氮肥运筹对黄壤坡耕地作物产量和土壤无机氮累积量的影响

通过3年田间试验,探索贵州黄壤坡耕地玉米-小麦间套作体系作物增产、环境友好的适宜氮肥施用量。本研究设置6个小麦氮肥用量(N 0、90、120、150、180和240 kg/hm~2)和6个玉米氮肥用量(N 0、146、195、244、293和390 kg/hm~2),分别用N0、N1、N2、N3、N4、N5表示。结果表明:玉米在0～146.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过146.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米在0～243.25kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过243.25 kg/hm~2的施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。小麦在0～150 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量和植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过150kg/hm~2施氮量,籽粒产量和植株氮素累积量呈下降的趋势。玉米-小麦间套作在0～236.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过236.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米-小麦间套作在0～315 kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过315 kg/hm~2施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。3年试验周期内氮素利用率较低,不超过25%;土壤中残留无机氮随着施肥量的增加而增加,并以NO3--N为主,100 cm土体累积的NO3--N与周年施氮量呈正相关(R2=0.746 3)。N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的0～100 cm土体累积无机氮分别为275.5、301.5、292.1、366.5、431.2、616.9 kg/hm~2,N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的耕层土壤无机氮占100 cm土体内土壤无机氮的比例分别为18.1%、19.0%、27.3%、26.2%、33.9%、22.1%。耕层无机氮表聚效应较弱,而土体累积无机氮含量较高。当每年施氮量为225.6～264.6 kg/hm~2时,籽粒产量为3 784.8～3 888.2 kg/hm~2,NO3--N积累量在217.5～228.9 kg/hm~2,增施氮肥,有利于籽粒增产,土壤NO3--N积累量平均增速为0.29 kg/kg,是贵州黄壤坡耕地麦-玉间套作体系氮肥适宜施用量,更有利于黄壤区农业的可持续发展。     

紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响

为综合评价紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响,筛选紫云英等量翻压条件下,较适宜的施氮水平,以冬闲常规施氮[150 kg(N)?hm~(-2)]处理为对照,在翻压紫云英22 500 kg·hm~(-2)条件下,设置90 kg(N)·hm~(-2)、120 kg(N)·hm~(-2)、150 kg(N)·hm~(-2)和180 kg(N)·hm~(-2) 4个施氮水平,研究紫云英和施氮量对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响。结果表明:紫云英与氮肥配施各处理的干物质积累量均高于对照,其中紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)的干物质积累量最多,分别达9.65 t?hm~(-2)和9.97 t?hm~(-2),比对照分别增加11.18%和14.86%。各处理在水稻播种—分蘖期及抽穗—灌浆期干物质积累量较大,占成熟期干物质量的19.26%~24.77%和45.23%~52.75%,这两个生育阶段是干物质主要积累时期。紫云英与氮肥配施各处理的氮素积累量均高于对照,增幅为6.95%~18.68%。氮素干物质生产效率和氮收获指数均以紫云英配施90 kg(N)·hm~(-2)处理最高,比其他处理分别增加3.94%~14.08%和6.65%~14.90%。紫云英配施氮肥有利于提高早稻的干物质积累量和氮素利用率,其中以紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)效果较优,可实现减氮增效目的,是较理想的施肥模式。     

