控释氮肥对土体中无机氮淋溶分布及夏玉米产量的影响

通过田间试验研究不同控释尿素与普通尿素掺混比例及减少施氮总量20%的处理,对0-60cm夏玉米不同生育期土壤硝、铵态氮动态分布、夏玉米产量和0-20cm土壤有效磷和速效钾含量的影响。结果表明,各控释氮肥处理在一次基施的情况下,在玉米生长中后期的0-20cm土层中保持较高的硝态氮含量,尤其在大口期以后显著高于常规施肥,更好的满足玉米生长的需要。然而在20cm以下土层中,常规施肥处理的硝态氮含量则显著高于控释肥处理,表明控释肥有效地控制氮素向下淋溶。在玉米完熟期控释氮肥处理显著提高0-20cm土壤硝态氮、铵态氮和有效磷含量,表明控释氮肥在增产的同时,比普通氮肥更好的维持和提高土壤的养分水平。控释氮肥各处理均比普通尿素处理显著提高玉米产量,以控释氮肥与普通尿素掺混比7∶3的施肥处理产量最高,在一次基施的情况下与相同施肥量的普通氮肥基施加追施处理相比,增产率达12.33%;试验条件下控释氮肥与普通尿素掺混施用时,以50%~70%控释氮素与30%~50%普通尿素掺混施用效果较好。     

控释肥配施玉米秸秆对麦季土壤酶活性及养分的影响

为了探究控释尿素掺混肥与玉米秸秆长期互作对麦季土壤酶活性和土壤养分状况的影响,基于华北平原棕壤区小麦—玉米轮作8年定位施肥试验,对比研究了玉米秸秆还田(S)与不还田条件下施用控释尿素掺混肥(CRF)与普通尿素掺混肥(BBF)对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:秸秆不还田条件下,CRF处理较BBF处理显著提高土壤中性磷酸酶(返青期和成熟期)、蔗糖酶(返青期和孕穗期)和纤维素酶(返青期和孕穗期)活性及成熟期有机质、硝态氮和有效磷含量,其中,成熟期中性磷酸酶活性显著提高29.6%,硝态氮含量显著提高34.8%。秸秆还田条件下,BBF+S处理成熟期脲酶、纤维素酶,孕穗期中性磷酸酶活性显著高于CRF+S处理,其他时期2种类型掺混肥土壤酶活性无显著差异。CRF+S处理成熟期土壤全氮、有机质、硝态氮和有效磷含量显著高于BBF+S处理。氮肥种类和玉米秸秆还田的交互作用对土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量影响显著,秸秆还田较不还田处理显著提高中性磷酸酶、蔗糖酶活性、速效钾和有效磷含量。综上表明,玉米秸秆还田和不还田条件下控释尿素掺混肥较普通尿素掺混肥处理均能显著增加土壤有机质含量,提高小麦后期速效氮磷养分的供应强度和供应容量,其中玉米秸秆还田配施控释尿素掺混肥处理在提高土壤酶活性和土壤养分方面表现最优。研究结果可为秸秆还田下氮肥优化施用提供理论依据。     

不同降雨年份控释尿素与普通尿素配施对夏玉米产量、氮素利用及经济效益的影响

  【目的】  在干旱和正常降雨年份,比较控释尿素与普通尿素不同配施比例对玉米产量和经济效益的影响,为夏玉米养分科学管理提供依据。  【方法】  试验于2017—2018年在河南省禹州市顺店镇进行,该地2017年6—9月降雨量为210.9 mm,属少雨干旱年份;2018年6—9月,降雨量为533.9 mm,属降雨正常年份。试验设置控释尿素 (N 45%) 与普通尿素 (N 46%) 的配比分别为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5,施氮量均为N180 kg/hm2。于拔节期、大喇叭口期、开花期、乳熟期、成熟期取植株样品,测定植株全氮含量;于成熟期,测定玉米产量同时测试土壤无机氮含量。  【结果】  不同降雨年份玉米产量差异显著,相同处理下干旱年份 (2017) 与降雨正常年份 (2018) 相比玉米减产36.5%～53.4%。在降雨正常年份,与仅施普通尿素相比,控释尿素与普通尿素以4:6配比的玉米产量提高10.1%,经济效益提高15.8%。在干旱年份,与仅施普通尿素处理相比,控释尿素与普通尿素配施处理的玉米产量有所下降,其中CRU4显著减产22.9%,经济效益降低56.7%,当控释尿素与普通尿素比例为4∶6时减产幅度达到最大,经济效益也最低。相同配施处理下,在降雨正常年份玉米花后氮素累积比干旱年份增长108.0%～1175.7%,氮肥偏生产力增长57.4%～114.6%。在干旱年份,控释尿素与普通尿素配施处理的表层土壤硝态氮含量比降雨正常年份高52.3%～131.9%。在降雨正常年份,控释尿素与普通尿素配施处理土壤表层 (0—30 cm) 硝态氮含量均高于仅施普通尿素的处理。  【结论】  与正常降雨年份相比,干旱可导致玉米减产36.5%～53.4%,植株干物质累积量、氮素累积量、氮肥偏生产力均有所降低,土壤硝态氮残留量升高52.3%～131.9%。正常降雨量下,控释尿素与普通尿素配施能够提高玉米氮素累积量和经济效益,控释尿素与普通尿素在3∶7的配比下能获得最佳经济效益。     

