分次施氮对单季稻氮素利用率及生态经济适宜施氮量的影响

    2004年至2005年在浙北富阳研究不同施氮水平下分次施氮对单季稻氮素利用率及稻田生态经济适宜施氮量的影响.在单季稻不同生育期内,测定水稻植株叶、茎、穗、根全氮含量和土壤全氮含量并进行统计分析.结果表明,不同施氮水平的水稻产量随着施氮量的增加呈现先增后降的趋势;与低施氮水平相比,高施氮水平对水稻增产和对氮肥吸收利用率差异不显著,反而向环境中输入较多的氮素;2年的试验表明,应调整返青期、分蘖期和孕穗期施氮比例,实现产量和氮素利用效率的同步提高.浙北富阳高肥力稻田中施氮水平需兼顾水稻生产、生态、经济效益的影响,其适宜施氮量为195～232 kg·hm-2.     

近沟渠稻田氮素多维通量模型开发及验证

针对近沟渠水稻田氮素流失通量的估算问题,开发了基于一级动力学反应规律和水氮耦合平衡的氮素迁移模型,综合考虑了尿素氮施入稻田后的各个转化过程和流失过程,采用田间长期观测值与模拟值的比较进行模型参数的校准与验证.田间水稻稳定生长季内的观测数据表明,稻田氨挥发和水稻氯吸收各占施肥量的26.6%～29.4%和38.2%～44.8%,氮素通过径流、下渗和侧渗流失的通量分别占施肥量的5.6%～7.7%,4.0%～4.9%和5.0%～5.3%.这些观测值与模型模拟值较符合,各观测值与模拟值误差在20%以内,说明模型能胜任近沟渠稻田氮素多维通量的估算.     

肥料氮素在土壤中的迁移转化及生物学效应研究进展

氮素作为作物生长必需的大量元素之一,其供应状况直接影响到农业增产增收。施用氮肥对农业生产的发展起着重要的作用,是提高粮食单位面积产量的重要措施之一。我国氮肥用量最多,但是由于施肥方法或农业管理措施的不当,导致氮素损失加剧,氮肥利用率较低,同时也带来了很多环境问题。氮肥在土壤中的迁移转化是直接原因。本文首先简要介绍氮素迁移转化过程,综述国内外肥料氮素迁移转化特征及其生物学响应的研究现状,然后对肥际微域这一特殊环境中氮素的迁移转化特征进行阐述,最后对未来的研究方向进行展望,为氮肥的优化利用提供理论参考。     

稻田中氮素流失的田间试验与数值模拟研究

在上海青浦农田水利试验站进行田间试验,研究了淹灌稻田在排水条件下的氮素流失规律。在试验的基础上提出了氮素运移与转化的数学模型,对氮素的淋失动态进行了模拟研究。分析表明, 淹灌稻田的淹水层和剖面土壤溶液中氮素的主要形态为ＮＨ４＋ － Ｎ; 施肥后淹水层中氮素浓度衰减呈指数消退; 水稻生长期间, 氮肥损失的主要途径是气体损失,而淋失量相对较小。氮素损失与农田灌溉排水条件有关,因此应合理进行水位管理与调控。     

大麦籽粒蛋白质含量预测模型

 【目的】构建大麦蛋白质含量预测模型,为建立大麦生产管理决策支持系统奠定基础。【方法】通过定量分析不同品种和氮肥处理大麦氮素吸收、积累、分配和转移的变化过程,建立了大麦花前氮素积累及分配和花后氮素吸收转移动态模型。模型利用抽穗期植株临界含氮量来表达氮素最大积累量,引入叶片潜在分配指数和茎鞘潜在分配指数2个品种遗传参数来区别不同品种在器官间的氮素分配差异,采用Richards方程来描述大麦花前氮素积累动态变化;采用指数函数方程来描述叶片氮的转移量随叶面积指数的动态变化以及籽粒从土壤中吸收的氮量随干物重的动态变化;采用非线性函数方程描述茎鞘和穗部的氮浓度随生理发育时间的动态变化。利用独立的观测资料对所构建的模型进行了检验。【结果】利用不同品种、氮肥、播期和种植地域试验数据检验模型,结果表明,大麦籽粒蛋白质含量模拟值与观测值的绝对预测误差为0.04%～1.27%,RMSE为0.20%～0.72%。精度良好。【结论】模型将经验性与机理性有机结合,具有较好的可靠性。     

