淹水种稻条件下化肥氮的硝化-反硝化损失的初步研究

在中性和微酸性水稻土中施用硫铵时,硝化-反硝化作用是化肥氮损失的主要途径,除了淹水后在土表形成的氧化层及其下的还原层中可以分别进行硝化和反硝化作用外,水田中的硝化微生物与具反硝化作用的极毛杆菌相伴生,无论是在土表的氧化层或其下的还原层中,或是在稻根附近的氧化层或根外的还原层中都可进行硝化一反硝化作用^[4]。本工作的主要目的是:用特制盆钵进行盆栽试验,研究在淹水种稻条件下不同机制的硝化一反硝化作用气此外也涉及到水稻的生长、氮肥的施用方法对氮素损失的影响。     

施肥对农田氮磷污染物径流输出的影响研究

施肥不当是造成农田地表径流 N、P 污染的主要原因。本文采用实地调查与模拟实验相结合的方法,研究了不同肥料品种、不同施肥强度、不同施肥时间与方式对土壤地表径流 N、P 流失的影响。结果表明,农田径流 N、P 的流失量与肥料投入水平有一定的正相关性,施肥后土壤地表径流中总 P 浓度比未施肥前成倍增加。不同肥料品种以硝酸铵最易增加径流中 N 的含量;通过经济与环境协调分析,相对于其他处理而言,一定量的尿素与普钙配合施用可减少 N、P 流失,同时获得较高的白菜产量;就施肥方式而言,深施或穴施比表施可显著降低径流中 N、P 的流失量。     

麦秸、氮肥与土壤混合培养时氮素的固定、矿化与麦秸的分解

应用3种土壤,在20℃和30℃温度下进行了与麦秸及不同量氮肥混合培养的试验,麦秸及氮化肥采取了¹⁵N标记、不标记的交叉处理。7周培养期间,各处理所含矿质氮包括所施化肥氮不同程度地被固定,一部分处理的起初被固定的矿质氮以后部分地得到释放,释放程度与土壤有机质和全氮含量以及培养温度有关。培养结束时,配施较多量氮肥的处理所施麦秸氮及化肥氮约有50-60%呈6N HC1水解氮组分之中,另有少量呈酸不溶性胡敏N形态,麦秸氮有4-17%矿化释放,化肥氮有10-50%仍为矿质氮形态,这些数值的高低基本上也与土壤的有机质和全氮含量以及培养温度有关。以一种土壤与非标记的麦秸和氮肥混合培养,测定了两个月期间的CO₂释放量,并未发现增加氮肥施量会促进麦秸分解,增施氮肥反而有稍为减缓麦秸C分解的趋势。     

氮肥去向的研究--Ⅰ.稻田土壤中氮肥的去向

氮肥施入土壤后的去向,直接关系到作物增产和环境保护,是农业和环境科学研究中的基本资料。对氮肥去向的研究,以在田间条件下进行的意义比较大。因此,1978-1980年,我们在华东地区三种不同土壤上,采用田间微区¹⁵N示踪的方法,分别测定了施用于水稻和小麦的几种常用氮肥的去向,并以尿素为重点,研究了施肥方法、施肥时期、土壤水分状况以及硝化抑制剂等对氮肥去向的影响。所得结果将分别整理。本文是稻田试验方面的初步总结。     

GIS辅助下的江西潋水河流域径流的化学组成计算机模拟研究

选择美国农业部农业研究所开发的SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)模型,在GIS和遥感技术的辅助下,对江西潋水河流域进行了SWAT模型所需相关参数的提取,实现了较大自然流域径流的化学组成分布式计算机模拟,并选择了1993年和2000年两期中模拟值变化较大的12个典型子流域,分析了两期土地利用变化与径流的化学组成模拟值之间的关系。结果表明:土地利用方式对有机氮、有机磷、硝态氮、可溶性磷和矿化磷的迁移量有明显的影响。这项研究将为农业的可持续发展和流域的综合治理与规划,为实现农业的最佳管理措施提供一定的技术支持和依据。     

