不同氮水平对甘蔗氮素利用及土壤氮素残留的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,设施用15N标记的尿素2.5 g pot-1、5.0 g pot-1及7.5 g pot-13个处理,研究施氮水平对甘蔗氮素利用效率及土壤氮素的影响。结果表明,随氮肥施用水平的提高,甘蔗干物质积累、氮素积累、来源于肥料氮素的比率不同程度增加,同时土壤碱解氮含量、硝态氮含量、肥料氮素残留量及肥料氮素残留率显著增加,但甘蔗氮肥利用率显著下降;施氮水平还明显影响甘蔗各器官的干物质分配、氮素分配、氮肥利用率及氮素在不同土层的分布。本试验条件下,甘蔗氮肥施用土层深度为20 cm、尿素施用量为5.0 g pot-1较为适宜。     

施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,设15N标记尿素2.5、5.0和7.5g/盆(相当于225、450和675kg/hm2)3个处理,采用网室盆栽试验方式,研究施氮水平对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素17.27%～27.28%来自施用的氮肥,72.72%～82.73%来自土壤和种茎;甘蔗氮肥利用率为34.21%～42.46%。随施氮水平提高,甘蔗干物质积累、氮素积累及来源于肥料氮素的比率显著增加,同时蔗叶对氮素的吸收利用呈上升趋势,但蔗茎对氮素的吸收利用呈下降趋势,氮肥利用率也显著下降。土壤碱解氮和硝态氮在各土层中的含量随施氮水平的提高而增加,且两者在0～20cm土层的积累明显大于20～40cm土层。本试验条件下,甘蔗氮肥施用为尿素5.0g/盆(相当于450kg/hm2)及土层深度为20cm较为适宜。     

不同施氮水平对冬小麦季化肥氮去向及土壤氮素平衡的影响

采用田间微区15N示踪技术,研究了冬小麦季化肥氮去向及土壤氮素平衡。结果表明,在供试土壤肥力水平和生产条件下,N 150 kg/hm2的施肥量已达到较高产量,再增加氮肥用量小麦产量不再增加。随着施肥量的增加,地上部吸氮量有所增加,氮肥的表观利用率和农学利用率持续下降,而生理利用率则表现为低—高—低的变化趋势。在低施氮条件下,小麦主要吸收土壤氮的比例高于化肥氮;在高施氮条件下,小麦吸收土壤氮的比例下降。冬小麦收获后,仍有26.7%4~0.6%的氮肥残留在0—100 cm土层中,17.4%2~4.8%的氮肥损失。残留在土壤剖面中的氮肥主要分布在表土层。随着施氮量的增加,土壤氮素总平衡由亏缺转为盈余;土壤根区硝态氮也由播前消耗转为在播前的基础上累加,两个小麦品种表现为相同的趋势。     

不同施氮方式对嘎啦苹果碳氮利用和产量品质的影响

以15年生嘎啦苹果/平邑甜茶为试材,采用C、N双标记技术,研究果实发育期不同施氮方式(传统一次性施氮、分次施氮和渗灌施氮,分别用ON、TN和IN表示)对苹果植株碳氮营养吸收、利用、分配、损失及果实产量和品质的影响。结果表明:至果实成熟期,苹果各器官Ndff值均为INTNON,新生器官间(果实、叶片和1年生枝)差异显著。植株全氮量和~(15)N吸收量均以IN处理最大,ON处理最低。与ON处理相比,TN和IN处理~(15)N利用率分别提高了41.63%和68.60%,而~(15)N损失率分别降低了10.60%和18.63%。各处理不同土层~(15)N残留量差异显著,0—40 cm土层~(15)N残留量为INTNON,60—120 cm土层趋势相反。TN和IN处理果实和贮藏器官(多年生枝、中心干和粗根)的~(13)C分配率均显著高于ON处理,而营养器官(叶片和1年生枝)的~(13)C分配率则以ON处理最高,IN处理最低。同时,在IN处理下,苹果产量、硬度、可溶性糖和糖酸比等品质指标均达到最高水平。综上,渗灌施氮通过降低氮素损失,显著促进植株对氮素的吸收利用,并优化光合产物在各器官间分配,从而最有利于苹果产量和品质的提高。     

