添加生物炭对设施菜田土壤氮迁移的影响

为探究生物炭田添加对设施菜田土壤氮迁移的影响,在设施黑土菜田进行常规水肥(WF)、常规水肥+生物炭(WFB)、80%水80%肥+生物炭(80%WFB)处理的田间对比试验,系统研究生物炭施加对土壤铵态氮、硝态氮迁移规律的影响。结果表明,在0~100 cm土层内,随着土层深度的增加土壤硝态氮含量逐渐降低,施加生物炭(WFB、80%WFB)可明显降低不同土层铵态氮、硝态氮淋失量;施加生物炭的WFB、80%WFB处理铵态氮淋失量在0~60 cm土层比对照(WF)降低了52.87%、49.39%(P<0.05);施加生物炭的WFB处理硝态氮淋失量在0~40 cm土层比对照(WF)降低了32.22%(P<0.05)。茄子生育期内,施加生物炭的WFB、80%WFB处理可以增加苗期、初果期土壤铵态氮含量、硝态氮含量,抑制土壤硝态氮淋失,对盛果期、拉秧期铵态氮、硝态氮含量无影响。综上,生物炭的施加能有效抑制设施菜田土壤氮的淋失迁移。     

不同氮肥管理条件下设施黄瓜硝态氮淋失量研究

以黄瓜为研究对象,在日光温室内采用小区试验的方法,研究不同供氮水平下硝态氮淋失特征。结果表明,处理OM+N1PK黄瓜产量最高,且黄瓜植株和果实中氮吸收量最高,达253.56 kg/hm²;0.9 m深处设施黄瓜硝态氮淋失量的大小顺序为,NPK＞OM+N1PK＞OM+NPK＞OM＞CK。施用化肥硝态氮淋失量最高,达205.52 kg/hm²,施用有机肥的处理硝态氮淋失量分别降低11.39%、21.98%、42.27%;1 m土体的硝态氮累积量处理OM+N1PK明显高于其他处理,且表层0~20 cm累积量最高,高达389.66 kg/hm²,可为下茬作物提供氮素营养。总体来看,有机肥与化肥配合施用处理OM+N1PK提高了黄瓜产量和氮吸收量,提高了土壤对硝态氮的吸附能力,增加了表层土壤中硝态氮累积量,降低了硝态氮的淋溶损失,减低了环境风险。     

不同水分条件与毕节烟田土壤氮素淋失的关系

为了研究不同水分状况对毕节烟田土壤氮素淋失的影响,采用盆栽试验比较了2种土壤在3个土壤含水量层次下,土壤渗滤液中总氮含量、各氮素形态、硝态氮淋失量之间的差异。结果表明,在不同水分状况下,毕节烟田土壤渗滤液可溶性总氮含量随土壤含水量的增加而明显提高,其回归方程为 y=0.447lnx-0.222;毕节烟田土壤渗滤液中的主要氮素形态是可溶性有机氮和硝态氮,铵态氮所占比例较低;土壤硝态氮的累积程度和水分入渗量是决定毕节烟田土壤硝态氮淋失量的重要影响因子;毕节市金沙县的紫色土其氮素淋失风险显著高于七星关区的黄壤。     

