耕作方式对麦田土壤水分消耗和硝态氮淋溶的影响

以高产冬小麦品种济麦22为材料,设置条旋耕、深松＋条旋耕、旋耕、深松＋旋耕和翻耕5种耕作方式处理,研究耕作方式对小麦各生育阶段土壤水分消耗和硝态氮淋溶的影响。结果表明：（1）深松＋条旋耕处理小麦各生育时期棵间蒸发量、播种至拔节阶段0-40cm土层土壤贮水消耗量和农田日耗水量显著低于旋耕、深松＋旋耕和翻耕处理的;开花至成熟阶段60-120cm土层土壤贮水消耗量、农田日耗水量和灌浆后期旗叶水势显著高于其他处理的。（2）深松＋条旋耕处理成熟期0-80cm土层土壤硝态氮含量与深松＋旋耕处理的无显著差异,均低于其他处理的;80-120cm土层土壤硝态氮含量低于深松＋旋耕处理的。（3）深松＋条旋耕处理籽粒产量与深松＋旋耕处理的无显著差异,均高于其他处理的,水分利用效率最高,是本试验条件下的高产高水分利用效率处理。     

灌水量和时期对高产小麦氮素积累、分配和转运及土壤硝态氮含量的影响

在每公顷产9000 kg小麦的高产条件下,以济麦22为试验材料,设置全生育期不灌水（W0）、底墒水（W1）、底墒水+拔节水（W2）、底墒水+拔节水+开花水(W3)、底墒水+开花水 (W4) 5个灌溉处理,每次灌水60 mm,研究了灌水量和时期对高产小麦氮素积累、分配和转运及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:1）与不灌水处理（W0）相比较,灌水处理显著增加了小麦植株氮素积累量、子粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向子粒的转移量;随着灌水量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量、开花后营养器官积累的氮素向小麦子粒转移量和转移率均呈现先增加后降低的趋势,以W2处理最高。2）随着小麦生育进程的推进,0—200 cm土层土壤硝态氮含量先降低后回升再降低,在拔节期最低。成熟期,W0处理0—40 cm土层的土壤硝态氮含量显著高于灌水处理;随灌水量的增加,100—160 cm土层土壤硝态氮含量增加,W2处理显著低于W3和W4处理;160—200 cm土层的土壤硝态氮含量无显著差异。3）随灌水量的增加,氮素吸收效率、氮素收获指数和氮肥生产效率先增加后降低,W2处理最高;而氮素利用效率则呈逐渐降低趋势,其中W0处理的氮素利用效率显著高于其他处理,W2、W3、W4处理间无显著差异。在本试验条件下,综合考虑氮素利用、子粒产量和土壤中硝态氮的淋溶,底墒水和拔节水各灌60 mm的W2为最佳处理,可供生产中参考。     

水氮互作对小麦土壤硝态氮运移及水、氮利用效率的影响

为给强筋小麦(Triticum aeativum L.)高产优质栽培的水、氮合理运筹提供理论依据,在高产地力条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置不施氮（N0）、施氮180 kg/hm2 （N1）、240 kg/hm2 （N2）3个施氮水平,每个施氮水平下设置不灌水（W0）、底墒水+拔节水+开花水（W1）、底墒水+冬水+拔节水+开花水（W2）、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水（W3）4个灌水处理,每次灌水量均为60 mm,研究了水氮互作对麦田耗水量、土壤硝态氮运移、氮素利用效率和水分利用效率的影响。结果表明,（1）增加施氮量,开花期和成熟期0—140 cm各土层的土壤硝态氮含量显著升高;增加灌水时期,土壤硝态氮向深层的运移加剧,成熟期0—80 cm各土层的土壤硝态氮含量降低,120—140 cm土层的土壤硝态氮含量升高。N1W1处理在开花期0—60 cm土层的土壤硝态氮含量较高,成熟期土壤硝态氮向100—140 cm土层运移少,有利于植株对氮素的吸收。（2）随施氮量的增加,子粒产量先升高后降低,以N1最高。N1水平下,W1处理获得了较高的子粒产量、子粒氮素积累量、氮素利用效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力;在此基础上增加冬水(W2),上述指标无显著变化;再增加灌浆水(W3),上述指标显著降低。（3）施氮提高了小麦对土壤水的利用能力,随施氮量增加,土壤供水量及其占总耗水量的比例显著升高。N1水平下,W1处理获得了最高的水分利用效率;再增加灌水时期,水分利用效率显著降低,开花至成熟阶段的耗水模系数显著升高,灌水量占总耗水量的比例升高,降水量和土壤供水量占总耗水量的比例降低。本试验条件下,施氮为180 kg/hm2,灌底墒水＋拔节水＋开花水3水的N1W1处理,是兼顾高产、高效的水氮运筹模式。     

