黄土旱塬长期施肥下硝态氮深层累积的定量研究

在黄土旱塬长期定位测定结果表明，长期过量或不平衡使用氮肥将导致硝态氮在土壤深层的严重积累，不同施肥处理对比，14年后0－200cm硝态氮的累积量NPM＞N＞NP＞M，对应的硝态氮累积率分别为20．3％、30．98％、15．49％和8．51％。化肥配比试验表明，土壤剖面NO3－N的累积与累积率一般随氮肥用量的增加而增加，而且，NO3－N累积深度随氮肥用量的递增而加深，氮磷严重失调时，硝态氮累积率剧增，15年后最大累积率达到42．3％（单施氮180kg/hm^2处理），在施氮引起NO3－N严重累积的情况下，配施磷肥可以明显的减少硝态氮的累积数量和累积率，而且随磷肥用量的增加减少幅度愈大，从土壤氮素平衡来看，加大施氮量降低氮素利用率，配施磷肥则增加氮肥利用率。     

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。     

不同施肥措施对土壤硝态氮垂直分布的特征影响

通过田间试验研究了冬小麦收获后NO3--N在土壤剖面中的累积状况。研究结果表明:不论是单独施用无机、生物有机肥还是无机、有机肥混施都会造成硝酸盐在土壤中的积累,但有机肥本身产生的硝酸盐累积量极微。生物有机、元机肥混施后减少了无机肥料中硝态氮深层累积。在0-100cm土层中,硝态氮的累积量呈递减趋势,在0-40cm的累积量最高。砂质土壤比牯质土壤更有利于硝态氮的深层迁移。     

施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及pH的影响

在甘肃武威市设施栽培条件下,通过田间小区试验研究了不同施肥量及肥料种类（化肥、有机肥、有机＋无机）对设施土壤硝态氮累积、硝态氮在土壤剖面运移及土壤pH值变化的影响。结果表明：施氮量和肥料种类对土壤硝态氮的累积和淋溶均有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20cm土层硝态氮累积量的影响最为显著;在同等施氮量时,单施无机肥处理（NPK）、有机无机肥减半配施处理（1/2MNPK）、单施有机肥处理（M）,在40～150cm土层硝态氮的累积量分别为267.33、211.94、125.72kg.hm-2,表明只施用化肥较有机肥、有机肥与化肥配施更易造成土壤硝态氮淋溶并在深层累积。将农户习惯施肥量（MNPK）减半后施用（1/2MNPK）对蔬菜产量没有影响,并且显著减少了硝态氮在土壤中的累积,表明当地农户设施栽培肥料施用量过高,不仅造成肥料利用率低,栽培成本高,还可能给地下水位较浅的地区带来环境污染的风险。此外,土壤硝态氮含量与pH值呈极显著负相关关系,表明硝态氮在土壤中大量累积会造成土壤pH值的下降。     

不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响

利用盆栽试验,研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明,施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍,但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时,蔬菜生长受到抑制,生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高,两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时,根的硝态氮含量大于茎叶,茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶,茎小于叶;无论施氮与否,叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析,可以看出,增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性,但硝态氮的还原作用仍小于吸收,从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且,随氮肥用量增加,硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高,使硝态氮含量迅速升高。     

黄土高原不同树龄苹果园土壤水分及硝态氮剖面特征

为揭示黄土高原农田转变为苹果园后土壤水分及硝态氮剖面变化特征,以洛川县为研究区,采集农田(对照)和8,17,25年苹果园共40个0-600 cm剖面土样,分析土壤水分、NO3--N浓度及其储量。结果表明:与农田相比,8年苹果园0-600 cm土壤水分含量及贮水量偏高(旧县镇)或相当(槐柏镇),而NO3--N浓度及其累积量则没有显著差异;17,25年苹果园0-600 cm土层贮水量则显著降低(P<0.05),分别下降150,230 mm,且该差异主要与300 cm以下土层水分变化有关;0-500 cm土层NO3--N浓度随苹果种植年限显著增加,17,25年苹果园0-600 cm土层NO3--N累积量分别为6 830,8 370 kg/hm2,二者显著高于农田(695 kg/hm2)和8年果园(440 kg/hm2)。综合可知,农田转变为苹果园这一土地利用方式变化可导致深层土壤水分亏缺(>300 cm)和硝态氮累积,黄土高原大力发展苹果种植过程中应重视蓄水保墒及氮肥减施等措施。     

