基于空间分析的宁夏沙土春玉米滴灌水氮管理模式研究

基于滴灌水肥一体化条件下研究水氮组合对宁夏沙土地区春玉米地上部干物质量、产量、氮素累积量和水氮利用效率的影响,并运用多元回归分析方法,寻求高产高效的水氮配施制度。设计灌水和施氮2因素、3个灌水量水平（W0.6：0.6KcET0、W0.8：0.8KcET0和W10：10KcET0,其中Kc为作物系数,ET0为潜在作物蒸发蒸腾量）和4个施氮量水平（N150：150kg/hm2;N225：225kg/hm2;N300：300kg/hm2;N375：375kg/hm2）进行大田试验。结果表明：Logistic函数对春玉米地上部干物质累积量具有较高的拟合度,W1.0灌水处理延后了地上部干物质快速积累期的起点;灌水量和施氮量对产量、植株氮素累积量、水分利用效率（WUE）均有显著或极显著影响,灌水量对氮肥偏生产力（PFPN）有极显著影响,水氮耦合作用对氮收获指数有显著性影响;相同灌水条件下,地上部干物质累积量、产量、植株氮素累积量（W0.8处理除外）和WUE随施氮量的增加先增加、后减小。考虑试验区年降雨量分配不均,基于产量、WUE、PFPN和籽粒氮素累积量,对水氮管理方案进行优化,多元回归分析结果表明,当灌水量与有效降雨量之和为506～576.mm、施氮量为230～335kg/hm2时,产量、WUE和籽粒氮素累积量均能同时达到最大值的95%以上,优化区间所得的PFPN约为最大值的80%,为适宜的水氮滴灌管理区间。研究成果可为当地沙土地区春玉米滴灌施肥过程中水氮科学管理提供指导依据。     

基于评价模型的宁夏沙土春玉米最佳灌水施氮量研究

为分析不同水氮供应对宁夏沙土春玉米主要评价指标的影响,采用灌水和施氮2因素交互设计,灌水量设置3个水平(W0.6(0.6KcET0)、W0.8(0.8KcET0)和W1.0(KcET0),Kc为作物系数,ET0为潜在作物蒸发蒸腾量),施氮量设量4个水平:N150(150 kg/hm2)、N225(225 kg/hm2)、N300(300 kg/hm2)和N375(375 kg/hm2),进行了大田试验。结果表明:灌水量和施氮量的交互作用对产量、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFPN)有极显著影响,对地上部干物质累积量和籽粒氮素累积量有显著影响;在相同灌水条件下,春玉米地上部干物质累积量、产量、WUE均随施氮量的增加先增加后减小。主成分分析法、隶属函数分析法、灰色关联度分析法与基于组合赋权的TOPSIS模型两两之间具有良好的相关性,各模型之间相关系数均值为0.465～0.787;基于整体差异组合评价模型得出W0.8N300评价值最高。考虑试验区年际降雨量分布不均,经回归分析拟合得出,当春玉米生育期内灌水量与有效降雨量之和为544 mm、施氮量为260 kg/hm2时,春玉米综合指标评价值最高(1.47),为适宜的春玉米滴灌灌水施肥量。本研究可为沙土地区春玉米滴灌施肥过程中水氮科学管理提供指导依据。     

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2,N3:300 kg/hm~2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0～100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60～100 cm土层铵态氮累积量、80～100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm~2时肥料氮累积量占比21. 27%～31. 23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66. 70%～75. 05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm~2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。     

水氮耦合对甜瓜氮素吸收与土壤硝态氮累积的影响

在西北干旱半干旱地区,设置3个水分水平和3个氮素水平,共9个处理,应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜氮素吸收分配、产量及土壤硝态氮分布和累积的影响。试验结果表明:甜瓜成熟期地上部干物质量以及氮素累积量以中水中氮(W2N2)处理为最大,甜瓜采收后各处理硝态氮含量在0~15 cm土层内最高,随土层的加深硝态氮含量逐渐减小。0~60 cm土层内硝态氮累积量随施氮量的增加而增大,随灌水量的增加而减小。甜瓜产量随灌水量和施氮量的增加而提高,但是在高水和高氮条件下略有下降。滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N2(130 kg/hm2)和W2(1.0ETc)时,有利于提高甜瓜产量,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。     

