不同形态氮肥对设施黄瓜生长及氮素吸收的影响

为了揭示同等氮水平下不同形态氮肥对设施黄瓜生长和氮素吸收利用的影响,通过无土盆栽研究6种不同形态氮肥(100% NH⁺₄-N、50% NO^-₃-N + 50% NH⁺₄-N、100% NO^-₃-N、50% NO^-₃-N + 50% CO(NH₂)₂、100% CO(NH₂)₂、50%NH⁺₄-N + 50%CO(NH₂)₂)对黄瓜干质量、氮素吸收效率、吸收速率、¹⁵N转运量及总N的积累量的影响。结果表明：叶干质量、果干质量、植株干质量、氮素吸收效率、氮素吸收速率以及根、叶、果、植株¹⁵N转运量和总N的积累量均在50% NO^-₃-N+50%CO(NH₂)₂时最大。茎部¹⁵N的转运量、总N的积累量在50%NH⁺₄-N+50% CO(NH₂)₂处理时达到最大。氮素的生理效率和根干质量具有相同的变化规律,均在100%NH⁺₄-N处理时达到最大值,100%NO^-₃-N处理时最小;叶片和果部¹⁵N转运量和总N的积累量明显高于根和茎。相关性和隶属函数分析表明50% NO^-₃-N+50% CO(NH₂)₂为黄瓜最优氮肥配方,单一氮肥中100%NO^-₃-N最有利于黄瓜生长和对N的吸收,100% NH⁺₄-N最不适合黄瓜,这一结论为设施黄瓜生产中氮肥的选择和使用提供了科学依据。     

增氮对青藏高原东缘高寒草甸土壤甲烷吸收的早期影响

研究大气氮沉降对青藏高原高寒草甸土壤CH₄吸收的影响,对于揭示氮素调节土壤CH₄吸收的机制和评价氮沉降增加背景下大气CH₄收支平衡至关重要。通过构建多形态、低剂量的增氮控制试验,测定土壤CH₄净交换通量和相关土壤理化性质,分析高寒草甸土壤CH₄通量变化特征及其主要驱动因子。研究结果表明:自然状态下高寒草甸土壤是大气CH₄汇,CH₄平均吸收量为(35.40±1.92)μg·m^-2·h^-1。土壤CH₄吸收主要受水分驱动,其次为土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量。NH₄⁺-N抑制CH₄吸收,NO₃^--N促进CH₄吸收;不同剂量氮素输入对土壤CH₄吸收影响也不尽相同,低氮处理促进土壤CH₄吸收,而中氮和高氮处理抑制土壤CH₄吸收。结果显示青藏高原高寒草甸土壤是重要的大气CH₄汇,在未来大气氮沉降加倍的情景下CH₄汇功能增强,但当氮沉降量增加两倍以上时CH₄汇功能将会减弱。     

氮肥与双氰胺配施对温室番茄生产及活性氮排放的影响

【目的】研究田间条件下氮肥与硝化抑制剂双氰胺（dicyandiamide,DCD）配施对温室番茄产量、品质及活性氮损失的影响,明确DCD在棚室蔬菜生产体系中的作用及其硝化抑制效果,为氮肥减施增效提供依据。【方法】试验在河北省永清县番茄主产区北岔口村进行,供试作物为番茄。试验设5个处理,分别为不施氮对照（N0）、传统施氮（Con）、传统施氮+双氰胺（Con+DCD）、减量施氮（Opt）和减量施氮+双氰胺（Opt+DCD）,定期对温室番茄追肥期间土壤无机氮、N₂O排放量和NH₃挥发损失量等指标进行测定。利用流动分析仪测定土壤无机氮含量,气相色谱仪测定N₂O排放量,硼酸吸收-标准稀酸滴定法测定NH₃挥发量。应用SAS软件对不同处理的产量、品质和各个指标进行方差分析。【结果】氮肥与DCD配施可以提高番茄产量,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理分别提高了20.2%和2.4%,其中Con+DCD产量显著高于Con;同时,Con+DCD和Opt+DCD的氮肥农学效率（NAE）和氮肥偏生产力（PFP）均显著高于Con和Opt,其中Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理的NAE分别提高了176.7%和22.3%;此外,配施DCD显著降低了棚室番茄果实的硝酸盐含量,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理分别降低了28.6%和19.3%,其他品质指标处理间差异不显著。氮肥与DCD配施显著降低了NO3--N在0-100 cm土层的累积,Con+DCD和Opt+DCD的NO3--N累积量分别为607.1和441.8 kg·hm^-2,较Con（708.4 kg·hm^-2）和Opt（524.2 kg·hm^-2）降低了14.3%和15.7%。各处理N₂O排放通量和NH₃挥发速率的峰值分别出现在施肥后第3天和第2天,总体来看,DCD能有效降低N₂O排放和NH₃挥发损失,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理的N₂O累积排放量和NH₃挥发累积量分别降低了51.2%、75.4%和17.2%、21.9%。【结论】在本试验条件下,氮肥与DCD配施提高了温室番茄的产量、氮肥农学效率和氮肥偏生产力,减少了土壤NO3--N在0-100 cm土层的累积,降低了N₂O排放量和NH₃挥发损失量,且以减氮50%并配施DCD（Opt+DCD）的效果最好。因此,在温室番茄生产中,适当减氮并配施DCD是一种科学有效的施肥管理方式。     