普通尿素与控释尿素配施比例和方法对土壤氮素供应和春玉米产量的影响

  【目的】  宁夏南部山区玉米生产中施肥不合理,氮素供需矛盾突出。研究普通尿素与控释尿素配施对土壤氮素、酶活性及玉米产量形成的影响,为玉米高产高效栽培提供一定的理论依据。  【方法】  以先玉698为试材,在施氮225 kg/hm2条件下,设置控释尿素和普通尿素配施比例及施用时期处理:不施肥 (T1);普通尿素2/3基施、1/3小喇叭口期追施 (T2);1/3控释尿素氮 + 1/3普通尿素氮基施,小喇叭口期1/3普通尿素氮追施 (T3);2/3控释尿素氮 + 1/3普通尿素氮一次基施 (T4);控释尿素一次基施 (T5)。探讨不同处理对土壤不同形态氮素含量、土壤酶活性、植株氮素利用效率及产量的影响,并对相关指标进行主成分分析。  【结果】  在玉米灌浆期,T3、T4、T5处理0—20、20—40 cm土层NH₄+-N含量均显著高于T2处理 (P < 0.05);土壤NO₃–-N含量在0—20 cm土层玉米拔节期T2处理较T3、T4、T5处理高,灌浆期T3、T4、T5处理较T2处理高,20—40 cm土层,玉米大喇叭口期T2处理较T3、T4、T5处理高,成熟期T3、T4、T5处理较T2处理高,且处理间差异达到显著水平 (P < 0.05);土壤无机氮含量,在玉米拔节期0—20、20—40 cm土层T2处理较T3、T4、T5处理高,在玉米成熟期0—20、20—40 cm土层T3、T4、T5处理较T2处理高,且处理间差异达到显著水平 (P < 0.05)。在玉米拔节期0—20 cm土层T2处理的脲酶活性较T4、T5处理分别高45.8%、54.7%,同时期20—40 cm土层T2处理的土壤脲酶活性分别较T4、T5处理高出38.2%、76.9%,在灌浆期20—40 cm土层T5处理的脲酶活性较T2处理提高15.6%;随着控释尿素比例增加,土壤碱性磷酸酶活性达到峰值的时间延长;过氧化氢酶活性在施控释尿素的土壤中变化不明显。两年试验T4处理的平均产量较T2处理高出6.89%,相对经济效益较T2处理高出6.76%。通过对所测土壤指标与产量进行主成分分析,结果表明硝态氮、无机氮对产量的贡献率最高。  【结论】  普通尿素与控释尿素配施可以调节耕层土壤铵态氮、硝态氮、无机氮含量,提高土壤脲酶、碱性磷酸酶活性,确保土壤持续稳定地供给玉米生长发育所需的氮素。在施N 225 kg/hm2条件下,普通尿素与控释尿素按1﹕2配合一次性基施,可协调肥料氮素释放与作物养分吸收,实现土壤供氮与作物需氮之间的平衡,达到作物绿色高产高效栽培的目的。     

控释氮用量及生物炭对玉米产量及土壤生物化学性质的影响

为探明控释氮肥、生物炭及秸秆还田对作物产量及土壤的作用,通过玉米盆栽试验研究不同施氮量普通尿素与控释肥、添加生物炭及秸秆还田对玉米产量及土壤性质的影响。研究结果表明:控释肥和秸秆还田能够显著提高玉米产量,推荐施氮量控释肥(100%CRF)、70%推荐施氮量控释肥(70%CRF)和推荐施氮量普通尿素+秸秆还田(100%Urea+S)处理玉米产量比推荐施氮量普通尿素(100%Urea)处理分别提高46.62%,22.12%和27.24%;70%CRF比70%推荐施氮量普通尿素(70%Urea)处理产量提高36.37%;添加生物炭增产不显著,但显著提高土壤pH;控释肥及添加生物炭处理提高土壤氮素有效性;生物炭和秸秆还田提高土壤中有机碳的含量;控释肥和秸秆还田提高土壤脱氢酶、脲酶、中性磷酸酶活性,添加生物炭提高土壤脲酶活性,抑制土壤脱氢酶和中性磷酸酶活性;所有不同处理间土壤过氧化氢酶活性差异不显著。     

