长江中下游地区氮肥减施对稻麦轮作体系作物氮吸收、利用与氮素平衡的影响

本试验采用连续两个轮作周期的稻麦轮作定位试验,研究了氮肥减施对作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响。结果表明,在传统推荐施肥(小麦N 195 kg/hm2,水稻210 kg/hm2,均按底肥40%、分蘖肥30%、拔节肥30%分3次施用)的基础上,氮量减施20%,并配合综合调控技术措施,产量并没有降低,而且氮肥表观利用率、农学利用率、氮肥偏生产力和贡献率均得到提高。氮素在作物体内累积随着施量的提高而提高,土壤无机氮残留量和氮素表观损失也有相同的规律。生产相同数量的籽粒产量的需氮量小麦高于水稻,而氮素表观损失,则水稻高于小麦。     

稻麦轮作农田氮素流失及控制对策研究

通过2年的田间定位监测和采样分析,研究上海稻麦轮作农田氮素流失特征及对水环境的影响。结果表明,施肥对稻季地表排水、麦季径流和渗漏水中氮素流失影响显著。在粮食生产过程中过量施肥和不合理的水肥管理是土壤氮素流失的主要原因。适当减少氮肥用量,可减少农田氮素流失,且对产量影响不大。因此,改进传统的施肥模式,加快制定农业非点源污染的相关法律法规,对控制农田氮化肥流失污染和提高农业经济效益,具有十分重要的意义。     

大田条件下稻麦轮作土壤氮素流失研究

通过田间定位监测和分析,研究了上海沟干泥水稻土稻麦轮作下土壤系统中氮的迁移及流失对水环境的影响。结果表明,稻季和麦季土壤渗漏和径流水中氮的形态和浓度是不同的,施肥对氮流失影响程度也不同。稻季土壤渗漏水氮浓度普遍较低,施肥对降雨径流中氮流失有一定影响,且以NH+4-N为主。麦季施肥对径流和渗漏水氮流失影响均较大,氮流失以NO-3-N为主,且施碳铵肥的径流水中NH+4-N浓度明显增加。麦季土壤渗漏水和径流水中氮浓度普遍接近或超过环境水质标准,是主要的农田污染源。本次水旱轮作氮施肥量为413.5 kg.hm-2,进入地表和地下水氮总流失量为25.32 kg.hm-2,占当年施肥量的3.66%。     

稻麦轮作体系下氮素的优化管理

稻谷和小麦是中国主要的粮食作物,对于中国这个农业大国来说,提高粮食产量迫在眉睫。而氮素为作物重要的营养元素之一,优化管理氮素,对提高作物的产量和质量起着非常重要的作用。人们通过大量种植经验和试验研究得出,可以采用以下5种可行的技术措施有效优化氮素,即确定氮肥施用量、氮肥深施、秸秆还田,平衡施肥和配施有机肥。而在实际生产中,因地制宜,将5种技术措施合理综合使用,将能够收获高产优质的稻谷和小麦。     

缓释肥配施脲铵氮肥对稻麦轮作体系产量和氮肥利用率的影响

针对当地稻麦轮作制度下减氮施肥的需求,开展田间肥效试验,在基施缓释肥的基础上,以普通尿素和脲铵氮肥追肥为对照,减氮10%~30%,研究当地一基两追模式下减氮施用对稻麦轮作体系产量和氮肥利用率的影响。结果表明,基肥相同的情况下,施用等量的脲铵氮肥追肥比尿素有更好的增产效果,减氮10%时,稻麦的单独产量和周年产量均比施用尿素的处理稍有增加,减氮20%处理略有减少;施用脲铵氮肥各处理氮肥利用率比施用尿素处理增加3.6~5.1百分点,最高为减氮20%处理。因此,建议在当地稻麦轮作体系下缓释肥配施脲铵氮肥减量10%~20%施用,具有稳定产量和减少氮肥施用的效果。     

