长期有机养分循环利用对红壤稻田土壤供氮能力的影响

通过15年的田间定位试验结合盆栽试验,研究了长期有机养分循环利用和不同化肥配施对红壤稻田土壤供氮能力的影响。结果表明,土壤有机碳、全氮、微生物生物量氮(MB-N)和土壤氮的矿化量与生物吸氮量有极显著的正相关关系,是良好的土壤供氮能力指标。长期有机养分循环利用或配合化肥施用能显著提高土壤有机碳、全氮含量和氮的矿化量,提高幅度分别为20.1%4～0.9%、0.460～.60.g/kg和55.0%(6周);明显提高土壤MB-N含量,提高幅度平均为70.3%。长期纯化肥处理对土壤碳、氮库的积累和氮的矿化量的提高作用甚微。盆栽试验表明,长期施用氮肥和氮、磷、钾肥土壤供氮量提高量极小,与长期不施肥相比提高幅度分别为2.1%和6.2%,而有机养分循环利用能显著提高土壤供氮量,提高幅度为33.7%8～9.0%。随着有机养分循环利用和NPK肥配合程度的提高,土壤供氮量提高幅度呈上升的趋势。     

土壤供保氮能力决定稻田氮肥增产效果和利用率

黑龙江五常和江苏常熟分属我国东北和华东单季稻区优质粳米的代表性产地,但五常维持水稻高产所需氮肥投入量通常远低于常熟而其增产效果优于常熟。由于两地水热条件、作物品种、农田管理和土壤类型均不同,究竟是何原因导致这种区域差异尚不清楚。为探究土壤因素的影响,在两地稻田分别取黑土型水稻土(BS)和乌栅土(WS),设不施氮(CK)、低氮和高氮(N 150和300 kg·hm^-2标记尿素)处理,开展盆栽试验,比较水稻产量、氮肥利用及总损失的土壤差异,并结合室内淹水矿化培养试验,研究两种水稻土氮素矿化特征。结果发现：在相同气候和水稻品种及管理条件下进行的盆栽试验中,各处理水稻产量、氮肥增产效果及地上氮素吸收累积量BS均优于WS,差值法氮肥利用率BS较WS高出20.0～28.7个百分点,然而¹⁵N示踪法氮肥利用率BS却仅较WS高5.56～8.01个百分点。尽管施氮后水稻吸收土壤氮均增加,但BS土壤来源氮增量较WS高95.0%～215%。根据CK和相应施氮处理水稻地上部土壤来源氮差值可计算土壤氮素表观激发量在BS为173～354 mg·pot^-1     

稻田土壤供氮能力的解析研究

以太湖地区三种类型水稻土为对象进行的研究表明:(1)风干土淹水培养后,固定态铵平均增加17ppm,相当于交换性铵增量的28%。似应将培养后固定态铵的增量与交换性铵增量之和计为土壤氮素的矿化量。(2)田间微区试验中,耕层以下土壤所供应的氮量占稻田土壤供氮量的16—49%,平均30%。(3)根据所得结果,讨论了用培养法预测稻田土壤供氮量中存在的问题。     

