高产农田生态系统根层土壤剖面硝态氮积累的初报

StudyontheNitrateAccumudationintheRootingSoilProfileofHigh－yieldFarmEcosystemZhangXinming;WuWenliang(AgroecologyInstitute,CAU)山东省桓台县地处黄河下游鲁北平原的南缘,气候属于北温带大陆季风气候区。历年平均气温12．4℃,年均降水量603．9mm。无霜期平均198d.试验地土壤为中壤质潮褐土。其耕层土壤有机质148g·kg-1、全氮0．94g·kg-1、有效磷为19．7mg·kg－1、有效钾为134.5mg·kg－1、PH8.06。据全县氮肥平均水平设置了施氮处理：0（N。）、300（N1）、600kg·hm－2·a－1（N2）;鸡粪（含水分47％）：0（M0）…     

沈阳市苏家屯区农田土壤有效氮磷钾含量变化的分析

对沈阳市苏家屯区露地和保护地土壤有效氮、磷、钾养分现状进行了调查 ,对露地土壤有效磷、钾在20年间含量变化进行了分析。结果显示 :露地土壤有效氮肥力水平较高 ,全区平均含量为98.96mg·kg-1 ;20年间 ,土壤有效磷含量递增 ,平均含量从1980年的4.96mg·kg-1 上升到2000年的11.61mg·kg-1;土壤有效钾呈递减趋势 ,平均含量从1980年的128.08mg·kg-1下降到2000年的79.90mg·kg-1,平均每年降低1.90%。保护地土壤有效氮、磷、钾含量随使用年限的增加呈上升趋势。     

旱塬区果园土壤养分与施肥状况及对策

以渭北旱塬永寿县苹果园土壤和养分管理为研究对象，采用调查法、实验法、比较分析法，对研究区果园施肥问题、土壤肥力现状进行深入研究，结果表明：研究区果农施肥观念落后、施肥带有一定的盲目性和随意性，重化肥轻有机肥，肥料结构不合理、忽视养分配比，农户间施肥量、施肥方法、施肥时期、施肥水平差异较大。通过对36个果园土壤养分测定结果显示，土壤平均有机质13.1 g·kg^-1、碱解氮83.9 mg·kg^-1、速效磷16.7 { mg·kg^-1 }，速效钾136.4 mg·kg^-1，pH 8.13。土壤总体养分表现为“低有机质、低氮、中磷、较高钾、低微、弱碱”总体上土壤肥力质量较差。建议增强科学施肥意识、增施有机肥，用有机肥替代部分化肥，注意“增氮、稳磷，控钾、补微”，协调养分供应，做到测土精准施肥、适期施肥、改进施肥方法、加强土壤管理，为优质果园土壤培肥、科学施肥提供理论和实践依据。     

典型设施栽培地区养分平衡及其环境风险

对山东寿光主要设施栽培地区的设施面积、施肥状况、蔬菜种类及产量等进行调查，并采集相应大棚的土样进行分析，结果表明：（1）设施栽培系统中，氮（N）、磷（P205）、钾（1（20）养分的投入量分别为4088（CV=30％）、3655（CV=35％）、3438kg·hm^-2（cV=36％），总养分收入量为11181kg·hm^-2。养分的投入主要以化肥为主，每年设施栽培由化肥投入的氮、磷、钾养分分别达2539、2183、2202kg·hm^-2，分别占到各种养分投入总量的63％、61％和66％。（2）作物吸收养分量远小于设施系统收入量，N、P2O5、K2O每年支出分别为1002、793、1099kg·hm^-2，仅占投入量的25％、22％、32％；盈余量分别为3086、3015、2339kg·hm^-2，平均盈余率为308％、471％和213％。（3）设施系统耕层土壤中速效氮、磷、钾与露地土壤相比分别仅增加684、575和1016kg·hm^-2，其增加量远远低于系统盈余量。大量盈余养分进入环境，表明存在着巨大的环境风险。     