长期施用控释掺混尿素对麦田土壤酶活性及养分的影响

为探究秸秆还田条件下长期施用控释掺混尿素对土壤酶活性及养分状况的影响。基于自2008年开始的长期定位施肥田间试验,于2021年小麦返青期、挑旗期、灌浆期和成熟期采集0—20 cm土壤样品,以不施氮肥为对照,研究秸秆还田条件下控释掺混尿素(CRF)和普通尿素(BBF)2种氮肥类型及不施氮(N 0 kg/hm²)、减量(N 120 kg/hm²,N1)、常量(N 240 kg/hm²,N2)和增量(N 360 kg/hm²,N3)4个施氮水平对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响,并对指标进行相关性分析。结果表明：相同施氮水平下的控释掺混尿素处理较普通尿素处理土壤蔗糖酶活性提高9.6%～21.0%,纤维素酶活性提高9.0%～31.5%。在小麦返青期和成熟期,控释掺混尿素处理的土壤硝态氮含量显著高于普通尿素处理,提高23.2%～145.0%。在返青期,CRF2处理土壤铵态氮含量较BBF2处理显著提高148.0%;成熟期,各施氮水平的控释掺混尿素处理的土壤铵态氮含量均显著高于普通尿素处理。CRF1和CRF2处理的...     

包膜尿素和普通尿素混施对夏玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响

为探索一次性施肥(包膜尿素和普通尿素混施)对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响,以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验,试验设不施氮、常规施氮、减氮10%(30%包膜尿素)、减氮10%(50%包膜尿素)、减氮20%(30%包膜尿素)和减氮20%(50%包膜尿素)共6个处理,分析调查了夏玉米产量、氮素吸收和土壤无机氮动态变化。结果表明,包膜尿素在田间的释放曲线为抛物线形,释放期为81 d(氮素累积释放80%)。与常规分次施氮相比,采用包膜尿素和普通尿素混施处理的夏玉米产量增加2.85%～20.87%,氮肥利用率提高19.1～25.3个百分点。包膜尿素和普通尿素混施的情况下,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施氮增加1 000～4 484元。夏玉米收获后,在100～200 cm土体内残留硝态氮较常规施氮降低35.1%～56.6%,减少了硝态氮淋失风险。研究表明,减氮10%～20%的一次性基施混施肥在夏玉米上实现了增产增收,减少了硝态氮在深层土壤的残留量,降低了环境污染风险,综合夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝酸氮残留等因素来看,减氮10%(30%包膜尿素)施氮配方的效果最好。研究结果可为为夏玉米轻简化生产和氮肥减施增效提供技术支撑。     