基于DNDC模型的稻田氮素流失及其影响因素研究

稻田氮素流失是导致农业面源污染的主要原因之一。采用测坑定位实验获得的野外观测数据对DNDC模型模拟稻田氮素流失的可行性进行验证,同时重点采用模型的敏感性分析功能对影响稻田氮素流失的关键因素进行分析研究。结果表明:DNDC模型能够准确地模拟不同施肥条件下稻田的氮素流失和水稻产量,施肥和降雨是影响稻田氮素流失的主要因素,与稻田氮素流失呈正比。值得注意的是,在目前施肥水平下有机肥的施用对稻田氮素的渗漏流失无明显贡献。此外,稻田氮素的渗漏流失还与土壤硝态氮的含量呈正比,而与土壤有机碳含量和黏土比例呈反比。根据敏感性分析结果可知,在我国稻田目前的施肥水平下,降低施肥量、采用节水灌溉以及增施有机肥等措施均是减少稻田氮素流失的有效手段。     

科研人员提出水稻化学氮肥用量投入范围

正近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所植物营养创新团队基于大量的田间试验数据,建立了综合产量反应和氮素损失的新评价标准,提出了以氮素表观平衡为评价指标的稻田氮肥限量新方法。该研究为指导区域尺度上稻田氮肥限量提供了重要参考。相关研究成果发表在《环境污染(Environmental Pollution)》上。     

模拟降雨条件下氮素在土壤中的迁移转化对比研究

为提高氮肥利用率,解决如何施用氮肥能够减少由于降雨造成的肥料损失与环境污染,采用室内土柱模拟试验的方法,研究了向土柱中施入硝酸钠和尿素2种不同肥料的条件下,氮素在土壤中的迁移转化规律。结果表明,土壤中氮素的迁移转化与土壤含水率、肥料种类有着密切的联系,在试验过程中,含水率高的土壤层能明显提高氮素的迁移转化速率;土壤对硝态氮的吸附量较小,底部总氮含量较高,大部分硝态氮随降雨入渗到土壤底部,土壤对尿素态氮的吸附量较大,底部总氮含量低;对比不同施肥情况下的氮素含量情况,发现施加尿素后,土壤底部的氮素含量明显比施入硝酸钠的低,且随时间的波动变化较小。由此可知,施尿素比施硝酸钠作为氮肥对氮素的利用率要高,且不易发生淋溶现象。     

缓控释氮肥对水稻生长发育及氮素利用的影响

速效氮肥对农业生产具有重要作用,但也存在用量大、损失途径多、损失量高等特点,造成了一系列环境问题。相较而言缓控释氮肥养分释放缓慢,可减少氮素损失,提高氮肥利用效率,应用于水稻也能够一定程度地增加产量。施用缓控释氮肥对水稻的影响是全方面的,从稻田氮素损失、氮素吸收利用到产量形成均产生不同的影响。本文概述了缓控释氮肥对稻田氮素损失、水稻氮素利用、器官生长、群体变化及产量形成的影响,探讨了水稻上施用缓控释氮肥产生不同效应的原因,阐述了缓控释氮肥在水稻上应用存在的问题及改进措施。     

氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化及氮素吸收利用效率影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm-2)和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化特征和氮素吸收利用效率的影响.结果表明,稻田田面水NH+4-N和总N浓度在施肥后第1d达到最大值,随后降低,在施肥后的第7d,分别降为峰值的7.88%～17.84%和29.71%～45.55%.施氮水平介于0～240N kg·hm-2时,水稻产量随着氮素水平的提高而显著增加,氮素的吸收利用率和偏生产力却随之降低.在高氮水平(240 kg N·hm-2)下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量增加了6.2%、氮素吸收利用率和农学利用率分别提高了30.49%和23.72%,而氮素生理利用率和偏生产力差异不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量,提高氮素的吸收利用率和农学利用率,减少氮素损失.     

