有机肥氮替代部分化肥氮对棉花养分吸收、氮素利用和产量的影响

为探讨有机肥氮替代化肥氮在新疆棉花生产中的增产增效作用,在滴灌条件下,采用连续2年定位试验,研究了不施氮(CK)、牛粪堆肥(OM)、农民常规施肥(CF)和不同有机肥氮替代10%(OF1)、20%(OF2)和30%(OF3)的化肥氮时,对棉花氮磷钾养分吸收、氮素利用率及产量的影响。与单施化肥相比,有机肥氮替代部分化肥氮均有利于棉花氮磷钾养分吸收,可提高棉花氮素表观利用率、偏生产力、肥料氮贡献率和农学效率。在有机肥氮替代10%化肥氮的情况下,氮素利用率最高并能提高氮素表观利用率10.5个百分点,棉花产量增加6.8%(P<0.05),而且棉花经济效益与单施化肥相当。有机肥氮替代20%的化肥氮时,棉花产量增加7.9%(P<0.05)。有机肥氮替代30%化肥氮,获得与单施化肥相当的产量,氮素表观利用率仅提高3.4个百分点。综合养分吸收、氮素利用效率、产量及经济效益等方面考虑,有机肥氮替代10%化肥氮是该地区中等肥力棉田增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。     

磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质和棉花产量及其构成的影响

新疆有机肥资源丰富,探索磷肥有机替代、秸秆还田的外源肥料投入对土壤化学变化、棉花产量及其构成的影响,为深入了解当前棉田肥力和确定棉花减磷增效的技术服务着力点提供参考依据。经国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地5年田间微区定位试验,在膜下滴灌条件下设置7个施肥处理,T1:不施肥,T2:不施磷,T3:常规施化肥磷100%,T4:有机肥磷替代25%化肥磷,T5:有机肥磷替代50%化肥磷,T6:化肥磷100%+25%有机肥磷,T7:化肥磷100%+秸秆还田。于2022年采集土壤样品,探明不同比例磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质、磷素有效性特征和棉花产量及其构成的影响。研究结果表明:(1)在外源肥料投入量(有机肥和化肥)均为等氮磷用量的条件下,磷肥有机替代、秸秆还田有利于加速土壤养分转化,增加土壤速效养分、全量养分含量。速效氮、有效磷、速效钾含量增幅分别在3.0%～25.3%、29.2%～120.1%、70.1%～99.1%之间,各速效养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T5、T5处理相比,年均分别增长3.12、1.69、30.75 mg·kg-1。全氮、全磷、全钾含量增幅分别在21.1%～43.9%、1.59%～41.3%、9.3%～33.6%之间,各全量养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T6、T5处理相比,年均分别增长0.04、0.05、1.36 g·kg-1。整体上有机替代、增施有机肥和秸秆还田对促进土壤养分的转化效果比单施化肥好,且长期施用有机肥的效应优于秸秆还田。(2)耕层土壤有机质含量随有机肥替代量的增加而增加,50%的有机替代其有机质含量显著最高(12.21 g·kg-1),年均增长0.4 g·kg-1,最小增量T1～T2与最大增量T1～T5相比,增加1.04～3.44 g·kg-1,增幅为11.86%～39.22%,总体表现为正效应。相对较高的土壤pH和盐含量是限制棉花高效生产的主要因素,有机肥和秸秆还田对土壤pH和含盐量整体起到降低的作用,最大降幅pH的T1与T5、盐含量T5与T3相比分别下降3.07%、24.48%,总体表现为负效应。配施有机肥和秸秆还田增强了土壤供氮能力和磷素活化能力,土壤磷活化系数从1.52%提升到2.78%。由于受新疆石灰性土壤自然特性及气候条件限制,综合C/N、C/P、N/P表明,灰漠土有机质处于缺乏状态。(3)磷肥有机替代和秸秆还田均能够维持或促进棉花增产,在密度为24万株·hm-2的试验种植模式下,连续5年常规施肥、25%的有机替代、50%的有机替代、增施有机肥、秸秆还田其籽棉产量分别达4173.13、4196.72、4805.10、5035.51、4830.98 kg·hm-2,综合土壤养分指标、肥料投入、棉花产量分析,50%的有机替代在节约磷肥用量的前提下对棉花增产效果最佳,与T1、T2、T3相比,分别显著增产20.49%、18.62%、15.14%。因此,研究认为当下应用50%的有机替代技术,即施磷(P2O5)60 kg·hm-2和配施羊粪9784 kg·hm-2,较为可行。     