宁夏灌区不同类型农田土壤氮素累积与迁移特征

在宁夏灌区选择设施菜田(n=4)和水旱轮作大田(n=4),通过田间多点取样观测和室内分析的方法,研究了2种类型农田土壤氮素累积与分布特点,以及其迁移对浅层地下水的影响。结果表明,设施菜田0~150 cm土壤剖面溶解性总氮(TSN)、硝态氮(NO₃^--N)和溶解性有机氮(SON)含量都显著高于大田,前者分别是后者的1.5~5.6、1.5~3.4倍和1.6~9.8倍。设施菜田土壤氮素主要累积在0~5 cm和5~20 cm土层,而大田主要在40~100 cm土体。设施菜田和大田土壤溶解性总氮占全氮比例分别在5.4%~11.5%和2.2%~4.9%之间,前者的淋失风险较高。设施菜田各形态氮素累积量表现为SON>NO₃^--N>NH₄⁺-N,大田为NO₃^--N>SON>NH₄⁺-N。设施菜田浅层地下水中TSN、NO₃^--N和SON含量也都显著高于大田,前者平均含量分别是后者的9.5、13.8倍和7.0倍。因此,硝态氮和溶解性有机氮都是2种类型农田氮素累积的主要形态,也是浅层地下水污染的重要来源。     

铵态氮及硝态氮配比对香蕉幼苗氮素吸收动力学特征的影响

【目的】探究不同铵硝配比条件下香蕉幼苗对铵态氮、硝态氮两种形态氮素的吸收特性以及两种氮源离子相互作用对香蕉氮素吸收动力学特征的影响,筛选最适于香蕉氮素吸收利用的铵硝配比,为香蕉氮素营养高效吸收提供理论依据。【方法】依据养分吸收动力学原理,利用改进的耗竭法研究不同铵硝配比营养液中巴西品种香蕉（Musa AAA Giant Cavendish cv. Brazil）幼苗对铵态氮、硝态氮以及总氮的吸收动力学特征。设7个处理：100%铵态氮（100%A）、90%铵态氮+10%硝态氮（90%A+10%N）、70%铵态氮+30%硝态氮（70%A+30%N）、50%铵态氮+50%硝态氮（50%A+50%N）、30%铵态氮+70%硝态氮（30%A+70%N）、10%铵态氮+90%硝态氮（10%A+90%N）和100%硝态氮（100%N）。每个处理设9个氮浓度梯度：0、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3、4 mmol·L^-1。【结果】不同铵态氮﹕硝态氮配合条件下,香蕉苗吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,其动力学方程达到极显著水平。NH₄⁺-N比例在10%-70%时,随着NO₃^--N比例的增加,可以增加香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。在NH₄⁺-N比例为70%时,NH₄⁺-N的最大吸收速率（Vmax）最大,为55.56 μmol·g^-1·h^-1,NH₄⁺-N比例超过70%会降低香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收速率呈现随营养液NH₄⁺-N比例的增加而显著降低的规律。NH₄⁺-N比例从10%增大到90%时,NO₃^--N的Vmax降低了2.62倍,增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收。铵硝配比对香蕉根系与NH₄⁺-N和NO₃^--N的亲和力影响无明显规律。在铵硝配比为3﹕7时香蕉总氮Vmax达到83.33 μmol·g^-1·h^-1,明显高于其他处理,最有利于香蕉吸收利用氮素。【结论】NH₄⁺-N比例低于70%时,增加NO₃^--N比例可以促进香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收,NH₄⁺-N比例高于70%时,增加NO₃^--N比例抑制NH₄⁺-N的吸收。增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收,铵硝配比为3﹕7最有利于香蕉吸收利用氮素。     