稳定性氮肥减施对春玉米氮素吸收及土壤无机氮供应的影响

  【目的】  稳定性氮肥减量施用在玉米上表现出良好的稳产和增产效果,但缺乏针对不同土壤和气候条件下春玉米生产的推荐施用量。为此,我们在辽中、辽南地区春玉米上开展了稳定性氮肥一次性施用最佳用量试验。  【方法】  2017年在辽宁省沈阳市和海城市两地开展田间试验。供试稳定性氮肥中同时添加了脲酶抑制剂和硝化抑制剂。两个试验区均设置了不施氮处理 (CK)、普通尿素常规施氮量 (CK1) 和普通尿素减氮10%对照 (CK2)。沈阳试验区设置稳定性氮肥比其CK1 (244 kg/hm2) 分别减氮10%、15%、20% 3个处理 (S1、S2、S3),海城试验区设置比其CK1 (217 kg/hm2) 分别减氮10%、15% 2个处理 (S1、S2)。采集玉米生长季内各生育时期的土壤样品和植株样品,测定土壤无机氮含量和植株不同部位养分含量,每个小区单独采收,记录产量。  【结果】  与CK1相比,稳定性氮肥能显著提高玉米产量 (P < 0.05),且以减氮15%的S2处理肥效稳定,沈阳试验较CK1增产、增收幅度分别为7.5%、1795元/hm2,较CK2增产、增收幅度分别为11.1%、2808元/hm2;而海城试验产量与CK1没有显著区别,收入减少184元/hm2,与CK2相比,增产19.5%,增收2685元/hm2。与CK1相比,稳定性氮肥处理氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力依次提高10.4%～12.4%、3.4%～6.2%和6.5%～10.8%;与CK2相比,分别提高10.2%～12.2%、3.3%～6.1%和3.3%～7.6%。与普通尿素相比,施用稳定性氮肥显著提高了玉米生育中后期植株氮素吸收强度,稳定性氮肥各处理氮素总积累量表现为S2 > S1 > S3 > CK1 > CK2。土壤无机氮含量主要在0—20、20—40 cm土层表现出较大差异,总体上稳定性氮肥处理 (S1、S2、S3) 耕层土壤无机氮含量在玉米生育前期 (苗期、拔节期) 低于普通尿素处理 (CK1、CK2),在玉米生育中后期 (大喇叭口期至成熟期) 0—40 cm土层无机氮含量显著高于普通尿素处理,但总体上无机氮含量在0—40 cm土层中变化幅度较普通尿素处理平缓。  【结论】  稳定性氮肥减施可以维持或提高土壤无机氮含量。在沈阳试验点,稳定性尿素施氮量减少15％时,玉米的产量和经济效益、氮素累积总量和氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等都最高;而在海城试验点,由于普通尿素投入量相对较低,最佳稳定性尿素推荐量为减氮10%。     

控释尿素配施微生物菌剂的氮肥利用率及土壤酶活性研究

为了解控释尿素与微生物菌剂复配对小麦氮肥利用率及土壤酶活性的影响,设置普通尿素、控释尿素及其与微生物菌剂配施的处理进行田间试验。通过对不同处理的小麦产量、土壤氮素含量、小麦氮肥利用率及土壤酶活性进行了比较研究。结果表明:控释尿素配施微生物菌剂能起到化肥减施增效的效果,在控释尿素减量20%下配施微生物菌剂不会引起小麦产量降低,而较单施全量控释尿素处理的小麦仍增产10.60%。控释尿素配施微生物菌剂的控释生物双重功效减少了土壤氮素损失,其中土壤硝态氮和铵态氮含量分别提高了18.65%~54.17%和17.82%~51.13%,土壤颗粒有机态氮和微生物氮含量分别增加了22.64~54.35mg/kg和21.37~47.82mg/kg。控释尿素配施微生物菌剂能增加小麦氮素总累积量,并促进氮素向籽粒迁移,同时提高氮肥利用率,并以控释尿素减量20%配施微生物菌剂的氮肥利用效率最高,达到37.4%。微生物菌剂的引入对土壤酶活性提高作用较大,控释尿素配施微生物菌剂的土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高了9.85%~22.87%,24.79%~45.95%和9.56%~22.29%。综上,控释尿素减量20%配施微生物菌剂为小麦高产,肥料高效,土壤酶活较高的肥料施用模式。     

控释氮肥对棉花叶片生理特性和产量的影响

通过大田试验,研究树脂包膜尿素和硫加树脂包膜尿素2种控释氮肥对棉花叶片生理特性、土壤氮素及产量和品质的影响,并以普通尿素为对照。结果表明,一次基施控释氮肥较尿素处理,显著提高了叶片光合速率,增加了叶绿素和可溶性蛋白含量,增强了硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性;增强了叶片超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,减少了丙二醛含量,延缓了叶片衰老。基施树脂包膜尿素和硫加树脂包膜尿素较普通尿素处理显著提高了初花期以后土壤中的硝态氮和铵态氮含量,且氮肥利用率分别提高了25.18%和52.69%,皮棉产量分别增加了9.26%和11.67%。同时,控释氮肥显著提高了纤维长度及伸长率,但对衣分、整齐度指数和马克隆值无显著影响。因此,施用控释氮肥保证了土壤氮素的供应,显著改善了棉花叶片光合特性,增强了氮素同化关键酶和保护性酶活性,在获得高产的前提下改善了纤维品质。     

添加NBPT/DMPP/CP的高效稳定性尿素在黑土和褐土中的施用效应

[目的]研究添加脲酶/硝化抑制剂的高效稳定性尿素在黑土和褐土中的作用效果,为科学合理选择抑制剂提供科学依据.[方法]以春玉米为试材,采用东北典型的黑土和褐土进行盆栽试验.供试抑制剂包括N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(CP).试验设不施氮肥(U0)、施...     

