种植玉米与休闲对土壤水分和矿质态氮的影响

【目的】研究不同种植模式下，农田土壤水分和矿质态氮的动态及其相互关系，对优化作物种植方式和养分资源管理，调控农田土壤硝态氮淋溶有重要意义。【方法】在黄土高原南部有大量氮素残留背景的田块上，研究了夏季多雨季节，种植作物与休闲对土壤水分与矿质氮的影响。【结果】在降水（含灌水82 mm）364 mm的夏季，休闲可使0～200 cm土层的贮水量达到600 mm，比播种前高204 mm，比种植作物高39 mm。种植作物的土壤水分可下渗至180 cm深的土层，休闲土壤中则可下渗到260 cm深处。种植作物时0～200 cm土层的硝态氮残留量为78 kg·ha-1，比休闲时减少89 kg·ha-1，且硝态氮主要分布在60 cm以上的土层。休闲时硝态氮却被淋到了220 cm深的土层。【结论】硝态氮向下层土壤的移动显著滞后于水分，夏季种植玉米可有效防止硝态氮向下层土壤的淋移。     

室内模拟有机肥中NO_3~-、NO_2~-的淋失规律及其对土壤环境的影响

采用室内土柱模拟淋溶方法研究施用有机肥后土壤中硝态氮和亚硝态氮的淋溶规律。测定了淋溶液中硝态氮、亚硝态氮以及土柱不同层次土壤中硝态氮和亚硝态氮的含量。结果表明:有机肥处理中硝态氮的量明显高于复合肥处理,且随施肥量的增加影响愈严重,最大淋溶量在时间上表现出滞后;亚硝态氮淋溶速度快,有机肥处理的亚硝态氮低于复合肥处理的,随施肥水平的增加,亚硝态氮以极小的斜率呈直线方式上升,当有机肥施用水平超过某一临界值时,对土壤有潜在污染。     

种植制度对土壤硝态氮及烟叶氮化物的影响

为了解不同种植制度对土壤硝态氮累积及烟叶氮化物的影响,选择种植玉米和烤烟长达20年的土壤为载体,在不同施氮量条件下,研究土壤剖面硝态氮的淋溶分布,以及后作烤烟总氮、烟碱和蛋白质含量.结果表明,随土层增加,土壤剖面硝态氮逐渐下降;长期连作烤烟,0～100 cm土层硝态氮含量明显高于玉米,在烤烟生长过程中,随着气温的升高,土壤硝态氮含量明显增加.单季高施氮,烟地硝态氮主要在20～40 cm的犁底层土壤中富集.烤烟连作降低了烟叶单位面积产量,同时也降低了烟叶中总氮、烟碱及蛋白质含量.烤烟连作,形成土壤中硝态氮大量富集,养分失衡,氮素利用效率下降,使烤烟生长受阻.优化种植制度、科学施肥是改良烤烟营养状况,降低硝态氮环境的重要手段.     

施氮量对橡胶园土壤铵态氮和硝态氮垂直分布的影响

以尿素为氮源,研究不同施肥量对土壤中铵态氮和硝态氮垂直分布的影响。结果表明：施肥可显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;当施肥量超过0．6kg／株时,增加施肥量不会显著增加0～40cm土壤中铵态氮和硝态氮的含量;施肥量越大,淋溶到80～100cm土层土壤的铵态氮和硝态氮的量越大。     

新型硝化抑制剂对外源铵态氮在土壤中迁移转化及淋溶损失的影响

本文通过采用自制土柱装置,进行新型硝化抑制剂对氮素迁移转化及其淋溶损失的试验,探讨其对氮素垂直迁移和淋溶损失的影响,以及硝化抑制剂自身的有效性。结果表明:在27 d内,新型硝化抑制剂能显著抑制土壤铵氧化过程的发生,显著提高20 cm以上表层土壤铵态氮含量,降低表层土壤硝态氮含量;深层土壤地下水硝态氮浓度显著低于未加硝化抑制剂的对照土壤地下水的浓度,明显降低硝态氮垂直迁移的淋溶损失;不同的硝化抑制剂对土壤地下水氮素的迁移转化影响存在着显著的不同。     

