土壤氮素淋失研究进展

根据国内外对氮素淋失研究的进展,对氮素淋失的研究方法、相关机制和影响因素进行综述,以为氮素淋溶损失的相关研究提供基础资料。     

砖红壤地区旱地土壤肥料养分淋失研究进展

对20世纪70年代特别是90年代以来有关砖红壤地区早地土壤中氮肥的淋失形态、机理、影响因素，磷肥的淋失与吸附，以及钾肥淋失等方面的研究成果进行综述，指出目前研究中尚存在的不足，并提出未来的研究重点。     

引黄灌区灌淤土氮素淋失特征土柱模拟研究

采取土柱模拟实验的方法研究了不同施氮强度对宁夏引黄灌区灌淤土中氮素淋洗损失特征,以期为氮素淋失控制和合理施用提供科学依据。试验设5个氮水平,分别为对照处理(N0)、常规氮水平300 kg·hm^-2(N300)、优化氮水平(N240)、2倍常规氮水平(N600)、2倍优化氮水平(N480)。试验结果表明:不同施氮水平淋洗液中NO₃^--N的浓度表现出先升高后降低的趋势,浓度峰值出现的时间随施氮水平增加逐渐后移,NO₃^--N是氮素淋洗损失的主要形态,而NH₄⁺-N的淋失损失主要出现在淋洗前期,增加施氮量可以推迟各形态氮素峰值出现时间,增加淋失风险。N240,N300,N480和N600处理总氮累积淋失量分别为94.53、128.02、222.06 kg·hm^-2和268.6 kg·hm^-2,淋洗损失比例分别为39.38%、42.67%、46.26%和44.77%,当季施入稻田土壤的氮肥极易淋洗到100 cm深度以下,成为浅层地下水的潜在威胁。施入到灌淤土的氮素有39.38%～46.26%通过淋洗途径损失,各处理总氮累积量淋失规律服从对数方程Yt=a+blnt(R²=0.927～0.975)。     

灌区土壤中氮素平衡与硝态氮淋失

本文研究了连续３料作物定位试验后，作物对氮的吸收利用率及硝态氮在土壤剖面中的分布与累积。结果发现，仅施氮肥的氮利用率最低，仅有１９．９％；ＮＯ３－Ｎ在０－４０ｃｍ剖面中的累积最高。增施磷肥后，氮肥利用率提高到５０％，同时减少了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的累积。增施钾及有机肥对氮肥利用率影响不大。降雨或灌溉促进了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的淋移深度。     

不同施氮量对茶园土壤氮淋失的影响

为研究不同施氮量对茶园土壤氮淋失的影响,改良茶园土壤品质,采用室内土柱淋滤试验,研究不同施氮量对强酸性茶园土壤淋溶液pH、NH+4-N和NO-3-N淋溶量的影响。氮肥采用尿素,氮肥用量分别为N0(0kg·hm-2)、N1(150kg·hm-2)、N2(300kg·hm-2)、N3(450kg·hm-2)、N4(600kg·hm-2)。结果表明:施用氮肥降低了土壤pH和土壤淋溶液pH,降低幅度分别为0.08~0.32和0.35~0.81个单位,促进茶园土壤酸化;NH+4-N和NO-3-N的淋溶量均随施氮量的增加而提高;无机氮的淋失率为47.66%~71.31%,淋失量(Y)与施氮量(X)之间的线性回归方程为Y=0.708 X+145.27(R2=0.98);在整个淋洗过程中,NH+4-N和NO-3-N淋溶主要发生在前5次,且主要以NO-3-N的形式淋失,淋失比例为73.50%~89.21%。     