施肥对黄土旱塬区黑垆土土壤肥力及硝态氮累积的影响

本文以长期定位试验为依托,研究了黄土高原旱塬区黑垆土大田对比试验和长期定位施肥对土壤肥力硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:长期施用有机肥能够明显增加土壤养分,氮磷和有机肥配施效果显著;和1984年土壤养分状况相比,大田对比试验土壤有机质增加了27.1%,全氮和全磷提高了84.2%和34.8%,有效氮、有效磷和速效钾增加了46.9%、540.0%和10.2%,养分水平与长期定位试验中氮磷配施相近。长期定位试验中氮磷配施或与有机肥配施能够有效地减少土壤剖面中硝酸盐的累积和淋溶,氮肥单施硝态氮累积量最大,为1006.4 kg/hm2,大田对比试验土壤硝态氮总累积量较长期定位试验中施用氮肥处理的总累积量少。     

不同水氮处理对菠菜硝酸盐累积和土体硝态氮淋洗的影响

利用土柱模拟方法，研究了两种水分供应条件下的5种氮素水平对菠菜生长、植株叶柄硝酸盐累积及土体硝态氮淋洗的影响。结果表明，低供水量抑制了波菜的生长，极大地限制了作物根系对氮素的吸收利用。而在水分供应量较高的条件下，植株干重随肥用量的增加而增大，同时体内硝酸盐含量也随之升高。土柱施氮（N）量达1．33g时，植株体内硝酸盐含量超过了3000mg.kg^-1的蔬菜限量标准。     

长期施肥对塿土硝态氮分布、累积和移动的影响

利用 18年长期定位试验研究了冬小麦 夏玉米轮作制度下 ,有机 无机肥配合施用对土剖面NO₃-N的分布累积和阶段性移动的影响。结果表明 ,土壤剖面中NO₃-N的总量与氮肥施用量直接相关 ,而作物对化肥氮的利用率与施肥量呈相反趋势。低氮处理 (75kg/hm²)及其与有机肥配合施用 ,NO₃-N主要累积在 0～100cm土层内 ;高氮处理 (120kg/km²)及其与有机肥配合施用 ,NO₃-N在剖面出现 2个累积峰 ,且在400cm土层处NO₃-N的含量接近或超过 10mg/kg。适宜的氮肥用量、施用有机肥及合理的有机 无机肥料配比是减少NO₃-N在土壤剖面中的累积和淋失的有效措施     

不同肥源对萝卜硝酸盐累积分布和同化的影响

采用田间试验研究了牛粪、化肥单施和配施对萝卜产量,菜体硝酸盐累积、分布、同化,及土壤硝态氮含量变化的影响。结果表明,牛粪、化肥单施和配施,萝卜产量动态变化依次为FOM(1/2化肥+1/2牛粪)、OM(牛粪)F(化肥)CK(无肥),叶部和肉质根硝酸盐含量高低依次为FFOMCKOM,粗蛋白累积量依次为FFOMCKOM,土壤硝态氮含量动态变化依次为FFOMOMCK。综合各因素总体以化肥配施牛粪最为适中,若重点考虑食用安全和土壤硝态氮累积环境效应,则以单施牛粪表现为最佳,各处理引起硝酸盐富集和土壤硝态氮残留的风险依次为化肥(1/2化肥+1/2牛粪)牛粪。萝卜硝酸盐含量分布表现为叶部生长旺盛期叶部硝酸盐含量高于肉质根,肉质根生长旺盛期地下部将贮存更多的硝酸盐。在地上部,当植株硝酸盐富集时,硝酸盐累积在内叶和叶柄中;当植株生长处于养分"饥饿"状态时,硝酸盐释放到外叶和叶片中。因此,菜地连续施用有机肥,不仅可减少蔬菜对硝酸盐的富集,且可维持后期蔬菜产量。     