设施菜地土壤硝态氮淋溶防控技术的研究

在寿光有代表性的大棚里,研究了几种措施对土壤硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:添加秸秆调节土壤C/N,是防控土壤硝态氮淋溶最经济可行的措施。在防控土壤硝态氮累积和淋溶的效果上,T6(综合防控处理)添加了滴灌技术,在比T4(优化化肥处理)提高供肥强度的同时,最有效的减少了硝态氮的淋溶;其次就是T5(C/N调节处理),表层土壤硝态氮的累积量比T3(农民习惯施肥处理)减少49.16%,土壤硝态氮淋溶减少32.67%;再次为T4处理,表层硝态氮累积量比T3减少了39.76%,土壤硝态氮淋溶减少27.25%。     

黄土高原南部夏季不施肥种植玉米对旱地土壤残留养分的利用

夏季降水是造成我国西北黄土高原区旱地土壤硝态氮淋溶的主要原因.通过田间长期定位试验研究了冬小麦收获后,不施肥种植夏玉米而利用土壤残留养分阻止硝态氮淋溶的效应.结果表明,小麦播前施氮量增加,夏玉米收获期生物量和子粒产量增加,但磷肥用量增加对其影响不明显.小麦播前施氮量增加,夏玉米氮磷钾累积增加,施磷量增加,氮钾素累积降低,磷素累积无显著变化.土壤剖面含水量随小麦播前施氮量增加而降低,不同施磷量土壤剖面水分累积量的差异显著减少.不施肥种植夏玉米可以有效阻止和减少土壤剖面硝态氮淋溶,但在小麦播前施氮240和320 kg·hm-2时仍有较明显淋溶,其累积峰逐渐向深层土壤转移,造成氮素损失.施磷时,土壤剖面0～220 cm硝态氮累积量下降,220 cm以下土层变化不明显.     

不同肥料用量及配比对设施土壤硝态氮含量的影响

通过大田实验研究不同氮磷钾肥用量、氮磷钾配施、有机无机肥配施对设施土壤硝态氮残留的影响.结果表明:设施土壤中硝态氮质量比随着氮肥用量的增加迅速增加,并且随着种植年限增加不断累加;而适量的磷肥和钾肥有利于降低硝态氮的质量比.与不施肥处理相比,单施有机肥时土壤中残留的硝态氮较少,而单施化肥土壤中的硝态氮残留量明显增加,掺沙后促进了土壤有机氮和有机肥的矿化,使硝态氮累积量进一步增加.化肥与有机肥配施时,土壤的硝态氮质量比因作物而异,可能由于作物的生育期和需肥量不同导致的.     

高羊茅草坪上不同缓控释氮肥土壤硝态氮残留与淋失研究(英文)

[目的]研究不同各类缓控释氮肥在高关茅草坪土壤中硝态氮的转移。[方法]通过渗滤池和小区试验,研究了不同种类缓控释氮肥在高羊茅草坪土壤中硝态氮的运移规律。[结果]不同种类缓控释氮肥处理比尿素处理均能减少土壤硝态氮含量和淋溶量,且在0~90cm土层中,PCU60处理比PCU30和IU处理减少硝态氮含量及降低淋溶效果更明显。[结论]缓控释氮肥可有效降低硝态氮在土壤中的含量及淋失,是一种环境效益突出、应用前景广泛的新型肥料。     