减水减肥对露天菜田黑土氮淋溶特征的影响

为探究减水减肥对露天菜田黑土氮素淋溶的影响,本研究以菜田黑土为研究对象,对比分析常规处理（常规施肥量和灌溉量常规处理）,减肥处理（80%常规施肥量）、减水处理（80%常规灌溉量）、减水减肥配施秸秆处理（80%水80%肥配施秸秆深埋处理）土壤氮素淋溶的变化特征。试验结果表明：4个处理的土壤铵态氮含量随土壤深度的增加而降低,土壤硝态氮含量在40-60 cm土层达到最低值,后缓慢升高;相较常规水肥处理,减水减肥配施秸秆与减水处理均显著降低了深层土中硝态氮与铵态氮的含量（p<0.05）,减少了氮素向下淋溶的风险。随白菜生育期的延长,所有水肥处理土壤淋溶液中硝态氮含量逐渐升高,铵态氮含量逐渐降低;在白菜的各生育期内,与常规处理相比其它3个处理均显著降低了淋溶液中硝态氮和铵态氮含量（p<0.05）,减水减肥配施秸秆降低铵态氮淋溶的效果最好。与常规处理相比,减水减肥配施秸秆显著降低了白菜产量,降低幅度为1.98% （p<0.05）,减水、减肥处理白菜产量变化幅度较小。综上,减水处理既有效减少了土壤铵态氮与硝态氮的淋溶,又未影响白菜产量,是经济收益最大和环境影响风险最小的可行水肥方案。     

河北露地蔬菜土壤硝态氮淋溶特征及影响因素研究

为提高氮素的利用率和经济效益,减少氮素对环境和地下水产生的污染,以河北露地蔬菜土壤为研究对象,采用田间定位试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮肥用量对甘蓝及白菜产量、氮肥利用效率、土壤硝态氮含量和硝态氮淋溶的特征及影响因素。结果表明:施氮量、降雨量和灌溉方式对硝态氮的淋失有显著影响,施氮量越高,土壤及淋溶液硝态氮含量越高、蔬菜产量及氮肥利用率越低、氮淋失风险越大。其中,优化施氮量OPT处理效果最明显,与农民习惯用量FP相比,产量增加9.2%、氮肥利用率提高8.3%~30.6%、土壤及淋溶液硝态氮的含量分别降低1.3%和43.2%。综合经济效益与生态效益,优化施氮量OPT处理最为合理,是增加农民收入和环境友好型的推荐施肥量。     

腐植酸和生物炭配施对饲用甜高粱氮素吸收与土壤氮变化影响研究

为了提高设施农田氮素利用,减轻土壤氮素积累,本研究利用饲用甜高粱为供试作物,将腐植酸和生物炭作为供试材料进行盆栽试验,研究腐植酸和生物炭按照不同比例配合施用对饲用甜高粱氮素吸收与土壤氮变化的影响。试验设对照、生物炭、腐植酸、腐植酸+生物炭、腐植酸+1/2生物炭、1/2腐植酸+生物炭等6个处理。结果表明：腐植酸和生物炭不同配比各处理中,1/2腐植酸+生物炭处理地上部吸氮量占植株总吸氮量最大,说明此处理可以使氮素向地上部比例增加,对于饲用甜高粱氮素吸收效果较好;腐植酸+生物炭处理可以降低土壤氮素含量,有利于土壤氮素转化。因此,腐植酸和生物炭按照适宜比例进行配合施用对提高氮素利用率、促进土壤氮素转化、降低土壤氮素积累有积极作用。     

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0(CK)相比,施肥处理(M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。     

福建烤烟种植区大气氮素湿沉降研究

为研究大气湿沉降中氮素营养对福建烤烟生产的影响,通过对5个监测点降水样品的收集和分析,研究福建烤烟种植区大气湿沉降氮素状况。结果表明,福建烟区年降雨量在1134~1737 mm,总氮、硝态氮、铵态氮和有机氮年平均浓度分别为1.14 mg/L、0.37 mg/L、0.39 mg/L和0.38 mg/L;总氮沉降量在11.77~20 kg/(hm2?a)之间,平均为15.94 kg/(hm2?a),硝态氮、铵态氮和有机氮各占1/3;沿武夷山脉从南到北,大气湿沉降氮的年平均浓度和沉降量均表现为下降趋势。不同监测点在1—2月和9—10月湿沉降中氮的浓度相对较高,有4个点的氮素沉降量主要集中在3—9月,长汀主要集中在上半年;烤烟生长季（2—7月）的大气湿沉降中的无机氮（铵态氮+硝态氮）、有机态氮和总氮分别占全年总量的44%~62%、33%~67%、44%~63%。大气氮素湿沉降量与降雨量之间呈乘幂型正相关,其决定系数平均为0.41。     

