冬小麦节水灌溉制度下不同施氮量的氮素平衡

用15N示踪技术研究了节水灌溉条件下冬小麦对不同施氮量的氮素吸收和氮素平衡 ,并比较了两种灌溉制度下小麦对节肥施氮量的吸收动态。结果表明 ,与常规施氮量处理相比 ,节水灌溉条件下节肥施氮量处理的氮肥损失率降低 ,氮肥当季利用率和土壤残留率提高 ;基施氮肥的利用率高于追施氮肥 ;土壤肥料氮的残留率在 2 9%～ 41 %之间 ,分布于 1m土层中 ,其中60 %以上集中在 0～ 2 0cm土层 ;在整个小麦生长季内 ,肥料氮并没有淋洗到 1 30m以下。节肥施氮量在常规灌溉下的当季利用率比在节水灌溉下降低 1 6 6%。     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明：向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综...     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。     

应用 15N分析施氮量对弱筋小麦氮素吸收利用与产量的影响

为分析氮素水平对弱筋小麦植株氮素吸收利用的影响,以弱筋小麦品种宁麦13和扬麦13为材料,设置不同施氮水平(N 105、210和315 kg·hm-2),应用~(15)N示踪分析技术研究弱筋小麦植株氮素积累、转运与利用的变化。结果表明,弱筋小麦开花期、成熟期植株及成熟期籽粒氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;来源于肥料氮和土壤氮均随施氮量增加而增加,且来源于土壤氮比例显著高于肥料氮。籽粒蛋白质含量随施氮量的增加而增高。弱筋小麦花后营养器官氮素向籽粒的转运率为29.44%～41.25%,对籽粒氮素积累的贡献率为36.51%～60.89%,均随施氮量的增加而降低。2个小麦品种的氮肥生产效率、氮肥利用效率均表现为N105N210N315,且N315处理的氮素收获指数低于N105、N210处理,即弱筋小麦籽粒氮肥生产效率、氮肥利用效率随施氮量的增加而降低。本试验条件下,保证弱筋小麦籽粒品质的同时,又有相对较高的籽粒产量、氮肥生产效率和氮素利用效率,适宜的施氮量应在105～210 kg·hm-2之间。     

鲁梅克斯K-1杂交酸模的施氮模型选择及氮肥推荐

对鲁梅克斯K 1杂交酸模的氮肥肥效试验表明 ,氮素营养是影响其产量的显著性因子 ,酸模的产量随施氮量增加近似线性地增加 ,达到最大值后在较大范围基本保持不变 ,氮肥推荐模型可采用线性加平台模型。植株的粗蛋白含量也在一定范围随施氮量增加显著增加 ,从对照的 2 1 98%提高到 2 8 2 3 %。植株的根冠重量比较大 ,在最佳施氮水平N3 ( 60 0kg·hm- 2 )下为 53 66%。根的粗蛋白的含量由对照的1 1 2 6%增加到N5( 90 0kg·hm- 2 )的 3 0 2 1 % ,表明酸模的根具有一定的储存和调控氮的能力 ,这可能是作物具有较强的耐氮性原因之一。     

不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向初探

以2年生红富士/平邑甜茶为试材,采用田间小区和15N微区相结合,研究了不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向。结果表明,施用氮肥显著增加了植株生物量和吸氮量,而氮肥利用率随施氮量的增加显著降低;N75、N150和N225的氮肥利用率分别为31.28%、22.95%和19.38%。土壤残留氮量随施氮量的增加而显著增大,且残留氮素主要分布于060 cm土层,深层渗漏量很小。整个作物土壤体系氮素回收率随施肥量的增加显著降低,损失率显著增高。N75处理的氮素回收率为60.41%,显著高于N150（46.41%）和N225处理（40.88%）;且损失率最低（39.59%）,显著低于其它两个处理。氨挥发损失随施氮量的增加显著升高,N2O损失量各处理间无明显差异;氮素损失中氨挥发和N2O损失所占比例较低,较多的氮素通过反硝化和径流等途径损失。     