施氮后蚯蚓对植物吸氮及微生物固氮的影响

为探讨尿素施用后蚯蚓对植物吸氮量及微生物固氮量的影响,通过盆栽试验,以威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)为试验材料,对比有、无蚯蚓作用下15N标记的尿素施入后植物氮素含量的差异及土壤微生物量的变化过程。结果表明:培养结束后对植物进行取样测定,发现不同处理间植株氮含量并无显著差异,但接种蚯蚓的处理增加了植株生物量,进而导致蚯蚓作用下的植株总吸氮量提高了约30.8%。从分配比例上看,接种蚯蚓显著增加了植物吸收土壤氮的比例,却显著降低了植物吸收肥料氮的比例。在整个试验过程中,两处理的全氮(TN)含量均无显著变化,但土壤中来源于肥料的氮却随着培养的进行逐渐降低,且接种蚯蚓使其下降速度更快。微生物生物量氮(M BN)先下降后上升,且接种蚯蚓处理的MBN含量在试验初期(第5d)与试验末期(第30d)较高,但MBN中固定的肥料氮含量始终低于不接种蚯蚓的对照处理。试验过程中,土壤可溶性有机氮(D ON)的含量先下降后上升,与MBN变化趋势一致。与对照处理相比,接种蚯蚓处理的铵态氮(N H4+-N)含量降低,硝态氮(N O-3-N)含量则差异不显著。综上,蚯蚓可通过调节微生物生物量形成氮素缓冲库,从而促进植株对土壤氮而非尿素氮的吸收。     

NaCl胁迫对作物幼苗氮素吸收和累积的影响

采用黄瓜、菠菜、大豆幼苗进行水培试验,研究其在ＮａＣｌ胁迫下对氮素的吸收和累积。结果表明,ＮａＣｌ胁迫下,黄瓜和菠菜幼苗的生长受到显著抑制,吸收和累积ＮＯ－３的量显著下降;而大豆几乎不受影响。以ＮＨ＋４－Ｎ为氮源时,大豆对ＮＨ＋４的吸收受到抑制。３种作物吸收Ｃｌ－和Ｎａ＋的速率远高于吸氮速率。     

Release Characteristics of Different N Forms in an Uncoated Slow/Controlled Release Compound Fertilizer

This study examined the release characteristics of different N forms in an uncoated slow/controlled-release compound fertilizer （UCRF） and the N uptake and N-use efficiency by rice plants. Water dissolution, soil leaching, and pot experiments were employed. The dynamics of N release from the UCRF could be quantitatively described by three equations： the first-order kinetics equation [N1=N0 （1-e^-kt）], Elovich equation （N1=a ＋ blnt）, and parabola equation （N1=a ＋ bt^0.5）, with the best fitting by the first-order kinetics equation for different N （r= 0.9569^＊＊-0.9999^＊＊）. The release potentials （No values estimated by the first-order kinetics equation） of different N in the UCRF decreased in the order of total N 〉 DON 〉 urea-N 〉 NH4^＋-N 〉 NO3^-N in water, and total N 〉 NH4^＋-N 〉 DON 〉 urea-N 〉 NO3^--N in soil, respectively, being in accordance with cumulative amounts of N release. The constants of N release rate （k values and b values） for different N forms were in decreasing order of total N 〉 DON 〉 NH4^＋-N 〉 NO3^--N in water, whereas the k values were urea- N 〉DON 〉 NH4^＋-N 〉 total N 〉 NO3^--N, and the b values were total N 〉 NH4^＋-N 〉 DON 〉 NO3^--N 〉 urea-N in soil. Compared with a common compound fertilizer, the N-use efficiency, N-agronomy efficiency, and N-physiological efficiency of the UCRF were increased by 11.4%, 8.32 kg kg^-1, and 5.17 kg kg^-1, respectively. The ratios of different N to total N in the UCRF showed significant correlation with N uptake by rice plants. The findings showed that the first-order kinetics equation [Nt=N0 （l-e^kt）] could be used to describe the release characteristics of different N forms in the fertilizer. The UCRF containing different N forms was more effective in facilitating N uptake by rice compared with the common compound fertilizer containing single urea-N form.     

