施肥对土壤及黄瓜中稳定性氮同位素丰度的影响

研究不同肥料配施对土壤、黄瓜及其叶片中稳定性氮同位素丰度(1δ5N‰)及硝酸盐和硝酸还原酶活性的影响。结果表明,随着配施有机肥比例的降低,黄瓜中1δ5N呈现先低后高再低的趋势;各处理单施化肥初期时黄瓜中1δ5N与有机肥60%和40%配施处理间差异显著(P0.05),中期时与有机肥60%、40%配施处理及对照间的差异显著(P0.05),末期时与有机肥60%配施处理间有差异(P0.05),与其他不同配施时差异不显著(P0.05);相同处理的不同采摘时期黄瓜中1δ5N差异不显著(P0.05)。不同处理时叶片与黄瓜间的1δ5N呈正相关(r=0.9836),其1δ5N主要受不同肥料配施处理的影响。随着有机肥比例的降低,黄瓜中硝酸盐含量逐渐降低,与黄瓜中1δ5N间的线性相关性差(r=0.6568);而叶片中硝酸还原酶活性逐渐提高,其中对照处理、100%、80%和60%有机肥处理时与叶片中δ15N丰度呈正相关(r=0.9187);60%、40%、20%有机肥和100%化肥处理时与叶片中1δ5N呈负相关(r=-0.9773)。总体来看,可以初步利用1δ5N作为标记来区分有机肥和化肥种植的黄瓜,但需要进一步研究1δ5N在作物中的分馏和分布规律。     

不同氮肥处理对土壤和番茄中稳定性氮同位素丰度的影响

采用盆栽番茄的方式,根据氮肥类型和施用量,设置8种肥料处理（以纯氮计）：C1（有机肥,9.5g）、CU1（有机肥、化肥均为4.75g）、U1（化肥,9.5g）、C2（有机肥,19g）、CU2（有机肥、化肥均为9.5g）、U2（化肥,19g）、C3（有机肥,29g）、CK（不施肥料）,分析各处理的土壤、番茄叶片和果实δ15N的变化,比较不同部位δ15N的差异.结果表明,（1）施用有机肥能显著提高土壤、叶片和果实的δ15N（P ＜0.05）,而施用化肥则显著降低其δ15N（P＜0.05）.纯有机肥（C1、C2、C3）处理番茄叶片和果实δ15N分别为6.02‰ ～ 12.75‰和4.69‰～8.24‰,纯化肥（U1、U2）处理为2.83‰～5.53‰和2.66‰ ～4.50‰,纯有机肥处理δ15N显著高于纯化肥处理.（2）番茄植株不同部位δ15N的比较结果为老叶＞新叶＞新茎＞果实＞老茎＞侧根＞主根,表明氮素由根部吸收经过茎的运输到达叶片和果实的过程中,15N逐步富集.（3）建议将利用氮稳定同位素技术鉴别番茄果实纯有机肥和纯化肥处理的δ15N的阈值设定为5‰,有机种植检测可以借鉴此法设定相应的临界值,以鉴别有机种植和非有机种植.研究结果表明通过氮稳定同位素技术可以区分植物中氮素的来源,从而得知作物生长过程中的施肥情况,为有机食品检测提供有效方法.     