不同耕作模式对小麦—玉米轮作下潮土养分和作物产量的影响

通过分析裂区设计下的6个处理,即小麦季深耕和旋耕2个主处理×玉米季免耕播种、行间深松和行内深松3个副处理:(1)旋耕+免耕播种(RT—NT);(2)旋耕+行间深松(RT—SBR);(3)旋耕+行内深松(RT—SIR);(4)深耕+免耕播种(DT—NT);(5)深耕+行间深松(DT—SBR);(6)深耕+行内深松(DT—SIR),对土壤养分含量和作物产量影响,筛选适宜于小麦—玉米轮作体系的耕作模式。结果表明,各处理土壤养分含量在小麦、玉米两季中均随土层深度增加而降低。小麦季,旋耕处理0—10cm土层土壤全氮、碱解氮、有效磷含量、硝态氮含量显著高于深耕处理;但深耕增加当季30—40cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、硝态氮、铵态氮含量。玉米季,DT—NT处理0—30cm土层有机质含量较RT—NT处理增加40.1%～64.3%。RT—SBR、RT—SIR处理显著提升土壤0—30cm全氮含量,其中RT—SBR处理0—10cm土层全氮含量最高,为1.4g/kg。RT—SIR处理显著增加0—20cm土壤碱解氮含量,较RT—NT显著增加15.0%～25.3%。在0—40cm土层,DT—SBR处理的有效磷含量最高,而RT—SBR处理的速效钾含量最高。DT—SIR处理显著提升20—50cm土层硝态氮和铵态氮含量,其中硝态氮含量为8.5～30.4mg/kg,铵态氮含量为2.6～8.9mg/kg。与小麦季相比,玉米季提升10—20cm土层有机质含量、0—50cm土层的碱解氮、有效磷、速效钾含量以及40—50cm土层的硝态氮、铵态氮含量。DT—SBR和DT—SIR处理穗长、百粒重、收获指数和产量显著高于其他处理,且二者产量较RT—NT处理显著增加6.4%～10.8%。玉米季DT—SIR处理的肥料偏利用率和经济效益最高。综上所述,深耕+行内深松处理有利于增加土壤养分含量,且增产效果较好,在本研究中最优。     

耕作措施和秸秆还田对双季稻田土壤氮渗漏的影响

针对免耕稻田土壤物理性状的改变引起的土壤氮素淋洗问题,通过定位试验研究了不同耕作措施的稻田土壤氮素特征,为免耕稻田氮素的高效利用提供依据。研究在我国双季稻典型区湖南省宁乡县长期定位试验田进行,该试验地自2005年设置免耕秸秆还田（NT）、旋耕秸秆还田（RT）、翻耕秸秆还田（CT）和翻耕秸秆不还田（CT0）4种耕作处理,重复3次。使用定水头法分层测定0～80 cm土壤导水率,测定分析各处理80cm处土壤渗漏液铵态氮、硝态氮含量差异。研究结果表明,NT 0～80 cm土壤的饱和导水率较CT提高了63.14%,NT铵态氮、硝态氮渗漏量显著高于其他处理。秸秆还田措施使早稻耕作覆水初期渗漏水中硝态氮含量显著高于不还田处理。从全年淋失总量估算结果来看,各处理铵态氮渗漏量约是硝态氮的2倍。总之,相对于耕作处理,免耕会使氮素淋失量增加,而长期淹水条件下稻田铵态氮渗漏应得到更多的重视。     