聚天门冬氨酸/盐对水稻田面水氮素变化及养分利用的影响

为探究聚天门冬氨酸/盐(PASP)对稻田氮素流失及水稻养分利用的调控作用,本研究以普通聚天门冬氨酸钙/锌盐和改性聚天门冬氨酸钙/锌盐为供试材料,在干旱棚条件下,通过水稻桶栽试验研究了PASP对水稻田面水氮浓度变化和水稻生长、氮磷钾养分吸收及土壤养分的影响。结果表明,与常规尿素对照处理相比,各聚天门冬氨酸/盐处理降低了田面水氮素浓度,尤其在施肥后第3 d和第5 d,铵态氮和硝态氮浓度显著降低了16.8%～44.7%和20.4%～42.8%。聚天门冬氨酸/盐的施用有利于水稻生长及产量提高,水稻株高、有效穗数、秸秆产量和籽粒产量以及氮、磷、钾养分吸收量均表现出增加趋势,其中改性聚天门冬氨酸钙盐处理显著增加了水稻株高(12.0%)、有效穗数(13.8%)、秸秆产量(9.26%)及籽粒氮含量(8.32%),氮肥表观利用率提高了8.4%,但差异不显著。聚天门冬氨酸/盐处理土壤氮含量也有所增加,尤其是NH4+-N含量显著增加,但土壤有效磷和速效钾含量受影响不大。综合水稻产量、养分吸收利用以及田面水氮素流失风险,改性聚天门冬氨酸/盐处理效果优于普通聚天门冬氨酸/盐,且改性聚天门冬氨酸钙盐处理最好。田间应用效果有待进一步验证。     

酸性茶园土壤氨挥发及其影响因素研究

氨挥发是土壤氮素损失的主要途径之一。利用大型水泥槽田间试验,采用通气法研究了不同施氮量和施氮时期对茶园土壤氨挥发的影响,同时测定土壤铵态氮和硝态氮含量,结合气象因子进行偏相关分析,探讨了氨挥发的影响因素。设置CK(未施氮)、N1(减量化施氮、225 kg·hm~(-2))和N2(常规施氮,450 kg·hm~(-2))共3个处理,春季追肥、秋季追肥和冬季基肥比例为3∶3∶4。结果表明:茶园土壤氨挥发损失量为13.01~60.85 kg·hm~(-2),氨挥发损失率为10.63%~12.42%;施氮既是氨挥发峰值出现的主要原因,也能显著增加土壤氨挥发量(P0.05),N_1和N_2处理增幅分别为214.78%和367.72%,其增幅效应在冬季基肥期更显著;不同施氮时期对氨挥发量影响很大,冬季基肥期挥发量约占全年氨挥发损失量的50%,与冬季基肥期间土壤铵态氮浓度高且持续时间较长有关。偏相关分析表明,土壤氨挥发与铵态氮含量、地温和空气相对湿度呈显著或极显著正相关,与土壤水分和气温呈极显著负相关,与土壤硝态氮含量相关性不显著。     