土壤水分及氮素淋失胁迫下根系吸水过程的模拟

【目的】提出西藏高原农业种植区土壤水分亏缺、氮素淋失等因素耦合作用下的作物根系吸水胁迫响应函数,并基于Penman-Monteith公式构建作物根系吸水模型。【方法】于2015年春青稞生育期,在江达灌区和西藏农牧学院农田水利实验场开展同步试验,测定灌区典型田块及实验室参照模式和常规模式下的春青稞根系吸水过程、土壤水分及NH+4-N和NO-3-N淋失过程,基于全局性最优方法率定了根系吸水模型参数,采用Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差对模拟精度进行检验。【结果】所构建的根系吸水模型可用于边界条件控制及土壤水分亏缺和氮素流失耦合作用下根系吸水胁迫响应关系的模拟,在春青稞全生育期内,模拟结果的Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差分别为0.74和0.050 8,生育阶段中Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差的最大模拟偏差分别为0.63和0.102。【结论】所提出的模型能够有效描述西藏高原农业种植区土壤水分亏缺和氮素淋失条件下的根系吸水过程,具有较高的模拟精度。     

施肥对紫色土坡耕地氮素淋失的影响

通过径流小区试验,研究了4种施肥条件下紫色土坡耕地氮素淋失特征.结果表明,单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施等施肥处理渗漏液中硝态氮含量在10.17～21.88 mg·L-1之间,渗漏液硝态氮占总氮含量的比例在85.5%～90.8%之间.各施肥处理渗漏液硝态氮含量呈前期较低,迅速七升,而后逐渐降低的季节变化趋势.玉米生长季各处理硝态氮淋失总量顺序为:单施氮肥>氮磷配施>氮磷钾配施>无肥处理,单施氮肥处理硝态氮淋失总量最高(44.31 kg·hm-2),氮磷配施和氮磷钾配施处理硝态氮淋失量分别较单施氮肥降低47.6%和54.2%.氮磷钾合理配施方式有助于显著减少紫色土坡耕地硝态氮淋失.     

不同施肥管理模式下农田氮素淋失及水氮利用效率模拟分析

通过分析定量化不同肥料管理模式下的农田水氮利用效率和氮素平衡状况,为推荐合理的肥料管理模式提供依据。以连续6年(1992年9月—1998年7月)不同肥料管理模式(传统化肥,T1;有机肥,T2;有机无机配施,T3)的田间试验数据为基础,对土壤-作物系统碳氮水循环过程模型WHCNS进行了校验,应用校验后的模型定量化分析了不同肥料管理模式下的农田氮素淋失、水氮利用效率及氮素平衡。结果表明:3个处理6年的总渗漏量均很大,在1230 mm左右,占总降雨量(无灌溉)的35%～38%,与试验地土壤质地偏砂性有关。3个处理的水分利用效率大小顺序为T3>T1>T2,作物产量的差异是其主要原因,T3处理的作物产量最高而T2处理的作物产量最低。3个处理的氮素利用效率大小顺序为T3>T2>T1,氮素的主要去向是作物吸收和硝态氮淋洗,其中只施化肥处理的氮素淋洗率最大,占氮肥总量的33.6%,有机无机配施处理的氮素淋洗率最低,仅占氮肥总量的23.5%。经过6年轮作后的土壤与初始条件相比,只施用化肥的土壤氮素亏缺严重,达到144 kg N·hm^-2,而加入有机肥模式土壤氮素亏缺较小,T2和T3处理分别为55、79 kg N·hm^-2。有机无机配施模式在保证作物较高产量的情况下,不仅减小了硝态氮的淋洗,提高了水氮利用效率,而且有利于保持土壤氮素平衡,是3种肥料管理模式中最好的。     

硝化抑制剂阻控养殖肥液灌溉土壤氮素淋失

为考察硝化抑制剂伴施养殖肥液灌溉条件下土壤氮素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟淋溶试验,设置尿素溶液单施、养殖肥液单施、以及养殖肥液分别伴施双氰胺(DCD,5%、10%和15%)和氯甲基吡啶(Nitrapyrin,0.25%、0.5%和1%)处理,连续监测了5个灌溉周期土壤淋溶液中铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、总氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)淋失特征。养殖肥液单施比尿素溶液单施显著减少碳氮的淋失浓度和淋失量。养殖肥液伴施DCD和Nitrapyrin淋溶液中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、DOC浓度分别比单施养殖肥液降低27.19%、35.69%、45.89%、53.69%和24.86%、30.87%、21.10%、64%,处理间均达到5%显著水平。从抑制效果及经济节约角度,推荐5%DCD伴施养殖肥液是优化的养分淋溶阻控模式。此外,发现养殖肥液连续饱和灌溉条件下土壤淋溶液硝态氮浓度与氧化还原电位间存在显著的相关性(R2=0.602 8*,n=34)。养殖肥液伴施硝化抑制剂是抑制养分淋失、提高养分利用效率和控制硝态氮淋溶污染的有效措施,但抑制剂的作用效果、抑制时间与施用方式之间的关系还需要进一步研究。     

