浅谈氮循环及氮污染

认识自然界氮循环,通过从工业化生产以后氮收支失衡的角度阐述氮污染的原因及危害,以提高人们对氮污染的重视。     

氮循环与中国农业氮管理

作为全球活性氮制造量和氮肥消费量均最大的国家,中国农业生态系统的氮平衡问题受到了国内外广泛的关注。普遍认为中国农田施氮过量问题突出,并产生了严重的环境污染。为全面了解中国农业生态系统的来源和去向,找出引起氮肥消费量高的原因,本研究运用氮循环基本原理,以2010年为例,根据近年来发表的文献和国家统计资料,详细讨论了不同空间尺度上中国农业生态系统的氮输出和输入,重点分析了作物-土壤系统氮循环与氮平衡的特征。2010年中国农业生态系统氮投入总体上过量,其数量基本上相当于经生物地球化学循环返回作物–土壤系统的氮量,大致在5 Tg N左右。在全国水平上,2010年化肥和有机肥带入农田的氮量,相等于作物吸氮量和农田氮损失量之和;由于化学氮肥流向的多样化,如林、牧、渔业和城市绿化等的氮肥消耗,以及部分经济作物包括果树和蔬菜,特别是设施蔬菜的高量施氮,总体上粮食作物过量施氮的问题并不十分突出。在耕地资源有限（占全球8%的耕地面积,养活20%的世界人口）、有机废弃物中氮养分循环利用率低于30%、豆科作物播种面积较少且生物固氮占农田总氮投入不足15%的情况下,中国的农业生产只有依靠氮肥。然而,中国氮肥消费存在着很大的地区差异,在土地生产力水平较高的黄淮海、长江中下游和珠江三角洲地区,单位农作物播种面积的施氮量显著高于全国平均水平。这些地区氮肥消费量较大与粮食单产高、复种指数高和豆科作物种植比例低有密切关系。因此,为保证人们不断增长的食物需求和膳食结构的改善,加之土壤基础肥力相对较低,农田化学氮肥投入较高具有一定的合理性。然而,农业生产过程中发生的氮损失,既浪费了资源,也污染了环境。损失进入大气和水中活性氮以及环境中新产生的活性氮,经生物地球化学循环过程以大气沉降和灌溉水返回农田,已经成为作物-土壤系统氮的重要投入项。由于农业生态系统中氮素转化过程的多样性和生物地球化学循环的复杂性,循环过程中的氮损失不可避免。只有通过在不同空间尺度上对氮素进行优化管理,才能将氮损失降低到最低。在保证粮食安全的基础上,尽可能地降低农田施氮的环境风险,需要多学科、多部门的协作与共同努力,在不同空间尺度上实现氮优化管理、达到降低农业生态系统氮肥投入的目的。     

鱼氮氮中毒、药害及泛塘

当前,许多养殖户对鱼类氨氮中毒、农药中毒和泛塘现象辨别不清,常把氨氮中毒误以为投毒,泛塘死鱼疑为药害。为此,特将上述情形的区分与解救方法介绍如下：     

猕猴桃缺氮及氮中毒症状

<正>1缺氮症状缺氮症状最先出现在老叶上,然后是幼叶直至全株出现缺氮症状。缺氮会使猕猴桃生长严重衰退。缺氮的最初症状是叶片颜色逐渐由深绿色变为淡绿色,随着症状的发展,受害叶片完全变黄,但即使在严重受害的植株上,     

冬小麦氮营养诊断及氮追肥推荐

田间小区试验表明,冬小麦拔节期(04-05)植株 NO_3~--N 含量(二苯胺比色法)与地上部吸氮量及土壤剖面0～100 cm 内 Nmin 之间均存在着良好的正比关系,因而可以作为冬小麦氮营养诊断的指标。冬小麦产量(Y)、植株 NO_3~--N 含量(S)及氮肥追施量(Nd)之间的数学模型为:Y=9.158(Nd+45.909 S)~(0.5)-0.365(Nd+45.909 S)。由此模型可得到,冬小麦获最大利润的氮素追肥推荐模型为:Nd=158.3—45.9S,不需追氮的植株 NO_3~--N 含量临界值为2.4以上。     

