不同灌溉方法对不同氮肥在温室土壤-植株中的氮素分配影响

以番茄为供试作物,采用田间微区试验的方法研究了不同灌溉方法和不同氮肥种类对氮素在土壤不同层次间的残留以及在番茄植株不同部位之间的分配。结果表明,在番茄整个生育期内,土壤中无机氮主要以NO3--N的形式存在,NH4+-N所占比例很小。0～100cm土层中,滴灌和沟灌各处理土壤中NH4+-N的含量在整个生育期内含量均比较低(低于6mgkg-1),且变化幅度不大,各土层NH4+-N的含量受灌溉方式和施肥的影响较小。无论是滴灌还是沟灌,番茄全生育期内0～20cm土层土壤NO3--N含量始终较高。沟灌易引起土壤中NO3--N向下层迁移,而滴灌对40～60cm土层及其以下各层次土壤的NO3--N分布影响作用不明显。硝态氮肥较铵态氮肥和酰胺态氮肥更易随水向深层土壤迁移。灌溉方式对肥料15N在果实、茎、叶中的分配比例没有明显影响,肥料15N在番茄地上部分各器官所含的量以果实为最高,其次为叶,茎中的含量最少;两种灌溉方法间肥料15N在果实、茎、叶的分配比例差异不大,平均为2.9∶1∶1.6。     

亏缺灌溉对温室番茄产量与水分利用效率的影响

为了探讨西北旱区日光温室番茄节水高效灌溉模式,2008年进行了不同生育阶段水分亏缺对膜下沟灌番茄产量与水分利用效率的影响研究。结果表明,在番茄果实成熟与采收期亏水虽然可使果实早熟,增加收获期和市场高价位时期的重合度,但由于产量降低幅度较大,总体经济效益低,为不合理灌溉方案。相反,在对照处理灌水定额21 mm的基础上,苗期减少2/3灌水量、开花和果实膨大期减少1/3灌水量、果实成熟与采收期正常灌溉,是西北旱区日光温室番茄较适用的灌溉模式。即在番茄全生育期内灌水11～12次,灌溉定额为200～210 mm时,可实现市场产量170～180 t/hm2,毛效益31～34万元/hm2,水分利用效率和单方耗水毛效益分别为64～69 kg/m3和120～125元/m3,同时节约灌水量40～50 mm。     

灌溉水平对冬小麦氮素吸收及氮素平衡的影响

应用15N示踪技术对不同灌溉条件下冬小麦的氮素吸收及氮素平衡进行了研究 ,结果表明 ,冬小麦的氮素积累及对肥料氮的利用率均以高灌处理较高 ,而肥料氮的损失量则以低灌处理较多。在冬小麦的氮素积累过程中 ,低灌的影响主要表现为冬小麦对肥料氮的吸收持续时间较短 ,尤其是对追肥氮的吸收主要集中在施肥后 2 0d内。在肥料氮素损失过程中 ,低灌导致肥料氮在施肥初期损失量过大 ,这是造成低灌条件下的肥料氮素损失总量较大的主要原因     

基于温室环境和作物生长的番茄基质栽培灌溉模型

为解决涵盖土壤蒸发和作物冠层蒸腾的土培作物蒸散模型不能直接应用于稻壳炭基质栽培番茄灌溉的问题,该研究首先通过修改Penman-Monteith模型的原始表达式来去除土壤蒸发部分,并引入TOMGRO模型来模拟番茄冠层生长,给出了阻抗参数的修正计算,得到了新的番茄基质栽培蒸腾模型。考虑到蒸腾模型中净辐射项削弱了室外太阳辐射对冠层及以下部整株植株的耗水影响,进而将新的蒸腾模型与太阳辐射线性比例供水模型结合建立蒸腾－辐射综合灌溉模型。结果表明,蒸腾－辐射综合灌溉模型对上海崇明A8温室番茄灌溉量的模拟结果与实际结果之间的相关系数高于0.95,平均相对误差小于20%。这说明蒸腾－辐射综合灌溉模型能够较好地估算温室稻壳炭基质栽培番茄的灌溉需水量,对深入研究温室灌溉实施具有参考价值。     