不同施氮量对冬小麦田氮去向和气态损失的影响

该文研究氮肥对冬小麦田肥料氮素去向和气态损失的影响。通过布置田间微区试验,采用15N微区示踪技术和密闭室间歇通气法、密闭式静态箱法田间原位监测冬小麦氮肥的去向和气态损失。随着施氮量的增加,冬小麦产量和地上部吸氮量增加,但当施氮量高于150 kg/hm2时,产量出现降低的趋势,地上部吸氮比例也以土壤氮为主转变为肥料氮为主。4个施氮处理N75、N150、N225和N300的0-100 cm的土壤氮残留分别为32.6,26.8,34.7,40.6 kg/hm2。冬小麦田间土壤氨挥发排放总量随着施氮量的增加而增加,排放量在6.03～13.26kg/hm2之间,占施N量的5.4%～11.4%。N2O排放造成的氮素损失比例为0.08%～0.28%,苗期是冬小麦季N2O排放的主要时期。化肥氮在冬小麦当季作物吸收、土壤残留及损失量分别为37.2%～50.2%,26.7%～40.6%,17.4%～22.2%,且随着施氮量的增加而升高。在本试验条件下,150 kg/hm2是适宜的氮肥用量,产量最高,土壤氮残留最低,气态损失占肥料氮总损失的比例高于75 kg/hm2处理,但差异不显著(p0.05)。因此控制氮肥用量是提高氮肥利用率的一项关键措施。     

供氮方式对冬马铃薯氮肥利用效率及氮素去向的影响

以马铃薯费乌瑞它为试材,采用田间微区~(15)N示踪技术,研究施N量160kg·hm~(-2)全部基施(T1)、55%基施+45%在齐苗期追施(T2)、55%基施+30%在齐苗期追施+15%在现蕾期追施(T3)3种方式,对冬马铃薯氮肥利用效率及去向的影响。结果表明:马铃薯吸收的N约46%~52%来源于当季施用的氮肥,48%~54%来自土壤和种薯;肥料N利用率为35.16%~39.99%,残留率为47.71%~51.78%,损失率为8.23%~15.50%。3种施氮方式下,肥料N主要残留在0~15cm土层。随施氮时间后移,肥料N残留在0~15cm土层呈上升趋势,在15~45cm土层呈下降趋势。施氮方式对马铃薯干物质积累总量和块茎干物质积累量影响不明显,但T3肥料N利用率、肥料N残留率明显大于T1、T2。因此,综合经济效益和环境效益,T3施氮方式的效果较为理想。本研究为马铃薯氮素养分的有效管理提供了指导依据。     

华北平原玉米种植中施入氮肥的去向研究

为了定量研究玉米氮肥利用特性以及肥料氮的去向,设计了~(15) N标记微区控制试验,设置3个施氮水平:不施氮肥(对照)、低氮处理(120kg N/hm~2)和高氮处理(240kg N/hm~2)。结果表明:土壤中残留~(15) N量随施氮量增加而显著增加(P0.05)。在空间分布上,总体呈现出随土壤深度先下降后上升的趋势,高氮处理和低氮处理~(15) N累积量均以40—60cm和60—80cm土层最多,这两层残留~(15) N总量分别占总投入量的37.55%和18.99%。与对照相比,施氮处理均显著提高了玉米地上、地下生物量和籽粒产量以及各部分吸氮量。虽然高氮处理较低氮处理施氮量增加了1倍,但籽粒产量仅增加0.14倍。氮肥农学效率与氮肥表观利用率随着施氮量增加而显著降低。高氮处理和低氮处理中玉米对~(15) N标记氮肥的利用率分别为28.86%和31.15%,土壤氮残留率分别为50.42%和36.52%,当季进入地下水的比率分别为4.27%和0.68%,其他损失率分别为16.45%和32.33%。研究结果表明,施氮量为120kg/hm~2可有效增加玉米产量,同时提高氮肥利用率,减少土壤氮累积,减小氮肥施用产生的环境污染风险。     

