农田氮肥的动态变化及施氮对小麦产量与品质影响的研究进展

施用氮肥是农业生产中最重要的增产措施之一。氮肥的利用率与施氮量密切相关,氮肥的利用率随施氮量的增加显著下降,而其损失率和土壤的残留率却呈上升的趋势。土壤中的氮素绝大部分以土壤无机氮的形式存在,包括土壤NO^-3-N和NH^＋4-N两部分,以土壤NO^-3-N为主,而NH^＋4-N的含量非常少且变化不大。其主要有三种去向：被当季作物吸收、在土壤中以有机或无机形式残留、通过各种途径损失。氮素不仅是小麦产量形成的主要营养元素,也是小麦籽粒蛋白质合成所必需的元素。     

日光温室白萝卜生产系统的氮素利用与平衡研究

在日光温室条件下,研究了不同氮素供应水平对白萝卜(Rajphanus sativus L.)氮素利用和土壤硝态氮累积动态,并对土壤-作物体系的氮素表观平衡进行了评估.结果表明,随氮肥用量的增加,白萝卜产量和干物质累积量均没有显著升高,但根块内富集的硝酸盐含量显著增加.增施氮肥对白萝卜维生素C(Vc),可溶性糖和可溶性蛋白含量没有显著影响;随施氮量增加白萝卜根块氮素吸收量显著增加,当季氮肥利用率降低;当氮肥用量低于推荐施氮量(有机肥+200 kg urea-N·hm-2)时,整个白萝卜生长期,根层(0～60 cm)土壤硝态氮均处于耗竭状态.当施氮量高于推荐施氮量时,根层硝态氮下降幅度减小,并在播种30d以后呈上升趋势;土壤-作物体系中播前无机氮(Nmin)和氮肥投入是主要输入项,输出项中以土壤无机氮残留和作物吸收为主.随施氮量的增加,氮素表观平衡值和土壤残留Nmin明显增加.系统氮素盈余量随施氮量的增加而增加.结合当地地力条件,在有机肥和磷钾肥配施的基础上,秋冬季白萝卜施氮量应控制在200 kg·hm-2以内.     

土壤肥力和灌水组合对小麦植株-土壤系统氮素平衡的影响

采用15N示踪技术,在池栽群体条件下,研究了三种土壤肥力和两种灌水量组合对冬小麦生产系统氮素平衡的影响,结果表明:(1)不同处理氮肥的当季吸收利用率变化在39.08%￣53.08%,土壤残留率在21.80%￣33.59%之间,损失率变化幅度为18.81%￣34.62%,植株吸收积累氮素中的29.88%￣47.55%来自肥料;证明,采用不同土壤肥力和灌水量组合来调控小麦生产系统的氮素平衡具有较大的空间。(2)随土壤肥力的提高,植株吸收的总氮和土壤氮量显著增加,但营养体滞留量增加,向子粒的分配比例减少;而对肥料氮的吸收量则表现为中肥>高肥>低肥;氮肥损失率表现为低肥>高肥>中肥,残留率无明显变化,说明土壤肥力达到本实验的中等水平后再继续提高,会给肥料氮的吸收利用带来不利影响,但可有效降低对肥料氮的依赖。(3)增加灌水量在不同土壤肥力条件下均可促进对总氮的吸收量,但对土壤氮吸收的促进作用远高于肥料氮,同时也提高了肥料氮的损失率、降低了土壤残留率和向子粒的分配率。(4)提高土壤肥力和增加灌水量均可提高小麦的经济产量、生物产量和土壤A值,降低收获指数;子粒蛋白质含量随肥力的提高而增加,随灌水的增加而下降。     