府河-白洋淀硝酸盐来源判定及迁移转化规律

近年来白洋淀流域内经济高速发展、人口增加,生活污水排放量增大,严重威胁府河和白洋淀水质,其中硝酸盐浓度过高引发的水体富营养化是河流系统面临的重要难题。以白洋淀和唯一一条常年有水的入淀河流——府河为研究对象,结合水化学、水中氢氧同位素(δ~2H、δ~(18)O)和硝酸盐氮同位素(δ~(15)N)的方法 ,分析2008—2016年水化学特征和水化学类型变化,明确府河-白洋淀淀区硝酸盐污染来源以及沿程迁移转化规律,为其水质富营养化管理提供参考。研究结果表明:府河2008年硝酸盐δ~(15)N值10‰,2014年硝酸盐δ~(15)N值的变化范围是2.07‰~18.49‰,府河硝酸盐主要来自于保定市和沿府河村落的生活污水;但2009年硝酸盐δ~(15)N值的变化范围是-3.7‰~4‰,府河硝酸盐主要来源于工业废水。白洋淀淀区2008年和2014年硝酸盐δ~(15)N值的变化范围分别是5.8‰~11.7‰和3.31‰~12.53‰,2009年δ~(15)N值的变化范围是-3.8‰~0.7‰,说明府河的生活污水和工业废水是白洋淀淀区硝酸盐的主要来源。2008—2014年Cl~-和SO_4~(2-)浓度比例逐渐减小,工业废水和生活污水的排入受到控制;2009年因工业废水的排放NO3-浓度超过50 mg·L~(-1),2014年和2016年NO_3~-浓度未超标;控制硝酸盐浓度变化的主要因素是降水稀释、外源输入及反硝化脱氮作用,当溶解氧(DO)小于2 mg·L~(-1)时,硝酸盐的减少主要受反硝化作用影响。     

城市地下水硝酸盐污染及其成因分析

用N同位素分析方法并结合调查区域土地利用类型的分析 ,对杭州市城区 2 1口水井取样分析以确定杭州城市地下水的水质结果显示 :本地区地下水硝酸盐污染严重 ,杭州城市地下水水质属于Ⅲ类水标准 ,不宜饮用。有 4 0 5 %样品的NO3 N含量超过了世界卫生组织的标准 (N10mgL-1)。我们发现不同的土地利用区有不同的NO3 N水平 (N 0 0 4～ 34 4 1mgL-1)。同时我们引进N同位素方法以辨明NO3 N污染源 :居住区地下水δ15NNO3值为 10 4‰～ 2 2 0‰ ,农业区δ15NNO3值的为 17 5‰～ 19 5‰。生活污水是城市浅层地下水的主要NO3 N污染源。在居住区还存在点源污染 ,如化粪池 ;种植蔬菜施用的有机肥则是农业区的NO3 N污染源。     

有机肥替代氮化肥对叶菜产量品质和土壤氮淋失的影响

有机氮替代化肥氮是化肥减施的措施之一。2015和2016年2 a连续种植5季叶菜类蔬菜,研究有机氮替代化肥氮对叶菜产量、品质和土壤氮淋失的影响。结果表明:小白菜和生菜有机肥氮替代化肥氮的比例达到25%,而大白菜秧替代比例达到25%～50%时能够获得与常规施肥相当的叶菜产量。有机氮替代比例达到50%以上可以显著降低小白菜硝酸盐含量,仅100%施用有机肥氮才能显著降低生菜和大白菜秧硝酸盐含量,而在第5季有机氮替代化肥氮处理均提高了小白菜Vc含量。不同施肥处理对生菜游离氨基酸、可溶性糖和糖酸比的影响较小,高量有机肥氮替代化肥氮比例(50%～100%)对小青菜可溶性糖和糖酸比的影响主要在第一季,100%施用有机肥氮才能增加大白菜秧可溶性糖和总酸的含量。随着有机氮替代比例的增加,土壤中铵态氮和硝态氮含量逐渐降低,与单施化肥相比,有机肥氮替代化肥处理0～20cm土壤硝态氮和铵态氮减少了10.67%～16.11%和23.13%～69.03%,而20～40cm土壤硝态氮和铵态氮减少了21.15%～60.77%和2.04%～10.20%。因此,对于叶菜类蔬菜而言,有机肥氮替代25%～50%化肥氮能够获得较好的产质量并减少硝态氮环境风险。     

氮肥对大白菜硝酸盐累积的影响及合理施用量研究

对宁夏灌淤旱耕人为土氮(N)肥与大白菜产量及菜体和土体中硝酸盐累积的关系进行了田间试验研究。结果表明,在设计范围内,银川平原复种大白菜的产量及净菜率与施N量成正比;施N肥增加大白菜硝酸盐含量;复种大白菜的最高产量施N量为448.5㎏/hm2,最佳产量施N量为427.5㎏/hm2;大白菜外叶硝酸盐含量高于内叶,内叶硝酸盐含量随施N肥量的增加而增加,外叶硝酸盐含量在高施N时,随生育期延长而增加;施用N肥明显增加土体各土层中的硝态N含量。     

