农田长期生态过程的长期试验研究进展与展望

长期试验是研究农田长期生态过程及其环境效应和调控措施的重要手段.本文综述了国际上重要农业长期试验的研究发展趋势,分析了农业长期试验的重要作用,然后分析了国内农业长期试验网的发展现状,提出了未来发展的建议.农业长期试验的发展主要表现在长期农业生态和环境过程的研究领域不断扩展、长期试验成为多学科交叉研究平台和应用研究平台.国内建立了两个主要的农业长期试验网络,重点开展了水分和养分的长期试验.目前农业长期试验网络需要在区域尺度上加强农业、环境和生物科学的交叉研究;扩展试验地面积,完善试验设计;完善分析测试方法和样品、数据的保存系统.国家需要制定和实施稳定农业长期试验研究的管理和经费支持政策.     

稻田节氮的水肥综合管理技术的研究

研究证明,本文推荐的改进施肥技术能显著减少稻田氮肥损失、提高氮肥的利用率和增产效果,但在高肥力土壤上,以及在过量施用氮肥时,改进的施肥技术的增产效果则不显著。     

稻田非共生固氮对当季水稻吸收氮的贡献

非共生固氮是水稻土氮素循环中的一个基本环节。作为一个基础数据,人们首先需要知道稻田土壤中的非共生固氮量。     

太湖地区氮磷肥施用对稻田氨挥发的影响

在太湖地区乌栅土上,采用田间小区试验连续两年研究了施氮(N)量为0、180、255、330kg hm-2,施磷(P2O5)量为0、309、0、180 kg hm-2的6个组合(对照N0P0、低氮N180P90、优化N255P90、低磷N255P30、高磷N255P180、高氮N330P90)以及三个施肥时期对稻田氨挥发损失的影响,氨挥发采用密闭室间歇通气法测定。结果表明,稻田氨挥发损失主要发生在施肥后6d内,基肥和第一次追肥后各处理氨挥发量占施氮量的0.4%~11.5%,而第二次追肥后氨挥发损失比例较大,对照、低氮、优化、低磷、高磷和高氮处理的氨挥发在2002年稻季分别占施氮量的5.8%、9.7%、25.6%、15.6%和11.6%,在2003年稻季则分别为27.4%、26.2%、30.0%、35.1%和27.6%。若施肥后遇阴雨天气或正值水稻拔节孕穗期,氨挥发量便降低。田面水中的NH4 -N浓度是氨挥发的决定因素之一,与氨挥发通量呈正相关。施磷量相同时,氨挥发随施氮量增加而增加;施氮量相同时,高磷和低磷处理氨挥发均高于优化处理,表明在氮磷不平衡施用时,氮肥氨挥发损失会加剧,从氨挥发损失方面考虑,稻田推荐施磷量不宜超过P2O590 kg hm-2。     

黄泛区潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮去向

在田间条件下,用~(15)N标记的微区试验法研究了潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮的去向。结果表明:土壤中尿素水解后,主要进行硝化和生物固定,而被粘土矿物固定的量很少;小麦返青后,随着气温上升,生物固定的标记氮不断分解,其量可达总生物固定量的60％。作为基肥条施的尿素,其损失略高于作返青肥或拔节肥表施后随即灌水的处理。氮素损失主要发生在春季气温回升后的生长期间,当季的淋洗损失极微。在较为适宜的用量和施用技术下,化肥氮的损失仍达33—45％,其中以碳酸氢铵为最高,次为硫酸铵和硝酸铵,而尿素和硝酸铵中的硝态氮损失最低。     

氮肥去向的研究--Ⅰ.稻田土壤中氮肥的去向

氮肥施入土壤后的去向,直接关系到作物增产和环境保护,是农业和环境科学研究中的基本资料。对氮肥去向的研究,以在田间条件下进行的意义比较大。因此,1978-1980年,我们在华东地区三种不同土壤上,采用田间微区¹⁵N示踪的方法,分别测定了施用于水稻和小麦的几种常用氮肥的去向,并以尿素为重点,研究了施肥方法、施肥时期、土壤水分状况以及硝化抑制剂等对氮肥去向的影响。所得结果将分别整理。本文是稻田试验方面的初步总结。     

热带亚热带酸性土壤硝化作用与氮淋溶特征

通过室内好气培养和土柱模拟淋洗培养试验,研究了氨基氮肥加入对热带亚热带4种不同性质和利用方式酸性土壤硝化、氮及盐基离子淋溶、土壤及淋出液酸化的影响。4种土壤分别为采自花岗岩发育的海南林地砖红壤(HR)、玄武岩发育的云南林地砖红壤(YR)、第四纪红黏土发育的江西旱地红壤(RU)和第四纪下蜀黄土发育的江苏旱地黄棕壤(YU)。结果表明:4种土壤硝化作用大小表现为YURUYRHR。HR主要以可溶性有机氮(DON)和NH_4~+-N形态淋失,YU土壤的氮淋溶形态以NO_3~–-N为主,YR和RU土壤的氮淋溶形态NO_3~–-N、NH_4~+-N和DON兼而有之。盐基离子总淋失量与NO_3~–-N淋失量显著正相关,但各盐基离子淋失由于离子本性和土壤性质差异并不完全一致。Ca~(2+)在缓冲外源NH_4~+-N硝化致酸和平衡NO_3~–-N淋失所带负电荷过程中起重要作用。在阳离子交换量小、盐基饱和度低的土壤(如RU土壤),外源NH_4~+-N的硝化和淋失不仅导致盐基离子淋失,而且引发NH_4~+-N、甚至是H~+淋失。综上,热带亚热带地区土壤上外源氮输入的增加可能会在更短的时间内导致氮素向系统外的流失,引发环境问题。     

脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

采用田间小区试验,以普通尿素和氯化铵为对照,研究脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响。结果表明:氮肥施入后,氨挥发损失主要发生在施肥后5~7天内,氨挥发损失量与田面水NH4+-N浓度呈线性正相关关系。不同氮肥的氨挥发损失差异显著(P0.05),脲胺氮肥的氨挥发损失分别比普通尿素和氯化铵减少了2.71和6.41 kg/hm2,并且该氮肥对水稻有增产的趋势,氮肥利用率分别比普通尿素和氯化铵显著提高了10.43%和10.64%。此外,综合考虑经济和环境效益,该氮肥净收益高于尿素和氯化铵。因此,脲胺氮肥值得在太湖地区推广。     

改善农学管理措施减少太湖稻麦轮作NH3和NO排放

以稻麦轮作为对象,采用密闭室-通气法和静态箱-化学发光法对太湖地区空白（不施氮肥）、当地常规（农民习惯管理方式）和保产增效（与当地常规相比,改善作物种植、水分和养分管理方式）3个处理下的氨（NH3）挥发和一氧化氮（NO）排放进行田间原位观测,研究保产增效措施对稻麦轮作NH3 挥发和NO排放的综合影响。结果表明,与当地常规相比,保产增效在施氮量减少25%的情况下,总作物产量没有降低,且农学利用率提高了39%;保产增效NH3挥发量在稻季和麦季分别减少了26%和44%;保产增效在稻季NO排放量较低（0.75±0.03 kg N/hm2）,与空白和当地常规均没有显著差异（p<0.05）,在麦季NO排放量则显著降低了49%。因此,保产增效措施不仅能保障高产和提高氮利用率,还能减少NH3和NO排放,值得在太湖地区推广。     

稻田耕层以下土壤的氮素供应

稻田的非共生固氮作用是水稻田氮素循环的一个环节,它在稻田土壤氮素肥力保持中的积极作用已为许多试验所证实。