不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用成为了人们研究的热点.通过研究不同施氮水平对春玉米氮索利用及土壤硝态氮残留的影响,为氮肥的合理利用提供依据.通过在北京市通州区农业技术推广站进行田间小区试验,研究了不同施氮量(0、50、100、200和300kg·hm~(-2))对春玉米产量及氮素利用效率、氮平衡和土壤硝态氮累积量的影响.结果表明:(1)春玉米在施氮量为200kg·hm~(-2)时达到最高产量,为9 006.4 kg·hm~(-2),不同氮肥水平的氮肥利用率在19.7%～25.8%之间,在100 kg·hm~(-2)时的利用效率最高,达到25.8%.(2)作物吸氮量随输入量的增加而增加,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,但随施氮量的增加而增加的趋势更加明显.(3)硝态氮在180cm土层中的累积量随氮素输入量的增加而显著增加,在300 kg·hm‘2时达到最高值,为195 kg·hm~(-2),在施氮水平为100 kg·hm~(-2)时作物生长的需要就基本上能够得到满足,而在高施氮水平下(200和300 kg·hm~(-2))时土壤中的硝态氮出现富集现象,对环境形成一定的威胁.     

灌区土壤中氮素平衡与硝态氮淋失

本文研究了连续３料作物定位试验后，作物对氮的吸收利用率及硝态氮在土壤剖面中的分布与累积。结果发现，仅施氮肥的氮利用率最低，仅有１９．９％；ＮＯ３－Ｎ在０－４０ｃｍ剖面中的累积最高。增施磷肥后，氮肥利用率提高到５０％，同时减少了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的累积。增施钾及有机肥对氮肥利用率影响不大。降雨或灌溉促进了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的淋移深度。     

不同水分条件下平衡施肥对旱地冬小麦土壤硝态氮运移的影响

为了探明不同水分条件下旱地冬小麦养分管理措施对土壤环境的影响,在控雨池栽条件下,设置水分与肥料双因素随机区组试验,以不施肥为对照,研究了0~200 cm土层在底墒为650 mm时,不同水分条件下3个平衡施肥处理(Y1:N 13.9 kg·hm-2、P2O54.65 kg·hm-2、K2O 15.3 kg·hm-2,Y2:N97.5kg·hm-2、P2O532.7 kg·hm-2、K2O 107.6 kg·hm-2,Y3:N 181.2 kg·hm-2、P2O560.6 kg·hm-2、K2O 199.8 kg·hm-2)对旱地冬小麦主要生育时期土壤硝态氮运移的影响。结果表明:开花期、灌浆期,在各水分条件下,0~80cm土层土壤硝态氮平均含量及积累量在Y1施肥量水平下与不施肥处理(Y0)差异不显著,Y2、Y3水平较Y0和Y1硝态氮平均含量增加98.6%~363.6%(P0.05),硝态氮积累量增加98.2%~260.9%,Y3与Y2无显著差异;施肥量的增加对80~160 cm土层土壤硝态氮含量及累积量无显著影响。在生育期补灌100mm(R3)、78 mm(R2)、56 mm(R1)条件下,冬小麦成熟期3个施肥量80~160cm土层的土壤硝态氮累积量较不补灌(R0)分别减少27.2%~41.0%、44.8%~48.4%、23.7%~49.4%,较高的水分条件加剧了土壤硝态氮向深层的淋溶。从满足冬小麦营养需求、减少土壤硝态氮的累积、提高肥料利用效率等方面综合考虑,冬小麦的适宜施肥量为Y2水平。     

氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响

【目的】针对灌区膜下滴灌甜瓜栽培施氮不合理的问题,通过系统分析膜下滴灌条件下不同施氮量对甜瓜产量、土壤硝态氮累积及氮素吸收和平衡的影响,为河西灌区膜下滴灌甜瓜合理施用氮肥提供理论依据。【方法】试验采用膜下滴灌施肥模式,设置5个施氮水平：0（N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,在苗期、伸蔓期、膨大期和成熟期测定土壤剖面硝态氮含量,并结合成熟期产量和氮素吸收量,分析不同氮素用量对甜瓜产量、品质以及氮素平衡和土壤中硝态氮分布、累积的影响。 【结果】在施氮量为180 kg·hm ^-2时甜瓜商品瓜产量达到较高值,果实吸氮量和氮收获指数达到最大,甜瓜氮素吸收利用效率、氮素农学效率和氮素生理利用率变幅分别为39.59%—40.22%、56.61—61.44 kg·kg ^-1和142.98 —152.76 kg·kg ^-1;不同深度土壤NO₃ ^--N随施氮量的增加而增加,但同一处理中土层越深NO₃ ^--N含量越低;收获后NO₃ ^--N主要累积在0—40 cm土层,占试验监测土壤范围（0—100 cm）的46.74%—51.84%;施氮量与甜瓜吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量呈显著正相关,甜瓜吸收量占氮输出量的41.27%—41.36%,氮素残留量占42.62%—43.41%,表观损失占15.32%—16.02%。 【结论】在河西沙漠绿洲灌区甜瓜膜下滴灌种植中,氮素施入量以180 kg·hm ^-2为宜,有利于甜瓜氮素吸收利用能力保持在较高水平,降低氮素损失,达到氮素收支动态平衡以及高产优质高效的生产目的。     

节水减氮对温室土壤硝态氮与氮素平衡的影响

【目的】针对日光温室蔬菜生产中肥水超量施用问题,以提高氮肥利用率和实现温室菜田可持续利用为目标,研究节水减氮在温室蔬菜生产中的增效潜力,推荐适宜水氮用量。【方法】采用当地典型种植茬口冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄,在沟灌方式下设计农民习惯灌溉（W₁,＞100%田间持水量）和减量灌溉（W₂,75%-95%田间持水量）2个灌水水平;农民习惯施氮（N₁）、较农民习惯减氮25%（N₂）、减氮50%（N₃）和无氮（N₀）4个氮肥水平,对应黄瓜季施氮1 200、900、600和0 kg·hm^-2,番茄季施氮 900、675、450和0 kg·hm^-2,共W₁N₁、W₂N₂、W₂N₃、W₁N₀和W₂N₀ 5个水氮用量组合处理,3年6季定位研究蔬菜关键生育期0-100 cm土体硝态氮动态变化,分析氮素平衡和经济效益,推荐合理水氮用量。【结果】农民习惯水氮管理W₁N₁处理土壤硝态氮积累明显,并向土壤深层迁移。节水减氮W₂N₃处理3年0-60 cm土层硝态氮供应保持在相对适宜水平,平均硝态氮含量为53.3-80.9 mg·kg^-1;0-100 cm土体硝态氮未出现明显积累,平均含量较W₁N₁处理下降13.9%-31.1%;氮素表观损失下降56%,氮肥利用率提高2.4-3.3个百分点,并保持较高的经济效益。依据0-20 cm土层硝态氮含量与产量之间的显著回归关系,获得最佳产量土壤硝态氮含量黄瓜为37.4-72.9 mg·kg^-1,番茄应低于90 mg·kg^-1。根据蔬菜氮素需求量和关键生长期适宜的土壤硝态氮含量,结合根区土壤水分监测,推荐与供试条件相近的温室,沟灌冬春茬黄瓜产量160-180 t·hm^-2下灌水450-550 mm配合施氮600 kg·hm^-2较适宜,秋冬茬番茄产量70-80 t·hm^-2时灌水170-200 mm配合施氮250 kg·hm^-2较适宜。分析水氮减施增效原因为：节水20%-30%使土壤硝态氮趋近根区分布,节氮50%降低土壤剖面硝态氮积累,节水20%-30%配合减氮50%将根区硝态氮供应维持在适宜水平的同时,降低进入损失途径的氮素,从而实现增效。【结论】华北平原沟灌温室黄瓜-番茄农民生产现状节水减氮潜力较大。优化水分管理是实现氮肥减施增效的关键,在合理灌水量下,推荐适宜的施氮量是水氮减施增效的有效措施。较农民习惯管理节水20%-30%配合减氮50%,能有效降低氮素损失,提高氮肥利用率,保持较高经济效益。     