肥料增效剂和植物篱对大豆—萝卜间作体系土壤氮磷淋失的影响

为探讨肥料增效剂和植物篱对大豆-萝卜间作体系土壤氮磷淋失的影响,设置肥料增效剂和植物篱共7个处理,对氮磷淋失特征进行研究。结果表明,7种管理措施中,化肥减量40%+植物篱+稀释200倍罗壳素处理对TN、NO3-淋失控制效果最佳,削减率分别为56.18%、57.34%;化肥减量40%处理对NH4+、TP淋失控制效果最佳,削减率分别为48.67%、47.85%。肥料增效剂和植物篱有利于控制大豆-萝卜间作体系的氮磷淋失风险,可为保障地下水安全、实现农业清洁生产提供理论依据与技术支撑。     

氮肥运筹对小麦-玉米轮作农田无机氮淋失的影响

以冬小麦品种石新616,夏玉米品种浚单20为试验材料,采用田间定位试验和原位淋溶装置的方法,研究了河北省山前平原高产农田不同氮肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田0～100 cm土体中氮素淋失的影响。结果表明:不同施氮处理0～100 cm土层的NO3--N淋溶量和累积量均随施氮量的增加而增大;不同施氮措施对0～100 cm土体中无机氮分布和累积量的影响顺序为OPT+N处理>FP处理>FP-S处理>OPT处理>OPT-N处理>CK,其中OPT处理的小麦和玉米产量显著增加,且小麦和玉米收获后土壤的无机氮累积量明显降低;小麦季硝态氮主要分布在20～40 cm土层,玉米季硝态氮主要分布在表层和深层土体中;过量施氮是造成土壤氮素淋失和累积的主要来源。综合考虑经济效益和生态效益,在秸秆还田条件下,施氮量减少20%的施肥措施(OPT处理)是值得推荐的施氮措施。     

苗圃潮土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下,不同深度土壤氮素在苗圃潮土中的淋溶特征。结果表明:硝态氮是氮素淋溶的主要形态,土壤经过12次淋溶后,硝态氮的淋溶量占全氮淋溶量的70%以上,而铵态氮的比例不到7%,另外,有5%～27%以有机氮的形式淋溶;氮肥淋溶率为21.36%～54.19%,铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而增大,并且不同土壤深度不同形态氮素的淋溶量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟,其中各深度全氮的回归方程为:0～20cm:y=0.5555x+99.888(R2=0.9857);0～40cm:y=0.3708x+148.25(R2=0.9689);0～60cm:y=0.2508x+220.67(R2=0.9297)。     

土壤肥料与我国粮食安全

粮食安全的关键是生产供应所有人口所需的粮食。一个国家的粮食生产能力主要由耕地数量和单位面积耕地的生产能力2方面的因素决定。土壤肥料的合理施用对提高粮食产量,保障我国粮食安全起着重要作用。指出化肥的不合理利用给耕地生产力带来不少负面影响,且当前有机肥料应用中尚存在问题。对今后土壤肥料的发展提出了建议。     

