山东省冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氮素盈余指标体系的构建与评价——以德州市为例

山东省德州市是我国重要的粮食生产基地,大量施用氮肥以及氮素流失是该地氮素污染的重要原因,设定合理的氮素盈余指标体系迫在眉睫。本研究以田间试验研究和文献荟萃为基础,探究德州市冬小麦-夏玉米轮作氮素盈余情况,建立该地氮盈余指标体系,并运用欧氏距离法对德州市当前氮素管理指标进行评价。结果表明:德州市整个冬小麦-夏玉米轮作体系轮作周期氮素盈余量为196.84 kg N·hm~(-2)·a~(-1),小麦季氮素盈余量为111.07 kg N·hm~(-2),玉米季氮素盈余量为85.77 kg N·hm~(-2)。氮素盈余量在30～70 kg N·hm~(-2)·a~(-1)时为德州市整个轮作周期氮素盈余量推荐值;德州市小麦季氮素盈余量推荐值为10～50 kg N·hm~(-2);德州市玉米季氮素盈余量推荐值为20～60 kg N·hm~(-2)。在氮素的损失方面,氨挥发以及淋洗是氮素损失的主要去向。小麦季的氮素污染程度高,玉米季氮素污染程度相对较低。运用欧氏距离法计算德州市氮素管理水平(A值)为0.63,属于中级管理水平。综上,德州市冬小麦-夏玉米轮作体系农田氮素含量较高,从而导致氮素大量损失。加强氮素管理水平,提高氮素利用率是德州市氮素资源管理的长期任务。     

种养结合生产区农田氮素平衡分析——以山东省禹城为例

根据种养结构变化,对禹城农田系统氮素总体平衡状况进行了计算分析.结果表明,该区域农田系统的氮素输入、氮素输出和氮素盈余均呈逐年增加趋势,从1980-2005年按耕地平均,氮素输入由209.0 kg·hm-2增加到756.1 kg·hm-2,氮素输出由75.2 kg·hm-2增加到3007 kg·hm-2,因为输入增加幅度高于输出增加幅度,导致氮素盈余由133.8 kg·hm-2增加到455.4 kg·hm-2;从空间差异来看,禹城的11个乡镇中,只有1个乡表现为氮素亏缺,其余均不同程度地呈现出氮素盈余,其中有7个乡镇的耕地氮素盈余量在400 kg·hm-2以上,有3个乡镇的耕地氮素盈余量超过了600 kg·hm-2.如此高的氮素盈余,主要是源于大量化肥氮和粪便氮输入农田.所以,为了减少农田氮素盈余损失,禹城应在其区域范围内尽可能地减少化肥氮的投入,并对粪便氮进行合理管理和调配施用.     

降雨径流对江淮丘陵区农业流域磷素输出影响研究

选择位于安徽省滁州市城西水库上游的花山流域作为代表性流域,研究江淮丘陵区降雨径流对流域磷素输出的影响。2013—2015三个水文年高频次水量水质同步观测结果表明,流域出口断面径流总磷浓度和输出负荷与降雨、径流变化基本同步。研究期间49%和24%的水样总磷浓度超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ和Ⅴ类标准,水样超标主要发生在汛期雨洪过程。花山流域单位面积年总磷输出负荷分别为0.72、0.91 kg·hm~(-2)·a~(-1)和3.86 kg·hm~(-2)·a~(-1)。汛期和夏季总磷输出负荷占全年的比例分别为94%和80%。梅雨期间或台风雨期间单日磷素输出负荷最大值可达全年负荷的12%～18%。2013年和2015年梅雨时期总磷输出负荷占全年输出负荷约60%;2014年梅雨期总磷负荷输出比例仅占全年负荷的11%,受台风"麦德姆"影响,一次台风雨过程磷素输出负荷占全年负荷的22%。花山流域全年10%的时间内发生的5～10次雨洪过程中,约30%的直接径流输出的总磷负荷约占全年总负荷的50%。流域出口断面TP输出负荷主要受流量影响,建立了基于日平均流量的TP输出负荷预测模型。梅雨和台风雨形成的暴雨径流是江淮丘陵区花山流域磷素负荷输出的主要驱动因子。     