不同施肥处理对连续三季作物氮肥利用率及其分配与去向的影响

采用室外盆栽试验系统研究了不同施肥处理对连续3个生长季作物生长状况、标记15N利用率及其分配与去向的影响。结果表明,高量氮肥的施用能显著提高作物的生长和产量,而化肥配施玉米秸秆在第1生长季表现为抑制,第2、第3生长季则相反。作物体内来自标记氮肥的含量和比例随生长季的增加显著下降,高量氮肥和玉米秸秆的施用能显著提高其含量和比例(P<0.05)。标记氮肥在土壤中的残留率随作物生长季的增加而降低,而标记氮肥的累积作物利用率和总损失率随着生长季的增加而增加,经过连续3季作物的吸收利用,标记氮肥在土壤中的残留率、累积作物利用率和总损失率分别平均为15.82%、61.11%和23.07%。标记氮肥的作物利用率和损失率主要发生在第1生长季内,高量氮肥的施用降低了标记肥料氮在土壤中的残留率,增加了氮素损失率;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆能明显增加标记肥料氮在土壤和作物中的回收率,降低氮素损失率,提高比例为21.74%,从而说明在施肥当季,通过施入高C/N比有机物料玉米秸秆合理调节土壤中C源和N素营养的施用比例,可以达到增加氮肥在土壤中的残留率,提高氮肥利用率的目的。     

氮肥管理和秸秆腐熟剂对~(15)N标记玉米秸秆氮有效性与去向的影响

【目的】研究氮肥用量、有机无机配合和添加秸秆腐熟剂对秸秆氮当季有效性、后效及去向的影响,为桔秆还田条件下的氮肥管理提供理论依据【方法】运用~(15)N同位素示踪技术,采用盆栽试验连续种植一季冬小麦和两茬玉米,研究~(15N)标记玉米秸秆(~(15)N-秸秆)氮的生物有效性和对土壤氮库的贡献试验推荐施氮量210kg N·hm~(-2),约0.1 g N·kg-1土,桔秆粉碎后按3.0 g·kg~(-1)土掺入每盆中设4个氮水平:不施氮;100%化肥氮;80%化肥氮;有机无机配施(80%化肥氮+20%腐熟猪粪氮)。各施氮水平下设添加和不添加桔秆腐熟剂2种情况,腐熟剂用量为0.1 g·kg~(-1)土。【结果】冬小麦吸氮量来自~(15)N-秸秆氮的比例(%Ndfs)为6.30%-14.25%,施氮比不施氮减少%Ndfs,有机无机配施比单施氨肥提高%Ndfs,添加腐熟剂不影响冬小麦的%Ndfs。第一茬和第二茬玉米吸收氮的%Ndfs分别为1.13%-3.73%和1.67%-5.97%,不施氮高于施氮处理,施氮处理间无显著差异,添加腐熟剂降低%Ndfs冬小麦对~(15)N-桔秆氮的当季利用率为7.14%-10.2%。第一茬玉米和第二茬玉米对残留~(15)N-桔秆的利用率分别为3.75%-5.51%和2.28%-3.18%。三茬后作物对~(15)N-桔秆氮的利用率为13.13%-18.60%,土壤残留率55.63%-69.16%,损失率17.26%-26.09%。三茬中施氮比不施氮提高~(15)N-秸秆氮的利用率,不同氮肥管理不影响当季利用率和第二茬后效,氮肥减量(80%推荐氮)降低~(15)N-桔秆氮第一茬后效和总利用率,但若配施有机肥则提高利用率添加腐熟剂提高~(15)N-秸秆氮当季、第一茬玉米和三茬总利用率,降残留率和损失率。冬小麦和两茬玉米收获后土壤矿质氮和微生物量氮含量变化较大,但其来源于~(15)N-桔秆氮的比例都小于3%,施氮处理的影响不明显,而添加腐熟剂增加冬小麦和第一茬玉米收获后土壤矿质氟%Ndfs,减少土壤微生物量氮%Ndfs,不影响第二茬玉米收获后土壤矿质氮和微生物量氮%Ndfs。三茬收获后残留的~(15)N-桔秆氮中矿质氮和微生物量氮也小于3%,说明残留在土壤中的~(15)N-桔秆氮主要以有机态氮存在【结论】在秸秆还田条件下,采用化肥氮与有机肥氮配施并结合施用桔秆腐熟剂是提高桔秆氮素转化和有效性的有效措施     