深翻、有机无机肥配施对稻田水分渗漏和氮素淋溶的影响

【目的】针对我国长江中下游地区稻麦轮作区常年浅耕与不合理施肥导致的土壤犁底层增厚与土壤板结的问题,研究深耕(打破部分犁底层)与施肥方式对稻田土壤容重、土壤紧实度、土壤水分渗漏量、氮素淋溶量及氮素形态的影响,阐明稻田氮素淋溶量与耕作、施肥方式的响应机制,为稻田合理耕层构建提供理论依据。【方法】(1)基于2015年安徽省舒城县设置两种耕作方式(旋耕12 cm、深翻20 cm)、3种等氮量施肥方式(仅施化肥处理T1、秸秆还田配施化肥处理T2、有机与无机肥配施处理T3)的田间定位试验,2019—2020年监测土壤容重与紧实度以及稻季水分渗漏与氮素淋溶量。(2)通过原状土柱模拟试验,研究深翻30 cm(打破犁底层)对稻田水分渗漏量的影响。【结果】(1)田间试验结果表明,深翻20 cm较旋耕12 cm降低了耕层土壤容重与紧实度,但没有显著增加水稻生育期的水分渗漏量,仅在分蘖期增加7.4%,孕穗期之后无显著影响。(2)土柱试验结果显示,深翻30 cm(打破犁底层)水分渗漏量较旋耕12 cm和深翻20 cm显著增加,淹水时分别增加19.0%与11.0%,非淹水时分别增加23.0%与21.5%。(3)田...     

不同肥料配合施用对土壤氮素盈亏分布的影响

不同肥料配合施用,土壤中不同状态的氮素盈亏有明显差异。连年不施肥,松结态复合体中的氮大量消耗,土壤潜在供氮能力降低;仅施化肥,游离态氮盈余,有机无机复合体中的氮亏缺;化肥与有机肥配合施用,氮素盈余多呈松结态积累,土壤潜在供氮能力增强。稻草或稻草加土粪与化肥配合,比土粪与化肥配合的效果更好。土壤全氮及不同结合态氮盈亏与有机碳总量和重组碳及其中松结态部分的盈亏呈显著正相关,因此,可以通过施肥调节土壤有机质分解与积累来协调土壤氮素储备和供出关系。     

化肥超施与土壤退化的研究

理论分析和试验表明,化肥超施将导致土壤退化。采取野外现场数据采集研究和取典型试验区土样带回实验室研究相结合的方式,对化肥超施造成土壤退化的机制进行研究。结果表明,试验区化肥超施使得土壤有机质含量和速效磷含量超标,土壤团粒结构差,对于严重超标的土地,作物基本绝收。从近5年试验区作物产量变化可以看出,随着长期化肥超施,作物产量下降,土壤生产能力降低,土壤退化。     

南方烟田土壤氮素淋失规律的研究进展

概述了南方烟区烟田土壤供氮及氮素淋失特征,论述了影响烟田土壤氮素淋失的主要因素和降低烟田氮素淋失的主要调控措施,并且提出了今后烟田土壤氮素淋失应加强的研究方向。     

饼肥对烟草·植烟土壤的影响

就国内外对饼肥的应用及研究报道,从作物、肥料、土壤3个方面综合分析饼肥分解过程及其对烟株的作用机理,研究烟叶生产中饼肥最佳施用方法。     

冬小麦土壤无机氮淋失规律及灌水施氮量的推荐

通过田间试验,研究了冬小麦不同水肥处理下土壤无机氮动态及其对产量的影响,目的在于探明河北平原高产田区水肥迁移规律,为有效指导水肥运筹、提高水肥利用率提供科学依据。结果表明,同一土层中,不同施氮水平和取样时期土壤NH 4-N含量无显著差异。随施氮量的增加土壤硝态氮逐渐增加,随灌水量的增加土壤硝态氮呈向下迁移的趋势;冬小麦生长季中土壤硝态氮的淋失主要发生在底墒水和返青灌水时期;施肥和灌水通过作用于成穗数、穗粒数和千粒重等作物产量构成因子和植株体内含氮量来达到影响作物产量。河北平原地区小麦推荐经济施肥和灌水量为:施氮量203.17kg.hm-2,灌水量718.38m.3hm-2。     

玉米施用氮磷化肥的后效研究

通过两年盆栽和4年的定位试验,研究了氮磷化肥施用后的残留后效。结果表明,合理施用氮磷化肥具有明显的后效,不但促进了翌年玉米植株的营养生长并提高了单产,而且增加了土壤速效氮和速效磷的含量,培肥了地力。