不同水氮管理模式下玉米光合特征和水氮利用效率试验研究

【目的】提高水氮利用效率、玉米产量和经济效益。【方法】设置3个灌水定额水平(W0:0 mm、W1:40 mm、W2:80 mm),4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2、N1:180 kg/hm2、N2:230 kg/hm2、N3:280 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对拔节期春玉米光合速率、叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、成熟期地上部分干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、氮素积累量以及对氮素利用的影响。【结果】施氮可以显著提高拔节期光合速率,当施氮量由230 kg/hm2提高到280 kg/hm2,光合速率的增幅减小。施氮对WUEi有促进作用,而灌水定额在40～80 mm之间时,增加灌水定额不利于WUEi提高。N2W1处理的成熟期地上部分干物质累积量和产量较N0W0处理分别提高54.27%和78.36%。玉米水分利用效率在2.31～3.61 kg/m3之间,在各施氮水平下WUE表现为W0水平W1水平W2水平。灌水施氮处理植株和籽粒的氮素累积量明显高于N0W0处理的,施氮对成熟期籽粒和植株的氮素累积均有显著影响(P0.05)。W1水平下植株氮素积累量与W0水平差异显著,但与W2水平差异不大。W1水平下的籽粒氮素积累量最大,与W0水平差异显著。氮肥偏生产力随施氮量的升高而减小,在同一个施氮水平下,氮肥偏生产力表现为W1水平W2水平W0水平。N2W1处理的氮素籽粒生产效率最高,除N3处理外,当灌水定额增加时,氮素籽粒生产效率有所增加,但增幅变小。【结论】增加施氮量可以提高产量和干物质量积累,提升水分利用效率,而氮素利用效率随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,氮肥偏生产力与施氮量负相关。建议当地采取灌水定额40 mm,施氮量230 kg/hm2的灌水施氮方式。     

滴灌施肥下水氮供应对夏玉米产量、硝态氮和水氮利用效率的影响

【目的】寻找滴灌夏玉米最佳施氮量。【方法】本试验在测坑-防雨棚设施条件下进行,试验设置2个灌水定额,分别为50 mm(WH为充分灌溉)25 mm(WL为限水灌溉);4个氮肥水平,即0、90、180、270 kg/hm~2,分别以N0、N1、N2和N3表示。采用完全区组设计,共计8个处理,3次重复。研究了滴灌施肥条件下,灌水定额和氮肥互作对土壤水分消耗、NO3--N运移积累以及夏玉米产量和水氮利用效率的影响。【结果】灌水、氮肥及其交互作用均显著影响夏玉米地上部干物质量、籽粒产量和水氮利用效率。限水灌溉条件下,玉米拔节期—灌浆初期发生中轻度水分亏缺,对后期产量形成产生显著影响,但限水灌溉显著提高了土壤贮水的消耗量和水分利用效率。在2种灌溉水平下,施氮量与产量均成抛物线关系,充分灌溉条件下施氮量264.3 kg/hm~2时为转折点,限水灌溉条件下施氮量176.9 kg/hm2为转折点。充分灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率呈增加趋势;但在限水灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率表现出降低的趋势。随着施氮量增加,各土层土壤硝态氮量显著增加,且60～100 cm土层硝态氮累积所占比例增加。与充分灌溉相比,限水灌溉作物吸氮量降低,各生育期土壤中硝态氮残留增加。【结论】玉米产量对氮素的响应与供水量相关,水分亏缺下,产生最大产量需要的氮素用量随之降低。因此,生产中应根据土壤含水率调整施氮量,以实现最高产量和水肥利用效率。     

缓释氮肥减施对夏玉米产量与氮肥利用效率的影响

针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题,设置常规施氮N1（300kg/hm2）、100%缓释氮肥N2（300kg/hm2）、65%缓释氮肥N3（195kg/hm2）、30%缓释氮肥N4（90kg/hm2）、不施氮N0共5个施氮水平,磷肥和钾肥均按统一标准施用,以不施肥CK为对照,于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验,研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明：施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产,与当地常规施氮N1处理相比,N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加;两年试验,N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异,但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提量高54.61%和56.25%,氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%,营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%;缓释氮肥减施可以显著降低0~200cm土层的硝态氮残留量,并且可以提高0~40cm土层硝态氮占比,0~40cm土层硝态氮占比最大的为N3处理,较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下,缓释氮肥纯氮施用量195kg/hm2是该地区较优的施肥方式。     