稻麦轮作条件下化肥氮素对土壤氮的替换作用

采用盆栽实验，第1季水稻生长期内施入^15N标记硫酸铵，在以后的各季作物生长期内使用非标记硫酸铵，连续5季实施稻麦轮作，在每一季结束后采样测定^15N标记硫酸铵的去向，并利用土壤中^15N残留量数据计算了不同施肥强度下土壤氮被替换的速率，以此反映人们对土壤氮素干预的程度。计算结果是：假设肥料氮一旦进入土壤就看成是土壤氮，那么肥料氮替换50％的土壤氮因施肥量不同需要7～60a（14～121季）；如果将作物成熟以后残留于土壤的肥料氮看成是土壤氮，那么替换20％的土壤氮因施肥量不同需要3～7a（5～15季），替换30％的土壤氮需要无限长时间。     

群体密度和追氮方法对不同熟相冬小麦产量效应的差异及对化肥氮去向的影响

通过裂区和正交设计的田间试验 ,研究了不同熟相类型小麦在不同群体密度、不同氮肥追施策略下的籽粒产量及产量构成 ,探讨了不同熟相类型小麦通过群体调节和氮肥追施实现高产的可能性。结果表明 ,群体密度和追氮方法均对不同熟相类型小麦的产量和产量构成产生显著影响 ,并且存在交互作用。黄熟型小麦获得高产的可能性较大 ,早衰大穗型小麦在适宜的栽培和气候条件下 ,也有可能获得高产。同时利用15N年示踪技术研究不同熟相下追肥方法对化肥氮去向。     

污泥堆肥过程中氮素损失机理及保氮技术

堆肥化是污泥处置中的一种有效的资源回用方法，但是在堆肥化过程中N的损失可大大降低堆肥的农用价值，进而限制了污泥堆肥的使用。本文对污泥堆肥化过程巾，N素的转变与损失机理采用生化反应电子计量学进行了探讨，并且讨论了固定N源、降低N素损失、提高堆肥农用价值的方法。     

红壤的供氮能力及化肥氮的去向

采用盆栽试验 ,研究了由第四纪红色黏土和红砂岩发育的不同侵蚀程度红壤以及施用有机或无机肥 1 0年以上培肥的红壤在不加外源氮肥条件下的自然供氮能力 ,以及施用1 5N肥源后肥料氮在土壤 -作物系统中的去向。结果表明 :红砂岩发育红壤 (红砂土 )的矿化量和供氮量显著高于第四纪红黏土 (红黏土 ) ,同一母质中轻度侵蚀红壤的矿化量和供氮量又显著高于重度侵蚀红壤。培肥后红壤的矿化量和供氮量显著提高 ,其中有机培肥红壤高于无机培肥红壤。侵蚀红壤的氮肥利用率低 ,土壤残留氮率较高 ,氮肥损失率不大 ,其中红砂土的氮肥残留率明显低于红黏土 ,而氮肥损失率却显著高于红黏土。培肥后红壤的氮肥利用率明显增加 ,其中有机培肥红壤的氮肥利用率和残留率显著高于无机培肥的红壤 ,而氮肥损失率却明显低于无机培肥红壤。     

施用化肥对土壤腐殖质结构特征的影响

应用红外光谱法和^1H-NMR波谱法初步研究了不同配施化肥处理条件下HA和FA的化学基团组分，并探讨了不同施肥处理对腐殖质化学基团构成的影响。结果表明：不同配施化肥的处理明显影响了土壤腐殖质分子的结构和含量变化。施用化肥有利于HA结构的年轻化、简单化，其影响效果为平衡施化肥（NPK）〉不平衡施化肥（PK）。^1H-NMR研究结果表明不同配施化肥处理FA样品的谱图形态非常相似，出峰位置基本相同。长期平衡施化肥（NPK配施）FA中碳水化合物的H及其它与O、N相连的C上的H的相对含量较高，而长期不施N（施PK）处理FA中烷基链烃中的H相对含量较高。     