基于猕猴桃树体养分携出量确定果园合理施肥量——以周至县俞家河流域为例

为定量年生长周期内猕猴桃树体各器官养分含量及养分携出量,确定猕猴桃果园年养分需求量和合理施肥量,在猕猴桃年生长周期内采集秦美、哑特和华优3个品种猕猴桃树体各器官样品,测定养分含量,计算养分携出量。同时在参照研究区成龄果园树体养分贮藏量的基础上,通过果园养分吸收量推算猕猴桃果园合理施肥量。结果表明:不同品种猕猴桃果实产量、单果质量、单叶质量及叶个数、枝条修剪量间均没有显著差异,各器官氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量亦无显著差异。猕猴桃果园每生长1 kg叶片吸收的养分量为N 2.81 g、P 0.31 g、K 2.13 g;每收获1 kg鲜果移出的养分量为N 1.40 g、P 0.47 g、K 2.23 g;每修剪1 kg枝条移出的养分量为N 3.70 g、P 0.47 g、K 2.94 g。年生长周期内果园因叶片吸收、果实收获、枝条修剪和树体贮藏的总养分量为N 162kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 36 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 146 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中来自肥料的养分为N 38.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 5.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 20.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)。研究表明,不同品种成龄猕猴桃果园的推荐施肥量均为N 380 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 77 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 87 kg·hm~(-2)·a~(-1),N∶P_2O_5∶K_2O为1∶0.5∶0.3。     

不同供氮量对水稻土壤无机氮残留、氮平衡及产量的影响

本文以不施肥试验地设置供氮梯度试验(CK),研究了不同供氮量(N1 40 kg·hm~(-2)、N2 80 kg·hm~(-2)、N3 1200kg·hm~(-2)、N4 160 kg·hm~(-2)、N5 200 kg·hm~(-2)、N6 240 kg·hm~(-2))对水稻地上部生物量累积、氮素吸收、土壤无机氮残留和土壤氮素平衡的影响,可为集约化农田最大化发挥化肥生态效应和优化氮素管理提供理论依据和技术参考。结果表明:施氮对水稻生物量积累和氮素吸收利用有明显的影响,与不施氮对照相比,施氮处理显著增加了水稻生物量、氮浓度、吸氮量增幅分别为31.69%~109.83%、15.08%～103.17%和54.18%~395.24%,其中N4水平增加量最大,之后有所降低;氮素吸收率、氮素利用率和氮素偏生产力氮浓度随施氮量增加呈先增加后降低趋势。整体上,土壤剖面无机氮含量自上而下呈现由高到低的变化,不同施氮处理间的差异主要体现在10 cm;0~50 cm剖面无机氮含量随施氮量增加显著增加,其中施氮量在240 kg·hm~(-2)间增加缓慢,施氮量高于160 kg·hm~(-2)后快速增加。从氮素主要的输入输出项来看,不同处理均有不同程度的盈余,大部分盈余氮素均在土壤0~50 cm剖面出现不同程度的累积。水稻土壤无机氮吸收量随着氮浓度的增加呈先增加后降低趋势,在氮浓度达到160 kg·hm~(-2)时达到最大,水稻土壤无机氮残留量呈相反的变化趋势。水稻有效穗、单株穗、结实率、产量和收获指数均随着氮浓度的增加呈先增加后降低趋势,在氮浓度达到160 kg·hm~(-2)时达到最大,之后有所降低。以上结果说明氮素对水稻生物量累积和氮素吸收利用起到一定的促进作用,但在施氮量高于160 kg·hm~(-2)后促进作用有所降低。综合考虑绿肥的农学和环境效应,水稻种植体系中土壤供氮量应控制在160 kg·hm~(-2)左右。     

