两种作物对土壤不同层次标记硝态氮利用的差异

 利用15N层标记的土柱试验法，研究了蔬菜和大田种植体系中菠菜、小麦两种作物及小麦的两个品种对土壤不同层次标记硝态氮利用的差异。结果表明，菠菜对土壤10～20、40～50、70～80 cm层次标记硝态氮的利用率分别为40.7%、29.9%、23.4%，小麦两个品种小偃54和京411利用率分别为45.5%、16.1%、7.7%和32.5%、12.4%、4.7%。菠菜对土壤不同层次标记硝态氮的利用率显著大于小麦，小偃54对土壤不同层次标记硝态氮的利用率显著高于京411。作物的根长密度与相应土层标记硝态氮的利用率呈显著的正相关关系。作物收获后土壤剖面NO-3-N含量分布的总体趋势是菠菜小于小麦，小麦品种间为小偃54小于京411。土壤10～20 cm层次的标记NO-3-N峰下移到40～50 cm， 40～50 cm层次标记NO-3-N没有发生明显移动，而70～80 cm层次标记NO-3-N可见较为明显的上移趋势，并在60 cm左右出现累积峰。菠菜和小麦之间、小麦品种之间土壤不同层次标记NO-3-N的移动距离没有显著差异。     

土壤剖面不同层次标记硝态氮的运移及其后效

 【目的】以北方半干旱湿润区潮土为对象，探讨土壤剖面不同层次硝态氮（NO-3-N）的运移及其后效。【方法】采用外源标记微注射法，设置田间微区试验。【结果】在试验水氮管理条件下，15、45、75 cm 3个标记处理分别向下迁移了65、35、25 cm，但均未移出作物根区（1 m）。播后至冬前3个标记处理100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度变动较小，生长后期小麦15、45 cm标记处理出现上升，而菠菜则有所降低，两种作物的75 cm标记处理在整个生长季持续上升，说明作物对75 cm标记硝态氮利用程度较低。夏玉米对前茬标记氮的利用率为2.1%～5.6%，其中以标记45 cm土层处理残效最高；15 cm和45 cm 2个标记深度前茬小麦京411显著高于前茬小麦小偃54。【结论】土壤剖面不同层次累积硝态氮在作物生长季内未发生强烈的淋洗，但表现出上层标记硝态氮移动距离长，下层移动距离短的规律；100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度的动态变化可在一定程度上反映作物根区内氮素利用的状况；后茬作物对标记于土壤剖面不同深度的硝态氮的利用是很有限的，与前茬作物吸收、土壤剖面硝态氮的运移及残留密切相关。     

磷对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响

 【目的】在粮食主产区华北平原,研究磷对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响。【方法】采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层处。【结果】在本试验条件下,小麦能够利用注射并扩散于100～120 cm土壤层次的标记硝态氮,3种磷水平的利用率分别为6.8%、16.4%和11.2%;耕层施用磷肥有利于小麦地下部根系发育,根长密度及根干重较不施磷均有增加,提高了小麦对深层硝态氮的利用,耕层适量供磷有利于小麦对土壤剖面深层标记硝态氮的吸收利用。【结论】磷促进小麦根系发育,提高小麦对土壤深层累积硝态氮的利用,过量施磷起抑制作用。     

耕层水氮调控对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响

【目的】研究华北平原耕层水氮调控对小麦利用土壤深层累积硝态氮的影响。【方法】设置0、150kgN·hm-22个氮水平和传统灌溉、优化灌溉2种灌水方式,共4个处理:不施氮传统灌溉(N0W1)、不施氮优化灌溉(N0W2)、施氮传统灌溉(N150W1)、施氮优化灌溉(N150W2)。采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110cm土层处。【结果】在本试验条件下,小麦能够吸收注射在110cm处的标记硝态氮;不施氮的传统及优化灌溉、施氮的传统及优化灌溉对深层标记氮的吸收量分别为336.7、900.3、497.4和657.1mg·m-2,利用率分别是8.4%、22.4%、12.4%和16.3%,适当的水氮胁迫有利于小麦对土壤剖面深层标记硝态氮的吸收利用。4个处理80—150cm土层根长密度占总根长密度(0—150cm)的24.4%、32.3%、26.4%和28.2%,氮素不足优化灌溉有利于小麦中下层根系发育。【结论】耕层氮素养分不足及水分适度胁迫促进小麦中下层根系发育,提高小麦对土壤深层硝态氮的利用。     

