盘锦地区稻田田面水氮素动态变化及化学氮肥投入阈值研究

以水稻为供试作物,水稻土为供试土壤,采用田间定位试验的方法,以施肥后田面水中的总氮(TN)、NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度为指标,进行了施氮后田面水中氮素释放规律研究。结果表明,施肥后田面水中的总氮(TN)、NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度随着施肥量的增加而增加,随着时间的推移三者的浓度呈先上升后下降的趋势,一周后趋于稳定;以氮素表观盈余率和植株吸氮量为指标,从环境安全角度研究水稻生产化学氮肥投入阈值,初步确定试验区环境安全化学氮肥投入阈值为189.22～218.98 kg·hm^-2;以水稻产量为指标,进行了粮食安全氮肥投入阈值研究,初步确定试验区水稻生产粮食安全化学氮肥投入阈值为202.24～288.89 kg·hm^-2。综合考虑粮食安全和环境安全,试验区化学氮肥投入阈值为202.24～218.98 kg·hm^-2。     

清液肥对滴灌棉田NH3挥发和N2O排放的影响

为研究清液肥对滴灌棉田氮素气态损失的影响，试验共设5个处理：不施氮肥（N0）、常规化肥施氮300 kg·hm^-2（TN300）和240 kg·hm^-2（TN240）、清液肥施氮300 kg·hm^-2（LN300）和240 kg·hm^-2（LN240）。结果表明：施用氮肥会显著增加滴灌棉田土壤NH₃挥发和N₂O排放，各施氮处理NH₃挥发总损失量较N0处理增加1.7~3.8倍，N₂O累积排放量较N0处理增加1.8~2.7倍。常规施氮水平下，LN300处理较TN300处理NH₃挥发损失降低42.4%，N₂O排放减少14.1%；同一减氮水平下，LN240处理NH₃挥发损失和N₂O排放分别减少29.5%和18.9%。等量氮肥投入下，施用清液肥可显著降低土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N含量，土壤脲酶活性和反硝化酶活性也显著降低。相关性分析表明土壤NH₃挥发总量和N₂O累积排放量与0~20 cm土壤NH₄⁺-N含量、NO₃^--N含量、土壤脲酶活性和硝酸还原酶呈显著正相关，与土壤亚硝酸还原酶和羟胺还原酶无显著性相关。与常规化肥施氮相比，TN240、LN300和LN240处理棉花籽棉产量较TN300处理分别增加12.6%、9.1%和24.5%，LN240处理棉花籽棉产量较TN240处理提高10.6%。综上，清液肥施氮240 kg·hm^-2可显著减少滴灌棉田氮素气态损失，提高棉花产量，是一种值得推荐的施肥措施。     

长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响

在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,通过4年的田间定位试验研究了长期配施有机肥对水稻籽粒产量、氮素吸收利用和氮素淋失特征的影响。试验共设置5个处理:不施用氮肥(T₁)、常规化学氮肥300 kg·hm^-2(T₂)、优化化学氮肥210 kg·hm^-2+有机肥氮肥90 kg·hm^-2(T₃)、优化化学氮肥240 kg·hm^-2(T₄)、优化化学氮肥195 kg·hm^-2+有机肥氮肥45 kg·hm^-2(T₅).用稻田退水采集装置收集20、60 cm和100 cm深度的淋溶水,计算氮素淋失量。试验结果表明:在常规施氮和优化施氮水平下配施有机肥,水稻籽粒产量没有降低,氮肥利用率分别提高了5.2、1.9个百分点;配施有机肥可以显着降低田面水中的总氮浓度和土体中氮素淋失量,20 cm土层中总氮淋失量分别降低了9.99%和6.02%,100 cm土层中总氮淋失量分别降低了17.9%和9.3%;氮平衡特征计算结果表明,同等施氮水平下配施有机肥氮素表观损失量分别降低了12.1%和12.5%.与常规只施用化肥比较,配施有机肥可以显着降低氮素的淋洗损失,优化施氮水平下配施有机肥(T₅处理)为协调水稻产量和环境安全的合理选择。     

黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和氮肥利用率的影响

为探究黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下对棕壤氮素淋溶及氮肥利用率的影响，通过等温吸附试验，研究黄腐酸改性膨润土对NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸附性能。采用土柱淋溶试验和玉米盆栽试验明确不同施氮浓度下配施黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和籽粒氮肥利用率的影响，试验设置3个氮肥浓度，分别为农民习惯施肥（CN）、氮肥减量15%（CN1）、氮肥减量30%（CN2），并对3个施氮水平添加土质量0.2%的黄腐酸改性膨润土（XCN、XCN1、XCN2）。结果表明：黄腐酸改性膨润土对土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸附过程可用Langmuir模型较好地拟合，最大吸附量分别为27.28 mg·g^-1和43.37 mg·g^-1。黄腐酸改性膨润土可有效降低土柱NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋失，与CN处理相比，XCN处理NH₄⁺-N累计淋失量降低13.5%，XCN、XCN1、XCN2处理NO₃^--N累计淋失量分别降低38.13%、18.56%和35.75%。黄腐酸改性膨润土可显著提高土壤中氮素的留存和玉米籽粒的氮肥利用率，XCN、XCN1、XCN2处理比CN、CN1、CN2处理籽粒氮肥利用率分别提高7.94%、10.07%、79.17%。研究表明，黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下可有效降低土壤氮素淋失，提高作物氮肥利用率，具有潜在的农艺价值。     

养殖肥液不同灌溉强度下硝化-脲酶抑制剂-生物炭联合阻控氮淋溶的研究

为考察养殖肥液不同灌溉强度下，硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术（Nitrapyrin+NBPT+Biochar）对氮素淋失的抑制效果，本研究采用土柱模拟淋溶试验，测定淋溶液中铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、总氮（TN）的浓度以及土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N的含量，探究养殖肥液不同灌溉强度下Nitrapyrin+NBPT+Biochar技术对氮素淋失的影响。结果表明：硝化-脲酶抑制剂-生物炭阻控技术使淋溶液中NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN浓度降低了25.3%、53.6%、38.2%，累积淋失量减少了34.5%、61.0%、38.6%。该技术在灌溉强度增加30.0%、60.0%和100.0%后，仍使NO₃^--N淋失量减少了59.3%、55.1%、46.6%，TN淋失量减少了31.7%、27.1%、15.4%，土壤NH₄⁺-N增加86.5%、60.0%、44.5%。该研究中养殖肥液灌溉强度越大土壤氮素淋失风险越大，但是硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术明显抑制了氮素淋失，并且在增加一定灌水量范围内仍然有效果。     

沼液施用对贵州典型黄壤油菜地氮淋溶的影响

了研究西南喀斯特山区沼液灌溉氮淋溶风险,以及率定沼液还田安全施用量,以该区域典型土壤——黄壤为供试土壤,主栽作物油菜为供试作物,牛场沼液为施用材料,开展大棚盆栽试验模拟沼液灌溉,评估沼液灌溉氮淋溶风险,考察油菜农艺性状响应,率定沼液安全施用量。设置油菜不施肥（CK）、无作物施沼液（NP480,施氮量480 kg·hm^-2）、油菜施化肥（CF,480 kg·hm^-2）、油菜沼液低施用量（R120,120 kg·hm^-2）、油菜沼液中施用量（R240,240 kg·hm^-2）、油菜沼液高施用量（R480,480 kg·hm^-2） 6个处理,将化肥水溶或沼液稀释后按每12 d 1次、每次25 mm连续灌入12次。结果表明：沼液灌溉存在氮淋溶风险,该风险以NO-3-N负荷为主,NO-3-N淋溶风险随施氮量增加而增大,R480处理NO^-₃-N淋溶量分别是CK、R120、R240处理的2、1.8倍和1.4倍;同施氮量下,沼液灌溉氮淋溶风险低于化肥处理,CF处理TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N淋溶量分别是R480处理的3.8、2.3倍和2.9倍; R480处理的氮淋溶风险值得警惕,但油菜氮素吸收能够降低该风险,使TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N淋溶量分别降低34%、30%、32%;适量施用沼液（施氮量120 kg·hm^-2）相对CF处理能改善油菜农艺性状,但过量施用沼液（施氮量480 kg·hm^-2）不利于油菜生长。研究表明,西南喀斯特山区油菜黄壤沼液灌溉存在一定氮淋溶风险,综合考虑氮淋溶风险、油菜农艺性状和沼液消纳需求,沼液还田施氮量控制在240 kg·hm^-2以内为宜。     

