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。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。     

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。     

不同施氮量对马铃薯-小麦轮作体系产量及土壤氮素平衡的影响

为了明确不同施氮处理对马铃薯-小麦轮作产量及其土壤养分平衡的影响,在内蒙古马铃薯繁育中心中旗试验基地进行肥力定位试验。以不施肥处理为对照（CK）,设置4个氮肥施用量梯度处理,分别是不施氮肥处理（N0）、减氮2/3处理（ON1）、减氮1/3处理（ON2）、农户习惯施氮处理（FN）,研究马铃薯-小麦轮作产量年际变化以及土壤氮素平衡特征。研究表明：与FN相比,ON2的产量没有降低反而有所增加;同时,ON2的植株氮素吸收积累量高于FN,氮肥生产效率高于FN处理;ON1、ON2的耕层（0~30cm）土壤无机氮残留显著低于FN,而马铃薯-小麦轮作体系中氮素的表观损失主要发生在小麦种植季。本研究初步认为：在内蒙古马铃薯-小麦轮作区氮素过量施用地区,对马铃薯-小麦轮作体系氮肥减施1/3可实现作物的稳产、提高氮素利用率,同时有效降低氮肥对环境污染的风险。     

氮肥调控对小麦/玉米产量、氮素利用及农田氮素平衡的影响

为了实现小麦/玉米高产高效生产,采用田间小区试验方法,研究了不同氮肥管理措施对小麦/玉米产量、氮素利用及农田氮素平衡的影响。结果表明,小麦季在农民常规施肥的基础上适当减少追氮量不会对小麦产量产生明显影响,在施氮总量195 kg/hm2基础上配施调控剂处理小麦增产8.3%~24.6%,氮肥偏生产力、表观利用率和农学效率及氮肥贡献率均得到相应提高。在玉米季,以一次性基施适量氮肥同时配施抑制剂的氮肥管理方案为最佳,在施氮240 kg/hm2水平上与不添加抑制剂等氮量一次性基施和基追结合处理相比,增产幅度分别为7.4%~9.6%和13.9%~16.2%,氮肥贡献率、肥料偏生产力和农学效率亦得到显著提高;经过一个轮作周期后,农田土壤氮素盈余量为63.94~126.83 kg/hm2。在总施氮量435 kg/hm2的情况下,与单施尿素相比较,配施氮素调控剂的氮素盈余量降低了27.4%~44.2%,其中脲酶与硝化抑制剂配施效果最佳。但在总施氮量480 kg/hm2的情况下,即使施用了氮素调控剂,氮素平衡盈余率仍在20%以上,存在较大的环境风险。     

传统施肥下农田土壤氮素累积特征研究

深入研究土壤中氮素的残留和移动有助于明确、解释或监测农田氮素淋失的过程。以土壤无机氮测试为主要手段,通过设置不同的田间试验处理,分析农民传统施肥下冬小麦/夏玉米轮作条件下氮素的累积迁移特征。结果表明,农民习惯施肥处理冬小麦/夏玉米轮作地土壤中残留的氮素以硝态氮为主,小麦生长季土壤硝态氮积累量在90.13~426.97 kg/hm2,玉米季为67.96~204.32 kg/hm2,存在潜在淋失的风险。除因作物不同生育期吸收不同外,N肥施用量、灌溉量等都是决定其季节动态变化的主要因素。进一步研究需寻求合理的水肥管理模式,以提高氮肥利用率,减少氮素流失造成的非点源污染。     

北方旱地土壤氮素平衡

北方大部分地区的旱地土壤中,农业氮素一般表现亏损,平衡强度约87%;园田土壤氮素略有盈余,平衡强度约123%.~(15)示踪研究表明,旱地土壤主要作物氮素利用率平均为27.04%,土壤残留24.79%,亏缺损失48.17%.园田主要蔬菜氮素和用率平均为29.11%,土壤残留22.67%,亏缺损失48.23%,其间差异很小.北方旱地施用铵态氮化肥主要损失是氨的挥发.影响氨挥发的因素有风速、温度、土壤水分、土壤质地、化肥品种.氮肥深施是防止氨挥发的有效方法.     

