白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮累积的影响

[目的]研究白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量及土壤中硝态氮累积的影响。[方法]选择2块具有代表性的农田进行田间小区试验,研究不同施氮量对该地区小麦产量构成因素、氮肥利用率及土壤硝态氮累积量的影响。[结果]适宜施氮量可显著提高小麦的穗粒数、千粒重等产量构成因素及氮肥利用率。土壤硝态氮主要集中在0～30 cm土层,其含量随施氮量的增加而增加。随着小麦生育期的推移,0～90 cm土体中硝态氮累积量呈下降趋势。成熟期,当施氮量分别高于其适宜施氮量时,土体中硝态氮累积量随施氮量增加而显著增加,从而增加了硝态氮下移的风险。[结论]综合考虑产量和环境效益,在该试验条件下,马堡和张六试验点冬小麦的适宜施氮量分别为225、90 kg/hm2。     

施氮模式对番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究不同施氮模式:农民习惯施肥(N-farmer)、减施化肥氮26%(74%N-farmer)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N(74%N-farmer+S)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N和采用滴灌(74%N-farmer+S+D)、减施化肥氮45%结合调节土壤C/N和采用滴灌(55%N-farmer+S+D)的集成模式对设施番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响.结果表明,55%N-farmer+S+D模式下番茄产量最高为108 349 kg·hm~(-2),产投比最高为26.1;与N-farmer模式相比,74%N-farmer、74%N-farmer+S、74%N-farmer+S+D和55%N-farmer+S+D模式的氮素利用率和氮素农学利用效率均有增加,其中55%N-farmer+S+D模式的氮素当季利用率为9.56%.氮素农学效率为43.67 kg·kg~(-1),均显著高于N-farmer模式(P<0.05);氮肥生理利用效率在各施氮模式间没有显著差异,55%N-farmer+S+D模式的效率最高为598.06 kg·kg~(-1);55%N-farmer+S+D模式的氮素果实生产效率和收获指数分别为493.81 kg·kg~(-1)和53.84%,均高于N-farmer模式.氮平衡结果表明,N-farmer模式的表观损失最高,55%N-farmer+S+D模式显著低于N-farmer模式;相同土壤剖面中不同模式硝态氮含量随番茄生育进程均呈先增高后降低的趋势;番茄盛果期和拉秧期,74%N-farmer+S、74%N-farmer+S+D和55%N-farmer+S+D模式在0～100 cm剖面累积的硝态氮含量均低于N-farmer模式,拉秧期N-farmer模式累积的硝态氮含量最高达705.24 kg·hm~(-2),74%N-farmer+S+D模式累积的硝态氮含量最低为453.75 kg·hm~(-2);番茄在3个不同生育期,土壤硝态氮多累积在0～40 cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%.综合以上分析结果,集成模式55%N-farmer+S+D具有明显优势,能够提高氮肥的吸收和利用效率,减少土壤硝态氮的残留.     

中低产田施氮对冬小麦氮素利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验法,研究了不同施氮水平(0、100、200、250、300 kg/hm2)对河北山前平原区低产田冬小麦产量、氮素利用和土壤硝态氮累积的影响.结果表明,随着施氮量的增加,冬小麦产量呈上升趋势,当氮素水平分别为200、300 kg/hm2时,冬小麦产量较高,分别达8 039.1、8 429.3 kg/hm2,与对照相比分别增产19.5％、25.3％.在产量构成因素中,穗数对产量的影响较为明显,且穗数与产量之间呈显著的正相关关系(P＜0.05).氮素利用率以100、200 kg/hm2处理较高,分别为68.2％、66.0％.在0～ 180 cm的土层中,各施氮水平土壤硝态氮均呈现不同程度的累积,其中当施氮量为200 kg/hm2时累积量最小,比300 kg/hm2处理低630 kg/hm2.综合考虑产量和环境因素,在本试验条件下该区域中低产田冬小麦的施氮量不宜超过200 kg/hm2.     