东北低温农区近四十年气温降水变化及其对面源氮磷输出影响

为了解在全球气候变化背景下,流域氮磷输出对雨温条件变化的响应,选取我国三江平原典型低温农区,在详细分析1975—2014年历史气象数据的基础上,利用SWAT模型,明确了阿布胶河流域的氮磷流失特征。结果表明:研究区近40年日平均气温以0.132℃·10a~(-1)的微弱趋势上升,降水量自20世纪80年代开始呈下降趋势,总减少量不超过140 mm,且年际差异较大(11.60~415.50 mm);N、P输出与降水量显著正相关,丰水年的输出量分别是枯水年的1.5、2.5倍,且对降水变化的敏感性随降水量升高而降低;N、P输出总体与温度呈负相关,随温度的变化率分别为0.937 kg·hm~(-2)·℃~(-1)和0.161 kg·hm~(-2)·℃~(-1)。多年氮磷输出量在温度升高和降水减少的情势下上升,表明人为因素对污染输出可能产生更大影响,未来在低温农区开展面源氮磷输出对气候响应的针对性研究中有必要考虑自然和人为效应的区分。     

化肥减量替代对华北平原小麦-玉米轮作产量及氮流失影响

为降低氮素流失风险,提高肥料利用效率,在华北平原采用田间定位试验研究了不同施肥措施对小麦-玉米产量、周年氮素淋溶和径流损失的影响。结果表明,相比当地常规施肥处理(CON),减施氮肥150 kg·hm~(-2)的条件下,单施化肥(RF)和10%比例沼液替代(RFM)不会降低小麦和玉米产量。相较于CON处理的氮素年均盈余量218.1 kg·hm~(-2),RF和RFM处理氮盈余量分别显著降低了66.7%和55.9%。CON处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别为33.70 mg·L~(-1)和22.01 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别降低了31.45%和30.58%,而RFM处理分别降低了40.65%和43.39%。试验期间径流产流只发生2次,氮素淋溶发生次数和氮损失量远高于径流损失,因此淋溶是氮素流失的主要途径。CON处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别为23.0 mg·L~(-1)和0.095 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别降低了32.9%和30.5%,而RFM处理分别降低了45.5%和50.5%。由于施肥量较高,CON处理氮淋溶表观流失率为4.19%,而RF和RFM处理氮淋溶表观流失率分别降低了2.86%和20.76%。NO_3~--N是氮素流失的主要形态,分别占淋溶和径流总氮流失量的66.3%和73.3%,其与总氮流失变化趋势一致。综上,化肥减量配施沼液在保证作物产量的情况下,是降低氮素流失的有效措施。     

不同农林景观配置模式小流域生态服务功能价值评估

以黄土丘陵区4种不同农林景观配置模式下的小流域为研究对象,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》从涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气、生物多样性保护共6个方面对其生态系统服务功能价值进行了评估。结果表明,4个小流域生态系统服务功能价值总量及单位面积量分别为:金佛坪2 477.5万元·a~(-1)(71 102.9元·hm~(-2)·a~(-1))、五里湾3 851.7万元·a~(-1)(65 476.6元·hm~(-2)·a~(-1))、庙咀沟4 919.6万元·a~(-1)(67 612.1元·hm~(-2)·a~(-1))、高西沟2 652.7万元·a~(-1)(56 570.0元·hm~(-2)·a~(-1))。服务功能价值以保育土壤、固碳释氧、涵养水源为主,不同农林景观配置模式的生态效益大小顺序为:林草"林草+果园""林草+耕地""林草+粮果兼作"。     