冬小麦节水灌溉制度下不同施氮量的氮素平衡

用15N示踪技术研究了节水灌溉条件下冬小麦对不同施氮量的氮素吸收和氮素平衡 ,并比较了两种灌溉制度下小麦对节肥施氮量的吸收动态。结果表明 ,与常规施氮量处理相比 ,节水灌溉条件下节肥施氮量处理的氮肥损失率降低 ,氮肥当季利用率和土壤残留率提高 ;基施氮肥的利用率高于追施氮肥 ;土壤肥料氮的残留率在 2 9%～ 41 %之间 ,分布于 1m土层中 ,其中60 %以上集中在 0～ 2 0cm土层 ;在整个小麦生长季内 ,肥料氮并没有淋洗到 1 30m以下。节肥施氮量在常规灌溉下的当季利用率比在节水灌溉下降低 1 6 6%。     

加气灌溉温室番茄地土壤N2O排放特征

加气灌溉引起的土壤中氧气含量改变势必会影响N_2O的产生和排放。为了揭示加气灌溉对秋冬茬温室番茄地土壤N_2O排放的影响,2014年采用静态箱-气相色谱法对加气灌溉土壤N_2O排放进行原位观测,研究秋冬茬温室番茄地土壤N_2O排放对加气灌溉的动态响应。试验采用灌水量(充分灌溉、亏缺灌溉)和加气(加气、不加气)的双因素设计,设置4个处理,分别为加气亏缺灌溉(A1)、不加气亏缺灌溉(CK1)、加气充分灌溉(A2)和不加气充分灌溉(CK2)。结果表明:不同加气灌溉模式下土壤N_2O排放均主要集中在番茄果实膨大期,其他时期排放水平较低。加气和充分供水处理均增加了番茄整个生育期的土壤N_2O排放量,以A2处理最大(120.34 mg/m2),分别是A1和CK1处理的1.89和4.21倍(P0.01),而与CK2处理差异性不显著(P=0.078)。此外,不同灌水水平不加气处理,除N_2O排放主峰值点外,N_2O排放通量与土壤充水孔隙率(water-filled pore space,WFPS)存在指数正相关关系(P0.05),WFPS在46.0%~52.1%时观测到N_2O剧烈释放。可见,加气灌溉增加了温室番茄地土壤N_2O排放,且在亏缺灌溉条件下,加气灌溉对温室番茄地土壤N_2O排放的影响显著。研究结果为评估加气灌溉技术的农田生态效应及设施菜地温室气体减排提供参考。     

基于品质主成分分析的温室番茄亏缺灌溉制度

为了寻求温室番茄优质高效的亏缺灌溉制度,以温室冬春茬不同收获批次的番茄为试验材料,应用主成分分析法对番茄品质进行综合评价,并结合实际商品产量,提出平均品质综合主成分的概念,以此作为番茄综合品质的评定指标。结果表明,品质综合主成分可以代表88.41%的品质变异信息,且服从正态分布,具有较好的代表性与客观性,可用于番茄的品质评价。在番茄开花和果实膨大期采用1/3对照灌水量处理,其余阶段正常灌水（NSN）,即全生育期灌水12次,灌溉定额为196 mm时,番茄产量降低不明显,平均品质综合主成分最高,总体经济效益较好,同时节约灌水56?mm,应作为温室冬春茬番茄产量与品质相协调的亏缺灌溉制度。     

温室封闭式栽培自适应灌溉方法

为了改进和提高温室封闭式栽培精细灌溉控制方法,针对利用Penman-Monteith(P-M)公式和传感器数据信息相结合进行灌溉控制中因为涉及参数较多而使用不便、需要近似计算导致建立的作物蒸腾模型精度不够等问题,该文根据封闭式栽培可以回收并循环利用多余灌溉水的特点,利用灌溉量与排出量的差值和温室小气候环境数据建立相对精确的作物蒸腾量计算模型,并在此基础上利用人工神经网络算法实现了温室封闭式栽培自适应灌溉控制,结果表明,在10 d内灌溉用水量为实际蒸腾量的97.8%,基本实现了按照作物需水量进行灌溉。研究对于实现按照作物蒸腾量进行准确的水分供给、节约灌溉用水量、提高水分利用效率具有一定的现实意义。     

不同利用年限不同坡位的红壤水稻田化肥氮去向

采用15N微区示踪法研究了不同利用年限、不同坡位的红壤水稻田N素的运移特征与去向.试验结果表明:红壤地区新、老水稻田成熟期肥料利用率为18.71%～29.10%;残留率在5.97%～18.73%之间;老稻田耕层的土壤N素残留高于新稻田,但新稻田剖面中15～50 cm土层15N残留量占总残留量的比率明显要高于老稻田;红壤水稻田肥料损失率高达52.24%～68.91%.此外,供试田块各生育期渗漏水中NH4 -N、NO3--N浓度均为:耕层＞犁底层.     

