传统和优化施氮对春玉米产量、氨挥发及氮平衡的影响

【目的】本文通过在陕西省长武县(CW)和吉林省梨树县(LS)的春玉米田间试验,研究了传统和优化施氮对春玉米产量、土壤氨挥发及氮平衡的影响,以探讨春玉米氮肥优化的潜力及其对农田氨减排的效果。【方法】试验设对照、传统施氮(长武N 250 kg/hm2,梨树N 300 kg/hm2)及优化施氮(N 200 kg/hm2)3个处理,分别以N0、Ncon、Nopt表示。氨挥发采用德尔格氨管法(简称DTM法)进行原位测定,通过田间气象因素的校正计算氨挥发累积量。【结果】长武和梨树点不同施氮处理下春玉米的产量结果表明,除对照(长武7.9 t/hm2、梨树3.8 t/hm2)外,传统和优化施氮处理间均无显著差异(长武10.6 10.8 t/hm2,梨树9.5 9.6 t/hm2)。玉米氮肥利用率表现为优化施氮(44.3%44.5%)显著高于传统施氮(33.6%36.4%),其中长武点氮肥利用率提高了8.1个百分点,梨树点氮肥利用率增加了10.7个百分点。氨挥发田间监测结果显示,基肥翻耕入土后,伴随降雨的产生,长武和梨树点均未产生氨挥发。喇叭口追肥期表施氮肥后,长武和梨树点均产生大量氨挥发(占追施尿素氮量的16%22%),减少追肥用量N 30 kg/hm2(长武点)和N 100 kg/hm2(梨树点)能显著减少氨挥发损失N 8和15 kg/hm2。土壤-春玉米系统氮平衡估算的结果显示,与长武点氮素表观矿化N 97 kg/hm2相比,梨树点仅为N 16 kg/hm2。优化施氮比传统施氮处理显著降低表观氮素盈余N 48 88 kg/hm2。长武点各施氮处理的表观氮素盈余中,约46%的氮素残留在0—1 m的土壤中,54%损失到环境中,氨挥发占总损失的15%30%;梨树点表观氮素盈余中,35%损失到环境中,其中氨挥发占总损失的54%75%,约有65%残留在0—1m的土壤中。梨树点传统施氮处理0—1 m土层的氮素残留达N 140 kg/hm2,部分残留在土壤中的氮素也将面临淋洗、硝化和反硝化等损失的风险。与优化施氮相比传统施氮氮素表观损失增加了约N 30 40 kg/hm2,除氨挥发损失外,淋洗和硝化/反硝化等也是土壤-春玉米系统中不可忽视的氮素损失途径。【结论】我国春玉米主产区农民传统的氮肥用量偏高,增产效应不明显,氮肥损失风险加剧,尤其是氨挥发损失较大,氮肥的优化潜力高达20%33%,相当于可减少施氮N 50 100kg/hm2。     

生物炭对旱作农田土壤有机碳及氮素在团聚体中分布的影响

为研究生物炭输入对旱作农田土壤团聚体及其团聚体碳氮分布的影响,通过分层(0~10、10~20 cm和20~30 cm)采集设置0 t·hm^-2(CK)、10 t·hm^-2(C1)、20 t·hm^-2(C2)和30 t·hm^-2(C3)4个生物炭水平的田间定位试验的土样,利用湿筛法获得不同粒径(> 2 mm、2~0.25 mm、0.25~0.053 mm和< 0.053 mm)的团聚体,测定各级团聚体中有机碳及全氮含量,分析添加生物炭后旱作农田土壤团聚体及团聚体中有机碳和全氮的分布特征。结果表明:与未施生物炭对照相比,施用生物炭两年后,0~10 cm和 10~20 cm土层> 0.25 mm粒级水稳性大团聚体的含量均呈增加趋势;且高添加量(30 t·hm^-2)显著增加了10~20 cm和20~30 cm土层0.25~0.053 mm粒级微团聚体的含量。生物炭显著增加了各土层不同粒级团聚体中有机碳和全氮的含量,随施用量的增加0~10 cm和10~20 cm土层增加规律一致,均表现为C3> C2> C1> CK。0~10 cm土层不同粒级水稳性团聚体中有机碳和全氮的贡献率表现为2~0.25 mm粒级最高,且随土层加深,< 0.053 mm粒级团聚体有机碳和全氮的贡献率增加。从0~30 cm土层团聚体有机碳和全氮的平均贡献率来看,随生物炭施用量的增加,2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒级贡献率均增加。     