不同施肥模式对甘蓝氮素利用与流失的影响

在天然降雨条件下,采用田间试验方法,在太湖流域地区研究不同施肥模式对甘蓝产量和氮素利用及对径流水和淋溶水中氮素流失动态的影响,并对氮素流失量及流失率进行分析.试验设置6个处理:不施肥、常规化肥(256kg/hm2)、有机肥(256kg/hm2)、蔬菜专用肥(256kg/hm2)、蔬菜专用肥减量20%(205kg/hm2)和蔬菜专用肥减量40%(154kg/hm2).结果表明:蔬菜专用肥比常规施肥和有机肥显著提高甘蓝产量,分别增产31.84%和50.31%,差异有统计学意义(P<0.05).各处理间甘蓝氮素利用率在10.55%~24.17%之间,且不同施氮量蔬菜专用肥的氮素利用率差异有统计学意义(P<0.05),随着施氮量的减小,氮素利用率由16.72%提高至24.17%.甘蓝生长季氮素流失的主要途径是地表径流,流失量为19.66~38.03kg/hm2,主要流失形态为硝态氮.氮素淋溶流失量受施肥和淋溶水量影响,淋失率为0.21%~0.56%,主要流失形态为铵态氮.蔬菜专用肥比常规化肥可减少7.43kg/hm2的氮素流失.蔬菜专用肥减量40%后,氮素流失量可比蔬菜专用肥处理减少12.02kg/hm2.通过施用蔬菜专用肥并优化施肥量(减量20%)能够在保证甘蓝产量的前提下提高甘蓝氮素利用率、降低氮素的流失量,从而减轻氮素流失对水环境的污染.     

优化施肥对稻-麦轮作系统氮肥利用与氮素平衡的影响

采用田间试验,研究成都平原水稻-小麦轮作下常规施肥和优化施肥对系统生产力、氮素利用及氮素平衡的影响.结果表明:优化施肥显著提高小麦、水稻产量和系统生产力,分别比常规施肥提高15.04％、20.35％和18.37％;优化施肥促进作物籽粒对氮素吸收利用,提高肥料利用率,优化施肥处理小麦氮肥利用率为28.19％,水稻为48.89％,分别比常规施肥提高11.29％和9.06％;水稻小麦轮作下,常规施肥和优化施肥处理土壤氮素盈余量分别为82.89和95.34 kg/hm2,无肥处理亏缺量为-89.04 kg/hm2;氮素损失是土壤-植物体系中氮肥去向的主要形式,优化施肥显著降低小麦季氮素损失.     

不同氮肥用量对小麦产量及氮素利用的影响

为实现小麦增产与氮素高效利用的目标,以天津地区主推小麦品种'衡观35'、'衡4399'和'济麦22'为供试材料,于2018—2019年在冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,施氮水平为不施氮(N1),225 kg·hm-2(N2)和300 kg·hm-2(N3)3个.结果表明,N2和N3比N1的小麦产量分...     

太湖地区稻麦轮作系统中氮肥效应的研究

以太湖地区的常熟市为试验区,选择不同土壤类型的农田,设置不同氮肥水平田间小区试验与微区试验,对稻麦轮作下作物产量的氮肥效应及田间适宜施氮量进行了研究.结果表明,无论是水稻,还是小麦,随施氮苗增加,作物氮肥农学利用效率均下降.2年多点田间试验结果显示,该地区水稻的区域平均适宜施氮量为(176±24.2) kg·hm-2,小麦为(228±27.1) kg·hm-2.研究结果还表明,在该地区大义黄泥士上,水稻(晶种4007) 兼顾生产、生态和经济效益比较合理的施氮苗为171～204 kg·hm-2.     

