陕西关中湿沉降输入农田生态系统中的氮素

在陕西关中杨陵、乾县枣子沟和澄城县杨家陇３个试验点多年收集了降水（即湿沉降）,并对其中的矿质进行了测定。结果表明,湿沉降年输入农田生态系统的氮素６．２８￣２６．６２ｋｇ／ｈｍ＾２,平均（１６．３±８．１）ｋｇ／ｈｍ＾２,其中以铵态氮为主,占６６．３％￣８８．５％平均（８０．２±８．５）％;硝态氮占１１．５％￣３３．７％,平均（１９．８±８．５）％湿沉降输入的氮素,不权在收集地点间有明显的分异性,而     

影响土壤尿素水解速率的一些因子

应用培养试验,以２种红油土为供试土样,研究了温度、水分、土壤前处理、加入葡萄糖或脲酶对尿素水解速率的影响;以２种红油土、１种黄绵土、１种黑垆土和１种黄褐土为供试土样,研究了土壤性质对尿素水解速率的影响。结果表明,温度对尿素水解速率的影响明显而突出,在５～３５℃范围内,温度系数（Q10）平均为１．７３,半水解期随温度升高而递减;土壤含水量在２０％～３０％时,水解速率基本稳定,但降至１５％时减少,风干后显著下降。土壤中分别加入葡萄糖和脲酶后会使水解速率增加,但前者持续时间长,后者持续短。尿素水解速率与土壤有机质和起始尿素浓度间有显著或极显著正相关,相关系数分别达０．９３*和０．９５*。     

有机物料输入对干润砂质新成土可溶性有机碳、氮的影响

对采集于干润砂质新成土不同土层土壤分别添加高C/N(黑麦草)和低C/N(苜蓿)有机物料后进行了室内培养试验。结果表明,各土层土壤添加有机物料后,均存在不同程度的矿质氮微生物净固定现象,且氮固定时间及程度与有机物料的C/N和土壤层次密切相关,添加高C/N黑麦草的深层低肥力土壤氮固定现象最明显。添加有机物料后,培养期间可溶性有机碳(DOC)累积量前期较高,中期先减后增,后期趋于稳定,不同土层土壤DOC的变化有所不同。0～20、20～40cm可溶性有机氮(DON)累积同时受矿质氮固定影响,低C/N苜蓿残体加入土壤后,在短暂氮素固定后,后期DON累积量明显提高;而加入高C/N黑麦草残体后,在较长时间内DON累积量无明显增加。添加有机物料导致培养前期土壤DOC/DON上升,随后降低。以上研究结果表明,如果从增加干润砂质新成土土壤有机质角度考虑,应该种植高C/N比的植物。因此,研究有利于进一步深入理解土壤溶液速效C、N养分的来源及其转化,对该地区土壤质量的调控具有一定参考价值。     

地表覆盖对玉米籽粒氮素积累和干物质转移“源-库”过程的影响

【目的】探寻不同覆盖措施下玉米籽粒氮素积累和物质转移的"源-库"过程。【方法】以中国西北黄土高原典型旱作农业区春玉米生产体系为对象,通过2年田间试验,对覆盖地膜、覆盖砂砾和不覆盖3个处理的光能捕获和土壤温度进行定位观测,分析干物质累积转移和氮素的积累,揭示地表覆盖对"源-库"过程的影响。【结果】覆膜处理的有效积温显著高于不覆盖处理,与覆砂处理差异不显著。覆膜处理辐射生产效率显著高于覆砂处理。覆膜处理的积温生产效率显著高于其他处理,其辐射生产效率在2010年与其他处理差异不显著,但在2011年显著高于不覆盖处理,低于覆砂处理。茎+叶鞘的干物质转移量最大,地表覆盖对转移干物质贡献率及干物质转移率影响不显著。覆膜条件下,玉米单穗粒重及单穗粒数在收获时均高于其他处理。在吐丝后前30 d,覆膜处理籽粒平均含氮量明显高于覆砂和不覆盖处理;灌浆30 d至成熟,处理间籽粒含氮量差异较小,覆膜处理略高于覆砂和不覆盖。由于籽粒干重差异,覆膜处理籽粒氮累积量显著高于覆砂处理和不覆盖处理。覆盖处理有效提高了果穗上部籽粒氮素累积,其次为中部和下部籽粒;覆膜处理果穗各部分籽粒氮累积量明显高于覆砂和不覆盖处理;干物质转移量和转移干物质贡献率均与单穗粒重和有效积温呈正相关,达到了显著水平,而与单穗粒数、光合有效辐射捕获量、积温生产效率及辐射生产效率虽呈正相关,但未达到显著水平。覆膜通过影响单穗籽粒数及穗粒干重而增加籽粒干物质累积能力,进而促进籽粒氮素累积,增加产量。【结论】覆膜促使源能力和库容量的协同增加是玉米增产的根本原因。     