花生补灌条件下施氮对土壤氮素吸收与转化的影响

为提高辽西地区花生产量和水氮利用率,本文以‘白沙1016’为对象,采取裂区试验,主区为雨养(W0)和测墒补灌(W1)两种灌溉模式,子区为0 kg·hm~(-2)(N0)、40 kg·hm~(-2)(N1)、60 kg·hm~(-2)(N2)和80 kg·hm~(-2)(N3)4个施氮水平,研究施氮对测墒补灌条件下花生干物质积累和氮素积累及分配的影响。试验结果表明:在雨养和测墒补灌条件下,花生成熟期的单株干物质量分别为64.66~74.92 g和71.65~92.81 g,以W1N3处理最高,W0N0最低,且随施氮量呈现二次曲线变化趋势。花生植株氮积累量随施氮量变化趋势与干物质量一致,W1N2较其他处理显著提高了氮素积累量、产量和水分利用效率。测墒补灌优化了花生植株中氮素的分配,延长了叶片氮素积累时长,同时提高了叶片氮素向荚果的转移量,继而相对雨养处理显著增加了花生荚果氮积累量所占植株氮积累总量的比重(氮收获系数)2.13%、氮肥农学利用率78.57%、氮肥表观回收率25.90%。花生收获后,土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层内,占0~60 cm土层的77.75%,且累积量随着施氮量的增高而增加,但补灌会使土壤硝态氮下移造成硝态氮淋失。因此,综合考虑水氮利用效率,在辽西半干旱地区推荐W1N2为适宜花生生产水氮管理,其产量、水分利用效率和灌溉水利用效率最高,分别为6 485.03 kg·hm~(-2)、2.02 kg·m~(-3)和10.21kg·m~(-3)。     

减氮配施控释尿素对水稻产量和氮肥利用的影响

以释放期为60~90 d的控释尿素为试验材料,2015年在广东省台山市和翁源县开展大田试验,研究在全量施氮[195 kg(N)·hm~(-2)]、减氮20%[156 kg(N)·hm~(-2)]和减氮40%[117 kg(N)·hm~(-2)]条件下,常规分次施肥(CF)、配施控释尿素氮占25%一次性施用(25%CRU)和配施控释尿素氮占50%一次性施用(50%CRU)对水稻生长、产量及氮肥利用率的影响,为控释尿素在水稻生产上的推广应用提供参考。结果表明,在水稻营养生长阶段,不同施氮处理的每兜分蘖数基本一致,叶片SPAD值随施氮量增加略有提高。随着施氮量增加,水稻产量先提高后降低,当施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)时,水稻产量最高。等氮条件下,25%CRU、50%CRU和CF处理的水稻籽粒产量基本一致;不同施氮处理的稻谷和稻草氮素吸收累积量无显著差异。水稻氮素吸收累积量随着施氮量的增加而增加,而氮肥偏生产力和氮收获指数逐渐降低。等氮条件下,25%CRU和50%CRU处理的氮肥农学效率、氮肥生理利用率均显著高于常规施肥处理(P(27)0.05),两地平均增幅分别为14.99%、17.23%和98.22%、57.44%。当施氮量为195 kg(N)·hm~(-2)时,25%CRU和50%CRU处理的氮收获指数较常规施肥处理(CF)提高6.99%和6.69%,其中台山试验点的增幅达到显著水平(P(27)0.05)。117 kg(N)·hm~(-2)处理的土壤碱解氮含量显著降低(P(27)0.05)。25%控释氮肥掺混一次性施用施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)的施肥处理,其产量和氮肥利用效率在台山和翁源两个试验点均较高,在广东省双季稻区可实现水稻增产稳产,显著提高氮肥利用率,并维持土壤肥力,是一种较优的氮肥运筹模式。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式,通过田间小区试验,研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明:施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响,成株率与产量之间呈显著正相关,施氮量180 kg N·hm~(-2)条件下,尿素分次施用处理(N180)和控释尿素一次性施用处理(CRU180)在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm~(-2)、尿素分次施用处理(N240)角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加,籽粒分配比例减少,氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低,籽粒产量不增反降,较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中,N180处理产量最高,较其他施氮处理显著增产7.53%～82.15%。施氮量180 kg N·hm~(-2)条件下,相比尿素一次性施用处理(U180),CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%,籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%,氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%,氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%,氮素生理效率增加0.74%和9.13%,氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看,合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量,进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm~(-2),尿素分次施用和控释尿素一次性施用,均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势,建议采用控释尿素一次性基施。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