施肥方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响

【目的】通过两年田间氨挥发测定,研究不同施氮量和不同施氮方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响。【方法】 该试验采用裂区试验设计,主处理设置0、180、300 kg·hm^-2 3个氮肥用量,同一施氮量下副区分尿素一次性基施（UR）、尿素分次施用（URT）（基肥40%,十叶期追肥60%）以及尿素与控释尿素掺混一次性基施（CRU）3种施氮方式,采用海绵吸收通气法进行原位测定。【结果】 （1）对于施基肥后的氨挥发速率,3种施肥方式均出现挥发峰值,且UR处理的氨挥发峰值高于另外两种施肥方式,特别是在高施氮量的情况下;对于追肥后的氨挥发,只有URT处理出现峰值,且高于基肥后的挥发峰值。（2）氨挥发累积量随着施氮量的增加而增加。在同等施氮量处理下,URT处理氨挥发累积量最高（2.88—36.84 kg·hm^-2）,且主要集中在追肥期（占整个生育期的72.2%—90.4%）;其次是UR处理（1.08—10.07 kg·hm^-2）;CRU处理氨挥发累积量最低（0.96—5.69 kg·hm^-2）。（3）施氮量和施肥方式对氨挥发量的交互作用极显著,氨挥发的年间差异主要是受到施肥后的降雨影响。【结论】 对于西北旱作覆膜春玉米,尿素与控释尿素掺混一次性施用方式（CRU）既能减少追肥人工投入,又能减低氨挥发损失,可作为该区域值得推广的绿色施肥方式。     

黄土旱塬旱作覆膜春玉米农田N2O排放通量及影响因素研究

采用密闭式静态箱法研究黄土高原旱作玉米不同栽培模式下氧化亚氮（N2O）的排放通量及主要影响因素。结果表明,施氮是影响N2O排放的主要因素,高氮处理〉中氮＋有机肥处理〉不施氮肥处理,且排放高峰出现在施肥后的4～10d,施氮处理N2O排放通量呈季节动态变化,共出现3次排放高峰,均出现在施氮及降雨后。等量施肥条件下,覆膜处理并没有显著影响NzO排放量,N：O排放通量与硝态氮含量呈极显著正相关（P〈0．01）。在黄土高原旱作玉米农田,土壤硝化过程是导致N2O排放的主要因素,反硝化作用对N2O排放的贡献相对较低。     

常规尿素掺混控释尿素一次施用对旱作春玉米产量及氮素利用的影响

  【目的】  通过田间试验研究施氮量和施肥方式对旱作春玉米产量、经济效益、干物质累积量、氮素累积利用和土壤无机氮残留的影响,为春玉米高产及高效施肥提供理论支撑。  【方法】  本研究采用裂区试验,以施肥方式为主处理,包括常规尿素一次施肥 (OF)、常规尿素分次施肥 (TF) 和常规尿素掺混控释尿素一次施肥 (MF);施氮量为副处理,设0、60、120、180、240、300 kg/hm2 6个施氮水平(N0、N60、N120、N180、N240、N300)。在玉米十叶期 (V10)、吐丝期 (R1)、灌浆期 (R3)、成熟期 (R6) 分别采集植株样品,测定植株生物量,并按器官分类测定不同部位的氮含量。  【结果】  1) 3种施肥方式下,随着施氮量的增加产量逐渐增加,当施氮量达到240 kg/hm2后,产量不再显著增加。MF施氮处理的平均产量较OF和TF处理分别显著提高了5.0%和4.2%,经济效益分别提高了7.9%和25.7%。2) 增施氮肥显著增加了干物质累积量,当施氮量达到240 kg/hm2后,收获期干物质累积量不再显著增加。N240处理吐丝期和收获期的干物质累积量MF较OF分别增加了19.5%和12.5%。3) 增施氮肥显著增加了花前、花后和氮素总累积量。MF方式的N240处理氮素总累积量较OF和TF方式分别显著增加了32.7%、20.9%。4) 增施氮肥显著增加了收获期茎、叶、籽粒氮含量以及茎氮、叶氮转移量。相同施氮量下,收获期茎、叶、籽粒氮含量和茎、叶氮向籽粒的转移量都表现为MF>TF>OF,且MF方式显著高于OF方式。5) 相比OF和TF方式,MF方式显著提高了氮肥农学效率、偏生产力和表观回收率,显著降低了无机氮残留和氮表观损失。  【结论】  常规尿素掺混控释尿素一次施肥方式在施氮量为240 kg/hm2时,显著提高了春玉米的产量、经济效益、氮素累积量和肥料利用率,降低了土壤无机氮残留,为当地高产和高效施肥的最佳方式。     