生物炭用量对模拟土柱氮素淋失和田间土壤水分参数的影响

利用土柱模拟试验和田间试验,把由果树废枝干制备的生物炭以0,20,40,60 t·hm^-2和80 t·hm^-2的用量施入土壤,以探明不同用量的生物炭对土壤硝铵态氮素淋失和土壤水分的影响。结果表明,施用生物炭可降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N累积淋溶量,其中用量为80 t·hm^-2处理较对照分别降低了41%和18.6%（P＜0.05）;NO₃^--N淋溶主要集中在前三次,其淋溶量占总量的97.3%～98.8%,生物炭能增加NO₃^--N在土壤中的滞留时间,延缓淋失;在整个淋洗过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋失,其累积淋溶量占NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶总量的97.3%～98.14%;施用生物炭种植春玉米后,土壤含水率和总孔隙度增加不显著。     

引黄灌区灌淤土氮素淋失特征土柱模拟研究

采取土柱模拟实验的方法研究了不同施氮强度对宁夏引黄灌区灌淤土中氮素淋洗损失特征,以期为氮素淋失控制和合理施用提供科学依据。试验设5个氮水平,分别为对照处理(N0)、常规氮水平300 kg·hm^-2(N300)、优化氮水平(N240)、2倍常规氮水平(N600)、2倍优化氮水平(N480)。试验结果表明:不同施氮水平淋洗液中NO₃^--N的浓度表现出先升高后降低的趋势,浓度峰值出现的时间随施氮水平增加逐渐后移,NO₃^--N是氮素淋洗损失的主要形态,而NH₄⁺-N的淋失损失主要出现在淋洗前期,增加施氮量可以推迟各形态氮素峰值出现时间,增加淋失风险。N240,N300,N480和N600处理总氮累积淋失量分别为94.53、128.02、222.06 kg·hm^-2和268.6 kg·hm^-2,淋洗损失比例分别为39.38%、42.67%、46.26%和44.77%,当季施入稻田土壤的氮肥极易淋洗到100 cm深度以下,成为浅层地下水的潜在威胁。施入到灌淤土的氮素有39.38%～46.26%通过淋洗途径损失,各处理总氮累积量淋失规律服从对数方程Yt=a+blnt(R²=0.927～0.975)。     

土壤活性氮动态变化及氮素可利用性对紫云英翻压量的响应

通过田间定位试验,研究了减量化肥紫云英不同翻压量下土壤活性氮的含量、动态变化及氮素可利用性,探讨了紫云英鲜草的适宜翻压量和土壤氮素利用效率,为双季稻合理施用氮肥提供理论依据。在稻-稻-紫云英轮作体系典型时期紫云英翻压前、早稻分蘖盛期、早稻成熟期、晚稻分蘖盛期、晚稻成熟期分别采集土壤样品,监测稻田土壤微生物量氮（MBN）、可溶性有机氮（DON）含量动态变化及氮素可利用性,并分析晚稻成熟期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照（CK）处理相比,各施肥处理均提高了土壤全氮（TN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量,增幅分别为10.4%~21.2%、10.3%~44.1%和14.7%~52.9%。在翻压紫云英15.0~22.5 t·hm^-2时,土壤TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均随紫云英还田量增多而提高,之后则随还田量的增多而降低。与常规施肥处理相比,化肥减施下紫云英各翻压量处理均提高了土壤MBN、DON及活性氮含量,增幅分别为7.0%~28.7%、8.5%~22.5%和5.8%~26.6%,且随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的变化趋势,MBN和活性氮含量均在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON含量在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。MBN/TN在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON/TN在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。各处理不同时期土壤MBN、DON含量及MBN/TN、DON/TN有明显波动,总体来看,土壤MBN含量及MBN/TN在早稻分蘖盛期明显降低,早稻成熟期有所回升,至晚稻成熟期又逐渐降低;土壤DON含量及DON/TN在早稻成熟期降至最低,至晚稻成熟期再次上升。研究表明,减施40%化肥条件下长期翻压紫云英不仅能增加土壤活性氮含量,同时有利于提高土壤氮素可利用性,紫云英翻压量22.5~30.0 t·hm^-2时效果最好。     