应用15N研究小麦各部位氮素分配利用及施肥效应

应用同位素示踪技术通过对盆栽小麦的不同施肥处理,研究小麦不同部位对氮素肥料的分配利用规律,结果表明,小麦主茎穗籽粒的ＮＤＦＦ为２８．５９％,分穗籽粒的ＮＤＦＦ为２９．３０％,茎秆的ＮＤＦＦ为２６．０２％,根系的ＮＤＦＦ为３２．１６％,而土壤的ＮＤＦＦ仅为１．８８％。从氮肥的利用率分析,籽粒的氮肥利用率为１９．５５２％。茎秆的利用率为３．４９０％,根系的利用率为０．６７４％,氮肥的回收率平均为４１．     

Nitrogen balance and losses through drainage waters in an agricultural watershed of the Po Valley (Italy)

Sustainable agriculture requires assessments of nitrogen fluxes and monitoring of potential nitrate losses. Watershed studies are particularly valuable to calculate nitrogen balances and quantify the relative importance of different sources of inputs and outputs. A nitrogen balance was calculated from September 2004 to October 2006 in an agricultural watershed named Valle Volta (Northern Italy) located in a Nitrate Vulnerable Zone. The area, consisting of 17.4 km² of arable land, with limited presence of urban areas and roads, is entirely below the sea level (3 m b.s.l. in average). Soils are typically Vertic Cambisols and Thionic Fulvisols with fine texture (silty clay or silty clay loam). About 45% of the agricultural soil is pipe-drained. The ground water level is maintained at 4.6 m b.s.l. by the activity of pumps that raise excess waters into a river. Water fluxes in and out from the basin were daily registered, and dissolved inorganic nitrogen concentration (N–NO₃ + N–NH₄) analyzed periodically. Data about fertilizers applications, seeds and crop yield were obtained from farmers’ interviews. Biological nitrogen fixation (BNF) was estimated on the base of dry matter yield. Major N inputs derived from fertilizers (174–188 Mg watershed⁻¹ year⁻¹), followed by BNF (126–131 Mg watershed⁻¹ year⁻¹). Maize was the crop receiving the highest fertilization rates, accounting for more than 40% of total fertilizer inputs. Saleable products were the main form of N leaving the watershed (317–338 Mg watershed⁻¹ year⁻¹). Nitrate was the main N form in irrigation and efflux water; its concentration was higher from autumn to spring, with peaks of 10–20 mg N L⁻¹ in efflux water, while it was low in summer. Nitrogen losses with efflux water were higher in spring and in autumn. Overall, losses of nitrate by efflux water were limited if compared with literature data. Water balance in the area remained near zero at the beginning and the end of the first year, confirming the suitability of the area for this kind of study. The potential net contribution of each hectare of agricultural soil of Valle Volta basin to the N load toward the Adriatic sea is about 5.5 kg N. Our study demonstrated that in the Valle Volta watershed, total N outputs and inputs are of similar magnitude, indicating that crop management and especially N fertilization techniques has reached good levels of ecological sustainability.     

基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素优化管理方法研究

以养分平衡和土壤测试为基础,把氮素供应与作物氮肥特性结合起来,通过田间试验研究冬小麦分期优化供氮量。结果表明：冬小麦播种前0~30cm土壤Nmin大于30 kg/hm2时,不施基肥（氮）,足以满足冬小麦从播种到返青期对氮素的需求;返青期保证供氮量90 kg/hm2 (0~60 cm土壤Nmin+肥料氮),可以满足冬小麦从返青期到拔节期对氮素的需求;拔节期保证供氮量100 kg/hm2 (0~90 cm土壤Nmin+肥料氮),可以满足冬小麦从拔节期到收获期对氮素的需求,最终达到目标产量。上述返青期90 kg/     

不同管理模式对春玉米土壤硝态氮累积与氮素利用率的影响

在高肥力(文水)、中肥力(祁县)、低肥力(东阳)条件下,研究了不同管理模式(无氮肥对照、农户习惯、优化处理、高产高效处理)对春玉米土壤剖面硝态氮分布、累积与氮素平衡以及氮肥利用率的影响。通过3年定位试验,结果表明,春玉米收获后0~200 cm土壤剖面硝态氮累积量,在2011,2012年3个试验点都表现为:农户习惯高产高效优化处理无氮对照。文水试验点硝态氮累积量最高,三季平均为287.7 kg/hm2,比东阳和祁县土壤硝态氮累积量分别高18.4%和11.6%。氮素表观损失在3个肥力水平都均表现为农户习惯高产高效优化处理无氮对照。作物携出量在3个肥力水平均表现为:高产高效优化处理农户习惯无氮对照。在2011,2012年氮素农学利用率均表现为:高产高效处理优化处理农户习惯,2013年氮素回收率最高为祁县。高产高效处理达67.6%。通过合理的管理模式,可以在提高产量的同时显著提高氮素的利用率,并降低土壤中硝态氮的残留量。     