田间条件下模拟CO2浓度升高开顶式气室的改进及其效果

为提高传统开顶式气室(Open-top chamber,OTC)在田间条件下原位模拟大气CO_2浓度升高对作物生长影响的适用性和精度,通过尺寸放大(长×宽×高=4.0 m×4.0 m×3.0 m)、形状调整(正四边形棱柱状)、新材料应用(塑钢PC结构)及内部CO_2浓度优化控制等措施对其进行了改进,并利用改进的OTC分别于2015—2016年在旱作春玉米农田原位模拟大气CO_2浓度升高的情形,通过对比玉米生育期内OTC内外CO_2浓度、温度和空气相对湿度,探讨了其模拟效果。结果表明:可控CO_2OTC内部CO_2浓度能够控制在预期值范围内,2015年控制误差范围为-17.2~0.2μmol·mol-1,2016年为-5.4~0.1μmol·mol-1,控制效果良好;可控CO_2OTC对室内气温产生了一定的影响,与气室外相比,在白天2015年平均增温0.8℃,差异显著(P0.05),2016年平均增温0.4℃,差异不显著(P0.05);可控CO_2OTC内部空气相对湿度与大田相比有所降低,2015年约降低2.4%,2016年降低了3.1%,差异均不显著(P0.05)。研究表明,改进后的开顶式气室性能稳定,模拟精度高,能够较为准确地反映CO_2浓度升高后的旱作春玉米生长,可用于今后的大田模拟试验研究。     

施氮对半湿润农田夏玉米冠层氮素及叶绿素相对值(SPAD值)垂直分布的影响

以半湿润地区土垫旱耕人为土为供试土壤,采用田问试验,研究了不同施氮水平下夏玉米(Zea maysL.)拔节期、灌浆期和成熟期3个生育期冠层叶片氮素、叶绿素相对值(SPAt)值)的垂直分布规律及其差异;同时对各层叶片含氮量、SPAR值与施氮量进行相关分析.结果表明,在各生育期不同叶层叶片含氮量按上、中、下层顺序呈明显递减规律,从全生育期不同施氮处理看,上层比中层增加6.64%,中层比下层增加5.18%.随施氮量增加,中上层叶片含氮量差异增大,中下层叶片含氮量差异减小.冠层内叶片SPAD值垂直分布规律与叶片含氮量分布规律相类似.相关分析表明,全生育期各层叶片SPAD值与叶片含氮量呈极显著线性正相关关系(R=0.503**).进一步分析发现,各层叶片SPAD值,叶片含氮量与施氮量的相关性以上层叶关系最为密切,揭示了夏玉米氮素营养诊断的较好叶片是上层叶位.     

