三江平原典型湿地土壤硝态氮和铵态氮垂直运移规律

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上的两种土壤类型(草甸沼泽土和腐殖质沼泽土)为研究对象,运用模拟土柱的方法,研究了两种土壤中硝态氮和铵态氮的垂直运移规律。结果表明:在水分饱和条件下,两种土壤的硝态氮和铵态氮穿透曲线均符合Gauss单峰模型(R2≥0.85),其运移过程主要受粘粒含量的影响;随粘粒含量增加,硝态氮和铵态氮穿透曲线整体上峰值降低,峰面分布变宽,但不同土壤各土层间也存在一定差异,原因与不同土层水分构成、溶质运移方式以及硝化-反硝化作用的差异有关;溶质浓度加倍后,两种土壤0~20 cm土层中硝态氮和铵态氮的穿透曲线也符合Gauss单峰模型(R2≥0.88),但其峰值、形状及出流时间均发生不同程度的变化,原因与浓度改变前后土壤水分构成、溶质运移方式的差异有关,铵态氮还与土壤胶体对其吸附饱和程度的差异有关;两种土壤表层的硝态氮和铵态氮垂向迁移能力较强,当湿地水分增加后将不利于有效氮的保持。     

三江平原典型湿地土壤硝态氮和铵态氮垂直运移规律

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上的两种土壤类型（草甸沼泽土和腐殖质沼泽土）为研究对象,运用模拟土柱的方法,研究了两种土壤中硝态氮和铵态氮的垂直运移规律。结果表明：在水分饱和条件下,两种土壤的硝态氮和铵态氮穿透曲线均符合Gauss单峰模型（R^2≥0.85）,其运移过程主要受粘粒含量的影响;随粘粒含量增加,硝态氮和铵态氮穿透曲线整体上峰值降低,峰面分布变宽,但不同土壤各土层间也存在一定差异,原因与不同土层水分构成、溶质运移方式以及硝化-反硝化作用的差异有关;溶质浓度加倍后,两种土壤0～20 cm土层中硝态氮和铵态氮的穿透曲线也符合Gauss单峰模型（R^2≥0.88）,但其峰值、形状及出流时间均发生不同程度的变化,原因与浓度改变前后土壤水分构成、溶质运移方式的差异有关,铵态氮还与土壤胶体对其吸附饱和程度的差异有关;两种土壤表层的硝态氮和铵态氮垂向迁移能力较强,当湿地水分增加后将不利于有效氮的保持。     

硝态氮垂直运移过程中的影响因素研究

用模拟土柱的方法对黄淮海平原主要土壤类型中硝态氮垂直运移的影响因素进行了研究。结果表明:在水分饱和条件下,硝态氮的垂直运移过程主要受土壤粘粒含量的影响,随着粘粒含量的增加硝态氮出流的时间推迟,硝态氮的穿透曲线的峰值变低、峰面分布变宽;在非饱和条件下硝态氮的穿透曲线变得不规则,有明显的拖尾现象,硝态氮运移的时间增长,穿透曲线变得平缓;示踪剂的流速对硝态氮运移有较大的影响,流速大的穿透曲线峰值高于流速小的穿透曲线峰值,且出流的时间和达到平衡的时间提前;不同价态阳离子由于带的电荷量不同,对硝态氮运移略有影响,表现为与硝态氮结合的高价阳离子产生的穿透曲线的峰值略高于低价阳离子;不同浓度的硝态氮示踪剂对硝态氮运移也有影响,在重力势和溶质势的共同作用下,浓度越高出流速度越快,穿透曲线峰值也高,完成出流的时间也迅速。     