冬油菜季氮肥减量对后茬夏玉米氮素供应与产量的影响

为研究油菜-玉米轮作制度下冬油菜季氮肥减量对后茬夏玉米氮素供应与产量的影响,以川油36和仲玉3号为试验材料,前茬冬油菜设置常规施氮量减量40%(108 kg/hm²)、常规施氮量减量20%(144 kg/hm²)和常规施氮量(180 kg/hm²)3个氮肥处理,分别命名为N1、N2和N3处理,于2018～2019和2019～2020年2个生长季节分别进行试验。结果表明,后茬夏玉米季土壤0～20和20～40 cm土层中碱解氮含量均随冬油菜季氮肥减量而下降,尤其在0～20 cm土层中,N1处理的碱解氮含量显著低于N2和N3处理,而N2和N3处理之间差异不显著。玉米植株氮素积累量随冬油菜季施氮量的减少而减少,各处理间差异显著,而氮素向籽粒的转移率呈上升趋势。玉米籽粒氮素积累量和产量以N2和N3处理较高,2018～2019年N2处理籽粒氮素积累量较N1和N3处理分别显著高出6.43%和3.95%,产量显著高出8.28%和4.72%;2019～2020年N2和N3处理籽粒氮素积累量较N1处理分别显著高出5.73%和7.94%,产量显著高出14.27%和15.89%。当冬油菜在常规施氮量减量20%的处理下,可实现油菜-玉米轮作系统周年减氮增效,同时有效提高玉米籽粒对氮肥的利用。     

高肥力土壤冬小麦生长季肥料氮的去向研究 Ⅰ.冬小麦生长季肥料氮的去向

用15N示踪微区试验研究了常规灌溉和磷钾供应充足的条件下 ,冬小麦生育期肥料氮的去向。结果表明 ,冬小麦对肥料氮的吸收随施氮量的增加而显著增加 ,收获期冬小麦吸收肥料氮占总吸氮量的比例 45% ,吸收土壤氮占 55%。氮肥在整个作物 土壤体系中的回收率随施氮量的增加而显著减少 ,损失量增加。施氮量为 1 2 0kgN hm2 时 ,氮肥的损失率只有 9% ,在作物中的回收率为 45% ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的残留率为 45% ;施氮量为 3 60kgN hm2 时 ,氮肥的损失率为 55% ,在作物中的回收率为2 3 % ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的回收率为 2 1 %。残留肥料氮以NH4 N存在的数量很少 ,以NO3 N存在的数量随施氮量的增加而显著升高 ,低量施氮时以有机结合态存在的数量远远高于前两种形态 ,但在高量施氮条件下 ,以有机结合态存在的比例与NO3 N相当。肥料氮在 0～ 1 0 0cm土壤各层次中均有残留 ,随着深度的增加 ,残留量减少。从整体上看 ,肥料氮在收获时往下移动超出 1 0 0cm土体。     

东北春玉米连作体系中土壤氮矿化、残留特征及氮素平衡

通过2年田间试验,在2种肥力、3种氮肥施用水平(不施氮N0,中量施氮N1,高量施氮N2)下,研究了吉林省春玉米连作体系中土壤氮素的矿化、残留特征及氮素平衡,并比较了种植不同玉米品种的效应。结果表明,德惠高肥力土壤中氮素两季总矿化量为203 kg/hm2,是新立城低肥力土壤的2.7倍。中量氮(N1)处理,2试验点2年土壤累计的氮素残留量为103～112 kg/hm2,对环境威胁较小;高量氮(N2)处理,新立城低肥力条件下土壤的氮素残留量为174 kg/hm2,且有下移趋势,而在德惠高肥力条件下,土壤的氮素残留量仅为107 kg/hm2。在新立城低肥力土壤上,施氮量在氮素输入项中起主要作用,在氮素输出项中,作物携出量并不随输入量的增加而有显著的变化,从而导致氮素盈余随着施氮量的增加而显著增加。氮盈余主要以残留Nm in积累在土壤剖面中,变幅为34.0%～88.4%。在德惠高肥力土壤上,土壤矿化氮在2个施氮处理中分别占氮素输入的28.3%和36.5%,在氮素输出中,氮肥表观损失量显著高于新立城,且氮盈余中以表观损失为主,变幅为54.3%～70.8%,平均为65.5%。两个试验点的氮素表观损失可能主要是由生物固持作用引起的肥料氮向土壤氮的转换。不同玉米品种对氮素矿化和表观利用率有一定的影响,在优化施肥中应加以考虑。     

不同类型氮肥对夏玉米产量、氮肥利用率及土壤氮素表观盈亏的影响

通过田间小区试验,比较研究了不同肥料类型、不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用率、土壤氮素表观盈亏量及植株氮素累积萤的影响.结果表明,夏玉米产量随施氮量增大而增大,但施肥过量产量降低,同等施氮条件下,控释掺混氮肥各处理夏玉米产量和氮肥利用率均高于普通尿素处理.施氮显著增加了0-40cm土层土壤无机氮含量,同时显著提高了玉米生长中后期植株体内氮素含量.经夏玉米季后,除高量施氮的T4,T6处理出现土壤氮索表观盈余外,其余处理均出现土壤氮素表观亏缺,施氮后土壤表观盈余量增加,且随施氮量的增加而增加.     