小麦/玉米苗期磷累积量对介质供磷水平反应的差异

小麦和玉米苗期是磷素营养的关键期和敏感期,研究两种作物苗期对介质供磷反应,可为合理施用磷肥提供参考.试验设缺磷对照、低磷胁迫、中等磷胁迫和正常供磷(P2O5含量分别为0、0.05 mmol·L-1、0.3 mmol·L-1和0.5 mmol·L-1) 4种磷水平,选取小麦"小偃22号"、"兰考4号"和玉米"屯玉65号"、"户单4号"为指标作物,用营养液培养法研究小麦、玉米苗期磷累积量对介质不同供磷水平的反应差异.结果表明,不同介质供磷水平下,两种作物苗期磷累积量显著不同且因作物类型、基因型、器官及测定时期不同而异.总体而言,介质供磷后,苗期早期生长阶段(出苗后25 d以前),小麦的介质最佳供磷水平较玉米高;苗期后期(出苗后40～50 d),小麦和玉米最佳供磷水平一致.如果以低磷胁迫作为对比进行分析,玉米苗期整株磷累积量对介质供磷的敏感性比小麦强;从不同基因型来看:"兰考4号"对介质供磷的敏感性强于"小偃22号","屯玉65号"和"户单4号"基本一致.缺磷条件下小麦较玉米磷效率高,供磷条件下玉米较小麦高;但不同基因型间规律性较差.     

胶粘控释肥的载体材料对玉米生长和土壤酶活性的影响

以多种天然、半天然和合成高分子有机物以及无机矿物质作为复合载体材料,研究开发出一种胶粘控释肥料。为了研究复合载体材料对土壤环境的效应,采用土壤盆栽和实验室培养的方法研究载体材料对玉米生长、生理生化活性和土壤酶活性的影响。结果表明,载体材料处理的玉米生长和生理生化活性与对照处理相比略有促进作用,但差异不显著;对土壤转化酶、脲酶具有明显的激发效应,正常用量下对过氧化氢酶、磷酸酶没有明显的不利影响,但过高用量会出现抑制作用。胶粘控释肥料与常规肥料相比,可促进玉米生长、提高产量和养分利用率,生物量干重提高8.9%,氮钾养分利用率分别提高11.1%和5.1%,均达显著水平。载体材料的施用对环境不会产生不利影响,而且胶粘控释肥料表现出明显的提高养分利用率和增产效果。     

不同施氮条件下麦田杂草氮素吸收的研究

为了解麦田杂草氮素吸收对施氮量的反应,在半湿润地区,以土垫旱耕人为土为供试土壤,通过田间小区试验,研究了不同施氮水平下冬小麦田间杂草含氮量及吸氮量的变化以及杂草与小麦氮素的竞争关系.结果表明,小麦不同生育时期麦田杂草含氮量存在差异,表现为越冬期＞返青期＞拔节期＞成熟期;杂草含氮量随施氮量的增加而增加,尤其是在小麦生育前期施氮处理间差异达到显著水平.小麦不同生育期的杂草吸氮量呈现先上升后下降的趋势,在拔节期达到最大,各生育期间差异极显著;在小麦不同生育期,杂草吸氮量对施氮水平的反应不同,与不施肥的对照相比,施肥有利于前期杂草对氮素的吸收,中后期表现为降低的趋势.从相对吸氮量看,增加施氮提高了前期杂草对氮素的竞争能力,而后期杂草的竞争力下降.     

不同外源氮对石灰性土壤硝化作用的影响及其动力学分析

为了揭示外源氮源对石灰性土壤硝化作用的影响机理,以钙积半干润均腐土（Cal-Ustic Isohumasols）为材料,采用室内培养方法研究了不同添加量和不同氮源对土壤硝化作用的影响,并建立了对应的硝化模型。结果表明,NH4+-N消耗速率和NO3--N增加速率呈S曲线变化,NH4+-N消耗速率高于NO3--N增加速率。氮素添加量与NH4+-N消耗速率和NO3--N增加速率呈正相关,硝化菌外的因子对NH4+-N和NO3--N的吸收与NH4+-N添加量呈正相关;不同氮素添加量对硝化作用影响程度不同,当氮素添加量为N 75 mg /kg,干土时,硝化作用较彻底。SO42-可加快硝化作用速率,同时也可改变其他因子对NH4+-N和NO3--N的利用。