应用^15N对棉田生态系统中氮素的吸收利用和去向的研究

应用^15N示踪方法，研究了棉田生态系统中N的吸收利用和去向，证明在等N，P，K条件下，沼肥与化肥配施有利于N向生殖器官转移，其增产效果比单施休肥显；绿肥与化肥配施和单施化肥产量基本持平。各处理棉株对土壤N的依赖性都低于肥料N，约占37.44％－43.66%，但单施化肥高于有机肥与化肥配施。棉株营养器官累积土壤N的比例各处理都大于生殖器官，而累积的肥料N正好相反，说明棉株生育前期对土壤N的依赖性较高，而后期对肥料N的依赖性较高，为棉花生产重施花铃肥提供了依据。有机肥与化肥配施肥料N在土壤中的残留率为单施化肥2.5－3倍，而损失育后为前的1.4－1.6倍，其生态效益差异十分显。     

宁夏银南灌区稻田控制排水条件下氮素淋失的研究

为探讨不同排水条件下稻田中氮素的迁移、转化规律,通过大田试验,对宁夏银南灌区稻田土壤中氮素的淋失情况进行了研究。结果表明,排水量越大,NH4+-N下移深度越大;在下渗水流的驱动下,NO3--N的下移深度明显大于NH4+-N;不同排水处理中,土壤剖面NH4+-N浓度呈现随深度增加逐渐降低的趋势,NO3--N浓度在地面以下100 cm内随深度增加逐渐升高,超过100 cm之后逐渐降低;每次施肥后,不同处理的排水中NO3--N和NH4+-N浓度均表现出短期内迅速上升,以后又逐渐下降的趋势;氮素的淋失主要发生在拔节期以前,在此期间,应加强水肥管理,以减少氮素淋失。     

应用~(15)N对棉田生态系统中氮素的吸收利用和去向的研究

应用15N示踪方法 ,研究了棉田生态系统中N的吸收利用和去向。证明在等N ,P ,K条件下 ,沼肥与化肥配施有利于N向生殖器官转移 ,其增产效果比单施化肥显著 ;绿肥与化肥配施和单施化肥产量基本持平。各处理棉株对土壤N的依赖性都低于肥料N ,约占 3 7.4 4%～ 4 3 .66% ,但单施化肥高于有机肥与化肥配施。棉株营养器官累积土壤N的比例各处理都大于生殖器官 ,而累积的肥料N正好相反 ,说明棉株生育前期对土壤N的依赖性较高 ,而后期对肥料N的依赖性较高 ,为棉花生产重施花铃肥提供了依据。有机肥与化肥配施肥料N在土壤中的残留率为单施化肥 2 .5～ 3倍 ,而损失率后者为前者的 1 .4～ 1 .6倍 ,其生态效益差异十分显著。     

黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和氮肥利用率的影响

为探究黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下对棕壤氮素淋溶及氮肥利用率的影响,通过等温吸附试验,研究黄腐酸改性膨润土对NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸附性能。采用土柱淋溶试验和玉米盆栽试验明确不同施氮浓度下配施黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和籽粒氮肥利用率的影响,试验设置3个氮肥浓度,分别为农民习惯施肥（CN）、氮肥减量15%（CN1）、氮肥减量30%（CN2）,并对3个施氮水平添加土质量0.2%的黄腐酸改性膨润土（XCN、XCN1、XCN2）。结果表明：黄腐酸改性膨润土对土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸附过程可用Langmuir模型较好地拟合,最大吸附量分别为27.28 mg·g^-1和43.37 mg·g^-1。黄腐酸改性膨润土可有效降低土柱NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋失,与CN处理相比,XCN处理NH₄⁺-N累计淋失量降低13.5%,XCN、XCN1、XCN2处理NO₃^--N累计淋失量分别降低38.13%、18.56%和35.75%。黄腐酸改性膨润土可显著提高土壤中氮素的留存和玉米籽粒的氮肥利用率,XCN、XCN1、XCN2处理比CN、CN1、CN2处理籽粒氮肥利用率分别提高7.94%、10.07%、79.17%。研究表明,黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下可有效降低土壤氮素淋失,提高作物氮肥利用率,具有潜在的农艺价值。     

土壤中新型肥料氮素淋失特征研究

氮素淋溶是农田氮素损失的重要途径,也是造成地下水硝酸盐污染的重要原因,研究土壤氮素淋失特征对预防地下水氮素污染具有十分重要的意义。该文采用室内土柱淋溶试验的方法,研究了新型肥料在土壤中的迁移及淋溶规律,分析了氮素淋溶的地球化学响应特征,并确定了各形态氮素淋失量。研究结果表明:尿素、缓释肥料、稳定性肥料处理氮素淋溶量差异显著,分别为208.66、131.95、125.24kg·hm-2,缓释和稳定性肥料的氮素淋失率分别为32.98%和31.31%,比尿素低19.15%和20.85%,说明缓释和稳定性肥料可以显著减少氮素的淋失及对地下水的污染。硝态氮、铵态氮、有机氮分别占氮素淋失量的49.89%~75.19%、6.48%~12.77%、14.92%~31.31%,说明硝态氮是氮素淋溶的主要形态,其次是有机氮和铵态氮。     

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.     