施用肥料添加剂对太湖地区水稻产量、氮素吸收利用及氮平衡的影响

通过田间试验研究三个供氮水平下(施氮50 kg/hm2、150 kg/hm2、250 kg/hm2)施用肥料添加剂对苏南太湖地区水稻产量、氮素吸收利用及土壤氮平衡的影响。结果表明,施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮肥吸收利用及表观损失氮均有显著影响,但只有在水稻产量和氮肥农学利用率指标上二者表现出显著的交互作用(P0.05);随施氮量增加,水稻产量、累积吸氮量、土壤残留无机氮(Nmin)、表观损失氮增加,氮肥吸收利用率和农学利用率降低;与单施尿素相比,尿素配施肥料添加剂可进一步增加水稻产量、累积吸氮量,并能提升氮肥利用率和降低表观损失氮量,且该效应总体上随施氮量增加而愈趋明显;施用肥料添加剂对水稻营养生长期的氮素积累影响要明显强于生殖生长期。在本研究条件下,综合分析水稻产量、氮肥利用及氮平衡指标,不施用肥料添加剂时,施氮150 kg/hm2可获得较好的农学和环境效应。     

15N标记和土柱模拟的夏玉米氮肥利用特性研究

 【目的】定量分析夏玉米氮肥利用特性以及肥料氮的去向。【方法】采用15N标记和土柱模拟技术,设置4个施氮水平（0、90、180、270 kgN·hm-2）,在人工防雨棚条件下对平水降雨年型进行了模拟研究。【结果】施氮处理均显著提高了玉米的生物量和籽粒产量,植株和籽粒吸氮量也显著增加。氮肥生理利用效率表现为随施氮量增加先升高后降低,但处理间差异不显著。氮肥农学效率与氮肥表观利用率则随施氮量增加而显著降低。夏玉米对15N标记氮肥的回收率为41.2%—47.8%,2 m土体各土层中的15N残留量随施氮量的增多而显著增加（P＜0.05),15N残留率为40.7%—47.5%。在空间分布上,土壤中残留15N总体表现为随土壤层次加深而明显下降。15N的损失量随施氮量的增加而显著增加,损失率为9.0%—13.1%。【结论】施氮量90—180 kg·hm-2有利于提高玉米籽粒产量和氮肥利用率,减少土体（尤其是深层土壤）中的肥料氮残留量,从而减轻对生态环境的压力。     

广西赤红壤区玉米氮肥效应及适宜施氮量研究

【目的】确定广西赤红壤区玉米种植体系的农田适宜氮肥施用量,为该地区玉米产业的高产高效发展及农业生态环境的保护提供理论参考。【方法】通过春-秋连续2季播种种植玉米进行田间试验,研究不同施氮量(0、180、240、300、360和480 kg/hm~2)对玉米产量、氮肥利用率、0～100 cm土层土壤无机氮残留及氮素平衡的影响。【结果】①随着氮肥用量的增加,春、秋玉米产量均呈现先增加后降低的趋势,而氮肥当季利用率则呈现显著降低趋势。②施用氮肥增加了土壤硝态氮和铵态氮残留,以硝态氮为主,且硝态氮主要残留在0～40 cm土层,铵态氮主要分布在0～20 cm土层。③施用氮肥可显著影响0～100 cm土层土壤的无机氮积累量,施氮量高于360 kg/hm~2时,土壤的无机氮积累量增加显著。土壤氮素盈余量随施氮量增加而显著增加,春玉米生长季氮肥盈余部分绝大多数在土壤中残留,到秋玉米季继续施用高量氮肥,则同时显著增加土壤氮素残留和表观损失,且氮素表观损失量增幅更大。④土壤无机氮残留量与施氮量呈显著的指数增加关系,氮肥当季利用率与施氮量呈幂函数降低关系,春玉米生长季产量、土壤无机氮残留量分别与氮肥利用率交于200和322 kg/hm~2处,秋玉米生长季产量、土壤无机氮残留量分别与氮肥利用率交于211和300 kg/hm~2处。【结论】综合考虑本试验条件下玉米春秋连作体系中的氮肥残留后效作用,兼顾作物产量、环境效应与肥料效应,广西赤红壤玉米种植区的适宜氮肥季用量为N 200～300 kg/hm~2。     