施用铵态氮对森林土壤硝态氮和铵态氮的影响

对取自武夷山的红壤、黄壤、黄壤性草甸土分别在对照(CK,N 0 mg/kg)、低氮(LN,N 50 mg/kg)、高氮(HN,N 100 mg/kg)3种氮(N)水平处理下开展培养实验,研究施加NH4+-N对森林土壤N转化的短期影响.结果表明,添加NH4+-N可显著(p＜0.05)降低土壤NO3--N含量4.5％～25.7％,但LN与HN处理差异不显著,NO3--N降低可能与NO3--N反硝化和异氧还原有关;然而,黄壤性草甸土NO3--N没有降低.与培养前比较,在第56天红壤NO3--N含量显著增加5倍左右;桐木关黄壤增加40％左右,而黄冈山25 km黄壤仅在CK处理下增加16％,但是黄壤性草甸土显著降低;结果显示LN与HN处理土壤NO3--N含量变化幅度小于CK.与CK相比,LN和HN处理红壤NH4+-N分别显著(p＜0.05)升高24.1％ ～ 96.5％和68.7％～114.1％,且随培养进行没有累积,可能与微生物固N有关;桐木关NH4+-N分别升高17.6％ ～ 39.6％和37.6％～95.8％ (p＜0.05),LN处理黄冈山25 km黄壤NH4+-N只有第7天升高17.8％ (p＜0.05),HN处理第7、14、28、42天显著升高17.5％～48.6％(p＜0.05).LN处理黄壤性草甸土的NH4+-N在前3周显著降低11.6％～28.5％ (p＜0.01); HN处理在第7天和14天分别降低10.8％(p＜0.01)和7.5％,但是在第28～56天显著增加17.6％～20.4％(p=0.002).随着培养进行,CK处理红壤NH4+-N逐渐降低,桐木关黄壤、黄冈山25 km黄壤和黄壤性草甸土升高;LN和HN处理黄壤和黄壤性草甸土NH4+-N逐渐升高.可见,不同海拔土壤类型对NH4+-N添加响应存在差异.     

绿茶施用铵态氮和硝态氮后木质部导管中N运移模拟

An experiment was carried out to study the transport process of nitrogen （N） assimilation from tea roots by monitoring the dynamic composition of N compounds in xylem sap after 15^N-NO3 and 15^N-NH4 were fed to the root of tea plants （Camellia sinensis L.）. Results showed that the main amino acids were glutamine, theanine, axginine, asparic acid and glutamic acid, which accounted for 49%, 17%, 8%, 7%, and 4%, respectively, of the total amino acids in the xylem sap. After the tea plants were fed with 15^N-NO3 and 15^N-NH4 for 48 h, the amount of total amino acids in xylem sap significantly increased and those fed with 15^N-NH4 had higher increment than those with 15^N-NOa. Two hours after 15^N- NO3 and 15^N-NH4 were fed, 15N abundance in glutamine, asparagine, glutamic acid, alanine, and arginine were detected and increased quickly over time. This indicated that it took less than 2 h for NO3-N and NH4-N to be absorbed by tea roots, incorporated into the above amino acids and transported to the xylem sap. Rapid increase in 15^N-NO3 in the xylem sap of tea plants fed with 15^N-NO3 indicated that nitrate could be directly transported to the xylem sap. Glutamine, theanine, and alanine were the main amino acids transported in xylem sap of tea plants fed with both 15^N-NO3 and 15^N-NH4.     

冬小麦对铵态氮和硝态氮的响应

在陕西省永寿县和河南省洛阳市分别设置了11和7处大田试验,分5层采集0~100 cm土壤样品并测定其起始硝态氮含量。永寿试验设7个处理,分别为不施氮,硝态氮、铵态氮品种、硝态氮与铵态氮2∶1组合各2个处理;洛阳试验设6个处理(硝态氮肥只有1个品种),施氮处理均施N 150 kg hm-2,研究小麦对铵态氮和硝态氮肥响应的差异及其与不同深度土层硝态氮累积量的关系。试验表明,同一形态不同氮肥品种之间的增产差异显著低于不同形态之间的差异。比较不同形态氮肥的小麦产量、增产量和增产率的平均值,硝态氮肥最高,硝态氮、铵态氮组合次之,铵态氮最低。氮肥增产量和增产率随土壤累积硝态氮量增加而显著下降;累积量越低,氮肥增产效果越突出,硝态氮的效果也越显著。由此可见,土壤累积的硝态氮量是决定氮肥肥效的主要因子,也是决定不同形态氮素效果的主要因子。只有在硝态氮累积量低的土壤上,氮肥才能充分发挥作用,硝态氮也才能表现出明显的优势。     