喷灌条件下水氮用量对玉米氮素吸收转运的影响

为揭示不同水氮管理模式下玉米花前、花后氮素吸收、转运规律,探究作物氮、肥料氮、土壤氮之间的关系以及干物质吸收转运规律,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2,N1:180 kg/hm2,N2:240 kg/hm2,N3:300 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米氮素累积量、转运量、氮素籽粒贡献率、肥料氮和土壤氮的吸收转运规律,以及干物质转运量和干物质籽粒贡献率的影响。结果表明:氮肥回收率为21. 27%～44. 64%,N2W2处理的氮肥回收率最高。成熟期各器官氮素累积量由大到小依次为籽粒、叶、茎、穗叶,中等施氮水平下植株氮素累积量最高,玉米植株氮素在W1水平显著降低(P 0. 05)。各器官氮素转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶,施氮处理整株玉米氮素转运量较未施氮处理均有所提高,N2W2处理氮素转运量最高,与其他处理差异显著(P 0. 05)。参与转运的氮素中,土壤氮转运量大于肥料氮转运量。玉米各器官15N转运量和土壤氮转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶,整株玉米植株中参与转运的氮素有22. 43%～39. 45%来自肥料,中等施氮灌水处理各器官在向籽粒转运较高肥料氮的同时,还能保证较高的土壤氮转运量。不同器官氮素籽粒贡献率由大到小依次为叶、茎、穗叶,各器官氮素转运量占籽粒氮素累积量的18. 29%～44. 29%,贡献率最大值出现在N2W2处理。干物质转运量以及籽粒贡献率均由大到小依次为茎、叶、穗叶,N2W2处理籽粒干物质累积量和干物质籽粒贡献率均最高。结合玉米干物质累积与转运规律以及氮素吸收利用规律,建议当地玉米种植采用灌水60 mm、施氮240 kg/hm2的水氮管理模式。研究结果可为东北地区玉米水氮管理方式提供理论支持。     

水氮耦合对滴灌复播油葵氮素吸收与土壤硝态氮的影响

为了解新疆北部石河子地区水氮耦合对滴灌复播油葵的氮素累积、转运分配与吸收利用及土壤硝态氮累积动态的影响,以大田试验为基础,结合室内试验,以当地油葵主栽早熟品种"新葵杂五号"为供试材料,在滴灌条件下进行水氮二因素三水平完全处理小区试验。结果表明,不同水氮组合的滴灌复播油葵各器官氮素累积生育前期均以叶片为主,生育后期均以花盘为主。水氮组合对滴灌复播油葵各器官在各生育期对氮素的累积、分配、转运与吸收利用及油葵产量均具有显著(p0.05)或极显著(p0.01)的互作效应。适当范围内(施纯氮量小于等于232 kg/hm2、灌水量小于等于3 000 m3/hm2)增水增氮可以促进油葵各器官对氮素的有效累积,促进油葵氮素的转运与吸收利用,达到促进油葵高产的目的。水氮耦合对滴灌复播油葵土壤硝态氮累积量影响显著。随施氮量增加,0~80 cm土壤硝态氮累积量增加;随灌水量增加,土壤硝态氮累积量在0~40 cm土层降低,在40~80 cm土层增加;收获后,随灌水量和施氮量增加,土壤硝态氮相对累积量在40~80 cm土层增加,在0~40 cm土层降低。结合油葵产量与植株对氮素吸收转运的表现,该试验最佳花盘全氮增加量为2.16 g/株,产量为3 597.11 kg/hm2,最优水氮组合为灌水3 000 m3/hm2,施纯氮232 kg/hm2。     