施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用和氮素去向的影响

  【目的】  明确棉田施氮效应,为科学施氮提供理论依据。  【方法】  采用15N示踪法进行盆栽试验,以聊棉6号为材料,设N 0、2、4、6、8 g/pot (分别记作N0、N2、N4、N6、N8) 5个施氮量,研究施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用及氮素去向的影响。  【结果】  在收获期,随着施氮量的增加,籽棉产量先升高后降低,N2、N4处理籽棉产量和收获指数明显高于其他处理;干物质积累量和氮素吸收量增加,均以N8处理最大;氮肥农学利用率显著降低,而氮肥回收率则先升高后降低,以N4处理最大,其与N2处理差异不显著;棉株肥料15N吸收量显著升高,而15N回收率呈下降趋势;肥料15N残留量、15N损失量显著升高,15N残留率为21.87%～29.76%,15N损失率为17.68%～33.61%,与初花期相比,收获期15N残留量、15N损失量增加而15N残留率、15N损失率降低,花后对肥料15N吸收利用增强,15N回收率升高,15N残留率和15N损失率降低。棉株氮素来源于土壤氮的比例 (Ndfs) 为66.35%～81.87%,土壤氮素激发率为114.44%～125.86%,各施氮量间土壤氮素均产生正激发效应,且差异不显著。  【结论】  N2处理肥料15N回收率为58.65%、15N残留率为23.67%、15N损失率为17.68%,可在保证棉花高产基础上,减少氮肥投入,充分发挥土壤氮库的作用,提高氮肥吸收利用,降低损失,满足高产和环境友好的需求。     

移栽叶龄对水稻氮素吸收利用及~(15)N-肥料去向影响

利用15N示踪技术研究了不同叶龄移栽对水稻产量、氮肥吸收利用及其氮素去向的差异。结果表明,随移栽叶龄推迟,水稻产量显著降低,籽粒与秸秆氮肥吸收量、肥料利用率及其残留量也降低,而氮素损失增加。水稻所吸收的氮素约2/3来源于土壤氮,1/3来源于当季肥料施的氮。肥料利用率为20.8%~25.7%,氮肥残留率为17.9%~32.2%,有42.1%~61.3%的肥料损失。无论哪种叶龄移栽条件下,肥料主要残留在0~20cm土层中。研究表明水稻早栽能增加产量、提高肥料利用率,减少肥料损失,降低氮素对环境的污染。     

化肥氮对冬小麦氮素吸收的贡献和土壤氮库的补偿

  【目的】  小麦对氮素的吸收消耗了土壤氮库,土壤中残留的化肥氮则可补偿土壤氮库的消耗,综合考虑这两方面的影响,核算施氮量和秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【方法】  收集1980年以来国内报道的小麦15N示踪试验的研究结果,分析化肥氮和土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献,小麦当季氮吸收、化肥氮的去向、土壤氮库的盈亏分别与施氮量之间的关系,以及秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【结果】  施氮量与化肥氮对小麦当季氮吸收的贡献之间呈显著正相关 (P = 0.029),而与土壤氮的贡献之间呈显著负相关 (P = 0.031)。小麦当季氮素吸收源于土壤的比例约为2/3,源于化肥的比例约为1/3,追施氮对小麦氮吸收的贡献约是基施氮的1.5倍。施氮量与氮肥有效率 (氮肥利用率+氮肥残留率) 之间呈极显著负相关 (P = 0.004),而与氮肥损失率之间呈极显著正相关 (P < 0.001)。在秸秆不还田和还田条件下,小麦季土壤氮库的盈亏均与施氮量之间呈极显著正相关 (P ≤ 0.001)。  【结论】  在施氮量为N 60～500 kg/hm2时,小麦吸收的氮素1/3来自化肥,2/3来自土壤。冬小麦季化肥氮的3个去向为:地上部吸收、土壤残留和损失,其所占比例分别约为36%、33%和31%。在秸秆不还田和还田条件下,土壤氮库达到平衡的施氮量分别为N 308和233 kg/hm2。     

Influence of Unflooded Mulching Cultivation on Nitrogen Uptake and Utilization of Fertilizer Nitrogen by Rice

Abstract

Through unflooded mulching in field plots and ¹⁵nitrogen microplot tracer experiments, nitrogen (N) uptake of rice and N utilization have been studied compared with normal irrigation cultivation. The results showed that N uptake of unflooded rice and N derived from fertilizer (NDFF) of root, stem, and grain under mulching cultivation were lower than that under cultivation without mulching. However, the NDFF of rice under unflooded cultivation was higher than that under normal irrigation cultivation. The N utilization has been greatly enhanced under unflooded cultivation without mulching and unflooded plastic film cultivation with mulching as compared with normal irrigation. At the same time, there was no significant difference on the N uptake of unflooded rice among different ways of mulching cultivations. During the growth period of rice, no prominent differences were found in the soil residue, recovery, and N losses of fertilizer except the N uptake of rice between unflooded mulching and normal irrigation. The yield of rice under film mulching and straw mulching cultivation was higher than that of cultivation without mulching in the condition of unflooded cultivation, whereas the yield of rice under irrigation cultivation was higher than that under unflooded cultivation.     