施用粪肥对农田土壤磷素累积和饱和度增加速率的影响

针对施用粪肥导致的我国集约化种养区域农田土壤磷素高量累积和高环境风险问题,利用长期定位试验定量分析了施用粪肥对农田土壤磷素累积和磷饱和度（DPS, degree of P saturation）增加速率（每年1 kg P·hm-2磷素盈余所导致的土壤磷素含量或DPS变化量）的影响。结果表明：连续22年过量磷素投入明显提高了土壤磷素含量和DPS,0~20 cm土层土壤磷素累积、DPS增加与磷素盈余均存在明显的线性相关性。与单施化肥相比,施用粪肥对土壤全磷的累积速率影响不大,但是明显提高了土壤Olsen-P累积和DPS增加速率。施用粪肥下,每年1 kg P·hm-2的磷盈余所导致的0~20 cm土层土壤Olsen-P、CaCl2-P累积和DPS增加量分别为0.071 mg P·kg-1（r=0.608, P=0.029）、0.003 mg P·kg-1（r=0.528, P=0.066）和0.036%（r=0.863,P=0.002）,分别为不施粪肥的3.3、6.0倍和1.2倍。土壤DPS变化与磷含量变化之间也存在明显的线性关系,0~20 cm土层土壤每年全磷、Olsen-P和CaCl2-P含量增加1 mg P·kg-1所导致的土壤DPS增加值分别为0.13%、0.42%和7.78%。20~40 cm土层土壤磷素累积、DPS增加与磷素盈余之间的线性相关性均较差,但与0~20 cm土层相比,施用粪肥和不施粪肥之间累积速率的差异性有增大的趋势,说明施用粪肥促进了磷素向下层土壤的移动。施用粪肥加速了土壤有效磷累积和DPS增加,进而提高了土壤中磷素损失风险,合理施用粪肥是控制集约化种养区域农田磷面源污染的关键。     

基于冠层叶气温差的苹果园土壤水分预报模型

该研究于2003～2004年采用便携式红外测温仪观测得到苹果主要生长季节晴天14∶00时冠层叶温数据,结合同步观测得到的空气温度数据及0～80 cm土壤相对有效含水率, 分析、建立以苹果树冠层叶气温差为指标的果园水分预报模型。该模型中,土壤相对有效含水率和冠层叶气温差的相关系数为－0.819(n=50),通过0.01水平显著性检验。并利用2002年及2005年的实测土壤水分数据对所建模型进行验证,结果表明：土壤相对有效含水率的观测值与计算值吻合较好,二者线性相关系数可达0.9137(n     

水氮量对小麦/玉米间作土壤硝态氮累积和水氮利用效率的影响

为了提高氮肥和水分利用效率,该文在甘肃河西灌区试验地点,采用田间小区试验,研究了不同氮水平（0、225、450 kg/hm²）和灌水量（750、1125、1500 m ³/hm²）对小麦/玉米间作土壤硝态氮累积和水氮利用效率的影响。结果表明,不同氮肥和灌水量对小麦带土壤硝态氮含量和累积量影响较小,对玉米带影响显著。随氮肥用量增加,玉米带土壤硝态氮含量和累积量增加,随灌水量和氮肥用量增加,0～60 cm土壤硝态氮相对累积量增加,60～140 cm土层降低。氮肥当季利用率、氮肥生产率、氮肥产投比都是以225 kg/hm²氮水平较高,但不同灌水量差别不大。WUE（水分利用效率）以W₇₅₀N₂₂₅最高,W₁₅₀₀N₀最低,随灌水量增加WUE降低。     

苹果专用肥对果园土壤理化性质及苹果产量、品质的影响

研究比较了旱地苹果专用肥与化肥、农家肥对果园土壤理化性质、果实产量及品质的影响,在10年生红富士果园设置不覆膜+化肥(CK)、不覆膜+农家肥(T1)、不覆膜+苹果专用肥(T2)、覆膜+化肥(FCK)、覆膜+农家肥(FT1)、覆膜+苹果专用肥(FT2)6个处理。结果表明:在未覆膜条件下,与CK相比,T1和T2处理均降低了土壤容重,增加了土壤贮水量,但两者间差异不显著;T1和T2处理显著提高了土壤有机质含量,在0~20 cm土层较CK处理分别提高36.77%和33.73%;T2处理提高了土壤中速效养分含量,其0~60 cm土层碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别较CK提高7.34%、9.05%、5.90%;各施肥处理苹果年均产量顺序为T2CK≥T1,T2处理的果实硬度(7.19 kg·cm-2)和糖酸比(33.23)均最高。与未覆膜相比,覆膜条件下,各处理(FCK、FT1、FT2)土壤容重均有所降低,土壤贮水量、有机质、速效养分、果实产量和品质均得到提高,以FT2处理整体效果最好。综合分析表明,施用苹果专用肥提高了果实产量和品质,改善了土壤肥力,是果园简便高效的施肥技术。     

绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响

通过田间试验,研究翻压绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明, 翻压绿肥能够明显提高土壤酶活性和土壤肥力水平,当绿肥翻压量在15000 kg/hm2以上时,尤其在22500~30000 kg/hm2之间时对土壤各项指标的影响更加明显。与对照相比,翻压绿肥的各处理土壤脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶增幅分别为13.10%2~3.81%、 12.92%~29.38%、 75.35%~234.51%、 29.17%~37.08%; 土壤有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾、 pH、 孔隙度增幅分别为13.01%~70.41%、 6.42%~27.52%、 1.14%~10.99%、 15.97%~34.99%、 10.28%~38.30%、 2.74%~7.05%、 0.19%~2.50%,土壤容重降幅为1.47%~5.15%。简单相关分析表明,脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶4种酶之间以及4种酶与土壤理化因子之间均有极显著的相关关系,而土壤酶活性之间的相互关系表明,土壤酶在促进土壤有机物质转化中不仅显示其专性特性,同时也存在共性关系; 典型相关分析结果为,第一对典型变量线性函数反映了土壤酶活性和土壤养分因子对土壤综合肥力水平的影响,第二对典型变量线性函数反映了施入绿肥对土壤内部重要的生理生化过程变化的影响; 主成分分析结果显示,第一主成分反映了土壤的综合肥力水平,所有因子均对土壤肥力水平起到了正效应,土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。以上结果说明,翻压绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。     

施用绿肥条件下减施化肥对土壤养分及持水供水能力的影响

以长期定位试验为基础,设置7个紫云英和化肥施用配比试验处理,以探索施用绿肥情况下减施化肥对土壤养分、持水和供水能力的影响。结果表明:在翻压紫云英条件下,即使不施化肥土壤氮也可基本得到满足,应适量施用化学钾肥,必须合理施用磷肥,以保证土壤全量和速效养分得到平衡和持续供给,化肥施用量减少未显著降低水稻产量;土壤持水、供水能力在处理间的趋势表现为:紫云英+40%化肥紫云英+60%化肥紫云英+80%化肥、紫云英+100%化肥单施100%化肥、单施紫云英CK,与CK相比,其它6个处理田间持水量提高了1.6%~15.4%,有效含水量增幅更大,平均提高1.5%~30.5%,说明紫云英化肥配施能显著提高土壤的持水、供水能力,且化肥施用量越少效果越好,而单施化肥或单施紫云英效果有限。因此,紫云英施用量一定时(22 500 kg/hm~2),化肥施用量应减少至40%甚至更低。     

施肥配合薄膜生草二元覆盖有效提高渭北苹果的产量和品质

【目的】 合理施肥与覆盖是渭北果园高产高效的必要措施,本研究依据当地实际提出了一个优化的施肥覆盖综合措施,并进行了效果验证试验,为其改进和推广提供依据。 【方法】 田间试验于 2012～2014 年在陕西渭北旱塬白水县收水村、可仙村、田家洼村进行。对照采用的农户模式(F)为不施有机肥、果树行间裸露,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 300∶160_.∶120 kg/hm2;萌芽期 3 月 20 日追肥;N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶80∶60 kg/hm2。目前的推广措施为增施有机肥 22.5 t/hm2,树盘覆盖黑塑料膜,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 200∶120∶180 kg/hm2,追肥推迟到膨果期 8 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 100∶60∶90 kg/hm2;拟定的优化施肥模式(O)为:树盘四周覆盖黑色塑料膜,树行间种植小油菜覆盖土壤,有机肥增加到 45 t/hm2,氮磷钾用量不变,调整基追比例和追施时间,具体为基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2,追肥在 7 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2。测定比较了三种管理措施不同时期苹果叶片和果实的养分含量及累积量,并分析了果实品质及产量。 【结果】 与现有模式相比,优化模式果树幼果期叶片 N、P、K 含量平均分别增加了 1.4%、8.4% 和 5.9%;膨果期分别平均增加了 5.6%、15.5% 和 8.1%;成熟期平均分别增加了 6.9%、5.9% 和 11.6%。果实对 N、P、K 养分吸收量为优化模式 > 现有模式 > 农户模式,三个果园优化模式管理的果实 N、P、K 养分吸收量较现有模式平均分别增加了 30.1%、31.8% 和 26.5%。优化模式能显著提高果实硬度、VC、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及单果重,降低果实酸含量。果实商品率和糖酸比均以优化模式最高,商品率较农户模式、现有模式平均增加 22.2%、17.4%,糖酸比平均增加 42.6%、14.5%。此外,优化模式能显著提高苹果单株产量,三个试验点优化模式较农户模式和现有模式单株产量平均增加 58.7%、28.1%。 【结论】 在现有推广模式的基础上,有机肥施用量增加到 45 t/hm2,基肥和追肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量调整为 150∶90∶135 kg/hm2,并将追肥时期提前到 7 月 10 日幼果膨大初期,配合树盘覆盖薄膜、行间种植小油菜二元覆盖,可以更有效地提高渭北旱地果园苹果的产量和品质。      

