施肥与灌水对硝态氮在土壤中残留的影响

通过田间试验研究不同施氮量与灌水量对春玉米和冬小麦田土壤中硝态氮分布与累积的影响,结果表明,春玉米收获后0~2 m土壤中累积硝态氮185.7~748.0 kg/hm2,其中1 m以上占57.9%~70.1%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的1.8%(N 112.5 kg/hm2),50.7%(N 225 kg/hm2),56.7%(N 337.5 kg/hm2)和77.0%(N450 kg/hm2)。不施N和施N 112.5 kg/hm2时春玉米田土壤剖面没有明显累积峰;施N等于或高于225 kg/hm2时在60~80 cm土层有明显累积峰,施氮量高的峰值较高;施N 450 kg/hm2时在120~140 cm深度出现另一个累积高峰。冬小麦收获后土壤0~2 m硝态氮累积量为74.9~328.8 kg/hm2,其中1m以上占67.8%~90.7%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的19.5%(N 112.5 kg/hm2),35.6%(N 225 kg/hm2),58.9%(N 337.5 kg/hm2)和56.4%(N 450 kg/hm2)。冬小麦田收获后土壤深层(1~2 m)没有明显的硝态氮累积,即使施氮量高达450 kg/hm2时也只在表层40 cm以上累积较多。不论是春玉米还是冬小麦,当生育期施氮量大于225 kg/hm2时0~2 m土层均有明显的硝态氮累积,施氮量高的累积量较高。施氮量是造成土壤中硝酸盐累积的主要因素,灌水量对春玉米田硝态氮的向下迁移有显著影响。     

菠菜叶片硝态氮还原对叶柄硝态氮含量的影响

选用3个菠菜品种,设置N.0.1和0.3.g/kg2个施氮水平进行盆栽试验。在不同时期采样测定叶片内、外源硝酸还原酶活性、硝态氮代谢/贮存库大小,以及加入外源硝态氮培养后叶片硝酸还原酶活性的变化,探讨菠菜叶片的硝态氮还原与叶柄硝态氮含量的关系。结果表明,叶片内源硝酸还原酶活性、内源/外源硝酸还原酶活性比值、叶片的硝态氮代谢库大小及代谢/贮存库比值与叶柄硝态氮含量呈相反趋势。加入外源硝态氮培养后叶片硝酸还原酶活性的增加程度与叶柄硝态氮含量相一致。叶片内源硝酸还原酶活性高低及其发挥程度,叶片硝态氮代谢库大小及硝态氮在代谢、贮存库中的分配是造成品种间叶柄硝态氮含量高低差异的重要原因。     

粮田改种蔬菜后土壤剖面硝态氮的变化

对不同种植方式下０－４ｍ土层硝态氮累积状况的比较研究表明,粮田改种蔬菜后ＮＯ＾－３－Ｎ被迅速淋洗到２ｍ以下土层;淋洗到下层的ＮＯ＾－３－Ｎ累积量随种菜时间的延长而不断增加;蔬菜地约４１％－５０％的ＮＯ＾－３－Ｎ累积在２－４ｍ土层,粮田约９５％ＮＯ＾－３－Ｎ累积在０－２ｍ土层,其差异是由于施肥方式、灌水量和作物吸收程度的不同所致。     

宁夏引黄灌区日光温室集约种植区浅层地下水硝态氮含量与耕层土壤硝态氮含量的关系

  目的  探讨宁夏引黄灌区日光温室集约种植区地下水硝态氮污染现状及其与土壤硝态氮含量之间的关系,为有效防治地下水硝态氮污染及土壤盐渍化提供理论依据。  方法  通过抽样调查方法,采集7个典型日光温室集约种植区不同时期的214个地下水样及102个0 ~ 20 cm土壤样品,分析了地下水和土壤的硝态氮含量及电导率等。  结果  地下水样本硝态氮含量超过Ⅲ类水标准的达53.3%;近80%的土壤样本呈现出不同程度的盐渍化,其中中度盐化土占57%。当地下水硝态氮含量大于40 mg L?1时,地下水电导率、土壤电导率和土壤硝态氮含量均随地下水硝态氮浓度增加而急剧增加。土壤电导率与土壤硝态氮含量之间呈极显著线性函数关系,决定系数达0.376。土壤硝态氮含量与地下水硝态氮含量之间呈极显著的指数函数关系,土壤电导率与地下水电导率之间呈极显著的线性函数关系。  结论  宁夏典型日光温室集约种植区的地下水硝态氮污染和次生盐渍化严重,并与土壤硝态氮含量和盐渍化密切相关。     