连续三年减施氮肥对潮土玉米生长及根际土壤氮素供应的影响

【目的】我国北方农业生产中氮肥过量施用现象较普遍,冬小麦?夏玉米轮作体系是当地主要种植方式。研究轮作体系氮肥减施对玉米产量、氮肥利用率、根系形态及根际中无机氮特征的影响,为集约化农业生产体系中氮肥合理施用提供支持。【方法】选择河北衡水潮土试验点冬小麦?夏玉米轮作体系,连续开展了三年田间试验,小麦收获后免耕播种夏玉米。冬小麦季设置N 0、180、225、300 kg/hm2四个氮肥用量处理,其夏玉米季相应氮肥用量依次设置为N 0、144、180和240 kg/hm2,为不施氮肥、减施40%、减施25%和习惯施氮量处理。分别在玉米生育期的苗期、大喇叭口期、灌浆期及收获期在处理小区随机选植株5株,测定玉米籽粒产量、地上部氮含量、氮累积量及根际土壤中无机氮等指标,利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据。【结果】与N240 处理相比,N144、N180处理连续三年的玉米籽粒产量、地上部含氮量与氮累积量、根系长度与直径、根际土壤硝态氮与铵态氮含量均未受到明显影响,而氮肥利用率显著提高,农田氮素表观损失降低。三季N0、N144和N180处理的夏玉米籽粒产量、非根际土壤硝态氮和铵态氮含量出现下降。除2008年大喇叭口期之外,三季玉米所有生育时期中,施用氮肥处理的夏玉米根际土壤硝态氮含量明显低于非根际土壤。2008年玉米抽雄期,根际土壤中铵态氮含量显著高于非根际土壤,而在收获期,根际土壤铵态氮含量比非根际土壤明显降低。同一生育期,氮肥减施未明显降低根际土壤铵态氮含量。2008和2009年两季玉米籽粒产量均与大喇叭口期以后地上部氮累积量呈显著正相关,而2010年只与苗期和成熟期显著相关。2009年玉米根际硝态氮含量均与玉米产量呈正相关,生育后期呈极显著正相关关系,而除大喇叭口期非根际土壤硝态氮含量与玉米籽粒产量不相关外,其他生育期的非根际土壤硝态氮含量均与籽粒产量显著相关。【结论】在华北小麦–玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续三年减氮 25% 甚至 40%,未显著改变夏玉米根系形态及根际无机氮供应水平,氮肥利用率显著提高,但非根际无机氮供应水平和籽粒产量有下降趋势。因此,在河北高肥力地区小麦?玉米轮作下短期减少氮肥用量可行,持续减施还需进一步研究。     

不同量化肥与有机肥配施对设施番茄栽培土壤硝化潜势和pH的影响

【目的】利用9年设施番茄定位试验,研究施氮量以及有机无机肥配施对土壤硝化潜势和pH的影响,为提高设施土壤供氮能力和减缓设施土壤酸化的施肥管理提供理论依据。【方法】设施番茄栽培定位施肥田间试验位于辽宁沈阳,始于2013年,每年种植一季番茄。设置施用尿素N 0、187.5、375.0、562.5 kg/hm² 4个水平(N0、N1、N2、N3),在每个氮水平下又设置施有机肥75000 kg/hm²处理(MN0、MN1、MN2、MN3),共8个处理。2021年,于番茄第一穗果膨大期(S1)、第二穗果膨大期(S2)、收获期(S3)和休耕期(S4),采集0—10和10—20 cm土层土壤样品,测定土壤硝化潜势(NP)、pH、铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量,以及休耕期土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,计算矿质氮(N_min)占TN的比例(N_min/TN)。【结果】化学氮肥施用量、施用有机肥及二者交互作...     