稳定性核素~(15)N在农业研究中的应用

稳定性核素示踪是现代农业研究中一门新兴技术。稳定性核素15N作为一种有效手段在农业施肥研究、氮素循环研究中发挥着极为重要的作用。本文介绍了15N的相关概念,列举了20世纪80年代以来15N在氮肥研究、氮素转化研究以及农业环境保护中的应用进展,阐明了应用15N的新技术已解决的问题,以及将要解决的问题,并展望了性核素示踪技术的应用前景。     

谷秆两用水稻202对氮肥的吸收利用

应用~(15)N-尿素研究了谷秆两用水稻202对肥料氮素的吸收利用。结果表明,在施等量尿素的条件下,对照稻308与两用稻202的稻谷性状相似,但202稻草含N量比308(CK)提高37.57％。不同时期施肥,肥料氮在谷、草中的分配率不同,308遵循常规稻的分配规律,而202水稻则有自己的特性,即早期追肥大部分分布于稻穗中,较迟施肥大部分分布于茎、叶中。应用~(15)N标记稻草研究其利用价值,202草粉饲料被草鱼和白鼠的消化率比308草粉(CK)提高13.6％和16.5％,机体的~(15)N回收率比CK提高9.6％和6.0％;202稻草栽培平菇,~(15)N回收率比CK提高19.1％,202稻草有较好的综合利用价值。     

移栽叶龄对水稻氮素吸收利用及~(15)N-肥料去向影响

利用15N示踪技术研究了不同叶龄移栽对水稻产量、氮肥吸收利用及其氮素去向的差异。结果表明,随移栽叶龄推迟,水稻产量显著降低,籽粒与秸秆氮肥吸收量、肥料利用率及其残留量也降低,而氮素损失增加。水稻所吸收的氮素约2/3来源于土壤氮,1/3来源于当季肥料施的氮。肥料利用率为20.8%~25.7%,氮肥残留率为17.9%~32.2%,有42.1%~61.3%的肥料损失。无论哪种叶龄移栽条件下,肥料主要残留在0~20cm土层中。研究表明水稻早栽能增加产量、提高肥料利用率,减少肥料损失,降低氮素对环境的污染。     

氮素对温室番茄果实发育及其氮吸收量的影响

为了探索华北地区连栋温室栽培条件下番茄水培适宜的氮素管理方法,试验设4个处理:N5(扭送素浓度5mmol/L)、N10、N15和N30。其他营养元素的浓度是根据华南农业大学番茄营养液配方配制。比较不同处理间番茄每克鲜果实形成干物质的量、果实鲜重与其直径的关系、植株积累的生物量、产量和氮吸收量等。试验结果表明,在一定范围内,随营养液中氮素浓度越大,果实中每克鲜物质形成的干物质越多。处理N5、N10和N15中,每克鲜果实形成的干物质量分别是0.0733g、0.0804g和0.1316g。继续增加营养液中氮素浓度,每克鲜果实形成的干物质量却降低了,处理N30仅为0.0913g。其他几个指标显示相同的趋势。4个处理中植株的总干重依次为189.1、293.9、734.1和488.2g/m2。产量依次为3.68、6.55、15.50和11.01kg/m2。果实每克干物质的氮吸收量分别是0.0231g、0.0237g、0.0242g和0.0235g。果实鲜重与其直径成幂指数关系,氮素浓度对果实鲜重与其直径的关系影响不大。因此,番茄水培适宜的氮素浓度为15mmol/L。     

用~(15)N同位素稀释法研究沸石对氮肥利用率的影响

通过15N示踪研究不同沸石水平处理对玉米氮肥利用率的影响。结果表明 :( 1 )沸石和肥料混合使用促进了玉米的生长 ,第一茬玉米氮肥利用率以 0 7g kg土沸石用量为最高 ,其次是 1g kg土 ;( 2 )第二茬玉米的氮肥利用率则是以 0 1 %的沸石用量最高 ,其次是 0 1 3 %的沸石用量水平 ,与对照相比 ,沸石处理使两茬玉米的氮肥利用率分别提高了 2 3 2 %～ 3 3 1 % ;( 3 )沸石处理可以显著降低土壤中氮肥的损失 ,与对照相比 ,降低率达 2 5 9%～3 0 6% ,但对土壤中氮肥的残留量没有影响     