应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征

以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。     

黄土高原旱地夏季休闲期土壤硝态氮淋溶与降水年型间的关系

【目的】冬小麦-夏休闲是旱地重要的轮作模式之一,随着氮肥用量的增加,一季小麦收获后土壤中残留的硝态氮含量不断增加,夏季休闲期间集中降水的特点是否会导致硝态氮淋溶损失,这一问题值得关注。【方法】连续3年(2013—2015年)采集黄土高原南部长武和杨凌两地夏季休闲前后0—200 cm土壤剖面样品,测定土壤硝态氮含量,研究不同降水年和不同施氮量下黄土高原旱地夏季休闲期间土壤剖面硝态氮累积及淋溶特性。【结果】小麦收获后,长武0—200 cm土壤剖面硝态氮累积量在97—328 kg·hm~(-2),平均193 kg·hm~(-2);杨凌施氮量为120kg N·hm~(-2)及240 kg N·hm~(-2)时,土壤剖面硝态氮累积量分别为156 kg·hm~(-2)及366 kg·hm~(-2),增加施氮量土壤剖面累积硝态氮量显著增加。不同降水年夏季休闲前后硝态氮在土壤剖面的淋溶与降水量密切相关,长武降水量高的丰水年2013年(296 mm)休闲前位于40—60 cm深度的硝态氮累积峰在休闲后到达80 cm以下,淋溶作用明显。而降水量少的欠水年2014年(157 mm)休闲后土壤剖面未发生硝态氮的淋溶。降水量一般的平水年2015年(200mm)休闲后在0—100 cm土壤剖面会发生硝态氮向下淋溶,但是迁移深度不大。在降水量高的2013年夏季休闲后100—200 cm土壤剖面增加的硝态氮累积量是0—100 cm的2.5倍,而2014年夏季休闲后土壤剖面增加的硝态氮累积量主要出现在0—100 cm土壤剖面。杨凌2013年试验期间降水量低(仅220 mm,属欠水年),休闲后两个施氮处理的土壤剖面硝态氮累积峰甚至出现轻微上移;同为欠水年,2015年降水量有所增加(288 mm),休闲后0—100 cm土壤剖面中发生硝态氮下移达到20—40 cm。而降水量更高的2014年(346 mm,平水年),休闲后土壤剖面中硝态氮累积峰较休闲前下移了60—80 cm。相比休闲前,降水量低的2013年夏季休闲后土壤剖面增加的硝态氮累积量主要出现在0—100 cm土壤剖面,淋溶作用弱。而降水量高的2014年施氮处理100—200 cm土层硝态氮的累积增加量显著高于0—100 cm土层,其中施氮240 kg N·hm~(-2)处理0—100 cm土壤剖面硝态氮累积量显著下降,有大量硝态氮被淋溶到100—200 cm土层。【结论】黄土高原旱地小麦收获后0—200 cm土壤剖面硝态氮累积量高。夏季休闲期间降水量是影响黄土高原旱地土壤剖面硝态氮淋溶的关键因素,降水量高的年份土壤剖面硝态氮淋溶作用明显。夏季休闲期间长武遇上丰水年土壤中硝态氮淋溶风险大,而杨凌遇上平水年就会出现硝态氮淋溶风险。     

模拟强降雨条件下硝态氮在土壤剖面的累积及淋溶研究

[目的]为了探讨硝态氮在土壤中累积和淋溶水平。[方法]采用野外冬小麦田间试验,选定不同降雨强度和施肥水平,分析土壤不同深度水分含量和硝态氮含量。[结果]降雨强度和土壤施肥水平是有效影响土壤氮素在土壤中运移和淋溶的重要因素,表现在:土壤降雨强度越大,施肥水平越高,会造成土壤中主要氮素类型硝态氮明显的流失。此外,土壤质地类型也是造成土壤氮素流失的重要因素,表现为土壤质地砂性越强,其淋溶效果越明显。[结论]土壤施肥水平和降雨强度是影响土壤氮素流失的重要因素。     

一定灌施条件下大安灌区土壤氮素迁移规律

为研究大安灌区土壤中氮素迁移规律,利用项目组在该区采集的典型土样,进行了室内土柱淋溶试验.根据该区现有的灌施方式,确定了本次试验方案.利用试验获得了不同土壤剖面深处土样氮素的质量分数,对试验数据进行了分析.结果表明:同一剖面中,铵态氮和硝态氮含量达到峰值时,其所在的土壤剖面深随灌施时间的延长,逐渐向下迁移.氮素在迁移过程中,土壤中铵态氮质量分数逐渐减小,硝态氮质量分数逐渐增大,铵态氮稳定性高于硝态氮.依据试验获得的灌施后土壤中铵态氮淋溶损失和硝态氮的累积规律,应合理控制灌施量,达到氮肥的高效利用.     