长兴县合溪水库集水区不同土地利用方式下径流氮流失特征研究

从合溪水库集水区合理利用土地资源和保护水库水体质量的角度出发,在集水区选择旱地、水旱轮作地、林地、休闲地、苗木地五种不同土地利用方式,利用田间试验方法研究不同土地利用方式下的径流氮流失特征。结果表明:在自然降雨条件下,五种土地利用方式下土壤氮素流失量和流失浓度表现出明显差异,地表径流液态总氮的流失大小顺序为水旱轮作地(156.92 kg·hm~(-2)·a~(-1))旱地(114.24 kg·hm~(-2)·a~(-1))苗木地(35.61 kg·hm~(-2)·a~(-1))休闲地(3.99 kg·hm~(-2)·a~(-1))林地(1.59 kg·hm~(-2)·a~(-1)),人为耕种强度较大的水旱轮作地和旱地氮流失量较大,而耕种强度较小的休闲地和林地氮流失量较小,说明选择耕种强度较小的土地利用方式可有效削减合溪水库集水区径流氮素流失及其对合溪水库水质的潜在影响。结果还表明:不同试验区径流氮素流失的首要形态均为颗粒态氮,其次为硝态氮,最后为铵态氮;旱地、水旱轮作地、林地、休闲地、苗木地径流年均流失的颗粒态氮占总氮的比例分别是61.67%、61.42%、75.56%、65.09%和69.11%,年均流失的硝态氮占总氮的比例分别是26.21%、28.56%、16.35%、21.30%和23.20%,年均流失的铵态氮占总氮的比例分别是8.90%、7.87%、6.92%、11.78%和4.83%,意味着合溪水库集水区氮素的流失关键在于土壤表层的侵蚀,可见减少土壤表层的侵蚀是控制合溪水库集水区氮素流失和减少其对合溪水库水质负面影响的关键。     

三峡库区农业小流域盐基离子排放特征研究

为了解盐基离子的农业面源流失负荷与排放特征,对三峡库区涪陵段两个毗邻的集水域汇出口径流水质进行了持续两年的高频(每日)监测。两集水域气候、地貌和农耕方式相同,但其中一个集水域稻田分布零散,破碎度指数高(记为集水域A),另一集水域的稻田连片分布在集水域底部,破碎度指数低(记为集水域B)。结果表明,集水域A阴、阳离子年均输出通量分别为499kg·hm~(-2)·a~(-1)和218 kg·hm~(-2)·a~(-1),集水域B阴、阳离子年均输出通量分别为265 kg·hm~(-2)·a~(-1)和118 kg·hm~(-2)·a~(-1)。集水域A的盐基离子年均输出通量是集水域B的2倍左右,这种差异很可能是由两集水域稻田布局差异所导致。流域径流水体优势阴、阳离子分别为Cl~-和Ca~(2+),各占阴、阳离子年均排放总量的58%和67%。不同作物季中,水稻/玉米季和榨菜季均贡献了全年盐基离子排放量的1/2左右;不同时期中,5月和11月的离子排放负荷最高,分别占全年的26%和24%。研究表明,5月和11月是控制该流域盐基离子流失的关键时间节点,稻田连片布设于集水域底部是降低农田盐基离子流失的重要空间布局。     

稳定氮肥用量对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

通过大田小区试验,研究了稳定氮肥不同用量对夏玉米产量、养分累积量、氮肥利用效率及经济效益的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,稳定氮肥施氮量90、150、210 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2分别增产36.7%、62.1%、76.6%和81.9%,地上部氮素总累积量分别增加39.0%、60.3%、79.0%和113.4%,经济效益分别增加36.1%、61.2%、72.7%和77.1%;与农民习惯施用氮肥相比,高量稳定氮肥用量210 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2分别增产7.3%和10.5%,地上部氮素总累积量分别增加3.2%和23.0%,经济效益分别增加9.7%和11.4%。施用稳定氮肥促进夏玉米对氮素的吸收累积,高量210 kg·hm^-2和270kg·hm^-2处理较习惯施氮提高总吸氮量。施用稳定氮肥各处理氮肥表观利用率和农学效率显著高于农民习惯施氮,偏生产力高于农民习惯施氮,生理效率除270 kg·hm^-2处理外,高于农民习惯施氮。稳定氮肥施氮量在210 kg·hm^-2时,能较好地协调玉米高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