氮肥有效率的概念及意义——兼论对传统氮肥利用率的理解误区

自氮肥发明和施用以来,人们一直想通过氮肥利用率来度量氮肥施用效果。传统氮肥利用率是指当季作物吸收肥料氮占施用肥料氮的百分率,而没有反映氮肥对土壤氮消耗的补偿效应。由于概念和算法本身缺陷,加之对结果解析和理解不够,在文献和日常交流中产生了许多误区。为此,国内外研究者尝试了许多改进算法,虽涉及到氮肥在后茬作物上的残效,但并未触及到残留肥料氮对土壤氮消耗补偿效应这一核心问题。本文根据土壤-作物体系氮素主要流动通量,及肥料氮-土壤氮-作物吸氮"三氮"之间关系,提出了氮肥有效率的概念和算法,其核心是将残留肥料氮作为补偿土壤氮消耗的有效部分。文章分析了国内15N示踪试验资料,认为我国现有农田管理水平的氮肥有效率在50%~60%,损失率在40%~50%之间,损失率很高。采取改进氮肥和农艺管理措施,我国未来将氮肥有效率提高至70%~90%,是完全有可能的。氮肥有效率拓展了氮肥效应理念,在解析氮肥对作物增产、维持土壤氮肥力的真实效果,对环境的实质影响方面具有重要意义。     

氮肥、干旱胁迫、基因型差异对冬小麦吸氮量的效应

用品种、氮肥、干旱胁迫3因素3水平完全均衡试验方案的盆栽试验,研究小麦吸氮量和抗旱性的氮素营养遗传特性。结果表明,小麦吸氮量具有明显的基因型差异,施氮量、干旱胁迫程度对小麦吸氮量有极显著的影响。小麦子粒、秸秆、地上部的吸氮量和相应的产量呈极显著的正相关。干旱胁迫能明显减少小麦的吸氮量,且减少的程度因品种不同而异。基因型差异对小麦吸氮量的效应又受氮肥用量的影响。在正常供水和干旱下．小麦子粒和秸秆的吸氮量随氮肥使用量、基因型差异而不同。在轻度干旱条件下,选用中抗品种和中等氮肥水平（如W2V2N1）组合,子粒产量和吸氮量最大;而在正常供水时,选用正常或低抗品种和高氮量水平（如W1V2N2或W1V3N1）组合较好。     

土壤微生物对施入肥料氮的固持及其动态研究

采集长期定位试验（１４年）土壤（棕壤）进行盆栽试验,并应用同位素＾１５Ｎ示踪技术研究了土壤中微生物对肥料氮的固持及其动态,结果表明,施肥后５天土壤微生物对施入人肥氮的固持达达到最高,除单施氮肥处理的固持量占施入人肥氮量的５．４％外,其余各处理均天１３．３％－１５．４％间,施肥后土壤微生物量氮的增加主要来自化肥氮,后者占微生物体总氮量的６４．１％－８７．３％,在作物生长期间微生物固持的化肥氮逐渐释入     

不同水分和氮肥水平对冬小麦吸收肥料氮的影响

田间微区条件下用15N研究了不同水分和氮肥水平对冬小麦氮素吸收及化肥氮的去向。结果表明 ,4次灌水省肥处理的全氮吸收量高于节水省肥处理 ,节水常规施肥量处理的全氮吸收量高于省肥处理 ,但小麦籽粒氮素收获指数降低。 4次灌水处理的肥料氮损失率提高 ,氮肥当季利用率和土壤残留率均低于 2次灌水的相应氮肥处理。同一水分条件下 ,常规施肥量处理的氮肥当季利用率和土壤残留率低于省肥处理 ,损失率提高。等量氮肥不同施肥方法间的比较 ,全部基施处理的损失率下降 ,肥料氮回收率高于分次施肥处理     