不同处理条件下水稻-土壤体系氮素去向

应用15N研究水稻-土壤体系氮素的去向,试验结果表明:稻季有21.68％～31.92％的肥料氮被水稻吸收,比例随着施氮量的增加而降低,约有56.10％ ～ 72.03％的氮肥通过各种途径损失掉.土壤残留的氮主要存在于0～40 cm的土层中,其中约70％的残留氮素存在于0～20 cm的表土层,40～60 cm的土层基本没有氮肥残留现象.本试验适宜施氮量为200～300 kg/hm2,适宜氮肥运筹方式为6:4和7:3,同时改良施氮方式优于习惯施氮方式.     

施氮量对成都平原直播油菜氮肥利用率和农田氮素表观平衡的影响

【目的】探讨四川省成都平原稻田直播油菜高产、氮肥高效利用的氮肥施用量。【方法】连续两年(2015—2017)在四川省广汉市西高镇进行大田定位试验,设置5个不同施氮量处理(0、135、180、225、270 kg N/hm²),测定油菜成熟期0～20 cm土层土壤无机氮含量、籽粒产量和植株氮素吸收量,分析不同施氮量对直播油菜产量、氮肥利用率和农田氮素表观平衡的影响。【结果】与不施氮(N₀)处理相比,增施氮肥能显著增加油菜株高、分枝部位、一次分枝数、单株角果数和籽粒产量,但株高、分枝部位和籽粒产量在4个施氮处理(135、180、225、270 kg N/hm²)之间无显著差异。氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均随施氮量增加而降低,且各施氮量处理间差异显著。当施氮量为135～180 kg N/hm²时,氮输出总量与氮输入总量差异不大,氮素表观损失较低,氮素盈余较低,且氮素盈余以土壤无机氮残留为主。由于连续两年相同施氮处理的累积效应,第2年的氮素表观损失和氮素盈余均高于第1年相同施氮处理。随施氮量增加,氮肥表观...     

不同施氮量对加工番茄生长及土壤氮素平衡的影响

【目的】 研究不同施氮量对加工番茄生长及土壤氮素平衡的影响。【方法】 基于临界氮浓度模型的施肥方案,设置不施氮(N₀)、施氮200 kg/hm²(N₁)、施氮300 kg/hm²(N₂)和施氮400 kg/hm²(N₃)4个处理,测定加工番茄各生育期的生长、产量和土壤氮素等指标。【结果】 (1)在苗期阶段,各处理对加工番茄的生长无显著差异;坐果期后,N₂处理较其他处理可有效促进加工番茄的生长。2018年,红熟期N₂处理下的加工番茄株高为85.5 cm,显著高于其他处理,同期N₂处理下的茎粗为18.40 mm,显著高于N₀处理,但与其他施氮处理无显著差异,且2019年有同样变化趋势。(2)各处理土壤硝态氮主要分布在20-40 cm土层中,各土层中硝态氮含量随施氮量的增加而增加;2018年在拉秧期N₃处理下的硝态氮含量主要残留在40 cm以下土层中,占总硝态氮含量的54.72%,且2019年有同样趋势,淋洗风险较大;N₂处理下的土壤硝态氮分布较均衡,可以有效降低土壤氮素的残留,提高氮肥利用率。(3)土壤剖面中硝态氮盈余量随施氮量的增加呈增加趋势;N₀、N₁、N₂处理下的氮素主要以作物吸收的方式带出土壤,N₃处理下的氮素主要残留在土壤中;N₁处理可降低氮素在土壤中的残留量,但也降低了氮素的利用率,N₂处理有利于提高氮肥表观利用率,降低氮肥表观残留率,N₃处理促进了作物对氮素的吸收,但加大了氮素在土壤中的残留,降低了氮素利用率。【结论】 在基于加工番茄临界氮浓度模型的氮素运筹方案下,加工番茄苗期阶段,按N₁处理施44 kg/hm²减氮施肥,在开花期以后,施氮按N₂处理施234 kg/hm²的氮运筹可促进植株生长,且土壤氮素残留相对较少,保证了较高的氮肥利用率和经济效益。     