灌水量与施氮量对不同类型土壤中硝酸盐运移的影响

为研究一维条件下灌水量与硝酸盐淋溶损失的关系,采集宁夏日光温室条件下两种类型的土壤(灌淤土、灰钙土)做成1 m土柱,设置两个灌水量(T1:2.25×10~3 t/hm~2、T2:4.50×10~3 t/hm~2)和两个施氮量(N1:450 kg/hm~2、N2:675 kg/hm~2),测定不同处理后土壤剖面水分和硝态氮含量、计算表层累积量及深层淋溶量,并测定不同处理淋溶液硝态氮浓度及其他化学性质。结果表明:①不同土壤类型和施氮量对土壤剖面质量含水量有显著影响。②灌淤土硝态氮含量高于灰钙土;T2处理各层土壤硝态氮含量低于T1处理。4个处理相比,硝态氮的峰值均出现在60～80 cm处,土壤硝态氮含量表层、深层T2N1处理均最低而T1N2处理最高。③T1、T2处理硝态氮累积量相比, T2较T1表层累积量减少33.5%,深层减少17.14%; N1、 N2处理相比,N2较N1表层累积增加48.72%,深层增加28.8%。④土壤类型、灌水、施肥对淋溶液中硝态氮及其他化学性质均有显著影响。由此可见,土壤类型、灌水量及施氮量均对土壤中氮素的累积及损失有显著影响,相比之下影响程度为施氮量灌水量土壤类型。     

氮肥运筹对砂壤土麦田土壤水氮分布和利用的影响

为解决河北省黑龙港区砂壤质氮肥施用问题,分别设置不施氮肥T1,总施氮量为240 kg/hm²氮肥基追比T2(3∶7)、T3(4∶6)、T4(5∶5)、T6(6∶4)和T6(7∶3)处理。研究小麦水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、氮素动态变化规律。结果表明,砂壤质土壤氮肥基追比3∶7的处理水分利用效率、氮肥生产效率最高,分别为21.00 kg/(hm²·mm)和24.36kg/kg。土壤含水量随土层深度增加而增加,在60~80 cm聚集。氮肥基追比3∶7的处理土壤贮水量、NH_4~+-N、NO_3~--N在小麦生育期都有较高值,可以为小麦生长发育提供充足水分和氮素营养。在小麦拔节期0~100 cm土层中NO_3~--N累积量最大,NO_3~--N有向下淋溶的风险,但是随着小麦生长NO_3~--N累积量逐渐减少。因此选用氮肥基追比为3∶7相对较为合理。     

水氮耦合对黑土稻作产量与氮素吸收利用的影响

为探明不同水氮耦合模式下黑土区水稻产量形成和氮素吸收利用的规律,设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（W）和控制灌溉（C）3种灌溉模式,0、85、110、135kg/hm2（N0、N1、N2、N3）4个施氮量水平,共12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻干物质、产量、氮素吸收转运、水氮利用效率的影响。结果表明：常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部各器官干物质累积量随施氮量的增加而增大,而控制灌溉模式随施氮量的增加先增大后减小;水稻地上部不同器官氮素累积量随施氮量的增加而增大,相同施氮水平,控制灌溉模式的叶、茎鞘和穗氮素累积量较常规淹灌提高了27.80%~43.42%、18.32%~24.97%、13.85%~24.25%,较浅湿灌溉提高了0.96%~13.18%、10.73%~12.86%、10.53%~12.61%;3种灌溉模式下,水稻地上部干物质、氮素累积速率均随施氮量的增加而增大,且控制灌溉模式高于浅湿灌溉和常规淹灌模式,干物质、氮素累积始盛期随施氮量增加而提前;水稻植株平均氮素累积速率达到峰值时间比平均干物质累积速率达到峰值时间提前11.39d;相较于常规淹灌和浅湿灌溉模式,控制灌溉模式更有利于提高水稻产量,其中CN2处理产量最大,为10272.57kg/hm2;控制灌溉模式显著提升氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力;相同灌溉模式下,叶、茎鞘氮素转运率以及穗部氮素转运贡献率随施氮量增加而减小。水稻产量与灌溉水分利用效率、水分生产效率、氮肥农学利用效率、百千克籽粒吸氮量之间呈极显著正相关（P<0.01）,与氮素籽粒生产效率之间呈极显著负相关（P<0.01）。适宜水氮耦合模式可提高水稻产量和氮素吸收利用,综合考虑CN2处理为最佳水氮耦合模式。     

