土壤无机氮残留的施氮影响及调控研究进展

土壤无机氮残留与生态环境安全以及土壤氮素有效性、氮肥减量施用等紧密关联,日益成为生态、环境、土壤和植物营养等学科十分关注的热点之一.氮肥（化肥和有机肥）是耕作土壤无机氮残留的主要来源,并产生重要影响.通过合理施肥等,可以调控土壤中残留无机氮含量.今后,可在最佳经济施氮量的确定和植物性硝化抑制剂等方面作更多的研究.     

氮肥对农业的影响与科学施用策略

本文综述了氮在生物圈的循环转换过程以及氮对植物生长与土壤的作用；阐述了氮肥对农业生产、植物营养吸收以及对养活全球人口的重要作用；分析了氮肥对生态系统、氮平衡及土壤环境的不利影响；提出通过增施有机肥、土壤深施氮肥、缓释肥料的应用、与豆科作物轮作的科学施肥策略,充分发挥氮肥作用,降低其不利影响。     

氮钾肥对污染土壤中蕹菜生长及吸收铅的影响

为了探索提高植物吸收铅(Pb)的能力及增加铅迁移量的方法,采用温室盆栽试验,研究了单施氮钾(N、K)肥及配合施用对蕹菜生长及吸收铅的影响。结果表明:土壤铅浓度为500mg/kg条件下,单施氮肥、钾肥与低量氮肥配施能显著增加植物地上部生物量,提高植物地上部铅的含量,进而显著提高了植物的铅迁移总量,其中以低量氮肥与高量钾肥配合施用的效果最好,单施钾肥则降低植株的铅迁移总量;单施氮肥及氮钾肥适当比例配施还可以提高植物地上部铅的迁移量,提高植物地上部提取铅的效率。因此,通过调节土壤氮钾营养的方法可以提高铅污染土壤中植物对铅的吸收能力及迁移总量。     

土壤无机氮残留的施氮影响及调控研究进展

土壤无机氮残留与生态环境安全以及土壤氮素有效性、氮肥减量施用等紧密关联,日益成为生态、环境、土壤和植物营养等学科十分关注的热点之一。氮肥(化肥和有机肥)是耕作土壤无机氮残留的主要来源,并产生重要影响。通过合理施肥等,可以调控土壤中残留无机氮含量。今后,可在最佳经济施氮量的确定和植物性硝化抑制剂等方面作更多的研究。     

利用玉米秸秆和无机氮改良土壤对越橘生长结果的影响

以半高丛越橘"北陆"为试验材料,利用玉米秸秆作为有机物料改良土壤,施加一定量氮肥,探讨改良土壤的可行性,筛选出改良效果较好,较适宜越橘生长结果的秸秆与园土配比类型以及施氮量.研究结果表明:玉米秸秆可以作为有机物料改良栽培越橘的土壤,秸秆与园土质量比1:20、氮肥施入量为玉米秸秆质量的1%对越橘的生长结果产生促进作用.     

加工型辣椒增施有机肥减施化肥研究

为了改善土壤质量,研究有机肥替代化肥对辣椒产量及果实中硝酸盐含量的影响,以"北京红3号"加工型辣椒为试验材料,采用大田试验方法,研究常规处理(T1)、1/3有机氮+2/3无机氮(T2)、全部有机氮(T3)、空白处理(T4)对辣椒生长、产量及品质的影响.结果表明,增施有机氮肥减施化肥可不同程度上提高辣椒产量,与常规处理相比,没有减产现象,可提高土壤有机质含量,降低土壤EC值,降低辣椒硝酸盐含量,且有机氮肥全部替代无机氮肥降低硝酸盐含量最多.综上所述,增施有机肥,合理减施氮肥,可以保证作物产量稳定,同时增加土壤有机质含量,有效改善土壤质量.对减轻农业面源污染、改善生态环境、发展可持续农业有积极作用.     