淹水条件下硝态氮和铵态氮配施对水稻生长与土壤养分影响

为系统研究硝态氮、铵态氮及二者不同配施比例对土壤养分供应与水稻生长情况的影响，通过田间小区试验，在相同施氮量条件下，研究了单施硝态氮(N)，单施铵态氮(A)，硝态氮、铵态氮按1:3(N1A3)、2:2(N2A2)、3:1(N3A1)比例配施对水稻产量、田间养分和氮素利用率的影响，并与农民习惯性施肥方式(U)作比较。研究结果表明：整个生育期内铵态氮对水稻的生长都起着主要作用，铵态氮通过提高水稻氮素利用率和促进水稻有效分蘖的方式提高了水稻产量。随着铵态氮的配施比例由25% 提高到75%，水稻的产量提高了35.18%、氮素利用率提高了46.67%，每公顷产生的经济收益增加了6 820.15元。A处理土壤中硝态氮、铵态氮和碱解氮的含量较N处理显著增加36.41%、30.30% 和8.42%，水稻产量提高了60.11%，氮素利用率提高了171.31%，有效穗数增加了52.31%，相较农民习惯性施肥，单施铵态氮处理每公顷还能增收522.91元。在0 ~ 180 kg/hm²的施氮量范围内，水稻产量(y)与铵态氮施用量(x₂)呈显著正相关，二者之间关系为y = 18.044x₂ + 4943.4(R² = 0.975 3)。     

地表覆盖对紫色土坡耕地壤中流流动和硝态氮运移过程的影响

针对不同坡度下的表土结皮和稻草覆盖两种地表状况下的紫色土坡耕地,构建养分淋失的三维对流—弥散模型,数值模拟坡耕地中水分和硝态氮浓度的时空分布,研究不同地表覆盖对紫色土坡耕地壤中流流动和硝态氮运移过程的影响。结果表明:表土结皮通过减少水分入渗使壤中流流量与稳定强度降低,硝态氮随壤中流流失量减少,而稻草覆盖下的情况正好相反;在降雨强度为30mm/h、降雨历时为3h,坡度分别为5°,10°,15°,20°和25°的情况下,结皮使壤中流流量降低34.8%～43.0%,硝态氮随壤中流流失量减少8.6%～34.4%,而稻草覆盖下壤中流出流量增加8.6%～12.6%,硝态氮随壤中流流失量增加8.6%～15.4%。对于紫色土坡耕地,在采用稻草覆盖增加入渗的情况下,应采取相应的措施保水保肥。     

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的时空变化

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮存在着时空变化。本文对腾格里沙漠和毛乌素沙地沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的含量进行了测定。结果表明,在剖面的垂直方向,土壤铵态氮和硝态氮含量均随土壤深度的增加而减小;在沙丘的水平方向,从丘顶、丘坡到丘间地,土壤铵态氮和硝态氮含量均趋于增加,但20～40cm土层的硝态氮/铵态氮比(硝/铵比)逐渐降低。而其时间变化体现于演替系列的进程中,演替系列前中期,土壤铵态氮含量逐渐增加,演替系列中后期,硝态氮含量逐渐增加;0～20cm土层硝/铵比的变化与上述趋势相同,而20～40cm土层硝/铵比的变化则没有这种规律。可见,在沙丘固定过程中,土壤铵态氮和硝态氮均表现出明显的时空变化规律,这种时空变化规律是植被与环境综合作用的结果,进而影响植物生长与植被动态。     