施氮对小麦产量和氮素径流损失及氮肥投入阈值的研究

为明确巢湖流域小麦季氮肥投入阈值,在连续3年田间试验条件下,研究了(2012—2014年)不同氮肥水平下(N0、N1、N2、N3、N4、N5分别为0,157.5,210.0,262.5,310.0,420.0kg/hm~2)小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失;同时,利用回归方程模型对其间的相关关系进行拟合。结果表明:(1)与不施氮肥相比,施用氮肥可不同程度提高小麦产量,其中以N3处理增加的比例最大,为64.8%。利用二次函数分析,当施用氮肥超过290.9kg/hm~2时,小麦产量下降。(2)植株氮素累积量和氮肥利用率随施氮量的增加均呈先上升后下降的趋势,当实际施氮量为296.6kg/hm~2时,小麦地上部植株氮素积累量最高;当施氮量为158.5kg/hm~2时,氮肥利用率最高。(3)随着施氮量的增加,土壤中无机氮的残留量(0—20cm)和氮素的径流损失逐渐升高,但是在310.0kg/hm~2之前累积量无显著变化,当施氮量达到420.0kg/hm~2时,土壤中无机氮的残留量及氮素的径流流失变化明显,累积量平均达67.0kg/hm~2,流失量平均达8.3kg/hm~2。因此,施氮量过高时,会增加土壤无机氮残留及氮素径流损失的风险,对环境造成污染。结合巢湖地区土壤肥力条件,综合考虑试验施肥处理、施氮量对小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失因素,提出适宜巢湖地区的氮肥投入阈值为157.5~262.5kg/hm~2。     

施用腐植酸对夏玉米产量、氮素吸收及氮肥利用率的影响

为了探究腐植酸与无机肥料配施对夏玉米产量、氮素吸收及氮肥利用率的影响,于2014年始在河南省南阳市卧龙区英庄镇开展田间定位试验,共设置单施磷钾肥、常规施肥、常规施肥+3 000kg·hm~(-2)腐植酸、常规施肥减氮15%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸、常规施肥减氮30%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸等5个处理,分析不同氮肥运筹下夏玉米产量和氮肥利用的特征。结果表明,施用腐植酸可以有效改善夏玉米的农艺性状,提高夏玉米的产量,促进植株对氮素的累积和提高氮肥的利用率。其中,以常规施肥减氮15%+腐植酸处理效果最佳,与常规施肥相比,产量增加8.68%~12.96%,籽粒氮含量、籽粒氮累积量、地上部总氮累积量分别增加2.83%~3.92%、11.75%~19.74%、8.83%~19.41%,氮肥利用率增加52.00%~116.55%。因此,常规施肥减氮15%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义,是值得推荐的肥料运筹方式。     

氮肥施用和地膜覆盖对旱作春玉米氮素吸收及分配的影响

【目的】通过田间试验探究黄土旱塬氮肥施用和地膜覆盖对春玉米干物质累积、产量和氮素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2016年和2017年在中国科学院水利部水土保持研究所长武黄土高原农业生态试验站进行。该站位于陕西省咸阳市长武县洪家镇,地貌为高原沟壑区,地带性土壤为黑垆土,供试作物为春玉米。试验采用裂区设计,主区为地膜覆盖和不覆盖,副区为4个施氮水平(0、100、250和400 kg/hm^2)。在玉米六叶期(V6)、十叶期(V10)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6) 5个时期采集植株样品,测定生物量并按照需要分为不同部位测定植株全氮含量。【结果】1)氮肥施用和地膜覆盖显著提高春玉米籽粒产量,地膜覆盖条件下氮肥提高春玉米籽粒产量效果更显著。地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理春玉米籽粒获得高产,产量达12.8～16.4 t/hm^2,两个施氮量间春玉米籽粒产量差异不显著;不覆盖条件下,施氮量400kg/hm^2处理春玉米籽粒产量显著低于250 kg/hm^2处理。2)氮肥施用和地膜覆盖及二因素互作显著提高春玉米花前和花后氮素累积量,二因素互作对春玉米花后氮素和干物质累积作用较花前更大,地膜覆盖条件下施氮处理花后氮素和干物质累积量比例分别为51.5%～54.9%和51.1%～59.9%,为春玉米籽粒产量提高奠定物质基础,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得高的花前和花后氮素和干物质累积量,但施氮量400 kg/hm^2处理的氮素和干物质累积量与施氮量250 kg/hm^2处理的均差异不显著。3)由于氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高花前氮素累积和促进花后的生长发育,二因素协同促进春玉米营养器官氮素转移量,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理均能有效促进花前储存更多的氮素向籽粒转运,提高花后期氮同化量,促进籽粒产量的提高。相同覆盖条件下,施氮量400 kg/hm^2处理营养器官氮素转移量与施氮量250 kg/hm^2差异不显著。4)地膜覆盖显著提高相同施氮量下氮肥农学效率和氮肥偏生产力;地膜覆盖和氮肥用量及二因素互作显著提高氮收获指数,地膜覆盖条件下,施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得较高的氮收获指数,氮收获指数达65.1%～75.4%,但施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理氮收获指数差异不显著。【结论】在该试验条件下,氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高春玉米花前和花后的氮素吸收和干物质累积,但二因素互作对春玉米花后氮素吸收和干物质累积影响更大,从而促进了营养器官氮素转移,提高了春玉米产量和氮收获指数。     

