腐植酸尿素对玉米产量及肥料氮去向的影响

【目的】研究腐植酸尿素对玉米干物质量、籽粒产量及肥料氮去向的影响,以期为传统尿素产品的提质增效及新型腐植酸尿素肥料的研制提供理论与实践依据。【方法】以玉米品种郑单958为供试作物,以自制的腐植酸尿素为供试肥料,运用15N同位素示踪技术,开展土柱栽培试验,设置不施氮肥对照 (CK)、普通尿素 (U) 和腐植酸尿素 (HAU) 3个处理,所有肥料均作为基肥一次性施入土柱0—30 cm土层。玉米成熟后,采集植株地上部样品进行考种,同时,分别测定玉米叶片、茎秆、苞叶、穗轴、籽粒的干物质量、氮素含量和15N丰度;分别采集0—15 cm、15—30 cm、30—50 cm、50—70 cm、70—90 cm土层的土壤样品,测定其氮素含量和15N丰度。【结果】各处理玉米植株地上部及各器官 (苞叶除外) 干物质量由低到高为CK < U < HAU,而玉米各器官的干物质量占该植株地上部干物质总量的比例在不同处理下的差异均未达到显著性水平;与U处理相比,HAU处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;玉米籽粒产量构成的分析结果表明,不同处理玉米穗粒数差异显著 (P < 0.05),而百粒重却无显著差异。同时, HAU处理玉米对氮素和肥料氮的吸收量分别比U处理高0.989 g和0.072 g,提高了氮肥利用率4.8个百分点;各处理氮素和肥料氮在各器官的分配均表现为苞叶、穗轴 < 茎秆< 叶片 < 籽粒,籽粒总氮和肥料氮的吸收量分别占整个植株地上部总吸收量的65.7%～74.2%和58.6%～60.5%;从氮素来源分析,各器官所吸收的肥料氮仅占该器官氮素总吸收量的13.3%～30.9%。另外,不同施氮处理对土壤中肥料氮的总残留量影响不显著,但HAU处理肥料氮在施肥层 (0—15 cm) 的残留量显著高于U处理 (P < 0.05)。HAU处理肥料氮的损失率为34.9%,低于U处理5.1个百分点。【结论】供试条件下,施用腐植酸尿素能够增加玉米干物质量和籽粒产量,促进玉米对肥料氮的吸收,减少肥料氮向下层土壤的淋溶,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。     

黄泛区潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮去向

在田间条件下,用~(15)N标记的微区试验法研究了潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮的去向。结果表明:土壤中尿素水解后,主要进行硝化和生物固定,而被粘土矿物固定的量很少;小麦返青后,随着气温上升,生物固定的标记氮不断分解,其量可达总生物固定量的60％。作为基肥条施的尿素,其损失略高于作返青肥或拔节肥表施后随即灌水的处理。氮素损失主要发生在春季气温回升后的生长期间,当季的淋洗损失极微。在较为适宜的用量和施用技术下,化肥氮的损失仍达33—45％,其中以碳酸氢铵为最高,次为硫酸铵和硝酸铵,而尿素和硝酸铵中的硝态氮损失最低。     

坡缕石包膜对尿素氮行为的影响

采用静态吸收和土柱淋溶试验方法,分析对比了3种不同用量坡缕石包膜尿素与普通尿素施入土壤后对尿素氮行为的影响,结果表明:在土壤中施用坡缕石包膜尿素较普通尿素减少10.38%～26.24%的氨挥发损失,减少5.88%～27.74%的氮素(NO3--N+NH4+-N)淋溶损失,20%的坡缕石包膜尿素能显著提高土柱土壤NH4+-N含量,3种坡缕石包膜尿素都能极显著提高土柱土壤NO3--N含量.坡缕石包膜后能减少尿素氨的挥发,降低NH4+-N和NO3--N的淋失,提高土壤NH4+-N和NO3--N含量,以20%的坡缕石包膜尿素的综合生态效应最好.     