不同秸秆还田方式下黑土玉米田肥料氮素去向

探究不同秸秆还田方式下肥料氮在连续两季作物系统中的去向，为黑土地保护下的氮肥管理提供重要依据。于2020—2021年在吉林梨树开展大田微区试验，设置无秸秆还田 (CK)、深翻还田 (DTS)、免耕覆盖还田 (NTS) 3种秸秆还田方式，每种方式下设置2个施氮水平：180 kg?hm-2(N1)和270 kg?hm-2(N2)。结果表明：当季和第二季玉米成熟期植株氮分别有38.0%~46.8%和12.9%~18.6%来源于15N标记氮肥。肥料氮当季平均利用、残留和损失率分别为32.4%~43.9%、32.8%~51.4%和13.2%~32.7%，秸秆覆盖配施适量氮肥 （180 kg?hm-2）处理下肥料氮当季利用率显著提高29.5%，而秸秆深翻还田则使肥料氮在土壤中的残留率显著增加18.2%。当季施用肥料氮仍有8.5%~14.9%被第二季玉米吸收利用，两季累积利用率达40.9%~58.8%，在高氮（270 kg?hm-2）下秸秆深翻还田显著提高肥料氮的第二季利用率及累积利用效率。综上，秸秆覆盖还田配施适量氮肥有利于提高肥料利用效率，而秸秆深翻还田更有利于高施氮量下土壤对肥料氮的保持，增加其被下季作物利用的机会，两者均能显著减少氮的损失。     

Substitution Effect of Pig Manure for Nitrogen Fertilizer on Nitrogen-Use Efficiency

Pot experiments using a ¹⁵N isotope technique were conducted to quantify the substitution effect of pig manure (PM) for chemical fertilizer (CF) nitrogen (N) on N-use efficiency. Treatments include a control, 100% CF N, 100% PM N, and portions of PM N (25?75%) substitution for CF N. With an increase portion of PM, N in wheat and maize plants derived from the CF (%Ndff) significantly (P < 0.05) decreased from 76.6 to 35.1% and 79.8 to 40.9%, whereas N derived from PM (%Ndfm) increased from 13.1 to 57.0% and 5.4 to 47.1%. Plant availability of PM N was equivalent to 33% and 28% of CF N for wheat and maize, and 10?17% and 12?20% of PM N were recovered by wheat and maize plants, respectively. The PM N could substitute for 33% CF N. Combinations of PM with CF did not improve N efficiency compared with equivalent rate of CF alone.     

不同类型氮肥与施氮量下夏玉米水、氮利用及土壤氮素表观盈亏

以两个夏播玉米品种为材料，研究了不同类型氮肥与不同施氮量下华北平原夏玉米的水分与氮素利用及土壤氮素表观盈亏．结果表明：（1）随施氮量增大．产量、耗水量及水分生产效率（WPE）增大，氮肥利用率（NUE）降低；（2）夏玉米WPE与NUE具有较明显的基因型差异。WPE郑单958较大。NUE农大108较大；（3）wPE与NUE均受到氮肥类型的影响．WPE郑单958复合肥〉普通尿素〉包膜尿素．农大108处理间差异较小，以复合肥略大，普通尿素和包膜尿素相当。与普通尿素相比，包膜尿素与复合肥利用率较高，郑单958施N90kg／hm^2与农大108施N180kg／hm^2时，两者对NUE的提高尤为明显；（4）本试验条件下，经过夏玉米生长季，两品种各处理均出现土壤氮素表观亏缺，亏缺量随施氮量增大而降低，各条件下郑单958亏缺量较农大108大；氮肥类型间土壤氮素表观亏缺量表现为复合肥〉包膜尿素〉普通尿素。     