室内培养条件下多元素长效颗粒碳铵与尿素氮素释放规律比较研究

通过对多元素长效碳铵颗粒肥和尿素在水溶液和土壤中铵态氮、硝态氮及酰胺态氮积累量比较研究发现,在相同温度下,随着培养时间的增加,两种肥料在水溶液中铵态氮、硝态氮及酰胺态氮3种形态氮素均呈线性增加趋势,且本试验研制的多元素长效碳铵颗粒肥的铵态氮积累量较尿素的积累量低,在一定程度上可起到缓释效果。此外,通过对两种肥料施入土壤进行恒温培养淋洗试验结果表明,随着培养时间的延长,多元素长效碳铵颗粒肥和尿素在土壤中的铵态氮、硝态氮及酰胺态氮3种形态氮素淋出积累速率均不断降低,而淋出积累量则不断增加,且在培养期间,多元素长效碳铵颗粒肥的无机氮淋出积累速率和淋出积累量始终低于普通尿素,这说明多元素长效碳铵颗粒肥在施入土壤后,无机氮素释放速率相对较低,这样可以延长肥效时间,达到肥料氮素缓释的效果。     

秸秆生物炭对潮土区小麦产量及土壤理化性质的影响

为了探讨生物炭施用对华北潮土农田土壤改良及小麦增产的效果,自2011年开始,在华北小麦-玉米轮作典型潮土农田通过设置0(BC0),2.25(BC2.25),6.75(BC6.75),11.25 t/hm2(BC11.25)4个秸秆生物炭处理的田间定位试验,系统研究了施用生物炭对小麦籽粒产量、土壤含水量及土壤理化性状的影响。结果表明,短期施用生物炭对小麦籽粒产量、生物量、土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均无显著性影响,连续施用生物炭9季后,与BCO相比,BC2.25、BC6.75、BC11.25处理小麦籽粒产量分别显著增加24.5%,8.8%,9.1%(P0.05),小麦生物量分别显著增加18.8%,8.1%和6.1%。而且,随生物炭用量增加,土壤含水量和总孔隙度逐渐增加,容重逐渐降低,与对照相比,BC6.75和BC11.25处理土壤总孔隙度分别显著增加14.1%和26.0%(P0.05),含水量增加34.4%和42.2%,容重降低10.7%和19.6%。此外,生物炭长期施用BC6.75和BC11.25处理土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均显著高于其他处理,与对照相比,第9季BC6.75处理土壤耕层硝态氮含量显著增加128.7%,BC6.75和BC11.25处理有机碳含量分别显著增加127.9%和179.6%(P0.05),全氮含量增加25.4%和30.5%,但BC6.75和BC11.25处理籽粒产量在第9季显著低于BC2.25处理。综上所述,生物炭长期连续施用能够起到降低土壤容重,增加土壤含水量和孔隙度,提高耕层硝态氮、有机碳和全氮含量,以及提高小麦籽粒产量和生物量的作用。从秸秆资源良性循环发展角度来看,研究地区适宜秸秆生物炭用量为2.25 t/hm2。     

生物质炭基肥对水稻生长及氮素利用率的影响

为了研究不同施肥处理对水稻产量、农学性状和氮素利用率等的影响。采用田间试验方法,设置生物质炭基肥（低氮量炭基肥,BCF1;高氮量炭基肥,BCF2）和常规复合肥（常规肥,CF）处理。研究结果表明,与常规复合肥相比,虽然BCF1处理施氮总量显著降低了30%,但对水稻产量无显著影响。BCF1处理谷草比最高,较CF处理显著提高了23.6%;BCF1处理水稻茎蘖成穗率为86.1%,较CF处理显著提高14.6%;施用生物质炭基肥氮素吸收利用率均有增加,而以BCF1处理最为显著达36.3%,较CF处理提高10.2%。氮素偏生产力和氮素收获指数仍以BCF1处理为最高,分别提高了37.4%~54.7%和6.3%~ 10.4%。生物质炭和化肥混合造粒施用可降低氮肥施用量,维持水稻正常产量,显著提高水稻氮素利用率,有效降低氮素的损失,具有较好的经济和环境效益和市场推广潜力。     