土壤硝化作用过程中亚硝态氮的累积研究

在实验室条件下比较了９种土壤硝化过程中ＮＯ２＾－的累积能力和ＮＯ２＾－在不同土壤中的稳定性,并在３种代表性土壤上检测了ＮＯ２＾－累积的动态变化。结果表明,红壤和黄棕壤在所有施氨（ＮＨ４＾＋－Ｎ）水平下均未出现ＮＯ２＾－的累积;但砂姜黑土、潮土、滨海盐士、潮棕壤、褐土、灌漠土和灰钙土等均出现不同程度的ＮＯ２＾－累积,且随着施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平提高而增加ＮＯ３＾－在红壤和黄棕壤中的累积与施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平无关,但在其它７种ｐＨ大于７的土壤中的累积受到浓度ＮＨ４＾＋的抑制。此外,试验还表明,ＮＯ２＾－在红壤和黄棕壤中不稳定,但在其它７种土壤中相当稳定。土壤硝化过程中产生ＮＯ２＾－累积的问题应引起重视。     

淹水条件硝态氮和铵态氮配施对水稻生长与土壤养分的影响

为系统研究硝态氮、铵态氮及二者不同配施比例对土壤养分供应与水稻生长情况的影响,通过田间小区试验,在相同施氮量条件下,研究了单施硝态氮(N),单施铵态氮(A),硝态氮、铵态氮按1︰3(N1A3)、2︰2(N2A2)、3︰1(N3A1)比例配施对水稻产量、田间养分和氮素利用率的影响,并与农民习惯性施肥方式(U)作比较。研究结果表明:整个生育期内铵态氮对水稻的生长都起着主要作用,铵态氮通过提高水稻氮素利用率和促进水稻有效分蘖的方式提高了水稻产量。随着铵态氮的配施比例由25%提高到75%,水稻的产量提高了35.18%、氮素利用率提高了46.67%,每公顷产生的经济收益增加了6820.15元。A处理土壤中硝态氮、铵态氮和碱解氮的含量较N处理显著增加36.41%、30.30%和8.42%,水稻产量提高了60.11%,氮素利用率提高了171.31%,有效穗数增加了52.31%,相较农民习惯性施肥,单施铵态氮处理每公顷还能增收522.91元。在0～180 kg/hm²的施氮量范围内,水稻产量(y)与铵态氮施用量(x₂)呈显著正相关,二者之间关系为y=18.0...     

片麻岩新成土中硝态氮垂直运移规律模拟研究

采用室内土柱模拟的方法,研究河北省太行山片麻岩新成土中不同肥料、不同施氮量对硝态氮垂直运移的影响。结果表明,尿素、有机无机混合肥、氮磷复合肥中硝态氮淋失总量比值为1∶0.87∶0.94。中等施氮量下,有机无机复混肥可以降低氮素淋失。尿素硝态氮淋失率平均为29%,氮磷复合肥平均为27.8%,有机无机混合肥平均为23.7%。60 cm和90 cm处硝态氮淋失量比值为1∶1.03,差异不显著。淋溶结束后,有机无机混合肥在不同土层各处理中硝态氮含量最高,尿素硝态氮含量最低。     

不同水分条件下铵态氮对汕优63水稻硝态氮吸收的影响

通过水培试验,研究了汕优63水稻在不同水分以及有无NH+4-N供应条件下硝态氮的吸收特征。结果表明:在正常水分预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率随着硝态氮供应量的增加而增加。正常水分条件下,除0浓度,NH4+-N的供应抑制了硝态氮的吸收;模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收,且在0、20 mg.L-1浓度NO3--N有外溢现象。在无NH4+-N供应的情况下模拟水分胁迫抑制了硝态氮的吸收。在20 mg.L-1、40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,有NH4+-N供应的情况下水分胁迫促进了硝态氮吸收。在模拟水分胁迫预处理的基础上,汕优63水稻硝态氮吸收速率也随着硝态氮供应量的增加而增加,且大多数高于相应正常水分预处理,但处理3、4、5在正常水分预处理条件下硝态氮吸收速率相对高一些。在正常水分条件下,除20 mg.L-1浓度,NH4+-N的供应都促进了硝态氮吸收。在0、20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应抑制了硝态氮吸收;在60 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫条件下NH4+-N的供应促进了硝态氮吸收。在40 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,硝态氮吸收速率变化不大;在无NH4+-N供应的情况下,除20 mg.L-1浓度,模拟水分胁迫促进了硝态氮吸收。有NH4+-N供应的情况下,在0、20 mg.L-1浓度,水分胁迫抑制了硝态氮吸收;而在40 mg.L-1、60 mg.L-1、80 mg.L-1浓度,水分胁迫却促进了硝态氮吸收。     