施氮模式对番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究不同施氮模式：农民习惯施肥（N—hmxer）、减施化肥氮26％（74％N-farmer）、减施化肥氮26％结合调节土壤C／N（74％N—farmer＋S）、减施化肥氮26％结合调节土壤C／N和采用滴灌（74％N-farmer＋S＋D）、减施化肥氮45％结合调节土壤C／N和采用滴灌（55％N-farmer＋S＋D）的集成模式对设施番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响。结果表明。55％N-farmer＋S＋D模式下番茄产量最高为108349kg·hm^-2,产投比最高为26．1;与N—farmer模式相比,74％N-farmer、74％N—farmer＋S、74％N-farmer＋S＋D和55％N—farmer＋S＋D模式的氮素利用率和氮素农学利用效率均有增加,其中55％N—farmer＋S＋D模式的氮素当季利用率为9．56％,氮素农学效率为43．67kg·kg^-1,均显著高于N—farmer模式（P〈0．05）;氮肥生理利用效率在各施氮模式间没有显著差异,55％N-farmer＋S＋D模式的效率最高为598．06kg·kg^-1;55％N-farmer＋S＋D模式的氮素果实生产效率和收获指数分别为493．81kg·kg^-1和53．84％,均高于N—farmer模式。氮平衡结果表明,N—farmer模式的表观损失最高,55％N-farmer＋S＋D模式显著低于N—farmer模式;相同土壤剖面中不同模式硝态氮含量随番茄生育进程均呈先增高后降低的趋势;番茄盛果期和拉秧期,74％N—farmer＋S、74％N—farmer＋S＋D和55％N-farmer＋S＋D模式在0～100cm剖面累积的硝态氮含量均低于N—farmer模式,拉秧期N—farmer模式累积的硝态氮含量最高达705．24kg·hm^-2,74％N-farmer＋S＋D模式累积的硝态氮含量最低为453．75kg·hm^-2;番茄在3个不同生育期,土壤硝态氮多累积在0—40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50％。综合以上分析结果,集成模式55％N—farmer＋S＋D具有明显优势,能够提高氮肥的吸收和利用效率,减少土壤硝态氮的残留。     

应重视硝态氮同化过程在降低土壤硝酸盐浓度中的作用

在保证生产力条件下,采取合理的氮肥管理措施降低土壤硝态氮浓度对降低氮污染至关重要。当前,应用硝化抑制剂能够有效延缓铵态氮的硝化速率,进而降低土壤硝态氮淋溶损失和氮氧化物排放,但是其缺点显而易见:促进氨挥发并引起硝化抑制剂污染。好氧条件下,土壤硝态氮净变化量取决于产生(硝化)和消耗(硝态氮同化)的量。但是,一直以来,受微生物优先利用铵态氮这一传统观点的影响,人们普遍认为农田土壤微生物较少利用硝态氮,很大程度上忽视了对硝态氮同化过程的研究。该过程独具优势,它将硝态氮转变为微生物生物量氮进行短期储存并发生再矿化,具有保氮功能且环境友好。加入特定的碳源可以提高硝态氮同化这已是不争的事实,未来应加强硝态氮同化降低土壤硝酸盐累积方面的研究:(1)外源碳影响硝态氮同化的微生物驱动机制是什么?(2)怎样才能操控硝态氮同化和再矿化过程,使得作物氮需求和土壤氮供应相匹配,进而降低氮损失?(3)在碳源充足的条件下,反硝化作用亦会增强,如何才能做到在提高硝态氮同化的同时避免反硝化氮损失?     

冬小麦对铵态氮和硝态氮的响应

在陕西省永寿县和河南省洛阳市分别设置了11和7处大田试验,分5层采集0~100 cm土壤样品并测定其起始硝态氮含量。永寿试验设7个处理,分别为不施氮,硝态氮、铵态氮品种、硝态氮与铵态氮2∶1组合各2个处理;洛阳试验设6个处理(硝态氮肥只有1个品种),施氮处理均施N 150 kg hm-2,研究小麦对铵态氮和硝态氮肥响应的差异及其与不同深度土层硝态氮累积量的关系。试验表明,同一形态不同氮肥品种之间的增产差异显著低于不同形态之间的差异。比较不同形态氮肥的小麦产量、增产量和增产率的平均值,硝态氮肥最高,硝态氮、铵态氮组合次之,铵态氮最低。氮肥增产量和增产率随土壤累积硝态氮量增加而显著下降;累积量越低,氮肥增产效果越突出,硝态氮的效果也越显著。由此可见,土壤累积的硝态氮量是决定氮肥肥效的主要因子,也是决定不同形态氮素效果的主要因子。只有在硝态氮累积量低的土壤上,氮肥才能充分发挥作用,硝态氮也才能表现出明显的优势。     