不同水氮管理对棉花产量、品质及养分平衡的影响

 在南疆塔里木盆地的南缘和北缘两个试验点研究了不同水氮措施对棉花产量、品质和氮素平衡的影响。结果表明，基于氮素实时监控技术和土壤水分实时监测技术的优化水氮管理比常规水氮管理大幅度减少氮肥施用量，策勒点施氮量由常规的432 kg·ha-1减少到256 kg·ha-1，尉犁点施氮量由310 kg·ha-1减少到137 kg·ha-1，灌水量也由常规的660 mm减少到427 mm（策勒），600 mm减少到402 mm（尉犁）；优化水氮管理在减少水氮投入的同时获得了与常规水氮管理相同甚至更高的生物量、产量、纤维综合品质以及吸氮量；大幅度地提高了氮肥利用率和灌水利用率；显著减少了土壤Nmin残留和氮素表观损失。     

不同施氮量对加工番茄生长及土壤氮素平衡的影响

【目的】 研究不同施氮量对加工番茄生长及土壤氮素平衡的影响。【方法】 基于临界氮浓度模型的施肥方案,设置不施氮(N₀)、施氮200 kg/hm²(N₁)、施氮300 kg/hm²(N₂)和施氮400 kg/hm²(N₃)4个处理,测定加工番茄各生育期的生长、产量和土壤氮素等指标。【结果】 (1)在苗期阶段,各处理对加工番茄的生长无显著差异;坐果期后,N₂处理较其他处理可有效促进加工番茄的生长。2018年,红熟期N₂处理下的加工番茄株高为85.5 cm,显著高于其他处理,同期N₂处理下的茎粗为18.40 mm,显著高于N₀处理,但与其他施氮处理无显著差异,且2019年有同样变化趋势。(2)各处理土壤硝态氮主要分布在20-40 cm土层中,各土层中硝态氮含量随施氮量的增加而增加;2018年在拉秧期N₃处理下的硝态氮含量主要残留在40 cm以下土层中,占总硝态氮含量的54.72%,且2019年有同样趋势,淋洗风险较大;N₂处理下的土壤硝态氮分布较均衡,可以有效降低土壤氮素的残留,提高氮肥利用率。(3)土壤剖面中硝态氮盈余量随施氮量的增加呈增加趋势;N₀、N₁、N₂处理下的氮素主要以作物吸收的方式带出土壤,N₃处理下的氮素主要残留在土壤中;N₁处理可降低氮素在土壤中的残留量,但也降低了氮素的利用率,N₂处理有利于提高氮肥表观利用率,降低氮肥表观残留率,N₃处理促进了作物对氮素的吸收,但加大了氮素在土壤中的残留,降低了氮素利用率。【结论】 在基于加工番茄临界氮浓度模型的氮素运筹方案下,加工番茄苗期阶段,按N₁处理施44 kg/hm²减氮施肥,在开花期以后,施氮按N₂处理施234 kg/hm²的氮运筹可促进植株生长,且土壤氮素残留相对较少,保证了较高的氮肥利用率和经济效益。     

中低产田施氮对冬小麦氮素利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验法,研究了不同施氮水平(0、100、200、250、300 kg/hm2)对河北山前平原区低产田冬小麦产量、氮素利用和土壤硝态氮累积的影响.结果表明,随着施氮量的增加,冬小麦产量呈上升趋势,当氮素水平分别为200、300 kg/hm2时,冬小麦产量较高,分别达8 039.1、8 429.3 kg/hm2,与对照相比分别增产19.5％、25.3％.在产量构成因素中,穗数对产量的影响较为明显,且穗数与产量之间呈显著的正相关关系(P＜0.05).氮素利用率以100、200 kg/hm2处理较高,分别为68.2％、66.0％.在0～ 180 cm的土层中,各施氮水平土壤硝态氮均呈现不同程度的累积,其中当施氮量为200 kg/hm2时累积量最小,比300 kg/hm2处理低630 kg/hm2.综合考虑产量和环境因素,在本试验条件下该区域中低产田冬小麦的施氮量不宜超过200 kg/hm2.     