有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响

为综合评价有机肥替代化肥应用效果,指导南方稻田科学施肥,研究了不同比例有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响。试验地位于湖南省长沙县高桥镇湖南省农业科学院科研试验基地,共设置5个处理：单施化肥（NPK）;15%有机肥替代（15M）;30%有机肥替代（30M）;45%有机肥替代（45M）;60%有机肥替代（60M）。2021年晚稻收获后,测定0～20 cm土层土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮、有机氮组分含量。结果表明：相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥显著提高了稻田耕层土壤的全氮含量,在等量氮磷养分投入条件下,15M、30M、45M和60M处理相比单施化肥处理土壤全氮分别提高了2.73%、10.93%、11.47%和20.77%;有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤可溶性有机氮和微生物生物量氮含量,其中可溶性有机氮提高了24.53%～72.89%,微生物生物量氮提高了0.92%～44.42%;有机氮部分替代化学氮肥增加了土壤酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮含量,降低了土壤非酸解氮含量;土壤全氮与可溶性有机氮、微生物生物量氮呈极显著正相关,可溶性有机氮、微生物生物量氮均与土...     

秸秆促腐还田对土壤养分和小麦产量的影响

利用布置在沿淮地区的两处田间试验,通过设计单施化肥(F)、单施化肥基础上加施秸秆(SF)、单施化肥基础上加施秸秆和腐秆剂(SFD)、单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计)后加施秸秆和腐秆剂(SF4/5D)和不施肥对照(CK)5个处理,研究秸秆促腐还田对沿淮中低产田土壤养分和小麦产量的影响。结果表明:不同处理小麦产量规律在水稻土上为SFD>SF>F>SF4/5D>CK,其中SFD较F有显著差异(P<0.05),在砂姜黑土上为SF>F>SFD>SF4/5D>CK,其中SF与F相比有显著差异(P<0.05);不同处理土壤全氮和碱解氮含量在水稻土上以SFD处理最高,在砂姜黑土上以SF处理最高,处理间无显著差异;不同处理土壤有机质、速效磷、速效钾和缓效钾含量在水稻土上以SFD最高,与F相比差异达到显著水平(P<0.05),在砂姜黑土上以SF最高,处理间无显著差异;两种土壤上处理SF4/5D与处理F相比,小麦产量和土壤养分元素含量均无显著差异(P<0.05)。从而得出以下结论:在腐秆剂品种选择恰当的条件下,秸秆与化肥配施并添加腐秆剂的秸秆促腐还田方式可以有效提高土壤肥力和作物当季产量,即使在单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计),也不会影响该处理的培肥和增产效果。     