用~(15)N示踪法研究不同土壤水分条件下小麦对氮的吸收利用

本研究结果表明,同一施氮量处理小麦地上生物量、茎叶产量和籽粒产量随土壤水分含量的增加而提高,在同一土壤含水量下,这３ 种产量则随氮素肥料施用量的增加而增加。小麦成熟后地上部吸收总氮量的方差分析显示出施氮处理和水分处理对小麦吸氮量的影响达到显著水平,同一施氮处理小麦地上部吸氮总量随土壤含水量的增加而增加,在３ 种土壤水分含量条件下,小麦的吸氮量均随施尿素氮肥量的增加而提高。施尿素处理的土壤Ａ 值随土壤含水量的增加而降低;尿素与猪粪配施处理的土壤Ａ 值则随土壤含水量的增加而增加。在相同施肥量下,尿素氮的利用率随土壤含水量的增加而提高,当田间持水量分别为５０ ％ 、７０ ％ 和９０ ％ 时,小麦对土壤中氮素利用率分别为１３３０ ％ 、２７９７ ％ 和３２２６ ％ ,尿素与猪粪配施处理在３ 种土壤水分条件下的氮肥利用率分别为１９９６ ％ 、２９９０ ％ 和３４３９ ％ 。说明在水分缺乏的情况下,尿素氮的利用率受土壤水分条件的制约,土壤水分充足及无机氮肥与有机肥配施可以提高氮肥的利用率。     

氮肥施用对环境污染影响的研究

通过田间试验和野外调查对陕西三个主要农业生态区的施氮情况及其对土壤和地下水污染的影响进行了研究。结果表明,有些高产地区由于过量施氮已在0～4米深的土层中积累了大量NO3-N,并使地下水和地表水受到不同程度的污染;在当季作物生长期间,土壤中NO3-N淋失深度和淋失量与施氮量、施氮技术、地面接水量和土壤质地有密切关系。     

紫色土施氮对莴笋营养效应的研究

3种紫色土施用化学氮肥盆栽莴笋的研究结果表明,石灰性紫色土莴笋生长状况最差,施中、高氮明显降低其株高、根重和茎、叶产量,而中性紫色土施氮的生物效应最佳。酸性紫色土莴笋叶片((NO3--N)/(TN)100)值最低、((AAN)/(TN)100)值最高;植株氮素表观利用率为中性土酸性土石灰性紫色土。中性、酸性和石灰性紫色土施氮分别为133、67、67mg/kg土时,莴笋3个生长期叶片N/P、N/K、K/P值变异系数(C.V％)小,生物量高。施氮显著提高中性和石灰性紫色土莴笋叶片NRA(r值0.9275*～0.9956* *),降低CAT活性和Vc含量,使茎中(△NO3-)/(△FN)值高于酸性紫色土2～5倍,但却提高酸性紫色土莴笋水溶性氨基酸、粗蛋白和可溶性糖含量,改善其食用价值。     

农田氮素的气态损失与大气氮湿沉降及其环境效应

本文总结了近年来有关农田N素气态损失与湿沉降研究的成果,讨论了农田N素气态损失的主要途径、排放量、影响因素及其环境危害。同时结合对太湖地区农田N素气态损失与大气N湿沉降的试验结果,阐述了化肥N的气态损失对大气和水体环境的影响,以及酸雨由硫酸型向硫酸和硝酸混合型变化的驱动因素。     

灌溉条件下施氮水平对土壤 作物系统中肥料氮素去向的影响

本试验利用１５Ｎ示踪技术，研究３种施氮水平（适宜施氮量Ｎ１０∶１５０ｋｇＮ·ｈａ－１，低于适宜施氮量的５０％Ｎ０５∶７５ｋｇＮ·ｈａ－１，高于适宜施氮量的５０％Ｎ１５∶２２５ｋｇＮ·ｈａ－１）对灌溉冬小麦氮素利用、去向及作物产量的影响。结果表明：在灌溉条件下，３种施氮水平（Ｎ０５，Ｎ１０，Ｎ１５）的冬小麦氮素利用效率分别为３８５％、３２３％和２２４％，以Ｎ０５水平为最高。Ｎ１０施氮水平获得了最高的作物产量（６８０×１０３ｋｇ籽粒·ｈａ－１，１４７×１０３ｋｇ生物量·ｈａ－１），Ｎ０５水平同Ｎ１０水平相比，在产量上没有显著性差异；而Ｎ１５水平因施氮过量造成籽粒产量明显下降，与不施肥相比，差异不显著。在深层条施（５～８ｍｍ）条件下，仍有３０２％～３６７％的化学氮素通过各种途径而损失。在Ｎ１５水平中，施用氮素的４６％仍存在于０～５０ｃｍ土层中，远远高于其它两种施肥水平。土壤残留态的无机氮素含量以Ｎ１５施氮水平为最高