有机无机肥配施对大白菜产量、品质及重金属含量的影响

以大白菜为试材,进行了有机肥与无机肥不同配比施用对大白菜产量、营养品质、安全品质以及重金属含量的影响研究。结果表明,在施氮量相同条件下,有机肥与无机肥配施可以提高大白菜的营养品质、安全品质和产量,综合评价以有机肥与无机肥质量分数为4∶6时的效应最佳。大白菜硝酸盐含量随无机肥配施比例增加而提高,相关性达到极显著水平;各处理大白菜亚硝酸盐含量差异不显著。不同施肥处理对大白菜中Cu、Zn和Cd含量的影响作用较小;施肥处理可使大白菜中Pb含量显著低于不施肥处理,有机肥和无机肥处理分别降低了24.3%和16.2%;施用有机肥比不施肥处理的As和Hg含量分别增加26.4%和21.1%;无机肥处理使大白菜Cr、As和Hg含量分别增加19.0%、16.2%和174.3%,特别是随无机肥配施量的增加有使Hg含量提高的趋势。     

北京郊区有机蔬菜土壤养分平衡及δ^15N特征分析

本研究针对北京郊区汇源与正谷有机蔬菜基地,通过对不同蔬菜生产基地取样分析,研究有机和常规蔬菜生产条件下土壤养分平衡特征,分析有机生产蔬菜和土壤的15N特征。结果表明,（1）有机蔬菜生产与常规生产对比,由于施肥数量不同,汇源有机蔬菜基地土壤N、P及K盈余量（分别为356～472kg·hm-2、298kg·hm-2和200～226kg·hm-2）高于当地常规生产,而正谷有机蔬菜生产土壤N、P及K养分盈余量（分别为-164～190kg·hm-2、107.9～435.5kg·hm-2和-164.5～-136.8kg·hm-2）低于当地常规生产;（2）汇源有机蔬菜生产模式中,土壤N素养分有逐季累积的趋势,有机肥的N、P和K养分存在着不平衡性,这可能是造成0～20cm土层磷素大量累积的重要原因;（3）蔬菜类别不同,δ15N值不同,一般为叶菜类最高（10.49‰）,果菜类次之（10.07‰）,根菜类δ15N值最低（5.62‰）;（4）植物不同部位δ15N值也有差异。针对圆椒的分析表明,圆椒叶δ15N（12.44‰）〉圆椒果实δ15N（9.35‰）;（5）土壤δ15N与土壤全N之间有一定的相关性,回归方程为δ15N土壤=13.098N土壤＋3.7624,R2=0.938,而植物δ15N与土壤δ15N之间、植物δ15N与土壤全氮相关性较差。长期施用有机肥,使得土壤中15N更多来自有机肥,进而表现为蔬菜δ15N升高,高量有机肥可以短期内增加叶菜类植物δ15N值。     

放牧干扰对若尔盖高寒湿地不同水生生物δ~(13)C、δ~(15)N的影响

为了解畜牧业发展对若尔盖湿地水生生物类群的影响,本试验设置了A(对照组),B(影响组I),C(影响组II)3个样点,应用稳定同位素技术并结合多维尺度(MDS)等方法研究了若尔盖湿地影响组与对照组之间不同水生生物类群δ~(13)C、δ~(15)N值。结果表明,初级生产者POM(颗粒有机物)样品(主要成分为藻类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-26.39‰~-21.17‰,3.68‰~6.61‰;浮游动物(枝角类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-25.69‰~-23.43‰、3.19‰~9.53‰;软体动物泉膀胱螺δ~(13)C、δ~(15)N值分别-28.00‰~-22.30‰、5.19‰~9.27‰,钩虾为-28.57‰~-26.87‰、7.36‰~8.06‰;鱼类样品中高原鳅δ~(13)C、δ~(15)N值分别-30.83‰~-27.01‰、6.41‰~10.02‰,黄河裸裂尻为-26.89‰~-25.95‰、10.24‰~10.89‰。其中不同组间POM样品和浮游动物δ~(13)C值变化不明显,而其δ~(15)N值变化极显著。因此,若尔盖湿地食物网中,氮稳定性同位素信号能较灵敏地反映放牧干扰信息,与软体动物、鱼类相比,POM、浮游动物更适合作为该区域环境评价的指示物种。放牧干扰已经对若尔盖湿地POM、浮游动物等产生了一定的影响,因此,控制若尔盖湿地放牧规模和减少动物粪便的流入量,对于保护若尔盖湿地生态系统的稳定性具有重要意义。     