黄土旱塬旱作覆膜春玉米农田N2O排放通量及影响因素研究

采用密闭式静态箱法研究黄土高原旱作玉米不同栽培模式下氧化亚氮（N2O）的排放通量及主要影响因素。结果表明,施氮是影响N2O排放的主要因素,高氮处理>中氮+有机肥处理>不施氮肥处理,且排放高峰出现在施肥后的4~10 d,施氮处理N2O排放通量呈季节动态变化,共出现3次排放高峰,均出现在施氮及降雨后。等量施肥条件下,覆膜处理并没有显著影响N2O排放量,N2O排放通量与硝态氮含量呈极显著正相关 （P<0.01）。在黄土高原旱作玉米农田,土壤硝化过程是导致N2O排放的主要因素,反硝化作用对N2O排放的贡献相对较低。     

生物质炭对农田土壤有机碳及其矿化影响的研究进展

土壤有机碳在生物圈物质循环中起着重要作用,有机碳矿化将显著影响大气CO2的浓度,关系到养分的释放。近年来,生物质炭农用的土壤生态系统固碳减排功能方面的研究受到广泛关注。但由于研究中所采取的具体方法和研究对象等差异,目前研究的结果仍然存在争议。本文主要从试验材料、试验条件和驱动因子等角度综述生物质炭对土壤有机碳含量及矿化影响,并阐述进一步研究值得探索的方向,以客观评价生物质炭的农田固碳减排效应。     

两种种植密度下施肥对冬小麦生物学性状及产量的影响

以土垫旱耕人为土为供试土壤,采用大田试验,研究半湿润农田生态系统两种种植密度下不同施肥处理对冬小麦生物学性状及子粒产量的影响。试验设两种种植密度:常规密度（播种量为150.0 kg/hm2）和低密度（播种量为90.0 kg/hm2）。常规密度设7个施肥处理,即不施肥（CK）,单施磷肥（PN0）,单施氮肥（P0N135）和在施P的基础上每公顷施N 45、90、135和180 kg（即PN45,PN90,PN135,PN180）;低密度施肥处理设不施肥（CK）、单施磷（PN0）、单施氮（P0N135）和氮磷配施（PN135）。结果表明,低密度时,CK处理分蘖数最低（每株平均3.2个）,PN135分蘖数最高（每株平均6.9个）;常规密度时,仍以CK分蘖数最低（每株平均3.2个）, PN180分蘖数最大（每株平均6.8个）。低密度下,PN0和CK与P0N135和PN135间植株绿叶面积差异达显著水平（P0.05）,以PN135绿叶面积最大,PN0绿叶面积最小;常规密度下,PN180绿叶面积最大,为80.7 cm2/单茎,PN0绿叶面积最小,为44.4 cm2/单茎。低密度时,CK旗叶面积最小,PN135旗叶面积最大;常规密度下,CK和PN0处理间旗叶面积差异不显著,但均极显著小于其它施肥处理（P0.01）。绿叶面积、旗叶面积与子粒产量呈极显著正相关,相关系数分别为0.875**和0.931**（n=11）。群体全生育期,叶面积指数和透光率呈相反的变化趋势,透光率最小值出现在开花期,叶面积指数最高值也出现在开花期,透光率和叶面积指数与子粒产量密切相关,相关系数分别为0.942**和0.954**（n=11）。低密度时,PN0与CK子粒产量极显著低于P0N135及PN135（P0.01）;常规密度时,以PN135处理子粒产量最高,为7605.1 kg/hm2。以上结果揭示,在评价施氮对冬小麦生物学性状及产量影响时,还应该考虑播种密度,密度较高时影响比较显著。综合考虑群体冠层特征和经济效益,本试验条件下,在施磷（100 kg/hm2）的基础上,以每公顷施氮135 kg比较适宜。     