油菜不同生长期稻田土壤无机氮形态及氮肥利用率对控释氮肥施用的响应

通过盆栽土培试验研究了尿素、控释氮肥对南方稻田冬油菜生长、产量、土壤肥效和氮肥利用效率的影响,为控释氮肥在油菜生产上的推广应用提供参考。试验选用油菜品种湘油15,参考油菜大田种植施氮量,共设4个处理,以不施氮肥(CK)为对照,在施氮量均为200kg/hm^2的水平下,设置了3种氮肥处理:尿素(Urea)、控释氮肥1(CRNF1)和控释氮肥2(CRNF2)。对油菜生物量和产量、不同生育期下土壤无机氮、油菜氮素吸收、油菜生理特性、土壤微生物氮以及土壤酶活性等相关指标进行测定及分析。结果表明:较常规Urea处理相比,控释氮肥处理显著提高了油菜花期、收获期生物量,增产11.2%～20.1%;CRNF1处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NO3--N含量,相比尿素处理分别提高43.2%和61.8%,CRNF2处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NH4+-N含量,相比尿素处理分别提高18.7%和64.1%,保证了油菜生育后期土壤氮素供应;与Urea处理相比,控释氮肥显著提高了油菜薹期及生殖生长期油菜总氮吸收,最终氮肥利用率(NUE)提高23.1%～60.2%,氮肥农学利用率(NAE)提高19.1%～30.5%;CRNF1处理显著提高了油菜生长后期SPDA值和总叶绿素含量,相比尿素处理分别提高6.5%,10.1%;CRNF1处理极显著提高了油菜生长后期土壤微生物氮,较尿素处理提高142.5%;此外,控释氮肥显著提高了油菜生长后期土壤脲酶、FDA水解酶活性,相比尿素处理分别提高8.4%～12.9%,24.5%～32.4%。在总氮施用量不变的前提下,施用控释氮肥可提高油菜生殖生长期土壤有效氮含量,改善光合作用,增强土壤微生物量和微生物活性,促进氮素的吸收,提高氮肥的利用效率,进而增加油菜干物质累积,最终提高产量。     

稻麦轮作条件下施用氮肥对土壤供氮能力的影响

应用淹水密闭培养法评价了不同施肥处理对土壤供氮能力的影响。研究发现经过6年的轮作施肥,增施氮肥能够提高土壤的供氮能力及可矿化氮在土壤全氮中的比例。在淹水培养中,高施肥量土壤的氮矿化过程符合对数函数方程,而低施肥量和不施肥土壤符合直线方程。酸解氮和热氯化钾提取氮与土壤可矿化氮的相关性好于全氮、有机质和碱解氮,是良好的土壤供氮能力指标。     

稻田土壤供氮性能的研究Ⅰ.不同类型稻田土壤供氮性能的初步观察

很多实验早已证明^[3]在田间栽培条件下,一季水稻所吸取的氮素营养物质多数来自土壤.为此土壤供氮性能是否适应和协调水稻良好生长发育的要求,这对水稻能否获得高产稳产有密切联系.本文初步探索了几种不同类型稻田土壤供氮性能的一些基本情况,目的是为进一步研究水稻高产稳产所要求的土壤供氮特性,提供必要的基础资料.     

长期不同灌溉对保护地土壤供氮能力的影响

采用Stanford和Smith提出的长期间隙淋洗通气培养法,对连续7年采用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地土壤有机氮的矿化特性进行研究,并结合土壤起始矿质氮含量,探讨了不同灌溉方法条件下保护地土壤供氮能力的差异。结果表明,保护地土壤硝态氮表现出强烈的表聚特点,表聚程度以渗灌沟灌滴灌。长期采用不同灌溉方法显著影响保护地土壤氮矿化势及矿化速率。N0值大小的排列顺序为:滴灌沟灌渗灌,k值大小的排列顺序与N0恰好相反,为:渗灌沟灌滴灌。与渗灌和沟灌处理相比,长期采用滴灌有利于改善保护地土壤有机氮的品质。土壤供氮能力表现为渗灌沟灌滴灌。评价保护地土壤供氮能力时,不仅要考虑土壤有机氮累积矿化氮量的大小,同时也要考虑土壤初始矿质氮的含量。从农业节水和提高氮肥利用率及保护生态环境的角度考虑,建议在本试验措施条件下,渗灌和沟灌处理应比滴灌处理适当减少氮肥用量,且无机氮肥也要尽量晚施;在此基础上渗灌处理氮肥还要尽量深施,以减少表层硝态氮的积累,达到既节水又省肥的目的。     

绿肥和秸秆还田对稻田土壤供氮能力及产量的影响

研究了绿肥、秸秆还田及施用无机氮肥对水稻田土壤供氮能力及水稻产量的影响。结果表明在缺乏外源无机氮时,C/N高的有机物更能激发土壤氮的矿化,土壤速效氮含量增加。而在无机氮充足的情况下,C/N低的绿肥腐熟分解,使土壤矿质氮增加。绿肥还田使得施肥对土壤速效氮的影响加大。改变轮作制度,有机无机氮肥结合还田,水稻产量增加,无机氮肥需求量降低。     