秸秆还田方式及施氮量对滴灌棉田土壤有机碳氮的影响

通过连续7年田间定位试验,采用2因素试验设计,设置秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(ST)和秸秆炭化还田(BC)3种秸秆还田方式和0(N0),300(N300),450(N450) kg/hm²3个施氮(N)量,研究秸秆直接还田和炭化还田配施氮肥对土壤碳氮含量和棉花产量的影响。结果表明:ST和BC处理土壤有机碳含量呈现逐年递增趋势,且BC处理增幅大于ST处理。第7年,在各施氮水平下,ST处理较CK处理土壤有机碳提高33.28%~36.43%,BC处理较CK处理土壤有机碳提高58.56%~63.25%。多年秸秆还田(ST和BC)可以提高土壤全氮含量,N0水平下,ST处理全氮含量最高;N300水平下,BC处理7年后土壤全氮含量较ST处理显著提高;N450水平下,5年后BC处理土壤全氮含量高于ST处理。在N0水平,ST和BC处理提高了土壤碳/氮,N300和N450水平,BC处理提高了土壤碳/氮。秸秆炭化还田配施氮肥显著提高了棉花产量,N300和N450条件下,BC处理较CK增产17.43%~17.89%。因此,多年秸秆炭化还田配施氮肥可增加土壤有机碳含量,氮库容量和土壤碳/氮,提高棉花产量。     

不同培肥措施对河套灌区盐碱地改良效果

为了研究不同培肥措施对盐碱化土壤改良效果,以内蒙古河套灌区盐碱地为对象,通过3年田间试验,研究了等氮素条件下不同培肥措施对土壤pH值、全盐、脱盐率、有机质、全氮、碱解氮、有效磷等指标的影响。结果表明:不同培肥措施土壤剖面盐分变化趋势基本一致,即0～20 cm降低,20～60 cm升高,60～100 cm稳定,其中CK、化肥处理表层土壤(0～20 cm)盐分含量最高,收获期土壤盐分分别为5.33和5.24 g·kg~(-1);秸秆还田、秸秆还田+有机肥、秸秆还田+有机肥+化肥配施处理盐分含量最低,收获期土壤盐分分别为5.0、4.58、4.73 g·kg~(-1)。不同培肥措施0～10、10～20 cm土壤脱盐率分别为7.81%～20.70%、4.48%～16.96%,其中有机肥、秸秆还田与有机肥、秸秆还田+有机肥+化肥配施对促进盐分淋洗、抑制反盐的效果较好,土壤脱盐率分别为11.99%、18.83%、15.65%,以CK和单施化肥处理效果最差,分别为5.74%、6.37%。作物生育期内,不同培肥措施的土壤pH值变化差异不显著,但连续施用有机肥、有机肥+秸秆以及有机肥+秸秆还田+化肥配施耕层土壤pH值较CK处理降幅较大。与CK相比,不同培肥措施均显著提高耕层土壤碱解氮、有效磷的含量(P 0.05),其含量分别提高29.43%～93.14%、17.45%～161.84%;有机肥、有机肥与化肥配施显著提高了土壤有机质和全氮的含量,分别为14.66%、13.36%和13.36%、17.35%。有机肥、秸秆还田、化肥三者配施均能显著提高向日葵产量,其中有机肥+秸秆还田+化肥处理对向日葵产量提高的最为显著,较CK增产44.41%。因此,在等氮素条件下,河套灌区应重视有机肥与化肥、有机肥与秸秆还田、有机肥与秸秆还田+化肥的配合施用,不仅可以培肥土壤、提高脱盐率,还可获得一定的高产。     

长期施肥下潮土全氮、碱解氮含量与氮素投入水平关系

通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下潮土全氮和碱解氮含量演变特征及其与氮素投入水平的关系进行研究。结果表明,不施氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量基本保持平衡或者缓慢增加;长期施用化学氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量均有所增加;施用有机肥和秸秆还田处理,土壤全氮和碱解氮含量均显著提高。单施化学氮肥处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量增加0.017 mg/kg;而氮磷钾化肥配施有机肥和氮磷钾化肥并秸秆还田处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量分别增加0.049和0.035 mg/kg。施氮磷钾处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量增加0.001 mg/kg;而化肥配施有机肥或玉米秸秆处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量均增加0.004和0.004 mg/kg。总的来说,施用化学氮肥、有机肥配施化肥及秸秆还田处理增加氮素投入量均可以提高土壤全氮及碱解氮含量,且有机肥配施化肥及秸秆还田处理优于单施化肥。综上所述,增施有机肥及秸秆还田对于提升土壤肥力及实现农业可持续发展具有深远意义。     

