不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响

阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。     

紫色土壤氮素不同流失形式的比较研究

土壤氮素流失形式及其量化研究是农业小流域氮素管理及流失过程模拟的核心内容之一,以紫色土区3个具有不同地形和土地利用方式的典型农业小流域为研究对象,比较研究了区域土壤氮素在降雨侵蚀过程中流失的主要形式。结果表明,紫色土区土壤氮素以硝态氮为主要流失形式,其流失浓度一般占硝态氮和铵态氮总浓度的80%以上,农田利用为主流域的则高达90%以上。氮素流失的平均浓度因流域土地利用类型的差异而显著不同,农田的一般为(5.36±2.13) mg/l,而非农田利用的变化在1.70~3.15 mg/l之间。农田硝态氮的精确管理应作为减控流域土壤氮素非点源流失的关键措施。     

不同施肥制度对褐土有机氮及其组分的影响

为探讨施肥对土壤有机氮及其组分含量的影响,通过8年田间定位试验,研究了长期不同施肥制度下褐土有机氮及其组分的变化规律。结果表明,与试前比较,不施肥主要消耗氨基酸氮和铵态氮,土壤酸解性总氮及氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮含量均显著减少,进而造成全氮含量下降。单施常量NPK化肥处理土壤全氮、酸解性总氮和氨基酸态氮出现下降趋势,氨基糖态氮含量显著降低,铵态氮含量则呈增加态势;增量NPK化肥处理主要通过提高铵态氮含量使酸解性总氮和土壤全氮略有盈余;有机肥(物)料配施常量NPK化肥各处理则表现为酸不溶性氮含量降低,并通过有效增加氨基酸态氮、铵态氮和氨基糖态氮含量进而使土壤酸解性总氮及全氮含量显著提高,增强土壤氮素供应水平。有机氮积累过程中,化肥氮主要进入土壤铵态氮和氨基酸态氮库,而有机肥(物)料氮则主要进入土壤氨基酸态氮库。     

增苗减氮对稻田氮素流失及利用效率的影响

研究旨在探讨增苗减氮的栽培方式对水稻的氮素流失及吸收利用的影响,为水稻氮磷流失防控奠定基础。采用小区试验研究了不同增苗减氮处理对地表径流氮素流失、水稻氮素吸收量和利用效率、土壤氮素平衡的影响。结果表明,随着施氮量的减少和秧苗数的增加总氮流失量显著降低,插秧前流失量占全生育期60%以上,总氮流失量最高为常规处理(T2)达到11.80 kg/hm²,T3~T6处理比T2降低13.42%~53.52%。与T2处理相比,T3~T6处理氮肥农学效率提高2.86%~28.99%,偏生产力提高3.40%~24.98%。随着施氮量的降低和秧苗数的增加氮素盈余量降低,T2~T6处理氮素盈余量分别为20.55 kg/hm²、15.23 kg/hm²、16.10 kg/hm²、6.33 kg/hm²和-10.62 kg/hm²。该试验表明适度的增加秧苗密度、减少氮肥投入能够减少氮素流失,提升氮素利用效率,保障土壤氮素平衡。     

施氮量对糯玉米产量及土壤氮动态的影响

研究了不同氮肥用量对糯玉米产量、氮肥利用率、铵态氮和硝态氮累积及其土壤剖面分布的影响。结果表明:适量施氮可提高作物产量,过量施氮未表现出增产效果,氮肥利用率降低,糯玉米的氮肥效应方程:Y=13189+28.50X-0.11X2。施氮量可显著影响土壤中硝态氮的累积和分布,但对铵态氮的影响较小。当施氮(N)量达到270kg/hm2水平时,土壤硝态氮累积量远高于其他施氮水平,增加了土壤硝态氮的残留,同时,因降雨或灌溉的作用而向下层土壤移动,造成硝态氮的淋失,对环境造成潜在威胁。     

不同水肥组合对岗南水库周边冬小麦-夏玉米体系中氮素平衡及淋失的影响

针对岗南水库水体中度富营养化的现状,在保证作物稳产的同时,最大限度减少农田养分流失是降低农田面源污染、缓解水体富营养化的必由之路。以氮平衡原理研究氮素的盈余或亏缺,开展了不同水肥组合对岗南水库周边冬小麦-夏玉米种植体系中氮素淋失的影响研究。结果表明：在岗南水库周边旱地小麦-玉米轮作体系下,施氮量、施肥类型和灌水共同影响了硝态氮向深层的淋失,且施氮效应大于灌水效应。除不施氮的对照处理以外,其他水肥组合的土壤氮素均有盈余,淋失到140 cm以下的硝态氮量在35．23～212．53 kg／（hm2· a）。推荐环境友好水肥组合为缓控释肥的精确施用处理N控W2,比农民习惯施肥量的处理N2W2氮素淋失量减少141．19 kg／（hm2· a）,减少了80％。通过合理施肥与灌溉能有效降低岗南水库周边旱地小麦-玉米农区氮素淋失,提高肥料利用率,减少硝酸盐对地下水的威胁,对于保护石家庄珍贵的水资源具有十分重要的意义。     