长期有机物循环利用对红壤稻田土壤供磷能力的影响

采用盆栽试验,研究了长期不同施肥处理定位试验土壤供磷能力的差异,并从土壤磷素平衡、全磷、有机磷、Olsen-P和MB-P的含量的变化等方面探索了导致供磷能力差异的原因。结果表明,长期施用磷肥能显著提高土壤的供磷能力,其中以有机物循环利用配合磷肥施用处理土壤的供磷量能力最高,植株平均吸磷量是长期不施磷肥处理的3.5倍,比长期施用磷肥处理平均高出59.8%。长期单施氮肥导致土壤供磷能力衰竭,植株总吸磷量比长期不施肥还低17.2%,单一有机物循环利用和配施N肥植株总吸磷量比长期不施肥分别高80.3%和40.2%。有机物循环利用能明显提高土壤微生物对磷素的固持量,土壤微生物对无机磷的利用可能是其向有效磷转化的关键途径。磷肥配合系统内有机物循环利用,是提高红壤稻田土壤供磷能力的有效施肥模式。     

土壤容重对土壤供氮能力及棉花吸收利用氮素的影响

本文应用~(15)N示踪法研究不同土壤容重对土壤供氮能力及棉花吸氮的影响。阐明了丘陵黄棕壤地区棉花低产的原因是棉田土壤容重过大,使土壤的供氮能力——A_N值显著下降,棉株对氮素养分的吸收量减少,而且延缓了氮素养分由营养器官向生殖器官的转运。降低土壤容重是挖掘丘陵黄棕壤地区棉田增产潜力的有效施施。     

氮肥对绿洲稻田土壤硝态氮动态的影响及其生物学效应

我国氮肥的利用率一般只有30%左右,氮素损失约占30%～50%[1].其中,土壤硝态氮的淋洗是重要的损失途径,一直受到广泛关注[2-4].硝态氮在土壤中很少被土壤颗粒所吸持,主要以溶质的形式存在于土壤溶液中,从而成为评价地下水水质好坏的重要指标之一.     

北方地区滨海盐渍土型稻田土壤供氮能力的研究

采用短期淹水密闭淋洗培养法(恒温30℃),研究北方地区滨海盐渍土型旱地土壤(种植苜蓿草)开垦种植水稻5年和30年稻田土壤供氮能力。结果表明:(1)3种土壤初始矿质氮主要分布在0~20 cm土层,且土壤初始矿质氮含量的高低顺序为旱地土壤>30年稻田土壤>5年稻田土壤;5年稻田土壤与旱地土壤之间初始矿质氮含量差异达5%显著水平。(2)相同土层,土壤矿化氮量高低顺序为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;任意2种土壤之间矿化氮量差异均达1%显著水平。(3)相同土层,土壤供氮能力大小为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;其中,在0~20 cm和40~60 cm土层,任意2种土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,在20~40 cm土层,30年稻田土壤与旱地土壤、5年稻田土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,而旱地土壤与5年稻田土壤之间供氮能力则无明显差异。这表明滨海盐渍土型旱地土壤开垦种植水稻后,不仅影响了土壤有机质(氮)含量,而且也影响了土壤有机氮品质,种植水稻5年使土壤供氮能力显著下降,而种植30年使土壤供氮能力显著上升。     

不同类型水稻品种对稻田土壤基础供氮量的响应

选用常规粳稻、杂交粳稻、常规籼稻、杂交籼稻及两系杂交稻5种类型共7个水稻品种,在大田中不施氮条件下,研究了供试水稻材料对土壤基础供氮量利用的差异。结果表明:①籼稻的土壤基础供氮量平均比粳稻高25.6%;杂交籼稻比常规籼稻高19.5%,杂交粳稻比常规粳稻高32.5%。②土壤基础供氮量在植株器官中的分配比例以叶、茎鞘的变异幅度较大,而穗的变异幅度则较小;叶中氮的分配比例以粳稻最高,而杂交粳稻与常规粳稻间及杂交籼稻与常规籼稻之间无明显差异。③土壤氮素利用效率(NUEs)随着土壤基础肥力上升而提高,粳稻的NUEs提高幅度大于籼稻。土壤氮籽粒利用效率(Ng/Ns)以两系杂交籼稻最高,籼稻的Ng/Ns大于粳稻,杂交籼稻与常规籼稻及杂交粳稻与常规粳稻间Ng/Ns无明显差异。④100kg籽粒需氮量增加幅度也是粳稻高于籼稻。     