氮肥减量后移对玉米产量和氮素吸收利用及农田氮素平衡的影响

田间试验研究了不同土壤氮素供应水平和底追比例对玉米籽粒产量、土壤硝态氮和农田氮素平衡的影响.与农民习惯施肥(N 240 kg·hm-2,基肥和大喇叭口追肥为1∶2)相比,氮肥减量10％(N 216 kg· hm-2)和20％ (N 192kg·hm-2)处理的玉米产量并没有降低,而氮肥利用效率显著增加.氮肥减量后移可使耕层无机氮供应较好地与作物吸收同步,降低收获期0～100 cm土层的硝态氮积累,减少氮素的田间表观损失,提高氮肥利用效率.在本试验条件下,氮肥减量20％(N 192 kg·hm-2),基追比例1∶3∶1处理的植株产量、地上部植株氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率均较高,0～100 cm土层未出现硝态氮明显累积,氮素表观损失量最少,是最佳施氮运筹模式.     

基于土壤氮素平衡的氮肥推荐方法——以水稻为例

基于土壤氮素平衡提出了一种新的氮肥推荐方法——氮素归还指数法,并以水稻为例介绍了其实施过程。经江苏省太湖地区和里下河地区45个水稻田块的举例推荐,用肥料效应函数法推荐的最佳经济施氮量(OENR)、氮素归还指数法推荐的氮素归还施氮量(RNR)和理论施氮量法推荐的理论施氮量(TNR)分别平均为N 246.8±42.5、216.9±27.3和176.9±22.3 kg hm-2。氮素归还指数法可不经过田间试验实现以目标产量为唯一变量的氮肥推荐,但在区域氮素净损失率能否保持相对稳定、长期实施氮素归还施氮量能否使土壤不致产生氮素盈余等方面仍需进一步研究。     

施氮量对氮高效水稻种质4007的氮素吸收、转运和利用的影响

田间条件下,以当地水稻品种武运粳15(WJ15)为对照,对氮高效水稻种质4007在不同施氮水平(0、100、150、200和250 kg hm-2)下的氮素吸收、累积、转运、产量及氮肥利用率进行了研究。结果表明施氮量显著促进水稻各生育期地上部氮素的累积,水稻从分蘖盛期到拔节期植株氮素累积量最大,占总生育期的32.7%～41.6%。当施氮量从0增加至250 kg hm-2,水稻种质4007的氮素转运量的从72.0上升至104kg hm-2,氮素转运率从66.2%下降至51.3%;而WJ15的氮素转运量从57.0上升至96.5 kg hm-2,氮素转运率也从57.1%下降至46.8%。籽粒中的氮素65.3%～87.6%来自营养器官的转运,仅12.4%～34.7%是后期从土壤吸收所得。由于较高的收获指数(HI)和氮收获指数(NHI),水稻种质4007的平均氮肥表观回收率(REN)和氮肥农学利用率(AEN)分别较品种WJ15高出24.5%和95.6%。本试验结果还显示4007和WJ15的适宜施氮量分别是150 kg hm-2和200 kg hm-2,此时,水稻可维持较高的产量和保持较高的氮肥利用率。     