施肥对浙北平原桑园地表径流中氮磷流失的影响

为了研究浙北平原区桑园氮磷径流流失负荷与肥料流失系数,开展了典型桑园原位定位试验,设置了常规施肥区和不施肥区对照处理,通过一个施肥周期（2年）内的径流氮磷流失量监测分析,研究了桑园氮磷养分的径流流失负荷与肥料氮磷流失率。结果表明,桑园年平均降雨径流系数约为0.253,一次施肥周期内常规施肥区TN和TP累积流失总负荷达到36.13 kg·hm^-2和3.49 kg·hm^-2,其中由施肥引起的N、P养分径流流失量分别达到6.415 kg·hm^-2和1.090 kg·hm^-2,肥料N、P径流流失系数分别为0.744%和3.047%。常规施肥区径流氮流失以可溶态为主,其中NO₃-N和NH₄-N分别占比约38.3%和14.4%;而常规施肥区径流液磷的流失以颗粒态为主,占比约为68.9%。施肥后前期的肥料氮磷养分流失较为严重,且磷流失风险比氮更大,施肥周期内桑园由降雨地表径流引起的氮、磷养分累计流失量与产流次数呈幂函数增加（R²>0.95）。     

辽河三角洲稻区两种合理氮肥推荐阈值的方法研究

为研究辽河三角洲单季稻区合理氮肥投入阈值，于2012、2014、2016、2018年依托长期田间定位试验，借助不同的分析方法，即产量-效应曲线法和土壤氮素平衡法，研究不同施氮水平（纯氮0~420 kg·hm^-2）对水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡的影响。结果表明：采用产量-效应曲线法得出辽河三角洲地区的理论施氮量为217 kg·hm^-2，采用土壤氮素平衡方法得出的理论施氮范围为221~235 kg·hm^-2。当施氮量为210~260 kg·hm^-2时，水稻产量（10 071~10 227 kg·hm^-2）及氮肥利用率（36%~43%）均较高，施氮量超过260 kg·hm^-2时，水稻氮肥利用率显著降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡三个指标，目标产量超过10 000 kg·hm^-2时，辽河三角洲地区氮肥施用推荐阈值为217~235 kg·hm^-2。本研究得到的推荐氮肥用量比当地农民常规用量（270~300 kg·hm^-2）降低了13%~28%，有效减少了氮素在土壤中的盈余与淋失风险，为该地区水稻减氮高产栽培提出了切实可依的理论依据。     

不同形态氮素对龙葵镉毒害的缓解效应

为探讨不同形态氮素对龙葵(Solanum nigrum)镉毒害的缓解效应, 采用温室盆栽试验, 研究了外源添加不同形态氮素(NO₃^--N[NaNO₃]、NH₄⁺-N[(NH₄)₂SO₄]和NH₄⁺-N+NO₃^--N [NH₄NO₃]),对40 mg·kg^-1 Cd胁迫下龙葵生长的影响。试验结果表明, 40 mg·kg^-1 Cd显着抑制了龙葵的生长;外源添加一定浓度的不同形态氮素可显着缓解龙葵的Cd胁迫:NH₄⁺-N对龙葵地上部生物量的增产效果优于NO₃^--N和NH₄⁺-N+NO₃^--N;不同浓度NO₃^--N的施加显着降低叶片CAT和POD活性, SOD活性呈先升后降趋势;CAT活性随着添加NH₄⁺-N浓度的增加先升后降, POD活性逐渐上升, SOD活性逐渐下降;叶片CAT与SOD活性随着NH₄⁺-N+NO₃^--N添加浓度的增加逐渐降低至稳定, 而POD活性则先升后降;叶片超氧阴离子产生速率、H₂O₂和MDA含量显着低于对照;NH₄⁺-N和NH₄⁺-N+NO₃^--N处理下的GR活性降低, 添加NO₃^--N的则先上升后下降。AsA含量和APX活性则较无外源氮素处理的龙葵升高, 较低浓度的NO₃^--N处理下GSH含量呈现随其浓度的增加逐渐升高的趋势。NH₄⁺-N对龙葵镉毒害的缓解效应优于其他两种处理方式。     