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。     

基于人为氮净输入及入河系数的流域河流氮输出负荷估算

构建基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流总氮(TN)负荷模型,以探索解决由于面源污染传输空间异质性、传统入河系数核算不确定性较大等问题所导致的典型流域基本测算单元精细化模拟结果难以向大尺度扩展的问题。以面源污染转化较复杂的亚热带南方丘陵区源头流域为研究区,通过建立流域人为氮净输入模型(NANI)和TN入河系数关键影响因子(水文、地形地貌、土地利用等)回归模型,对河流TN负荷通量进行估算。同时将基于小尺度流域(金井河)构建的相关模型向下游大尺度流域(捞刀河)进行应用。结果表明:金井河流域8个集水区(面积2.6~204.1 km^2)NANI从2012年到2017年呈现显著降低趋势,变化范围为(81.7±7.0)~(198.2±32.5)kg·hm^-2·a^-1,其中氮沉降、化肥净输入为主要输入源;构建了基于径流系数和高程为变量的NANI入河系数回归模型,并结合NANI模型对河流TN负荷进行模拟,模型决定系数(R2)、纳什效率系数(NSE)分别为0.729、0.714;将基于金井河流域构建的河流氮负荷模型应用于捞刀河流域(2543 km^2),4个监测断面模拟值与实测值误差范围为10.3%~17.2%。研究表明,基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流TN负荷模型在一定程度上满足科学、便捷、适用性,可用于南方丘陵区农业面源污染负荷的估算。     

长期施肥对设施菜田土壤氮、磷时空变化及流失风险的影响

研究山东省设施农业生产体系养分的投入情况,常年施肥的设施菜田土壤肥力变化以及土壤氮、磷累积和迁移在时间和空间上的变化规律,为未来设施菜田清洁生产,降低氮磷流失风险提供理论参考。通过对山东省不同区域设施黄瓜和番茄化肥和有机肥施用情况的调研,以及对种植5、10、15年和20年的设施菜田土壤进行0~100 cm分层取样,以周围粮田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质等指标。结果表明:设施蔬菜化肥养分投入量显著降低,有机肥的养分投入量和化肥投入相当,总养分投入量仍然过高,黄瓜氮、磷、钾的总投入量分别为1033、765 kg·hm~(-2)和1068 kg·hm~(-2),番茄为710、503 kg·hm~(-2)和755 kg·hm~(-2);设施蔬菜果实养分输出占总养分投入比例提高,分别为25%(N)、10%(P_2O_5)和29%(K_2O);长年施肥的设施菜田土壤中,硝态氮发生严重淋洗,速效磷含量随着种植年限的延长而增加,表层0~20 cm土壤中,速效磷含量达到了345 mg·kg~(-1),常年轮作模式种植,加剧了土壤酸化以及速效养分的累积和迁移;40~60 cm是硝态氮向深层土壤迁移和累积的关键土层,主要发生在种植10~15年间;速效磷的累积在前期5~10年,主要发生在浅层土壤0~40 cm,并随着种植年限的延长逐渐向深层发生迁移,在10~15年间主要表现在深层土壤40~100 cm。设施菜田养分投入量降低,但投入总量仍然过高;长期化肥-有机肥配合施用会促进土壤速效养分的累积和迁移,对环境造成潜在威胁;硝态氮和速效磷在设施菜田中由浅层向深层土壤迁移和累积存在时空差异,10年左右的种植年限是设施菜田0~100 cm土层中养分累积和迁移速率转变的关键时期。     