水氮互作对冬小麦氮素吸收分配及土壤硝态氮积累的影响

试验采用完全随机裂区设计,研究不同灌水和施氮处理对田间冬小麦氮素吸收转运分配以及成熟期土壤剖面硝态氮分布积累的影响.结果表明:冬小麦氮素吸收速率在拔节-开花期达到最大;阶段氮素吸收量、籽粒氮素积累量和氮收获指数均随灌水量的增加而增加,表现为W1500＞W1200＞W900＞W0;施氮量超过150 kg/hm2时,籽粒氮素积累量、氮收获指数,拔节-成熟期的氮素吸收量不再显著增加;灌水和施氮均能增加冬小麦营养器官氮素转移量,氮素转运率随施氮量增加而增加,氮素转运贡献率随灌水量的增加而降低;冬小麦成熟期表层(0-20 cm)土壤硝态氮含量随着灌水量增加而降低,表现为W0＞W900＞W1200＞W1500;相同灌水处理下,各土层硝态氮含量随施氮量的增加而增加,施氮处理能显著增加0-120 cm土层硝态氮含量,当施氮量超过150 kg/hm2时,随灌水量增加,土壤剖面中的硝态氮由上层向下层移动.     

施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮含量的影响

利用^15N同位素示踪技术研究了不同的施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮的影响。结果表明：底追比例均为5：5，处理2（纯氮施用量为168kg／hm^2）与处理1（纯氮施用量为240kg／hm^2）比较，处理2成熟期植株中土壤氮素的积累量，肥料氮的利用率均高于处理1的，但处理2的土壤硝态氮含量低；籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间处理间无显著差异。纯氮施用量均为168kg／hm^2，氮肥全部用于拔节期追施的处理3与处理2比较，处理3成熟期植株中土壤氮素的积累量，籽粒蛋白质含量、面团稳定时间和0～40cm土层土壤硝态氮的含量均高于处理2的；肥料氮的利用率和籽粒产量处理间无显著差异。成熟期不同处理0～60cm土层土壤硝态氮含量均低于播种前，在60～80cm土层形成累积峰并高于播种前，但80cm以下层次与播前相比无明显差异。     

不同培肥措施对土壤物理性状及无机氮的影响

通过田间动态监测,在东北中部黑土区比较了不同培肥措施下0~60 cm土壤三相比、容重、含水量及无机氮的变化。结果表明,黑土的土壤容重在深松后随着玉米生育进程逐渐向初始状态(1.36~1.54 g cm-3)恢复;与常规栽培(T1)相比,深松+深追肥(T3)和深松+深追肥+增施有机肥(T4)可有效降低玉米成熟期时的土壤容重,改善土壤结构,使20~40 cm层次的土壤三相比接近理想值,T4处理下在成熟期(R6)20~30 cm和30~40 cm土层土壤三相比分别为53.4∶25.2∶21.4和50.9∶25.1∶24.0;此外,T4处理下20~40 cm土壤容重至成熟期时仍保持在1.16~1.29 g cm-3。深松促进了硝态氮的下移,优化了土壤中氮的分配;在开花后,T4处理下20~40 cm土层中硝态氮含量占总含量的31.1%~37.5%,有效的满足了生育后期根系对养分的需求;T4处理下20~50 cm土壤含水量显著提高,较T1处理下平均提高18.0%。研究表明,深松+深追肥+增施有机肥可以改善土壤物理环境,尤其是在20~40 cm,并能显著提升土壤水养库容能力,从而促进养分吸收,提高玉米产量。     

保护性耕作下麦稻轮作水稻田土壤的氮素动态变化

以翻耕、免耕、秸秆还田3种不同农作处理,探讨保护性耕作措施对淹水稻田土壤中60 cm埋深处渗漏液铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)含量动态变化的情况.结果表明:不同耕作处理的水稻田中,硝态氮的流失都大于铵态氮,施肥是引起土壤氮素渗漏的原因之一;免耕结合秸秆覆盖,使硝态氮在土壤中容易迁移下渗.     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明：（1）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大（1.19 mm·min^-1）;与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高（12.12 kg·cm^-2）,耕层土壤饱和导水率最大（1.27 mm·min^-1）;翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。（2）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下,耕层增厚效果显著,土壤有机质、有效磷含量显著增加。（3）红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异,翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大（0.58）;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。     

