滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量、品质和水氮利用的影响

【目的】水肥是限制作物增产的两大因子,不合理的灌溉与施氮不仅难于增加产量,还会增加土壤剖面硝态氮累积、降低作物品质及水氮利用效率。针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水和施肥存在的问题,通过滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量品质和水氮利用的影响,研究滴灌施肥条件下温室番茄高产优质高效的灌水施肥制度。【方法】通过温室番茄小区试验,设常规沟灌施肥（100%ET₀,N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2）以及3个滴灌水量（高水W₁：100%ET₀、中水W₂：75%ET₀、低水W₃：50%ET₀）和3个施肥水平（高肥F₁：N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2、中肥F₂：N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2、低肥F₃：N120-P₂O₅60-K₂O75 kg·hm^-2）,共10个处理,分析番茄生长产量、品质、土壤硝态氮分布以及水氮吸收利用对不同灌水量和施肥量的响应规律。【结果】与常规沟灌施肥相比,滴灌施肥增加番茄产量31.04 t·hm^-2、干物质量3 208 kg·hm^-2和总氮吸收量73.13 kg·hm^-2,增幅分别为46.9%、54.0%和82.4%,同时增加果实中维生素C（Vc）含量61.8%;降低土壤中硝态氮含量;水分利用效率（WUE）和氮肥利用率（NUE）分别增加46.4%和76.5%。滴灌施肥条件下,W₁F₂处理总干物质量最大（9 248 kg·hm^-2）,产量和植株氮素吸收量均与灌水量和施肥量正相关,增加施肥量带来的增产效应大于灌水,且W₁F₂处理产量和氮素吸收量增加幅度最大。增加灌水量,降低施肥量,WUE逐渐下降,NUE逐渐上升,W₃F₁处理WUE最大（47.7 kg·m^-3）,W₁F₃处理NUE最大（65.6%）,且W₃F₂处理的WUE和W₁F₂处理的NUE增加幅度明显大于其他处理。土壤中硝态氮含量受灌水、施肥以及水肥交互效应影响显著,随灌水量的增加呈先增大后降低的趋势,随施肥量的增加逐渐增大,在滴头正下方没有明显累积,在湿润土体的横向边缘产生累积,W₁F₂处理土壤中硝态氮含量较小,分布更均匀。增大灌水量显著降低番茄Vc、番茄红素和可溶性糖含量以及营养累积量;增大施肥量,品质含量以及营养累积量呈先增大后降低的趋势;W₃F₂处理获得最大的Vc和番茄红素含量及营养累积量,最大的可溶性糖含量及较大的营养累积量。【结论】温室番茄滴灌施肥技术能够达到高产优质和高效的目的,当追求产量和氮肥利用率时,高水中肥（W₁F₂：100%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理能获得较高的产量和NUE以及较低的土壤硝态氮含量;当追求品质和水分利用效率时,低水中肥（W₃F₂：50%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理获得最大的维生素C、可溶性糖和番茄红素含量以及较高的水分利用效率。     

黑土夏玉米施用生物质炭最佳施用时期和最佳用量

生物质炭作为一种新型的土壤改良剂,不仅可以维持土壤肥力、改善土壤退化和污染,也可提升作物长势及生产效率。以松嫩平原黑土区为研究对象,设置了3种生物质炭施加水平[C₅（5 t·hm-2）,C₁₀（10 t·hm-2）,C₁₅（15 t·hm-2）],各水平设置下3种施加方案[F₁（秋季施加）,F₂（春秋两季各施加一半）,F₃（春季施加）],同时设置1组对照[BL（无生物质炭施加）],共计10种处理。比较分析了不同处理条件下夏玉米Zea mays植株根系特征、氮素空间分布状况、根系呼吸强度以及氮素利用效率等指标差异,构建生物质炭用量与氮素利用效率以及收获指数之间的关联函数,进而阐述生物质炭调控模式与作物生产效率之间的作用关系,为寻求生物质炭合理、高效利用的管理模式提供理论指导。结果表明:夏玉米根系长势受生物质炭调节的影响较大,其中C₅F₁,C₁₀F₁和C₁₅F₁处理条件下植株根系长度分别相对于BL处理增加了1 009.10,1 640.05和1 270.24 cm,C₁₀水平效果较为明显。同时,在F₂和F₃方案下,3种不同生物质炭用量处理表现出相同的规律;生物质炭的调控作用有效抑制了土壤氮素的无效流失,并且在C₁₀F₁处理条件下,土壤的固氮效果达到最优;生物质炭的保水性和保肥性提升了作物根系的呼吸强度,随着生物质炭的施入量增加,作物呼吸强度效果表现出先增加后减小的趋势,适宜地增加生物质炭的用量可以有效提升植株根系的代谢活动;生物质炭的调控作用在一定程度上促进了作物产量的积累,随着生物质炭施入量的增加以及施入方案的调整,C₁₀F₁处理条件下的作物产量、氮素利用效率以及收获指数最高。另外,生物质炭的施入量与作物产量、氮素利用效率等指标之间具有显著的二次函数关系,表明生物质炭供应与植株生产力之间存在最佳阈值。     