节水减氮对温室土壤硝态氮与氮素平衡的影响

【目的】针对日光温室蔬菜生产中肥水超量施用问题,以提高氮肥利用率和实现温室菜田可持续利用为目标,研究节水减氮在温室蔬菜生产中的增效潜力,推荐适宜水氮用量。【方法】采用当地典型种植茬口冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄,在沟灌方式下设计农民习惯灌溉（W₁,＞100%田间持水量）和减量灌溉（W₂,75%-95%田间持水量）2个灌水水平;农民习惯施氮（N₁）、较农民习惯减氮25%（N₂）、减氮50%（N₃）和无氮（N₀）4个氮肥水平,对应黄瓜季施氮1 200、900、600和0 kg·hm^-2,番茄季施氮 900、675、450和0 kg·hm^-2,共W₁N₁、W₂N₂、W₂N₃、W₁N₀和W₂N₀ 5个水氮用量组合处理,3年6季定位研究蔬菜关键生育期0-100 cm土体硝态氮动态变化,分析氮素平衡和经济效益,推荐合理水氮用量。【结果】农民习惯水氮管理W₁N₁处理土壤硝态氮积累明显,并向土壤深层迁移。节水减氮W₂N₃处理3年0-60 cm土层硝态氮供应保持在相对适宜水平,平均硝态氮含量为53.3-80.9 mg·kg^-1;0-100 cm土体硝态氮未出现明显积累,平均含量较W₁N₁处理下降13.9%-31.1%;氮素表观损失下降56%,氮肥利用率提高2.4-3.3个百分点,并保持较高的经济效益。依据0-20 cm土层硝态氮含量与产量之间的显著回归关系,获得最佳产量土壤硝态氮含量黄瓜为37.4-72.9 mg·kg^-1,番茄应低于90 mg·kg^-1。根据蔬菜氮素需求量和关键生长期适宜的土壤硝态氮含量,结合根区土壤水分监测,推荐与供试条件相近的温室,沟灌冬春茬黄瓜产量160-180 t·hm^-2下灌水450-550 mm配合施氮600 kg·hm^-2较适宜,秋冬茬番茄产量70-80 t·hm^-2时灌水170-200 mm配合施氮250 kg·hm^-2较适宜。分析水氮减施增效原因为：节水20%-30%使土壤硝态氮趋近根区分布,节氮50%降低土壤剖面硝态氮积累,节水20%-30%配合减氮50%将根区硝态氮供应维持在适宜水平的同时,降低进入损失途径的氮素,从而实现增效。【结论】华北平原沟灌温室黄瓜-番茄农民生产现状节水减氮潜力较大。优化水分管理是实现氮肥减施增效的关键,在合理灌水量下,推荐适宜的施氮量是水氮减施增效的有效措施。较农民习惯管理节水20%-30%配合减氮50%,能有效降低氮素损失,提高氮肥利用率,保持较高经济效益。     

A 15N-Labeling Study of the Capture of Deep Soil Nitrate from Different Plant Systems

The objective of this study was to determine the efficiency of different plant systems in capturing deep soil nitrate (NO₃⁻) to reduce NO₃⁻ leaching in a field plot experiment using ¹⁵N labelling. The study was conducted on a calcareous alluvial soil on the North China Plains and the plant systems evaluated included alfalfa (Medicago sativa), American black poplar (Populus nigra) and cocksfoot (Dactylis). ¹⁵N-labelled N fertilizer was injected to 90 cm depth to determine the recovery of ¹⁵N by the plants. With conventional water and nutrient management, the total recovery of ¹⁵N-labeled NO₃⁻-N was 23.4% by alfalfa after two consecutive growth years. The recovery was significantly higher than those by American black poplar (12.3%) and cocksfoot (11.4%). The highest proportion of soil residual ¹⁵N from the labeled fertilizer N (%Ndff) was detected around 90 cm soil depth at the time of the 1st year harvest and at 110-130 cm soil depth at time of the 2nd year harvest. Soil %Ndff in 0-80 cm depth was significantly higher in the alfalfa treatment than those in all the other treatments. The soil %Ndff below 100 cm depth was much lower in the alfalfa than those in all the other treatments. These results indicated that ¹⁵N leaching losses in the alfalfa treatment were significantly lower than by those in the black poplar and cocksfoot treatments, due to the higher root density located in nitrate labeling zone of soil profile. In conclusion, alfalfa may be used as a plant to capture deep soil NO₃⁻ left from previous crops to reduce NO₃⁻ leaching in high intensity crop cultivation systems of North China Plain.     