添加改性生物炭对黑土氮素吸附及淋溶特性的影响

【目的】探究金属离子改性生物炭对黑土氮素吸附和迁移特性的影响。【方法】以玉米秸秆为原材料，在450 ℃煅烧1.5 h条件下制备生物炭(BC)，分别用KCl、ZnCl₂、FeCl₃溶液对其进行金属离子负载改性(分别命名为K-BC、Zn-BC和Fe-BC)，并进行表征分析和氮素吸附试验，筛选出最佳改性生物炭；然后在黑土中添加质量分数0.3%的最佳改性生物炭(TB)，以黑土作为对照(CK)，探究这2个吸附体系的氮素吸附和迁移特性。【结果】Fe-BC对NO^-₃N和NH⁺₄-N的吸附量分别为24 632.79和5 253.68 mg/kg，确定Fe-BC为最佳金属离子改性生物炭。Fe-BC的比表面积和平均孔径较BC提升了9.35和6.67倍。CK和TB在pH为3时对NO^-₃-N的吸附量最大，CK在pH为9时对NH⁺₄-N的吸附量最大，TB在pH为5时对NH⁺₄-N的吸附量最大。相较于准二级动力学方程，Elovich方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附动力学特征；相较于Freundlich方程，Langmuir方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附等温线；CK、TB对NO^-₃-N的吸附反应是自发、放热且无序的，对NH⁺₄-N的吸附反应是自发、吸热且无序的。在氮素迁移试验中，TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的累积淋失量分别比CK减少53.19%和30.54%。【结论】黑土中添加Fe-BC可以有效增加对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附量，降低黑土中NO^-₃-N和NH⁺₄-N的淋失量，从而有效减少黑土中氮素的流失。     

包膜尿素与普通尿素配施对稻田氨挥发的影响

为有效减少平原河网双季稻种植区农田氮素（N）损失并提高N肥利用率，采用聚氨酯包膜尿素与普通尿素掺混一次性施肥技术，探究控释掺混肥对早稻季氨挥发损失及N肥利用率的影响。连续两年（2018—2019年）在湖南益阳开展田间试验，设置不施N肥（CK）、常规施肥（CF）、聚氨酯包膜尿素（PuCU）、聚氨酯包膜尿素与普通尿素以6∶4比例配比（0.6PuCU+0.4CF）共4个处理，采用半密闭通气法监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明： CF和0.6PuCU+0.4CF处理稻田氨挥发主要发生在移栽后10 d内，峰值出现于第2~3天和第10天；而PuCU处理整个早稻生长季氨挥发通量缓慢，略高于CK处理。早稻全生育期CF处理氨挥发损失量（率）最高，达39.48 kg·hm^-2（22.22%），N肥吸收利用率（NRE）和N肥农学利用率（NAE）分别为29.19%和13.82 kg·kg^-1；PuCU和0.6PuCU+0.4CF处理氨挥发损失量（率）分别为12.01 kg·hm^-2（3.91%）和20.70 kg·hm^-2（9.70%），NRE分别为60.22%和71.36%，NAE分别为18.99 kg·kg^-1和20.34 kg·kg^-1。其中，0.6PuCU+0.4CF和PuCU处理早稻季总计氨挥发损失量较CF处理分别降低47.57%和69.56%，而NRE分别提高163.08%和116.29%，NAE分别提高69.85%和55.97%。Elovich方程能较好地拟合稻田氨挥发累积量随时间的变化趋势，各处理相关系数均达到极显著水平。相关分析表明，早稻季氨挥发通量与田面水NH₄⁺-N浓度及pH呈显著正相关。研究表明，聚氨酯包膜尿素一次性基施能有效避免施肥后NH₄⁺-N的急剧升高，减少稻田氨挥发损失，并提高早稻N肥利用率，而将其与尿素按比例进行互配能进一步促进N素吸收，提高N素利用效率，但氨挥发减排效果较单施聚氨酯包膜尿素低。     