中国水稻土酸化时空变化特征及其对氮素盈余的响应

针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中国水稻土pH值空间分布的变化;计算了39年间不同水稻土pH值分级和区域的水稻土酸化速率,探讨了39年间氮肥投入变化量和土壤理化性质与水稻土酸化速率的关系;估算了2015—2017年水稻土单位面积氮素盈余量,并进一步量化了氮素盈余量与水稻土pH值变化量的关系。结果表明:39年间水稻土受土壤酸胁迫程度加剧,特别是水稻土由酸性(pH值为5.5~6.5)转变成强酸性(pH值小于等于5.5)的面积比例增加,这主要集中在长江中下游中部、南部和华南区中部、南部。39年间水稻土平均pH值下降了0.26,其中,东北区、长江中下游区、华南区平均pH值分别下降了0.34、0.29和0.58,西南区平均上升了0.14。39年间水稻土酸化速率从大到小依次为碱性水稻土、中性水稻土、酸性水稻土、强酸性水稻土,区域上水稻土酸化速率从大到小依次为东北区、华南区、长江中下游区、西南区。39年间,氮肥投入量和土壤容重变化量与水稻土酸化速率存在极显著的正相关关系,有机质含量和耕层厚度变化量与水稻土酸化速率存在极显著的负相关关系。2015—2017年,氮素盈余量与水稻土pH值变化量呈显著的负相关关系,氮素盈余量增加会造成水稻土酸化加剧。划定了3类水稻土治理分区,提出“治酸、防酸、控酸”的总体策略,并分区域制定了治理措施,可为水稻土酸化阻控和地力提升提供参考。     

灌水施氮方式对玉米生育期土壤NO3--N时空分布的影响

在干旱区大田条件下,以制种玉米"金西北22号"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO_3~--N含量。结果表明:监测时期内,植株南、北两侧较植株下和0~40 cm土层较40~100 cm土层的土壤NO_3~--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下,水氮同区时土壤NO_3~--N在施氮侧下移,而水氮异区时土壤NO_3~--N在施氮侧累积。灌浆期,40~80 cm土层的植株下,与均匀灌水相比,交替灌水下不同施氮方式的土壤NO_3~--N含量减少9.9%~14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO_3~--N在较长时间内维持在0~40 cm土层周围,成熟期二者0~100 cm土层的土壤NO_3~--N残留量相近,但较其他处理减少11.7%~27.3%。综上,交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO_3~--N含量时空分布比较合理,成熟期土壤NO_3~--N残留量较低。     

旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象 ,根据实测数据 ,分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律 ,并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题     

控制灌溉下秸秆还田对稻田土壤氮素组成的影响

为探明控制灌溉模式下秸秆还田与不同施氮量对稻田表层土壤氮素组成的影响,以黑龙江省寒地黑土为研究对象,于2017—2018年进行了田间连续定位试验,试验秸秆还田量设置为有秸秆还田(还田量为6t/hm2)和无秸秆还田2个水平,全生育期施氮量设置N0(0kg/hm2)、N1(85kg/hm2)、N2(110kg/hm2)和N3(135kg/hm2))4个水平,共8个处理。基于氮稳定性同位素技术,分析了秸秆还田后,稻田土壤表层总可溶性氮组分分配比例,铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)、δ15N含量变化以及与土壤表层总可溶性氮含量的相关性。2年结果表明：控制灌溉模式下,秸秆还田提高了土壤表层可溶性有机氮占总可溶性氮的比例、氮矿化量以及δ15N含量。施加秸秆各施氮量处理土壤表层SON含量均低于无秸秆处理,其中N3处理土壤表层NH+4N与NO-3N含量较无秸秆N3处理分别降低40.3%、38.7%。与无秸秆处理相比,秸秆还田不仅提高了土壤供氮能力,而且促进了土壤表层总可溶性氮以较稳定的可溶性有机氮形态存在,当施氮量仅为0kg/hm2时,土壤表层氮矿化量与无秸秆处理最高氮矿化量无显著性差异,且随着施氮量的增加,土壤表层氮矿化量显著高于无秸秆处理(P<0.05)。秸秆中δ15N含量高,促使土壤表层富集δ15N,施加秸秆N1、N2处理土壤表层δ15N含量与无秸秆N2、N3处理无显著性差异,N3处理土壤表层δ15N含量显著高于无秸秆处理(P<0.05),而且连续2年秸秆还田,导致土壤表层总可溶性氮与铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)以及δ15N的相关性发生变化。研究结果可为东北地区推行秸秆还田的可行性提供科学依据,对保障东北地区农业水土资源可持续利用具有重要意义。     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

