浅析水氮耦合对土壤硝态氮积累与淋失的影响

有很多因素会影响农田土壤硝态氮积累淋失量,其中较为重要的有施肥和灌水。水氮耦合作用对土壤中的硝态氮的累积和淋洗存在显著影响。过量施氮造成硝态氮在土壤中大量积累;降水和灌溉带入农田中的水分是累积在土壤中的硝态氮向下迁移引起淋失的必要条件, 鉴于此,从水肥耦合的含义及其对农田土壤硝酸盐积累与淋失的影响等方面进行综述。     

玉米秸秆生物炭对土壤无机氮素淋失风险的影响研究

采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐潮土中。结果表明:淋溶实验过程中,淋溶初期生物炭对土壤NH+4-N和NO-3-N的固持作用比较明显,且对NH+4-N的固持主要发生在0~10 cm土层,而对NO-3-N的固持主要发生在10~40 cm;生物炭能够有效增加土壤的持水能力,与不添加生物炭处理(T1)相比,T2、T3、T4处理的土柱累积淋溶液体积分别减少了10%、20%、26%,无机氮素淋失量显著降低,分别减少27%、48%、61%;无机氮素淋失量的减少主要来自NO-3-N,相对于不添加生物炭处理,T2、T3、T4处理NO-3-N累积淋失量分别为62.4、44.4、34.5 mg,分别减少了28%、49%、58%。总的来说,土壤中添加玉米秸秆生物炭能够有效降低土壤无机氮素的淋失风险。     

不同施氮水平下深层土壤硝态氮淋失特征研究

通过GeoprobeR深层取土18m,分析了不同施氮水平下厚不饱和层土壤中NO3--N的迁移变化。发现不同施氮处理下NO3--N在一个生育期的淋失变化主要体现在0～4m土体内,土壤中硝态氮累积峰下移深度为0.2～0.6m,高施肥土体中,深层土壤6.7～8m和13～15m土体中也有少量硝态氮淋失,施氮量越高,淋失量和累积量也越高;不同施肥处理下,厚不饱和层土壤中NO3--N累积量变化主要体现4m土体特别是根区土层中,在2m土体内,土体中NO3--N的累积量与施入的氮肥量呈极显著线性关系,根区以下不饱和层中NO3--N累积量超过1800kg/hm2。     

黑土硝态氮的淋失及提高氮肥利用率的研究

本试验采用渗滤池技术，研究氮肥不用量、不同品种、施肥方式及配比条件下硝态氮的移动规律及其与玉米产量、氮肥利用率的关系，结果表明，淋巴失主要发生在雨季，淋失量随施肥量的增加而增加，不同品种，施肥方式有差异，但不显著。氮肥与磷 及有机肥配施，可明显减少硝态氮的移动淋失，施氮247．5kgha^-1淋失水硝态氮含量超过饮用水卫生标准10mgL^-的限额，易使地下水污染，但淋失总量不高，施氮165kgha^-1，配施磷钾或有机肥，比单施氮增产15％以上，氮肥利用率提高20个百分点以上。     

不同施肥措施对夏玉米产量和土壤硝态氮淋失的影响

为筛选夏玉米生产上科学合理的施肥方式,以郑单958为试验材料,在偏沙型和偏粘型2种土体质地构型上研究了等氮量的不同施肥措施（习惯施肥、玉米专用肥、100％缓控释肥、30％尿素＋70％缓控释肥）对夏玉米产量、土壤硝态氮淋失和氮肥利用率的影响。结果表明：与习惯施肥相比,30％尿素＋70％缓控释肥处理单季玉米增产9．36％,习惯施肥措施不仅会造成根层土壤剖面中硝态氮的累积,还会进一步引起硝态氮向深层地下水的淋失;2种土体质地构型下,30％尿素＋70％缓控释肥处理的氮肥利用率分别较习惯施肥提高了35．65％和23．02％。用尿素代替30％缓控释肥（30％尿素＋70％缓控释肥）的新型施肥措施,既能保证夏玉米苗期速效氮素的供应,又能明显降低硝态氮在土壤中的累积。     