水氮互作对冬油菜氮素吸收和土壤硝态氮分布的影响

【目的】针对西北地区冬油菜蕾薹期干旱频发,农民大量灌溉和施氮导致的环境问题,探究西北地区冬油菜蕾薹期适宜的灌溉量和施氮量。【方法】通过2年田间试验,研究分析蕾薹期不同灌溉量（不灌溉（I₀）、灌60 mm（I₁）和灌120 mm（I₂））和施氮量（不施氮（N₀）、施氮80 kg·hm^-2（N₁）和施氮160 kg·hm^-2（N₂））下,地上部干物质量、籽粒产量、氮素吸收与分配、土壤硝态氮分布和氮素利用效率的差异,其中全生育期不施氮（不基施、不追施）和不灌溉为对照处理（CK）。【结果】蕾薹期灌溉或施氮能显著提高冬油菜的地上部干物质量、籽粒产量、产油量和氮素吸收量。土壤硝态氮峰值所在的土层深度随灌水量的增加而明显下移,且峰值随施氮量的增加而明显增加,表现出明显的淋洗趋势。I₁N₁处理的土壤硝态氮累积量与I₀N₀处理间不存在显著差异,但与I₂N₂相比,却显著降低41.9 kg·hm^-2。I₀、I₁和I₂处理土壤硝态氮主要分布在0-40、40-80和80-160 cm。2个冬油菜生长季,I₂N₁处理的籽粒产量和产油量均最大,平均为3 385和1 429 kg·hm^-2;CK最小,平均为1 391和585 kg·hm^-2。与I₂N₁相比,2012-2013年（干旱年）I₁N₁处理的籽粒产量显著降低,但产油量无显著差异;2013-2014年（平水年）二者的籽粒产量和产油量均不存在显著差异。2年I₁N₁处理平均籽粒产量和产油量分别为3 264和1 358 kg·hm^-2,仅比I₂N₁降低3.6%和4.7%。I₁N₁处理的平均氮肥农学利用率比I₂N₁降低7.2%。【结论】为提高冬油菜籽粒产量和氮素利用效率,减轻土壤硝态氮的下移趋势和下移量,I₁N₁处理（灌溉60 mm,施氮80 kg·hm^-2）为较优的灌溉施氮策略。     

风沙土水肥一体化滴灌水量对玉米生长和产量的影响

为了探究风沙土地区水肥一体化条件下，滴灌水量对玉米生长、产量的影响，并找到玉米膜下滴灌的适宜灌水量，以京科968玉米为供试作物，基于完全组合试验，研究风沙土水肥一体化条件下不同灌溉水量对玉米生长性状、产量的影响。设置灌水量和氮、磷、钾等配对因素，灌水量设置3个水平：W₁处理(低水)、W₂处理(中水)、W₃处理(高水)。氮、磷、钾配对设置2个方式：F₁(作为底肥集中施肥)、F₂(多次追施)。磷肥、钾肥的总施肥量均为100 kg/hm²,氮肥的总施肥量为300 kg/hm²。结果表明，在集中施肥处理下，玉米株高随着灌水量的增加先升高后降低；玉米茎粗随灌水量的增加而先增大后减小，表现为F₁W₂处理>F₁W₃处理>F₁W₁处理；F₁W₁处理的叶绿素含量(SP...     