施氮对潮土土壤及地下水硝态氮含量的影响

采用3年田间小区肥料定位试验 ,研究了施氮量对1m土体硝态氮含量的影响。结果表明 ,每季施氮量小于225kg/hm2 时 ,1m土层中各测定时期硝态氮含量变化不大 ,在11.4～41.3kg/hm2 之间 ,当施氮量增加到375kg/hm2时 ,1m土层的硝态氮含量增加1.5～7.4倍 ;0～20cm和80～100cm土层硝态氮在每季施氮量大于225kg/hm2时急剧增加 ,并对地下水产生污染。     

土壤水分对蔬菜硝态氮累积的影响

采用耕层红油土进行盆栽试验，在每千克土施０．４０ｇＮ和０．３０Ｐ２Ｏ５的基础上，种植小白菜和菠菜。采样前１０ｄ设置１５０，２００和２５０ｇ／ｋｇ３个土壤水分等级，研究土壤水分对蔬菜生长和硝态氮累积的影响。结果表明，在土壤水分为２００和２５０ｇ／ｋｇ时，菠菜的生长量比水分为２５０ｇ／ｋｇ时提高１０８．７％和１７４．８％，小白菜提高１０８．９％和１０９．９％；而菠菜的硝态氮含量分别２９     

施氮量对橡胶园土壤铵态氮和硝态氮垂直分布的影响

以尿素为氮源,研究不同施肥量对土壤中铵态氮和硝态氮垂直分布的影响。结果表明：施肥可显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;当施肥量超过0．6kg／株时,增加施肥量不会显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;施肥量越大,淋溶到80～100cm土层土壤的铵态氮和硝态氮的量越大。     

施氮量对绿叶蔬菜硝态氮的累积和产量的影响

温室内无土栽培条件下，以不同施氮量种植菠菜和小白菜的实验结果表明：施氮量的多少影响着硝态氮累积的高低。同时，施氮量的增加能提高产量。在同等氮素条件下，两种蔬菜在硝态氮的含量存在着明显差异。     

施用氮肥对设施栽培土壤硝态氮累积量的影响

研究施用氮肥对蔬菜设施栽培土壤中硝态氮累积量的影响,结果表明:施氮量对土壤NO3--N的累积量影响较大,随施氮量的增加,土壤各层硝态氮累积量呈递增趋势。其中对0~1 m土层NO3--N累积的影响尤为突出。设施栽培0~2 m土层硝态氮累积总量远远高于相邻粮田,硝态氮的大量累积和高迁移能力对环境所造成的潜在威胁不容忽视。     

土壤水分对蔬菜硝态氮累积的影响

采用耕层红油土进行盆栽试验，在每千克土施０．４０ｇＮ和０．３０ｇＰ２Ｏ５的基础上，种植小白菜（黑油菜）和菠菜（宁夏圆叶）。采样前１０ｄ设置１５０，２００和２５０ｇ／ｋｇ３个土壤水分等级，研究土壤水分对蔬菜生长和硝态氮累积的影响。结果表明，在土壤水分为２００和２５０ｇ／ｋｇ时，菠菜的生长量比水分为２５０ｇ／ｋｇ时提高１０８．７％和１７４．８％，小白菜提高１０８．９％和１０９．９％；而菠菜的硝态氮含量却分别降低２９．７％和１９．４％，小白菜降低２２．５％和２５．０％；２种蔬菜的硝酸还原酶活性亦明显降低。对蔬菜生长、硝态氮吸收及还原的分析表明，土壤水分增加不仅促进蔬菜生长，还促进硝态氮的吸收及向地上部分转移。但生长量和硝态氮吸收的增加并不同速，由于生长超前引起的植物体内养分释稀效应，是增加土壤水分蔬菜硝态氮含量降低的主要原因。     

施用磷肥对土壤硝态氮累积的影响

在农业增产的诸多措施中,施肥是最有效的措施之一.但无论是施用化肥还是有机肥,都会给土壤带入大量的氮.当施用的氮素化肥或厩肥不能全部被作物吸收利用时,由于土壤胶体不能吸附一价的NO3-N,在降水和灌溉条件下,土壤中的NO3-N很容易向下淋洗,从而污染地下水.     

施氮量及间作对燕麦、向日葵生产力及土壤硝态氮累积的影响

为研究不同施氮量及间作对燕麦、向日葵生产力以及燕麦收获后土壤硝态氮累积量的影响,在吉林西部半干旱地区开展大田试验,设置不同施氮量处理(0、50和100kg/hm2),测定燕麦、向日葵产量、吸氮量及土壤硝态氮含量。结果表明:燕麦‖向日葵带状间作具有产量优势及较高的氮吸收效率,土地当量比及氮素吸收当量比范围分别为1.20~1.37和1.20~1.30。施氮量为100kg/hm2时,间作燕麦、向日葵籽粒产量、地上部生物量以及地上部吸氮量均为最高,分别为4.40和6.65t/hm2,12.81和12.40t/hm2以及182.78和192.12kg/hm2,其中间作燕麦地上部生物量、吸氮量较单作燕麦显著提高17.20%~35.39%;间作向日葵籽粒产量及地上部吸氮量较单作向日葵显著提高22.78%~46.15%。间作显著降低燕麦收获后间作燕麦边行0~60cm土壤硝态氮累积量,显著增加间作向日葵边行土壤硝态氮累积量。因此,100kg/hm2是该地区燕麦‖向日葵带状间作的较优施氮量。     