武育粳3号高产精确施氮量的 验证与氮素利用率的研究

2000～2002年以中粳武育粳3号为材料，比较研究了不同施氮量对稻株吸收和产量形成的影响．并对公式计算的总施氮量进行验证，结果表明：稻株吸氮量随着施氮量的增加而增加．氮肥当季利用率有一个适宜值，在试验获得10．5t／hm^2产量条件下，每100kg稻谷吸氮量为2．11kg．氮肥当季利用率为42．00％；应用斯坦福公式能较正确计算施氮量。     

太湖和滇池流域保护地蔬菜氮肥去向研究

为了研究化肥氮在保护地土壤-蔬菜系统中的当季利用与损失,在浙汀嘉兴和云南昆明15个点位上进行15N田间微区试验.结果表明,保护地莴苣化肥氮当季利用率为8.32%～14.52%,保护地西芹化肥氮当季利用率为6.34%～13.85%,保护地结球生菜化肥氮当季利用率为11.34%.相同土壤、同一种类蔬菜保护地种植中,随着保护地种植年限的增加,蔬菜对化肥氮当季利用率显著降低.莴苣和西芹吸收化肥氮和土壤氮的比例在不同种植年限保护地土壤上差异不显著.当季蔬菜收获后,0～20 cm土层15N丰度和化肥氮残留量显著高于20 cm以下各土层.在保护地莴苣种植系统中,施入土壤中的化肥氮有18.98%～42.5%损失.在保护地西芹种植系统中,有11.7%～18.9%损失.在保护地生菜种植系统中,施入土壤中的化肥氮有16.0%损失.     

不同施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响

以代表性品种迟熟中粳广陵香粳、香粳49和杂交中籼稻两优培九、25优6547、汕优63为材料,研究施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响。结果表明:籽粒产量随穗部吸氮量的增加而增加,而随成熟期植株吸氮量的增加先增加,达到一定的值后不再增加;增施氮肥总吸氮量逐渐增加,但施氮处理间秸秆相对含氮量和转移量逐步下降,滞留在叶茎鞘中的含氮量比例渐增;秸秆氮素转化率杂交中籼型品种较粳型品种高;氮素生产力和氮素表观生产力随施氮量增加而降低,粳型品种较籼型品种高;当季氮素利用率因品种而异,杂交中籼稻利用率高于粳型品种。     

不同水氮处理对棉田氮素平衡及土壤硝态氮移动的影响

 【目的】探讨不同水氮管理策略对高产棉田氮素平衡及氮素移动的影响。【方法】设置田间小区试验,研究了常规灌水＋常规施氮、优化灌水＋优化施氮、常规灌水＋优化施氮、优化灌水＋优化施氮、常规灌水+不施氮处理条件下的棉田氮素平衡和土壤硝态氮动态。【结果】在常规水氮管理条件下,收获后表观损失量高达163—294 kg?hm-2,60—200 cm土层中硝态氮含量较播前有大幅增加,增量与表观损失的比值达到0.39—0.69;优化水氮管理条件下表观损失量仅为19—87 kg?hm-2;常规水氮处理不同层次土壤剖面上均呈现出硝态氮的积累,而且随灌水量加大累积峰下移,优化水氮管理土壤剖面硝态氮累积程度较小。【结论】在常规施氮体系中氮素的表观损失率达52%—68％,氮素随水移动到根层以下是重要的损失途径之一;本试验中采用的优化水氮管理方法显著减少了硝态氮的淋移损失。     

不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响

[目的]研究不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响,为解决稻田氮素低利用率提供参考依据.[方法]利用双季稻田间试验,采用动态室法监测基肥和穗肥施用不同用量氮素后的土壤氨挥发特征及田面水氮形态含量特征.[结果]早稻基肥期土壤氨挥发损失峰值于施肥后第5d出现,第9d接近对照水平;晚稻同期及穗肥期土壤氨挥发损失峰值均于施肥后第1d出现.基肥氨挥发损失量低于穗肥,晚稻高于早稻.早、晚稻平均氨挥发损失率分别为12.99％和21.79％.施氮提高氨挥发损失量和累积损失量,且随施氮量的增加而呈现不同程度地增加.氨挥发损失率随施氮量的增加而降低.相关分析表明,氨挥发损失量和磷肥施用量均与田面水铵态氮、硝态氮和溶解性总氮含量呈显著或极显著直线正相关.[结论]施氮通过提高田面水氮含量促进稻田氨挥发损失.通过合理施肥、改变肥料特性等措施降低施肥后田面水中氮含量降低,从而减少稻田土壤氨挥发损失.     