应用^15N示踪法研究叶菜的氮素利用

本文研究了不同条件下芹菜及其下茬油菜对肥料氮和土壤氮的吸收利用及体内硝酸盐的积累。结果表明：芹菜的产量、总氮量、硝酸盐含量、植物吸收肥料氮的百分数、肥料氮对土壤氮的激发效应均随施氮量的增加而增加；氮肥的利用率，回收率随氮肥用量的增加而下降。施用硝酸铵比施用等氮量的硫铵、碳铵使芹菜产量、土壤有效氮的供给数量及对土壤氮的激发效应显著增加。增施有机肥、钾肥使氮肥利用率显著提高。     

不同类型作物生长对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响

采用高、低氮处理研究盆栽种植大豆、棉花、玉米和高粱对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响,以期为不同类型作物的氮肥合理利用及其利用率的提高提供技术指导.结果表明,与施氮肥不种植作物(对照)相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤有效氮含量分别显著降低53.48％、51.54％、33.10％、55.03％,并影响有效氮构成.其中,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤无机氮含量分别显著降低85.41％、83.09％、70.89％、83.35％,水解有机氮含量分别显著增加1.41、1.53、2.11、1.28倍;种大豆、棉花、玉米、高粱使无机氮所占比例分别显著降低68.61％、65.09％、56.47％、63.00％,水解有机氮所占比例分别显著增加4.18、4.21、3.66、4.08倍.与对照相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使铵态氮肥转化率分别显著提高93.66％、38.19％、32.58％、38.31％,以种大豆增幅最高;种大豆、棉花、玉米、高粱处理的铵态氮肥硝化率都变为负值,以种大豆降幅最大.种大豆、棉花、玉米、高粱处理的氮肥利用率分别为52.01％、28.31％、24.16％、28.40％,以种大豆处理的氮肥利用率最高.综上,作物生长通过对氮素的吸收利用和对土壤环境的改变,抑制土壤硝化作用,并促进土壤水解有机氮的形成,从而影响土壤有效氮的构成和施人土壤氮的转化利用.豆类作物较非豆类作物抑制土壤硝化作用的能力强,对土壤铵态氮的利用效率高.     

氮肥配施秸秆和厩肥对土壤易矿化氮和微生物态氮的影响

[目的]通过田间试验研究氮肥配施秸秆和厩肥对冬小麦季土壤易矿化态氮和微生物态氮的影响。[方法]试验设7个处理：不施秸秆、氮肥和厩肥;单施氮肥;麦秸＋氮肥;麦秸加倍＋氮肥;麦秸＋氮肥＋厩肥;玉米秸秆＋麦秸＋氮肥;玉米秸秆＋麦秸＋氮肥＋厩肥,以此来研究氮肥配施秸秆和厩肥对冬小麦季土壤易矿化态氮和微生物态氮的影响。[结果]在氮肥配施秸秆和厩肥下,冬小麦季土壤易矿化态氮和土壤微生物态氮数量均以冬前数量为最高,追施氮肥配施秸秆与厩肥对土壤易矿化态氮和土壤微生物态氮数量虽有增加,但增加幅度不大。[结论]通过氮肥配施秸秆和厩肥能够增加冬前土壤矿化态氮和微生物态氮的含量,对补充冬小麦返青后土壤无机态氮的不足,提高氮肥利用率具有重要意义。     

水氮耦合效应对贵州烟田土壤水分的影响

采用两因素裂区设计试验,研究了水氮耦合对烟田土壤水分动态变化、水分利用率及水分产值率的影响.结果表明,氮肥用量在60～90kg·hm-2时,土壤各土层的含水量、贮水量、水分利用率、水分产值率随着氮肥用量的增加而增加,氮肥用量为90kg·hm-2时,水分利用率和水分产值率均达到最高,分别为4.26元/(mm·hm2)和28.12元/(mm·hm2);氮肥用量在90～120kg·hm-2时,随着氮肥用量的增加,烟田土壤含水量、土壤贮水量和水分产值率逐渐降低.综合分析表明,补水条件下,90kg·hm-2的氮肥水平是贵州优质烤烟生产的最优水氮组合.     