不同施氮处理对水稻油菜轮作土壤氮素供应与作物产量的影响

【目的】探究不同施氮处理对水稻油菜轮作区土壤氮素养分及作物产量的影响,并重点分析不同处理在水稻油菜轮作间的差异及原因。【方法】2014—2015年在成都市典型水稻油菜轮作区进行连续两年小区定位试验,试验处理包括不施氮(CK)、单施尿素(UR)、40%控释氮肥+60%尿素(40%CRU)和单施控释氮肥(CRU)。研究不同处理对水稻油菜轮作条件下土壤无机氮、酶活性、作物产量及氮素利用率的影响。【结果】(1)相较UR处理,40%CRU处理能显著提高水稻生育中后期土壤无机氮含量;油菜蕾薹期到成熟期,土壤无机氮含量随控释氮肥添加量的增加而增大,40%CRU、CRU处理间无显著差异。(2)各施氮处理相比,在作物生育前期UR处理土壤脲酶和蛋白酶活性最高。随生育期推进,添加控释氮肥处理土壤酶活性均高于UR处理,但40%CRU、CRU处理间差异较小。两季作物相比,水稻季土壤脲酶和蛋白酶活性整体均呈升高-降低的趋势,孕穗期出现峰值;而油菜季土壤脲酶活性随生育期发展逐渐降低,添加控释氮肥处理蛋白酶活性先升高后降低。(3)水稻油菜产量均以40%CRU处理最大,两年水稻产量分别较UR处理增产597.04 kg·hm~(-2)(2014年)和582.61 kg·hm~(-2)(2015年),提高了7.50%—7.83%;油菜增产391.19 kg·hm~(-2)(2014年)和378.49 kg·hm~(-2)(2015年),提高了15.39%—16.70%。产量与构成因子的回归方程显示,水稻穗粒数和结实率与产量呈显著正相关,40%CRU处理穗粒数较UR处理提高15.17%(2014年)和17.72%(2015年),结实率提高4.49%(2014年)和4.44%(2015年)。油菜产量与每角粒数和总角果数相关性显著,40%CRU处理每角粒数最多,总角果数较UR处理两年分别增加8.98%(2014年)和13.80%(2015年)。(4)施氮显著提高水稻油菜成熟期地上部分氮积累量,且均以40%CRU处理最大。相较其余施氮处理,40%CRU处理的水稻成熟期氮积累量提高了6.21%—21.83%(2014年)、6.51%—20.74%(2015年),油菜成熟期氮积累量提高了8.42%—24.74%(2014年)、9.39%—22.77%(2015年)。施氮处理能有效提高水稻油菜作物的氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率,且均以40%CRU处理最优,CRU处理次之。【结论】添加控释氮肥的处理可有效改善水稻油菜生育中后期的土壤酶活性与氮素供应,显著增加水稻和油菜作物产量,提高氮素利用率。其中,控释掺混尿素处理土壤的氮素供应适宜,能有效促进作物对氮素的吸收利用,产量水平更大。     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

地表管理与施肥方式对太湖流域旱地氮素流失的影响

太湖富营养化日益严重,其中农业非点源氮污染对太湖富营养化有着相当大的贡献,探明该地区农田土壤氮素随地表径流向水体迁移的形态与通量对水体富营养化治理具有重要的现实意义。采用田间试验方法,研究了太湖流域旱地氮素随地表径流排放特征。结果表明,常规管理下典型旱地氮向水体迁移的年负荷为12.66kg·hm^-2左右,约占年施肥量的5.63%,其中硝态氮和颗粒态氮是径流损失的主要形式,分别约占总流失量的48.74%和38%左右。随着降雨的进行,NO3^--N浓度逐渐增大,而NH4^＋-N浓度逐渐降低,氮向水体迁移具有明显的季节特征,夏季和秋季为氮高负荷季节,6～11月占全年氮输出总量的83.4%。地表覆盖和氮肥深施均能有效地降低氮流失量,其中地表覆膜、秸秆覆盖、肥料条施及穴施分别可降低60.3%、59.8%、50.1%、52.4%的氮流失。     

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％.     

不同氮素管理方法下棉花产量和氮肥利用率

在滴灌条件下,研究农民习惯施氮模式、过量施氮模式、基于无机氮储量(Nmin)的氮素管理模式、基于计算机视觉的氮素营养诊断和氮素推荐施肥技术对棉花产量、氮肥利用率的影响。结果表明,基于计算机视觉的氮素营养诊断施肥技术和基于土壤Nmin的氮素管理模式比常规施肥模式分别减少了氮肥施肥量37.8%和56.3%,同时获得与常规施肥量相同的产量;与农民习惯施氮量相比,基于Nmin的氮素管理模式提高氮肥利用率27.80%,基于计算机视觉的氮素管理方法提高氮肥利用率16.96%;基于Nmin的氮素管理方法硝态氮残留为负值,基于计算机视觉的氮素管理方法比农民习惯施氮量减少了土壤硝态氮残留89.02%。基于Nmin或基于计算机视觉的氮素管理方法可明显提高氮肥施肥推荐质量,减少氮肥浪费,并减少对环境的氮排放。     