旱地不同土壤培肥技术效应研究

研究采用定位研究的方法,研究了化肥及其与有机肥、秸秆还田配施的土壤培肥技术在旱地土壤培肥、作物产量及水分利用等方面的作用效果,5年试验结果表明:单施化肥对提高土壤有机质及水分利用效率作用不明显,增施有机肥+秸秆还田土壤有机质含量增加5.0 g kg-1以上、速效K 73.5 mg kg-1,并也明显提高土壤全N与有效P含量;增施有机肥+秸秆还田较单施化肥小麦可增产高达9.40%,玉米增产10.94%;不同土壤培肥技术的稳增系数小麦大于玉米;增施有机肥+秸秆还田玉米水分利用效率小麦达1.63 kg m-3与1.66 kg m-3,玉米达2.64².80 kg m-3,明显高于不施肥处理及单施化肥处理,降水利用率则较单施化肥提高10%以上,较不施肥提高20%以上;玉米水分利用效率高于小麦40%以上,合理提高玉米产量是提高旱地水分利用效率的重要途径,年降水量600 mm左右且分布合理的情况下,旱地小麦玉米产量可达15 t hm-2。     

不同秸秆还田方式对土壤碳氮含量及高油玉米产量的影响

设置4种秸秆还田方式(沼液还田、有机肥还田、秸秆粉碎还田和常规施肥),以常规玉米郑单958为对照,分析不同秸秆还田方式下高油玉米5580田土壤碳氮含量及产量的变化。结果表明,4种秸秆还田方式下高油玉米5580田土壤有机碳、全氮及微生物碳氮含量均大于常规玉米郑单958田;土壤有机碳、全氮和微生物碳氮含量的变化与玉米生育进度保持一致,均在吐丝期达到最大值。4种秸秆还田方式对土壤有机碳、全氮和微生物碳氮含量贡献为秸秆粉碎还田有机肥还田沼液还田常规施肥,而对它们间关系及玉米产量的影响则为有机肥还田秸秆粉碎还田沼液还田常规施肥。结果表明,种植用于饲用途径高油玉米利于土壤碳氮的积累,秸秆经过不同处理还田后对玉米均有增产效果,尤其有机肥还田增产效果显著(高油5580增产9.25%,郑单958增产27.43%)。可见,土壤碳氮及产量的变化不仅受秸秆还田方式的影响,玉米用途对其也具有一定的作用。     

不同耕作与施肥方式下白土水稻产量及养分吸收量

通过定位试验,研究白土上不同耕作措施及有机肥施用对水稻产量、 养分吸收量及土壤理化性状的影响。试验设置2个翻耕深度（10 cm和20 cm）与4种施肥模式（单施化肥、 化肥+畜禽粪、 化肥+秸秆、 化肥+绿肥）。结果表明,单施化肥时,翻耕20 cm处理两年的平均产量较翻耕10 cm处理减产7.6%; 而在翻耕20 cm的基础上,秸秆还田或施用畜禽粪、 绿肥则可以显著提高水稻产量,较单施化肥分别增产14.8%、 16.1% 和14.6%。水稻养分吸收量也表现出相同规律,在翻耕20 cm后补充有机肥能显著增加植株对氮、 磷、 钾的吸收。同时,翻耕 20 cm结合秸秆还田或施用畜禽粪、 绿肥处理的土壤有机质、 全氮、 碱解氮、 速效磷和速效钾含量均高于单施化肥处理。在白土稻田上,翻耕20 cm后增施有机肥有利于提高水稻产量,促进养分吸收,改善白土耕层土壤理化性状,是适合白土区大力推广的施肥模式。     

