旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象 ,根据实测数据 ,分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律 ,并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题     

不同深度土壤中氮素的空间变异研究

对供试区分析土壤中的氨态氮和硝态氮含量,用区域化变量理论和半方差函数分析,研究结果表明不同深度土壤中氨态氮和硝态氮含量具有空间变异性,均属于中等程度变异.通过对其半方差函授进行拟合,其变异程度主要由土壤本身的空间结构引起,不同深度土壤中氨态氮和硝态氮含量的空间相关尺度不同.     

南方集约型稻作区面源氮素浓度变化规律初步研究

以张家港市永联现代粮食生产基地为依托,选择两块试验田同步采集田面水和河道水,初步研究了南方集约型稻区水稻田面水、河道水中氮素变化规律。结果表明:①封闭的灌水河道具有积聚营养物质的作用,氮素浓度远高于田面水氮浓度,其中氨氮浓度甚至达到田面水氨氮浓度的12倍;②降雨后第1天田面水氮素浓度骤降,氨氮、硝氮分别减少86%、89%,降雨过程扰动河道底泥使大量氮素扩散到河水导致氮素浓度会有小幅度升高。因此在降雨过程应控制向稻区外界河流排水,否则易造成面源氮污染。     

冬小麦测墒补灌下土壤氮素迁移特征模拟研究

【目的】探究冬小麦测墒补灌条件下土壤氮素迁移特征。【方法】基于田间试验,设置4个灌溉处理,灌水上下限分别为田间持水率的60%～70%(W1)、70%～80%(W2)、80%～90%(W3)和不灌溉处理(CK),施氮量均为240 kg/hm²。利用田间试验数据对RZWQM 2模型进行率定、验证,进而模拟水氮调控对土壤硝态氮累积量和氮素利用的影响。【结果】土壤剖面含水率、土壤硝态氮量和产量的标准均方根误差(NRMSE)分别为9.3%～25.0%、0.3%～29.7%、4.03%～11.19%,平均相对误差(MRE)分别为8.0%～24.2%、1.4%～30.4%、5.29%～11.98%,一致性指标(D)均高于0.65;基于验证后的RZWQM 2模型,在W1、W2、W3测墒补灌条件下,设置5个氮素施用水平(180、200、220、240kg/hm²和260kg/hm²),W2、W3处理的土壤硝态氮累积量较W1处理分别增加了30.9%～59.7%、49.6%～79.6%;W2条件下,将施氮量控制在220～240kg/hm     

水氮耦合对甜瓜氮素吸收与土壤硝态氮累积的影响

在西北干旱半干旱地区,设置3个水分水平和3个氮素水平,共9个处理,应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜氮素吸收分配、产量及土壤硝态氮分布和累积的影响。试验结果表明:甜瓜成熟期地上部干物质量以及氮素累积量以中水中氮(W2N2)处理为最大,甜瓜采收后各处理硝态氮含量在0~15 cm土层内最高,随土层的加深硝态氮含量逐渐减小。0~60 cm土层内硝态氮累积量随施氮量的增加而增大,随灌水量的增加而减小。甜瓜产量随灌水量和施氮量的增加而提高,但是在高水和高氮条件下略有下降。滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N2(130 kg/hm2)和W2(1.0ETc)时,有利于提高甜瓜产量,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。     

降解膜覆盖种植方式对夏玉米土壤养分和氮素利用的影响

采用生物可降解地膜覆盖,设置平地全覆盖(M1)、垄沟半覆盖(M2)、连垄全覆盖(M3)与传统平地种植(CK)4种种植方式,通过2013—2014年2年夏玉米大田试验,分析降解膜覆盖下不同种植方式对土壤养分变化、土壤硝态氮分布以及作物对养分吸收利用率的影响。结果表明,与CK相比,3种覆盖种植方式均提高了表层0~50 cm土壤养分,其中土壤速效磷、速效钾、碱解氮含量增加显著,土壤有机质含量呈下降趋势;不同处理下土壤0~200 cm平均硝态氮含量均在播种后20~60 d明显减少,且在不同时期硝态氮含量峰值随着播种后天数的增加逐渐向下运移;M1、M2和M3处理的植株体内氮素累积量与CK相比均有不同程度增加,在播种后20~40 d累积量最多。3种覆盖处理2年氮肥偏生产力和氮素利用效率均显著高于CK处理(P0.05),其中,M3氮素利用效率最高,比M1、M2处理分别提高了49.30%、33.10%。综合而言,覆盖降解膜有利于改善作物生长的水肥环境,促进作物对氮素的有效吸收,其中连垄全降解膜覆盖种植方式(M3)在保护土壤环境、提高耕作层土壤养分以及促进作物对养分的吸收利用效率等方面效果最佳。     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