土壤水分条件对冬小麦耗水的影响

本文通过田间大型土柱试验，研究了在不同供水条件下，冬小麦各生育期的麦田耗水水平和根层土壤水分动态；麦田耗水量与冬小麦的生物产量，经济产量之间的关系及水分利用效率。     

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。     

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。     

尿素氮形态转化对腐殖酸的响应

通过模拟试验研究了不同用量腐殖酸对土壤中尿素氮形态转化的影响。结果表明,腐殖酸对尿素态氮形态转化的影响受其施用量的制约。与对照相比,低浓度腐殖酸(<15gkg-1)对尿素水解及以后的氮转化过程抑制作用较小,有时甚至促进了尿素水解;高浓度腐殖酸(15gkg-1和20gkg-1)则能明显的抑制尿素水解,延长尿素态氮在土壤中的停留时间,增加铵态氮含量,减少硝态氮的生成及氮素损失量,大大提高尿素利用效率。由此可见,腐殖酸不仅是一种脲酶抑制剂,还是一种硝化抑制剂。     

黄腐酸和聚天冬氨酸对蕹菜氮素吸收及氮肥去向的影响

为了解黄腐酸(FA)和聚天冬氨酸(PASP)对蕹菜氮素吸收及氮肥去向的影响,采用15N尿素示踪技术,设置不施氮肥(CK),单施尿素(N),尿素配施低、中、高用量的FA和PASP(NF1、NF2、NF3、NP1、NP2、NP3)8个处理,在温室条件下进行盆栽试验。结果表明,与N处理相比,配施FA和PASP后蕹菜地上部鲜重增加了7.46%~17.55%;NP2、NP3和各NF处理显著提高了蕹菜的吸氮量,提高幅度为10.84%~18.25%,其中,蕹菜对非标记氮的吸收量显著增加,且随FA和PASP用量的增大而增加;NF3处理的15N利用率显著低于N处理,其余处理无显著变化;NF2、NF3、NP2和NP3处理的15N损失率比N处理减少了5.41~14.58个百分点;NF2、NF3和NP2处理的15N土壤残留率增加了5.08~20.02个百分点。研究表明,中、高用量的FA和PASP与尿素配施促进了蕹菜对氮素(尤其是非标记氮素)的吸收,同时减少了氮肥的损失,增加了氮肥在土壤中的残留,对土壤氮库的贡献作用显著。     

不同保水剂对土壤水分和氮素保持的比较研究

保水剂应用对土壤水肥利用效率具有重要影响。本文采用土柱模拟试验方法,以不施保水剂处理为对照,比较3种保水剂——聚丙烯酸盐类保水剂(A)、有机–无机复合保水剂(B)、腐植酸型多功能保水剂(C)对土壤水分和两种氮肥(尿素、硝酸铵)的保持效应,筛选保水剂与氮肥的合理施用配合。8次土壤淋溶结果表明:3种保水剂对土壤水分和两种氮肥都有保持作用,但差异明显。在保水方面,A、B保水剂土壤水分保持效果较好且保水效果相近,C保水剂相对较差;随浇水次数增加,3种保水剂的保水效果均有所降低。在保肥方面,C保水剂对两种氮素的保持效果显著优于对照,且对硝酸铵保持效果优于对尿素的保持效果;A保水剂对尿素的保持效果明显,但对硝酸铵的保持效果很小,淋溶8次后,甚至对氮素淋溶有促进作用;B保水剂对尿素的保持效果8次淋溶后与C保水剂相近,对硝酸铵的保持效果介于其他两种保水剂之间。此外,保水剂对土壤脲酶活性有一定影响,其变化与氮素转化有关;施用尿素的土壤中,保水剂对土壤脲酶活性的影响为B保水剂C保水剂A保水剂,而施用硝酸铵的土壤中为A保水剂B保水剂C保水剂。     

尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米效应及氮素去向的研究

本文报告了尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米的效应及其氮素去向.在石灰性砂壤土上尿素粉肥条撒(雨前施肥或结合灌溉)可以起到尿素深施的作用.在供试土壤上施用尿素,肥料氮的淋洗程度是重2.17克的粒肥深施>重1.09克的粒肥深施>粉肥深施>粉肥条撒.但玉米地上部分吸收肥料氮的情况正好与肥料氮在土壤中的淋洗难易趋势相反.收获时玉米地上部分吸收利用了48.5%的肥料氮量,0-80厘米微区土壤中残留了17.6%,而氮肥损失(亏缺)为33.9%.     