集约化种植条件下土壤硝态氮动态变化及累积特征研究

选取江阴市沿江平原地区的3种典型农业种植区,即大棚葡萄集约化种植基地、蔬菜集约化种植基地和常规种植农田为研究对象,通过田间现场采样分析的方法研究了不同种植方式下土壤剖面硝态氮含量的动态变化和累积特征.结果表明,葡萄种植基地0-100 cm各土层硝态氮含量随时间的变化波动较大,而蔬菜种植基地和常规种植农田的表层土壤硝态氮含量变化幅度大于深层土壤;3种典型种植区的土壤硝态氮含量均呈现随着土层深度的增加而逐渐减小的趋势,其中土壤硝态氮含量最大值出现在葡萄种植基地的20-40 cm土层中;葡萄种植基地各土层硝态氮平均累积量均高于蔬菜种植基地和常规种植农田,大棚葡萄集约化种植基地0-00 cm土层硝态氮平均累积总量高达400.96 kg/hm2,显著高于蔬菜集约化种植基地和常规种植农田的累积总量,这进一步表明不合理过量追肥导致土壤中硝态氮大量累积,增大了氮素淋失和地下水环境污染的风险.     

控释复合肥田间养分释放特征及对土壤硝态氮和铵态氮累积的影响

通过水中溶出率法和田间玉米根下土埋法,研究聚合物包膜控释复合肥的养分释放特征及其对土壤中NO3^--N和NH4^＋-N累积的影响。结果表明,浸提温度越低,控释复合肥的养分释放速率越慢,CRF1和CRF2在15℃的释放期分别是25℃的1.5,1.67倍,5℃的释放期皆为25℃的2倍;夏季CRF3田间养分释放速率稍慢于水中溶出速率,从第7天到第84天二者累积养分释放率平均变幅为3.12%;春季CRF4田间养分释放明显慢于水中溶出速率,最大变幅达31.8%;与CCF处理相比,施用控释复合肥能够显著提高玉米生长期耕层的NH4^＋-N含量和0-20 cm土层的NO3^--N含量,显著减少20-40 cm土层的NO3^--N的累积,且CRF3-H处理与CCF处理比较,在第14天和第84天时20-40 cm土层的NO3--N含量仍然表现为差异显著。因此,应根据不同地域的气候条件和作物需求,选用养分释放特征适宜的控释肥料,达到增效、节肥、安全、环保的目的。     

不同施肥处理条件下苗圃潮土硝态氮垂向运移特征

针对我国北方典型潮土区苗圃育苗过程中水肥利用效率不高的现状,选取北京市昌平区速生杨种苗培育基地为研究对象,开展不同施肥处理条件下0-100cm土壤剖面氮素养分垂向运移过程的田间定位监测试验。监测结果表明,3种施肥处理条件下的0-100cm土壤剖面中各土层硝态氮含量以表层土体为最高,由表层向底层土壤硝态氮含量呈逐渐减小的趋势,其中处理3条件下0-100cm土壤剖面中硝态氮含量均高于处理1条件和处理2条件下的;0-100cm土壤剖面硝态氮平均累积总量排序依次为处理3>处理2>处理1,其中处理3条件下土壤硝态氮平均累积总量高达307.85kg/hm2,表明过量施肥导致土壤中硝态氮大量累积,使得硝态氮极易随土壤渗漏水下移淋失。研究结果进一步揭示了北方典型潮土土壤水、硝态氮淋失的垂向迁移与渗漏损失机制,可为制定科学的苗木施肥方案、提高肥料的利用效率、完善林木抚育管理技术等提供有力的理论支撑和科学指导。     