残膜对农田土壤养分含量及微生物特征的影响

【目的】探究残膜对土壤养分含量和生物学特征的影响,明确产生危害的土壤残膜强度限值,为中国残膜污染防治工作提供理论支撑。【方法】于2011—2015年在甘肃张掖设置0（CK）、150 kg·hm^-2（T1）、300 kg·hm^-2（T2）、450 kg·hm^-2（T3）以及600 kg·hm^-2（T4）残膜梯度试验,并测定不同残膜强度下土壤理化性状、微生物量碳氮、微生物群落丰度以及土壤酶活性等关键指标。【结果】残膜对土壤含水量、有机质（SOM）、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（Olsen-P）的影响较大,随着残膜强度的增加,土壤含水量显著增加（P＜0.05）,而SOM、TN、NO₃^--N以及Olsen-P显著降低（P＜0.05）,NH₄⁺-N则表现出先升高后降低的变化趋势。低残膜强度下,土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量增加,但高残膜强度（T3和T4）则会显著降低土壤微生物量（MBC和MBN）及微生物群落丰度（吸光值平均变化率、丰富度、Shannon指数、Simpson指数以及McIntosh指数）（P＜0.05）。土壤酶活性随残膜强度的变化趋势同微生物量碳氮含量基本一致,残膜强度为300—450 kg·hm^-2时,土壤中α-葡萄糖苷酶（AG）、β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维素酶（CBH）、木聚糖酶（BXYL）以及几丁质酶（NAG）活性普遍较高,残膜强度为600 kg·hm^-2时土壤酶活性显著降低（P＜0.05）。【结论】农田土壤中低量残膜存在下可通过保水作用提高土壤微生物活性及其丰富度,而当残膜强度超过450 kg·hm^-2时,土壤微生物量、微生物群落丰度和土壤酶活性显著降低;同时,长期残膜作用下会降低土壤SOM、TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N以及Olsen-P含量,引起土壤养分退化。因此,对于中国地膜残膜污染较严重的地区,应加大残膜防治工作力度,降低残膜引起的土壤退化风险。     

A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液对比研究

缺氧/好氧工艺（A/O）与序批式活性污泥法（SBR）是应用最为广泛的猪场废水厌氧消化液好氧处理工艺,但两者的处理性能孰优孰劣,目前尚无定论。基于此,本研究对比了实验室规模的A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能。结果表明：两种工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,出水pH值下降至6以下,平均NH_{4⁺-N去除率均低于50%,但SBR的NH4⁺-N去除率略高于A/O。补充碱度后,4个氮负荷（0.02,0.04,0.06,0.08 kg·kg^-1·d^-1）下,两种工艺的NH4⁺-N去除率提高到99%以上,但对COD、TN和TP去除的改善不明显,并且A/O与SBR对COD、NH4⁺-N、TN、TP去除效果无显著差异。活性试验表明,SBR的氨氧化活性和厌氧氨氧化活性高于A/O,但是反硝化活性要显著低于A/O。Stover–Kincannon模型与试验数据拟合良好（R²>0.9）,A/O和SBR对COD、TN、NH4⁺-N的最大去除负荷（Umax）分别为7.62、0.28、48.8 g·L^-1·d^-1和7.18、0.13、65.4 g·L^-1·d^-1,说明SBR有利于NH4⁺-N转化,而A/O有利于COD与TN去除。}     

河西绿洲灌区膜下滴灌水稻氮素平衡及氮肥投入阈值研究

为确定河西绿洲灌区膜下滴灌条件下基于产量及环境安全的水稻氮肥投入阈值,于2020、2021年在张掖节水农业试验站开展水稻膜下滴灌栽培田间试验,研究不同施氮水平（纯氮0、135、225、315、405 kg·hm^-2）对水稻产量、土壤矿质氮累积及土壤氮素平衡的影响。结果表明,水稻产量与施氮量呈显著的二次抛物线关系,最佳经济效益氮肥用量为222 kg·hm^-2,对应水稻产量为5 684 kg·hm^-2（最高产量的99.7%）。土壤矿质氮累积量与施氮量呈显著的指数相关关系,施氮量为225 kg·hm^-2时,矿质氮累积量为119 kg·hm^-2,与135 kg·hm^-2施氮量处理差异不显著,施氮量达到315 kg·hm^-2时,矿质氮累积量显著增加,并且出现由浅层向深层迁移的趋势;氮表观平衡值与施氮量呈显著线性正相关,土壤氮素达到表观平衡时,对应的施氮量为171 kg·hm^-2。综合考虑产量、矿质氮累积量、土壤氮盈余与施氮量的关系,得出河西绿洲灌区膜下滴灌水稻合理氮肥投入阈值为171~222 kg·hm^-2。该施氮量比最高产量氮肥用量降低10.8%~31.3%,既保证了水稻高产稳产,又有效降低了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该区域水稻减氮高产高效栽培提供了理论依据。     