植烟土壤中全氮和有机质含量的近红外快速分析

应用傅立叶变换近红外漫反射光谱仪(NIRS)对植烟土壤样品中全氮、有机质含量进行检测,通过应用化学计量学方法,建立近红外光谱与土壤样品中全氮、有机质含量间关系的数学模型。结果表明:所建模型稳定性好,NIRS法测定的结果与化学方法测试结果相吻合,可应用傅立叶变换近红外漫反射光谱仪来快速预测植烟土壤样品中的全氮和有机质含量。     

冬小麦土壤无机氮淋失规律及灌水施氮量的推荐

通过田间试验,研究了冬小麦不同水肥处理下土壤无机氮动态及其对产量的影响,目的在于探明河北平原高产田区水肥迁移规律,为有效指导水肥运筹、提高水肥利用率提供科学依据。结果表明,同一土层中,不同施氮水平和取样时期土壤NH 4-N含量无显著差异。随施氮量的增加土壤硝态氮逐渐增加,随灌水量的增加土壤硝态氮呈向下迁移的趋势;冬小麦生长季中土壤硝态氮的淋失主要发生在底墒水和返青灌水时期;施肥和灌水通过作用于成穗数、穗粒数和千粒重等作物产量构成因子和植株体内含氮量来达到影响作物产量。河北平原地区小麦推荐经济施肥和灌水量为:施氮量203.17kg.hm-2,灌水量718.38m.3hm-2。     

南方烟田土壤氮素淋失规律的研究进展

概述了南方烟区烟田土壤供氮及氮素淋失特征,论述了影响烟田土壤氮素淋失的主要因素和降低烟田氮素淋失的主要调控措施,并且提出了今后烟田土壤氮素淋失应加强的研究方向。     

五龙池小流域耕作土壤硝态氮淋失变化

选取丹江口库区青塘河五龙池小流域坡耕地夏玉米黄棕壤为供试土壤,采用田间原位淋湿装置,通过阴阳离子树脂吸附法研究了3种耕作土壤硝态氮淋失的时空变化及其影响因素。结果表明,不同耕作方式土壤硝态氮累积淋失量存在明显差异,平作可以减少0～10 cm土层土壤硝态氮淋失量,而横坡和顺坡垄作均增加了10～20 cm和20～30 cm土层土壤硝态氮淋失量。研究结果可以量化土壤氮素循环机理,具有重要科学意义,并可为丹江口库区农业非点源污染防控提供依据。     

生物炭对冻融黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响

为了深入研究冻融条件下生物质炭对东北黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响效果,为解决冻融作用下黑土中无机氮素的淋失问题提供科学依据,采用室内模拟土柱淋溶实验方法研究了生物质炭对经过不同冻融循环次数处理土壤中铵态氮和硝态氮淋失的影响。研究结果表明:冻融会增加土壤氮素的淋失,且淋失量与冻融次数有关,施加生物质炭可以有效降低土壤因冻融作用引起的氮素淋失;玉米秸秆炭对无机氮素淋失降低率在76.15%~85.79%之间,树枝炭在55.26%~68.09%之间,可以看出玉米秸秆炭持氮效果较树枝炭更好;在冻融次数分别为3和1时,玉米秸秆炭和树枝炭持氮能力最强;两种生物质炭对铵态氮的固持能力均优于硝态氮。     

内蒙古河套灌区农业常规管理下土壤硝态氮与氮淋失的元分析

为了控制氮肥量、节水、提升土壤地力,通过收集已发表结果的数据,采用元分析方法系统地探索了内蒙古河套灌区土壤硝态氮与氮淋失量状况及其相关因素。结果表明,常规管理下玉米（Zea mays L.）地、向日葵（Helianthus annuus L.）地、春小麦（Triticum aestivum L.）地土壤表层（0～20 cm）平均硝态氮含量分别为22.78、9.92、17.80 mg/kg,土壤平均氮淋失量分别为49.82、45.11、93.73 kg/（hm2·年）,常规施氮（N）量分别为357.7、233.2、320.0 kg/hm2。常规施氮量导致的土壤氮淋失量是不施用氮肥的6.76倍,其主要影响因素为土壤质地、土壤表层有机质含量、土壤表层pH、作物类型、灌溉量。这表明河套灌区常规管理下的施氮量偏高,地力随时间有降低的趋势,氮淋失较严重。     