Reducing nitrogen fertilization of intensive kiwifruit orchards decreases nitrate accumulation in soil without compromising crop production

Excessive nitrogen(N) fertilization of high value horticultural crops is a common problem that not only increases the cost to farmers, but also negatively affects crop growth and the environment. A three-year field experiment was conducted in an intensive kiwifruit orchard in Shaanxi Province, China to compare the effects of reduced N fertilization applied as urea(U), and controlled release urea(CRU) on the N nutrition of kiwi vines, fruit yield and quality, and nitrate-N accumulation in the soil profile. The three treatments included a conventional N application rate(CF-U, 900 kg N ha~(–1) yr~(–1) as urea), two reduced N fertilization treatments where the amount of N fertilizer applied as U and CRU was reduced by 25% in 2013 and 2014, and by 45% in 2015. The 25 and 45% reduced N treatments had no adverse effects on the N concentrations in leaves and pruning branches and the fruit yield and quality of kiwi vines. However, they significantly enhanced the partial factor productivity of applied N(PFPN) and the economic benefits, and reduced nitrate accumulation in the 0–200 cm soil profile. The same benefits of reduced N fertilization were observed for both the U and CRU treatments, but the CRU treatment had the added benefit of decreasing the loss of nitrate through leaching. We concluded that the current level of N fertilization in kiwi orchards is very excessive, and reducing the N fertilizer rate by 25–45% could not only guarantee fruit yield, but also reduce N accumulation and loss.     

双氰胺单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化

采用田间试验研究了双氰胺(dicyandiamide,缩写DCD)单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化。结果表明,与单施化肥相比,DCD单次配施的长期叶菜甘蓝生长过程中土壤铵态氮含量增幅为21.3%-339.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量降幅分别为5.4%-80.2%和4.4%-58.3%;短期叶菜空心菜收获时土壤铵态氮含量增加了299.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量分别降低了26.2%和31.7%。DCD连续配施的"甘蓝-菠菜-空心菜-萝卜-大白菜"种植体系中,土壤铵态氮、硝态氮和菜体硝酸盐含量均呈累积的趋势,配施DCD的土壤铵态氮含量从略高于化肥处理(44.0%)发展到极显著高于化肥处理(392.5%,P<0.01),土壤硝态氮含量从极显著低于化肥处理(-68.2%,P<0.01)发展到显著高于化肥处理(146.6%,P<0.05),菜体硝酸盐含量从显著低于化肥处理(-30.2%,P<0.05)发展到极显著高于化肥处理(40.4%,P<0.01)。由此可见,DCD单次配施可显著降低菜体硝酸盐含量,而连续配施DCD的土壤能维持一定量的铵态氮水平,这些盈余的铵态氮会进一步转化为硝态氮残留在土壤中,并可能产生蔬菜硝酸盐累积的风险。     

施肥条件下白云石粉对菜地土壤氮素转化的影响

采用室内培养的方法,研究施肥条件下添加白云石粉对菜地土壤氮素形态转化的影响,结果表明：土壤铵态氮含量呈先增加后减少的趋势,而硝态氮含量呈逐步增加的趋势;随着白云石粉用量的增加,土壤铵态氮含量减少而硝态氮含量增加.     

土壤氮和肥料氮对烤烟总氮和烟碱积累的影响

采用^15N示踪的方法,研究了烟株打顶后肥料氮和土壤氮两种不同氮源对总氮和烟碱积累与分配的影响。结果表明,打顶后烟株不同部位总氮含量持续下降,烟碱含量持续上升,烟株总氮和烟碱积累量持续上升;到采收结束时,土壤氮和肥料氮分别占烟株氮素积累总量的63．57％和36．43％,由土壤氮和肥料氮合成的烟碱分别占烟株烟碱积累总量的68．22％和31．78％;烟株上部叶总氮和合成烟碱的氮素来源于土壤氮素最多,其次是根和茎,下部叶最低,但仍在52％以上;烟株吸收的氮素中,无论是土壤氮还是肥料氮,约有2／3分布在叶片,并在上部叶中分布最多,由土壤氮和肥料氮合成的烟碱约有3／4分布在叶片中,1／2以上分布在上部叶中。     