有机无机配施体系中有机肥腐熟程度对化肥氮利用率的影响机制

为探究有机肥腐熟度对配施化肥氮利用率的作用机制,利用~(15)N标记技术进行意大利生菜盆栽试验,从堆肥过程中选取不同腐熟度的有机肥[按照种子发芽指数(GI值)为50%、80%和100%进行堆肥的腐熟度区分],研究施~(15)NPK化肥(对照, CK)、~(15)NPK+GI 50%有机肥(GI50)、~(15)NPK+GI 80%有机肥(GI80)、~(15)NPK+GI 100%有机肥(GI100) 4个处理对意大利生菜化肥氮的转化、吸收和利用的影响。结果表明,与CK处理相比,添加有机肥处理意大利生菜生物量、~(15)N吸收量与~(15)N利用率分别显著提高30.5%～56.1%、 40.0%～91.0%和15.5%～41.8%(P0.05), GI80处理较GI50处理生物量、~(15)N吸收量与利用率分别显著提高17.1%、31.8%和35.4%(P0.05), GI100处理较GI50处理生物量、~(15)N吸收量与利用率分别显著提高19.6%、15.8%和22.8%(P0.05)。试验期间,添加有机肥处理较CK处理土壤~(15)NH_4~+-N显著提高44.9%～74.2%(P0.05), ~(15)NO_3~--N显著降低8.4%～38.1%(P0.05),净硝化率显著降低10.8%～24.6%(P0.05);GI80处理较GI50处理土壤~(15)NH_4~+-N提高7.9%～11.5%, ~(15)NO_3~--N显著降低18.5%～50.4%(P0.05),净硝化率显著降低15.0%～28.2%(P0.05);GI100处理较GI50处理土壤~(15)NH_4~+-N显著提高11.5%～26.9%(P0.05), ~(15)NO_3~--N显著降低15.8%～22.7%(P0.05),净硝化率显著降低12.5%～23.9%(P0.05)。土壤微生物量氮(MB~(15)N)缓慢上升,添加有机肥处理较CK处理显著提高67.3%～94.1%(P0.05),GI80处理较GI50处理提高6.0%～23.8%,GI100处理较GI50处理显著提高6.9%～25.5%(P0.05)。各处理MB~(15)N占MBN的54.9%～71.6%(P0.05)。相关分析结果表明, MB~(15)N、~(15)NH_4~+-N与~(15)N吸收量、~(15)N利用率呈现极显著正相关关系,且RDA分析结果说明MB~(15)N是影响化肥~(15)N吸收利用的关键驱动因子。因此,有机无机配施体系中适当增加有机肥的腐熟度(GI≥80%)能够明显增强土壤微生物的固氮能力,提高土壤氮素水平,减缓土壤铵态氮向硝态氮的转化速度,降低土壤净硝化速率,从而提高化肥氮的利用效率。     

