生长并延迟其生育期,而叶绿素含量相对增加;番茄叶片中脯氨酸含量与土壤水溶性盐分含量间呈极显著正相关。日光温室栽培土壤盐分累积影响作物生长在外观上的隐蔽性应引起人们的重视。     

黑河绿洲新垦沙地农田灌溉与施氮量对春小麦产量及水分利用效率的影响

采用完全随机裂区试验设计，灌溉量作为主处理，施氮量作为副处理，在黑河流域新垦沙地农田进行了春小麦生产试验研究。结果表明，灌溉与施氮对春小麦产量、产量构成要素及水分利用效率产生显著性的影响。在各施氮处理下，春小麦产量、产量构成要素随灌溉量增加而增加，产量、单粒质量与粒数在0．6ET（ET为估算春小麦生育期耗水的灌溉量）处理分别比1．0ET处理下降21．98％、14．68％与9．10％。0．6ET的水分利用效率显著高于0．8ET和1．0ET，0．8ET与1．0ET两者相差不显著。在各灌溉处理中，施氮221kg／hm^2与其他施氮处理相比，其产量及产量构成要素最高，同时，各灌溉处理最佳经济施氮量相差不大（226．8～227．9kg／hm^2），小于最大产量的施氮量（277．4～305．1kg／hm^2）。研究表明，黑河流域新垦沙地农田以0．6ET灌溉与221kg／hm^2施氮组合可以获得相对高的产量与高水分利用效率。     

灌溉、施肥和浅水埋深对小麦产量和硝态氮淋溶损失的影响

利用ArcGIS9.0软件中嵌套地质统计模块分析河套灌区浅层地下水埋深（2009年）空间分布状况,结合在2010年3－7月间开展的灌溉量、施氮量和浅层地下水埋深对春小麦产量和土壤中硝态氮淋溶损失影响的显著性以及最优组合研究,确定出适用于河套灌区内不同区域的春小麦农业管理的最优综合模式。研究表明,表层（0～80 cm）土壤含水率随着浅水埋深的增大而减小,当浅水埋深≥2.0 m时,在同一浅水埋深水平下灌溉量成为土壤含水率显著影响因子;对春小麦产量影响程度高低是浅水埋深＞灌溉量＞施氮量,影响显著因子为浅水埋深;对硝态氮淋溶量影响程度高低是灌溉量＞施氮量＞浅水埋深;灌溉量对硝态氮淋溶影响呈极显著性,施氮量对其影响呈显著性,而浅水埋深起到辅助作用。灌区年均浅层地下水埋深主要有3个阈值：1.25～1.75、1.75～2.25和2.25～3.00 m。在灌区内浅水埋深不同区域内（1.5、2.0和2.5 m）时,三因素最优综合组分别为灌溉量（280 mm）+施肥量（尿素150 kg·hm-2,二铵165 kg/hm2）、灌溉量（320 mm）+施肥量（尿素150 kg/hm2,二铵165 kg/hm2）和灌溉量（360 mm）+施肥量（尿素255 kg/hm2,二铵375 kg/hm2）。     

两种土壤不同施氮水平对稻田系统的氮素利用及环境效应影响

在非完全淹水稻田中,研究了不同施氮水平分次施氮对植株氮吸收、土壤中氮素的积累和渗漏水氮素污染的影响,结果发现:水稻植株氮积累量随施氮水平的增加迅速提高,但施氮超过225kg/hm2后,水稻吸氮基本保持不变;土壤中的氮累积情况表明,小于75kg/hm2的施氮不利于土壤肥力的保持,超过225kg/hm2后土壤氮累积严重;渗漏水平均含氮浓度与施氮水平密切相关,相关系数为0.943。分次施氮的效果表明,植株吸氮高峰集中在拔节期至孕穗期,土壤氮累积在基肥施后迅速增加,渗漏水含氮量的高峰集中在每次施肥后的小段时间内,特别是基肥施后达到其最大值。这说明通常施用占总施氮量50%以上的稻田基肥可能是引起土壤氮累积、流失和地下水污染的重要原因,应宜减少。     

施氮与灌水对夏玉米土壤硝态氮积累、氮素平衡及其利用率的影响

通过田间裂区试验研究了不同施氮量(N 0、150、210和270 kg/hm2)和灌水量(900、1200、和1500 m3/hm2)对夏玉米土壤硝态氮分布累积、氮素平衡以及氮肥利用率的影响。结果表明,夏玉米收获期各处理土壤硝态氮在表层(0—20 cm)含量最高,在0—200 cm剖面均呈现先减少后增加再减少的变化趋势;土壤剖面NO3--N累积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。作物吸氮量、氮素表观损失量均与施氮量和总氮输入量呈显著相关,氮素输入量每增加1 kg,作物吸氮量仅增加0.301 kg,而表观损失量增加0.546 kg,是作物吸氮量的1.8倍左右。随施氮量的增加土壤剖面中NO3--N的损失量逐渐减少。夏玉米子粒吸氮量和收获指数随施氮量的增加有增加的趋势;氮肥回收效率和氮肥农学效率均以处理W1500N150最高,分别为46.15%和12.98kg/kg;氮肥生理效率以处理W1200N150最大,为34.49 kg/kg。本试验条件下,以水氮处理W1500N150的土壤硝态氮残留量、表观损失量较低,夏玉米氮肥回收效率和农学效率较高。     