花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因AhNRT2.7a响应低氮胁迫的功能研究

【目的】 氮素在作物生产中对生物量和产量起关键作用。高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2在植物响应低氮胁迫时被激活并具有维持氮吸收和转运的作用。通过筛选花生低氮耐受相关的NRT2基因并解析其生物学功能,为培育高氮素利用率的花生新品种提供理论参考,最终有助于实现节氮、高效的绿色生产目标。【方法】 检测正常氮浓度及1/20正常氮浓度（15 mmol·L^-1）条件下5个具有典型跨膜结构的花生NRT2基因（AhNRT2.4、AhNRT2.5b、AhNRT2.5c、AhNRT2.7a和AhNRT2.7b）的时空表达情况。以花育6309的cDNA为模板,对AhNRT2.7a进行克隆和生物信息学分析,并通过亚细胞定位确定AhNRT2.7a的表达部位。进一步构建异源过表达AhNRT2.7a的拟南芥株系,分别在正常以及低氮胁迫条件下测定其叶绿素含量、氮积累量以及谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NiR）、谷氨酸脱氢酶（GDH）5个氮代谢关键酶的活性。【结果】 5个NRT2基因中有4个NRT2基因在花生响应低氮胁迫条件下大量表达。其中,AhNRT2.7a能够响应低氮胁迫,并在花生茎和叶中高表达。获得AhNRT2.7a的cDNA序列,全长为1 380 bp,编码459个氨基酸。蛋白结构分析显示其为具有12个典型跨膜结构域的膜蛋白。该氨基酸序列与栽培种花生（Arachis hypogaea L.）相似性高达99.56%,其次是野生亲本AA和BB基因组花生。亚细胞定位显示其主要定位于细胞质膜上。构建异源过表达AhNRT2.7a的转基因拟南芥植株,在不同供氮条件下,成熟叶和幼叶叶片的叶绿素相对含量均显著高于野生型拟南芥。同时,对上述5个氮代谢相关酶活性以及氮、磷、钾积累量测定显示,转基因植株中2个氮代谢相关酶（GS和NR）的酶活性以及氮积累量均比野生型拟南芥有显著升高。【结论】 花生中4个NRT2基因响应低氮胁迫,其中AhNRT2.7a能够提高植物氮代谢过程的氮素利用率。AhNRT2.7a的表达在促进氮代谢过程的同时,促使碳代谢作用的进一步加强。因此,AhNRT2.7a适合作为花生氮素高效利用为目的的候选基因。     

不同灌溉和施肥模式对水稻产量、氮利用和稻田氮转化特征的影响

【目的】阐明常规淹灌和干湿交替灌溉下,不同施肥模式对水稻关键生育期氮吸收转运、氮素利用率和稻田氮转化特征的影响及其与水稻产量的关系,以期为绿色高效稻田水肥管理提供理论依据。【方法】 2018—2019年连续进行2年,以杂交籼稻中浙优1号为供试材料,设常规淹灌（FI）、干湿交替（AWD）2种灌溉模式以及空白对照（N₀）、常规施氮（PUN₁₀₀）、减氮20%（PUN₈₀）、缓控释复合肥减氮20%+生物炭（CRFN₈₀-BC）和稳定性复合肥减氮20%+生物炭（SFN₈₀-BC）5种施肥模式,对比分析了不同灌溉和施肥模式下水稻产量、氮吸收利用及稻田氮转化特征。【结果】（1）与FI灌溉模式相比,AWD灌溉显著增加了各处理水稻产量（P<0.05）,CRFN₈₀-BC和SFN₈₀-BC处理水稻产量分别达9 721 kg·hm^-2、10 056 kg·hm^-2（2018年）和9 492 kg·hm^-2、9 907 kg·hm^-2（2019年）,且均显著高于PUN₈₀和PUN₁₀₀处理（P<0.05）,这可能与水稻穗粒数、有效穗增加密切相关。（2）与N₀、PUN₁₀₀和PUN₈₀处理相比,AWD灌溉显著提高了抽穗前CRFN₈₀-BC和SFN₈₀-BC处理水稻茎鞘和叶片氮累积量、抽穗至成熟期茎鞘和叶片氮转运量及其氮转运贡献率;同时,显著增加了成熟期0—30 cm剖面稻田可溶性总氮（dissloved total N,DTN）和NO₃^-含量,并有效降低稻田渗滤液中DTN、NH₄⁺和NO₃^-质量浓度。（3）相关分析结果表明,水稻产量与营养生长期叶片和茎鞘氮累积量,抽穗后氮转运量和氮转运贡献率,成熟期水稻氮素利用率和稻田氮有效性显著正相关,表明适宜的水氮管理能协同促进氮素在水稻中的吸收和运转畅通,增加稻田氮素有效性,进而显著提高水稻产量和氮素利用率。【结论】综合2年水稻产量与氮素吸收利用、稻田氮素有效性特征,干湿交替灌溉下生物炭配施缓控释/稳定性复合肥能有效提高水稻高产群体构建、氮吸收转运和氮素利用效率,并降低稻田氮淋溶损失。     