不同施肥方式对黑土春玉米田硝态氮和铵态氮的影响

为探讨黑土区春玉米合理的施肥方式,减少氮素淋洗造成的环境风险,设置了8个肥料运筹处理,研究了不同肥料对黑土区春玉米田土壤淋溶液中硝态氮和铵态氮含量的影响.结果显示:以优化施肥处理的玉米产量最高,优化施肥处理的硝态氮和铵态氮表现出明显的表聚趋势,表明优化的有效性.但优化施肥处理土壤淋溶液量和淋溶液养分含量仅低于增施氮肥处理的,常规、增氮和优化处理的淋溶液硝态氮含量均超标,需要进一步优化.     

宁夏引黄灌区设施菜田填闲作物种植试验初报

为了明确宁夏引黄灌区设施菜田在夏休闲期种植填闲作物的土壤培肥效应和土壤残留硝态氮的消减效应。通过田间试验,在夏休闲常规大水漫灌下,研究了常规裸地休闲、种植饲料玉米和种植甜玉米处理对土壤硝态氮累积、填闲作物地上部生物量及氮磷吸收量的影响,同时探讨了填闲作物直接还田对下茬设施番茄产量和土壤理化性质的影响。结果表明,饲料玉米、甜玉米的干物质累积量和氮磷养分固定均无显著差异,都可以作为设施菜田的填闲作物;种植填闲作物能够对0~120 cm土壤残留硝态氮进行生物固定和淋洗阻控;填闲作物还田还能提高下一茬蔬菜产量,对设施菜田土壤起到很好的改良和培肥效果。因此,综合考虑土壤培肥效应、土壤残留硝态氮的消减及对下茬蔬菜产量的影响,饲料玉米和甜玉米都可作为宁夏引黄灌区设施菜田夏休闲期的填闲作物。     

施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮的影响

【目的】研究施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区不同土层土壤矿质氮含量和累积量的影响。【方法】试验设作物和施肥2个因子,分析不同施氮水平和不同作物处理下黄土高原水蚀风蚀交错区0~100 cm土层土壤矿质氮的差异。【结果】不同施氮处理对土壤硝态氮含量及矿质氮累积量有明显影响,土壤硝态氮含量和0~100 cm土层土壤矿质氮累积量均随施氮量的增加而增加,但施氮量对土壤铵态氮的影响较小;不同施氮条件下,不同土层土壤硝态氮含量和矿质氮累积量均以0~20 cm土层最高,从总体上看,随着施氮量增加,较深土层(80~100 cm)土壤硝态氮含量和矿质氮累积量亦有所增加;不同作物间,除施90 kg/hm2磷+45 kg/hm2氮处理时,种植黑麦草作物的0~20cm土层土壤NO3--N含量有所增加外,其余施氮处理对种植两种不同作物土壤的NO3--N含量和NH4+-N含量均未产生明显影响,在相同施氮处理下,黑麦草地和苜蓿地0~100 cm土层土壤总矿质氮累积量的差异不明显。【结论】不同水平氮肥处理均对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮含量及累积量有一定影响,土壤矿质氮含量及累积量均与施氮量密切相关。     