传统施肥下农田土壤氮素累积特征研究

深入研究土壤中氮素的残留和移动有助于明确、解释或监测农田氮素淋失的过程。以土壤无机氮测试为主要手段,通过设置不同的田间试验处理,分析农民传统施肥下冬小麦/夏玉米轮作条件下氮素的累积迁移特征。结果表明,农民习惯施肥处理冬小麦/夏玉米轮作地土壤中残留的氮素以硝态氮为主,小麦生长季土壤硝态氮积累量在90.13~426.97 kg/hm2,玉米季为67.96~204.32 kg/hm2,存在潜在淋失的风险。除因作物不同生育期吸收不同外,N肥施用量、灌溉量等都是决定其季节动态变化的主要因素。进一步研究需寻求合理的水肥管理模式,以提高氮肥利用率,减少氮素流失造成的非点源污染。     

不同氮肥管理条件下设施黄瓜硝态氮淋失量研究

以黄瓜为研究对象,在日光温室内采用小区试验的方法,研究不同供氮水平下硝态氮淋失特征。结果表明,处理OM+N1PK黄瓜产量最高,且黄瓜植株和果实中氮吸收量最高,达253.56 kg/hm²;0.9 m深处设施黄瓜硝态氮淋失量的大小顺序为,NPK＞OM+N1PK＞OM+NPK＞OM＞CK。施用化肥硝态氮淋失量最高,达205.52 kg/hm²,施用有机肥的处理硝态氮淋失量分别降低11.39%、21.98%、42.27%;1 m土体的硝态氮累积量处理OM+N1PK明显高于其他处理,且表层0~20 cm累积量最高,高达389.66 kg/hm²,可为下茬作物提供氮素营养。总体来看,有机肥与化肥配合施用处理OM+N1PK提高了黄瓜产量和氮吸收量,提高了土壤对硝态氮的吸附能力,增加了表层土壤中硝态氮累积量,降低了硝态氮的淋溶损失,减低了环境风险。     

不同氮肥措施对小麦-玉米轮作农田无机氮分布和累积的影响

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响.结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获...     

长期定位施肥对土壤有机质、不同形态氮含量及作物产量的影响

通过长期定位试验,研究不同施肥处理对河北省低平原区土壤有机质、不同氮形态含量及作物产量的影响,旨在为该区冬小麦–夏玉米轮作系统秸秆全量还田下土壤肥力和作物产量的提高提供理论依据。结果表明,经过36个小麦玉米轮作周期的不同施肥处理后,与不施肥处理（CK）相比,施肥可以提高土壤有机质和全氮含量,且随化肥施用量的增加而逐渐增加。在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,秸秆还田较不还田可显著提高土壤有机质和全氮含量,在化肥施用量为N 540kg/hm²+P₂O₅ 360kg/hm²时,增加速度减缓。与CK相比,长期施肥提高了土壤碱解氮和硝态氮含量,而对土壤铵态氮含量没有显著影响。单施化肥时,表层土壤碱解氮和硝态氮含量随氮肥施用量的增加而增加;在秸秆还田下,N360+P240+S9000处理表层土壤碱解氮和硝态氮含量最高。施肥显著提高了作物产量,单施化肥处理,小麦、玉米产量均随施肥量的增加而逐渐增加;秸秆还田条件下,小麦产量在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时较单独施用化肥的处理增产。由以上结果可知,长期施肥可提高土壤肥力,增加土壤有机质和全氮含量,适宜的氮肥施用量配合秸秆还田可固持土壤有机碳和全氮,过量氮肥不利于土壤有机质的累积。长期单施化肥或化肥配合秸秆还田均可提高土壤碱解氮和硝态氮含量,对土壤铵态氮含量无显著影响。长期施肥可提高作物产量,在秸秆还田条件下,化肥施用量为N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,增产效果较好。     

土壤氮磷流失途径的研究进展

农业面源污染中的氮、磷排放是造成水体富营养化的最主要原因之一。笔者介绍了近年来国内外在氮、磷流失方面的研究进展,分别从淋溶及径流流失角度阐明了农业面源污染中氮、磷元素的流失机制。最后,探讨了目前土壤氮、磷流失及其途径的研究中存在的问题和研究方向,以期为改进施肥方式及研发农田氮、磷流失的控制技术提供借鉴。     