京津冀化肥投入特征与污染防控对策研究

为有效缓解京津冀区域种植业化肥源污染,亟需摸清其投入现状及存在问题,提出减施增效的污染防控对策。基于统计数据和实地调查数据,从宏观层面分析2010—2018年期间,北京市、天津市、河北省氮、磷、钾肥和复合肥(折纯量,下同)投入变化、京津冀区域化肥使用总量(氮、磷、钾和复合肥总折纯量,下同)变化、单位面积施用量变化以及施肥行为等特征。结果显示,2010—2018年期间京津冀区域的化肥施用量以2014年为转折点,呈现先逐年增加后转为下降趋势,2018年降至336.65万t。氮肥和复合肥是主要的肥料品种。2010—2018年期间N、P2O5用量整体呈下降趋势,2013年以后K2O用量由升转降,复合肥用量总体呈现上升趋势。2018年N、P2O5、K2O和复合肥施用量分别为123.12万、26.34万、25.70万t和161.50万t。北京市单位面积化肥施用量由2010年的358.45 kg·hm^-2提高到2017年的504.03 kg·hm^-2,增幅为40.61%。2018年降至485.58 kg·hm^-2,下降了18.45 kg·hm^-2。天津市单位面积化肥施用量呈明显下降趋势,从2010年的516.51 kg·hm^-2下降到2018年的370.16 kg·hm^-2,减少了28.33%。河北省单位面积化肥施用量维持在330.07~360.11 kg·hm^-2,总体变化较为平缓。京津冀地区整体单位面积化肥施用量为339.72~363.73 kg·hm^-2,平均348.66 kg·hm^-2。北京市、天津市单位面积化肥施用量明显高于全国平均水平,河北省单位面积化肥施用量接近全国平均水平。综上,2010—2018年期间,京津冀化肥投入呈现先升高后降低趋势。单位面积化肥施用量偏高,存在下调空间。北京市单位面积化肥施用量呈现增加趋势,更为值得关注。针对京津冀化肥投入存在的问题,文章提出了化肥减施增效的污染防控对策。     

一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险,通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明:与尿素分次施肥处理(225 kg N·hm-2)相比,不同缓释氮肥(180 kg N·hm-2)一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料(NIU)常规分次施肥(Urea)树脂包膜尿素(RCU)聚氨酯包膜尿素(PCU);氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降,但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明,一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施,虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理,但没有增加稻田氮素径流损失风险。     

我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征

为定量评估区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况，探明土壤中氮素的基本去向和氮素潜在污染，从CNKI中文数据库和Web of Science等英文数据库中检索筛选出针对设施菜地氮循环研究的可用数据648组，对我国设施菜地表观氮素平衡进行了分析，并根据《全国设施蔬菜重点区域发展规划（2015—2020年）》中的蔬菜分区，探索了不同区域的氮平衡分布特征。结果表明，我国设施菜地每一生长季总体上表观氮平衡为正值，盈余量为49~1154 kg N·hm^-2，均值为324 kg N·hm^-2，氮肥利用率平均为18.6%。从氮素的输入途径来看，每季氮素总投入约为863 kg N·hm^-2，以化肥和有机肥投入为主，分别为471、306 kg N·hm^-2，灌溉水带入的氮也不容忽视，达到86 kg N·hm^-2。从氮素的支出途径来看，每季氮素总支出为539 kg N·hm^-2，其中除了作物生长从土壤中吸取大量的氮素（230 kg N·hm^-2）外，以淋溶、硝化反硝化和氨挥发等形式损失的氮达到309 kg N·hm^-2，占输出量的57.4%，超过了作物吸收带走的氮（42.6%）。每季区域氮平衡差异显著，其中，黄淮海与环渤海暖温区氮素盈余最高，达到441 kg N·hm^-2，其较高氮投入和较低的作物吸收是造成农田土壤氮素大量盈余的主要原因，同时也存在较高的氮素损失，通过淋溶流失的氮达到186 kg N·hm^-2。总体上，当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余，主要由于化肥和有机肥投入量大，但同时存在较高的氮素损失风险。降低氮素投入水平和提高作物的吸收利用率是有效的氮优化管理途径，尤其是在黄淮海与环渤海暖温区，应减少氮素投入，重点关注氮素淋溶损失。     