不同施氮量对茶园土壤氮淋失的影响

为研究不同施氮量对茶园土壤氮淋失的影响,改良茶园土壤品质,采用室内土柱淋滤试验,研究不同施氮量对强酸性茶园土壤淋溶液pH、NH+4-N和NO-3-N淋溶量的影响。氮肥采用尿素,氮肥用量分别为N0(0kg·hm-2)、N1(150kg·hm-2)、N2(300kg·hm-2)、N3(450kg·hm-2)、N4(600kg·hm-2)。结果表明:施用氮肥降低了土壤pH和土壤淋溶液pH,降低幅度分别为0.08~0.32和0.35~0.81个单位,促进茶园土壤酸化;NH+4-N和NO-3-N的淋溶量均随施氮量的增加而提高;无机氮的淋失率为47.66%~71.31%,淋失量(Y)与施氮量(X)之间的线性回归方程为Y=0.708 X+145.27(R2=0.98);在整个淋洗过程中,NH+4-N和NO-3-N淋溶主要发生在前5次,且主要以NO-3-N的形式淋失,淋失比例为73.50%~89.21%。     

灌区土壤中氮素平衡与硝态氮淋失

本文研究了连续３料作物定位试验后，作物对氮的吸收利用率及硝态氮在土壤剖面中的分布与累积。结果发现，仅施氮肥的氮利用率最低，仅有１９．９％；ＮＯ３－Ｎ在０－４０ｃｍ剖面中的累积最高。增施磷肥后，氮肥利用率提高到５０％，同时减少了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的累积。增施钾及有机肥对氮肥利用率影响不大。降雨或灌溉促进了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的淋移深度。     

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。     

基于大型渗漏池监测的褐潮土农田水、氮淋失特征

【目的】明确华北平原褐潮土农田典型种植模式下水分和氮素的输入及淋失特征,阐明施氮量对淋失水质的影响,为从源头减少氮素淋失、防控农田面源污染提供科学依据。【方法】2007-2012年在“国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地”上,针对玉米单作种植模式,设置不同施氮梯度（不施氮CK,优化施氮T1,习惯施氮T2）,利用“渗漏池”监测玉米生育期间土壤水分和氮素淋失过程,同时利用田间小气候气象站监测降雨发生过程,并详细记录灌溉事件。【结果】降雨和灌溉发生在4-10月,淋失发生在5-11月,相对降雨和灌溉时间有所滞后。年际间降雨量差异较大（134-525 mm）,除2009年降雨少、无灌溉且未监测到淋失事件以外,其他年份水分输入总量均高于500 mm,并均监测到淋失事件。施氮处理比不施氮处理的淋失发生次数和淋失水量均有所减少,其中CK共发生淋失37次,淋失水量422 mm,T2共发生淋失31次,淋失水量310 mm。5年监测期间,灌溉和降雨携带的全氮共计157 kg·hm^-2,其中可溶性总氮106 kg·hm^-2,但年际间差异较大（7.53-34.1 kg·hm^-2）;灌溉和降雨携入氮量越多的年份,任一处理的氮素淋失量明显高于其他年份相同处理。硝态氮是淋失水中的主要氮素形态,并且施氮量越高,淋失水中硝态氮比重越大;无论是单次淋失事件还是年度淋失总量,T2淋失的可溶性总氮和硝态氮均明显高于CK和T1。CK和T1处理5年内全部淋失事件中的硝态氮平均浓度分别低于2.0、5.0 mg·L^-1,而T2处理的5年31次淋失事件中硝态氮浓度平均为29.5 mg·L^-1,超过地下III类水标准（20 mg·L^-1）的次数有15次,最高浓度达79.0 mg·L^-1。【结论】灌溉和降雨是导致淋失的主要原因,输入的水量越多,越易发生淋失,硝态氮是淋失水中的主要氮素形态;年际间,氮素淋失量与灌溉和降雨携入的氮量呈正相关关系,灌溉和降雨携带氮量越多的年份,农田氮素淋失量越多;同一年内,硝态氮淋失量和硝态氮淋失浓度均随施氮量的增加而增加。因此,只有合理施氮才能减少氮素淋失量并保证淋失水硝态氮含量不超标,但在确定合理的农田施氮量时,要充分考虑灌溉和降雨携带氮量对氮素淋失的影响。     