根际注射施肥对黄土高原苹果氮素吸收利用及产量和品质的影响

【目的】在西北黄土高原地区,春季干旱少雨和肥料利用率低限制着生产优质苹果。国外通常应用水肥一体化技术来克服水肥利用率低的问题,但由于其硬件设施要求高,投资大,短期内在我国难以推广。近年来我国采用的根际注射施肥可利用施肥枪将肥料溶液直接注入根际土壤中,施肥成本低且技术简单。本研究利用同位素15N示踪技术,研究根际注射施肥对苹果氮素吸收利用及产量品质的影响,可为黄土高原果园水肥高效利用提供依据。【方法】以9年生富士/M26/新疆野苹果为试验材料,利用15N尿素标记肥料去向,最后通过MAT-251质谱计测15N丰度,得出果树各器官和土壤的肥料利用率。同时利用叶绿素仪(SPAD-502)测定标记叶片的SPAD值,用浸以磷酸甘油溶液的海绵进行田间原位测定,得到土壤氨挥发的量,用静态箱—气相色谱法测定土壤的N2O逸失量。综合对比分析黄土高原传统环状开沟撒施肥与根际注射施肥对苹果吸收利用氮素、肥料氮在土壤中残留及果实产量和品质的影响。【结果】黄土高原苹果园根际注射施肥的优越性体现在:1)施肥后一个月内,果园土壤的气态氮素损失发生变化,根际注射施肥比传统环状开沟施肥的氨挥发总量低54.9%,同时N2O的排放通量低5.0%。2)根际注射施肥后,促进了肥料在土壤中的扩散范围,扩大了根系肥水吸收容积,叶片和果实吸收的肥料氮比例(Ndff%)在整个生长季始终处于较高水平。生长季末期,根际注射施肥的整株氮素当季吸收率为53.04%,比环状开沟施肥提高12.25个百分点,表明根际注射施肥有利于氮素更快地被吸收利用,显著提高苹果树的氮素当季利用率。3)生长季末,在0—60 cm土层内,根际注射施肥的土壤氮素残留率为36.55%,而环状开沟施肥为43.13%,前者显著低于后者。4)在整个生长季内,根际注射施肥处理下的树体新梢叶片内叶绿素含量(SPAD)值一直高于环状开沟施肥。根际注射施肥能提高苹果单株产量和单果重,其单果重和单株产量分别比环状开沟施肥处理提高了3.8%和19.7%。【结论】黄土高原地区推广的果树根际注射施肥技术可以有效提高苹果树体氮素的利用率,降低了土壤中的氮素残留。此外注射施肥的深度、注射量、密度和时间均可根据不同时期的养分需要随时调整,使水肥在土壤中均匀分布,达到节水节肥的目的。同时可避免传统施肥时挖坑作业对浅土层吸收根的损伤,降低劳动力成本。综合来看,根际注射施肥是提高黄土高原区旱地苹果树肥水利用率、产量和品质的有效方式之一。     

土壤微生物对施入肥料氮的固持及其动态研究

采集长期定位试验（１４年）土壤（棕壤）进行盆栽试验,并应用同位素＾１５Ｎ示踪技术研究了土壤中微生物对肥料氮的固持及其动态,结果表明,施肥后５天土壤微生物对施入人肥氮的固持达达到最高,除单施氮肥处理的固持量占施入人肥氮量的５．４％外,其余各处理均天１３．３％－１５．４％间,施肥后土壤微生物量氮的增加主要来自化肥氮,后者占微生物体总氮量的６４．１％－８７．３％,在作物生长期间微生物固持的化肥氮逐渐释入     

N肥深施深度对小麦吸收利用N的影响

本文应用＾１５Ｎ示踪技术，在川中紫色土上进行了聚土的表层施肥（施肥深度１－２ｃｍ）、中层施肥（深施２５ｃｍ）、底层施肥（深施４５ｃｍ）和平作表层施肥不同处理小麦吸Ｎ特性等的研究。结果表明：Ｎ肥利用率是“平＋表施”〉“聚＋底施”〉“聚＋中施”〉“聚＋表施”，处理间Ｎ肥利用率最高是２３．７８％，小麦一生有３８．７－４４．１％的Ｎ来自肥料。小麦拔节以前无论是聚土还是平作，其表层施肥地上部分ＮＤＦＦ值极显     