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。     

长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响

在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,通过4年的田间定位试验研究了长期配施有机肥对水稻籽粒产量、氮素吸收利用和氮素淋失特征的影响。试验共设置5个处理:不施用氮肥(T₁)、常规化学氮肥300 kg·hm^-2(T₂)、优化化学氮肥210 kg·hm^-2+有机肥氮肥90 kg·hm^-2(T₃)、优化化学氮肥240 kg·hm^-2(T₄)、优化化学氮肥195 kg·hm^-2+有机肥氮肥45 kg·hm^-2(T₅).用稻田退水采集装置收集20、60 cm和100 cm深度的淋溶水,计算氮素淋失量。试验结果表明:在常规施氮和优化施氮水平下配施有机肥,水稻籽粒产量没有降低,氮肥利用率分别提高了5.2、1.9个百分点;配施有机肥可以显着降低田面水中的总氮浓度和土体中氮素淋失量,20 cm土层中总氮淋失量分别降低了9.99%和6.02%,100 cm土层中总氮淋失量分别降低了17.9%和9.3%;氮平衡特征计算结果表明,同等施氮水平下配施有机肥氮素表观损失量分别降低了12.1%和12.5%.与常规只施用化肥比较,配施有机肥可以显着降低氮素的淋洗损失,优化施氮水平下配施有机肥(T₅处理)为协调水稻产量和环境安全的合理选择。     

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)。     

稻田氮素管理优化系统的应用研究

对Ｏｒｙｚａ－ｏ模型进行了修改,形成了一种根据不同水稻品种,土壤供氮特征和当地气候条件,优化施氮量和施氮时间的一种优化施氮系统（ＭＡＮＡＧＥ－Ｎ）。优化施氮系统的运行结果符合水稻产量形成对氮的需要,有较好的适应性。经多年试验示范表明,在同样施氮量的情况下,增产达１０％以上。     

有机肥化肥配施对红壤丘陵区稻田土壤氮淋失特征的影响

化肥过量施用导致土壤养分累积引起的氮(N)磷(P)淋失是农业面源污染的重要形式。基于有效提高养殖废弃物的资源化利用率和保护地下水水质等目的,通过田间小区试验研究了有机肥(M)与化肥(F)不同配施比例对100 cm深度稻田土壤N淋失特征的影响。结果表明:在整个晚稻生长期内,渗漏水中不同形态溶解态N浓度的动态变化不尽一致,其中总氮(TN)和铵态氮(NH+4-N)的浓度在每次施肥之后1~3 d出现淋失高峰,最大分别达到1.985、1.165 mg N·L-1,而硝态氮(NO-3-N)浓度的变化比较平缓,无明显峰值。就组成成分而言,NH+4-N为淋失TN的主要成分,平均占54.2%;其次是有机态氮(ON),占45.1%;NO-3-N浓度很低(0.2 mgN·L-1),仅占0.7%。随着有机肥比例的增高,晚稻产量表现为显著(P0.05)的先增后降变化趋势,与TN及NH+4-N淋失量和淋失率的变化趋势相似,但N的峰值比产量略有滞后。综合考虑施肥的增产作用与土壤N的淋失风险,研究区稻田化肥与有机肥的配比采用7:3较为适当。     

稻田土壤氮素淋失的形态及其在剖面分布特征

大型原状末扰动稻田土壤渗透计定位研究结果表明：淹水条件下淋失的氮素形态主要是硝态氮；硝态氮在土壤剖面不同深度的数量分布，具有向下递增的特点，并与土壤表层温度有显著的相关性，因而呈季节性的消长变化；有少量铵态氮受施肥的影响从耕层土壤向下淋失，在剖面中具有向下递减的分布特征。     