白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮累积的影响

[目的]研究白洋淀沿湖农田施氮量对冬小麦产量及土壤中硝态氮累积的影响。[方法]选择2块具有代表性的农田进行田间小区试验,研究不同施氮量对该地区小麦产量构成因素、氮肥利用率及土壤硝态氮累积量的影响。[结果]适宜施氮量可显著提高小麦的穗粒数、千粒重等产量构成因素及氮肥利用率。土壤硝态氮主要集中在0～30 cm土层,其含量随施氮量的增加而增加。随着小麦生育期的推移,0～90 cm土体中硝态氮累积量呈下降趋势。成熟期,当施氮量分别高于其适宜施氮量时,土体中硝态氮累积量随施氮量增加而显著增加,从而增加了硝态氮下移的风险。[结论]综合考虑产量和环境效益,在该试验条件下,马堡和张六试验点冬小麦的适宜施氮量分别为225、90 kg/hm2。     

黄土高原半干旱地区施氮对土壤硝态氮分布与累积的影响

黄土高原中部雨养农业区春小麦氮肥3 a定位试验结果表明,连续施氮3 a,第3季春小麦收获时,各处理0~200 cm土壤剖面硝态氮的平均含量较对照极显著增大(除处理N105,施氮105 mg/hm2处理),施氮对不同层次硝态氮含量的影响主要作用在50~80 cm和80~110 cm土层;对0~200 cm和0~110 cm土壤剖面硝态氮的总累积量及0~200 cm剖面肥料氮在土壤剖面中总残留量的影响均达极显著水平.连续施氮2 a后第3年不施氮与连续施氮3 a相比,0~200 cm土壤剖面硝态氮平均含量、各层次硝态氮含量0、~200 cm和0~110 cm土壤剖面硝态氮累积量及0~110 cm土壤剖面累积量占0~200 cm土壤剖面硝态氮累积总量的比例均降低.0~200 cm剖面累积率和残留率除处理N105增加外,其余均下降.硝态氮的残留、累积不仅与施氮量有关而且与氮磷的配合比例有关.     

施氮对1年生黑麦草人工草地中硝态氮动态及氮素分配的影响

为了探明江苏扬州地区黑麦草草地土壤剖面氮素的运移规律,提高黑麦草植株对氮素的吸收利用效率,研究了扬州地区1年生黑麦草人工草地中不同施氮水平(0、100、200和300 kg/hm2,分别表示为N0、N100、N200和N300)下土壤中硝态氮含量和分布动态、植株氮素含量等变化情况.结果表明:第1次刈割和第2次刈割黑麦草茎、全株中氮素含量均以N200处理较高,茎中氮素含量分别为2.48%、2.8%,全株为3.68%、2.35%,叶中氮素含量均以N300处理较高,分别为4.02%和3.95%.在1年生黑麦草不同生长时期和不同深度土层中硝态氮含量差异显著,不同时期土壤中硝态氮含量大多随施氮量的增加而增高.随施氮量增加,硝态氮在60～140 cm土层内累积量增加.第1批(2008-12-03)0～140 cm土壤中硝态氮累积量为115.06～282.49 kg/hm2,以后各取样时期土壤中硝态氮累积量依次降低,第3批(2009-03-05)最少,为64.78～111.55 kg/hm2.当施氮量大于200 kg/hm2(超过黑麦草植株含氮量)时,会导致刈割时NO3--N在根层土壤剖面的显著积累,而黑麦草产量、植株氮素含量等均不增加显著.     

长期施肥对旱地土壤剖面硝态氮分布和累积的影响

1992—2013年对春播玉米进行长期定位试验,研究不同施肥措施对旱地土壤剖面硝态氮分布和累积的影响。结果表明,2013年5月中旬,不同施肥处理土壤硝态氮含量的最高值都出现在0~20 cm土层,硝态氮含量随施氮量的增加而增加,长期高施氮量处理的硝态氮在土壤深层的含量及累积明显增加,高量施肥N4P4M0处理硝态氮平均含量为88.07 mg/kg,是对照的55.3倍;而有机无机推荐施肥N2P1M1处理0~300 cm土层NO3--N累积量为2 433.04 kg/hm2,比处理N3P2M3和N4P2M2分别降低了49.13%,47.42%。可见,合理的施肥配比及合理的有机无机肥配施可以降低土壤特别是深层土壤硝态氮的累积,从而减轻硝态氮淋溶的风险。     

水分对硝酸磷肥中氮的扩散及其肥效的影响

国产硝酸磷肥含氮27%,磷13.5%。所含速效氮中硝态氮均占一半。研究麦田不同水分对硝酸磷肥中硝态氮在土壤中扩散结果显示,硝态氮在土壤中下移深度与土壤湿润峰的深度基本一致,在小麦越冬期有表聚现象。当灌水量为田间持水量时,硝态氮移动深度为40～50cm,是在主要根系活动层内,这对小麦吸收有利,不会产生氮的流失。等氮磷条件下,硝酸磷肥与磷铵加尿素在北方地区有同样肥效。     