不同水氮调控模式对稻田土壤氮素分布与有效性的影响

为了进一步阐明寒地黑土区不同水氮调控模式对铵态氮、硝态氮在不同土层累积及土壤氮素有效性的影响,以田间小区试验为基础,结合~(15)N示踪微区试验,研究了不同水氮调控模式下土壤剖面的无机氮以及肥料氮素的NH_4~+-~(15)N和NO_3~--~(15)N累积情况,并根据同位素测定结果分别计算了土壤氮素有效性“A”值,从不同角度分析了不同水氮调控模式对土壤氮素有效性的影响。研究结果表明:控制灌溉和常规灌溉两种灌溉模式下土壤无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素在土壤剖面的累积量均随施氮量的增加而增大,并随土层深度的增加而减少。不同施氮量下稻作控制灌溉模式表层土壤(0～20cm)中无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素的累积量均高于常规灌溉,20～40cm和40～60cm土层的无机氮和NO_3~--~(15)N总累积量均低于常规灌溉,不同灌溉模式间20～60cm土层中NH_4~+-~(15)N的累积量差异不显著(P0.05)。相同施氮量下常规灌溉模式20～40cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了10～11倍;40～60cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了近3倍。不同施氮量下稻作控制灌溉模式水稻成熟期氮素积累量中77.77%～84.51%来自于土壤氮素,较常规灌溉提高了12.91%～23.12%,且相同施氮量下稻作控制灌溉模式土壤氮素有效性“A”值较常规灌溉模式分别提高了9.41%、5.65%和3.69%。不同施氮量下与常规灌溉相比,稻作控制灌溉模式可以有效提高稻田土壤氮素有效性,减少肥料氮素的淋溶损失,起到了节水减排的作用,研究结果可为制定黑土区稻田合理的水氮调控措施提供参考。     

滴灌条件下肥液浓度对土壤氮素运移影响研究

通过田间试验研究了滴灌条件下不同肥液浓度对土壤氮素运移影响,结果表明:(1)随着肥液浓度的增加,土壤表层的硝态氮含量也随之增加,并在湿润峰边缘累积;(2)随着肥液浓度的增加,垂直方向和水平方向上土壤含氮量都逐渐增大;(3)肥液浓度越大,表层土壤中硝态氮的淋溶效果越差,硝态氮越容易在表层积聚。以上研究结果可以作为滴灌技术的发展与推广提供一定的理论依据。     

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2,N3:300 kg/hm~2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0～100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60～100 cm土层铵态氮累积量、80～100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm~2时肥料氮累积量占比21. 27%～31. 23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66. 70%～75. 05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm~2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。     

水氮耦合对滴灌复播油葵氮素吸收与土壤硝态氮的影响

为了解新疆北部石河子地区水氮耦合对滴灌复播油葵的氮素累积、转运分配与吸收利用及土壤硝态氮累积动态的影响,以大田试验为基础,结合室内试验,以当地油葵主栽早熟品种新葵杂五号为供试材料,在滴灌条件下进行水氮二因素三水平完全处理小区试验。结果表明,不同水氮组合的滴灌复播油葵各器官氮素累积生育前期均以叶片为主,生育后期均以花盘为主。水氮组合对滴灌复播油葵各器官在各生育期对氮素的累积、分配、转运与吸收利用及油葵产量均具有显著(p0.05)或极显著(p0.01)的互作效应。适当范围内(施纯氮量小于等于232 kg/hm2、灌水量小于等于3 000 m3/hm2)增水增氮可以促进油葵各器官对氮素的有效累积,促进油葵氮素的转运与吸收利用,达到促进油葵高产的目的。水氮耦合对滴灌复播油葵土壤硝态氮累积量影响显著。随施氮量增加,0~80 cm土壤硝态氮累积量增加;随灌水量增加,土壤硝态氮累积量在0~40 cm土层降低,在40~80 cm土层增加;收获后,随灌水量和施氮量增加,土壤硝态氮相对累积量在40~80 cm土层增加,在0~40 cm土层降低。结合油葵产量与植株对氮素吸收转运的表现,该试验最佳花盘全氮增加量为2.16 g/株,产量为3 597.11 kg/hm2,最优水氮组合为灌水3 000 m3/hm2,施纯氮232 kg/hm2。     