潮棕壤速效磷产量临界值和淋溶临界值的计算

确定合理磷肥用量对取得高产、提高经济收益和保护环境都有重要意义,而明确土壤速效磷产量临界值与淋溶临界值是界定施肥量适宜与否的必要前提。本文基于下辽河平原长期定位试验,使用直线-平台、双直线和米氏模型计算土壤速效磷产量临界值,通过土柱淋溶试验确定土壤速效磷淋溶临界值。结果表明：该地区玉米和大豆的速效磷产量临界值分别为12.0 mg·kg^-1和10.8 mg·kg^-1;三个模型中以米氏模型计算的值最高,以直线-平台模型计算的值最低;通过6次淋溶试验,计算的土壤速效磷淋溶临界值在74.6 mg·kg^-1到82.0 mg·kg^-1之间,均值为80.2 mg·kg^-1。在农业生产中应将土壤速效磷控制在12.0～80.2 mg·kg^-1之间,可据此指导施肥,达到保证作物生长所需养分,并减少施肥对环境影响的目标。     

基于土壤肥力指标的夏玉米养分吸收和产量关系模型的修正和验证

 本文利用收集的黄淮海平原不同点肥料田间试验数据，对基于土壤肥力指标的夏玉米养分吸收和产量关系的土壤肥力评价模型QUEFTS进行了修正和验正。QUEFTS是基于土壤肥力指标的养分吸收和产量关系的半机理养分模型，模型最重要的特点是考虑到了氮、磷和钾3种养分之间的相互作用。模型计算包括4个部分：（1）土壤潜在供肥量计算；（2）作物氮、磷和钾实际吸收量计算；（3）产量范围的确定；（4）最终产量预估。模型第一步建立了新的计算公式，同时建立了养分表观利用率和施肥量之间的关系式，取代了原模型中表观利用率的常数项；第三步中将夏玉米籽粒最大和最小养分含量（kg·kg-1）分别校正为：氮21～64；磷126～384；钾20～90。通过验证，模型计算的氮、磷和钾养分吸收量及产量与实测值比较结果显著。     

山西省保护地蔬菜长期施肥对土壤环境质量的影响

采用野外调查采样及室内分析方法，对山西省保护地蔬菜主产区土壤环境质量及菜农施肥量进行了调查分析。结果表明，目前山西省保护地肥料用量较高，与露地菜田和粮田相比，保护地化肥年投入纯养分高达1932．9kg·hm^-2，是露地菜田与粮田的2．76和5．91倍。有机肥年投入折纯养分高达1093．5kg·hm^-2，是露地菜田和粮田的1．25和4．08倍。保护地土壤pH值随棚龄增加有降低趋势，而0～20cm土层盐分有明显积累现象，土壤硝态氮累积也比较严重，灌溉淋溶并引起地下水硝酸盐超标的可能性很大。土壤微量元素铜、锌富集也很严重，其中有效锌含量超过1．8kg·kg^-2的样本数达43．9％，有效铜含量超过5kg·kg^-2的样本数达50％。对土壤重金属元素分析表明，镉有19％的样本数含量超出了污染起始值，砷有20％的样本数含量接近污染起始值。对汞而言，污染比较严重．几乎100％的样本数含量超出污染起始值。     

苏渝303高产栽培优化措施的研究

不同栽插密度及氮、磷、钾不同施肥水平对甘薯品种苏渝 30 3产量等性状的影响研究表明 ,各因素对鲜薯产量的影响作用依次为钾 >氮 >磷。进一步的逐步回归分析表明氮、磷、钾的作用达显著水平 ,密度的作用不明显。在本试验的处理水平内 ,苏渝 30 3获得最高产量时 ,氮、磷、钾的最适施肥量分别为N 30 0kg·hm- 2 ,P2 O51 93 5kg·hm- 2 ,K2 O 367 5kg·hm- 2 。     