Extraction of nitrogen from soils

Summary A roller bed and rotary end-over-end shaker were compared for the extraction of mineral N from a variety of soil types; both were equally efficient with an optimum extraction time of 30 min. However, the roller bed permitted a greater operational capacity, a faster throughput of samples, and easier identification of sample bottles compared with the end-over-end shaker. More NH₄ ⁺-N and NO₃ ^–-N (P<0.001) was recovered from soil by 2 M KCl than by any other extractant, in a soil: extractant ratio of 1 to 5 (w:v), except water, which was equally efficient at removing NO₃ ^–-N from soils.     

覆膜滴灌条件下氮肥运筹对玉米氮素吸收利用和土壤无机氮含量的影响

为解决吉林省半干旱区覆膜滴灌条件下合理施氮问题,通过两年(2016—2017年)田间试验,研究了覆膜滴灌等氮量投入条件下,不同运筹模式(N1:100%基肥;N2:50%基肥+50%拔节肥;N3:30%基肥+50%拔节肥+10%大口肥+10%开花肥;N4:20%基肥+30%拔节肥+20%大口肥+20%开花肥+10%灌浆肥)对春玉米产量、氮素利用效率、关键生长节点氮素积累特征以及生育期内土壤无机氮含量变化和氮素平衡的影响。结果表明,分次施氮各处理(N2、N3、N4)玉米产量显著高于100%基肥处理(N1),其中N4处理玉米产量最高,较N1处理分别提高22.44%(2016年)和35.31%(2017年)。与N1处理相比,N2、N3、N4显著提高了玉米氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力,提高幅度依次为52.02%~83.21%、63.69%~120.78%、11.85%~22.46%(2016年)和92.44%~129.38%、127.23%~203.09%、22.10%~34.01%(2017年),且均以N4处理最高。施氮显著提高了玉米拔节期至成熟期氮积累量,其中开花期至成熟期氮积累量以N4处理最高。与N1处理相比,N2、N3、N4提高了玉米开花期至成熟期0~20 cm土壤无机氮含量,并降低成熟期40~100 cm土壤无机氮含量。土壤-作物系统氮素平衡中,N2、N3、N4处理较N1处理显著降低了氮素表观损失量,其中N4处理氮素表观损失量最低。综上所述,在本试验条件下,总施氮量210 kg·hm-2时,20%基肥+30%拔节肥+20%大口肥+20%开花肥+10%灌浆肥为该区域覆膜滴灌条件下氮肥最佳运筹模式。     

不同施氮水平下不同氮利用效率小黑麦植株氮素积累分配特性

采用土培盆栽试验,以小黑麦氮高效利用品种‘Clxt82’、‘PI429186’和氮低效利用品种‘Clxt74’为材料,研究0(不施氮)、0.033 g(N)·kg-1(低氮)和0.066 g(N)·kg-1(正常氮)3个不同施氮水平下,各生长时期氮素在器官间和器官内不同功能性氮素分配的特性。结果表明:氮高效利用品种在氮素不足的条件下优势更明显,抽穗期高效利用品种和低效利用品种间生物量的差异随施氮量的增加而减小,在不施氮、低氮和正常供氮时‘Clxt82’、‘PI429186’地上部生物量分别为‘Clxt74’的1.55倍、1.19倍、1.06倍和1.79倍、1.35倍、1.30倍。不同生育时期,小黑麦氮积累量均随施氮量的增加而显著增加,低氮和正常供氮处理,在分蘖期、拔节期氮高效利用品种氮积累量均显著高于低效利用品种,而在抽穗期差异则不大。随施氮量的增加,氮素在叶片和穗部的分配比例减小,在茎的分配比例增大;分蘖期和拔节期,氮高效利用品种茎中氮素分配比例小于低效利用品种,叶片氮素分配比例则大于低效利用品种。抽穗期氮高效利用品种穗部氮素分配比例大于低效品种,而叶部则相反。各生育时期各器官不同形态氮素含量总体上随施氮量的增加而增加。不施氮和低氮处理,拔节期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.31倍、1.76倍和1.12倍、1.35倍,而结构性氮含量则是低效品种的86.12%、64.01%和80.82%、71.51%;抽穗期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.01倍、1.11倍和1.04倍、1.13倍,结构性氮含量为低效品种‘Clxt74’的74.99%、63.08%和75.78%、62.84%;各时期品种间功能性氮素含量差异不大。低氮条件下氮高效利用品种通过降低结构性氮素含量、增加营养性氮素含量来满足氮素的利用和体内循环。     