用~(15)N示踪法研究不同土壤水分条件下小麦对氮的吸收利用

本研究结果表明,同一施氮量处理小麦地上生物量、茎叶产量和籽粒产量随土壤水分含量的增加而提高,在同一土壤含水量下,这３ 种产量则随氮素肥料施用量的增加而增加。小麦成熟后地上部吸收总氮量的方差分析显示出施氮处理和水分处理对小麦吸氮量的影响达到显著水平,同一施氮处理小麦地上部吸氮总量随土壤含水量的增加而增加,在３ 种土壤水分含量条件下,小麦的吸氮量均随施尿素氮肥量的增加而提高。施尿素处理的土壤Ａ 值随土壤含水量的增加而降低;尿素与猪粪配施处理的土壤Ａ 值则随土壤含水量的增加而增加。在相同施肥量下,尿素氮的利用率随土壤含水量的增加而提高,当田间持水量分别为５０ ％ 、７０ ％ 和９０ ％ 时,小麦对土壤中氮素利用率分别为１３３０ ％ 、２７９７ ％ 和３２２６ ％ ,尿素与猪粪配施处理在３ 种土壤水分条件下的氮肥利用率分别为１９９６ ％ 、２９９０ ％ 和３４３９ ％ 。说明在水分缺乏的情况下,尿素氮的利用率受土壤水分条件的制约,土壤水分充足及无机氮肥与有机肥配施可以提高氮肥的利用率。     

接种蚯蚓对潮土氮素矿化特征的影响

在室内恒温（20℃）培养，间歇破坏性采样（于培养后第2、6、13、20、27、41、55天采样）的条件下，研究蚯蚓活动对土壤中氮素矿化特征的影响。共设置4个处理：（1）对照处理-不接种蚯蚓不添加秸秆（S）；（2）仅接种蚯蚓不添加秸秆处理（E）；（3）不接种蚯蚓仅添加秸秆处理（O）；（4）接种蚯蚓并添加秸秆处理（0E）。结果表明：在整个培养时期中，仅接种蚯蚓处理（E）的土壤铵态氮和硝态氮含量均较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05），分别较同期对照处理（S）高出0．54-5．71倍和0．04-2．01倍；接种蚯蚓添加秸秆处理（OE）的土壤中的铵态氮含量较同期仅添加秸秆处理（0）增高了0．42-7．26倍，并达到显著性差异（P〈0．05），但两处理的硝态氮含量无显著性差异（P〉0．05）。从整体水平来看，无论是否添加秸秆，接种蚯蚓处理（E，OE）的土壤矿质氮水平均较相应的对照处理（S，O）有显著提高（P〈0．05），到培养55d时，分别增加了1．93倍和2．36倍。仅接种蚯蚓处理（E）的土壤氮素矿化速率和累积矿化速率较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05）；添加秸秆后，无论是否接种蚯蚓，土壤累积矿化速率均为负值，表现为对土壤矿质氮的净固定，而从土壤氮素矿化速率的变化来看，前期的各个时间段中主要表现为矿质氮的净固定，后期逐渐表现为一定程度的矿化。此外，仅接种蚯蚓处理（E）的全氮含量除了培养2d外，其他培养时期均与对照处理（S）有显著差异（P〈0．05），到培养55d时，其全氮含量较同期对照处理（S）增高了6．55％。相关性分析结果表明，在仅接种蚯蚓处理（E）中，培养前后蚯蚓鲜重的减少量与土壤全氮含量之间存在极显著正相关（P〈0.01），根据一元线性方程将蚯蚓损失的鲜重换算为蚯蚓体损失的氮量后发现，在整个培养期中蚯蚓体本身排泄的氮大约占土壤全氮含量增加量的百分比为42％-100％。     

应用15N示踪研究麦秸还田中氮的去向

应用¹⁵N示踪技术研究了麦秸铺施和混施方式下,秸秆中氮在土壤中的去向。试验结果表明:1.麦秸铺盖土表还田的,夏谷地上部分和籽粒部分对秸秆氮的利用率分别为28.3%和15.2%,而麦秸与土壤混合施用还田的,其对秸秆氮的利用率则分别为20.6%和12.0%。前者明显优于后者。2.夏谷生长87天后,麦秸铺施还田的,秸秆氮有28.3%进入夏谷株体中;16.5%进入土壤腐殖质;0.5%和3.1%分别进入渗漏水和以气态等形式逸失;残留于土壤中的秸秆氮(包括夏谷根系)约有51.6%。而麦秸混施还田的,秸秆氮进入夏谷株体、土壤腐殖质、渗漏水和以气态逸失的量分别占施入秸秆氮总量的20.5%,14.8%,0.2%和11.5%,残留于土壤中的约占总量的53.0%。     