高效尿素提高氮素利用率的机理

利用室内氨挥发模拟系统和同位素＾１５Ｎ示踪技术,研究高效尿素对氨挥发损失和氮素去向的影响。结果表明,与普通尿素比,高效尿素在供试的３种土壤中能推迟氨挥发开始时间和氨挥发高峰值出现的时间,降低氨挥发速率高峰值,减少氨挥发损失１８．９％～４４．１％。高效尿素使水稻植株中来自肥料和土壤中的氮显著增多,当季氮素利用率增加６．３～７．１个百分点,土壤残留量增加５．３％～１２．０％,减少氮素损失１７．０～１９．３％。施用高效尿素的水稻产量比施用等氮量普通尿素增产２７．０％～２９．３％。     

太湖流域不同施氮水平对水稻产量和土壤氮素的影响

试验结果表明,太湖地区稻麦两熟制水稻产量与施氮量呈二次曲线关系,可用方程y=-0.00002x~2+0.0095x+9.0384(r=0.993~(**))来描述,当施氮量为237.5 kg/hm~2时,可获得最高理论产量10.17t/hm~2.不同生育时期植株的干物质积累量和氮素的积累量都随着施氮水平的增加而增大;氮肥表观利用率、生理利用率和农学利用率都随着施氮量的增加而降低;高肥处理432 kg/hm~2和540 kg/hm~2成熟期植株干物质积累量和氮素的积累量都较高,但因大量氮素滞留在茎鞘中而导致产量不高.土壤各层全氮含量随着深度的增加而减小;随着施氮量的增加,0～60cm各层土壤全氮含量增大,而60～100 cm各层变化趋势不明显;但当施氮量较高(大于324 kg/hm~2)时,土壤氮素累积与下渗,土壤各层全氮含量提高,易造成氮肥奢侈吸收与氮肥污染.     

稻秆（~（15）N）和尿素（~（15）N）单施或混施时，水稻对标记氮的吸收与1

水稻盆栽试验表明，稻秆或尿素做基肥，单独施用时稻秆１５Ｎ的当季利用率（＜１８．６％）低于尿素，但有较高的土壤残留（＞４５．８％）；增加稻秆用量，水稻对其１５Ｎ的利用率无显著差异，增加尿素用量则会显著增加水稻对其１５Ｎ的吸收。在最高分蘖期，水稻已吸收了其能利用的尿素氮的大部分和稻秆氮的一半左右。两种肥料混合的Ｃ／Ｎ比为１５时，尿素用量增加，其１５Ｎ水稻利用率变化不大。添加尿素使稻秆１５Ｎ的利用率显著增大，而它的土壤残留率和损失率则有所减少；随混合把料用量的增加，稻秆１５Ｎ的利用率没有显著的变化，但其损失率则呈现显著下降的趋势。     

福建杂交早稻氮素吸收及利用效率的研究

对福建杂交早稻金优2155和T78优2155进行施氮量试验,结果显示,两品种各器官的含氮量随着植株生长发育进程而逐渐降低;移栽后,两品种各生育期各器官的含氮量、氮素积累量、籽粒中氮素来自营养体转运量随施氮量的增加而增加;T78优2155氮素积累量和灌浆期间籽粒的氮素吸收更依赖于营养体;两品种的氮收获指数、土壤氮贡献率在不同氮肥处理间差异不显著,两品种的氮收获生理效率随施氮量的增加而减少,而两品种的氮肥利用率随施氮量的增加表现出不同的变化趋势。