不同生育期类型水稻对稻田土壤基础供氮量的响应

以长江中下游地区5种生育期类型水稻为材料,于大田条件下研究了不施氮肥水平下不同生育类型水稻对土壤氮吸收的差异.以明确不同生育类型水稻对稻田土壤基础供氮能力的响应.结果表明,土壤基础供氮量随着水稻生育期的延长而增加,中熟晚粳分别比早熟中粳、中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳高28.99%,18.18%,9.27%和6.06%,表明生育期长的晚粳较中粳对土壤氮素的吸收能力强.土壤氮素利用效率和土壤氮素收获指数,在中粳间的变化规律一致,即随生育期的延长呈先增加后降低的趋势;在晚粳间的变化趋势则表现为,随生育期的延长土壤氮素利用效率增加,土壤氮素收获指数类型问的差异较小.相关分析表明,土壤基础供氮量与基础产量呈极显著的正相关关系,与土壤氮素利用效率和土壤氮素收获指数呈显著或极显著负相关关系.说明土壤基础供氮能力的高低决定着基础产量水平,同时制约着土壤氮素利用效率和氮素收获指数的大小.     

不同氮肥管理模式对太湖流域稻田土壤氮素渗漏的影响

针对太湖流域稻田土壤氮素流失引起的面源污染问题,以农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理以及按需施肥处理5种稻田氮肥管理模式,探讨了不同施氮水平与肥料类型的处理对20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm以及100～120 cm四个深度土壤氮素渗漏的影响。结果表明,20～40 cm渗漏液中总氮(TN)浓度与施肥量成正比;农户常规施肥处理会出现40～60 cm TN浓度高于20～40 cm的现象;缓控释肥处理具有较高的20～40 cm TN淋失量;溶解性有机氮(DON)是稻田氮素进入地下水的主要形态,占TN的60%～70%;减少33%的氮素施用量,可降低进入地下水体36.9%～49.0%的TN浓度。按需施肥处理能在保证产量的情况下降低施氮水平,减少氮素渗漏损失,是适宜该地区的环境友好型氮肥管理模式。     

氮肥用量及其分施比例对棉花氮利用和土壤氮平衡的影响

The Yellow River valley is one of the three largest cotton production areas in China.An experiment was performed in cotton fields of Anyang,China from 2013 to 2014 to investigate the effects of nitrogen(N) application rate and the ratio between basal and topdressing N fertilizer on N balance in a soil-plant system,N use efficiency,and cotton yield.Five N application rates as treatments were applied with the same split application ratio.Half of the N(50% basal fertilizer) was applied at pre-planting and the other half(50% topdressing fertilizer) at the initial flowering stage.These treatments were:zero N(N0,control),90 kg N ha~(-1)(N90(5/5)),180 kg N ha~(-1)(N180(5/5)),270 kg N ha~(-1)(N270(5/5),a reduced N rate),and 360 kg N ha~(-1)(N360(5/5),a conventional N rate).Additional 2 split application ratios as treatments were applied with the same N rate of 270 kg N ha~(-1).The split application ratios between basal N and topdressing N were 30%:70%(N270(3/7)) and 70%:30%(N270(7/3)).Results demonstrated that soil NH_4-N content in the 0–60 cm layer and NO3-N content in the 0–20 cm layer increased with increased N rate at the squaring and boll-opening stages and then decreased to lower levels at the initial flowering and harvest stages.Soil NO_3-N content in the 20–60 cm layer after the initial flowering stage increased with the increase of topdressing N rate.Soil apparent N surplus varied at different growth stages,while the soil apparent N surplus over the entire growth period exhibited a positive relationship at N rates over 180 kg ha~(-1).Seed cotton yield of N270(3/7) was the highest of all treatments.Plant N uptake,N agronomic efficiency,and apparent N recovery efficiency of N270(3/7) were significantly higher than those of N270(5/5) and N270(7/3) in both growing seasons.These suggest both economic and ecological benefits in cotton production in the Yellow River valley could be created,by appropriately reducing total N application rate and increasing the ratio of topdressing to basal N fertilizer at the initial flowering stage.     