缓释肥侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响

利用田间小区试验,系统研究了基于缓释肥料的侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明:与农民常规施肥处理(FP)比较,侧条施肥技术高缓释肥处理(HF)水稻氮素投入比农民常规施肥处理(FP)降低约40%,水稻产量没有显著降低,穗粒数比农民常规施肥处理增加了8.36%。侧条施肥技术显著提高了水稻地上部吸氮量和氮肥偏生产力,降低了氮素的表观损失量。侧条施肥各处理氮肥偏生产力在39.1~67.8之间,显著高于FP处理的23.7。FP处理氮素表观损失量高达174.2 kg·hm^-2,侧条施肥各处理表观损失量在23.2~61.9 kg·hm^-2之间。综合考虑水稻产量和环境因素,基于缓释肥料的侧条施肥技术是一种资源节约和环境友好的施肥技术。     

填闲作物消减蔬菜生产棚室土壤硝态氮潜力研究

为了明确填闲作物对棚室蔬菜土壤NO₃^--N的消减潜力, 揭示不同填闲作物消减土壤剖面累积NO₃^--N的特征, 并为探索阻控棚室蔬菜土壤氮素淋溶损失机制及预防地下水污染提供理论依据, 本研究以华北平原传统的棚室蔬菜轮作体系作为研究对象, 在蔬菜休闲期采用种植深根型填闲作物甜玉米、甜玉米+牛膝间作和白菊花的田间原位修复技术。结果表明:甜玉米和甜玉米+牛膝处理的总含氮量和吸氮量较高, 分别为20.11、19.62 t·hm^-2和240.34、287.56 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的5.81 t·hm^-2和57.13 kg·hm^-2;根长密度和根干重均随土壤剖面深度的加深而降低, 其中白菊花处理的根长密度与根干重在0~30 cm土层显著高于其他处理, 30 cm土层以下的根干重在各处理间无差异, 根长密度在数值上表现为间作甜玉米> 甜玉米> 白菊花> 间作牛膝;甜玉米对土壤剖面0~200 cm土层的消减量高达907.87 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的891.16 kg·hm^-2和甜玉米+牛膝间作的879.93 kg·hm^-2。因此, 在蔬菜作物轮作的间歇期, 种植填闲作物能有效地降低硝态氮在土壤中的累积, 控制土壤剖面硝态氮向下淋溶。     

暗管农田不同类型肥料对向日葵生长及土壤氮素分布的影响

为了探明暗管排水条件下不同肥料对作物生长和土壤氮素环境的影响，明确盐渍化暗管排水农田合理的施肥模式，采用田间试验，设置普通尿素（CK）、控释肥（CF）和有机硅水溶性缓释肥（OF）3个处理，在保证施纯氮量均为225 kg·hm^-2的情况下，对各处理向日葵生育期间的生长状况、产量和氮肥利用效率，以及土壤、排水中的氮素含量进行分析。结果表明：与CK相比，CF和OF处理均可提高向日葵各生育期株高、叶面积指数、光合速率及产量。其中，CF增产效果最为显著，两年内较OF、CK分别提高了14.07%和40.54%。此外，CF处理有利于0~40 cm土层土壤氮素的持续有效供应，可增加植株氮素积累量、氮肥偏生产力和氮收获指数，更好地促进作物对养分的吸收利用。与CK、OF相比，CF可有效减少向日葵收获后期0~160 cm土层NO₃^--N残留量，降幅分别为14.92%和7.87%。两年试验中各处理之间的暗管排水量、排盐量较接近，但NO₃^--N及NH₄⁺-N流失量差异明显，其中OF、CK处理下的NO₃^--N流失量分别是CF的1.25、1.50倍，NH₄⁺-N流失量分别是CF的1.22、1.95倍。研究表明，控释肥可以更好地促进作物对养分的吸收利用，提高氮肥利用率，显著增加作物产量，同时还可以降低土壤中氮素的深层淋洗，减少氮素流失量，是暗管排水条件下较为适宜的肥料品种。