旱地土壤中残留肥料氮的动向及作物有效性

氮素是作物生长最重要的必需元素之一。合理施用氮肥能促进作物生长并提高产量,但是,过多施用氮肥则抑制作物生长并导致大量的肥料氮残留在土壤中,这部分氮素不但会引起土壤养分不平衡,而且为生态环境带来潜在威胁,因此,研究残留氮的动向及作物有效性可为合理施用化肥氮、高效利用土壤残留氮素和减少残留氮素的损失提供依据。应用~(15)N示踪技术,通过4年定位试验,研究了黄土高原南部旱地冬小麦/夏玉米轮作过程中土壤残留肥料氮的变化及作物吸收利用。在冬小麦和夏玉米轮作的第一个周期,为了制造高肥料氮残留背景,于冬小麦播种前向微区施入240 kg hm~(-2)的~(15)N标记氮素;在夏玉米拔节期,为了研究氮肥施入对残留肥料氮的影响,设置0和120 kg hm~(-2)两个氮水平,以普通尿素施入微区。在第2至第4个轮作周期内,为了分析残留肥料氮的动向及其对作物的有效性,微区内不施任何肥料。结果发现,冬小麦播种前施用的~(15)N标记氮肥于收获期在0~200 cm土壤剖面中均有残留,但大部分累积在0~40 cm土层中,累积总量达到200.9 kg hm~(-2),占当季施入量的83.7%。在随后的夏玉米生长季残留的肥料氮迅速减少,之后随生长季的后移缓慢减少,然后保持相对稳定。经过4年的冬小麦/夏玉米轮作,0~300 cm土壤剖面仍残留大量的~(15)N肥料,后季不追施氮肥和追施氮肥处理的残留量分别为47.1 kg hm~(-2)和54.0 kg hm~(-2)。可见,有一部分肥料氮被固定在土壤有机质中。作物对残留氮的回收量逐年减少,且因后季追施氮肥与否而异,4年中作物对肥料氮的总利用率不追施氮肥和追施氮肥处理的分别为46.9%和50.4%,其中在第1个轮作周期中,小麦和玉米的总利用率分别41.6%和42.0%,后3年利用率分别仅有5.3%和8.4%;4年中残留~(15)N的损失率分别达38.1%和29.7%,其损失主要发生在第1个轮作周期的夏玉米生长季节。说明,在旱地土壤上,氮肥的残留是不可避免的,残留肥料氮的有效性较低,只有少量被作物逐年吸收,一部分以有机形态残留在土壤剖面中,另一部分发生了无效损失。后季追施氮肥可促进作物对土壤残留肥料氮的吸收且增加肥料氮在土壤中的保留,减少残留肥料氮的无效损失,但是以自身的大量损失为代价的。     

Soil Total Nitrogen and Natural 15Nitrogen in Response to Long-Term Fertilizer Management of a Maize–Wheat Cropping System in Northern China

The Fengqiu long-term field experiment was established to examine effects of organic manure and mineral fertilizers on soil total nitrogen (N) and natural ¹⁵N abundance. Fertilizer regimes include organic manure (OM), one-half N from organic manure plus one-half N from mineral N fertilizer (1/2OMN), mineral fertilizers [N–phosphorus (P)–potassium (K), NP, NK, PK], and a control. Organic manure (OM and 1/2OMN) significantly increased soil total N and δ¹⁵N, which was expected as a great amount of the N applied remained in soils. Mineral NPK fertilizer and mineral NP fertilizer significantly increased total N and slightly increaed δ¹⁵N. Phosphorus-deficient fertilization (NK) and N-deficient fertilization (PK) had no effect on soil total N. Significantly greater δ¹⁵N was observed in the NK treatment as compared to the control, suggesting that considerable N was lost by ammonia (NH₃) voltalization and denitrification in this P-deficiency fertilization regime.     