施氮水平及施氮方式对稻田土壤渗漏水三氮浓度影响

针对当前氮素不合理使用造成地下水严重污染等一系列事件,明确稻田施肥水平及施肥方式对稻田氮素随渗漏水下渗流失的影响,探求当季氮素流失情况具有积极意义。采用自制盆栽模拟大田土壤渗漏情况,收集渗漏水并分析稻田养分流失量。结果表明:表施肥可以减少9.87%的铵态氮渗漏损失,混施肥可以减少5.92%的铵态氮渗漏损失,但是表施肥又增加了铵态氮的气态损失,且随着施氮水平的提高损失程度加深,渗漏水中硝态氮浓度大于铵态氮浓度,渗漏水中总氮的浓度受施肥方式影响较大。混施肥使得深施和表施的缺点得以避免,是一种合理的施肥方式,在田间作业时可将肥料机械性的搅拌到土壤当中,增加土壤地力。     

土壤有机氮研究进展

综述了土壤中有机氮测定方法、有机氮的形态及来源、植物对有机氮的吸收和利用等方面的研究,以期为有机氮吸收、利用研究提供参考。     

不同供氮水平下小麦品种的氮效率差异及其氮代谢特征

【目的】明确不同氮肥生理利用率小麦品种的氮代谢差异,为小麦高产及合理施肥提供理论依据,实现小麦节氮增产。【方法】采用大田试验方法,从16个小麦品种中筛选出氮素利用效率差异显著的低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198和低氮低效型品种西农509、豫农202。然后进一步分析两类品种在N0（CK）,N120（120 kg·hm^-2）和N225（225 kg·hm^-2）3个供氮水平下各小麦品种的产量、叶片GS活性、可溶性蛋白、游离氨基酸、NO₃^-及全氮含量等氮代谢指标的差异。【结果】不同供氮水平下,氮肥生理利用率、产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量等均表现为低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198显著高于低氮低效品种西农509、豫农202。增加供氮量,两类品种的产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片GS活性等氮代谢同化物指标均增加,而氮肥生理利用率降低。但两类品种对供氮水平响应不同,与N0相比,增加供氮量,低氮低效品种西农509、豫农202地上部及籽粒氮积累量、叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量的增幅均高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198,但是,产量的增幅却显著低于低氮高效品种;氮肥生理利用率的降幅则以低氮高效品种显著高于低氮低效品种。【结论】低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198相对于低氮低效品种西农509、豫农202具有更高的产量及氮素利用效率是因为其具有较高的GS活性,从而促进了植株对氮素的吸收与同化,使整个氮代谢过程利用效率提高,获得更高产量。低氮高效品种耐低氮能力较强,增产潜力较大;低氮低效品种对氮肥反应较为敏感,但是其氮素分配利用能力较低。     

低碳氮比工业废水生物除氮试验研究

研究了低溶解氧(DO)浓度条件下,生物脱氮工艺处理低碳氮比工业废水过程中的亚硝酸盐的变化规律。结果表明:在低溶解氧浓度条件下,该工艺能有效去除氨氮,同时能够实现长期稳定的亚硝酸盐富集。在工艺稳定运行阶段,DO=1.0 mg/L时,好氧池亚硝化率平均可达80%以上,氨氮去除率大于90%。     

施氮量对当归氮代谢的影响

为实现当归栽培中氮肥的高效化利用,研究了3种覆膜垄作模式下施氮水平对当归氮代谢的影响。结果表明:在不同栽培模式下增施氮肥均可以显著增加当归氮代谢酶NR、GS和GDH的活性,促进氮代谢,但过量增施氮肥会抑制氮代谢酶的活性。在全膜双垄沟栽模式下,施氮量192 kg/hm2最有利于提高当归氮代谢强度。