灌溉定额分配及水磷耦合对滴灌苜蓿 生长规律的影响

【目的】 研究不同灌溉定额分配及水磷耦合对滴灌苜蓿(Medicago sativa L.)生长规律的影响。【方法】 设3种灌溉梯度,分别为:5 250 m³/hm²(W₁)、6 000 m³/hm²(W₂)、6 750 m³/hm²(W₃),在灌水量为6 000 m³/hm²(W₂)下,设3种灌溉定额分配模式:(1)刈割前灌溉本茬次总灌水量的35%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的65%(F₁)、(2)刈割前灌溉本茬次总灌水量的50%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的50%(F₂)、(3)刈割前灌溉本茬次总灌水量的65%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的35%(F₃)。在三种灌溉梯度下分别设3种施磷模式为:施P₂O₅ 50 kg/hm²(P₁)、100 kg/hm²(P₂)、150 kg/hm²(P₃)。【结果】 不同灌溉定额分配条件下,各茬次F₂处理苜蓿植株达到最快生长速率的天数最少为17~18 d,F₁处理苜蓿生物量的增长空间最大,且受灌溉定额分配的影响最小;不同水磷耦合条件下,各茬次W₃P₂处理苜蓿植株达到最快生长速率的天数最少为15~16 d,W₁P₃处理、W₂P₃处理、W₃P₃处理苜蓿生物量的增长空间最大,W₃P₃处理受水磷影响最小。【结论】 在苜蓿达到最大生长速率15~18 d时进行水肥管理效果最佳,且刈割前灌溉本茬次总灌水量的35%,刈割后灌溉本茬次总灌水量的65%,以及适宜灌溉量(6 000 m³/hm²)与施磷量(P₂O₅ 100 kg/hm²)的有效耦合,均有利于建植第二年滴灌苜蓿生长潜力的有效发挥。     

肥料配施对小麦根系、根际土壤微生物及秸秆养分积累的影响

为了探索促进小麦根系生长和秸秆养分吸收的肥料配施方式,通过设置5个处理,即不施肥（CK）、100%化肥（F₁）、70%化肥+有机肥（F₂）、100%化肥+EM菌剂（F₃）、70%化肥+有机肥+EM菌剂（F₄）,以商麦178为材料,研究不同处理对小麦与根际微生物的影响。结果表明,从整体来看,根系活力和根条数从大到小排序为F₄>F₃>F₂>F₁>CK。其中F₄处理在苗期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期根系活力分别比对照增长83.78%、43.15%、68.63%、107.63%、102.14%,根条数分别达到14.9、26.3、46.1、57.3、37.3条。在根际微生物方面,F₄、F₃和F₂处理的小麦根际土壤细菌及真菌数量均高于F₁,且差异达显著水平（P<0.05）。F     

不同水肥管理与耕作措施对涝渍灾后稻田土壤养分和水稻产量的影响

【目的】针对环鄱阳湖受涝地区洪涝过后稻田水土环境质量退化的情况，研究不同水肥管理与耕作措施对涝渍灾后稻田水稻产量及土壤pH值与土壤养分含量变化的影响，以期为鄱阳湖区涝渍灾后稻田水肥管理与合理耕作提供理论依据和技术支撑。【方法】以涝渍灾后稻田土壤为研究对象，采用水稻盆栽试验，设2种耕作深度(18 cm T₀、22 cm T₁)与灌溉方式(常规淹灌W₀、间歇灌溉W₁)和3种施肥方式(稻草还田+单施化肥CK、稻草还田+化肥配施土壤调理剂F₁、稻草还田+化肥配施炭基肥F₂)，共组成12个处理，研究不同农艺措施对水稻产量及其构成、干物质积累量及土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾养分含量的影响。【结果】对于水稻产量，间歇灌溉处理高于常规淹灌处理，耕作深度22 cm处理高于18 cm处理。其中，耕作深度18 cm条件下，F₁+W₁T₀、F₂+W₁T...     