氮肥去向的研究--Ⅰ.稻田土壤中氮肥的去向

氮肥施入土壤后的去向,直接关系到作物增产和环境保护,是农业和环境科学研究中的基本资料。对氮肥去向的研究,以在田间条件下进行的意义比较大。因此,1978-1980年,我们在华东地区三种不同土壤上,采用田间微区¹⁵N示踪的方法,分别测定了施用于水稻和小麦的几种常用氮肥的去向,并以尿素为重点,研究了施肥方法、施肥时期、土壤水分状况以及硝化抑制剂等对氮肥去向的影响。所得结果将分别整理。本文是稻田试验方面的初步总结。     

红壤的供氮能力及化肥氮的去向

采用盆栽试验 ,研究了由第四纪红色黏土和红砂岩发育的不同侵蚀程度红壤以及施用有机或无机肥 1 0年以上培肥的红壤在不加外源氮肥条件下的自然供氮能力 ,以及施用1 5N肥源后肥料氮在土壤 -作物系统中的去向。结果表明 :红砂岩发育红壤 (红砂土 )的矿化量和供氮量显著高于第四纪红黏土 (红黏土 ) ,同一母质中轻度侵蚀红壤的矿化量和供氮量又显著高于重度侵蚀红壤。培肥后红壤的矿化量和供氮量显著提高 ,其中有机培肥红壤高于无机培肥红壤。侵蚀红壤的氮肥利用率低 ,土壤残留氮率较高 ,氮肥损失率不大 ,其中红砂土的氮肥残留率明显低于红黏土 ,而氮肥损失率却显著高于红黏土。培肥后红壤的氮肥利用率明显增加 ,其中有机培肥红壤的氮肥利用率和残留率显著高于无机培肥的红壤 ,而氮肥损失率却明显低于无机培肥红壤。     

水土流失对水环境影响研究进展

本文在系统整理有关文献的基础上,全面总结了水土流失对水环境影响研究和水土流失对水环境影响模型研究方面的最新进展,提出了研究中存在的问题,并展望了水土流失对水环境影响研究的进一步发展方向。     

黄土旱塬黑垆土-冬小麦系统中尿素氮的去向及增产效果

在黄土高原南部旱塬区陕西省长武县的黑垆土上 ,用田间小区和15N微区试验研究了氮肥的增产效果 ,水分利用率以及尿素氮的去向。结果表明 ,氮肥的增产效果随氮肥用量增加而降低 ,施N量为 1 0 0和 1 5 0kghm- 2 时每kg肥料N分别增产小麦 1 2 .1kg和6.4kg。施用氮肥亦提高了水分利用率 ,无氮区和施肥区的水分利用率分别为 7.6kghm- 2 mm- 1和 9.7～ 1 0 .5kghm- 2 mm- 1。15N微区试验结果表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦利用率为36.6%～ 38.4% ,土壤残留率为 2 9.2 %～ 33.6% ,标记氮肥在土壤剖面中的残留率随土层深度的加深而迅速降低。小麦吸收的氮素来自肥料氮的比例在 33%～ 40 %之间 ,来自土壤氮素的比例在 60 %以上     

EFFECT OF WATER MANAGEMENT AND POLYOLEFIN-COATED UREA ON GROWTH AND NITROGEN UPTAKE OF INDICA RICE

ABSTRACT

Poor water management and high nitrogen (N) losses are the key problems faced by rice farmers under rainfed inland valley systems. There is a need to evaluate different N fertilizers so as to identify one that could withstand these problems. The performance of polyolefin-coated urea (POCU) was therefore compared with conventional urea in a pot experiment with indica rice (Oryza sativa L. cv. IR36), using two water management systems: 1) Submerged condition referred to as good water management (GWM), and 2) excessive irrigation (over 4000 mm in 120 days) referred to as poor water management (PWM). The study was carried out during 1997 and 1998 cropping seasons under glasshouse conditions. For PWM in 1997, the pots were subjected to leaching only whereas in 1998, they were subjected to both surface runoff and leaching. For both cropping seasons, POCU-treated plants under PWM had a significantly higher grain yield (377.5 and 343.0 g m^?2) than urea-treated plants (316.5 and 260.5 g m^?2). In addition, POCU-treated plants had a significantly higher number of grains per panicle than urea-treated plants. In 1998, both the partial factor productivity of applied N and the agronomic nitrogen-use efficiency of POCU-treated plants under GWM and PWM were significantly higher than those of urea-treated plants. It can be inferred that (using sandy soils and under PWM), POCU could perform significantly better than conventional urea. This finding is important, considering the usually high nitrogen losses in rice-growing inland valley swamps.