施肥量与灌溉量对黑龙江省黑土区水稻产量的影响

合理的水稻施肥量和灌水量是充分利用养分和水分、提高水稻产量的基础。研究在黑龙江省哈尔滨地区由草甸黑土发育的水稻土的水稻田上进行的、采用"3414"试验设计方法的氮、磷、钾施肥与灌水试验的结果进行了分析,求得哈尔滨地区水稻的综合推荐施肥量为:水稻的氮、磷、钾推荐施肥量分别为:167.4 kg·hm-(2N)、27.9 kg·hm-(2P2O5)和52.8 kg·hm-(2K2O);分蘖中期-成熟期的较为合理的灌水方式为薄层浅灌。氮肥在85%饱和含水量与100%饱和灌水量之间存在着较为显著的交互作用,证明氮肥可以增加低水平灌水的水分利用效率。     

半干旱地区花生抗旱高产平衡施肥技术研究

应用"3414" 平衡施肥试验设计方法,研究了半干旱地区丘陵旱地花生氮、磷、钾适宜施用量.结果表明,花生获得最高产量的施肥量为:N=122.72 kg/hm2;P2O5=125.37 kg/hm2;K2O=128.34 kg/hm2.氮、磷、钾之间比例为:1∶1.02∶1.05;获得最佳经济效益的施用量为:N=101.15 kg/hm2,P2O5 =100.40 kg/hm2,K2O=100.17 kg/hm2.氮、磷、钾之间比例为:1∶0.99∶0.99.推算出了不同养分含量地块的优化施肥量.     

土壤中新型肥料氮素淋失特征研究

氮素淋溶是农田氮素损失的重要途径,也是造成地下水硝酸盐污染的重要原因,研究土壤氮素淋失特征对预防地下水氮素污染具有十分重要的意义。该文采用室内土柱淋溶试验的方法,研究了新型肥料在土壤中的迁移及淋溶规律,分析了氮素淋溶的地球化学响应特征,并确定了各形态氮素淋失量。研究结果表明:尿素、缓释肥料、稳定性肥料处理氮素淋溶量差异显著,分别为208.66、131.95、125.24kg·hm-2,缓释和稳定性肥料的氮素淋失率分别为32.98%和31.31%,比尿素低19.15%和20.85%,说明缓释和稳定性肥料可以显著减少氮素的淋失及对地下水的污染。硝态氮、铵态氮、有机氮分别占氮素淋失量的49.89%~75.19%、6.48%~12.77%、14.92%~31.31%,说明硝态氮是氮素淋溶的主要形态,其次是有机氮和铵态氮。     

氮在河北平原褐土和地下水迁移转化机制

[目的]为了揭示氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮在褐土和地下水中的迁移转化。[方法]以河北平原的褐土为主要的研究对象,通过室内土柱的淋滤实验,建立数学模型,预测其迁移规律。[结果]在施氮周期内,氨氮浓度最高为15.86 mg/L,最低为0.09 mg/L,平均为2.02 mg/L,超标10.1倍;亚硝酸盐氮最高浓度为37.456 mg/L,最低浓度为0.002 mg/L,平均浓度为4.854 mg/L,超标242.7倍;硝酸盐氮浓度最高为16.35 mg/L,最低浓度为2.12 mg/L,平均浓度为6.51 mg/L的未超标,占标率为32.57%。[结论]在浅层地下水中,硝酸盐氮和氨氮是污染地下水的主要2种氮素存在形态。在深层地下水中,氮素主要存在形态为硝酸盐氮。所建数学模型可以定量地预测氮在包气带和地下水中的迁移规律。     