不同氮效率水稻生育后期氮素积累转运特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,通过15N标记的氮肥盆栽试验精确定量不同氮效率的水稻齐穗后氮素积累和转运量。结果表明,无论在何种施氮水平下,氮高效水稻(南光和武运粳)的籽粒产量均显著高于氮低效水稻Elio;不同氮效率水稻在齐穗期和齐穗后15天时干物质积累量差异不显著,但在成熟期时氮高效水稻的干物质积累量显著高于氮低效水稻,增幅约为16·4%;与干物质积累相对应的是,不同氮效率水稻的氮素积累量在齐穗期和齐穗后15天也没有差异,但在成熟期时氮高效基因型水稻武运粳和南光的氮素积累量较氮低效基因型水稻Elio高约31%和21%,差异显著。15N标记试验结果可以看出,氮低效水稻Elio齐穗时吸收的一部分15N移出了植株体,其占15N转运量的11%。从齐穗至成熟,氮低效水稻Elio从茎叶转移出的15N量(2·75mg穴-1)远远低于氮高效水稻武运粳(3·54mg穴-1)和南光(3·22mg穴-1),差异显著。氮高效水稻武运粳和南光从茎叶转移出的15N量约占籽粒所需N量的91%和85%,而从土壤中吸收的15N量约占9%和15%。综上所述,氮高效、低效水稻氮素积累和转运特征的差异主要表现在齐穗期以后,氮高效水稻具有强的氮素吸收或者转运能力,以满足籽粒形成期植株对氮素的利用。     

淮河流域农业生态系统中地下水体氮源追溯

淮河流域地下水体中的氮污染问题一直以来备受关注。为了从源头追溯氮污染物的来源,本文通过清单法收集淮河流域2002—2017年期间35个地级市的农业统计资料,首先构建基于化肥施用氮、人畜粪便返田氮、生物固氮、大气沉降氮、种子带入氮、秸秆带入氮为输入项和作物收获氮、反硝化脱氮、氨挥发脱氮为输出项的氮平衡模型,估算进入淮河流域农业生态系统内的氮盈余量和强度;然后利用氮盈余量与淋滤系数构建氮淋滤模型定量估算氮淋滤到地下水体中的量。研究发现：2002—2017年间淮河流域农业生态系统中氮年均输入量为1 005.01万t·a^-1,化肥施用氮是最大的氮输入源,占总输入量的52.76%;淮河流域农业生态系统中氮年均输出量为706.43万t·a^-1,作物收获氮在氮输出中所占的比例最大,达87.29%。随着时间的增加,氮盈余量和强度逐步降低。本次从地级市角度计算的氮源强度和其时间变化规律与以往从流域角度计算的氮源强度和其时间变化规律相差不大,保证了结果的准确性。从地区上分析,河南省各地级市的氮源强度最高,山东省和安徽省各地级市的最低。2002—2017年间,淮河流域农业区氮盈余量淋滤进入地下水中的氮污染物总量为26.22万~41.71万t·a^-1,淋滤进入到地下水体中的氮污染物平均量为31.41万t·a^-1,其中2006年最高。较大的氮淋滤值对水体环境造成了较大的污染负荷。采用SPSS 21.0中用F统计量和皮尔森相关系数（ρ）对地下水中的实际氮污染物浓度与估算值间的氮污染物量进行相关性检验,最终通过显著性检验且相关系数达到0.517,证实了本次模型选择的准确性。本文研究表示,2002—2017年淮河流域农业生态系统中地下水体中氮的来源主要为化肥输入,最主要的输出途径为作物收获,污染最严重年份为2006年,为解决农业面源污染问题提供了重要的前期资料,对地下水中氮污染的防控具有重要的现实意义。     