旱地小麦地表覆盖对土壤水分硝态氮累积分布的影响

在黄土高原南部半湿润易干旱地区,通过长期田间定位试验,研究了不同地表覆盖对第3季冬小麦生长、氮素吸收及土壤水分和硝态氮累积分布的影响。结果表明,无论地表覆盖能否促进小麦生长及其对氮素的吸收,在收获期均能提高表层土壤水分;覆膜栽培增加表层硝态氮含量,覆草也在高量施用氮肥时,提高表层硝态氮的累积。而地表覆盖对耕层以下土壤水分和硝态氮累积的影响与施氮量、作物生长及其对氮素吸收利用有关。覆膜在促进作物生长、提高氮素吸收的同时,降低了深层土壤水分及其硝态氮的累积,且随施氮量的增加降低幅度增大;覆草在不施氮肥和施氮120kg·hm^-2时未能促进小麦生长,但有增加深层土壤水分的趋势,而高量施用氮肥,明显提高了小麦地上部生物产量及其对氮素的吸收,降低了深层土壤水分;同时发现,无论施氮与否覆草均降低了下层土壤硝态氮的累积。在高量施用氮肥的情况下,采用地表覆盖,不仅能够促进作物生长、提高氮素吸收,还能有效降低氮素在土壤中的累积及其向下层淋溶。     

4种梨实生苗硝态氮和铵态氮利用特性研究

为探讨不同梨实生苗对硝态氮和铵态氮的利用特性,以一年生杜梨、豆梨、川梨、木梨为试验材料,采用¹⁵NH₄NO₃和$NH_{4}^{15}$NO₃分别标记的方法,研究不同氮素形态对4种梨实生苗生长发育、根系形态及氮素吸收的影响。结果表明,木梨的地上部干重和总干重均最大,分别为20.56和29.21 g,其次是川梨和豆梨,杜梨最小。川梨根系干重最大,为8.80 g,其次是木梨,二者均显著高于豆梨和杜梨。根系总表面积、总根长、根尖数均以川梨最大,杜梨最小;根系活力以木梨最大,为2.04 mg·g^-1·h^-1,杜梨最小。4种实生苗标记硝态氮处理各器官吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献(Ndff)均高于标记铵态氮处理;不管是标记硝态氮还是铵态氮,¹⁵N分配率均以叶最高,其次是根和茎。4种实生苗对硝态氮的利用率均高于铵态氮,其中木梨对硝态氮的利用率最高,为16.37%,且显著高于其他3种实生苗;川梨对铵态氮的利用率最高,为7.92%,但与木梨差异不显著,显著高于杜梨和豆梨。本研究为不同梨实生苗的氮素吸收特性和氮素营养管理的深入研究提供了科学依据。     

有机种植条件下水肥管理对番茄品质和土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验方法研究了北京郊区主要蔬菜作物—番茄在大棚有机种植条件下,不同有机肥投入量与灌溉量对番茄产量与品质以及土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与当地习惯的水肥管理相比,减半量有机肥投入不会显著降低番茄产量,而且能降低硝态氮、重金属和有机酸的含量,有效地改善果实品质,并增加番茄果实中可溶性糖、Vc、番茄红素等营养元素的含量; 还能显著降低土壤中硝态氮累积量。在施肥量相同的条件下,减量灌溉也有同样的结果,但效果不如减量施肥明显; 过量施用有机肥可造成番茄果实中硝酸盐含量和镉、铬、锌等重金属含量超标。说明在番茄的有机种植中,保证产量和品质的前提下开展节本增效还有很大空间。     

利用染色分析法确定农田土壤中硝态氮垂直运移的研究

利用农田土壤剖面染色并结合田间硝态氮示踪的方法,研究了太湖地区典型的水稻土—白土剖面中优势流和硝态氮在土壤剖面中的运移规律。结果表明:染色法可以分析土壤剖面中大孔隙的分布状况和优势流的路径;染色面积越大的土层,表明该土层的大孔隙含量就越高。在白土剖面上,表层的大孔隙含量最高,20~30 cm和55~100 cm土层以下大孔隙含量都很低。在田间条件下,优势流是影响硝态氮迁移的主要因素;白土剖面中优势流直接影响的最大深度为78 cm,对地下水的影响很大。本试验中地下水的硝态氮含量比未试验前增加了10多倍,这对环境安全影响极大。