水稻季施肥对后季绿肥物质养分积累的影响

田间试验条件下,研究水稻季不同氮、磷、钾肥用量对后季绿肥物质养分积累的影响,为水稻-紫云英轮作条件下适宜化肥用量的确定提供依据。结果表明,水稻季施氮、磷、钾肥处理的绿肥鲜草产量分别较不施氮、磷、钾肥处理增加27.9% ~ 40.9%、12.6% ~ 37.2%、21.4% ~ 46.2%。水稻季不同氮肥处理比较,施氮处理的氮积累量较不施氮处理增加48.8% ~ 62.3%,氮肥（N）用量为142.4 kg/hm2时,绿肥碳、氮、钾积累量最高,氮肥用量为71.2 kg/hm2时,绿肥磷积累量最高。水稻季不同磷肥处理比较,施磷处理的绿肥磷积累量较不施磷处理增加33.0% ~ 78.3%,磷肥（P）用量为49.1 kg/hm2时绿肥的碳、氮、磷、钾积累量均最高。水稻季施钾处理的绿肥钾积累量较不施钾处理增加22.2% ~ 44.8%,水稻季钾肥（K）用量为67.5 kg/hm2和101.2 kg/hm2时,绿肥的碳、氮、磷、钾积累量较高,且两处理间相差较小。本试验条件下,水稻季氮、磷、钾用量分别为142.4、49.1、67.5（或101.2）kg/hm2时,绿肥的产量及碳、氮、磷、钾积累量最高,分别为15 833 kg/hm2和929.2、44.6、5.8、45.9 kg/hm2。     

间作对气雾培生菜生长和硝酸盐积累的影响

该文对生菜与樱桃萝卜间作和生菜单作模式下气雾培生菜相关指标进行了对比研究,并结合营养液中矿质元素含量的变化规律进一步分析了生菜与樱桃萝卜间作模式下生菜地上部分硝酸盐积累的主因素。结果表明：生菜与樱桃萝卜间作有利于提高生菜地上部分鲜质量,促进生菜叶片的展开以及生菜植株根总长度、根系表面积和根系体积等植株根系形态学参数的增大;生菜与樱桃萝卜间作增加了生菜SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等光合指标,而对胞间CO2浓度无明显规律性影响;生菜与樱桃萝卜间作不同程度地降低了生菜硝酸盐含量,随着气雾培时间的推进,总体呈先降低后增加的趋势,而硝酸还原酶活性的变化趋势与硝酸盐含量的变化趋势相反;进行相关性分析得出,生菜与樱桃萝卜间作模式下生菜硝酸盐含量降低主要是由于硝酸还原酶活性的增加导致的,并且营养液中硝态氮消耗量、铵硝比和锰消耗量对硝酸还原酶活性影响较大,相关系数分别为0.882、0.762和0.851。研究结果揭示了生菜与樱桃萝卜间作模式对气雾培生菜生长和硝酸盐积累的影响,并探究了该模式下生菜硝酸盐积累的主因素,为生菜与樱桃萝卜间作模式的作用机理研究提供一定的理论基础。