作物水肥耦合类型量化方法在华北冬小麦水氮配置中的应用

【目的】研究一种作物水肥耦合类型量化方法及基于这种方法的华北冬小麦水氮优化配置,丰富作物水肥耦合分析方法,为促进冬小麦水肥协同高效生产提供理论基础和实践依据。【方法】根据作物相对产量的真实值与理论值的差异显著性来判定某一具体水肥组合的耦合类型。2006—2016连续10年在黄淮北部进行了冬小麦季不同水氮处理的大田定位试验。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1水（拔节期75 mm,W₁）和2水（拔节期和开花期各75 mm,W₂）两个处理;施氮量为副区,设5个水平,分别为0 （N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,共10对水氮组合。研究冬小麦不同水氮组合的耦合类型及其年际转换特征,确选适宜的水氮配置。【结果】某一水肥组合相对产量真实值经统计检验显著高于其理论值,此水肥组合的水肥耦合类型即为“协同”（水肥互相促进）;真实值显著小于理论值,水肥耦合类型即为“拮抗”（水肥互相限制）;真实值与理论值没有显著差异,水肥耦合类型即为“加和”（水肥互不影响）。冬小麦W₂与不同施氮水平（N_x）组成的水氮组合的耦合类型及其年际变化特征受施氮水平的影响显著。W₂N₆₀水氮耦合类型10年平均为“拮抗”,定位第1—2年灌水限制施氮的增产作用,施氮限制了灌水的增产作用,水氮“拮抗”;定位第3 ^-25年耦合类型转变成“增水促氮,增氮促水”的“协同”;定位第6—10年又转为“拮抗”。W₂N₁₂₀的耦合类型在定位第1—4年为“加和”,第5年起就转为“协同”,10年平均为“协同”。施氮超过120 kg·hm ^-2的两水氮组合W₂N₁₈₀与W₂N₂₄₀的耦合类型各年度均为水氮互不影响的“加和”。【结论】基于作物相对产量真实值与理论值差异的显著性来定量判定某一特定水肥组合的耦合类型具有较强的可行性。黄淮北部冬小麦生产中, W₂N₁₂₀组合水氮协同增产效果显著,耦合类型长期为“协同”,因此,在一定年限内可作为该区冬小麦季适宜的水氮配置,年均产量水平维持在8.5 t·hm ^-2左右。     

融合镁元素的水肥多因子耦合对黄瓜综合营养品质的调控

目的 研究融合镁元素的水肥耦合对黄瓜综合营养品质的影响,为黄瓜高品质生产提供水肥管理依据。方法 以灌水量的灌溉上限占田间持水量的百分比（X₁）、施氮量（X₂）、施钾量（X₃）、施镁量（X₄）为试验因素,选用四因子五水平正交旋转组合1/2实施的方法,测定可溶性蛋白、游离氨基酸、可溶性糖、还原性糖、维生素C、硝酸盐6项指标的含量,采用AHP层次分析法、熵权法和基于博弈论的组合赋权法对各项指标赋权,并基于TOPSIS法构建黄瓜果实综合营养品质评价体系;在此基础上,进行回归分析建立黄瓜果实综合营养品质对水肥耦合响应的数学模型。结果 单一指标权重为：维生素C（0.2457）>还原性糖（0.2305）>游离氨基酸（0.1666）>可溶性糖（0.1390）>可溶性蛋白（0.1179）>硝酸盐（0.1003）;分析表明,在四因子耦合作用下,当施镁量为176.54—182.23 kg?hm ^-2、灌水量的灌溉上限占田间持水量的百分比为65.71%—67.61%、施氮量为490.78—512.16 kg?hm ^-2、施钾量为591.00—608.11 kg?hm ^-2时,黄瓜综合营养品质最好。 结论 水肥耦合对黄瓜综合营养品质具有显著影响,适当控制灌水量和施氮量、增加施镁量和施钾量对黄瓜综合营养品质的提高具有积极作用。     