氮足迹研究进展

自19 世纪工业革命以来, 由于氮肥施用、化石燃料燃烧等人类活动带入全球生态系统的活性氮逐年增加。这些流入生态系统的活性氮造成了严重的环境问题, 例如水体富营养化、地下水硝态氮污染、平流层臭氧层破坏等。氮足迹模型是在全球活性氮污染日趋严重的背景下提出的。氮足迹研究在定量评价人类生产生活方式对活性氮排放的影响, 调整人类的生产生活方式, 减少活性氮危害等方面有重要的理论价值与实践意义。近年来, 氮足迹的研究日益受到西方各国科学家的关注, 其中已有少量相关研究发表。相比较而言, 国内科学界对氮足迹研究的关注还不多, 目前为止还没有有关氮足迹研究的文献资料。本文综述了氮足迹的概念、研究意义、主要模型方法、国外研究进展以及未来研究热点。并指出氮足迹计算模型的改进与发展、主要活性氮在氮足迹计算中的权重以及活性氮污染严重区域或国家的氮足迹评价将是未来氮足迹研究的热点。     

春玉米产量、氮素利用及矿质氮平衡对施氮的响应

通过在辽宁省昌图县的田间试验,研究了不同施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg hm-2)对春玉米产量、氮素利用及农田矿质氮平衡的影响。结果表明:春玉米产量随施氮量增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg hm-2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量增加先增加后降低,在施氮量180 kg hm-2时达到最大,为27.95%。随着施氮量增加,氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮素偏生产力均显著降低,而氮肥生理利用率和氮肥表观残留率均先增加后降低,这与氮肥表观损失率的变化正好相反。作物吸氮量随施氮量增加而显著增加,氮盈余主要以土壤残留为主,表观损失在氮盈余中的比例虽小,但随着施氮量增加而明显增加。低量施氮(<180 kg hm-2)主要引起土壤矿质氮残留量的显著增加,而高量施氮(240 kg hm-2和300 kg hm-2)主要引起土壤氮素表观损失量的显著增加。在本试验条件下,合理施氮量应控制在180～209 kg hm-2左右。     

不同氮效率花生品种氮素累积与利用特征

氮是花生(Arachishypogaea)生长发育必需的大量元素之一,明确不同品种氮素利用特点,可为花生氮高效品种筛选、培育及节氮栽培提供依据。桶栽条件下,利用15N示踪技术,测定了19个花生品种产量、植株氮含量、氮素积累量及3种氮源供氮量等指标,并以供试品种的产量及氮效率平均值为基准,将品种划分为高产氮高效、高产氮低效、低产氮高效和低产氮低效4种类型,分析了4种类型品种氮素累积与利用特征。结果表明:1)不同类型花生品种氮效率存在较大差异,氮高效型品种荚果氮效率平均为25.0 kg·kg?1,比氮低效型品种平均值高13.6%。2)营养体氮含量中等的品种有利于产量和氮效率同时提高,生殖体和整株氮含量不同类型品种间差异不大;在植株有足够氮积累的前提下,提高氮向生殖体的分配比例是高产氮高效品种的基本特征。3)不同类型花生品种土壤氮和肥料氮供氮水平与氮效率一致,根瘤供氮水平与氮效率因品种产量水平而异;当氮效率相近时,根瘤供氮水平高,有利于产量形成;氮高效型土壤供氮比例略高于低效型,根瘤供氮比例与土壤供氮比例相反,土壤氮与根瘤氮有较好的补偿效应;不同类型品种肥料供氮比例相差不大。4)不同类型品种产量和氮效率与氮肥利用率和氮肥偏生产力高度一致,而不同类型品种间氮素生物效率差异较小。综上,不同类型花生品种产量和氮效率存在显著差异,选育产量和氮效率双高的品种不仅必要,而且可行,是未来花生节氮栽培的有效途径之一。