影响土壤NO-3-N淋失的因素及预防措施

农业生产中的不合理栽培造成的NO3^--N淋失问题不仅大大降低了肥料利用率，增加了生产成本，而且对生态环境民的污染问题也日益严重，从施肥，地面接水量，土壤性质，作物种类及土壤－植物系统的组合特征5个方面扼要概述了近阶段影响土壤NO3－N淋失因素的研究进展，并提出了减少NO3－N淋失，提高肥料利用率的预防措施及对策。     

恩泰克长效稳定性肥料对玉米生长及硝酸盐淋失的影响

DMPP是一种新型硝化抑制剂,添加到含铵肥料中具有抑制铵态氮向硝态氮转化的作用。本文在冲积土条件下,研究了含有DMPP的恩泰克肥料对玉米生长及土壤系统中硝态氮淋失的影响。结果表明,与普通复合肥相比,播前基施或八叶期追施恩泰克长效稳定性肥料均能抑制硝化作用,降低土壤硝态氮的含量,提高铵态氮与硝态氮的比值。结果能显著促进玉米根的生长,对玉米产量没有影响。本研究认为,在肥料中添加硝化抑制剂DMPP,能在不影响玉米生长的前提下降低硝酸盐淋失的风险。     

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19 127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.     

生物炭配施有机菌肥对豫中植烟土壤氮素迁移特征的影响

采用大田试验,在施用烟草专用复合肥(m(N)∶m(P_2O_5)∶m(K_2O)=10∶10∶20)复合肥525 kg·hm~(-2)的基础上,设置6个处理:CK(不施有机肥,烟农习惯施肥)、B(增施生物炭1 500 kg·hm~(-2))、OBBF (增施有机菌肥1500 kg·hm~(-2))、B-OBBF55(增施50%生物炭+50%有机菌肥)、B-OBBF46(增施40%生物炭+60%有机菌肥)、B-OBBF64 (增施60%生物炭+40%有机菌肥)。分析了不同层次土壤、不同形态氮素含量及其迁移特征。结果表明,单施有机菌肥能够显著提高土壤碱解氮和土壤全氮含量,生物炭配施有机菌肥提高了植烟土壤碱解氮含量,减少了碱解氮的淋失。其中B-OBBF55处理碱解氮含量最高达到74. 6 mg·kg-1,B-OBBF55和B-OBBF46处理能够增加烟草移栽后60 d时0～20 cm土层中铵态氮和硝态氮含量。各处理对土壤微生物量氮的影响主要表现在前60 d的0～40 cm土层中,其中OBBF显著高于其他处理,达到542. 2 mg·kg-1; B-OBBF55和B-OBBF46处理提高了烟草移栽后30 d微生物量氮和烟草移栽后60 d时硝态氮占全氮的比例。因此,在豫中烟区,施用50%生物炭+50%有机菌肥和40%生物炭+60%有机菌肥是培肥植烟土壤,提高土壤氮素转化的有效措施。     

利用原状土柱系统研究设施栽培下硝态氮淋失状况

选取山东省典型设施栽培区寿光大棚蔬菜为研究对象,采用原状土柱系统研究了农户常规栽培措施下硝态氮的淋失状况。研究发现,黄瓜和苦瓜生育期内硝态氮的淋失浓度范围为40.7～74.7 mg/L,试验期间硝态氮淋失浓度平均为53.4 mg/L,所有样品中的硝态氮含量均超过国家规定的饮用水标准和地下水源硝态氮控制标准;冬季硝态氮淋失浓度高于其它季节。硝态氮淋失量为276.24 kg/hm2,除第一次移栽灌溉外,硝态氮淋失量最高出现在2011年3月份。