不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田NO3——N的动态变化

以中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,在冬小麦（Triticum aestivum）不同生育期采集0-100 cm土层土壤样品,研究不同施肥及杂草处理对半湿润农田生态系统土壤NO3--N动态变化的影响。结果表明,1）土壤剖面NO3--N含量随施氮量增加而显著增加,0-100 cm土层NO3--N累积量与施氮量线性相关;在越冬期、返青期和拔节期,相关系数r分别为0.995、0.971和0.949。2）冬小麦生长过程中,土体NO3--N含量先降低后回升,在拔节期最低;成熟期土壤有机氮矿化产生的NO3--N是收获后土壤剖面残留NO3--N的主要贡献者。3）在越冬期、返青期、拔节期和成熟期,施磷（PN135）与不施磷（P0N135）处理相比,施磷可显著减少土体NO3--N累积量,减少量分别为N 61.4、26.9、36.6和5.5 kg/hm2;磷肥对减少土壤NO3--N残留累积量的影响以越冬期表现最为显著,成熟期表现不显著。4）在施磷的基础上,不同杂草处理土壤剖面NO3--N累积量在每公顷施氮45 kg（PN45）及施氮90 kg (PN90)时存在一定差异,但不显著;而在每公顷施氮180 kg（即PN180）的高氮处理下,差异显著。每公顷施氮135 kg（PN135）,的中氮处理,在越冬期清除杂草后土壤剖面中NO3--N累积量在拔节期显著高于其它杂草处理。     

黄土高原石灰性土壤不同形态磷组分分布特征

以黄土高原自北向南采集的12个0～20 cm耕层土壤为供试土样,采用Tiessen和Moir修正的Hedley土壤有机无机磷分级方法研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态磷组分的分布特征。结果表明:供试土壤各形态P总体分布特征为:HCl-P>Residual-P>NaHCO3-Po>NaHCO3-Pi>NaOH-Po>NaOH-Pi>H2O-P,以HCl-P和Residual-P为主,分别占土壤全磷的54.00%～88.96%和0～39.11%。黄土高原土壤磷含量总体分布表现为南高北低。在各土壤类型间,NaOH-Po、Residual-P和全磷平均含量表现为干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加;H2O-P和HCl-P表现为简育干润均腐土<黄土正常新成土<干润砂质新成土<土垫旱耕人为土,自北向南先降后升,且上升幅度较大。黄土高原土壤全氮与全磷及各形态磷含量相关性均达显著水平,其中与NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-P及全磷含量达到极显著水平。C/N、pH及砂粒与全磷及各形态磷含量呈负相关关系,其中pH与NaHCO3-Po呈显著负相关,与H2O-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi及HCl-P呈极显著负相关;砂粒与NaHCO3-Pi、Residual-P及全磷呈显著负相关。除NaHCO3-Po、NaOH-Po及Residual-P,CaCO3与其他各形态磷含量具有一定程度负相关。除NaOH-Pi和NaOH-Po外黏粒与其他各形态磷及全磷也具有一定程度负相关。土壤各形态磷组分和有效磷的多元回归分析发现,各形态磷中对有效磷贡献最大的是H2O-P,其次为NaOH-Pi和NaHCO3-Po;土壤各形态磷组分和有效磷逐步回归分析结果,进一步说明H2O-P的有效性最高。     

三种氨态氮肥在石灰性土壤中硝化作用的模拟研究

新鲜干润均腐土采用室内培养的方法,在同一肥土比条件下,分析不同氮源对硝化作用过程中pH和Nmin的影响,并分别建立了NH4 -N和NO3--N的硝化动力方程.试验结果和模拟结果均表明,① NH -N消耗速率和NO3--N增加速均呈抛物线状变化.NH -N消耗速率高于NO3--N的增加速率.NH -N消耗起始速率高于NO3--N的增加起始速率.② NH4Cl的起始NH -N消耗和NO3--N增加速率在较长时间内(一周)维持在一个低水平,随后升至与(NH4)2SO4相当.Cl-能够抑制NH -N的转化.③钙积干润均腐土NO3--N增加最大速率[5.8～8.8 mg/(kg·d)]接近于一固定值与肥料种类无关.NH4 -N的消耗最大速率[7.8～23.5 mg/(kg·d)]变幅较大与肥料的性质和土壤生物性质有关.     