免耕对冬小麦农田土壤水分及 可溶性碳和硝态氮动态变化的影响

采用2年试验数据分析了免耕对冬小麦不同生育时期土壤剖面水分、可溶性碳和硝态氮变化动态的影响。结果表明,免耕较传统耕作均不同程度地增加了冬小麦拔节期、扬花期、灌浆期和成熟期0～100 cm土层土壤平均含水量,且冬小麦关键生育时期土壤水分均随土壤深度增加而呈现先减少后增加的趋势。与传统耕作相比,免耕分别提高冬小麦拔节期和扬花期0～40 cm土层平均含水量14.0%和10.3%;在冬小麦拔节期和灌浆期,免耕较传统耕作分别提高了土壤剖面0～100 cm平均硝态氮含量43.1%和5.7%。与传统耕作相比,免耕不仅降低了冬小麦全生育期土壤剖面0～100 cm平均可溶性碳含量2.0%,而且降低了冬小麦拔节期、灌浆期和成熟期土层0～40 cm可溶性碳含量。     

冬小麦干旱胁迫下不同土层根量分布与产量的关系

对河北省农林科学院旱作农业研究所培育的5个冬小麦新品系进行控水试验,采取小型土体统体隔离法收集小麦根系,结合根系空间上的分布,在小麦扬花期分别对0-40 cm、40-80 cm和80-120 cm土层取样测根系干重,在小麦蜡熟期收获后测产。对不同土层不同品系根重与产量的关系进行了相关分析。结果表明：0-40 cm、40-80 cm和0-120 cm土层根系干重与产量均呈负相关,但相关性不显著;80-120 cm土层根系干重与产量呈正相关,且达0.05显著水平。进一步证明干旱胁迫下,冬小麦主要利用土壤深层水分,主要是深层根系对产量起作用,浅层和中层根系作用不大,且根系总量与产量关系也不大。     

不同灌溉方式下土壤中氮素分布和对棉花氮素吸收的影响

[目的]研究滴灌和漫灌下不同施肥量对棉花氮素吸收的影响.滴灌和漫灌不同灌溉方式在不同施肥处理(N 240、360和480 kg/hm2)下0～100 cm土层土壤NO3--N分布及棉花氮素吸收.[方法]通过网室土柱模拟实验,研究滴灌和漫灌在不同施肥处理(N 240、360和480 kg/hm2)下,0～100 cm土层土壤NO3-N分布及棉花的氮素吸收.[结果]滴灌各施肥处理硝酸盐主要积聚在40～60 cm土层,漫灌各施肥处理主要积聚在60～80 cm土层.棉花氮肥利用率相对较低为16.47;～28.37;;不同施肥量下土壤0～100 cm土层硝态氮残留量较高为60;～81;,且N240和N480施肥处理漫灌残留量均高于滴灌;氮肥总回收率比较高,各处理均达到87;以上.[结论]滴灌、漫灌下作物氮素吸收量差异不显著.     

覆膜和施氮肥对玉米产量和根层土壤硝态氮分布和去向的影响

【目的】采用大田覆膜栽培技术,研究西北黄土塬区覆膜和施肥量对玉米产量、根层土壤硝态氮分布和去向的影响,为西北黄土塬区合理施氮和农业可持续发展提供理论依据。【方法】试验共设置6个处理,分别为:(1)对照组(CK):不施肥、不覆膜;(2)覆膜和不施肥处理(MN0);(3)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN1);(4)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN1);(5)施基肥(氮肥80kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN2);(6)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2),测定玉米产量、土壤水分、土壤硝态氮分布和玉米地上部氮素吸收量的差异。【结果】玉米地上部干物质积累量随着生育期的推进呈持续增加的趋势,干物质积累速率也随之增加,两年的干物质积累量主要表现为MN2BN2MN1BN1CKMN0;玉米产量随着地上部干物质积累量的增加而增加,覆膜和施肥显著提高玉米产量,2012年,BN1和MN1处理的产量比CK处理分别提高了31.41%和38.33%,BN2和MN2处理的产量比CK处理分别提高了49.89%和79.06%;覆膜提高了玉米根层土壤水分含量,在整个生育期的影响程度为先增加、后降低;随生育期推进,不施肥处理根层土壤硝态氮含量持续下降,土壤上层(0—50 cm)硝态氮含量略大于下层(50—100 cm),土壤上、下层间的硝态氮含量差异逐渐减弱;在施基肥和追肥处理下,覆膜有提高土壤硝态氮含量的作用;玉米地上部对根层氮素的吸收率与施肥量正相关,覆膜和施肥对玉米氮素吸收量影响显著,在不施肥条件下,覆膜对氮素吸收量影响不显著;覆膜处理的氮素去向表现为:植株地上部氮素吸收量氮素残留量氮素表观损失量;两年的氮肥回收率表现为MN2BN2MN1BN1,覆膜可以显著提高氮肥回收率。【结论】综合考虑玉米产量、氮素表观损失和氮肥利用率,施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2)显著提高玉米产量、表层土壤含水量,以及减缓硝态氮向深层迁移速度、降低氮素表观损失量和提高氮肥利用率,推荐MN2处理为最佳处理。     