不同施氮量下夏玉米田土壤剖面硝态氮累积及其与土壤氮素平衡的关系

【目的】研究不同施氮量对夏玉米收获后0~200cm土层硝态氮分布、累积及土壤氮素平衡的影响。【方法】2009年在位于陕西关中西部地区的户县、周至2县分别设置了6个田间试验,测定了不同施氮量处理下夏玉米收获后土壤剖面硝态氮的含量,计算了土壤氮素平衡值。【结果】夏玉米收获后,在0~200cm土层,随着土层深度的增加,土壤硝态氮含量呈下降后升高的趋势。随着氮肥用量的提高,夏玉米收获后0~200cm土层土壤硝态氮累积量明显增加,二者呈显著正相关关系。随着施氮量的增加,土壤氮素平衡值逐渐增大,其中,当施氮量为90~150kg/hm2时,土壤氮素基本达到平衡;当施氮量达270~450kg/hm2时,土壤氮素有明显盈余。土壤氮素平衡值与0~200cm土层土壤硝态氮累积量之间呈极显著正相关关系,土壤氮素平衡值每增加100kg/hm2,0~200cm土层土壤硝态氮累积量增加约48kg/hm2。【结论】在夏玉米生长季,土壤氮素平衡决定了土壤剖面中硝酸盐的累积状况。     

沼液不同氮素水平对狼尾草产量、质量氮素利用率和土壤剖面硝态氮分布的影响

采用田间试验,研究了不同氮素水平的沼液(设N0~N6共7个氮素水平,即每次浇灌折纯氮0、5、10、20、40、80、160kg·hm-2,每45d刈割周期浇灌3次)对"闽牧6号"狼尾草产量、质量、氮素利用效率和土壤剖面全氮及硝态氮含量的影响。结果表明,"闽牧6号"狼尾草3个刈割期和全年干草产量均随着沼液氮素浓度的增加而增加,其中N6处理全年干草总产量达27.51 t·hm-2,显著高于N0~N5处理(P0.05)。植株硝酸盐含量、全氮含量和牧草粗蛋白产量也随着沼液氮素水平的提高呈上升的趋势,牧草刈割期的硝酸盐含量为355.1~572.5 mg·kg-1,均低于牧草畜牧利用的有毒限量指标0.25%,牧草粗蛋白产量最高达2459 kg·hm-2(N6处理)。对全年牧草生产的氮素利用率、氮素生理利用率、粗蛋白生产效率、氮素农学生产效率、氮素偏生产力等5个氮素利用效率指标分析可知,随着沼液中氮素水平的提高,氮素利用效率逐渐降低。牧草地全氮含量和硝态氮含量随着沼液氮素水平的增加而增加,不同土层间(0~60cm)随着土层深度的增加而降低。土壤硝态氮含量的增加,表明高氮量的沼液可能增加土壤硝态氮淋失的风险。     

施氮对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响

【目的】 研究施氮量对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响,为膜下滴灌棉花的氮肥管理提供理论参考。【方法】 以新陆早52号为材料,设N0(不施氮)、N150(150 kg/hm²)、N250(250 kg/hm²)、N350(350 kg/hm²)、N450(450 kg/hm²)共5个处理,研究膜下滴灌棉花的氮肥运行规律及最佳氮肥施用量。【结果】 不同氮肥处理地上部生物累积量进符合Logistic 曲线模型Y=a/(1+b×exp(-k×t)),最大积累速率出现时间在71~77 d,进入快速积累期在56~60 d。2试验年各处理LAI表现为N450>N350>N250>N150 >N0,最大可达4.51~4.81。0~60 cm土层,硝态氮含量变化表现为随土层深入先增加后降低的趋势,在20~40 cm土层硝态氮含量最高,现蕾阶和铃期消耗土壤硝态氮较多。产量、肥利用率、氮肥贡献率2试验年N350最大,分别在为7 477.5和7 731.7 kg/hm²,40.32%、43.24%,56.09%、57.02%。【结论】 N350(350 kg/hm²)处理效果最佳,施氮量在327.70~340.67 kg/hm²的阈值范围内,有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。     