水稻大田生长动力模拟模型的研究

根据农业气象学和植物生理学的基本原理，利用大田实测资料，通过计算机模拟，建立了一个适合双季水稻大田生产的动力模拟模型。利用模拟模型，对江西双季水稻大田干物质生长及早稻各器官干物质生长进行了动态模拟，模拟效果较好     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

施氮对灌漠土春玉米干物质积累和氮素吸收利用动态的影响

为了给河西走廊灌区春玉米的氮素管理提供理论依据,用田间试验方法于2006--2007年研究了不同氮水平下春玉米干物质积累和氮素吸收利用动态的规律.采用自然风干法和微量凯氏定氮法测定植株干重和氮素含量.结果表明:1)不同氮水平下春玉米干物质积累与其氯素的吸收均可以用logistic方程(y=K/(1+ea+n)拟合;2)施氮肥可显著影响到春玉米干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率,前者N在225 kg/hm2处理下最高,为644.6 kg/(hm2·d),后者N在300 kg/hm2处理下最高,为5.1 kg/(hm2·d);3)施氮肥对春玉米干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率出现的天数均无规律性变化,前者平均为92.5 d,后者平均为78.1 d,后者比前者出现平均提前了15 d左右;4)随着施氮量增加,春玉米氮素吸收效率增加,于出苗后110 d达到最大吸收率,到成熟期有所下降;而其利用率随着施氮量增加而降低,随着玉米生长而增加,至玉米成熟期达到峰值.     

大冲流域不同土地利用类型土壤的氮素淋溶模拟研究

为了解氮素在不同土地利用类型土壤中的淋溶过程,以具有代表性的、封闭的大冲流域不同土地利用类型土壤为研究对象,通过原状土柱试验,模拟806.4mm降雨量对其氮素淋溶过程的影响。结果表明:1)在不同土地利用类型土壤中,总氮、硝态氮和氨态氮淋溶总量的大小顺序分别为菜园地>坡耕地>梯平地>水稻田>杉木林地>混交林地>疏林地、菜园地>梯平地>坡耕地>疏林地>水稻田>杉木林地>混交林地和菜园地>杉木林地>疏林地>梯平地>水稻田>混交林地>坡耕地,其淋溶量的空间变异以坡耕地最大,水稻田最小。2)影响不同土地利用类型土壤氮素淋溶的因素有水解氮、全氮、自然含水量、比重、无定形铁和全钾等。结论:菜园地的氮素淋溶总量高于其他利用类型土壤,因此,在进行蔬菜种植时必须采取相应措施防止氮素淋溶损失造成水体污染。     

冬小麦氮素渗漏淋失规律测坑研究

通过测坑试验，研究了麦田渗漏水中氮素的变化动态的流失规律，结果表明，冬小麦田渗漏水中氮素以NO3-N为主，NO3-N作为氮素在土壤中流失的主要形态将成为施用氮肥造成地下水污染的重要来源；施用精制有机肥代替部分化学氮肥有利于减少麦田渗漏水中氮素的淋失，施用腐熟的精猪粪没有这种效果。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析（摘要）

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C/N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田表水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18.9%～28.8%;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量III类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理和水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

A simulation model-assisted study on water and nitrogen dynamics and their effects on crop performance in the wheat-maize system I: The model

Based on data collected from field experiments, a comprehensive model was built on the Ithink (a registered trademark of iSee Systems) platform to simulate the dynamics of water and nitrogen, and crop performance in the winter wheat-summer maize double cropping system of the North China plain. The model, consisting of seven sub models, i.e. weather generator, phenology, biomass, dry matter partitioning, water balance, nitrogen balance, and nitrogen absorption and partitioning, well reflects water and nitrogen use and their relationship with crop yield under field conditions. A vertical water movement equation is employed in the water balance sub model to account for movement between layers. Crop transpiration and soil evaporation are simulated separately according to potential evaporation, crop cover and a soil water deficit coefficient. Soil evaporation is from the surface layer only while crop transpiration comprises the total amount of water absorbed by the root system from all soil layers. The model considers that nitrogen transformations, transfers and uptake are fulfilled by root systems. Transformation of nitrogen as mineralization, fixation and denitrification are responsive to soil moisture and temperature. Nitrogen movement is simulated with a convection-dispersion equation with nitrate as the soil solute. Nitrogen absorption and partitioning sub model includes the effects of water and nitrogen supply, crop nitrogen demand and nitrogen content in various crop organs. The model can be used to simulate crop yield, water-and nitrogen-use efficiencies and water-nitrogen leaching to specific soil layers in different water and nitrogen management practices.