叶面施氮对棉花根系吸收硝态氮的影响

【目的】探讨叶面施用不同形态氮素的肥料对棉花根系吸收硝态氮及棉株生长的影响。【方法】采用营养液培养法,利用15N同位素示踪技术开展氮素吸收研究,设置叶面施用同等氮浓度的铵态氮、硝态氮和酰胺态氮及清水(对照)4个处理。【结果】叶面施氮处理6 d后,叶面施氮处理棉株地上部氮含量和整株氮含量显著高于对照;棉株地上部、根及整株氮素积累量以叶面施用铵态氮处理最高,但各处理间没有显著差异。同位素示踪结果显示,铵态氮处理棉株地上部和根系中15N积累量分别为0.794 mg·株-1和0.318 mg·株-1,高于对照和酰胺态氮处理,且显著高于硝态氮处理;叶面施氮后,铵态氮处理棉株积累通过根系吸收的氮素约为11.35mg·株-1,较对照吸收氮素效率约提升28.0%,酰胺态氮和硝态氮处理较对照分别降低9.5%和20.5%。但是叶面施氮类型没有影响棉株对根系吸收硝态氮的分配,各处理棉株地上部和根系中分配根系吸收氮素的比例约为7∶3。【结论】在本试验条件下,叶面施用铵态氮能够促进棉苗根系对硝态氮的吸收利用。     

农田土壤中氮的环境指标研究

氮肥的大量不合理施用使农田氮素成了农业面源污染的重要因子,然而关于农田氮素对环境污染的标准并没有系统的介绍。笔者分别从农田土壤氮素盈余、农田径流总氮、铵态氮、硝态氮等方面着手,介绍农田土壤中氮对环境产生的影响。土壤中氮素富集会加大农田土壤氮流失至水体的风险和数量。农田生态系统中氮素通过氨挥发、地表径流、下渗淋失等进入到环境,其盈余主要以气态、可溶态等形态对环境造成污染。综述国内外相关研究得到:农田径流损失的氮以可溶态为主,其中水稻田面水氮浓度超过30 mg/L会促使土壤矿质态氮部分释放,增加土壤溶液中矿质态氮含量,增加农田土壤氮流失风险;土壤无机N含量达到60 mg/kg时能满足作物的正常生长,超过此值,N素流失风险增加,多余的土壤NO3-N将会引起较大的环境风险。化肥使用量控制在150~180 kg/(hm~2·a)之内,可以有效控制化肥氮的损失污染。土壤氮素盈余、农田径流总氮、铵态氮、硝态氮等可作为农田土壤中氮的环境指标。     

不同施肥管理模式对番茄-黄瓜轮作体系土壤氮素流失及蔬菜产量的影响

针对设施蔬菜栽培过程中肥料输入过量造成的土质退化及环境问题,研究番茄-黄瓜长期轮作体系不同施肥模式下土壤氮的淋失动态,及对作物产量影响的作用机理,为研究区域设施农业合理施肥制度的建立提供理论支持。2013—2015 年以宁夏设施番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,设置常规施肥(CF)、减量施肥(OF)、减量+麦草(OFM)、有机肥(M)、对照处理(CK)共5 个处理。分析了不同时期土壤氮的淋失动态、淋失量、淋失系数的变化规律,以及不同施肥模式下土壤养分淋失对设施作物产量的作用途径。结果表明,施肥措施都增加了土壤氮素的淋溶,且CF处理下土壤全氮的淋失量最大,相对于对照,不同时期的全氮累计淋失量增加了87.6~141.8 kg/hm2。相对于对照处理,不同施肥处理下作物总累积产量增幅为13.9%~130.6%,其中CF 与OFM处理产量增幅最大,且两者差异之间不显著。CF 模式下,作物产量主要受土壤全氮、硝态氮的淋失影响;而OFM模式下则主要受制于土壤硝态氮的淋失作用。减量施肥+麦草施肥模式可以有效降低土壤氮的淋失量,增加养分的作物有效性,是适合研究区域土壤环境条件的较优施肥模式。     