不同水氮处理对菠菜硝酸盐累积和土体硝态氮淋洗的影响

利用土柱模拟方法,研究了两种水分供应条件下的5种氮素水平对菠菜生长、植株叶柄硝酸盐累积及土体硝态氮淋洗的影响。结果表明,低供水量抑制了菠菜的生长,极大地限制了作物根系对氮素的吸收利用。而在水分供应量较高的条件下,植株干重随氮肥用量的增加而增大,同时体内硝酸盐含量也随之升高。土柱施氮(N)量达1.33g时,植株体内硝酸盐含量超过了3000mg·kg-1的蔬菜限量标准。     

不同滴灌水肥配施模式对土壤硝态氮与棉花根系形态的影响

为探明不同滴灌水肥配施模式对土壤硝态氮与棉花根系形态的影响,在N-W-N(前期滴入氮肥、中间滴清水、后期再滴入氮肥)的常规水肥配施模式基础上,通过设置4种不同的施肥时段[W1(1/3,1/3,1/3)(在一次施肥的两端时间滴肥,中间1/3时间段仅灌清水)、W2(1/2,1/4,1/4)(在一次施肥的前1/2和后1/4时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)、W3(1/4,1/4,1/2)(在一次施肥的前1/4和后1/2时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)和W4(1/4,1/2,1/4)(在一次施肥的前1/4和后1/2时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)],探究其对0～20、20～40和40～60 cm土壤硝态氮累积规律及棉花根系形态指标的影响。结果表明:滴灌棉田不同生育时期各土层硝态氮质量分数表现为60 cm20 cm40 cm,棉花根系各形态指标的生长表现为40 cm60 cm20 cm;在不同水肥配施模式下,各土层硝态氮质量分数表现为W4W3W2W1,根系各形态指标的生长表现W1W2 W3 W4;通过不同滴灌水肥配施模式与根系形态指标相关分析结果表明,各处理对总根长、总根表面积、总根体积、根尖数均有显著影响,其中W1模式效果最佳。表明合理的水肥配施模式对滴灌棉花根系生长有促进作用,从而协同增加地上部分干物质积累,促进棉花高产。     

不同配肥模式下滴灌棉花氮素吸收利用规律

【目的】 研究不同配肥模式对滴灌棉花氮素吸收利用规律。【方法】 采用大田单因素随机区组方法,设置4种施肥方式,第1种为1/3时间施肥,1/3时间浇水,1/3时间施肥、第2种为1/2时间施肥,1/4时间浇水,1/4时间施肥、第3种为1/4时间施肥,1/4时间浇水,1/2时间施肥、第4种为1/4时间施肥,1/2时间浇水,1/4时间施肥,分别记为W₁、W₂、W₃、W₄。研究滴灌条件下不同配肥模式棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。【结果】 (1)不同配肥模式下滴灌棉花植株平均全氮含量表现为W₁＞W₂＞W₃＞W₄;(2)不同器官滴灌棉花全氮含量在表现为叶＞花蕾＞铃＞茎;(3)不同配肥模式下滴灌棉花的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力都表现为W₁＞W₃＞W₂＞W₄。【结论】 棉花氮素吸收利用和产量最高的N-W-N模式下,最优的配肥时段是W₁(1/3时间浇水,1/3时间施肥,1/3时间浇水)处理。     