亚热带小流域浅层地下水不同形态氮含量的时空变异特征

为了定量研究流域尺度上氮素(N)形态的时空变异特征,以湖南省长沙县亚热带湘江源头小流域(134.4 km~2)为研究对象,2011年(1—12月)定位观测了小流域菜地、茶园、旱地、林地、两季稻田和一季稻田6种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)浓度的动态变化,运用空间分析技术分析了各观测指标的时空变异特征。结果表明:研究区浅层地下水NH_4~+-N、NO_3~--N和TN均具有强烈的空间自相关性(块金系数分别为0.76%、8.50%、4.41%),结构变异占主导地位,变程分别为540、580、570 m。小流域浅层地下水TN、NH_4~+-N和NO_3~--N月均浓度变化趋势不尽相同,TN和NO_3~--N月均浓度的动态变化相对比较平缓,而NH_4~+-N的变幅较大,TN和NH_4~+-N的峰值出现在2011年7月,NO_3~--N无明显高峰;TN、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均浓度分别为2.97、1.12 mg N·L~(-1)和1.32 mg N·L~(-1)。研究区浅层地下水N的浓度分布特征与土地利用类型关系密切,茶园、稻田为浅层地下水N分布高浓度区,且茶园地下水N浓度最高,林地为N分布低浓度区。     

生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田氨挥发的影响

通过土柱模拟实验,研究了生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田田面水氮素转化、氨挥发排放以及水稻产量的影响。结果表明:生活污水尾水灌溉显著提高了稻田田面水NO_3~--N浓度和田面水pH,并显著提高了产量、植株吸氮量和土壤脲酶活性。与清水灌溉处理相比,不施氮肥时生活污水尾水灌溉可使秸秆还田稻田氨挥发累积排放量显著降低35%;正常施氮时生活污水尾水灌溉增加了秸秆还田稻田氨挥发排放总量,但由于显著增加了水稻产量,因此单位产量氨挥发排放量有所降低。由此可见,秸秆还田稻田利用生活污水尾水灌溉,不仅可消纳净化生活污水、替代部分氮肥,还可增加水稻产量、降低单位产量稻田氨挥发排放。     

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。     

Effect of interactions between carbon dioxide enrichment and NH 4 + /NO 3 − ratio on pH of culturing nutrient solution, growth and vigor of tomato root system

A growth chamber experiment was conducted to investigate the influence of NH₄⁺/NO₃⁻ ratio and elevated CO₂ concentration on the pH in nutrient solution, growth and root vigor system of tomato seedling roots, which attempts to understand whether the elevated CO₂ concentration can alleviate the harmful effects of higher NH₄⁺-N concentration in nutrient solutions on the tomato root system. Tomato (Lycopersicon esculentum Mill. var. Hezuo 906) was grown in pots with nutrient solutions varying in NH₄⁺/NO₃⁻ ratio (0:1, 1:3, 1:1, 3:1 and 1:0) and the growth chambers were supplied with ambient (360 μL·L⁻¹) or elevated CO₂ concentration (720 μL·L⁻¹). The results showed that the pH changed with the growth process and CO₂ concentration increased. At both CO₂ levels, pH increased when 100% NO₃⁻-N was supplied and decreased in other treatments. The pH decrease in the nutrient solution was directly correlated to the NH₄⁺-N proportion. The pH value was more reduced in 100% NH₄⁺-N nutrient solution than increased in the 100% NO₃⁻-N nutrient solution. CO₂ enrichment increased the dry weight of shoots and roots, root vigor system, total absorbing area and active absorbing area of tomato seedlings. All the measurement indexes above were increased in the elevated CO₂ concentration treatment with the NO₃⁻ proportion increase in the nutrient solutions. Thus, under the elevated CO₂ concentration, the dry weights of shoots and roots, root vigor system, total root absorbing area and active absorbing area were found to be inversely correlated to NH₄⁺/NO₃⁻ ratio, leading to about 65.8%, 78.0%, 18.9%, 12.9% and 18.9% increase, respectively, compared with that under the ambient CO₂ concentration. Our results indicated that tomato seedling roots may benefit mostly from CO₂ enrichment when 100% NO₃⁻-N nutrient solutions was supplied, but the CO₂ concentration elevation did not alleviate the harmful effects when 100% NH₄⁺-N was supplied. __________ Translated from Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007, 13(5): 865–870 [译自: 植物营养与肥料学报]     