施氮和间作对蚕豆根瘤形成及氮素吸收累积的影响

为探究不同施氮水平下小麦蚕豆间作对蚕豆根瘤形成及氮素吸收累积的影响,明确氮肥施用与豆科作物结瘤固氮、氮素吸收累积和产量的关系,通过2年田间试验,分析了N0、N1、N2和N3 4个施氮水平（蚕豆：0、45、90、135kg/hm²;小麦：0、90、180、270kg/hm²）下,单作、间作蚕豆各关键生育期根瘤鲜重、氮素吸收关键参数、地上部氮素累积量和产量的特征。结果表明,N0、N1和N2水平下,间作蚕豆根瘤鲜重比单作分别提高40.9%、27.2%和34.1%;高氮（N3）水平下,单作、间作蚕豆根瘤鲜重无显著差异。与单作相比,4个施氮水平下间作蚕豆的最大氮素累积量（A）和最大氮素吸收速率（R_max）降幅分别为8.01%~13.93%和10.27%~12.98%,表明氮素吸收累积特点与根瘤鲜重相反。在蚕豆营养生长阶段（出苗后90d内）,单作、间作蚕豆氮素累积量无差异;进入结荚期后（出苗90d后）,间作显著降低了蚕豆的氮素累积量。同时,蚕豆产量也受施氮量和种植模式的调控,与单作相比,4个施氮水平下,间作降低蚕豆产量平均达20.66%。整体而言,在N1水平下,蚕豆根瘤鲜重和产量达最大值,随着施氮量增加,蚕豆根瘤鲜重、氮素累积量和产量均随之降低,间作促进根瘤形成的优势减弱甚至消失。因此,间作体系中蚕豆氮肥的运筹与间作优势的形成密切相关。     

秸秆还田条件下适量施氮对冬小麦氮素利用及产量的影响

2011—2012和2012—2013年生长季,通过田间定位试验,研究了秸秆还田配施氮肥对冬小麦干物质积累、氮效率、土壤硝态氮积累及产量的影响。与单施氮肥(对照)相比,秸秆还田显著提高冬小麦全生育期干物质积累总量,降低开花前干物质积累量及其占全生育期比例;秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2处理的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮素收获指数分别提高7.5%、6.4%和5.2%。秸秆还田显著降低了不同土层硝态氮积累量,尤其是0~30 cm和30~60 cm土层。秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2的产量最高,且显著高于其他处理,增产幅度最大,因此可作为当地秸秆还田模式下适宜推荐的施氮量。     

不同施氮比例和时期对冬小麦氮素利用的影响

利用＾１５Ｎ同位素示踪技术研究不同施肥处理对小麦各器官氮素含量、ＮＤＦＦ（氮素含量来自肥料氮的百分比）、植株的氮素利用率以及产量和蛋白质含量的影响。结果表明：在收获期小麦各器官的含氮量为子粒〉叶片〉根系〉叶鞘〉颖壳;各器官的ＮＤＦＦ以根系最多,其次为子粒和茎秆;以增加底肥的比例和分次追肥处理的植株氮素利用率较高;以分次追肥处理的产量最高;以增加追肥比例处理的子粒蛋白质含量最高。     

氮肥实时监控技术对冬小麦产量及养分效率的影响

为了高效利用氮肥,通过2005-2007年定位试验,应用氮素实时监控技术研究小麦最佳施氮量。结果表明,推荐的施氮量与农户习惯施氮量相比,氮肥的施用量大幅减少,3年累积节约氮肥投入903 kg/hm2。由于该技术实现了氮肥供应与小麦需求的同步,因此,产量较农户习惯施氮增加6.1%,收益增加1833元/hm2,同时,氮肥的利用效率、农学利用率以及偏生产率显著提高,而土体硝态氮的累积与淋洗则大幅下降。小麦应用氮素实时监控技术,可以实现产量增加、养分效率提高及生态环境保护的协调一致。     

Effect of Deep Placement of Slow-release Fertilizer (Lime Nitrogen) Applied at Different Rates on Growth, N2 Fixation and Yield of Soya Bean (Glycine max [L.] Merr.)

A new fertilization method with deep placement of slow‐release N fertilizers, such as coated urea and lime nitrogen (LN) (calcium cyanamide) at 20 cm depth was found to promote soy bean seed yield. In the present study, the effect of deep placement of LN was investigated on different parameters such as growth, N accumulation, N₂ fixation activity and yield of soy bean by applying LN at different rates in the rotated paddy field of Niigata, Japan. In addition to the basal fertilizer, ammonium sulphate (16 kg N ha^?1), deep placement of LN was conducted by applying various amounts such as 50 kg N ha^?1 (A50), 100 kg N ha^?1 (A100) and 200 kg N ha^?1 (A200) at 20 cm depth in separate plots. A ¹⁵N‐labelled LN fertilizer was also employed for each of the above treatments to calculate N utilization from LN in separate plots. Soya bean plant growth and N₂ fixation activity were periodically analysed. Both plant growth and N accumulation were found to increase with LN treatment compared with control plants. An increase in N₂ fixation activity was found in the A100 plots. The total seed yield was the highest in the deep placement of LN with A100 (73 g per plant) compared with other treatments. The visual quality of harvested seeds also showed that A100 enhanced the quality of seeds compared with other treatments. Thus, it is suggested that N fertilization management with particular reference to optimum amount of fertilizers is important for maximum growth, N₂ fixation and enhancement of seed yield of soy bean.     

