长期不施氮肥下稻麦轮作农田残留化肥氮的后效及去向

我国农田化肥氮用量高,造成较多肥料氮土壤残留,残留肥料氮既可被后季作物吸收利用,也可迁移进入环境。稻麦轮作是我国长江中下游农业区代表性种植制度,然而稻麦轮作农田土壤残留化肥氮的作物后效及去向目前尚不清楚。利用15N示踪长期试验,连续追踪了2004年小麦季施用30%的15N标记尿素后其土壤残留15N在之后17个稻麦轮作年的变化动态及被后季作物吸收利用特征。试验起始小麦季设100 kg?hm-2（N100）和250 kg?hm-2（N250）两个施氮量处理,后续作物均不再施用氮肥。结果发现,34.5%~37.9%施入氮被当季小麦吸收,随后各轮作年稻麦作物吸收残留氮量随年限增加呈指数下降;17年中有12.2%~15.8%残留氮被后季作物吸收,其中,水稻对残留氮吸收能力较强,为9.2%~11.8%,小麦为3.3%~4.0%;观测期内化肥氮累积利用率为50.1%~50.3%。氮肥施入小麦当季,0~20 cm土层残留为22.9%~33.5%,之后逐年减少;17年后降至7.8%~9.8%,但仍占0~100 cm土层氮残留量（9.9%~13.4%）的73.5%~78.5%。同位素质量平衡估算的观测期内氮肥累积总损失率为36.3%~39.9%,与基于当季小麦氮肥利用率和0~20 cm土壤残留率计算得出的当季化肥氮总损失率32.0%~39.2%接近。作物籽粒、秸秆及土壤15N丰度在观测期内均随时间呈指数递减;根据预测结果,不施氮下其降至15N自然丰度背景值仍需28~37年。上述结果表明,稻麦农田化肥氮损失主要发生在当季,土壤残留后效持续时间长,但再迁移进入环境数量低。协同化肥氮当季损失的高效阻控和土壤残留的有效调控应是稻麦农田氮肥优化管理的关键环节。     

影响土壤镉吸持和解吸的因子

研究了土壤的pH、离子浓度(0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L)、阴(阳)离子种类(NO₃^-、Cl^-、OAc^-、SO₄^2-、HPO₄^-及Zn和Pb)及石灰和葡萄糖对土壤镉吸持及其解吸的影响。     

用连续提取法研究土壤对镉和锌的吸持特性

本文选用３种性质不同的不土壤，分别添加不同系列标准浓度的Ｃｄ和Ｚｎ进行恒温培养，并用连续提取法研究土壤中Ｃｄ和Ｚｎ的吸持机理。结果表明，３种土壤对Ｃｄ和Ｚｎ的等温吸附线均符合直线方程。红壤、水稻土中Ｃｄ和Ｚｎ主要以离子交换吸附为主，而潮土Ｃｄ和Ｚｎ有一定量的专性吸附，另有少量的Ｃｄ和Ｚｎ被土壤有机质螯合或络合，而氧化铁对Ｃｄ和Ｚｎ吸持贡献很小，但土壤中的粘土圹物亦固定一部分Ｃｄ和Ｚｎ。     

日本土壤肥料研究近况

应日本钾肥协会主席长谷川满良博士与北海道大学农学部农艺化学教授田中明的邀请,我们对日本进行了为期45天(10月30日-12月15日)的访问。     

豆科固氮植物植株茎叶、根和根瘤的δ15N值变异

由于生物固定的氮在植物体内迁移过程中存在着同位素分馏效应，导致豆科固氮植物不同部位的δ＾１５Ｎ值彼此各不相同，我们的结果证实，茎叶的＾１５Ｎ自然丰度普遍低于根，特别是低于根瘤。     

不同施氮水平对稻麦轮作农田氧化亚氮排放的影响

利用江苏常熟田间随机区组试验,以密闭箱法采集气样,气相色谱分析N2O浓度,对稻麦轮作制下不同施氮水平的土壤N2O排放进行了观测,探讨了不同施氮水平对稻麦轮作农田氧化亚氮排放的影响。结果表明,土壤N2O排放量受施氮量的影响,稻季和麦季N2O排放量都随旌氮量的增加而增加;稻季N2O排放量最大峰值出现在烤田复水期间,其排放量大小主要受基肥和分蘖肥施用量的影响,并随施氮量的增加而增大;麦季最大峰值出现在气温回暖的第二次追肥后,排放量的最大峰值也随施氮量的增加而增大;稻麦轮作土壤N2O排放以麦季的排放为主,麦季N2O累积排放量在轮作周期中占三分之二。     

水分状况对水田土壤N2O排放的影响

通过室内培养试验,研究了不同水分含量下水稻土的Ｎ２Ｏ排放,结果表明,在水分含量相当于田间持水量时,土壤具有最大的Ｎ２Ｏ排放速率,当水分含量在田间持水量之上时,反硝化作用是Ｎ２Ｏ的主要来源。水分含量在田间持水量之下时,尽管硝倾作用强烈,但Ｎ２Ｏ排放量较小。通过温室盆栽试验研究了不同水分管理措施下,水稻土Ｎ２Ｏ和ＣＨ４的排放,同常规水分管理方式相比,长期淹水显著增加ＣＨ４的排放而减少了Ｎ２Ｏ的排放。相反,湿润灌溉的处理在整个水稻生长期内没有明显的ＣＨ４排放,但其Ｎ２Ｏ排放对水分状况敏感,出现数次峰值,从而总排放量远高于其它两处理。     

冬季耕作制度对农田氧化亚氮排放的贡献

研究了红壤丘陵地区大田条件下旱地种植冬季豆科作物、油料作物、休闲 ,以及水稻田冬季休闲、种植紫云英绿肥后 ,土壤氧化亚氮 (N2 O)的排放。结果表明 ,水稻田冬季种植紫云英 ,N2 O平均排放通量 (以N计 ,以下同 )为11 1μg·m-2 ·h-1,比休闲田 (18 3μg·m-2 ·h-1)降低 39% ;旱地种植豌豆 ,N2 O平均排放通量只有 6 9μg·m-2 ·h-1,显著低于休闲田 (9 6 μg·m-2 ·h-1) ,也显著低于油菜田 (12 2 μg·m-2 ·h-1)。各作物施肥后土壤N2 O的排放量均增加 ,豌豆田N2 O平均排放通量为 10 0 μg·m-2 ·h-1,仍显著低于油菜田 (14 7μg·m-2 ·h-1)。因此 ,冬季种植豆科作物可显著降低稻田以及旱地农田N2 O的排放量     

太湖地区井水中溶解N2O及其排放的研究

水体是氧化亚氮(N_2O)排放的重要来源,连续监测太湖地区井水水面N_2O排放通量和井水中溶解N_2O浓度以及不同深度水样N_2O浓度结果表明,井水N_2O-N年均排放通量为90.85μg/m~2·h,井水中溶解N:O-N浓度年均高达13.09μg/kg,不同层次水样N_2O浓度差异明显,且时间差异显著,暖季井水有作为N_2O汇的趋势,但仍以N_2O源为主导作用。水体N_2O排放通量与井水中溶解N_2O浓度呈显著正相关,且N_2O-N浓度与NO_3~--N浓度和水温呈显著正相关,井水中的反硝化作用强烈,井水是N_2O的重要来源。