泾河下游可降解污染物的自净特征

泾河近30年来污染日趋严重。通过分析泾河下游枯水期可降解污染物的自净特征,建立了河流点源排污和侧向污染物均匀补排条件下的水质衰减模型,并提供了一种简便的求自净特征参数的方法。     

不同施氮水平和杂草清除时间对氮肥利用及平衡的影响

以半湿润区中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,在冬小麦不同生育期采集0~100 cm土层土壤样品、作物及杂草的样品,研究不同施肥及杂草处理对半湿润农田生态系统氮肥损失及氮素平衡的影响。试验结果表明,土壤中残留NO3--N累积量均随施氮量增加而增加;NH4 -N累积量随施氮量变化不显著,总矿质氮随施氮量的变化趋势与硝态氮基本一致;农田系统中杂草的存在,能在一定程度上增加土体残留矿质氮(Nmin)累积量,且在高施氮处理下影响较大;在全生育期不清除杂草(A)、越冬前清除杂草(B)、返青期清除杂草(C)和拔节期清除杂草(D)等杂草处理下,杂草吸氮量平均值分别为2.38、1.60、4.72和4.54 kg N/hm2,占农田植物地上部分(作物 杂草)总吸氮量的1.97%、1.38%、3.98%和3.76%,返青期杂草吸氮量最高,其值是越冬期杂草吸氮量的2.94倍;氮肥损失随施氮量增加而呈线性相关,考虑杂草时,相关系数R2=0.9802。不同杂草处理间氮素表观损失量为59.9~96.1 kg/hm2,不同施氮处理间表观损失量为32.9~128.0 kg/hm2;不同时期清除杂草对氮损失和氮肥利用率影响显著,而越冬期清除杂草的影响效果最大;本试验条件下,杂草的存在对氮素平衡影响不显著。     

施氮对灌浆期冬小麦不同叶片SPAD值及光合速率的影响

为了解不同施氮水平下小麦叶片叶绿素含量和光舍速率的变化,以冬小麦小偃22为供试材料进行小区试验,测定和分析了施氮后冬小麦灌浆期不同叶片的SPAD值及光舍速率。结果表明,在同一施氮水平下,小麦植株不同叶片SPAD值及光舍速率均为：旗叶〉倒二叶〉倒三叶〉倒四叶,说明小麦叶片叶绿素含量及光舍速率在植株上的分布特征相对固定,受施氮水平的影响较小。在施氮量小于90kg／ha时,小麦各叶片SPAD值随施氮水平的增加而增大;当施氮量超过90kg／ha时,小麦各叶片SPAD值变化趋势不明显。随施氮水平的提高,小麦叶片的光合速率呈现出先增加后下降的趋势,施氮量为135kg／ha时光合速率最高。     

黄土旱塬Hybrid-Maize模型适应性及春玉米生产潜力估算

通过对Hybrid-Maize玉米高产模型进行田间验证,应用该模型对黄土旱塬春玉米生产潜力进行初步估算。结果表明,Hybrid-Maize模型在黄土旱塬表现出较好模拟效果,总生物量、秸秆生物量和籽粒产量模拟值与实测值间具有极显著线性相关性,其决定系数分别为0.9469、0.8164和0.9650,回归系数分别为1.0198、0.9787和1.1844,接近于1。黄土旱塬区多年光温生产潜力和气候生产潜力因品种不同有所差别,对多年平均光温籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为13.25和22.45t/hm2,平展型玉米品种分别为12.32和20.62t/hm2,年际变化小;对多年平均气候籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为11.97和19.94t/hm2,平展型玉米品种分别为11.37和18.63t/hm2,年际波动大。在黄土旱塬区,玉米产量潜力挖掘的主要途径应集中在提高密度和水分限制条件下,Hybrid-Maize玉米模型在指导玉米高产栽培上具有较好应用。     

地膜覆盖、氮肥与密度及其互作对黄土旱塬春玉米氮素吸收、转运及生产效率的影响

【目的】以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,研究地膜覆盖、施氮量、种植密度及其互作对春玉米氮素吸收转运及利用效率的影响,以期为黄土高原半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】2013—2014年春玉米生长季,设置覆盖方式(覆膜和不覆膜)、施氮量(2013年为0、170、200和230 kg N·hm~(-2),2014年为0、170、225和280 kg N·hm~(-2))和种植密度(5.0×10~4、6.5×10~4和8.0×10~4株/hm~2)3个因子,分析不同处理的氮素累积与转运、产量及氮肥生产效率。【结果】地膜覆盖显著增加了玉米吐丝前氮素累积量,促进了吐丝后氮素累积和吐丝前累积氮素的再转移,从而显著提高了籽粒氮素累积量和籽粒产量。覆盖方式与氮肥或密度互作显著影响春玉米氮素吸收、累积和转移。地膜覆盖条件下更多的氮肥(200—230 kg N·hm~(-2))或更高的密度(6.5×10~4—8.0×10~4株/hm~2)投入能有效促进吐丝前储存更多的氮素向籽粒转运,提高吐丝后期氮同化量及其对籽粒的贡献率,从而提高了籽粒氮素累积量;而不覆盖条件下当施氮量超过170 kg N·hm~(-2)或密度超过5.0×104株/hm~2时,吐丝后氮同化量及其对籽粒的贡献显著减少,从而导致吐丝前氮素储备的增加未能有效增加籽粒氮素累积。氮肥与密度互作显著影响氮素累积、吸收和转移。氮肥偏生产力(PFPN)和氮素收获指数(NHI)与吐丝前氮素累积量、氮素转移量、吐丝后氮素累积量及籽粒产量呈正相关,达到了显著水平。从春玉米氮素累积、转移及与产量和氮肥偏生产力关系看,全膜双垄沟播种植技术的合理施氮量为200—230 kg N·hm~(-2)、密度为8.0×10~4株/hm~2,其产量可达13.7—14.6 t·hm~(-2),PFPN可达64.8—68.7 kg·kg~(-1)。【结论】地膜覆盖与适宜的施氮量和种植密度相结合的综合管理实践,有利于促进灌浆期营养器官储存氮向籽粒转移和吐丝后氮同化的协同增加,从而实现高产和高氮肥生产力。     