深耕改善砂姜黑土理化性状提高小麦产量

为探明砂姜黑土农田适宜的耕作方式,进一步挖掘砂姜黑土生产潜力,发挥地域资源优势,以周麦27为试验材料,在大田条件下设置免耕、旋耕(15 cm)、深耕(30 cm)3种耕作方式,研究了耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、有机碳含量、无机氮含量以及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在小麦苗期和成熟期,3种耕作方式处理间0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低10~30 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期、越冬期、拔节期、开花期和成熟期,3种耕作方式对0~20 cm土层土壤有机碳含量的影响规律不明显,但深耕处理明显增加20~40 cm土层土壤有机碳含量;20~40 cm土层土壤铵态氮含量均为深耕旋耕免耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒质量,最终促使籽粒产量增加16.33%。综上所述,在该试验条件下,在秸秆还田的基础上,小麦季30 cm深耕处理可以降低土壤容重,增加土壤有机碳含量,进而提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

氮施用量对夏玉米土壤水氮动态及水肥利用效率的影响

采用田间小区试验,监测夏玉米不同生长期土壤水分和硝态氮剖面含量变化,研究不同施氮量对其时空变化及籽粒产量、水肥利用效率的影响,探讨氮肥对水肥资源高效利用的调节作用。结果表明：不同施氮处理,土壤剖面水分和硝态氮随土壤深度的变化趋势基本一致,即表层50 cm土壤水分和硝态氮含量较高且呈降低态,50-110 cm相对较低且波动较小,灌浆期二者均达到最低值;各生长期表层50 cm土壤含水量呈不施氮处理均高于施氮处理,50-110 cm土层则相反;施氮能提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮运移受土壤水分状况和含量的影响,含量越高,向下移动越深;施氮能显著提高水分利用效率及籽粒产量,增产效果明显（增产28.52%-37.86%）,二者均以施氮240 kg/hm^2处理最高;随施氮量的增加籽粒产量及籽粒吸氮量和水分利用效率增幅均表现为先升高后降低之趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2后,籽粒产量和水分利用效率提高并不显著;不施氮与施氮处理氮素生产力、氮肥利用率之间均存在极显著差异。在本试验条件下,从控制土壤硝态氮积累及取得较高的产量和氮素利用率综合考虑,夏玉米的适宜施氮量范围应控制在120-240 kg/hm^2较好。     

减氮配施有机物质对麦田土壤性质和小麦产量的影响

探究氮肥减量配施有机物质的情况下对氮素利用状况及土壤肥力和小麦产量的影响,为我国华北平原区小麦生产中提高氮肥利用效率、实现节肥增效提供理论基础。通过田间试验,设置5个处理：不施氮肥(CK)、农民习惯施氮肥(FN)、减氮20%(80%FN)、减氮20%+生物有机肥(80%FN+OM)、减氮20%+生物炭(80%FN+BC),研究小麦生长关键期土壤容重、有机质、NO₃^-—N和土壤微生物多样性的变化,测定小麦产量并计算氮素利用效率。结果表明,土壤容重受施入有机物质影响显著,成熟期0—20,20—40 cm的80%FN+OM、80%FN+BC的土壤容重较80%FN分别下降3.83%～4.58%和2.96%～5.07%。成熟期0—40 cm的土壤有机质均以80%FN+OM最高,较其他施氮肥处理提高2.13%～18.81%。土壤NO₃^-—N受施氮肥影响显著,挑旗期80%FN+OM和80%FN+BC处理的0—40 cm土壤NO₃^-—N较高;灌浆期80%FN+BC处理的0...     

华北山前平原农田土壤硝态氮淋失与调控研究

本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米一年两熟长期定位试验, 应用土钻取土和土壤溶液取样器取水的方法, 研究了不同农田管理措施下土壤硝态氮的累积变化, 计算了不同氮肥处理通过根系吸收层的硝态氮淋失通量。结果表明, 小麦-玉米生长季土壤硝态氮累积量和淋失量随着施氮量的增加显著增加, 相同氮肥水平下增施磷、钾肥增加了作物的收获氮量, 施磷肥增加的作物收获氮量最高可达123kg·hm^-2·a^-1, 施钾肥增加的作物收获氮量最高为31 kg·hm^-2·a^-1。不同灌溉水平下0~400 cm 土体累积硝态氮随着灌溉量的增加而降低, 控制灌溉(小麦季不灌水, 玉米季灌溉1 水)、非充分灌溉(小麦季灌溉2~3 水, 玉米季按需灌溉)、充分灌溉(小麦季灌溉4~5 水, 玉米季按需灌溉)各处理剖面累积硝态氮量分别为1 698 kg·hm^-2、1148 kg·hm^-2 和961 kg·hm^-2。与非充分灌溉和充分灌溉处理相比, 控制灌溉在100~200 cm 土层硝态氮累积量显著高于其他层次, 2003~2005 年间控制灌溉剖面增加的硝态氮量占施肥总量的23%; 非充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的22%; 充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的47%。免耕措施降低了作物产量, 影响土壤水的运移, 增加了硝态氮的淋失风险。根据作物所需降低氮素投入(N 200 kg·hm^-2·a^-1), 增施磷、钾肥, 控制灌溉量是减少华北山前平原地区硝态氮淋失, 保护地下水的有效措施。     