稻壳生物质炭对羊粪堆肥中氮素转化及固定的影响

为探讨稻壳生物质炭应用于羊粪堆肥过程中氮素的转化去向与固定途径,以羊粪、食用菌渣、450℃和650℃热解的稻壳生物质炭为原料,采用室外高温好氧堆肥方法,监测堆肥体氨挥发总量及不同形态氮素含量;采用室内吸附解吸浸提方法,分别对经稻壳生物质炭吸附后、稻壳生物质炭解吸后的浸提样品进行水溶性总氮、铵态氮含量等测定分析。结果表明：对比CK,BC450、BC650处理的氨挥发累积量分别降低了68.99%、75.09%、氮素固持率分别提高了26.2%、33.1%,降低了堆肥体水溶性总氮、铵态氮、腐殖态氮,提高了堆肥体微生物量氮,其中BC650处理的作用效应强于BC450处理;稻壳生物质炭对相同氮素含量载体进行吸附浸提后,BC450、BC650处理的氮素载体中全氮含量分别较吸附前降低了21.79%、28.6%,铵态氮含量分别降低了13.68%、32.45%;稻壳生物质炭解吸之后,BC650处理解吸液中的全氮、铵态氮含量均显著大于BC450处理;堆肥过程中生物质炭对氮素物理与化学吸附作用并存,吸附的氮素未能提高堆肥体的腐殖态氮含量,并且具有可逆解吸性,其中650℃热解的生物质炭比450℃热解的生物质炭具有更强的可逆性。     

秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响

通过探究秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响,为黄褐土粮食生产科学施肥提供指导。本研究选取不施肥(CK)、单施生物炭(B)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)、化肥配施生物炭(NPKB)和化肥配施生物炭和秸秆处理(NPKBS),分析不同处理对作物产量、养分含量和氮肥利用率的影响。结果表明：秸秆与生物炭配施化肥均可显著提高作物穗粒数、产量、土壤全氮、碱解氮、植株籽粒氮积累量;秸秆与生物炭配施化肥均可以显著提高氮素利用率,且小麦利用率高于玉米,真实利用率较当季利用率提高了17.72%~37.43%,其中化肥配施生物炭和秸秆效果最好。综上,化肥配施生物炭和秸秆可以显著提高作物产量,提高氮素真实利用率。     

不同水肥组合对岗南水库周边冬小麦-夏玉米体系中氮素平衡及淋失的影响

针对岗南水库水体中度富营养化的现状,在保证作物稳产的同时,最大限度减少农田养分流失是降低农田面源污染、缓解水体富营养化的必由之路。以氮平衡原理研究氮素的盈余或亏缺,开展了不同水肥组合对岗南水库周边冬小麦-夏玉米种植体系中氮素淋失的影响研究。结果表明：在岗南水库周边旱地小麦-玉米轮作体系下,施氮量、施肥类型和灌水共同影响了硝态氮向深层的淋失,且施氮效应大于灌水效应。除不施氮的对照处理以外,其他水肥组合的土壤氮素均有盈余,淋失到140 cm以下的硝态氮量在35．23～212．53 kg／（hm2· a）。推荐环境友好水肥组合为缓控释肥的精确施用处理N控W2,比农民习惯施肥量的处理N2W2氮素淋失量减少141．19 kg／（hm2· a）,减少了80％。通过合理施肥与灌溉能有效降低岗南水库周边旱地小麦-玉米农区氮素淋失,提高肥料利用率,减少硝酸盐对地下水的威胁,对于保护石家庄珍贵的水资源具有十分重要的意义。     