不同施肥处理对玉米产量及土壤碳、氮的影响

以玉米品种郑单538 为研究对象,通过田间试验,对陕西杨凌塿土地区经不同形态氮肥处理后玉米产 量、土壤全氮、土壤可溶性有机碳含量的变化情况进行研究,以阐明不同形态氮肥处理对玉米产量以及土壤质量的 影响,为关中平原玉米种植的合理施肥提供全面的理论依据。结果表明院施氮处理可以显著增加玉米产量。玉米生育 期内施氮处理的土壤中全氮、碱解氮含量显著高于不施氮处理。玉米生育期内不同形态氮肥处理的土壤可溶性有机 碳与不施氮的对照处理相比,无显著差异。施氮处理对于土壤微生物含量的影响不大。     

施氮量对马铃薯氮素积累及功能叶片生理特性的影响

为探讨不同季节马铃薯氮素高效利用的相关机理,指导不同季节马铃薯的氮肥运筹,提高氮肥施用效率。通过春、秋季盆栽试验,比较6个施氮水平下春、秋马铃薯氮素积累及功能叶片生理特性的差异。结果表明:(1)随施氮量的增加,春马铃薯硝态氮含量增加,秋马铃薯则先增后减;春、秋马铃薯硝酸还原酶活性均随施氮量增加呈现先增后减。同等肥力下,块茎形成期与块茎成熟期春马铃薯的硝酸还原酶活性峰值比秋马铃薯分别高出35.3%、74.0%。(2)春、秋马铃薯植株氮含量、氮素积累量随施氮量的增加而增加;同一生育时期同等肥力下,春马铃薯植株氮含量、氮素积累量均高于秋马铃薯。(3)生理指标中叶片硝态氮与植株氮含量相关系数较高。     

生物炭对冻融黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响

为了深入研究冻融条件下生物质炭对东北黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响效果,为解决冻融作用下黑土中无机氮素的淋失问题提供科学依据,采用室内模拟土柱淋溶实验方法研究了生物质炭对经过不同冻融循环次数处理土壤中铵态氮和硝态氮淋失的影响。研究结果表明:冻融会增加土壤氮素的淋失,且淋失量与冻融次数有关,施加生物质炭可以有效降低土壤因冻融作用引起的氮素淋失;玉米秸秆炭对无机氮素淋失降低率在76.15%~85.79%之间,树枝炭在55.26%~68.09%之间,可以看出玉米秸秆炭持氮效果较树枝炭更好;在冻融次数分别为3和1时,玉米秸秆炭和树枝炭持氮能力最强;两种生物质炭对铵态氮的固持能力均优于硝态氮。     

施氮量对冬小麦氮素吸收利用、土壤中硝态氮积累和籽粒产量的影响

为通过控制施氮量来实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产提供依据,以冬小麦品种‘藁8901’为材料,研究了高肥力条件下不同施氮水平对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和土壤中硝态氮含量的影响。试验结果表明:在高肥力条件下,随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒产量和植株吸氮量均是先增加后降低,籽粒产量和植株吸氮量均以N150最高,氮素生产力则以N0最高。在冬小麦的拔节期和成熟期,土壤NO3-N含量均随着施氮量的增加而增加,减少氮肥施入量能降低冬小麦拔节期和成熟期土壤0-100 cm土层中的硝态氮含量。施用氮肥能提高小麦拔节期和成熟期植株全氮积累量和土壤NO3-N积累量,但两者并非同步增加,土壤NO3-N积累量增加的幅度远远大于植株全氮积累量的增长幅度。在施氮量0-180 kg/hm2范围内时,植株全氮积累量有所增加,且土壤中硝态氮的积累量增加较为缓和;而在施氮量180 kg/hm2的基础上继续提高氮素用量,植株全氮积累量下降,而土壤硝态氮积累量却开始大幅度增加。据此综合考虑,冬小麦‘藁8901’的适宜施氮量应控制在150 kg/hm2左右。     

蔬菜硝酸盐的积累机制及控制途径

综述了蔬菜硝酸盐的积累机制、污染现状及影响因素,提出降低蔬菜硝酸盐含量的有效措施:利用分子生物学的手段结合常规育种手段培育低硝酸盐含量的蔬菜品种;采取适宜的栽培模式;科学的施肥方式;食用前安全加工处理及市场安全性检测等。