高肥力土壤冬小麦生长季肥料氮的去向研究 Ⅰ.冬小麦生长季肥料氮的去向

用15N示踪微区试验研究了常规灌溉和磷钾供应充足的条件下 ,冬小麦生育期肥料氮的去向。结果表明 ,冬小麦对肥料氮的吸收随施氮量的增加而显著增加 ,收获期冬小麦吸收肥料氮占总吸氮量的比例 45% ,吸收土壤氮占 55%。氮肥在整个作物 土壤体系中的回收率随施氮量的增加而显著减少 ,损失量增加。施氮量为 1 2 0kgN hm2 时 ,氮肥的损失率只有 9% ,在作物中的回收率为 45% ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的残留率为 45% ;施氮量为 3 60kgN hm2 时 ,氮肥的损失率为 55% ,在作物中的回收率为2 3 % ,在 0～ 1 0 0cm土壤中的回收率为 2 1 %。残留肥料氮以NH4 N存在的数量很少 ,以NO3 N存在的数量随施氮量的增加而显著升高 ,低量施氮时以有机结合态存在的数量远远高于前两种形态 ,但在高量施氮条件下 ,以有机结合态存在的比例与NO3 N相当。肥料氮在 0～ 1 0 0cm土壤各层次中均有残留 ,随着深度的增加 ,残留量减少。从整体上看 ,肥料氮在收获时往下移动超出 1 0 0cm土体。     

土壤供保氮能力决定稻田氮肥增产效果和利用率

黑龙江五常和江苏常熟分属我国东北和华东单季稻区优质粳米的代表性产地,但五常维持水稻高产所需氮肥投入量通常远低于常熟而其增产效果优于常熟。由于两地水热条件、作物品种、农田管理和土壤类型均不同,究竟是何原因导致这种区域差异尚不清楚。为探究土壤因素的影响,在两地稻田分别取黑土型水稻土(BS)和乌栅土(WS),设不施氮(CK)、低氮和高氮(N 150和300 kg·hm^-2标记尿素)处理,开展盆栽试验,比较水稻产量、氮肥利用及总损失的土壤差异,并结合室内淹水矿化培养试验,研究两种水稻土氮素矿化特征。结果发现：在相同气候和水稻品种及管理条件下进行的盆栽试验中,各处理水稻产量、氮肥增产效果及地上氮素吸收累积量BS均优于WS,差值法氮肥利用率BS较WS高出20.0～28.7个百分点,然而¹⁵N示踪法氮肥利用率BS却仅较WS高5.56～8.01个百分点。尽管施氮后水稻吸收土壤氮均增加,但BS土壤来源氮增量较WS高95.0%～215%。根据CK和相应施氮处理水稻地上部土壤来源氮差值可计算土壤氮素表观激发量在BS为173～354 mg·pot^-1     

应用~(15)N示踪研究设施蔬菜对氮肥的当季利用

在设施栽培条件下,采用田间多点位微区试验,研究莴苣、芹菜和生菜3种蔬菜氮肥的当季利用与损失。结果表明:3种蔬菜氮肥施用量在习惯施氮量的基础上减少25%,氮肥当季利用率增加,植株总吸氮量中来自于氮肥的比例降低。经过莴苣、芹菜和生菜一季的吸收,0～20 cm土层氮肥残留显著高于20 cm以下各土层当季氮肥残留。在莴苣种植系统中氮肥有23.90%～31.15%损失,在芹菜种植系统中氮肥有18.69%～27.71%损失,生菜种植系统中氮肥损失低于15%。     

施用涂层尿素对水田土壤氮去向及其利用率的影响

采用水稻盆栽试验方法,研究施用涂层尿素对水田土壤氮的挥发、土壤残留、水稻吸收三个去向及其氮素利用率的影响。研究结果表明:施用涂层尿素可显著抑制NH3和NOX挥发损失,NH3和NOX挥发量之和的减少幅度为22.1%~24.8%;使土壤中全氮含量增加,增加幅度为1.9%~2.1%。等氮用量条件下,施用涂层尿素可极显著提高氮素利用率,其提高幅度随施用量增大而减小;使水稻经济产量显著增加,中用量和高用量水平处理经济产量增加幅度分别为21.8%和21.5%。说明施用涂层尿素不仅能提高水田土壤氮素利用率,而且可减轻生态环境污染。