不同轮作模式对黄淮平原潮土区土壤养分及作物产量的影响

通过大田试验,研究黄淮平原潮土区不同轮作方式对不同土层土壤速效养分和小麦产量构成因素及产量的影响.采用随机区组设置连续的小麦-玉米(WM-WM-WM)、1周期小麦-玉米+1周期小麦-大豆(WM-WS-WM)、1周期小麦-玉米+1周期小麦-夏花生(WM-WP-WM)、连续的小麦-夏花生(WP-WP-WP)和连续的小麦-大...     

限水灌溉下施氮量对冬小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响

2008~2009年通过大田试验,研究了限水灌溉条件下,不同施氮量对冬小麦产量、氮素利用、土壤硝态氮动态变化及氮素平衡的影响。结果表明,施用氮肥显著增加小麦穗数和穗粒数,对千粒重无显著影响。作物产量、吸氮量与施氮量均呈抛物线关系,施氮量超过N240 kg/hm2,产量和吸氮量随施氮量增加略有降低。小麦起身期后,0—100 cm土层都有硝态氮分布,且随土层深度增加而减少;相同土层则随施氮量的增加而增加。土壤硝态氮积累量随生育期推进而降低,N0和N120处理分别在拔节期和开花期后表现出氮素亏缺;成熟期,土壤表观盈余以残留为主,表观损失量占小部分。氮肥表观利用率、农学利用率随施氮量增加呈降低趋势,而氮素残留率随施氮量增加呈增加趋势。在本试验条件下,施氮量在N 180~220 kg/hm2水平可以达到产量、氮素表观利用率、氮素残留率的较好结合,是限水灌溉下兼顾经济效益与环境效益的适宜施氮量。     

Temporal dynamics of soil nitrate-N after termination of forage phases in corn-forage rotation

 Efficient N-fertiliser management during the corn (Zea mays L.) phase in corn-forage rotation requires information on temporal dynamics of N release from forage biomass. The influence of forage phase, in corn-forage rotation, and no- versus conventional-till on (1) in situ temporal dynamics of soil nitrate-N (NO₃-N) during corn phase and (2) corn grain yield was investigated in this study. The data used were collected from a crop rotation (corn-forage) experiment, with superimposed tillage treatments, established on a silt loam soil in 1988 and continued until 1994. The cropping treatments were continuous conventionally cultivated (CT) corn, rotations involving corn and forages (alfalfa, Medicago sativa L.; and bromegrass, Bromus inermis L.) and continuous minimally tilled corn with under-seeded red clover (Trifolium pratense L.). The forages were grown for 6 years and corn was re-introduced in these plots under no- and conventional-till systems. Soil NO₃-N in the top 30 cm depth, determined six times during the corn phase, was significantly influenced by previous forage species and tillage system. Regression analysis indicated soil NO₃-N under continuous CT corn did not show significant temporal changes. In the rotations, soil NO₃-N after tillage or herbicide treatment, i.e. in no-till, increased with time until 45 days after tillage (DAT), reached a plateau between 45 and 65 DAT, and then decreased with time. During the plateau, soil NO₃-N in rotation plots ranged from 17 to 33 mg kg^–1 compared to 15.7 mg kg^–1 in the continuous CT corn. Tillage increased soil NO₃-N concentration in alfalfa plots whereas an opposite trend existed in the bromegrass plots. Soil NO₃-N in the rotation plots increased at rates ranging from 0.71 to 1.63 mg kg^–1 day^–1. The interaction involving forage species and the temporal dynamics of soil NO₃-N accounted for 68–77% of variability in corn grain yield. Received: 14 July 1998