Nitrogen Use Efficiency of Spring Wheat Genotypes under Field and Lysimeter Conditions

Lysimeters and neighbouring fields were used from 1998 to 2000 to assess parameters of N use efficiency of three Swiss spring wheat (Triticum aestivum L.) genotypes. An old (Albis), a new (Toronit) and an experimental genotype (L94491) were compared with no and ample (250 kg N ha^?1) N fertilizer supply. N fertilization increased biomass, grain yield and grain N concentration of all genotypes in all years and in both testing systems (field, lysimeters) but only a few genotype × N interactions were observed. Generally, Toronit was superior in producing biomass and grain yield and L94491 in accumulating N in the grain resulting in identical N biomass yields. Albis showed the lowest and Toronit the highest fertilizer recovery, irrespective of the method of calculation (¹⁵N or difference method). The medium yielding L94491 recovered similar amounts of fertilizer N as Toronit, mainly due to the high N concentration in the biomass. The ranking of the genotypes for the investigated traits was similar in both testing systems and results comparable with those reported in the literature, indicating that the lysimeter facility is suitable for investigations of agronomic traits on soil–plant relationships, where a constant recording of the soil properties is required.     

氮肥运筹对限水灌溉冬小麦产量及氮素利用的影响

华北地区是中国小麦的主产区,也是缺水最为严重的地区之一,农业用水用肥过量正威胁着这个地区地下水资源的数量和质量。为此,笔者于中国农业大学吴桥实验站研究了不同氮肥措施对冬小麦产量、氮素和水分利用、以及土壤硝态氮残留的影响。实验在春浇一水和春浇二水两种水分限制条件下,分别设7个氮肥处理,即在4个等级氮肥用量（分别为0、157.5kg/hm2、226.5kg/hm2、295.5kg/hm2,不包括有机肥中所含氮量）下,分设两种施肥方式（全部基施和基施+追施）。结果表明,施氮量和施氮方式相同时春浇二水冬小麦的产量高于春浇一水,二水穗粒数较一水高,千粒重则低于一水,一水耗水量较少,水分利用效率明显高于二水;同一水分下不同施肥量及施肥方式对产量的影响差异不显著,同一施肥方式下在157.5-295.5kg/hm2范围内,施肥量越大,氮素生理效率和氮肥生产力越低,施氮157.5kg/hm2时,氮收获指数均处在最高或较高水平;土壤硝态氮残留量与施氮量呈显著正相关,成熟期一水条件下土壤中硝态氮主要集中在上层(0~80cm),二水条件下则主要分布在中下层。综合研究表明,在春浇一水条件下,施氮水平在157.5kg/hm2,且全部基施,能够获得与多量施肥相当的产量,且可提高氮肥和水分利用效率,减少硝态氮的淋洗和残留,提高劳动生产率,在干旱缺水地区是比较合理的栽培方式     

西北旱地冬小麦氮素营养诊断生理指标初探

本文通过田间试验研究了西北旱地主栽的4个冬小麦品种氮素营养诊断生理指标间的关系。结果表明,在拔节期,品种间的硝态氮、铵态氮、酰胺态氮和可溶性蛋白质都达到显著水平。施氮量、籽粒产量与铵态氮、酰胺态氮和可溶性蛋白质有较好的相关性,其中铵态氮和可溶性蛋白质与施氮量、籽粒产量的相关性最好。铵态氮可以反映小麦体内酰胺态氮、可溶性蛋白质的状况,在拔节期可以用铵态氮来代替酰胺态氮、可溶性蛋白质进行诊断。营养生长期间,旗叶铵态氮、酰胺态氮和可溶性蛋白质含量水平高,有利于籽粒产量的提高。但在诊断时应考虑不同品种间存在的差异。不同小麦品种拔节期铵态氮、酰胺态氮和可溶性蛋白质值与施氮量和小麦籽粒产量的相关性高于其他时期,说明了拔节期是进行氮素营养诊断的适宜时期。     

不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响

阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。