Study of Dynamics of Floodwater Nitrogen and Regulation of Its Runoff Loss in Paddy Field-Based Two-Cropping Rice with Urea and Controlled Release Nitrogen Fertilizer Application

The article deals with the effects of urea and controlled release nitrogen fertilizer （CRNF） on dynamics of pH, electronic conductivity （EC）, total nitrogen （TN）, NH4^＋-N and NO3 -N in floodwater, and the regulation of runoff TN loss from paddy field-based two-cropping rice in Dongting Lake, China, and probes the best fertilization management for controlling N loss. Studies were conducted through modeling alluvial sandy loamy paddy soil （ASP） and purple calcareous clayey paddy soil （PCP） using lysimeter, following the sequence of the soil profiles identified by investigating soil profile. After application of urea in paddy field-based two-cropping rice, TN and NHa＋-N concentrations in floodwater reached peak on the 1st and the 3rd day, respectively, and then decreased rapidly over time; all the floodwater NO3--N concentrations were very low; the pH of floodwater gradually rose in case of early rice within 15 d （late rice within 3 d） after application of urea, and EC remained consistent with the dynamics of NH4^＋-N. The applied CRNF, especially 70% CRNF, led to significantly lower floodwater TN and NH4^＋ concentrations, pH, and EC values compared with urea within 15 d after application. The monitoring result for N loss due to natural rainfall runoff indicated that the amount of TN lost in runoff from paddy field- based two-cropping rice with urea application in Dongting Lake area was 7.47 kg ha^-1, which accounted for 2.49% of urea- N applied, and that with CRNF and 70% CRNF application decreased 24.5 and 27.2% compared with urea application, respectively. The two runoff events, which occurred within 20 d after application, contributed significantly to TN loss from paddy field. TN loss due to the two runoffs in urea, CRNF, and 70% CRNF treatments accounted for 72, 70, and 58% of the total TN loss due to runoff over the whole rice growth season, respectively. And the TN loss in these two CRNF treatments due to the first run-off event at the 10th day after application to early rice decreased 44.9 and 44.2% compared with urea, respectively. In conclusion, the 15-d period after application of urea was the critical time during which N loss occurred due to high floodwater N concentrations. But CRNF decreased N concentrations greatly in floodwater and runoff water during this period. As a result, it obviously reduced TN loss in runoff over the whole rice growth season.     

上庄河污染河水原位生物修复试验

采用渔网、浮水植物(李氏禾Leersia hexandr,粉绿狐尾藻Myriophyllum aquaticum)和生物漂带构建软隔离区,结合人工增氧对浙江省温州市上庄河经雨水管排放污水进行原位处理。结果表明:污水化学需氧量、氨氮、总氮和总磷分别为100.20~178.80,10.50~17.89,12.15~21.47和2.19~3.17 mg·L-1,处理后主体河段溶解氧、化学需氧量和总磷平均为5.50,34.3和0.29 mg·L-1,达GB 3838-2002《地表水环境质量标准》之Ⅴ类水标准;氨氮和总氮平均为3.41和4.43 mg·L-1。软隔离区内氮的去除主要为植物吸收氨氮,氨氮和总氮的平均去除率达70.26%和71.41%,曝气区好氧微生物的硝化作用使氨氮和总氮进一步下降20.51%和5.74%;总磷的去除主要通过软隔离区内植物的吸收作用和曝气区微生物的同化作用,原位修复处理后总磷平均降至0.29 mg·L-1,去除率达88.1%。     