减量施肥条件下甜玉米产量效应与农田氮、磷流失特征

从农田面源污染产生的源头入手,研究减量施肥条件下甜玉米的产量效应和氮、磷流失特征,寻求防控甜玉米农田氮、磷流失的减肥增效措施。通过田间试验,设置（1）不施肥(CK);（2）常规施肥(CF);（3）配方肥(FF);（4）配方肥+有机肥(OFFF);（5）配方肥+生物炭(BFF);（6）配方肥+控释尿素(CRUFF);（7）尿素+控释BB肥(UCRF)。结果表明：在氮肥用量减少20%条件下,处理CF与FF、BFF、CRUFF之间并无显著差异,而与处理OFFF、UCRF间达到显著差异(P<0.05),OFFF、UCRF分别较CF增产达17.8%、16.8%。甜玉米生育期地表径流总氮浓度和流失量呈逐步下降趋势,CF氮素流失总量最大,达到3.54 kg/hm²;减量施肥条件下农田氮素流失总量显著降低,降幅为18.4%~45.5%,其中以CRUFF最为显著,其次为UCRF、OFFF和BFF;减量施肥条件下,OFFF、FF、UCRF处理总磷流失量显著降低(P<0.05),降幅为46.7%~60.0%,其中以OFFF最为显著。浅层地下水氮磷浓度能一定程度反映农田氮磷渗漏情况。甜玉米生育期CF处理浅层地下水氮磷浓度最高,分别达到45.85 mg/L和4.10 mg/L,而CRUFF生育期总氮浓度最高为22.79 mg/L,较CF降低50.3%,CRUFF生育期总磷浓度最高为2.73 mg/L,较CF降低33.4%。浅层地下水中氮素是以铵态氮为主要存在形态。与传统施肥比较,以减氮20%为目标的配方肥(21.2-6.36-18.42)及其分别与控释尿素、控释BB肥、有机肥配施不仅可以获得高产,而且能有效防控农田氮磷流失,减少面源污染风险。     

奶牛养殖废物还田氮营养盐运移规律研究

中国奶牛养殖废物作为有机肥料施入农田土壤中,已成为当今奶牛养殖废物处理的热门趋势,但因其含有大量氮营养盐的特性,可能会造成农田土壤及周边地下水环境污染问题.本文通过对规模化奶牛养殖废物进行11种基肥+追肥模式的田间管理,研究农田土壤和土壤水溶液中氮素的运移规律.结果 表明,不同深度各田间管理土壤总氮平均含量随着深度增加...     

Agricultural Non-point Source Pollution in Drinking Water Conservation Area of the Hongfeng Lake in Guiyang City

On the basis of investigating rural population, land types, livestock and poultry breeding scale in drinking water conservation area of the Hongfeng Lake in Guiyang City, as well as the urban domestic pol utant discharge coefficient, livestock and poultry excretion coefficient, nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer loss rate in the first national pollution source survey, this paper tried to explore current situation of agricultural non-point source pollution, and provide scientific support for the pollution control. The results showed that in the drinking water conservation area of the Hongfeng lake in 2013, contribution rate of pollution sources to the water pollution in the Hongfeng Lake followed the sequence "livestock and poultry breeding > rural life > farmland fertilizer". Among all agricultural non-point source pollutants, livestock and poultry breeding pollutants were major pollution sources, with a contribution rate to CODCr, TP and NH3-N in water above 50%; rural domestic pollutants were also important pollution sources, its contribution rate to CODCr and NH3-N was 43.49% and 46.69%, respectively; contribution rate of farmland fertilizer pollutants to TN and TP was 33.76% and 27.71%, respectively, higher than that of rural domestic pollutants(25.87% and 6.75%). Therefore, the control of non-point source pollution within the drinking water conservation area should be enhanced, so as to control the pollution from the source.     