氮锌配施对冬小麦产量及土壤氮素转化相关酶活性的影响

  【目的】  锌(Zn)能够促进冬小麦对氮(N)素的吸收利用。研究氮锌配施对冬小麦土壤氮素形态转化及相关酶活性的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收利用氮的可能机制,为通过合理施肥提高冬小麦产量和品质提供理论依据。  【方法】  以‘郑麦379’为试材进行壤质潮土培养试验,设置CK (不施N和Zn)、Zn (施Zn 10 mg/kg)、N (施N 0.2 g/kg)、N+Zn (施N 0.2 g/kg+Zn 10 mg/kg) 共4个处理,分析了冬小麦产量及产量构成要素,测定4个生育期植株各部位N、Zn含量,土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量及土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、脲酶和蛋白酶活性。  【结果】  与CK相比,Zn、N及N+Zn显著提高了冬小麦每盆穗数、穗粒数和籽粒产量,提高了不同时期小麦根、茎叶、穗和籽粒中N、Zn含量,且N+Zn处理的提高幅度明显高于Zn和N处理。随着冬小麦生育期的延长,各处理下土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量有所降低,亚硝酸还原酶和脲酶活性有所提高,蛋白酶活性有所降低。N和N+Zn处理能显著提高土壤NO₃–-N含量,且N+Zn在冬小麦生育后期提高土壤NO₃–-N含量的幅度显著高于N处理。Zn、N及N+Zn处理能显著提高冬小麦生育后期土壤NH₄+-N的含量,且N+Zn处理提高的幅度高于Zn处理。Zn处理显著降低了拔节期后土壤硝酸还原酶活性,N及N+Zn处理降低了小麦生育后期土壤硝酸还原酶活性,且N+Zn降低硝酸还原酶活性的程度高于N处理;Zn、N和N+Zn处理均降低了土壤亚硝酸还原酶活性;Zn和N处理显著降低拔节期土壤脲酶的活性,但Zn、N和N+Zn处理均显著提高了土壤蛋白酶活性。  【结论】  氮锌配施提高冬小麦籽粒产量,促进冬小麦吸收土壤氮素,这是由于氮锌配施提高了土壤脲酶和蛋白酶活性,促进了土壤有机氮向铵态氮及铵态氮向硝态氮的转化,同时降低了冬小麦生育后期土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性,抑制了硝态氮的反硝化作用,从而提高了土壤中可供冬小麦吸收的铵态氮和硝态氮含量。     

综合农艺措施实现东北玉米生产和环境效益及土壤肥力的同步提升

  【目的】  东北春玉米生产中普遍存在种植密度偏低、肥料施用不合理、耕层质量差等问题,严重制约了玉米持续增产及养分效率的提升。研究综合农艺措施下玉米产量、植株氮素吸收与利用及土壤氮素平衡,为春玉米高效生产提供参考依据。  【方法】  2017—2019年,以玉米品种‘富民108’为供试材料,在吉林省农安县进行田间试验。整合密度、耕作方式、氮素施用量和施用时期等技术要素,设置了高产高效模式(HH)和超高产模式(SH),同时设置农户模式(FP)和基础地力模式(CK)作为对照;为计算肥料利用率及土壤氮素平衡,在FP、HH和SH模式下各自增设不施氮肥空白处理。在玉米6个生育期,取植株样品测定氮素含量和吸收量,同时取0—40 cm土壤样品测定铵态氮和硝态氮含量。在成熟期考种、测产。  【结果】  3年试验玉米籽粒产量均表现为SH>HH>FP (P<0.05),SH比HH、FP处理平均提高了8.76%、20.16%。氮素偏生产力(PFP_N) 3年均以HH处理最高,SH处理最低,HH比FP、SH处理平均分别提高37.92%、45.65%;氮素农学效率(AE_N)和氮素回收效率(RE_N)均表现为HH>SH>FP,HH处理的AE_N和RE_N分别比SH、FP处理提高了21.21%、35.72%和9.69%、63.56%。植株氮积累量在苗期至拔节期FP、HH、SH处理间无显著差异。生殖生长阶段(R1至R6)植株氮素积累量占氮素总积累量的比例为SH (36.21%)>HH (34.60%)>FP (29.75%)>CK (26.33%)。籽粒氮素积累量来自花后吸收的比例随着产量的增加而提高,SH、HH、FP、CK处理花后氮素吸收量的贡献率分别为48.43%、44.78%、40.40%、35.39%。0—20 cm、20—40 cm土层土壤无机氮含量在玉米开花期前均以FP处理最高,而开花期到成熟期以SH处理最高,与FP、HH处理相比,SH处理的0—20 cm 土层土壤无机氮含量平均分别提高了12.00%、4.05%,20—40 cm土层土壤无机氮含量分别提高了14.81%、4.93%。HH处理氮素表观损失量显著低于FP和SH处理,而土壤氮素盈余量均以FP处理最高,比HH、SH处理分别平均高了23.36%、5.25%。玉米净收益HH比FP、SH处理分别提高了14.38%、18.30%。  【结论】  高产高效模式显著提高了玉米氮素利用率,降低了土壤氮残留率和氮损失量,而超高产模式虽然使产量进一步显著增加,但降低了氮素利用效率,增加了土壤氮素残留与表观损失量。综合考虑产量、氮素利用率、经济效益及潜在环境风险,将种植密度由6.0万株/hm2提高至7.5万株/hm2,氮肥播前一次性基施改为减量分次施用,配套秋季深翻、夏季深松的高产高效模式,可以实现春玉米产量和氮效率的同步提高。     