氮肥运筹对小麦-玉米轮作农田无机氮淋失的影响

以冬小麦品种石新616,夏玉米品种浚单20为试验材料,采用田间定位试验和原位淋溶装置的方法,研究了河北省山前平原高产农田不同氮肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田0～100 cm土体中氮素淋失的影响。结果表明:不同施氮处理0～100 cm土层的NO3--N淋溶量和累积量均随施氮量的增加而增大;不同施氮措施对0～100 cm土体中无机氮分布和累积量的影响顺序为OPT+N处理>FP处理>FP-S处理>OPT处理>OPT-N处理>CK,其中OPT处理的小麦和玉米产量显著增加,且小麦和玉米收获后土壤的无机氮累积量明显降低;小麦季硝态氮主要分布在20～40 cm土层,玉米季硝态氮主要分布在表层和深层土体中;过量施氮是造成土壤氮素淋失和累积的主要来源。综合考虑经济效益和生态效益,在秸秆还田条件下,施氮量减少20%的施肥措施(OPT处理)是值得推荐的施氮措施。     

利用大型径流场研究太湖地区稻季氮素的径流排放

为准确评价稻季氮素径流排放对水体环境的影响,建立一面积为714m^2的大型径流场。通过测定降雨、灌溉输入氮量以及稻田径流氮排放量,研究在常规施肥、灌溉条件下太湖地区乌栅土上稻田施氮肥对水体环境的影响。结果表明,稻季径流氮中主要为溶解无机氮,所占比例达69.2%～91.4%,颗粒氮、溶解有机氮比例很低;氮素径流排放主要发生在苗期,稻季后期排放量较少;径流氮排放量低于降雨和灌溉氮素输入量,用较高氮浓度水体灌溉稻田可能是减少周围水体氮总量的有效方法;与同期进行的原状土柱试验比较发现,将田埂高度由6cm增加到8cm,稻季径流量和氮素径流排放分别降低73.4%和约90%。降雨输入氮在研究该地区水体富营养化时不容忽视。     

太湖地区奶牛运动场氮、磷淋溶及流失通量

为了解奶牛运动场粪尿中氮、磷淋溶与径流损失量,防范与减少规模养牛场氮磷污染风险,以无锡太湖地区一典型奶牛运动场为对象,采集了2个运动场剖面土壤,同时以运动场外侧土壤作对照,分析了土壤0～10.0 cm、10.1～20.0 cm、20.1～40.0 cm、40.1～60.0 cm、60.1～80.0 cm、80.1～100.0 cm各层次中氮磷含量,并收集了5～9月份运动场径流雨水,估算了氮、磷流失量。结果表明:运动场各层次土样中pH及有机物含量明显高于对照,在0～20.0 cm表层土中更为显著;运动场土壤中铵氮、硝态氮以及有效磷均表现出明显的向下淋溶,其中硝态氮向下淋溶更为明显,在40.1～60.0 cm土层中硝态氮含量已高达14.87 mg/kg;在0～40.0 cm土层中有土霉素的积累。径流氮向水体输出通量为14.95 kg/hm2,径流磷向水体输出通量为3.88 kg/hm2。试验结果证实,奶牛运动场存在氮、磷等向下淋溶以及径流损失的风险,在奶牛养殖场污染物排放控制中,应对奶牛运动场可能产生的氮磷环境污染问题给予高度重视。     

苏南太湖流域水稻氮肥利用率及氮肥淋洗量研究

在苏南太湖流域,对不同氮肥施用水平下水稻的产量,氮肥利用率及氮肥水环境损失进行了研究。结果表明,在３５０ｋｇ／ｈｍ＾２的高氮肥施用水平下,水稻产量已经下降,植株发生氮素“奢侈”吸收,氮肥利用率下降,氮的淋洗量迅速增加。在以上研究结果的基础上,利用环境经济学的Ｃｏａｓｅ原理和农业技术经济学的边际收益分析原理求得,２２１．５－２６１．４ｋｇ／ｈｍ＾２Ｎ为苏南太湖流域目前生产条件下,水稻兼顾生产,生态和     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥+传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥+优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥+优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥+传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥+优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥+优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU-Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1%~9%,气体损失占施肥总量的5%~14%,各处理氮素淋失表现为N1F1>N3F2≈N2F2>N1D1>N2D2>N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72%~87%,气体损失量比畦灌处理平均降低了40%,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32%~36%。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。