用15N示踪技术研究高产小麦、玉米的施氮规律

利用稳定性同位素15N示踪技术 ,探索小麦、玉米在高N施肥下的N素营养规律。结果表明 :小麦、玉米对追加15N化肥的吸收利用率为 2 8 42 %～ 46 2 8% ,向籽粒运转量为 5 4 %～68% ,追施N的有效期可连续 3茬作物 ,累计利用率为 5 2 0 7%～ 60 39%。在较高土壤肥力基础上 ,小麦、玉米年产量达 1 5 0 0 0kg hm2 ,小麦最佳氮肥施量为 1 5 0～ 1 87 5kg hm2 ,玉米为 30 0～375kg hm2 。     

冬枣秋季不同枝条叶施15N-尿素的贮藏、分配及再利用

大田条件下,以6年生冬枣为试材,研究冬枣晚秋不同枝条叶施15N-尿素后,休眠期15N的贮藏、分配及翌年盛花期15N的再分配和利用。结果表明:晚秋叶施15N-尿素,休眠期树体枝干和根系中可检测到15N;翌年盛花期时,处理枝新生器官(枣吊、叶片、花)中可检测到15N。休眠期15N主要贮藏于地上部多年生器官,包括处理枝条和附近多年生器官。与休眠期相比,翌年盛花期时处理枝条的Ndff%显著下降,新生营养枝和多年生枝分别下降了59.13%和69.05%。贮藏15N再分配到新生器官,主要用于叶片和枣吊的生长,分配势随新生器官生理年龄的增加而增大(枣吊>叶片>花)。与新生营养枝处理不同,多年生枝处理的地上部枝干中贮藏15N向新生器官及枝干运输同时向下分配运输用于根系生长。     

用~(15)N天然丰度法估测结瘤作物的共生固N_2量

测定了位于北京西北郊的本所农场耕地及附近几个土样的土壤总Nδ15N值,农场耕地的δ15N值为6.39±0.42‰,本所庭园土壤为5.03±0.26‰,圆明园土壤为1.66±0.49‰。农场耕地土壤总Nδ15N的垂直变化为6.09±0.77～7.71±0.67‰,水平变化为6.52±0.55～7.13±0.73‰。 无N营养液砂培大豆的测定结果表明,根瘤富含15N,δ15N值为8.32±0.16‰和10.54±0.30‰,地上部贫化15N,δ15N为—2.25±0.48～—4.16±0.75‰,说明在固N2过程中和固N2产物输送转化过程中发生了N同位素的分馏,固N2分馏因数β=1.0023～1.0042。 用15N天然丰度法估计不同大豆品种的％Ndfa表明,不同大豆品种的N素自给能力不同。固N2植物的δ15N值明显低于非固N2植物的δ15N值,一般相差3～5δ15N,说明用15N天然丰度法评价这些植物的固N2状况是可能的。然而,不固N02植物也有较低的δ15N值,即便在同一地块上,非固N2植物的δ15N值也很不相同,有待进一步研究。     

15N同位素稀释法测定燕麦根际固氮菌固氮量的研究

用15N同位素稀释法对接种到燕麦上的不同固氮菌的固氮能力进行了测定,结果表明:固氮菌处理的地上植株15N原子百分超为1.0871%～1.3791%,其中Pseudomonas spN4最低(1.0871%);植株地下部分为1.0921%～1.2751%,Pseudomonas spN4也是最低(1.0921%)。Pseudomonas spN4、A.lipoferumO6和Zoogloea spW6固氮能力较好。植株全氮含量增加2.08%～39.58%,A.lipoferumO6处理的全氮含量最高(39.58%)。接种固氮菌能够提高燕麦的全氮含量、固氮百分率和固氮量。     

污水灌溉后土壤重金属汞和砷积累变化规律及对番茄的影响

污水灌溉对土壤、作物的影响日益受到人们的关注。通过日光温室内的污水滴灌试验,分析了污水灌溉后重金属Hg、As在土壤中的集聚分布规律和污水灌溉对番茄生长、产量与品质的影响,同时探讨了在番茄果实中的残留状况。结果表明,污水灌溉后重金属Hg、As在不同土层集聚差异较大,Hg、As在根区10~30 cm土层出现了富集现象,且二者具有很好的相关性,说明土壤受灌溉外源污染影响较大;污水灌溉对番茄的果实产量和品质有一定的影响,与清水处理相比番茄的产量减少7.68%,果实中的可溶性固形物提高了46.2%、VC含量增加76.76%,酸度和可溶性总糖含量基本持平,蛋白质降低了55.84%;番茄果实检测表明,与清水处理相比,Hg的残留量增加了28%,As增加了112%,但含量均未超标。