氮素形态对强筋和中筋小麦产量和品质的影响

[目的]研究不同氮素形态对强筋和中筋小麦植株生长、籽粒蛋白质含量及产量的影响,为选择适宜氮肥种类、提高氮素利用率提供科学依据.[方法]选用强筋小麦'藁优2018'和中筋小麦'济麦22'在河北邢台进行田间试验.在相同施氮量下,设置5个氮源处理:不施氮肥(CK)、酰胺态氮肥(Urea)、铵态氮肥(NH4+-N)、硝态氮肥(...     

基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH3和N2O排放

  【目的】  控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH₃和N₂O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案。  【方法】  在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N 400 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,90CRU) 。采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH₃和N₂O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异。  【结果】  U、90U处理基肥期土壤NH₃排放峰出现在基施后3～6天,追肥后峰值出现在施肥后3～5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9～11天出现,且其峰值显著降低。与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH₃排放通量和总量分别降低了11.0%和10.4%,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9%和27.6% (P< 0.05)。U、90U处理基肥期土壤N₂O 排放峰值出现在基施后7～9天,追肥后峰值出现在4～6天,而90CRU处理峰值出现在基施后14～17天,其峰值显著降低。施氮处理基肥期NH₃和N₂O排放峰值均高于追肥后。与U处理相比,90U处理土壤N₂O 排放通量和总量分别降低了11.1%和8.8%,90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了50.5%和23.2% (P<0.05)。与U处理相比,90CRU处理大白菜氮素利用率提高了5.7个百分点,产量和净经济效益分别增加了7.8%和8.0%,但差异不显著。相关分析表明,土壤温度和湿度与NH₃和N₂O排放通量成线性正相关关系,由于基肥期土壤温度和湿度高于追肥期,因此基肥期NH₃和N₂O排放通量高于追肥期。土壤脲酶活性与NH₃排放通量间呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低其活性而显著降低了NH₃排放通量;土壤NO₃–-N含量和功能基因AOB-amoA和nirK数量与N₂O排放通量呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低上述指标而显著降低了N₂O排放通量。  【结论】  控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH₃和N₂O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式。     

潮土小麦–玉米轮作体系氮肥用量阈值及土壤硝态氮年际变化

  【目的】  合理施氮是粮食高产、稳产的重要保证。研究不同施氮水平下作物产量的可持续指数以及土壤硝态氮年际迁移特征,对指导黄淮海地区冬小麦–玉米轮作体系下农田氮肥的合理施用具有重要意义。  【方法】  长期定位试验始建于2006年,设置10个施氮水平:0、60、120、180、240、300、360、420、500和600 kg/hm2。测定冬小麦和夏玉米产量及土壤剖面 (0—200 cm) 硝态氮含量的年际变化特征。  【结果】  施氮水平显著影响冬小麦–夏玉米轮作体系下作物产量,施肥年限以及施肥年限与施肥量间的交互作用对小麦、玉米产量也存在极显著影响。施N 0～240 kg/hm2的处理,小麦、玉米产量随施氮量的增加逐渐增加;施N 300～600 kg/hm2的处理作物产量基本稳定,处理间差异不显著 (P > 0.05)。施氮能显著提高冬小麦产量的可持续性指数 (P < 0.05),但对夏玉米产量的可持续指数影响较小。随着施氮量增加,土壤硝态氮含量呈现逐渐增加的趋势,且施N量低于300 kg/hm2时,0—200 cm土层硝态氮含量均处于较低水平,施氮量超过300 kg/hm2后,土壤硝态氮含量显著增加。另外,随着试验年限的延长,土壤硝态氮累积峰逐渐下移,2008、2011和2017年土壤硝态氮含量峰值分别在40—60 cm、80—120 cm和80—160 cm。  【结论】  黄淮海盐化潮土区,冬小麦–夏玉米轮作制度下氮合理用量在冬小麦上的阈值为240 kg/hm2、在夏玉米上的阈值为180 kg/hm2,在此氮肥用量下,长期施肥既可保证作物 (小麦、玉米) 稳产,又不会显著增加土壤硝态氮残留及向下迁移。     