2022 年 4 期目录

  目的  三倍体毛白杨作为华北平原重要的速生丰产树种之一,是我国木材战略储备的重要资源。滴灌水氮耦合技术已被广泛应用于人工林培育,掌握该栽培技术下毛白杨幼林细根生长、分布及形态特征,明确影响细根生长的重要环境因子,对精准水氮耦合策略的制定具有重要意义。  方法  以砂壤土立地条件下2年生毛白杨为研究对象,设置由?20 kPa（W20）、?33 kPa（W33）、?45 kPa（W45）3个灌溉水平和0（N0）、80 kg/（hm2·a）（N80）、150 kg/（hm2·a）（N150）、220 kg/（hm2·a）（N220）4个施氮水平组成的12个水氮耦合处理,并设置无灌溉施肥的对照处理,监测特定水氮耦合处理下（W20N220、W20N80、W20N0、W45N220、W45N0）幼林细根生长、分布及形态指标的变化规律,并分析对应土层土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮及土壤含水率与细根生长的关系。  结果  （1）滴灌水氮耦合及土层深度对细根生长及形态指标有显著影响（P < 0.05）。其中,W20处理能显著促进0 ~ 20 cm土层细根生长（P < 0.05）,细根趋于浅土层分布,而在W45N0处理下,0 ~ 30 cm土层比根长显著提高（P < 0.05）。（2）垂直剖面内,W20处理细根呈“由表层至深层降低”的分布规律,W45处理细根在不同土层内分布较均匀;水平方向上,细根分布呈“靠近树体,随径向距离增加而降低”的分布规律,但W20N220和W45N0处理细根生物量在同一径向位点无显著差异。（3）有机质、铵态氮和硝态氮均与细根生长呈显著的正相关关系（P < 0.05）,且相关性强弱的顺序为有机质 > 硝态氮 > 铵态氮。  结论  W20滴灌施肥处理能显著促进表土层细根生长,不同施氮量对细根性状无明显影响;三倍体毛白杨优先改变细根生物量在不同土层的分配及部分形态特征,而非改变细根总生物量以适应水氮资源的异质性;滴灌水氮耦合措施实施的过程中,应采取少量多次的灌溉施肥方式对0 ~ 30 cm细根集中分布土层及时补充水氮资源,提高资源的吸收利用效率。      

长期菌渣化肥配施对稻田土壤酶活性的影响及交互效应

  目的  探讨长期尺度上不同比例菌渣化肥配施对水稻Oryza sativa生育时期土壤酶活性的影响。  方法  在水稻田间长期定位试验条件下,设置化肥水平为常规施肥量的0%(C₀)、50%(C₅₀)、100%(C₁₀₀),菌渣相对用量0%(F₀)、50%(F₅₀)、100%(F₁₀₀)各3个水平,共9个处理,分析了水稻主要生育时期各处理土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性变化,以及菌渣化肥配施对土壤酶活性的交互效应。  结果  土壤酶活性随水稻生育时期的变化呈现出明显规律性,过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性分别为3.01~10.20 mL·g?1、0.20~2.04 mg·g?1、0.54~4.80 mg·g?1;在水稻不同生育期,各处理间土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性具有显著差异(P＜0.05)。菌渣化肥配施对水稻移栽前期的土壤脲酶活性提高有促进作用,且增强了水稻灌浆期和收获期的土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,其中过氧化氢酶活性和脲酶活性在C₁₀₀F₅₀处理最高,而蔗糖酶活性在C₅₀F₁₀₀处理最高。通径分析表明:有效磷、碱解氮和全氮分别对过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶影响最大,通径系数分别为0.69、1.80和0.69。菌渣化肥配施主要通过提高碱解氮质量分数促进土壤酶活性。交互性分析表明:菌渣化肥配施效应高于化肥和菌渣单施,并且对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性均有显著影响(P＜0.05)。  结论  菌渣化肥配施能够显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性,并且随施用量增加呈现先增高后降低的趋势;本试验条件下,C₁₀₀F₅₀处理是提高土壤酶活性和促进碳氮循环的最佳选择。图1表4参38     