几种施肥模式对红壤氮素形态转化和pH的影响

【目的】为合理施用氮肥减缓红壤酸化,研究不同施肥措施下红壤酸度与氮矿化的关系。【方法】采用室内恒温培养试验研究不同施氮模式（不施肥（CK）,20 mgN•kg-1（25%N）,40 mgN•kg-1（50%N）,80 mgN•kg-1（100%N,尿素,常规施氮量）,160 mgN•kg-1（200%N）,100%N加化学磷肥（100%N+P）,100%N+P加化学钾肥（100%N+PK）,100%N+PK加玉米秸秆（100%N+PKS）,70%N+PK配施30%有机氮（70%N+PK+30%M）,50%N+PK配施50%有机氮（50%N+PK+50%M）,30%N+PK配施70%有机氮（30%N+PK+70%M）和100%有机氮（100%M,猪粪））下红壤中NH4+-N、NO3--N和pH的动态变化,并分析相关关系。【结果】与CK相比,各施肥处理均提高了土壤NO3--N、硝化潜势（Np）,且尿素氮施用量越大其增幅越大,随有机氮替代尿素氮比例增加其增幅减小。Np最大的是200%N处理（335.62 mg•kg-1）;其次为100%N（152.48 mg•kg-1）、100%N+P（153.36 mg•kg-1）、100%N+PK（148.17 mg•kg-1）和100%N+PKS（148.62 mg•kg-1）处理;而100%N+PKS处理硝化速率k（0.039 d-1）显著低于100%N、100%N+P和100%N+PK处理（k分别为0.051、0.051和0.054 d-1）。各施肥处理土壤NH4+-N和pH均呈先增加,后逐渐下降趋于稳定的变化趋势。培养结束后,与CK相比,土壤pH随尿素氮施用量的增加而显著降低,200%N处理降幅最大,下降了0.92个pH单位;而有机氮替代尿素氮能缓解红壤pH降低。土壤pH与NH4+-N含量呈极显著正相关,而与NO3--N含量和Np之间存在极显著负相关。【结论】施用尿素氮能促进红壤（pH 5.7）硝化作用,加速土壤pH降低,施氮量是影响红壤酸化的主要原因之一;配施玉米秸秆能降低红壤硝化速率,减小NO3--N累积;有机氮替代尿素氮能降低硝化潜势,从而减小红壤酸化的风险。     

长期定位施肥对潮土剖面养分分布的影响

【目的】 基于长期定位试验平台,研究3种施肥制度（化肥、有机肥、有机/无机配合施肥）对潮土培肥效果及养分空间分布特征影响,为华北平原潮土农田进行合理培肥和科学施肥提供依据。【方法】 依托始于1986年长期定位试验,选取不施肥的对照（CK）,等氮量投入化肥（F）、有机肥（M）及有机/无机配合施肥（MF）共 4个处理,采集0—200cm剖面土壤样品（按每20cm一层分开）,测定并分析土壤pH、有机质、氮磷钾及硝态氮空间分布特征。【结果】 连续施肥31年后,土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、有效磷、速效钾等指标的含量均随土层深度增加而呈递减趋势,除硝态氮和有效磷外,3种施肥制度主要影响0—40 cm 土体养分含量;等氮量（N 180—225 kg·hm^-2）投入下,化肥、有机肥及有机/无机配合（50%化肥+50%有机肥）施肥,土壤剖面（0—40cm）有机质含量分别为14.2、25.6和18.2 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加80.3%、28.2%;土壤剖面（0—40cm）全氮含量分别为0.93、1.67和1.21 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加79.6%、30.1%;土壤剖面（0—40 cm）碱解氮含量分别为80.2、120.7和83.3 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加50.5%、3.9%;土壤剖面（0—200 cm）硝态氮含量分别为21.1、6.2和11.9 mg·kg^-1,化肥处理分别是有机肥和有机/无机配合施肥的3.4倍和1.8倍;土壤剖面（0—60 cm）有效磷含量分别为18.6、134.3和60.5 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施是化肥的7.2倍和3.3倍;土壤剖面（0—40 cm）速效钾含量分别为90、163和89 mg·kg^-1,施有机肥是施化肥的1.8倍;与单施化肥处理相比,长期施用有机肥或有机/无机配施处理,0—200 cm土层pH未表现出显著性差异。【结论】 长期施用化肥氮素淋溶风险高：长期施用化肥0—200 cm土体硝态氮含量平均值为21.1 mg·kg^-1,硝态氮淋溶风险增加;长期施用有机肥磷素淋溶风险高：长期施用牛粪有机肥以及有机/无机配施处理土壤磷素虽集中在60 cm以上土层,其20—40 cm土壤有效磷含量高达为115和70 mg·kg^-1,土壤磷素累积渗漏导致潜在风险应予以重视;有机/无机配合施肥能够保证作物高产优质,并且能有效降低氮、磷素环境污染风险。     