滴灌施氮对高垄覆膜马铃薯产量、氮素吸收及土壤硝态氮累积的影响

通过田间试验研究了高垄覆膜滴灌条件下施氮量（N 0、90、180、270、360 kg/hm2）对马铃薯产量、土壤硝态氮积累、氮素平衡及氮肥利用率的影响。结果表明,N180处理的马铃薯块茎产量最高。马铃薯收获期各处理硝态氮含量为表层土（020cm）最高,且在0120 cm剖面呈现降低的趋势;各处理040 cm土层硝态氮积累量占0120cm土层硝态氮积累总量的47.74%～53.17%。施氮量与马铃薯吸氮量、土壤硝态氮残留量、氮素表观损失量呈显著正相关,马铃薯吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量分别占增加纯氮的37.93%、45.99%和16.08%。马铃薯块茎吸氮量和收获指数随着施氮量的增加有增加的趋势;氮肥吸收利用率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用效率均以N 90处理最高,分别为67.97%、68.06 kg/kg和154.92 kg/kg。在内蒙古阴山北麓马铃薯主产区,覆膜滴灌施氮量应控制在90～180 kg/hm2。     

不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用率及氮平衡的影响

通过田间小区试验研究了不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用率、硝酸盐淋溶及氮平衡的影响。结果表明，施氮对夏玉米子粒有显著的增产作用，但随施氮量的增加产量变化不大。氮肥利用率在9．2％-22．6％之间，随施氮量的增加而降低。施氮可明显提高0-160cm剖面土壤NO3^--N含量，而且随深度的增加NO3^--N含量呈降低趋势，累积峰主要在20—60cm之间。玉米收获后，随着施氮量的增加氮素的损失量增加，各施氮处理的硝态氮残留量在121～221kg／hm^2之间，以N250处理的残留量最高，残留率近65％。     

协调水稻产量和品质的植株临界氮浓度的确定

根据植株氮营养状况指导优质米生产具有重要意义。试验以五优稻4号为供试材料,以密度为主区（密度分别为每平方米18穴和25穴）,氮量为副区（氮量分别为0、75、105、135 kg hm?2）,测定水稻植株全氮、籽粒无机氮含量、水稻产量和品质等指标,以期为实现水稻丰产优质提供理论依据。结果表明:施氮量和水稻产量呈2次曲线关系,最高产量施氮量为113 ~ 119 kg hm?2,经济合理施氮量为110 ~ 116 kg hm?2;随着施氮量增加,各个时期水稻植株含氮量,收获期籽粒铵态氮和硝态氮含量显著提高,N105处理与N0处理间上述指标差异均显著（P < 0.05）,而 N105和N135处理间只有籽粒无机氮含量差异显著;施氮后籽粒蛋白质含量有增加趋势,随着施氮量增加稻米食味值下降,N135处理食味降低超过10%（P < 0.05）,其他处理间差异不显著。密度增加,水稻氮素积累量增加,产量提高了11.4%;稀植有利于提高地上部含氮量、籽粒铵态氮和硝态氮含量;稀植出米率提高了4.77个百分点（P < 0.05）,食味值有降低趋势。根据肥料效应函数以及施氮量和植株含氮量关系函数,拔节期和抽穗期,D1密度下植株临界氮浓度分别为15.26 ~ 16.18 g kg?1和22.65 ~ 25.98 g kg?1,D2密度下对应值分别为11.71 ~ 12.94 g kg?1和20.73 ~ 23.24 g kg?1。上述结果表明,合理密植有利于水稻高产,氮量过高不利于水稻高产和优质。在水稻丰产和优质的情况下,氮肥用量在91 ~ 105 kg hm?2比较合适,抽穗期叶片含氮量24.82 ~ 25.98 g kg?1（D1）和22.18 ~ 23.24 g kg?1（D2）可以作为协同实现水稻丰产优质的诊断指标。     

不同耕作方式下水分管理对水稻氮素吸收利用的影响?