不同施肥模式对玉米产量及土壤硝态氮的影响

研究了大田条件下习惯施肥、施缓控释肥、优化施肥和秸秆还田4种不同施肥模式对玉米产量及土壤硝态氮的影响。结果表明,一次性施入缓控释肥的玉米产量比习惯施肥增产2.67%。氮肥用量与收获后土壤剖面硝态氮累积量呈正相关,施氮量越多,土壤硝态氮在100cm土层范围内的累积量也越大。0～100cm土壤剖面硝态氮的累积量,不同处理表现为:缓控释肥<优化施肥<秸秆还田<习惯施肥;与习惯施肥相比,缓控释肥、优化施肥、秸秆还田处理0～100cm土层中硝态氮积累量分别下降了48.0%、46.5%、40.7%,从而降低了农田地下水硝态氮污染的风险。综合玉米产量、硝态氮积累量,认为在施氮192kg/hm2条件下,施用缓释肥料既可保证产量又能降低浅层地下水硝态氮污染的风险。     

长期不同施肥对旱地小麦土壤氮素供应及吸收的影响

【目的】评价长期不同施肥处理土壤中氮素固持、供应和损失情况。【方法】以连续19年不施肥（NF）、施用化学氮、磷、钾肥（NPK）和有机肥与化学氮、磷、钾配施（MNPK）田间定位试验处理为对象,设置施氮和未施氮微区,研究了小麦生长期间土壤矿质态氮、土壤微生物量氮（SMBN）及小麦氮素吸收的动态变化。【结果】施用氮肥显著提高长期不施肥土壤（NF）矿质态氮含量（P＜0.05）,小麦拔节期、开花期和收获期增幅分别为239%、70%和62%,在小麦收获时施用的氮肥约50%淋溶到30 cm土层以下。氮肥施用使NPK处理土壤小麦拔节期和开花期矿质态氮含量分别显著增加46%和90%（P＜0.05）,但对MNPK处理土壤矿质态氮含量无显著影响。施用氮肥对NF处理SMBN无影响,使拔节期NPK和MNPK处理土壤SMBN含量分别显著增加1.8和3.4倍（P＜0.05）。从拔节期到开花期,施用氮肥处理NPK和MNPK土壤SMBN显著降低49%和63%（P＜0.05）。MNPK处理土壤小麦氮肥的利用率（69%）显著高于NF、NPK处理土壤（分别为5%和40%）。【结论】有机无机长期配施增强了土壤对氮肥的缓冲能力,协调了土壤中氮素固持、释放与作物吸收之间的关系,提高氮肥利用率。     

增施有机肥对番茄生长、产量及土壤剖面硝态氮的影响

在田间采用微区试验,研究了番茄生产过程中单施无机肥(CF)以及在无机肥基础上增施有机肥(CF+M)后对番茄生长、产量及土壤硝态氮的影响。结果表明,与单施无机肥处理相比,增施有机肥处理促进了番茄的生长发育,提高了植株的干物质量、氮素累积量以及改善了番茄品质,Vc含量显著提高;增施有机肥比单施无机肥增产15.7%左右;增施有机肥处理在0～60 cm土层中硝态氮含量高于单施无机肥处理,在60～200 cm土层中硝态氮含量低于单施无机肥处理。研究表明,无机肥和有机肥结合施用有利于促进番茄生长发育,提高产量,改善品质。     

种植制度对土壤硝态氮及烟叶氮化物的影响

为了解不同种植制度对土壤硝态氮累积及烟叶氮化物的影响,选择种植玉米和烤烟长达20年的土壤为载体,在不同施氮量条件下,研究土壤剖面硝态氮的淋溶分布,以及后作烤烟总氮、烟碱和蛋白质含量.结果表明,随土层增加,土壤剖面硝态氮逐渐下降;长期连作烤烟,0～100 cm土层硝态氮含量明显高于玉米,在烤烟生长过程中,随着气温的升高,土壤硝态氮含量明显增加.单季高施氮,烟地硝态氮主要在20～40 cm的犁底层土壤中富集.烤烟连作降低了烟叶单位面积产量,同时也降低了烟叶中总氮、烟碱及蛋白质含量.烤烟连作,形成土壤中硝态氮大量富集,养分失衡,氮素利用效率下降,使烤烟生长受阻.优化种植制度、科学施肥是改良烤烟营养状况,降低硝态氮环境的重要手段.     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。