尿素添加硝化抑制剂DMPP对稻田土壤不同形态矿质态氮的影响

采用小粉土和青紫泥两种典型土壤种植水稻,研究尿素添加新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）对土壤氮素转化及水稻生物学效应的影响。结果表明,水稻田施用含DMPP硝化抑制剂的尿素,与常规尿素处理相比,小粉土和青紫泥土壤中铵态氮浓度分别增加94.6%-97.9%和55.4%-65.1%,硝态氮浓度下降49.0%-81.3%和33.9%-83.7%,亚硝态氮浓度下降46.9%-90.9%和53.7%-90.2%。添加DMPP抑制剂于尿素,小粉土和青紫泥处理水稻的产量增加24.9%和14.2%,生物量增加20.6%和14.4%,吸氮量增加15.3%和22.5%。DMPP抑制剂可有效保持土壤高铵态氮浓度、低硝态氮与亚硝态氮浓度,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用率。     

不同形态氮肥对铅污染土壤的调节

试验研究了Pb胁迫下不同氮肥形态和施用量对日本毛连菜吸收Pb的能力,土壤pH值及土壤中各种Pb形态的影响。结果表明:适量的氮肥可促进日本毛连菜对土壤中Pb的吸收;高Pb胁迫时,过量的铵态氮肥(≥400 mg/kg)对其有一定的抑制作用;适量的铵态氮肥(≤100 mg/kg)对日本毛连菜累积土壤中Pb的促进作用较硝态氮肥更明显,且更有利于Pb向日本毛连菜叶部转移。施用铵态氮肥时土壤pH值逐渐下降,土壤中Pb的活性逐渐升高;而施用硝态氮肥时土壤pH值变化不显著,但与对照相比,有上升的趋势,土壤中Pb活性逐渐降低。     

不同施肥措施对稻田氮损失和氮肥利用的影响

通过田间原位和微区同位素试验，研究不同施肥措施对水稻生长、氮肥利用和氮素损失的影响，并从土壤氮素转化探究其影响机制。结果表明：（1）与常规表施CT处理相比，尿素深施DT和尿素深施下配施有机肥DT+M显著降低土壤15N-NH3排放，DT和DT+M的15N -NH3排放因子分别为0.19%和0.37%，比CT分别降低95.8%和91.7%。（2）与表施相比，氮肥深施显著提高了植株地上部和根系对15N的吸收，减少了15N的损失。不同施肥措施中，DT+M的15N损失最小，比CT低48.7%。（3）深施能够增强土壤对NH4+-N的固定，显著提高氮肥利用率，DT和DT+M的氮肥利用率较CT分别增加了69.8%和59.1%。此外，深施还有助于水稻产量的提高，但DT处理的增产效果受环境条件的影响，而DT+M处理增产作物较为稳定。     

稻麦轮作条件下长期不同土壤管理对供氮能力的影响

通过种植了 25季的长期定位试验研究了稻麦轮作条件下不同土壤耕作方式和培肥制度对土壤供氮能力的影响。结果表明 ,不论免耕还是耕翻 ,0～5cm土壤的氮素释放均较持久 ,5～15cm土壤的氮素释放耕翻较免耕持久。休闲的 0～5cm土壤在免耕条件下其氮素矿化势和短期矿化氮量均远远高于耕翻 ,5～15cm和 15～30cm土壤在免耕和耕翻间则相差不大。施肥的3个处理 0～ 5cm土壤氮素矿化势和短期矿化氮量有免耕高于耕翻的趋势 ,而 5～ 15cm土层免耕明显低于耕翻 ,15～ 30cm土壤免耕与耕翻没有差异。有机肥与化肥配施的免耕与耕翻土壤中 25季作物吸氮量几乎无差异 ,不施肥和单施化肥处理的免耕土壤中作物吸氮量低于耕翻土壤。免耕条件下 ,有机肥配施化肥土壤的供氮能力仅低于休闲土壤 ,不施肥土壤最低 ;耕翻条件下 ,有机肥配施化肥土壤的供氮能力最高。各培肥处理间的差异主要表现在 0～ 5cm土层。