上海郊区蔬菜田氮素流失的研

Nitrogen （N） leaching in vegetable fields from December 2002 to May 2003 with equal dressings of total N for a sequential rotation of Chinese flat cabbage （Brassica chinensis L. var. rosularis） and lettuce （Lactuca sativa L.） in a suburban major vegetable production base of Shanghai were examined using the lysimeter method to provide a scientific basis for rational utilization of nitrogen fertilizers so as to prevent nitrogen pollution of water resources. Results showed that leached N consisted mainly of nitrate N, which accounted for up to more than 90% of the total N loss and could contribute to groundwater pollution. Data also showed that by partly substituting chemical N （30%） in a basal dressing with equivalent N of refined organic fertilizer in the Chinese flat cabbage field, 64.5% of the leached nitrate N was reduced, while in the lettuce （Lactuca sativa L.） field, substituting 1/2 of the chemical N in a basal dressing and 1/3 of the chemical N in a top dressing with equivalent N of refined organic fertilizers reduced 46.6% of the leached nitrate N. In the twoyear sequential rotation system of Chinese flat cabbage and lettuce, nitrate-N leaching in the treatment with the highest amount of chemical fertilizer was up to 46.55 kg ha^-1, while treatment plots with the highest amount of organic fertilizer had only 17.58 kg ha^-1. Thus, partly substituting refined organic fertilizer for chemical nitrogen in the first two seasons has a great advantage of reducing nitrate-N leaching.     

有机无机肥料配合施用对设施番茄产量、品质及土壤硝态氮淋失的影响

利用田间小区试验,研究了有机无机肥配合施用模式对番茄产量、品质及氮素在土壤中累积和淋失的影响。结果表明：（1）与肥料用量较高的习惯施肥处理相比,大幅减少肥料施用的不同有机无机肥配合施用模式均能保证番茄产量稳定,显著提高经济效益,平均增收19127元·hm^-2其中（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理经济效益最高。（2）施用有机肥的3个有机无机肥配合施用模式处理可降低番茄果实中的硝酸盐含量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的分别降低5．4％和7．0％;施用有机肥的3个有机无机肥料配合施用模式处理可提高番茄果实中Vc的含量,较全部施用化肥处理的提高9．4％。（3）与番茄种植前相比,番茄收获后土壤硝态氮含量总体上表现出表层增加、深层降低的趋势;大幅减施肥料的有机无机肥配合施用模式处理各土层硝态氮含量均低于习惯施肥处理相应土层硝态氮含量。（4）有机无机肥配合施用模式可显著降低渗漏水中硝态氮渗漏量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的平均分别降低35．5％和55．1％。在试验条件下,综合考虑产量、经济效益和环境效益的适宜有机无机肥料配合施用模式为（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理。     

冬小麦生长期氮同位素组成对温度的响应

研究了在田间持水量为70%～80%的水分控制条件下,黄土高原冬小麦(小偃6号)生长期氮同位素组成对温度变化的响应.结果表明:水分充足条件下,小麦生长期的温度变化范围为-2.2℃～21.7℃,植物氮同位素值的变化范围为-8.1‰～1.6‰,在整个生长期,小麦氮同位素值和温度的变化具有正相关关系,即温度较高时,小麦氮同位素...     

Effect of different fertilizers on nitrogen isotope composition and nitrate content of Brassica campestris

The effect of different fertilizers on the δ(15)N value, nitrate concentration, and nitrate reductase activity of Brassica campestris and the δ(15)N value of soil has been investigated through a pot experiment. The δ(15)N mean value of B. campestris at the seedling stage observed in the composted chicken treatment (+8.65‰) was higher than that of chemical fertilizer treatment (+5.73‰), compost-chemical fertilizer (+7.53‰), and control check treatment (+7.86‰). There were significantly different δ(15)N values (p < 0.05) between B. campestris cultivated with composted chicken manure treatment and with chemical fertilizer treatment. The similar results were also found at the middle stage and the terminal stage. The variation of δ(15)N value in soil for different treatments was smaller than that of B. campestris, which was +6.71-+8.12‰, +6.83-+8.24‰, and +6.85-8.4‰, respectively, at seedling stage, middle stage, and terminal stage. With the growth of B. campestris, the nitrate content decreased in all treatments, and the nitrate reductase activity in B. campestris increased except for the CK. Results suggested that the δ(15)N values of B. campestris and soil were more effected by the fertilizer than by the dose level, and the δ(15)N value analysis could be used as a tool to discriminate the B. campestris cultivated with composted manure or chemical fertilizer.     