可溶性有机氮在评价土壤供氮能力中的作用与效果

 【目的】淹水培养法提取态可溶性有机氮在评价土壤供氮能力方面具有重要意义。【方法】通过研究黄土高原物理化学性质差异较大的10种农田土样起始可溶性有机氮(SON)、矿质氮(Nmin)及间歇浸提长期淹水培养期间可溶性有机氮、铵态氮累积量、易矿化和难矿化氮素矿化势(分别ND和NR表示)及其与作物吸氮量的关系,分析SON在评价土壤供氮能力中的作用与效果。【结果】供试土样起始SON平均为23.9 mg•kg-1,是起始可溶性总氮的28.8%、全氮的2.4%。淹水培养提取态可溶性氮(TSN)中,SON所占比例更高,几乎与铵态氮相当。经过217 d淹水培养,浸提出的SON平均为118.1 mg•kg-1,占TSN累积量的46.4%。ND与全氮关系密切：在不包括与包括SON时,二者的相关系数分别为0.92(P＜0.01)和0.88(P＜0.01)。不同土壤ND和易矿化氮矿化速率(KD)差别很大,干湿砂质新成土和黄土正常新成土的ND小于土垫旱耕人为土。考虑SON后KD值减小,而难矿化氮矿化速率(KR)增加。【结论】淹水培养期间铵态氮累积量是评价可矿化氮的较好指标,不仅适宜于第一季作物,而且也适用于连续两季作物;SON累积量不能单独作为反映可矿化氮的指标,但用ND反映土壤可矿化氮潜势时,包括SON后更加准确;TSN在一定程度上能够反映土壤可矿化氮。铵态氮和TSN累积量及ND在反映两季作物土壤可矿化氮时效果更好,包括SON后TSN及ND在评价土壤供氮持久性时更具意义。     

土壤类型和添加有机物料对铵态氮回收的影响

【目的】探讨NH4+-N回收率在不同因素下的变化规律。【方法】以黄土高原从北向南不同地区的典型土壤类型为对象,采用Bremner浸取法,研究了土壤类型、植被类型、施肥模式及添加有机物料对铵态氮回收率的影响。【结果】不同类型土壤及不同类型植被间NH4+-N回收率存在极显著差异(P<0.01)。黄土正常新成土的NH4+-N回收率最高(88.8%),极显著大于其他土壤,土垫旱耕人为土的NH4+-N回收率最低(81.0%),简育干润均腐土和干润砂质新成土介于二者之间;不同类型植被间,林地土壤的NH4+-N回收率(91.0%)极显著高于其他类型植被土壤,其他类型植被土壤的NH4+-N回收率表现为农田(85.5%)>裸地(83.8%)>草地(83.6%),但三者之间差异不显著。添加有机物料后,土壤NH4+-N回收率极显著增加(P<0.01),不添加有机物料对照土壤的NH4+-N回收率为84.3%,添加长毛草和苜蓿后的NH4+-N回收率分别为86.6%和85.9%。长期施肥对土壤NH4+-N的回收率无显著影响(P=0.436 5>0.05)。【结论】NH4+-N回收率与粘粒含量呈弱负相关,与有机质含量呈正相关,粘土矿物对NH4+-N的固定是土壤铵态氮回收率降低的主要原因。