半干旱地区地膜覆盖、底墒和氮肥对春小麦根系生长的集成效应

在年降水量 4 1 5 m m的黄土高原中部黄绵土上 ,以春小麦 (Triticum aestivum)为供试作物进行大田试验 ,研究地膜覆盖 (设不覆膜、播种后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 )、底墒 (设低、高 2种底墒 )和施氮 (设不施氮和施氮 75 kg/hm2 )对春小麦根系生长的影响。结果表明 ,覆膜后作物根系生长加快 ,中下层根系比例增加 ,有利于吸收土壤深层水分。相对发达的根系保证了作物吸收器官 (根 )和失水器官 (叶 )间的平衡 ,协调根冠间的干物质分配关系 ,能在不影响根系吸收能力的前提下 ,提高光合产物的繁殖分配比例。适时揭膜能够改善光合产物分配 ,促进根系生长下扎 ,维持生长后期活性。全程覆膜处理的表层和中层 (30～ 6 0 cm)土壤中 ,根系生物量显著低于其他处理 ,原因在于后期覆膜使土壤温度急剧升高 ,造成根系大量死亡和活性下降。因此及时揭膜 ,有利于作物生长后期的根冠比保持在较高水平 ,而全程覆膜对维持作物生长后期较高的根冠比不利     

土壤氮素矿化过程中非交换铵态氮的变化

 采用室内通气和淹水培养 ,研究了培养过程中土壤非交换铵态氮的变化及其对有机氮矿化量和微生物体氮的影响。结果表明 ,淹水培养过程中产生的铵态氮会被粘土矿物固定 ,使供试土壤非交换铵态氮显著增加(30 .0～ 14 2 .4 μg·g-1) ,从而导致有机氮矿化量的测定结果偏低。经过长期间歇淋洗通气培养后 ,在供试的 2 0个土样中 ,有 4个土样的非交换铵态氮增加 ,16个土样的非交换铵态氮减少 ;与培养前相比 ,2 0个土样非交换铵态氮平均下降 2 8.8μg·g-1(P <0 .0 1) ,显然 ,在长期间歇淋洗通气培养中有一部分非交换铵态氮释放出来 ,成为淋洗液中的矿质氮 ,从而使土壤有机氮矿化量测定结果偏大 :如果不考虑培养前后非交换铵态氮变化 ,培养 2 6 2d后累积的有机氮矿化量为 116 .0 μg·g-1;如果考虑非交换铵态氮变化 ,则有机氮矿化量为 87.2 μg·g-1,相差 2 8.8μg·g-1(P<0 .0 1)。在测定土壤微生物体氮时 ,熏蒸后接种土壤经过淹水培养 ,与未熏蒸土壤相比 ,形成大量铵态氮 ,导致非交换铵态氮增加 ,供试的 15个土壤平均增加 2 2 .2 μg·g-1(P <0 .0 1) ,相当于 88.7μg·g-1的微生物体氮。因此 ,仅用淹水培养后熏蒸与不熏蒸土样K2 SO4浸取态铵态氮的差值计算微生物体氮 ,结果偏低。     

半干旱区生态过程变化中土壤硝态氮累积及其在植物氮素营养中的作用

半干旱区农田生态系统石灰性土壤施入的氮肥和有机氮矿化产物,除植物吸收、微生物固定、粘土矿物固定、挥发损失和反硝化损失外,有相当一部分最终以NO3--N形态残存在土壤中。土壤剖面中的残留NO3--N通过对流和扩散等途径,逐渐向深层移动,脱离根区。影响土壤剖面NO3--N残留累积和淋溶的主要因素包括施氮量、植物吸氮量、前作收获后的植物残留物、氮肥种类、施氮方式和降雨量等。残留NO3--N本身具有很高的生物有效性,但能否被植物吸收利用,关键在于残留NO3--N所在深度及其是否能够到达根区。在半干旱区降雨量较高的雨季,NO3--N向深层移动,而在较干旱条件下即使土壤剖面深层NO3--N,也可随水分上移供根系利用,因此土壤剖面中累积的残留NO3--N显著影响氮肥肥效果,许多地方用一定深度土层中累积的NO3--N作为土壤供氮指标,以减少NO3--N的淋溶损失和提高氮肥肥效。过去对半干旱地区土壤剖面中NO3--N的研究主要涉及3方面,一是土壤剖面中NO3--N的残留累积及其影响因素,二是与根系分布深度相适应土层中残留NO3--N对氮肥肥效的影响,三是根据土壤剖面中的残留NO3--N确定农田作物施氮量。在分析过去研究结果的基础上,提出了今后需进一步深入研究的科学问题。