夏玉米根系与土壤硝态氮空间分布吻合度对水氮处理的响应

【目的】根系是玉米吸收氮素营养的主要器官。在大田条件下,对夏玉米根系生长分布、根系与土壤硝态氮空间吻合度对不同水氮处理的响应,以及根系与土壤硝态氮空间吻合度指标的有效性进行研究,用以了解其时空分布及与土壤氮分布的吻合情况对玉米氮素吸收利用的影响。【方法】2011—2015年,设置不灌水+不施氮(W0N0)、不灌水+300 kg N·hm~(-2)(W0N1)、不灌水+360 kg N·hm~(-2)(W0N2)、大喇叭口期灌水+不施氮(W1N0)、大喇叭口期灌水+300 kg N·hm~(-2)(W1N1)、大喇叭口期灌水+360 kg N·hm~(-2)(W1N2)共6个水氮处理。各施氮处理下拔节期施氮30%、大喇叭口期施氮70%。大喇叭口期灌水量为750 m~3·hm~(-2)。在2015年玉米生长季,分别于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20 d和成熟期在玉米种植行和行间采集0—50 cm土体样品(每10 cm一层),测定夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量,并计算根系与土壤硝态氮空间吻合度。在成熟期采集植株样品,分析玉米氮素吸收量。【结果】随着玉米生育进程,种植行和行间0—50 cm土壤剖面夏玉米根长密度、根干重密度和硝态氮含量均表现出先升高后降低的趋势,根长密度和根干重密度峰值出现在吐丝后20 d,而土壤硝态氮含量峰值出现在大喇叭口期。在0—360 kg·hm~(-2)的范围内,夏玉米根长密度和吐丝期之前土壤硝态氮含量随施氮量的增加而增加,但玉米根干重密度和吐丝期之后土壤硝态氮含量先升高后降低,峰值出现在施氮300 kg·hm~(-2)处理。大喇叭口期灌水可以提高夏玉米生育后期根长密度和根干重密度,但降低了土壤硝态氮含量。随着土层加深,种植行夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD1-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD1-N)总体呈降低趋势,行间夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD2-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD2-N)总体呈先增加后降低趋势,峰值出现在10—30 cm土层。随着玉米生育进程,各土层RLD1-N、RWD1-N和RWD2-N以及0—40 cm土层RLD2-N呈先升高后降低变化趋势。与不施氮处理相比,施用氮肥提高了RLD1-N、RLD2-N、RWD1-N和RWD2-N。施氮量从300 kg·hm~(-2)增加至360 kg·hm~(-2)时,降低了0—30 cm土层RLD2-N、0—20 cm土层RWD1-N以及拔节至吐丝期间RLD1-N和0—20 cm土层RWD2-N,提高了40—50 cm土层RLD2-N、20—50 cm土层RWD1-N以及吐丝期之后的RLD1-N和RWD2-N。夏玉米种植行和行间根长密度和根干重密度与其硝态氮含量的吻合度与产量极显著正相关,但与氮素利用效率极显著负相关,且其相关性优于根长密度和根干重密度与产量及氮素利用效率的相关性。【结论】在大田条件下,施用氮肥可以提高夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量以及夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。但施氮量超过300 kg·hm~(-2)时会降低夏玉米生育前期上部土层的夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。根系与土壤硝态氮空间吻合度可以作为研究夏玉米氮素利用效率的有效指标。     

长期多形态氮添加对温带人工辽东栎林土壤N2O排放的影响

  目的  研究长期氮沉降对森林土壤可利用氮的浓度和土壤N₂O排放的影响,对于控制土壤温室气体排放、提高区域碳源汇评估的准确度等具有重要的意义。  方法  本文以温带森林土壤为研究对象,通过长期（11年）野外氮添加控制试验,采用静态箱/气相色谱法分析3种氮素添加水平（对照、低水平:50 kg/（hm2·a）、高水平:150 kg/（hm2·a））和3种氮素化学形态（硝态氮:NaNO₃;铵态氮:(NH₄)₂SO₄和混合态氮:NH₄NO₃）对温带人工林土壤N₂O排放通量的影响。  结果  （1）氮素形态和氮添加水平引起土壤NH₄+-N和NO₃?-N的显著累积,且NO₃?-N的累积效应远远高于NH₄+-N;（2）不同水平和形态的氮添加均促进了N₂O排放。低水平和高水平NaNO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃添加分别使土壤N₂O年累积排放量增加了87.39%和146.79%、86.13%和74.91%、98.67%和50.50%。长期氮添加对土壤N₂O排放的促进态势有所改变,高水平NH₄+-N和NH₄NO₃对土壤N₂O排放的促进效应低于低水平添加;（3）结合前期研究结果推测,硝化反应是温带人工林土壤N₂O排放的主导过程,NH₄+-N比NO₃?-N转化为N₂O的效率更高。  结论  本研究强调了长期野外监测的重要性,氮添加对土壤N₂O排放的影响具有阶段性,如果试验时间短,氮添加对温带森林土壤N₂O排放的促进效应可能会被高估。      

氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响

【目的】针对灌区膜下滴灌甜瓜栽培施氮不合理的问题,通过系统分析膜下滴灌条件下不同施氮量对甜瓜产量、土壤硝态氮累积及氮素吸收和平衡的影响,为河西灌区膜下滴灌甜瓜合理施用氮肥提供理论依据。【方法】试验采用膜下滴灌施肥模式,设置5个施氮水平：0（N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,在苗期、伸蔓期、膨大期和成熟期测定土壤剖面硝态氮含量,并结合成熟期产量和氮素吸收量,分析不同氮素用量对甜瓜产量、品质以及氮素平衡和土壤中硝态氮分布、累积的影响。 【结果】在施氮量为180 kg·hm ^-2时甜瓜商品瓜产量达到较高值,果实吸氮量和氮收获指数达到最大,甜瓜氮素吸收利用效率、氮素农学效率和氮素生理利用率变幅分别为39.59%—40.22%、56.61—61.44 kg·kg ^-1和142.98 —152.76 kg·kg ^-1;不同深度土壤NO₃ ^--N随施氮量的增加而增加,但同一处理中土层越深NO₃ ^--N含量越低;收获后NO₃ ^--N主要累积在0—40 cm土层,占试验监测土壤范围（0—100 cm）的46.74%—51.84%;施氮量与甜瓜吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量呈显著正相关,甜瓜吸收量占氮输出量的41.27%—41.36%,氮素残留量占42.62%—43.41%,表观损失占15.32%—16.02%。 【结论】在河西沙漠绿洲灌区甜瓜膜下滴灌种植中,氮素施入量以180 kg·hm ^-2为宜,有利于甜瓜氮素吸收利用能力保持在较高水平,降低氮素损失,达到氮素收支动态平衡以及高产优质高效的生产目的。     

林火对北京平谷区油松林土壤化学性质的影响

目的以北京平谷区油松林火烧迹地为研究对象,通过在不同火烧强度下养分含量、相关性关系以及主要养分比值的分析,探讨林火对北京平谷区油松林土壤化学性质的影响,以了解火烧后土壤养分资源的重新配置及其空间性差异,对火烧迹地的植被恢复和管理提供参考。方法按照过火强度,划分轻度火烧(L)、中度火烧(M)、重度火烧(H)3个强度的林地作为研究样地,选择相邻未过火林地(C)作为对照样地。调查和测定火灾发生后0.5年的0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm的土壤养分含量,采用单因素、双因素方差分析、相关性分析、LSD事后检验,研究不同火烧强度下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、铵态氮(NH₄+-N)、硝态氮(NO₃--N)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全磷(TP)、速效磷(AP)含量、碳氮比(C/N)、氮磷比(N/P)的变化。结果(1) 不同火烧强度在相同土层下,林火对TN影响不显著(P>0.05),对TP影响显著(P < 0.05),对其他所有指标影响极显著(P < 0.01);不同土层下,林火对TK影响不显著,对其他所有指标影响极显著(P < 0.01);各土壤养分在土壤中呈垂直分布特点。(2)火烧使土壤SOC、TN、AN含量呈现明显下降趋势,使TP、AP,TK,AK含量整体呈现增加趋势。(3)轻度过火使土壤NH₄+-N、NO₃--N含量下降;中度过火使土壤表层NH₄+-N含量升高、NO₃--N含量下降,下层NH₄+-N含量下降、NO₃--N含量升高;重度过火使土壤NH₄+-N含量升高,土壤表层NO₃--N含量升高,下层NO₃--N含量下降。(4)主要元素C、N、P三者之间相关性极显著(P < 0.01),TK与其他土壤养分相关性较不明显(P>0.05)。(5)C/N比在轻中度过火后少量下降,在重度过火后上升。N/P过火后皆下降,且过火前随土层深度增加,过火后相反,随土层深度降低。结论林火对土壤化学性质的影响极其重要,相同强度火烧会对不同土层土壤化学性质影响有区别,不同强度火烧使各土壤化学性质产生显著变化,对土壤养分资源的重新配置产生重要影响。      