盐分与有机无机肥配施对土壤氮素矿化的影响

针对有机无机肥配施在不同土壤盐分水平下所产生的氮素矿化过程,通过室内恒温培养试验,分别在4种盐分水平(0. 46、0. 98、1. 55、1. 97 dS/m)下,以0. 089 5 g/kg(纯氮施用量与风干土质量比)为相同施氮总量设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%)及1个不施肥处理,研究了不同盐分水平下有机无机肥料配施对土壤净氨化量、净硝化量及净氮矿化量的影响。结果表明,土壤盐分含量随有机肥施入比例的增大而减小;盐分水平的增加对无机肥氨化作用的抑制较为强烈,当土壤电导率小于0. 98 dS/m时,增施有机肥会减弱盐分对氨化作用的影响,而电导率升至1. 55 dS/m以上时,则明显延缓有机肥氨化过程,但并不会完全抑制。盐分水平对土壤NO_3~--N生成速率的影响有一个阈值,当土壤电导率小于0. 98 dS/m时,随着盐分水平的升高,NO_3~--N增加速率上升;而盐分水平继续升高,则抑制土壤NO_3~--N的形成速率。相比不施肥,施肥显著提高了各盐分土壤净氮矿化量,同一盐分水平下均表现出无机肥施入比例越大、净氮矿化量越大的趋势。相较0. 46 dS/m,增施有机肥减小了0. 98 dS/m盐分水平下各处理之间净氮矿化量差异,而土壤电导率增至1. 55 dS/m及以上时,盐分水平对有机肥矿化过程产生明显的延缓作用。综合有机无机肥料配施对土壤盐分及氮素矿化过程的影响,推荐不同盐分水平下适宜的施肥模式为:50%有机肥+50%化肥(非盐渍化土壤)、100%有机肥(轻度盐渍化土壤)、25%有机肥+75%化肥(中度及重度盐渍化土壤)。     

有机无机肥配施对盐渍土供氮特性与作物水氮利用的影响

为探究有机肥替代化肥比例对不同程度盐渍化玉米农田土壤供氮特性及水氮利用效率的影响,于2018年进行了田间试验。选取轻度（0.460dS/m）和中度（0.951dS/m）2种盐渍化农田,以纯施氮量240kg/hm2为相同施氮总量进行有机无机肥配施,分别设置5个施肥处理（有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%）和1个空白对照处理,依次记为U1、U3O1、U1O1、U1O3、O1、CK。结果表明,同一处理中度盐渍土氮素矿化量显著低于轻度盐渍土。轻度盐渍土无机肥施入比例越大,土壤矿质氮释放速度越快,有机无机配施能更好地调节玉米生育期氮素的释放。中度盐渍土各处理下,生育前期土壤矿质氮含量无显著差异,增大有机肥施入比例对于提高作物生育后期土壤矿质氮含量的优势明显。同一处理中度盐渍土玉米产量及水氮利用效率较轻度盐渍土显著降低,产量下降幅度达到30.94%~63.90%（P＜0.05）。适当的有机肥施入比例能显著提高作物水氮利用效率,轻度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率呈先升后降的趋势,中度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率逐渐升高的趋势。轻、中度盐渍土分别以U1O1、O1处理水分利用效率最大,分别较U1处理提高11.84%、27.68%（P＜0.05）,同时,产量、植株吸氮量、氮收获指数、氮肥当季回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率等指标也较高。综合玉米产量、水氮利用效率及生育期土壤矿质氮变化规律,得到河套灌区玉米适宜的有机无机施肥管理模式为：轻度盐渍土为120kg/hm2有机肥+120kg/hm2化肥,中度盐渍土为240kg/hm2有机肥。