2008年早季和晚季,以桂旱1号和金优253为试验材料,盆栽条件下利用15N示踪技术研究了湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式下和免耕、常耕2种土壤耕作方式下水稻氮素与吸收利用的差异。结果表明：（1）湿润灌溉栽培降低了2种耕作方式水稻的氮肥吸收量,其中对基肥和分蘖肥吸收量的降低达显著水平;（2）湿润灌溉栽培时施入稻田中的氮肥被当季水稻吸收利用的比率下降,在土壤中的残留比率增加;（3）常耕条件下,湿润灌溉水稻氮素吸收总量明显低于水层灌溉和交替灌溉水稻,但免耕条件下湿润灌溉对水稻氮素吸收总量的影响比较小;（4）湿润灌溉时水稻产量和氮素的生产效率下降。     

盐渍化灌区不同水肥条件向日葵氮磷利用率及淋失规律

针对内蒙古河套灌区水肥利用率低、土壤盐渍化严重的现状,采用田间试验研究不同处理(常规灌水施肥、节水节氮、常规灌水不施肥)对向日葵产量、株高、生物量、氮肥利用率、磷肥利用率的影响,分析土壤剖面N、P分布情况及田间N、P流失途径、流失量。结果表明,葵花田在当地常规灌水施氮的基础上节氮节水各20%后,向日葵氮的利用率提高了36.15%,流失的氮素显著低于常规灌水施氮处理。因此,试验区具有很大的节氮空间,优化施氮技术应大力推广。氮肥在淋洗过程中大部分会随渗漏液淋失,而磷肥随渗漏液流失量较小。     

施肥对设施番茄-黄瓜养分利用与土壤氮素淋失的影响

以宁夏引黄灌区设施番茄-黄瓜为研究对象,利用田间定位试验,研究了不同施肥措施对蔬菜产量、养分吸收利用及淋溶水产生和氮素淋失动态的影响,并对氮素淋失量及淋失率进行了分析。结果表明,常规施肥和优化施肥间番茄和黄瓜果实产量差异都不显著,养分吸收量顺序为:K＞N＞P。两季蔬菜的N、P肥利用率都不到7%,而K肥利用率最高仅12.3%。氮素淋失量与施肥灌水和蔬菜生育时期密切相关。同一施肥处理下,黄瓜季氮素淋失量高于番茄季;氮素淋失以硝态氮为主,占总氮比例70%以上。番茄季总氮、硝态氮淋失率分别为2.95%～6.65%和2.50%～5.56%;黄瓜分别为3.40%～6.96%和2.89%～5.70%。两季蔬菜铵态氮淋失率都低于1%。通过优化化肥用量和施用高C/N比有机肥或秸秆调节土壤C/N,有利于降低氮素的淋失量,从而减少氮素的损失。     

作物吸氮效率的试验研究

考虑灌水施肥两方面的影响因素 ,在试验资料的基础上 ,本文初步探讨了水、肥与作物产量的关系 ,分析了作物吸氮效率的内涵 ,建立了单因素氮素生产函数、双因素水肥生产函数 ,为北方缺水地区制定节水灌溉与科学施肥提供了依据。     

灌水次数对绿洲春玉米田氮素损失及水氮利用效率的影响

该文研究灌水次数对绿洲农田氮素损失及水氮利用效率的影响。2015年在甘肃省武威市石羊河流域绿洲农田设置了5种灌溉施肥处理:分别为传统施肥(N_1)+传统灌水4次处理(I_1N_1),优化施肥(N_2)+优化灌水4~7次处理(分别为I_2N_2、I_3N_2、I_4N_2和I_5N_2)。应用农田水氮管理模型(soil water heat carbon and nitrogen simulator,WHCNS)模拟分析了不同灌水次数下的作物产量、水氮动态过程及水氮利用效率,最后应用综合指数法筛选了农田最佳的水肥管理方案。结果表明:模型模拟的土壤含水率、土壤硝态氮含量、作物产量和叶面积指数与实测值均吻合良好,一致性指数在0.74及以上。5个处理中I_3N_2处理的春玉米产量、水分和氮素利用效率均最高,分别为17 077 kg/hm~2、3.23 kg/m~3和40.1 kg/kg。I_1N_1处理的水分渗漏和硝态氮淋失量均最大,而I_5N_2处理的最小。在灌溉定额一定的条件下,随灌水次数增加,水分渗漏量逐渐减少,同时硝态氮淋洗和氨挥发也逐渐减少,而反硝化和作物吸氮量逐渐增加。综合指数法评价结果表明I_3N_2处理为该地区最佳的水肥管理方案。因此,在该地区适当增加灌水次数和减少单次灌水量,不仅可以维持作物产量不变,而且显著减少了水分渗漏和氮素淋洗,同时提高了水氮利用效率。结果可为荒漠绿洲地区制定合理的水肥管理措施提供指导。     