生物质炭基尿素和普通尿素对毛竹林土壤氧化亚氮通量的影响

  目的  探索生物质炭基尿素和普通尿素的施用对毛竹Phyllostachys edulis林土壤氧化亚氮(N₂O)通量与环境因子的影响效应与作用机制,为研发减缓土壤N₂O排放的施肥技术提供科学依据。  方法  2018年9月至2019年9月,在杭州市临安区青山镇亚热带典型毛竹林样地布置野外控制试验。试验设5个处理:对照(不施肥)、低水平尿素(100 kg·hm?2)、高水平尿素(300 kg·hm?2)、低水平炭基尿素(100 kg·hm?2)和高水平炭基尿素(300 kg·hm?2)。采用静态箱—气相色谱法测定毛竹林土壤N₂O排放速率,分析在上述施肥处理下土壤N₂O通量、温度、含水量、氮素形态及相关酶活性的动态变化规律。  结果  低水平尿素和高水平尿素处理使毛竹林土壤N₂O的年累积排放通量增加了17.3%和36.0%,而低水平炭基尿素和高水平炭基尿素处理分别使其降低了3.1%和16.9%。尿素和炭基尿素处理均显著提高土壤铵态氮(NH₄ +-N)和硝态氮(NO₃ –-N)质量分数(P＜0.05);尿素处理显著增加了土壤水溶性有机氮质量分数以及脲酶和蛋白酶活性,而炭基尿素处理显著降低了上述3个指标(P＜0.05)。另外,在上述5个处理下,毛竹林土壤N₂O排放速率与土壤温度、NH₄ +-N、水溶性有机氮、脲酶活性和蛋白酶活性均存在显著相关性(P＜0.05)。  结论  与尿素相比,炭基尿素对毛竹林土壤N₂O具有显著的减排效应,主要机制是其降低了土壤水溶性有机氮质量分数和氮循环相关酶活性。图5表3参55     

不同形态氮素配比对雄性毛白杨苗木生长的影响

目的研究雄性毛白杨对不同氮素形态配比的响应, 为提高雄性毛白杨的氮素利用效率和科学施肥提供理论依据。方法以窄冠雄性毛白杨331幼苗为研究对象, 采用容器植苗方法, 设置不同形态氮素配比(硝态氮:铵态氮=0:100、75:25、50:50、25:75、100:0)、单一形态氮(酰胺态氮)和不施肥为对照, 测定毛白杨苗高、地径、生物量、叶片结构、根系特征和氮、磷、钾含量, 研究不同形态氮素配比对雄性毛白杨生长、生理结构和养分累积的影响。结果雄性毛白杨331在同一施氮水平下, 苗高、地径随着硝态氮比例的增大呈现先增加后稳定的趋势, 当硝态氮比例达到50%及以上时, 苗高、地径趋于稳定, 平均分别达到189.33 cm、21.84 mm; 根和茎的生物量随着硝态氮比例的增大而增大, 但硝铵比为75:25处理(0.84)的根茎比显著大于单施硝态氮的处理(0.68)。硝铵配比施肥对毛白杨叶片总厚度、细根的生长具有明显的促进作用, 50%及以上硝态氮处理下的细根根长和根表面积显著大于其他处理组合。高硝铵比(50:50或75:25)和尿素施肥处理均能有效促进植株茎、根的氮素积累, 但尿素处理苗木根系的磷含量显著低于高硝铵配比处理。结论硝态氮能够明显促进窄冠雄性毛白杨331的生长和养分积累, 毛白杨331具有明显的偏硝性。雄性毛白杨施肥时建议采用硝铵比为50:50至75:25的施肥配比。      

缓释肥施用量对紫楠容器苗生长的影响

以紫楠芽苗为试验材料,研究不同缓释肥施用量对紫楠容器苗生长指标和生理指标以及根系形态指标的影响,以筛选最佳缓释肥施用量,为紫楠容器育苗过程中精准施肥提供技术支撑。试验采用单因素随机区组设计,设置4个不同的缓释肥施用量处理:F₁ 2.0 kg·m^-3、F₂ 2.5 kg·m^-3、F₃ 3.0 kg·m^-3、F₄ 3.5 kg·m^-3,测定不同缓释肥施用量水平下的紫楠苗木生长指标、根系指标和生理指标。结果表明,不同缓释肥施用量对紫楠容器苗的形态生长指标、根系指标和生理指标存在显著影响。紫楠苗木各项测定指标基本随育苗基质中缓释肥施用量的增加而呈现先增高后降低的变化趋势。缓释肥施用量为F₃水平时,紫楠容器苗的长势最佳,苗高13.63 cm、地径5.03 mm,苗木单株干质量3.92 g·株^-1、侧根干质量1.16 g·株^-1,苗木根系总长204.28 cm、根系表面积157.51 cm²、根系体积12.46 cm³、总根尖数597个、一级侧根15.53条;同时,苗木叶片中叶绿素和营养物质含量均达到最大值。当缓释肥施用量增至F₄水平时,苗木各项生长指标和生理指标均出现下降的趋势,说明育苗基质中的养分浓度过高,对苗木生长和根系发育产生抑制作用,影响根系吸收营养物质。综合评价,可选用3.0 kg·m^-3缓释肥作为1年生紫楠容器苗培育过程中的推荐施肥量。