Fate of residual 15N-labeled fertilizer in dryland farming systems on soils of contrasting fertility

Abstract

Up to 50% of nitrogen (N) fertilizer can remain in soil after crop harvest in dryland farming. Understanding the fate of this residual fertilizer N in soil is important for evaluating its overall use efficiency and environmental effect. Nitrogen-15 (¹⁵N)-labeled urea (165 kg N ha^?1) was applied to winter wheat (Triticum aestivum L.) growing in three different fertilized soils (no fertilizer, No-F; inorganic nitrogen, phosphorus and potassium fertilization, NPK; and manure plus inorganic NPK fertilization, MNPK) from a long-term trial (19 years) on the south of the Loess Plateau, China. The fate of residual fertilizer N in soils over summer fallow and the second winter wheat growing season was examined. The amount of the residual fertilizer N was highest in the No-F soil (116 kg ha^?1), and next was NPK soil (60 kg ha^?1), then the MNPK soil (43 kg ha^?1) after the first winter wheat harvest. The residual fertilizer N in the No-F soil was mainly in mineral form (43% of the residual ¹⁵N), and for the NPK and MNPK soils, it was mainly in organic form. The loss rate of residual ¹⁵N in No-F soil over summer fallow was as high as 48%, and significantly (P < 0.05) higher than that in the NPK soil (22%) and MNPK soil (19%). The residual ¹⁵N use efficiency (RNUE) by the second winter wheat was 13% in the No-F soil, 6% in the NPK soil and 8% in the MNPK soil. These were equivalent to 9.0, 2.0 and 2.2% of applied ¹⁵N. The total ¹⁵N recovery (¹⁵N uptake by crops and residual in 0–100 cm soil layer) in the MNPK and NPK soils (84.5% and 86.6%, respectively) were both significantly higher than that in the No-F soil (59%) after two growing seasons. The ¹⁵N uptake by wheat in two growing seasons was higher in the MNPK soil than in NPK soil. Therefore, we conclude that a high proportion of the residual ¹⁵N was lost during the summer fallow under different land management in dryland farming, and that long-term combined application of manure with inorganic fertilizer could increase the fertilizer N uptake and decrease N loss.     

不同施氮方式对甘蔗氮肥效率及氮素去向的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,通过网室盆栽试验方法,在总施氮量(15N标记尿素5g/盆,相当于450kg·hm-2)相同条件下,研究了全部基施(T1)、50%基施+50%在分蘖期追施(T2)和30%基肥+30%在分蘖期追施+40%在伸长期追施(T3)3种施氮方式对甘蔗氮肥效率与氮素去向的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素约18%～29%来源于当季施用的尿素氮,71%～82%来自土壤和种茎氮;氮肥利用率为21.0%～34.52%,残留率为37.61%～44.13%,有21.35%～41.39%的氮素损失。3种施氮方式下,氮肥残留在0～20cm土层较多,在20～40cm残留较少。随氮肥施用时间后移,甘蔗吸收的氮素、来源于肥料氮素的比率、氮肥利用率、氮肥残留率、蔗茎产量及产糖量明显增加,而氮肥损失率显著下降,蔗茎的氮素分配率和蔗糖分积累略呈下降趋势,同时氮素在0～20cm土层的残留呈上升趋势,在20～40cm土层呈下降趋势。从经济效益和环境效益考虑,T3施氮方式的效果较为理想。     

土壤C/N对苹果植株生长及氮素利用的影响

土壤C/N是土壤氮素循环的重要影响因素。本研究以2年生"富士"/平邑甜茶为试验材料, 应用¹⁵N示踪技术研究了不同土壤C/N[6.21(CK)、10、15、20、25、30、35和40]对苹果植株生长及氮素利用和损失的影响。结果表明: 随着土壤C/N比值的逐渐增大, 苹果新梢长度和植株鲜重均呈先升高后降低的变化趋势, C/N=15、20和25的3个处理苹果新梢长度和植株鲜重最大, 三者间无显著差异, 但均显著高于其他处理。不同C/N处理间植株15N利用率存在差异, 土壤C/N=25时, 植株¹⁵N利用率最大, 为22.87%, 与C/N=20的处理间无显著差异, 但两者均显著高于其他处理; 土壤C/N=40时, 植株¹⁵N利用率最低, 仅为15.43%, 低于CK处理的16.65%。土壤C/N处于15~25时, 植株吸收的氮素来自于肥料氮的比例较高; 而土壤C/N较低(<15)或太高(>25)时, 植株吸收的氮素来自于土壤氮的比例较高。土壤氮素残留量随土壤C/N的增大逐渐增加, C/N=40处理的土壤氮素残留量是CK的1.32倍。随着土壤C/N比值的逐渐增大, 肥料氮损失量呈先减少后增加的变化趋势, 以C/N=25时最少, 仅为施氮量的49.87%, 而对照最大, 为61.54%。因此, 综合土壤C/N对苹果植株生长及氮素平衡状况来看, 土壤C/N为15~25时, 能促进植株的生长发育, 降低氮肥损失, 提高肥料利用率。