减氮对引黄灌区春玉米氮素吸收利用和淋失的影响

为探究不同减氮水平下春玉米产量及氮素吸收利用和氮素淋失损失特征,为宁夏引黄灌区春玉米氮肥合理施用提供理论依据,本研究于 2021—2022年在宁夏引黄灌区基于渗漏池进行了连续两年的田间定位试验,以先玉 1225为供试玉米品种,设置了5个氮水平,施氮量分别为常规施氮420 kg·hm^-2 （N-420）、减氮14.29%（N-360）、减氮35.71%（N-270）、减氮57.14%（N-180）、不施氮处理（CK）,对春玉米产量、氮素吸收利用和氮素淋失损失量进行测定分析。两年数据均表明,农户常规施肥与减氮14.29% 处理籽粒产量没有显著差异（P＜0.05）,减氮 35.71% 处理较常规施肥处理产量降低。2021年减氮 35.71%、减氮 14.29% 处理较常规施肥处理籽粒产量分别降低了 8.60%和 3.59%,2022年减氮 35.71%处理籽粒产量较常规施肥处理降低 11.46%,而减氮14.29%处理与常规施肥处理相比籽粒产量增加1.42%。氮肥表观利用率、氮肥农学效率、地上部氮素收获指数两年数据均显示减氮 35.71% 处理高于减氮 14.29% 处理和常规施肥处理。氮肥偏生产力随着施氮量的增加逐渐降低,与减氮 57.14% 处理相比,减氮35.71%、减氮14.29%和常规施肥处理分别降低19.57%、33.81%、42.59%。总氮淋失量随施氮量的增加而升高,减氮35.71%、减氮 14.29% 处理总氮淋失损失量较常规施氮处理降低 42.51% 和 18.09%。各处理氮素淋失中,硝态氮是主要形式,占总氮的45.50%~54.68%。相关性分析表明,施氮量与总氮淋失量呈正相关,随着施氮量的增加,总氮淋失量呈指数型增加（R²=0.998 6）。研究表明,与常规施氮量相比,减少35.71%施氮量下,春玉米产量平均减少10.03%,总氮淋失量平均降低42.51%,氮肥表观利用率、农学效率和偏生产力均提高。综合考虑认为,施氮270 kg·hm^-2可作为协调引黄灌区春玉米产量和环境安全的合理选择。     

淹水稻田中氮素损失及其对水环境影响的试验研究

采用野外田间试验方法，研究了淹水稻田施用碳铵后，氮素的转化、运移和损失的作用过程。结果表明，田间水中氮素以氨氮为主，淹水稻田剖面土壤溶液中氨氮和硝态氮的含量随深度增加而降低。土壤 0.5 m深度以下，淋溶液中硝态氮和氨氮水平较低，在 0.6— 4.8μ g· mL－ 1之间，对地下水环境有一定影响。模拟暴雨径流试验表明，田间氮素径流损失负荷随施肥与降雨间隔时间延长而明显降低，施肥后短时间内暴雨径流导致的氮肥损失较大，对地表水环境污染严重， 必须加强科学合理的田间水肥管理。     

不同物料还田对农田系统中化肥氮素去向的影响

为进一步研究化肥氮素在农田中的利用率及增产效应机理。本文主要综述了农田系统中单施化肥、秸秆配施化肥、有机肥配施化肥及绿肥配施化肥处理中化肥氮素去向,为今后提高农田系统中的氮肥利用率及农田生态的可持续发展提供参考。     

减施氮肥与调节土壤C/N对黄瓜-番茄轮作体系下土壤氮素淋失及产量的影响

针对宁夏引黄灌区设施菜田氮肥施用过量造成的氮素淋失问题,以两季设施黄瓜-番茄轮作体系为研究对象,采用田间小区试验研究农民常规施肥(CK)、氮肥减量28%(OPT)和氮肥减量39%+秸秆添加(OPT+C/N)对设施蔬菜产量、氮肥偏生产力、氮排放通量以及氮素淋失动态变化规律的影响。结果表明:两季蔬菜的不同形态的氮排放通量表现为CKOPTOPT+C/N。OPT+C/N处理较OPT处理各形态氮素排放通量都有所下降,各处理之间蔬菜产量无显著差异,OPT+C/N处理对两季蔬菜的养分吸收量和肥料偏生产力影响最大,黄瓜吸氮量较CK处理提高11.1 kg/hm2,番茄季吸氮量提高2.9kg/hm2。黄瓜和番茄两季蔬菜总氮、硝态氮、铵态氮淋失量动态与淋溶水淋失动态规律基本一致,淋洗高峰多出现在黄瓜和番茄移栽后第1次大水灌溉和休闲期大水漫灌期间,设施菜田氮素淋失以NO3--N为主,占总氮的淋失比例为52.3%～87.6%。