不同施氮量对土壤无机氮素及烤烟干物质的影响

通过大田试验,探讨在不同施氮量条件下烤烟土壤中硝态氮与铵态氮的变化情况以及施氮量对烤烟地上部分干物质累积量的影响。试验根据烤烟生育期设置不同阶段,定期对土样中无机氮素以及烤烟植株干物质进行测定。结果表明,施氮量对烤烟土壤中硝态氮和铵态氮随生育期以及土层深度的变化趋势影响较小,施氮量仅明显影响同时期同深度下硝态氮和铵态氮含量。同时施氮量的增加会增强烤烟后期地上部分干物质累积强度,使得烤烟生长持续旺盛。     

喷灌施氮对马铃薯氮素积累及土壤硝态氮影响

喷灌水肥一体化是提高中国东北半湿润区作物养分利用效率的重要措施.为探索圆形喷灌机水肥一体化条件下,施氮肥对马铃薯产量、氮素积累以及土壤硝态氮分布的影响,试验设置3个施氮量水平：115,165,215 kg/hm²(分别以F1,F2,F3表示);3个施氮频次：2,4,6次(分别以C2,C4,C6表示);选择传统沟施追肥作为对照区.结果表明：处理F2C6的马铃薯块茎产量和商品薯率均最高;相同施氮量条件下,马铃薯块茎氮素积累量随施氮频次增加而增加;相同施氮频次下,随施氮量增加,块茎氮素积累量先增加后减少;马铃薯块茎膨大期在相同施氮量条件下,20～40 cm土层的土壤硝态氮含量随施氮频次增加而减小.综合比较,建议黑龙江半湿润地区马铃薯种植采用中肥(165 kg/hm²)、高频次(追施氮肥6次)的喷灌水肥一体化方案.     

蓄水坑灌灌施条件下苹果园土壤氮素分布特性研究

为探究蓄水坑灌灌施条件下灌水量对苹果园土壤氮素分布规律的影响,本文通过田间实验就蓄水坑灌灌施条件下灌水量对苹果园土壤氮素分布规律进行了研究.结果表明:灌水量对土壤碱解氮和硝态氮分布影响范围基本一致,硝态氮和碱解氮浓度峰值集中在蓄水坑坑壁外围水平10 cm范围内,随着与蓄水坑坑壁距离的增加而降低.随着灌水量的增加,蓄留在蓄水坑坑壁外围水平10 cm范围内碱解氮和硝态氮量减少;随着土层深度和径向距离的增加,各处理间碱解氮和硝态氮量随着灌水量的增加而增加.该试验条件下,碱解氮和硝态氮相关系数为0.926,硝态氮量占碱解氮量百分比较大,建立了碱解氮和硝态氮的相关关系式.     

不同氮响应型冬小麦品种植株氮素利用的差异及氮肥的调控研究

[目的]明确不同氮响应型冬小麦品种氮素吸收利用对氮肥的响应差异,挖掘黄土高原麦区冬小麦品种的高效高产潜力.[方法]于2018—2019年在山西农业大学校内小麦试验基地开展试验,试验主区为良星99、邯麦13、山农22、良星77、烟农999和山农29共6个冬小麦品种,副区为150、270 kg/hm2的2个施氮水平,分析不...     

河套灌区控制排水对氮素流失与利用的影响

为探求控制排水对油葵农田土壤氮素流失、氮肥利用效率以及产量的影响,设置生育期控制排水深度分别为40cm（K1）、70cm（K2）、100cm（K3）3个处理,选择明沟排水作为对照处理（CK）,开展了田间试验。结果表明：K1处理土壤NH+4N含量（质量比）最高,平均值为20.17mg/kg,显著高于其他各处理（P<0.05）,较K2、K3、CK处理高31.36%、46.16%、15.22%。不同处理间土壤NO-3N含量差异性大于NH+4N。生育期灌溉后0~40cm土壤NO-3N含量由大到小依次为K1、CK、K2、K3。不同处理NO-3N流失量均大于NH+4N,K1、K2、K3、CK处理NO-3N流失量较NH+4N分别高60%、52.63%、30.77%、58.82%。暗管排水处理,出口埋深越小,排水量越小,氮素流失量越小,控制排水稳定了地下水埋深变化。控制排水处理（K1、K2）提高氮肥偏生产力3.04%~11.15%,提高了养分吸收量。K1处理氮肥偏生产力最大,分别较K2、K3、CK处理增加4.54%、7.72%、11.15%（P<0.05）。K1处理能显著提高玉米产量（P<0.05）,较K2、K3、CK处理分别增加4.52%、7.69%、11.14%。油葵收获后,各处理0~100cm土壤NH+4N含量为0.98~8.13mg/kg,随着土层深度的增加土壤NH+4N含量减少,0~40cm土层CK处理土壤NH+4N含量最大,较K1、K2、K3处理分别大11.65%、14.55%、18.19%（P<0.05）。相同处理相同土层NO-3N含量明显高于NH+4N含量;生育期灌溉后,0~10cm土壤中NO-3N均随水向深层土壤运移,而K1处理将大多NO-3N聚集在20~40cm土层中。在生长中后期,20~40cm土层为油葵根系旺盛层,K1处理对土壤中氮素利用相对较高。综合油葵产量、土壤氮素变化规律、氮肥利用效率及氮素流失情况,适宜的排水方式为生育期控制排水深度40cm（K1）。     