施氮量和土壤含水量对黑麦草还田红壤氮素矿化的影响

目标 氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程,养分添加和水分在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。探讨施氮和土壤水分对黑麦草还田过程中土壤氮素矿化的影响有利于进一步优化红壤旱地作物生产的水肥管理。 【方法】 通过室内培养试验,研究了施氮量 (0、60、120 mg/kg) 和土壤含水量 (15%、30%、45%) 对红壤旱地黑麦草还田过程中土壤净硝化量、氨化量和氮矿化量的影响。 【结果】 土壤含水量15%时,施氮有利于提高黑麦草还田初期土壤净硝化量,施氮量120 mg/kg抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。在30%土壤含水量时,施氮量120 mg/kg明显抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。土壤含水量45%抑制了黑麦草还田初期不同施氮水平下土壤净硝化量,但增加了黑麦草还田91 d时土壤净硝化量,且施氮量60 mg/kg下的净硝化量显著高于120 mg/kg水平下的。土壤净氨化量在整个黑麦草还田过程中均为正值,且呈现多次升高-降低的往复动态变化。土壤净氨化量在三种土壤含水量下均表现为施氮条件下的显著高于不施氮处理。土壤含水量的增加有利于提高施氮量120 mg/kg下黑麦草还田初期土壤的氨化作用,但降低了黑麦草还田后期土壤净氨化量。相比不施氮,三个含水量条件下的施氮处理在黑麦草还田过程中的大部分阶段都显著增加了土壤净氮矿化量,土壤含水量30%条件下土壤净氮矿化量的变化最大。相比土壤含水量15%,30%含水量促进了黑麦草还田中期 (13～57 d) 土壤净氮矿化量的增加,45%含水量抑制了黑麦草还田后期 (73～91 d) 土壤净氮矿化量。 【结论】 红壤区旱地黑麦草还田时应合理施入化学氮肥 (60 mg/kg),在黑麦草还田初期保持较高的土壤含水量 (45%) 能够抑制土壤的氮矿化作用,还田中后期适当降低土壤含水量 (30%)有利于增加土壤氮素的矿化。      

土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响

以3种不同生态型水稻品种中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)为材料,比较研究了不同增氧方式(T1-增施过氧化钙、T2-微纳气泡水增氧灌溉、T3-表土湿润灌溉和CK-淹水对照)下稻田土壤氮素转化和水稻氮素吸收利用特性。结果表明:1)增氧处理明显改善土壤氧化还原状况,3种增氧方式下土壤氧化还原电位均高于CK。稻田增氧促进土壤氮素硝化,在分蘖期和齐穗期T1、T2和T3的土壤硝化强度和脲酶活性均显著高于CK,反硝化强度显著低于CK。2)不同增氧处理对水稻氮素吸收的影响不同,在拔节期、齐穗期和完熟期3品种的植株氮素积累量均表现为T1、T2显著高于CK,而T3显著低于CK;在完熟期,T1处理下中浙优1号、IR45765-3B和中旱221植株氮素积累量分别较CK增加了21.2%、13.2%和17.0%,而T2处理下3品种的植株氮素积累量分别较CK增加了14.3%、6.9%和9.1%。3)与CK相比,T1和T2显著提高水稻籽粒产量和收获指数,氮素籽粒生产效率与CK无显著差异,而T3显著增加水稻氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率。可见,施用过氧化钙和微纳气泡水增氧灌溉能有效改善稻田土壤氧化还原状况,不仅显著提高水稻产量,而且显著增强稻田氮的硝化而减少氮素损失,从而提高水稻氮素积累量和氮素收获指数。     

Arbuscular mycorrhiza and soil nitrogen cycling

Nitrogen is a major nutrient that frequently limits primary productivity in terrestrial ecosystems. Therefore, the physiological responses of plants to soil nitrogen (N) availability have been extensively investigated, and the study of the soil N-cycle has become an important component of ecosystem ecology and biogeochemistry. The bulk of the literature in these areas has, however, overlooked the fact that most plants form mycorrhizal associations, and that nutrient uptake is therefore mediated by mycorrhizal fungi. It is well established that ecto- and ericoid mycorrhizas influence N nutrition of plants, but roles of arbuscular mycorrhizas in N nutrition are less well established; perhaps even more importantly, current conceptual models ignore possible influences of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on N-cycling processes. We review evidence for the interaction between the AM symbiosis with microbes and processes involved in soil N-cycling. We show that to date investigations have rather poorly addressed such interactions and discuss possible reasons for this. We outline mechanisms that could potentially operate with regards to AM fungal – N-cycling interactions, discuss experimental designs aimed at studying these, and conclude by pointing out priorities for future research.     