氮素对水稻产量和品质形成的影响研究进展

氮素是水稻产量和品质形成的基础,也是水稻生长过程中需求最大的元素,而氮肥的大量使用在保障水稻产量和维护国家粮食安全的同时,也造成了资源利用率低、稻米品质下降和环境污染等问题.本文综述了水稻产量和品质形成过程中的碳氮生理基础及其对氮肥的响应机制;并提出今后要开展精确定量施肥研究以提高水稻的氮素利用率,相关研究将更注重在高...     

施氮水平及施氮方式对稻田土壤渗漏水三氮浓度影响

针对当前氮素不合理使用造成地下水严重污染等一系列事件,明确稻田施肥水平及施肥方式对稻田氮素随渗漏水下渗流失的影响,探求当季氮素流失情况具有积极意义。采用自制盆栽模拟大田土壤渗漏情况,收集渗漏水并分析稻田养分流失量。结果表明:表施肥可以减少9.87%的铵态氮渗漏损失,混施肥可以减少5.92%的铵态氮渗漏损失,但是表施肥又增加了铵态氮的气态损失,且随着施氮水平的提高损失程度加深,渗漏水中硝态氮浓度大于铵态氮浓度,渗漏水中总氮的浓度受施肥方式影响较大。混施肥使得深施和表施的缺点得以避免,是一种合理的施肥方式,在田间作业时可将肥料机械性的搅拌到土壤当中,增加土壤地力。     

水稻氮高效栽培技术、品种改良和生理机制研究进展

氮肥施用对保障我国粮食安全具有重要意义,但是过量施用氮肥不仅降低了氮素利用效率,还带来了一系列环境污染问题.协同提高产量与氮素利用效率是21世纪以来我国水稻生产面临的一项重要挑战,同时也是当前水稻栽培、生理与育种研究的热点.本文介绍了国内外典型氮肥管理策略的基本原理与施肥技术;总结了氮高效水稻品种尤其是绿色超级稻的氮高...     

江苏省水稻减肥增产的潜力与机制分析

【目的】 明确当前江苏省水稻种植区域的施肥现状与问题,定量研究化学氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响,以评估氮肥减量优化在水稻生产中的适用性。【方法】 以江苏省为研究对象,通过对1 502家农户进行调查,分析水稻施氮量（化肥氮）、产量与氮效率（氮肥偏生产力）现状。同时结合文献检索获得的 49篇大田试验文献共 195 组试验数据,采用整合分析方法（Meta-analysis）,定量分析氮肥减量对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响特征。【结果】 农户调研数据表明,江苏省农户水稻生产的平均产量、氮肥用量和氮肥偏生产力分别为8 273 kg·hm ^-2、358.10 kg·hm ^-2和 25.12 kg·kg ^-1。文献数据整合分析表明,在江苏地区,与传统/常规施氮相比,氮肥减量显著降低植株氮素吸收量（-5.8%—-14.0%）,在一定程度上抑制了穗数的产生（-2.09%—-5.46%）,同时通过增加穗粒数（3.96%—6.79%）、结实率（2.00%—3.88%）以及千粒重（0.89%—2.10%）来提高水稻产量（2.8%—5.7%）和氮肥偏生产力（52.4%—77.0%）。氮肥减量优化下,籼稻的产量与氮效率的提升效果优于粳稻。减量方式以氮肥减量后进行合理养分运筹同时增施有机肥（秸秆）对水稻增产增效的效果最显著。 减量比例以≤25%最佳。高基础地力条件下更有利于在保证水稻产量的前提下实现氮肥减量。综合分析得出,江苏省水稻的氮肥减量可以通过调控运筹与增施有机肥实现,其推荐减量空间为31%,其中基、蘖肥是其主要的减量方向。 【结论】 江苏省水稻化学氮肥减量可行,基肥与分蘖肥为主要的减量方向。将氮肥减量控制在31%以内,同时进行优化管理,能够合理调控水稻各产量构成因素,实现水稻增产增效。     