尿素融合葡萄糖对潮土中尿素的水解及相关酶活性的影响

  【目的】  研究小分子有机物葡萄糖对尿素在石灰性潮土中的转化特征及相关土壤酶活性的影响，为小分子有机物在提高氮肥利用效率中的应用提供理论依据。  【方法】  将葡萄糖按0.5%、1%、5%和10%的比例与尿素熔融制成4种含葡萄糖尿素试验产品:GU0.5、GU1、GU5和GU10。采用土壤培养法，设置6个处理:不添加尿素对照 (CK)、普通尿素 (U) 和4种含葡萄糖尿素 (GU0.5、GU1、GU5、GU10)，除CK外，其它处理施氮量均为N 0.3 g/kg, 干土。肥料与土壤混匀装入培养瓶，于25℃下恒温培养，于培养第0.5、1、3、5、7、14及21天进行采样，进行土壤pH、铵态氮含量、硝态氮含量以及土壤脲酶活性的测定。另外，第0.5、1、3与5天采集的土壤样品测定尿素态氮含量；第3、5与14天采集的土壤样品测定β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性。  【结果】  1) 培养第0.5天，含葡萄糖尿素 (GU) 处理的土壤尿素态氮含量较普通尿素处理高了1.9%～12.2%；培养至第3天，含葡萄糖尿素加快了尿素的水解，且葡萄糖用量最高的尿素 (GU10) 水解最快；2) 培养至第3～7天，4种含葡萄糖尿素处理的土壤铵态氮含量较普通尿素处理提高了19.0%～26.2%，硝态氮含量提高了16.5%～30.9%；3) 与普通尿素处理相比，在培养至第3～14天，含葡萄糖尿素处理的土壤脲酶活性平均提高了6.9%～8.5%；培养至第3天，GU处理的土壤β-葡萄糖苷酶活性显著提高了6.3%～9.0%，GU10处理的土壤亮氨酸氨基肽酶活性显著提高了21.3%；培养至第5天，GU5和GU10处理的土壤乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著提高了47.8%和52.4%；4) 在培养至第3天时，土壤铵态氮、矿质态氮含量与脲酶、β-葡萄糖苷酶以及乙酰氨基葡萄糖苷酶活性呈显著或极显著正相关，硝态氮含量与β-葡萄糖苷酶活性呈极显著正相关，pH与β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性呈极显著负相关。  【结论】  将葡萄糖与尿素熔融结合为含葡萄糖尿素，可先减缓后促进尿素在潮土中的分解转化，增加了土壤矿质氮含量；施入土壤3～5天内对土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性影响最大；矿质态氮在培养前期与相关土壤酶活性存在显著正相关关系，而土壤pH与相关土壤酶活性存在显著负相关关系。     

不同形态氮添加对毛竹林土壤N2O排放的影响

  【目的】  氧化亚氮(N₂O)排放是亚热带地区氮损失的主要途径,我们研究了不同形态含氮化合物对土壤N₂O排放的影响。  【方法】  以毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤为研究对象进行了室内培养试验。设置土壤中添加KNO₃、NH₄NO₃、NH₄Cl、KCl处理,以去离子水作为对照(CK),在25oC黑暗条件下培养。在培养0.5 h,1、3、5、7、14、28、60天,测定土壤N₂O排放速率,铵态氮(NH₄+-N)、硝态氮(NO₃?-N)、可溶性有机碳(DOC)和水溶性氮(WSN)含量,采用荧光定量PCR技术测定了土壤氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)、nirS、nirK、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。  【结果】  培养第60天,氮添加与KCl添加处理均显著增加了土壤DOC含量,NH₄NO₃、NH₄Cl处理显著增加了WSN含量,但显著降低了土壤pH。氮添加及KCl添加处理均增加了土壤AOA、AOB、nirK基因丰度,降低了nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。氮添加处理N₂O排放速率均在培养第14天达到峰值,且相较于CK处理均增加了N₂O累积排放量,KNO₃、NH₄NO₃、NH₄Cl和KCl处理累积排放量的增幅分别为524.3%、771.1%、652.7%、98.6%。N₂O排放速率与NO₃?、WSN、nirK基因丰度呈显著正相关,而与pH、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度呈显著负相关。  【结论】  铵态氮添加能显著促进毛竹林土壤N₂O的排放,其效果高于硝态氮,NH₄NO₃作为混合氮,外源性NH₄+-N、NO₃?-N同时输入对土壤N₂O排放的促进作用比单独添加NH₄+-N、NO₃?-N更显著,但并未出现叠加效应。