猪场废水灌溉对土壤氮素时空变化与氮平衡的影响

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵态氮和硝态氮含量在时间上的变化规律基本一致,表现为追肥期出现峰值,随后下降的趋势;土壤铵态氮含量随土层深度的增加而迅速下降,土壤硝态氮含量随土层深度的增加变化规律不明显,且易淋移至下层土壤并累积。PWH(猪场废水高氮)处理土壤铵态氮、硝态氮含量在追肥期出现峰值后下降的幅度较慢,而CKH(清水高氮)处理下降的幅度较快。猪场废水高氮处理PWH作物吸氮量及氮矿化量比等氮清水处理CKH分别高6.91%和21.29%,表明该处理有利于土壤有机氮的矿化,但同时硝态氮深层淋溶量也较大,比CKH高出11.82%。     

控制灌溉下秸秆还田对稻田土壤氮素组成的影响

为探明控制灌溉模式下秸秆还田与不同施氮量对稻田表层土壤氮素组成的影响,以黑龙江省寒地黑土为研究对象,于2017—2018年进行了田间连续定位试验,试验秸秆还田量设置为有秸秆还田(还田量为6t/hm2)和无秸秆还田2个水平,全生育期施氮量设置N0(0kg/hm2)、N1(85kg/hm2)、N2(110kg/hm2)和N3(135kg/hm2))4个水平,共8个处理。基于氮稳定性同位素技术,分析了秸秆还田后,稻田土壤表层总可溶性氮组分分配比例,铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)、δ15N含量变化以及与土壤表层总可溶性氮含量的相关性。2年结果表明：控制灌溉模式下,秸秆还田提高了土壤表层可溶性有机氮占总可溶性氮的比例、氮矿化量以及δ15N含量。施加秸秆各施氮量处理土壤表层SON含量均低于无秸秆处理,其中N3处理土壤表层NH+4N与NO-3N含量较无秸秆N3处理分别降低40.3%、38.7%。与无秸秆处理相比,秸秆还田不仅提高了土壤供氮能力,而且促进了土壤表层总可溶性氮以较稳定的可溶性有机氮形态存在,当施氮量仅为0kg/hm2时,土壤表层氮矿化量与无秸秆处理最高氮矿化量无显著性差异,且随着施氮量的增加,土壤表层氮矿化量显著高于无秸秆处理(P<0.05)。秸秆中δ15N含量高,促使土壤表层富集δ15N,施加秸秆N1、N2处理土壤表层δ15N含量与无秸秆N2、N3处理无显著性差异,N3处理土壤表层δ15N含量显著高于无秸秆处理(P<0.05),而且连续2年秸秆还田,导致土壤表层总可溶性氮与铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)以及δ15N的相关性发生变化。研究结果可为东北地区推行秸秆还田的可行性提供科学依据,对保障东北地区农业水土资源可持续利用具有重要意义。     

氮肥运筹对夏玉米根系生长与氮素利用的影响

基于2季夏玉米田间试验,对比研究了尿素(纯氮0、80、160、240 kg/hm~2,基追比为2∶3;记为N0、N80、N160、N240)和控释氮肥(纯氮0、60、120、180、240 kg/hm~2,一次性基施;记为K0、K60、K120、K180、K_240)运筹对夏玉米根系生长、产量及土壤硝态氮分布和氮素吸收利用的影响。结果表明,施用尿素和施用控释氮肥的夏玉米整根各参数均表现为随施氮水平的提高呈先增加后减小的趋势。其中处理N160和处理K120的根系各项指标较高,且根长比根表面积和产量的拟合效果更优,更能反映不同氮肥运筹间产量的差异。与尿素相比,控释氮肥各处理土壤硝态氮累积量与作物需肥规律吻合较好,收获后0~200 cm土层硝态氮含量变幅较小,且硝态氮峰值所在土层深度较浅。2种氮肥中,处理N160与处理K120的籽粒产量、氮收获指数和氮素利用效率较高。其中处理K120的节肥增效潜力显著,其2季夏玉米平均氮收获指数和氮素利用效率分别较处理N160提高5.38%和4.96%,是适宜的氮肥运筹方式。