Salinity and nitrogen mineralization in soil

A laboratory study determined the effects of salinity on ammonification, nitrification and mineral N accumulation in incubated soils. NH⁺₄-N, NO^?₂-N and NO^?₃-N were measured periodically for 102 days in unamended soil of varying salinity and in soil amended with farm compost, mustard oil cake or urea. Increased salinity progressively retarded ammonification but did not suppress it completely. Nitrification was retarded, suppressed or inhibited completely by salinity, the effect depended on both the amount of salt and the type of amendment added to the soil. The amount of mineral N that accumulated generally decreased with increased salinity.     

The dynamics of soil-soluble nitrogen and soil-retained nitrogen in greenhouse soil

Field experiments were conducted to determine the effects of nitrogen (N) fertilization and manure addition on the soil-soluble nitrogen (SSN) (soil mineral N (SMN); soil-soluble organic N (SSON)) and soil-retained N (SRN) (soil fixed ammonium; soil microbial biomass N). The combined application of manure and inorganic N (different N fertilizer rates: M3N0, M3N1, M3N2, and M3N3; different manure rates: M0N2, M1N2, M2N2, and M3N2) was used in a greenhouse fertilization experiment. SSN and SRN increased with increasing N rate up to M3N2. SSON decreased with increasing manure rate and was the highest in the M1N2, whereas SMN and SRN were the highest in the M3N2, and increased with increasing manure rate on all sampling dates. Both SSN and SRN declined significantly with increasing soil depth in the different application rates of manure (p < .05). Moreover, the SSN and SRN significantly varied with plant growth and followed a different pattern during the growing season. SSN and FA peaked in the first ear fruit period, but SMBN was at its highest level in the second ear fruit period. There was a significant positive relationship (p < .05) between SSN and SRN throughout the plant growing season, and the annual apparent loss of N in the M3N3 was the highest. The combined application of inorganic N fertilizer and manure at an appropriate rate may be an effective strategy for maintaining the long-term health of greenhouses.     

Quantitative effects of soil depth and soil and fertilizer nitrogen on nitrogen uptake by tall fescue and switchgrass

Abstract

In semi‐arid regions, soil depth influences soil N uptake, but not ferilizer N uptake. How soil depth interacts with soil and fertilzer N to influence N uptake in humid regions is not known. The objective was to determine the relative importance of soil depth and soil and fertilizer N uptake, by forage grasses. Tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) and switchgrass (Panicum virgatum L.) were grown on soils of varying depths. Nitrogen rates are 0, 90, and 180 kgN/ha of ¹⁵N depleted (NH₄)SO₄ applied in a split application on fescue and in one aplication to switchgrass. Total N and fertilizer N uptake, were regressed against fertilizer N, variables related to soil depth (waterholding capacity (WC), water use (WU), water loss (WL), and total soil N (SN). Soil variables explained 28% of the accoutable variation in total N uptake by first cut fescue but only 10% by second cut fescue. Soil variables explained 11% of the accountable variation in fertilizer N uptake by first cut fescue and none by the seoond. Soil variables explained 40% of the accountable variation in the total N uptake, by switchgrass, but only 10% of the variation in the fertilizer N uptake. Only where soil depth was less than 90 cm did it have a significant effect on the fertilizer N uptake by first cut fescue. Soil depth had no significant effect on the uptake, of fertilizer N by second cut fescue or switchgrass.     