氮肥施用对四川紫色土矿质态氮淋失特征及春玉米产量的影响

为探究不同施氮量下春玉米季土壤矿质态氮淋失特征及产量变化,以春玉米为研究对象,设置不同施氮量(0、90、180、270、360 kg·hm-2,分别用N0、N90、N180、N270、N360表示),采用地下淋溶原位监测的方法,测定了玉米生育期间的土壤氮素淋失动态、玉米产量及氮肥利用率.结果 表明:硝态氮(NO-3-N)是春玉米季旱地土壤矿质态氮淋失的主要形态,占总淋失量的90％～91％;施用基肥和苗期追肥后1～3周出现氮素淋失高峰,是防控氮素淋失的关键时期;随施氮量增加,矿质态氮淋失量呈指数上升趋势,表现为N360(70.46 kg·hm-2)>N270(39.65 kg·hm-2)>N180(26.33 kg·hm-2)>N90(18.55 kg·hm-2)>N0(6.54 kg·hm-2),各处理间差异达显著水平(P<0.05).氮肥表观淋失率随施氮量增加呈先降后升趋势,在N180处理下,淋失率最低,为10.99％,较N270、N360处理分别降低1.27、6.76个百分点;玉米籽粒产量先随施氮量增加而显著提高(P<0.05),施氮超过180 kg·hm-2后进入平台期,N180处理下氮肥表观利用率达到最高,较其他处理增加14.50～27.75个百分点.总体来看,该研究区域春玉米的最佳施氮量为180 kg·hm-2,既能稳产也能保肥,同时土壤的氮素淋失率最低.     

沼液与有机肥配施条件下氮损失风险的研究

本研究旨在探索沼液、有机肥配施等氮量替代化肥的模式,期望能够在保持产量稳定的前提下,降低稻田氮素损失的风险。本试验以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(NPK)、100%沼液、75%沼液+25%猪粪有机肥、50%沼液+50%猪粪有机肥和100%猪粪有机肥六个处理,采用密闭室间歇通气法研究了不同生育时期的稻田氨挥发特性,同期测定稻田田面水氮含量,以及全施肥期径流流失量。试验结果显示,在等施氮量条件下,常规化肥处理水稻产量达12 752.70 kg·hm~(-2),其农田氨挥发总量为76.99 kg·hm~(-2),径流氮损失量39.11 kg·hm~(-2);100%沼液施用处理和75%沼液+25%猪粪有机肥配施处理氨挥发量较高,分别为120.66、88.01 kg·hm~(-2);而50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理氨挥发总量和径流氮流失量均低于常规化肥处理,分别为58.03、22.00 kg·hm~(-2),其产量与常规化肥处理相比无显著性差异;100%猪粪有机肥施用处理尽管氨挥发总量和径流氮流失量表现最低,但其产量低于50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理。综合比较而言,50%沼液+50%猪粪有机肥配合施用处理在保持一定产量的基础上又能减少氨挥发及氮流失风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

基于“3414”的三七氮磷钾施肥量研究

通过研究氮磷钾肥对三七[Panax notoginseng（Burk）F.H.Chen]产量及主要有效成分产量的影响,为三七种植生产推荐合理的施肥量,试验采用"3414"随机区组设计,进行连续2年的田间小区试验,测定三七植株农艺性状、产量、总皂苷产量等指标,通过肥料效应函数方程拟合氮磷钾施肥量。结果表明,施肥不同程度促进了三七株高、茎粗、叶长、叶宽等农艺性状,且以适当施氮和磷的效果为最佳;二年七（二年生三七）对钾的依赖性较氮磷强,而三年七（三年生三七）对氮的依赖性最强;施氮能显著提高三七单位面积总皂苷产量,在低氮水平即可获得最高总皂苷产量,而磷、钾肥对皂苷含量及总皂苷产量的影响不明显;氮磷钾对三七产量的影响有互作效应,低磷、中钾水平利于氮肥肥效发挥,低氮、中钾水平利于磷肥肥效发挥,而低氮、中磷水平利于钾肥肥效发挥。根据三七总皂苷产量的三元二次回归方程,最大化三七总皂苷产量的施肥量：二年七为N 157~164 kg·hm^-2、P₂O₅ 179~187 kg·hm^-2、K₂O 337~356 kg·hm^-2;三年七为N 192~200 kg·hm^-2,P₂O₅ 179~187 kg·hm^-2,K₂O 412~435 kg·hm^-2。因此,分别针对二年七和三年七,适当控制施氮量和施钾量,增加施磷量,将三者进行合理配比,对提高单位面积三七总皂苷产量有重要意义。