施氮对潮土土壤及地下水硝态氮含量的影响

采用３年田间小区肥料定位试验,研究了氮量对１ｍ土体硝态氮含量的影响;结果表明,每汞施氮量小于２２５ｋｇ／ｈｍ＾２时,１ｍ土层中各测定时期硝态氮含量变化不大,在１１．４～４１．３ｋｇ／ｈｍ＾＠之间,当施氮量增加到３７５ｋｇ／ｈｍ＾２时,１ｍ土层的硝态氮含量增加１．５～７．４掊;０～２０ｃｍ、８０～１００ｃｍ土层硝态氮在每季施氮量大于２２５ｋｇ／ｈｍ＾２时急剧啬地地下水产生污染。     

土壤硝态氮含量原位检测系统设计

针对现阶段土壤硝态氮测量成本较高、无法长期原位测量等问题,该研究提出了一种使用钛烧结滤芯收集土壤溶液,通过近红外光谱法检测土壤溶液中的硝酸根浓度进而得到土壤中硝态氮含量的方法,并设计了相应的检测装置。通过试验对比陶土头与钛烧结滤芯在不同土壤条件下的土壤溶液收集效果,选用钛烧结滤芯作为土壤溶液采集器收集土壤溶液,以近红外LED作为测量光源,采集人工配置土壤溶液的光谱数据,利用BP神经网络进行预训练建立硝态氮含量预测模型。建立的硝态氮含量预测模型其训练集皮尔逊相关系数、测试集皮尔逊相关系数、预测均方根误差分别达到0.997、0.995、3.43。实地测量土壤溶液并与硝酸根离子电极以及土壤养分速测仪进行对比,最大相对偏差为5.9%,可满足实际测量准确性要求。该套检测设备在深度为10～40 cm、含水率为15%以上的土壤中有较好的土壤溶液采集效果;检测装置的长期测量标准差为0.006,动态响应时间为1.4 s,具有良好的检测特性。试验结果表明,使用溶液吸光度数据建立的硝态氮预测模型具有较好的预测效果,可以应用于土壤溶液硝态氮原位监测,为长期自动测量土壤硝态氮及水肥一体化系统的搭建提供了一种可行的方案。     

栾城地区光合有效辐射的测量与计算*

2005年7月19日-2006年9月30日,在河北栾城对太阳辐射包括光合有效辐射QPAR、可见光辐射QVIS、总辐射Q等气象参数开展了4次综合观测,初步得到了QPAR、QVIS等的变化特征。观测表明,小时累计之比QPAR/Q、QVIS/Q、QPAR/QVIS相对稳定,其平均值分别为1.94mol.MJ-1、0.39、4.95mol.MJ-1,同时它们均表现出明显的日、逐日、季节变化特征,并受到水汽、气溶胶、云等因素的影响。建立了计算实际天气QPAR、QVIS小时累计的经验公式及QPAR与QVIS转换关系式,计算值与观测值均吻合较好。在考虑水汽和散射因子时,QPAR、QVIS计算值与观测值的相对偏差分别为14.4%、13.9%;限于资料缺乏,也可仅考虑水汽因子的作用,此时QPAR、QVIS的相对偏差分别为15.2%、14.2%。利用比值法计算QPAR、QVIS时,水汽因子具有重要作用,气溶胶因子的作用远弱于水汽因子,但仍需要考虑。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据。采用盆栽方法,在不同浓度（0、20、35、50、65、80mg·kg^-1）Cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性。结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的Cd含量也在增加,相关系数都大于0．99;综合地上部与根部Cd含量,地上部Cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为：羽叶鬼针草〉美洲商陆〉紫叶芥菜。羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100mg·kg^-1,达到了Cd超富集量的标准。羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤。     

有机肥对油菜硝酸盐含量和土壤盐分累积的影响

探讨了不同C/N的有机肥对油菜生物量、硝酸盐含量以及土壤EC的影响。结果表明:施用低量氮肥,增施M1能够增加油菜的生物量,硝酸盐含量无显著变化;增施M2、M3,能够降低油菜生物量和硝酸盐含量。当N用量为N0.067g kg-1土时(300kg hm-2),增施M1,油菜生物量和硝酸盐含量无显著变化;增施M2、M3时,显著降低生物量和硝酸盐含量。施用高氮肥,增施三种有机肥显著增加油菜生物量,硝酸盐含量无显著变化。三种不同C/N的有机肥在低量氮肥时对土壤EC的影响不显著,在高氮量时,增施M1能够增加土壤EC,增施M2、M3能够降低土壤EC。     

栾城精准种植网络服务平台的建设

作为一种新的农业微观经营管理方式,精准农业已成为农业发展的趋势之一,但中国发展精准农业不能套搬西方的模式,而应结合我国的实际国情。阐述了栾城精准种植网络服务平台的建设内容,指出精确农业的网络预报服务模式适于当前中国的农业国情,以期为我国精准农业的发展提供可行的参考模式。     