污泥生物质炭的碳、氮矿化特性及其对大棚番茄产量品质的影响

为了探讨污泥生物质炭碳、氮矿化规律和肥料效应,采用室内培养和大田设施番茄生产试验,研究了污泥生物质炭的碳、氮矿化特性及其污泥生物质炭对作物产量、品质与肥料利用率的影响。结果表明,在有机碳（或氮）施用量相同条件下,污泥生物质炭的CO2-C矿化量显著低于牛粪生物堆肥(P<0.05),培养21周的污泥生物质炭的碳矿化率仅为牛粪生物堆肥的13.7%。污泥生物质炭处理的土壤氮素平均矿化量显著高于牛粪生物堆肥处理,培养21周污泥生物质炭和牛粪生物堆肥氮素平均矿化率分别为6.9%、1.0%。在较高肥力水平的设施土壤上施用污泥生物质炭或污泥生物质炭,与化肥配施对番茄果实和生物总产量的肥效与等养分量的牛粪生物堆肥和化肥相当,不会降低番茄的营养品质和风味品质,对番茄硝酸盐和亚硝酸盐含量的安全品质影响风险较小。施用污泥生物质炭各处理的氮、磷、钾肥利用率均低于单施牛粪生物堆肥处理,但在不影响作物产量和品质的条件下,对提高设施土壤肥力十分有利。     

不同施肥制度对褐土有机氮及其组分的影响

为探讨施肥对土壤有机氮及其组分含量的影响,通过8年田间定位试验,研究了长期不同施肥制度下褐土有机氮及其组分的变化规律。结果表明,与试前比较,不施肥主要消耗氨基酸氮和铵态氮,土壤酸解性总氮及氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮含量均显著减少,进而造成全氮含量下降。单施常量NPK化肥处理土壤全氮、酸解性总氮和氨基酸态氮出现下降趋势,氨基糖态氮含量显著降低,铵态氮含量则呈增加态势;增量NPK化肥处理主要通过提高铵态氮含量使酸解性总氮和土壤全氮略有盈余;有机肥(物)料配施常量NPK化肥各处理则表现为酸不溶性氮含量降低,并通过有效增加氨基酸态氮、铵态氮和氨基糖态氮含量进而使土壤酸解性总氮及全氮含量显著提高,增强土壤氮素供应水平。有机氮积累过程中,化肥氮主要进入土壤铵态氮和氨基酸态氮库,而有机肥(物)料氮则主要进入土壤氨基酸态氮库。     

水稻秸秆生物炭对江汉平原麦区小麦养分吸收和产量的影响

旨在探明水稻秸秆生物炭施用量和施用时期对江汉平原稻茬麦养分吸收、土壤养分含量以及产量的影响。选择江汉平原典型潮土稻麦轮作区,以基施化肥但不施生物炭处理为对照,设置小麦播种前基施、返青拔节期追施以及两个时期同施不同剂量的生物炭等处理,采用比色法和火焰光度计法测定了不同处理小麦籽粒、植株茎叶和土壤的氮、磷、钾含量,并比较了籽粒产量的变化。结果表明,施用生物炭促进了小麦籽粒和植株茎叶对氮、磷、钾元素的吸收,增加了地上部分氮、磷、钾养分吸收总积累量,且以基施及追施13500 kg/hm²生物炭处理最高,较对照处理籽粒总氮、磷、钾分别提高了20.3%、17.8%和12.4%,茎叶总氮、磷、钾分别提高了11.9%、34.5%和13.9%,氮、磷、钾总积累量显著增加18.2%、24.0%、13.7%(P<0.05);施用生物炭后土壤pH升高、有机质和速效磷含量增加,小麦株高增高,结实率和千粒重增大。施用水稻秸秆生物炭对于改善土壤和提高小麦产量具有一定促进作用。