控释肥对盛果期果园根域环境的影响

为了探讨苹果根域环境对控释肥的响应机制,从而为控释肥在果树上的应用提供理论依据。采用苹果专用控释肥和普通复合肥为试材,设计不同控释肥养分含量处理的方法,研究了控释肥对盛果期果园土壤有机质、pH和N、P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn等矿质元素含量的影响。结果表明,施肥降低了果园土壤的pH和有机质含量,施用控释肥果园的pH要高于普通复合肥;施用控释肥明显增加了土壤碱解氮、Fe和Zn的含量,降低了速效磷、速效钾、土壤中交换性Ca、交换性Mg、Mn和Cu的含量。控释肥提高了土壤N的利用率,减轻了肥料流失对土壤的污染,有效改善了果树根域环境。     

再生水灌溉对作物生长及土壤养分影响研究进展

水资源短缺是农业灌溉面临的重大挑战,在农业用水严重紧缺的现状下,以再生水为农业灌溉水源,将有效缓解农业用水紧缺形势。由于再生水中养分浓度与有机物含量较高,若使用不当会对作物生长及土壤环境带来不利影响,并可能导致农业面源污染问题。从再生水灌溉对作物生长、土壤养分及土壤酶活性的影响3个方面概括了再生水灌溉国内外研究现状与存在问题,并对下一步的研究重点提出了建议：加强再生水灌溉对作物不同关键生育期土壤供氮特征的影响研究,重视土壤酶活性对长期再生水灌溉响应特征研究,强化再生水灌溉土壤氮营养诊断与阈值范围研究以及拓宽再生水灌溉对农作物果实超微结构的影响研究等。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

本研究于2015—2019年以晋杂34、辽杂27、晋饲2号、晋糯3号和汾酒粱1号为研究对象,设0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)、300(N300)、450 kg hm^-2(N450)6个氮素水平,调查其对产量性状、淀粉含量和土壤硝态氮以及氮素利用特性指标的影响,以探讨高粱合理的氮素施用方案。结果表明,高粱的产量、穗粒数及植株地上部氮素累积量,随施氮水平的增加呈先增加后趋于稳定的趋势,其中以N75处理增幅最大,较N0处理最大增幅分别可达23.68%、48.05%和51.86%;籽粒淀粉含量、5年叠加氮肥利用率、5年叠加氮肥农学效率和氮素5年叠加表观回收率随施氮水平的增加都存在不同程度的降低,其中N75处理下5年叠加氮肥利用率为63.01%,较N150处理提高了76.91%;籽粒淀粉产量则随施氮水平的增加呈先增加后降低的趋势。连续施氮4~5年后,施氮量≥225 kg hm^-2,残留的硝态氮在60~200 cm土层逐年累积,且在0~200 cm土层存在明显的累积峰,硝态氮淋失风险加剧。施氮量75~150 kg hm^-2之间,在满足高粱植株基本生长需求的同时,可以弥补了土壤氮库的消耗,有效降低了土壤硝态氮的淋失,亦有利于高粱产量和籽粒淀粉产量的形成。     

中国开征化肥税的政策设想

随着中国社会主义市场经济的建立和税制改革的进一步深化,传统农业的发展模式受到考验,开始向都市农业转型,进而使农村面源污染问题不断升级;在农村面源的污染源中,化肥污染的态势得不到有效的抑制,已经形成了以水污染、土壤污染、空气污染为主的化肥面源污染域。化肥的污染治理逐渐引起了社会的广泛关注,在政府管理的过程中已经由传统的行政手段和微观管理为主的模式向宏观、间接手段为主,直接手段为辅的多元化模式转变。通过课征化肥税来保护环境,已成为保护农业环境尤其是面源环境的必然要求。研究面源环境治理,以相关理论基础为立脚点,从理论层面和实践层面分析了开征化肥税的必要性,根据化肥税设立的原则提出了化肥税的基本思想,并探讨了开征化肥税需要解决的关键性问题,促进各级政府有效发挥其职能,对所处的环境进行有效的管制,发展经济的同时保护环境。     

河北省农田土壤养分平衡现状研究

系统分析河北省农田主要养分的投入、产出与平衡状况,对农田养分高效管理与可持续利用具有重要理论与实践意义。本研究采用宏观与微观相结合的方法,详细分析了河北省2010年农田氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)的养分投入量、输出量及收支平衡情况。其中,养分投入和损失来源包括化肥、有机肥、大气干湿沉降、灌溉水、生物固氮、种子养分等。结果表明：2010年河北省农田土壤氮、磷和钾养分投入量分别为280万t、116万t和96万t,其中化肥的投入量为186万t、96.8万t和40.0万t,占养分投入量的66.4%、83.4%和41.7%;人畜禽粪便的投入量为21.0万t、9.8万t和14.4万t,占养分投入量的7.5%、8.4%和15.0%。土壤氮、磷和钾养分输出量为240万t、66万t和99万t,盈余率为16.8%、77.1%和-3.2%;表明河北省土壤氮素和磷素处于盈余状态,而钾素处于轻微亏缺状态。因此河北省应采取稳氮、控磷、增钾的措施来保障农田养分供应和提升土壤肥力。