氮肥施用和地膜覆盖对旱作春玉米氮素吸收及分配的影响

【目的】通过田间试验探究黄土旱塬氮肥施用和地膜覆盖对春玉米干物质累积、产量和氮素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2016年和2017年在中国科学院水利部水土保持研究所长武黄土高原农业生态试验站进行。该站位于陕西省咸阳市长武县洪家镇,地貌为高原沟壑区,地带性土壤为黑垆土,供试作物为春玉米。试验采用裂区设计,主区为地膜覆盖和不覆盖,副区为4个施氮水平(0、100、250和400 kg/hm^2)。在玉米六叶期(V6)、十叶期(V10)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6) 5个时期采集植株样品,测定生物量并按照需要分为不同部位测定植株全氮含量。【结果】1)氮肥施用和地膜覆盖显著提高春玉米籽粒产量,地膜覆盖条件下氮肥提高春玉米籽粒产量效果更显著。地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理春玉米籽粒获得高产,产量达12.8～16.4 t/hm^2,两个施氮量间春玉米籽粒产量差异不显著;不覆盖条件下,施氮量400kg/hm^2处理春玉米籽粒产量显著低于250 kg/hm^2处理。2)氮肥施用和地膜覆盖及二因素互作显著提高春玉米花前和花后氮素累积量,二因素互作对春玉米花后氮素和干物质累积作用较花前更大,地膜覆盖条件下施氮处理花后氮素和干物质累积量比例分别为51.5%～54.9%和51.1%～59.9%,为春玉米籽粒产量提高奠定物质基础,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得高的花前和花后氮素和干物质累积量,但施氮量400 kg/hm^2处理的氮素和干物质累积量与施氮量250 kg/hm^2处理的均差异不显著。3)由于氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高花前氮素累积和促进花后的生长发育,二因素协同促进春玉米营养器官氮素转移量,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理均能有效促进花前储存更多的氮素向籽粒转运,提高花后期氮同化量,促进籽粒产量的提高。相同覆盖条件下,施氮量400 kg/hm^2处理营养器官氮素转移量与施氮量250 kg/hm^2差异不显著。4)地膜覆盖显著提高相同施氮量下氮肥农学效率和氮肥偏生产力;地膜覆盖和氮肥用量及二因素互作显著提高氮收获指数,地膜覆盖条件下,施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得较高的氮收获指数,氮收获指数达65.1%～75.4%,但施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理氮收获指数差异不显著。【结论】在该试验条件下,氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高春玉米花前和花后的氮素吸收和干物质累积,但二因素互作对春玉米花后氮素吸收和干物质累积影响更大,从而促进了营养器官氮素转移,提高了春玉米产量和氮收获指数。     

西北地区不同生态系统几种土壤有机氮组分和微生物体氮的差异

对采自西北地区森林、草甸、草原和农田不同生态系统的12种土壤,进行了土壤有机氮组分和微生物体氮的测定。结果表明,不同生态系统土壤中各有机氮组分含量差异甚大,其变化规律与土壤全氮基本一致,表现为自然土壤中各有机氮组分含量大于农田土壤。在供试的12种土壤中,酸解性氮为472.7～4021.9mg/kg,平均为1303.5±1153.2mg/kg,占全氮的72.67%±4.01%;随土层增加,酸解性氮所占比例下降,在0～20cm平均为77.1%±3.96%(n=3),20～40cm为70.1%±2.48%。未酸解氮含量为181.1～1888.1mg/kg(平均509.9±21.7mg/kg),是全氮的20.58%～31.95%(平均27.33%±4.02%),与酸解性氮相反,下层土壤非酸解性氮占全氮的比例显著大于上层。在酸解性氮中,氨基酸氮含量变化在195.1～2283.9mg/kg(平均671.4±685.8mg/kg),是全氮的25.67%～48.18%(平均34.24%±4.2%),自然土壤中氨基酸氮所占全氮比例较农田土壤大,自然土壤平均为40.8%±4.2%(n=5),而农田土壤平均为29.6%±4.8%(n=7);氨态氮分布在81.8～662.5mg/kg(平均233.7±226.9mg/kg)范围,占全氮的8.89%～18.99%(平均12.85%±3.03%);氨基糖态氮含量为46.0～665.3mg/kg(平均162.1±184.6mg/kg),是全氮的6.29%～11.99%(平均8.13%±1.91%),绝大部分土样的氨基糖占全氮比例在10%以下;未