施氮量对植烟土壤不同土层无机氮质量含量的调控

为研究不同施氮量对土壤各层次和烤烟各生长期土壤中无机氮质量含量的影响,大田试验中设置5个氮肥施用量并分配在基肥、苗肥和追肥时期施用,烟苗移栽后第5周开始分7次钻取3个土层样,样品冷藏贮存并用流动注射分析仪测定硝态氮和铵态氮质量含量。结果表明：各施氮处理在移栽后第6周前0～20 cm土壤中硝态氮质量含量大于铵态氮,施用氮肥越多,土壤中无机氮质量含量提高幅度越大,施氮肥对0～20 cm土壤中无机氮质量含量的影响在烟株生育前期要远大于对20～40 cm土壤中无机氮质量含量的影响,同一时期不同深度比较,0～20 cm土层中硝态氮质量含量略大于20～40 cm和40～60 cm土层的硝态氮质量含量;烟株移栽7周后,0～20 cm土层中硝态氮被极大耗竭。各施氮量在各土层铵态氮质量含量变化幅度远大于硝态氮,铵态氮质量含量从第6周即开始上下波动,并在50 mg/kg附近上下变动,第8周土壤各层铵态氮质量含量有一个上升峰,而硝态氮质量含量在第7周停止快速下降后进入0～100 mg/kg范围的较平稳波动阶段。认为：不同施氮量对于生育前期和0～20 cm土层硝态氮质量含量影响深刻,但促进烤烟打顶前足量吸收并形成健壮烟株的合适施氮量还需结合烟草产量与品质而定;铵态氮调控是调节后期氮供应的关键。     

耕层土层交换对土壤氮素关键转化过程和玉米氮素利用的影响

翻耕会使耕层土壤发生显著位置交换。耕层土壤位置交换会通过影响土壤物理、化学和生物性状,改变氮素转化过程。本文研究了土层交换对黄淮海平原南端砂姜黑土硝化、反硝化过程和玉米生长及氮素利用的影响,为该区域选择合理的耕作方式、减少氮素损失及提高氮素利用效率提供理论依据。试验在人工气候室条件下,以土壤(0～35 cm)田间原位分层作为常规土层处理(CK),以原位0～10 cm和10～20 cm土层交换后作为土层交换处理(SE),并用20μm的尼龙网区分非根际和根际土壤。于玉米小喇叭口期利用荧光定量PCR技术测定土壤氨氧化微生物和反硝化菌群丰度,并结合非根际和根际土壤的硝化潜势、土壤呼吸、反硝化能力、反硝化潜势、土壤理化性质和玉米总氮含量及根系形态的测定,探讨土层交换对土壤氮素转化和玉米生长及氮素利用的影响。结果显示,SE处理的玉米植株氮吸收量比CK处理显著降低8.9%(P0.05)。土层交换显著影响根际而不是非根际土壤的硝化潜势,使其显著降低13.5%(P0.05);并使非根际和根际土壤的反硝化能力分别提高36.6%(P0.05)和8.4%(P0.05)。土层交换使非根际和根际土壤的可溶性有机碳含量分别提高11.7%(P0.05)和5.2%。相关分析显示硝化潜势与氨氧化细菌(AOB)丰度呈显著正相关(r=0.91**),与氨氧化古菌(AOA)丰度无显著相关关系;反硝化能力与土壤可溶性有机碳和呼吸速率呈显著正相关(r=0.89**和0.93**),与nirK、nirS拷贝数无显著相关性;玉米植株氮吸收量与根际土壤的硝化潜势、根表面积×AOB拷贝数都呈显著正相关(r=0.83*和0.86*),而与反硝化能力呈显著负相关(r=?0.88**)。以上结果表明砂姜黑土土壤硝化速率的降低和反硝化速率的增强,是土层交换后玉米氮素利用效率低的重要原因。AOB是硝化速率的主要驱动微生物。土层交换后土壤可溶性有机碳是反硝化能力的关键主导因子。在翻耕条件下,有效调节土壤可溶性有机碳含量是提高作物氮肥利用效率的关键。