水培条件下毛竹幼苗的氮响应研究

为进一步了解毛竹幼苗的不同氮响应特征,采用室内可控水培方式,研究毛竹幼苗对不同氮浓度（0.1、8 mmol·L^-1）和形态(铵态氮NH₄⁺、硝态氮NO₃^- )的响应。结果表明,铵态氮处理下的毛竹生物量和体内氮含量等优于等浓度的硝态氮处理,并且不同氮处理下毛竹幼苗各部分干重和氮含量由大到小趋势均为叶>根>茎和叶>茎>根。生物量和根冠比随着N处理浓度的增加而减少,但各部位N含量却随着N浓度的增加而显著增加。毛竹体内N含量与根系构型各指标的相关性分析结果表明,根长、根表面积和根体积是决定毛竹植株根系养分吸收能力的重要因素。但随着NH₄⁺处理浓度的增加,根长、根表面积和根系体积均受到一定程度的抑制,并且低于NO₃^-处理幼苗根系构型各指标。因此,这些结果表明毛竹生长和N积累表现出铵氮偏好,但浓度过高时对植物生长又表现出抑制效应。     

肥料增效剂对水稻产量、土壤及地表水中无机氮的短期效应

采用大田试验,研究了3种肥料增效剂与化肥减量配施对水稻产量、稻田土壤和水体中铵态氮及硝态氮动态变化的影响。试验结果表明,通过配施肥料增效剂,在保证水稻产量前提下,可以减少10%~15%的肥料用量;水稻生长前期,3种肥料增效剂均能一定程度地降低土壤中硝态氮含量,但在水稻生长后期对土壤、水体中铵态氮和硝态氮的短期效益不明显。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量：不施氮（N0）,推荐施氮（165 kg·hm ^-2,N165）,习惯施氮（195 kg·hm ^-2,N195）;秸秆配施氮肥：秸秆移除（CK）,秸秆还田（移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S）,秸秆还田+习惯施氮量（SN）,秸秆还田+推荐施氮量（SF）,秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂（SM）;施氮时期：基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0（R1）,5﹕3﹕2（R2）,10﹕0﹕0（R3）。【结果】秸秆还田+习惯施氮量（SN）显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳（SMBC）含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量（DOC）显著降低。秸秆还田+推荐施氮量（SF）显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量（DON）。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量（ROC）也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量（AN）;推荐施氮处理（165 kg N·hm ^-2）的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理（195 kg N·hm ^-2）降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。     

北京地区水稻田土壤固氮活性的初步研究

在北京地区生态条件下,渍水稻田土壤的固氮活性在水稻孕穗至抽穗期出现一个高峰。植稻土壤的固氮活性明显高于未植稻土壤。表施氮肥(50kg 硫酸铵/亩)降低了稻田水层和土表氧化层的固氮活性,但提高了耕层下层(2～15cm)土壤的固氮活性。施稻草(200kg/亩处理),对稻田各层次土壤的固氮活性均有促进作用。粗略估计水稻田土壤(水)不同层次的固氮能力,表明耕层还原土层是北京地区稻田土壤-水系统的最重要因氮部位。