不同氮肥水平下玉米根际土壤特性与产量的关系

【目的】明确不同生育时期根际土壤特性与玉米籽粒产量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮素利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2012年大田设置5个氮肥梯度固定施肥样地（对照、180 kg·hm^-2、240 kg·hm^-2、300 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2,分别简写为CK、N180、N240、N300和N360）,并于2012、2013和2014年连续3年在玉米拔节、吐丝、成熟3个关键生育时期测定玉米根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、脲酶、过氧化氢酶、pH,同时测定玉米根系和地上部生物量及其氮素累积量,重点分析CK、N240和N360 3个处理根际土壤特性以及植株氮素累积量与玉米籽粒产量之间的关系。【结果】与CK相比,4个施肥处理（N180、N240、N300和N360）3年产量的平均值分别增加了23.85%、36.40%、39.87%和34.78%;其地上部不同阶段氮素累积量均显著高于CK（2012年播种-拔节除外）,并随施肥量增加呈先增加后降低趋势。与CK相比,4个施肥处理根际土硝态氮含量分别增加23.38%、57.13%、57.87%和69.74%,非根际土壤硝态氮分别增加59.49%、92.01%、132.08%和179.35%。随施氮量的增加根际土铵态氮含量显著增加;与CK相比,4个施肥处理3年的非根际土壤铵态氮含量分别增加4.27%、3.51%、5.04%和26.26%。根际土壤pH和非根际土壤pH均随着氮肥施用量的增加而降低,其中根际土壤和非根际土壤pH的变化范围分别为4.5-6.7和5.5-7.2。与非根际土pH相比,根际土壤pH平均降低5%。根际土壤脲酶活性随氮肥用量的增加呈先增加后降低趋势。与对照相比,4个施氮处理3年非根际土壤脲酶活性平均值分别增加了4.02%、14.73%、24.55%和19.64%。根际土和非根际土过氧化氢酶活性均随氮肥用量的增加而降低,与CK相比,4个施氮处理3年的非根际土壤过氧化氢酶活性平均值分别降低了3.03%、5.09%、8.24%和12.67%。CK、N240和N360 3个处理不同生育时期玉米根际土壤特性以及植株氮素累积量与籽粒产量之间的相关分析结果表明,拔节期根际土壤硝态氮含量连续3年均与产量呈显著正相关。吐丝期玉米根际和非根际土壤硝态氮、根际土壤铵态氮和非根际土pH均与籽粒产量呈显著正相关;其中2013和2014年根际脲酶活性和根际土壤pH与产量的相关性也达到显著水平。2013和2014年成熟期根际和非根际土硝态氮含量也与玉米产量呈显著相关。主成分分析表明,玉米籽粒产量与拔节期土壤硝态氮含量、根际过氧化氢酶、地上部生物量和氮素累积量相关性较强;与吐丝期根际和非根际土壤硝态氮含量、根际土壤铵态氮含量和土壤pH以及地上部生物量及氮素累积量、根系生物量相关性较强;与成熟期地上部生物量和氮素累积量相关性较强。【结论】根据不同生育时期玉米根际土壤特性与籽粒产量之间的关系,进行合理施肥,能够保证玉米根际养分的有效供应,营造良好的根际土壤环境,提高氮素利用效率、增加玉米籽粒产量。     

不同施肥水平对长期麦豆轮作体系土壤氮素及产量的影响

探索施肥对长期轮作下土壤氮素变化及产量的影响,对优化氮素管理具有重要作用。通过优化施肥方案,对关中地区冬小麦-夏大豆长期轮作模式下作物产量及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮含量动态变化进行定位研究。结果表明：土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量秋冬季较高,春夏季较低,微生物生物量氮变化趋势与之相反。土壤中氮素各组分含量均表现为表层土高于下层土,土壤全氮、硝态氮、铵态氮平均含量及铵态氮层化比、土壤硝态氮与铵态氮比值随着化肥施用量的增加而增加,硝态氮层化比随施肥量的增加而减少。与不施肥相比,优化施肥促进微生物生物量氮含量的提升,而常规施肥导致微生物生物量氮含量下降。试验连续运行9 a后,施肥导致土壤pH和水分含量下降,对小麦、大豆产量有显著影响,与不施肥处理相比,小麦、大豆平均增产50.20%、45.29%。麦豆长期轮作种植模式下优化施肥在基本保证作物产量的同时,降低土壤中全氮、硝态氮、铵态氮含量,增加微生物生物量氮含量,减少化肥施用量。