氮肥运筹对滴灌甜菜产量、氮素吸收和氮素平衡的影响

以甜菜品种"Beta356"为材料,研究了氮素运筹[甜菜叶丛快速增长期、块根膨大期和糖分积累期的氮素追施比例分别为6∶3∶1、5∶3∶2、4∶4∶2(用N1、N2、N3表示),不施氮素的处理为对照(用CK表示)]对滴灌甜菜产量、氮素吸收和氮素平衡的影响。结果表明:各处理甜菜产糖量为N3N2N1CK,氮素运筹间差异不显著。与N1处理相比,适当降低叶丛快速生长期的氮素施用比例,有利于提高氮肥表观利用率和氮肥表观残留率,降低氮肥表观损失率。其中N2处理的氮肥表观利用率和氮肥表观残留率分别比N1和N3处理提高了-3.00%和22.00%,108.22%和-0.14%,N2处理的氮肥表观损失率分别比N1和N3处理降低了262.40%和65.25%。综合考虑产量、氮素利用和氮素平衡认为,N2处理具有较高经济效益和环境效益,是北疆滴灌甜菜合理氮素运筹模式。     

不同水分和氮肥水平对冬小麦吸收肥料氮的影响

田间微区条件下用15N研究了不同水分和氮肥水平对冬小麦氮素吸收及化肥氮的去向。结果表明 ,4次灌水省肥处理的全氮吸收量高于节水省肥处理 ,节水常规施肥量处理的全氮吸收量高于省肥处理 ,但小麦籽粒氮素收获指数降低。 4次灌水处理的肥料氮损失率提高 ,氮肥当季利用率和土壤残留率均低于 2次灌水的相应氮肥处理。同一水分条件下 ,常规施肥量处理的氮肥当季利用率和土壤残留率低于省肥处理 ,损失率提高。等量氮肥不同施肥方法间的比较 ,全部基施处理的损失率下降 ,肥料氮回收率高于分次施肥处理     

滴灌施肥时机对设施蔬菜产量品质与氮肥利用效率的影响

为了提高设施蔬菜滴灌水肥利用效率,在日光温室内开展了为期15个月不同滴灌施肥时机对设施蔬菜产量品质、土壤-蔬菜系统中氮素分布、氮素平衡和氮素利用效率的研究。结果表明:滴灌施肥时机对果实产量、全氮和硝酸盐含量有显著影响,灌水中前期施肥处理产量、全氮和硝酸盐含量均较高,随着施肥时段向后推移,蔬菜吸收氮素先增大后减小;灌水后期施肥处理在收获后各层土壤硝态氮含量最低且消耗量最高,灌水中期施肥处理土壤-蔬菜系统表观损失和氮盈余小,较其他处理低15.35%~59.13%;灌水中期施肥处理氮肥偏生产力和氮肥表观利用率高于前后期施肥处理,3茬平均氮肥表观利用率T2处理高于其他处理7.09%,7.41%,11.48%。施肥时机对土壤-蔬菜系统产量品质和氮素分布等综合影响明显,推荐滴灌施肥过程中尽量使施肥时机保持在灌水过程的中期。     

Irrigation and Nitrogen Fertilization Effects on Soil Chemical Properties and Cotton Yield

A 2-year field experiment was conducted in central Greece (Platykampos, Larissa) to investigate productivity parameters of cotton under conditions of water stress. A Latin square split-plot design with three replications was used to evaluate the effect of three irrigation levels (250, 350, and 450 mm) and three fertilization rates (60, 110, and 160 kg N ha^–1), where irrigation level was the whole-plot factor and the fertilizer was the split-plot factor. The results showed that irrigation level had no significant effect on soil chemical properties, but these only changed with fertilizer application. Concentration of soil nitrates increased in proportion to the amount of applied fertilizer in early July. The associated rise in electrical conductivity (EC) was not sufficiently high as to adversely affect salt-tolerant cotton. The soil acidity produced during formation of nitrate was evident by a soil pH decrease of 0.2 units in the high fertilizer application. A great decline of nitrate N and EC and a rise of pH in all treatments in early August indicated rapid N uptake by the crop during the late stage of vegetative growth. In contrast, cotton yield was not affected by the rate of fertilizer application but by the level of irrigation. This is the reason that correlations between soil properties and yield were insignificant in early July and August. It appears that there was sufficient N available to the crop from sources other than fertilizer N (soil-derived N and irrigation N). Preplant soil nitrates were greater than residual nitrates in the second growing season and indicated depletion of soil mineral N pools of the order of 36 kg N ha^–1 in the 0- to 25-cm depth. Significant negative correlations between soil properties and cotton yield appeared only at the end of the season and indicated that depletion of soil mineral N increased with increasing crop N requirement or irrigation level.     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明:向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综合考虑向日葵氮素吸收利用及土壤中氮素残留情况,225 kg/hm²施氮量下氮肥利用率为27.4%,氮肥残留率为32.3%,氮肥损失率为40.3%,是中度盐渍化农田较适宜的施氮量。