长期施用不同肥料稻田土壤养分的剖面分布特征

根据20年定位试验的资料，研究了稻田土壤施和不同肥料，N、P、K养分在剖面中的分布特征。结果表明：有机肥和化肥配施土壤全N和碱解N在整个剖面比单施化肥均有增加，但增加量主要集中在耕层；而有效磷只在耕层比单施化肥有明显的增加；有机肥和化肥对钾移动的影响基本一致。     

施氮量对太湖地区设施菜地年氮素淋失的影响

采用田间小区试验,研究了太湖地区设施菜地一年三季作物(番茄-莴苣-芹菜)氮素淋失特征.结果表明:太湖地区设施菜地氮淋失以NO3--N为主,氮素淋洗量受施氮量的直接影响,以农民习惯施氮量(N5)处理下的淋洗总量最高,全年TN淋失总量高达193.6 kg· hm-2.在N5基础上减施N40％(N3)可分别减少番茄、莴苣和芹菜季TN淋洗损失40.4％、49.2％和57.5％,同时可分别增产15.1％、39.0％和27.8％.设施菜地氮素淋洗高峰发生在揭棚期(7—11月),其中包括揭棚休闲期和莴苣生长前期.揭棚期淋洗液TN平均浓度为51.1 mg·L-1,是盖棚期TN浓度的1.7倍;TN淋洗量为129.2 kg· hm-2,约占全年总氮淋洗量的66.7％.     

氮在河北平原潮土和地下水迁移转化机制

通过室内土柱淋滤试验,揭示氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮在潮土和地下水中的迁移转化规律,并确定迁移数学模型.结果表明:在施氮周期内,淋出液氨氮浓度最高为15.86 mg/L,最低为0.09 mg/L,平均为2.02 mg/L,超标10.1倍;亚硝酸盐氮浓度最高为37.456mg/L,最低为0.002 mg/L,平均为4.854 mg/L,超标242.7倍;硝酸盐氮浓度最高为16.35 mg/L,最低为2.12 mg/L,平均为6.51 mg/L,未超标.当潮土中硝化作用强时,硝酸盐和亚硝酸盐氮浓度升高,氨氮浓度降低.当反硝化作用增强时,硝酸盐氮浓度降低,氨氮浓度升高.地下水中主要的污染物质为氨氮和亚硝酸盐氮(硝酸盐氮低于Ⅲ类标准).氮在河北平原潮土和地下水中的迁移过程可以用所建模型进行定量预测.     

报春石斛再生体系的建立

以茎段为外植体,建立了报春石斛Dendrobium primulinum的离体培养再生体系。结果表明:愈合组织诱导以培养基MS（Murashige and Skoog） + 5.0 mg·L－1 6-苄氨基嘌呤（6-BA） + 1.5 mg·L－12,4-D为最优,诱导率达33.33%;分化和增殖培养基均以MS + 1.0 mg·L－16-BA + 0.1 mg·L－1萘乙酸（NAA） +体积分数10%椰子水为佳,分化率最高可达83.20%,增殖倍数达3.82,外源物质椰子水可促进不定芽的形成及增殖。形成的无根苗转移到1/2MS + 0.5 mg·L－16-BA + 1.0 mg·L－1 NAA + 0.5 g·L－1活性炭培养基上诱导生根发育形成完整植株。图1表4参12     

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。     

利用原状土柱系统研究设施栽培下硝态氮淋失状况

选取山东省典型设施栽培区寿光大棚蔬菜为研究对象,采用原状土柱系统研究了农户常规栽培措施下硝态氮的淋失状况。研究发现,黄瓜和苦瓜生育期内硝态氮的淋失浓度范围为40.7～74.7 mg/L,试验期间硝态氮淋失浓度平均为53.4 mg/L,所有样品中的硝态氮含量均超过国家规定的饮用水标准和地下水源硝态氮控制标准;冬季硝态氮淋失浓度高于其它季节。硝态氮淋失量为276.24 kg/hm2,除第一次移栽灌溉外,硝态氮淋失量最高出现在2011年3月份。