水氮互作对冬油菜氮素吸收和土壤硝态氮分布的影响

【目的】针对西北地区冬油菜蕾薹期干旱频发,农民大量灌溉和施氮导致的环境问题,探究西北地区冬油菜蕾薹期适宜的灌溉量和施氮量。【方法】通过2年田间试验,研究分析蕾薹期不同灌溉量（不灌溉（I₀）、灌60 mm（I₁）和灌120 mm（I₂））和施氮量（不施氮（N₀）、施氮80 kg·hm^-2（N₁）和施氮160 kg·hm^-2（N₂））下,地上部干物质量、籽粒产量、氮素吸收与分配、土壤硝态氮分布和氮素利用效率的差异,其中全生育期不施氮（不基施、不追施）和不灌溉为对照处理（CK）。【结果】蕾薹期灌溉或施氮能显著提高冬油菜的地上部干物质量、籽粒产量、产油量和氮素吸收量。土壤硝态氮峰值所在的土层深度随灌水量的增加而明显下移,且峰值随施氮量的增加而明显增加,表现出明显的淋洗趋势。I₁N₁处理的土壤硝态氮累积量与I₀N₀处理间不存在显著差异,但与I₂N₂相比,却显著降低41.9 kg·hm^-2。I₀、I₁和I₂处理土壤硝态氮主要分布在0-40、40-80和80-160 cm。2个冬油菜生长季,I₂N₁处理的籽粒产量和产油量均最大,平均为3 385和1 429 kg·hm^-2;CK最小,平均为1 391和585 kg·hm^-2。与I₂N₁相比,2012-2013年（干旱年）I₁N₁处理的籽粒产量显著降低,但产油量无显著差异;2013-2014年（平水年）二者的籽粒产量和产油量均不存在显著差异。2年I₁N₁处理平均籽粒产量和产油量分别为3 264和1 358 kg·hm^-2,仅比I₂N₁降低3.6%和4.7%。I₁N₁处理的平均氮肥农学利用率比I₂N₁降低7.2%。【结论】为提高冬油菜籽粒产量和氮素利用效率,减轻土壤硝态氮的下移趋势和下移量,I₁N₁处理（灌溉60 mm,施氮80 kg·hm^-2）为较优的灌溉施氮策略。     

不同灌溉模式对设施番茄产量与土壤养分运移的影响

为有效提高设施番茄水肥利用率,加快推进现代化农业发展进程。试验设置滴灌施肥与传统漫灌施肥两种模式,共5个处理,研究了不同灌溉模式对设施番茄产量以及设施菜田土壤温度、硝态氮、有效磷和氮肥利用率的影响。结果表明：同漫灌施肥相比,滴灌施肥模式能提高设施莱田土壤温度0．5～1．5℃,增产4％～35％,氮肥利用率提高2％～17％。综合节水、氮肥利用和产量3项指标,以每6d滴灌1次,灌溉定额为每次180m^2·hm^-2效果最佳。     

施肥方式对小麦生长、产量及土壤硝态氮含量的影响

采用田间小区试验的方法,研究了5种施肥方式(处理1:1/2尿素播种前撒施旋耕,1/2尿素返青拔节期追施旋耕;处理2:全部尿素播种前撒施旋耕;处理3:全部控释氮肥播种前撒施旋耕;处理4:全部控释氮肥播种前在种子正下方条施;处理5:全部控释氮肥播种前在种子侧下方条施)对小麦生长、产量及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,各处理间小麦株高、穗粒数和千粒质量差异不显著,基本苗数和冬前最大分蘖数以处理2最高,春季最大分蘖数以处理1、3、5较高,3个处理间差异不显著。处理1、3、4、5的小麦生物量较高,处理间差异不显著,但均显著高于处理2。小麦产量受穗数影响最大,处理1、3、5的产量较高,分别为9 139、9 097、8 930 kg/hm~2,三者差异不显著;处理2产量最低,为8 407 kg/hm~2,显著低于其余4个处理。氮肥偏生产力各处理间变化趋势与产量一致,处理1、3、5较高,彼此间无显著差异,处理2最低。处理3、4、5在拔节期和孕穗期0~90 cm土层硝态氮含量与施用尿素的处理1、2差异相对较小(60~90 cm孕穗期差异相对稍大),在小麦收获后硝态氮含量相对较高。总体上,控释氮肥一次性撒施旋耕和条施于种子侧下方的施肥方式效果较好,既能保证小麦稳产,又能使土壤保持较高的硝态氮含量,从而减轻面源污染的风险。