不同施肥处理对白菜的物质积累与养分吸收的影响

研究了在洞庭湖平原的冲积性菜园土条件下,不同施肥结构对白菜生育期间的物质积累与白菜对N,P,K养分的吸收规律以及土壤有效N,P,K养分的动态变化.结果表明,不同处理白菜的产量相差较大,各施肥处理比不施肥对照平均增产达33.1%,但各施肥处理之间产量差异不显著.白菜对N,P,K养分的吸收都是在移栽30 d以后的生长中、后期,与其地上部生物产量的积累规律一致.专用肥处理和有机无机肥配施处理明显促进白菜对N,P,K养分的吸收.从而提高白菜对肥料养分的利用率.当地习惯施肥处理的N,P施用量明显过大,浪费肥料,也对当地水体及环境造成污染.其施K量明显低于白菜一季的总吸钾量,既影响白菜产量和品质,也造成土壤K素的耗竭.根据不施肥对照和4个平衡施肥处理白菜地上部分的养分吸收总量结果,以白菜对肥料N,P,K的当季利用率分别为40%,25%和60%计算,供试土壤条件下白菜一季所需N,P_2O_3,K_2O的施用量分别为195.25 kg/hm~2,145.60 kg/hm~2,228.53 kg/hm~2.其N:P_2O_5: K_2O值为1:0.75-1.17.     

有机无机肥料配合施用对滨海盐土土壤生物量态氮及土壤供氮特征的影响

采用盆栽试验研究海盐渍化土上蚕粪与无机氮肥（碳铵和尿素）的施用对土壤生物量态氮和土壤供氮特征的影响，指出（１）施肥均能明显地提高土壤生物量态碳和生物量态氮的含量，蚕粪与无机氮肥配合施用比化肥单施或蚕粪单施更能增加土壤生物量态氮含量。（２）土壤生物量态氮是土壤氮素转化的重要环节，也是土壤有效氮的重组成部分；（３）土壤生物量态氮的消长与壤的供氮特征关系极为密切，只要前期有强烈的微生物固持无机氮肥过程，     

喀斯特石漠化过程中土壤氮同位素组成及其空间分异特征

对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化表层土壤全氮的同位素组成及其空间分异特征进行了研究。结果表明：流域内黄壤区样地的表土全氮δ15N值主要分布在＋0.35‰～＋6.82‰之间,平均值为＋4.50‰;黑色石灰土区样地的表土全氮δ15N值主要分布在＋2.70...     

长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响

当前,如何合理施肥、提高作物产量、维持土壤肥力、并兼顾生态环境效应是农业研究的主要挑战之一。本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响,主要从土壤氮转化过程的初级转化速率角度综述肥料(有机肥和化学氮肥)对土壤氮素关键转化过程的影响。土壤氮素矿化-同化循环是自然界氮循环过程中两个至关重要的环节,是决定土壤供氮能力的重要因素。总体而言,长期施用氮肥,尤其是有机肥能显著提高初级矿化-同化周转速率;长期施肥可以刺激自养硝化作用,且有机肥的刺激作用更明显;施用化学氮肥和有机肥均能提高反硝化速率,且有机肥的刺激作用高于化学氮肥。有机肥一直被提倡和实践用来改善土壤肥力和提高土壤固碳能力,无论是单施有机肥还是有机-无机配施,均能有效地减轻硝酸盐污染,改善土壤肥力并提高作物产量。但是有机肥的施用并不是多多益善,有机肥过多施用也会增加氮损失的风险。因此,本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程初级转化速率的影响,讨论了各个氮转化过程之间的联系,以期增强人们对长期施肥措施影响农田土壤氮素循环的理解,并为合理施用氮肥、提高氮肥利用率、减少与氮相关的环境污染提供理论依据。     

有机、无机肥料氮在水稻-土壤系统中的转化与分配

在农业生产中,氮肥是决定作物产量的一个重要因素.有关氮肥的施肥方法和增产效果,长期以来已有很多报道,但是,对于有机态氮肥,如绿肥以及有机、无机肥结合施用以后,肥料氮素和土壤氮素在作物—土壤系统中的转化和分配动态研究较少.有机肥和绿肥是我国农业生产中的主要肥源.解放以后,全国开始普遍施用化肥,当前有机、无机肥结合施用已是我国施肥方法中的主要特点.