优化施肥和栽培模式对旱地冬小麦产量和土壤水分及N素利用的影响

通过在定西市唐家堡试验站进行的为期2年的旱作冬小麦单作田间试验,研究优化施肥、秸秆还田、免耕、膜上覆土、全膜垄沟种植和砂田等措施对作物产量与水分利用效率,以及收获后土壤硝态氮残留,夏闲期残留硝态氮淋溶的影响.结果表明:底肥和追肥分段施用的优化施肥模式较不施肥和农户传统施肥模式可以显著提高小麦产量和施肥效果(P0.05),不施肥模式下产量仅能达到其他施肥处理水平的46%~92%,且收获指数最低;优化施肥结合全膜垄沟和砂田栽培模式增产效果最明显,分别比农户传统施肥模式增产43.4%和41.4%,水分利用效率提高56.9%和46.1%.全膜垄沟和砂田的栽培模式可提高小麦拔节期土壤水分,促进小麦对土壤氮素吸收,在小麦休闲期,全膜垄沟和砂田模式0~100cm土层累积的硝态氮分别增加了83.2和86.2kg/hm2,能够提供下季小麦吸收利用,避免土壤残留硝态氮向下层淋溶,从而实现高产稳产.全膜垄沟种植模式和砂田模式可以更好地提高冬小麦的产量、水分利用效率,降低了氮素在土壤中的残留,并且避免了土壤中的硝态氮的向深层淋溶.     

不同施肥方式对毕节烟田土壤硝态氮淋失的影响

为探讨不同施肥方式对毕节烟田土壤硝态氮淋失的影响,通过盆栽试验,对6种肥料配比下土壤氮素养分淋失规律进行了研究。结果表明,有机肥与无机肥配合施用,能显著降低土壤渗滤液中可溶性总氮的含量,减少硝态氮的淋溶;同时,不施肥和不施无机氮肥处理土体内硝态氮含量与试验前相比有所降低,而有机无机肥配合施用的处理收获后土体内的硝态氮含量增加。在试验处理的氮素水平范围内,有机氮肥施用量与硝态氮淋失量之间具有明显的线性关系。     

不同土壤质地垄沟灌溉对水氮分布特征的影响

【目的】探明不同土壤质地无作物垄沟灌溉对水氮分布特征的影响，为指导垄沟间（套）作种植田间灌水技术和合理设计灌溉系统提供参考。【方法】采用土箱进行垄沟灌溉室内模拟试验，研究黏土、砂土和壤土无作物垄沟灌溉的土壤水分和硝态氮分布特征。【结果】不同土壤质地无作物垄沟灌溉对土壤水分和硝态氮的再分布特征的影响类似。黏土的下渗作用最明显，在垂直方向50 cm处含水量可达20.96%，其侧渗作用不明显；壤土在垂直方向50 cm处含水量为16.84%，水平方向距沟中45 cm处含水量为12.04%；砂土在垂直方向50 cm处和水平方向在距沟中50 cm处的土壤含水量均为11.55%。其中，在灌水48 h内，黏土和壤土水分未能渗透至垄中，而砂土已渗透至垄中。土壤硝态氮主要通过对流作用随土壤中水分的运移而扩散，黏土和壤土硝态氮在深层土壤中大量累积，而砂土硝态氮淋溶不明显，呈同心圆分布，且更均匀。【结论】土壤质地越重，黏粒质量分数越高，土壤水分入渗能力越小。入渗水量相同时，湿润距离随土壤黏粒含量的增加而减小，随孔隙率增大而增加。     

施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及pH的影响

在甘肃武威市设施栽培条件下,通过田间小区试验研究了不同施肥量及肥料种类(化肥、有机肥、有机+无机)对设施土壤硝态氮累积、硝态氮在土壤剖面运移及土壤pH值变化的影响。结果表明:施氮量和肥料种类对土壤硝态氮的累积和淋溶均有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20cm土层硝态氮累积量的影响最为显著;在同等施氮量时,单施无机肥处理(NPK)、有机无机肥减半配施处理(1/2MNPK)、单施有机肥处理(M),在40～150cm土层硝态氮的累积量分别为267.33、211.94、125.72kg.hm-2,表明只施用化肥较有机肥、有机肥与化肥配施更易造成土壤硝态氮淋溶并在深层累积。将农户习惯施肥量(MNPK)减半后施用(1/2MNPK)对蔬菜产量没有影响,并且显著减少了硝态氮在土壤中的累积,表明当地农户设施栽培肥料施用量过高,不仅造成肥料利用率低,栽培成本高,还可能给地下水位较浅的地区带来环境污染的风险。此外,土壤硝态氮含量与pH值呈极显著负相关关系,表明硝态氮在土壤中大量累积会造成土壤pH值的下降。