田间施肥引起浅层土中氮的蓄积试验分析

田间施肥后,未挥发和被作物吸收的剩余N素易淋失运移,引起在浅层包气带土壤中的蓄积,且又易再释放进入下层土或地下水中形成污染,并主要受气候、土质结构、微生物作用等的影响。认识和掌握上述规律现象,将有助于研究农田施肥引起地下水污染的治理方法。对田间超量施肥灌溉后,作历时近1年的浅层包气带土壤中N的蓄积试验研究,结果显示:短期内土壤中N的显著蓄积主要发生在土层1.5m以浅部位,随时间、深度及入渗水量的变化而波动。这为探索根治由此引起的地下水污染,提供了较好的应用基础和科学依据。     

Accumulation and Mobility of Salts in Soil as Influenced by Primary Biomethanated Spentwash

A soil column laboratory experiment was carried out at the central campus, Mahatma Phule Agricultural University, Rahuri, India during 2008–2009 to study the accumulation and mobility of salts in Typic Haplusterts as influenced by primary biomethanated spentwash (PBSW). The PBSW was applied in three different levels (0.5, 1.0, and 2.5 cm) and then tap water with low salinity and low sodium hazard (C₁S₁ class) was used to carry out leaching in four different levels of water at the pore volume of soil (WPVS) (0.5, 1.0, 1.5, and 2.0). The electrical conductivity (EC) in the soil increased significantly with increasing levels of PBSW and decreased with increasing levels of WPVS in surface (0–15 cm deep) and subsurface (15–30 cm deep) soil layers. The exchangeable calcium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), and potassium (K⁺) increased, whereas exchangeable sodium (Na⁺) decreased with increasing levels of PBSW and WPVS in surface and subsurface layers of soil. The organic carbon content increased with increasing levels of PBSW and decreased with increasing levels of WPVS in both the soil layers. The cation exchange capacity (CEC) increased with increasing levels of PBSW and WPVS in both the soil layers. The exchangeable sodium percentage (ESP) decreased with increasing levels of PBSW and WPVS over the initial values of soil in both the layers. The pH of saturated paste (pHs) was reduced and electrical conductivity of extract (ECe) was increased with increasing levels of PBSW and WPVS in both the layers. The Na⁺ content of saturation paste extract increased significantly with increasing levels of PBSW and WPVS in both the soil layers.     

土壤粘土矿物含量计算方法研究

土壤中粘土矿物的种类和含量在环境、农业、地质等领域有重要的意义。目前,在粘土矿物种类鉴定方面已有一些成熟的方法技术,而土壤中粘土矿物含量定量方面尚没有成熟的方法。本文基于土壤化学成分分析数据,提出了一种计算土壤粘土矿物含量的新方法。较系统地阐述了该方法的基本原理、计算方法,并对一些实例进行了计算,其结果令人满意。该方法简单易行、干扰少,具有良好的应用前景。     

Accumulation of Phosphorus and Arsenic in Two Perennial Grasses for Soil Remediation

Rice cutgrass (Leersia oryzoides Sw.) and tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) were assessed for potential for phytoremediation of arsenic (As) in a soil-based medium amended with phosphorus (P) in a greenhouse experiment. Arsenic was added at 30 mg kg^?1, and P concentrations ranged from 0 to 120 mg kg^?1. Plants were grown for 8 weeks. Rice cutgrass accumulated greater concentration and total amount of As in shoots or roots than fescue. Only the first increment of P fertilization increased As in shoots above that which accumulated without P fertilization. Phosphorus fertilization did not stimulate growth of either species. Most of the As remained in the roots of either species. Plant–soil accumulation ratios suggest that rice cutgrass has more potential in phytoremediation than fescue. Above a minimal amount, P fertilization did not enhance As accumulation in shoots and may not be useful in increasing the potential of either species to remediate soils.     

土壤结皮几种分析测算指标的应用评价

土壤结皮是表层土壤在降雨径流或生物等共同作用下,形成的较原始土壤致密的土表硬壳,一般厚度约数毫米.此类地被物普遍存在于干旱半干旱地区,它的出现深刻影响降雨入渗、土壤侵蚀、养分循环、种子萌发以及生物多样性等生态过程,是目前自然地理科学研究的热点问题之一.容重、抗剪强度、土壤薄片以及人渗量、溅蚀量等是当前土壤结皮定量研究的主要指标.本文就此类指标的测算方法进行了详细的评述,并基于我国3种典型土壤(黄土、黑土、紫色土)结皮相关指标的分析测算,探讨各个参数的有效性、局限性以及应用时需要注意的问题,同时首次运用ERDAS软件分析结皮薄片的孔隙度,旨在为同类研究提供方法借鉴.