麦-稻轮作系统有机无机肥料配施协同氮素转化的机制研究Ⅰ.小麦季~(15)N去向分析

采用土培试验,以15氮(N)标记的硫酸铵和兔粪作为无机肥和有机肥氮源,进行交叉标记,研究了当季小麦种植下有机无机肥料配施处理协同氮素在土壤氮库和作物体内的去向。试验共设5个处理:对照无氮处理(CK),无机氮肥处理(IF),有机氮肥处理(OF),有机无机氮肥配施的两个处理,其中一个进行有机肥料的15N标记(IOF1),另一个进行无机肥料的15N标记(IOF2)。结果表明:1)无论黏壤土还是黏土,IF和IOF处理下小麦籽粒产量最高,且IF与IOF间没有显著差异;2)IOF处理无机肥料氮的存在显著提高了小麦籽粒和植株对有机肥料15N的吸收,黏壤土和黏土上籽粒增幅分别为57.1%和133.3%,植株增幅分别达220%和100%;3)与IF或OF处理相比较,黏壤土上IOF处理增加了无机肥料15N和有机肥料15N在小麦营养器官的积累,而在黏土上增加了无机肥料15N在营养器官、有机肥料15N在生殖器官籽粒的积累;4)与IF或OF相比较,小麦成熟期IOF处理有机肥料氮和无机肥料氮相互协同促进了对方在土壤微生物氮(MBN)库的固持,土壤—作物系统肥料15N回收率显著增加,相应地,有机肥料15N和无机肥料15N损失率显著降低。可见,与传统IF处理相比较,IOF处理取得与之相当的小麦籽粒产量。IOF处理无机肥料氮和有机肥料氮协同促进了肥料氮在土壤—作物系统的回收。     

麦-稻轮作系统有机无机肥料配施协同氮素转化的机制研究Ⅱ.小麦季残留~(15)N对水稻的有效性分析

以15氮(N)标记的硫酸铵和兔粪作为无机肥和有机肥氮源,采用土培试验,研究了小麦-水稻轮作(W-R)系统小麦季残留的氮素对下茬水稻(O.sativaL.cv.Wuyujing7)生长的影响。结果表明:1)小麦季残留的氮素对水稻生长具有显著影响,有机无机肥料配施(IOF)处理的水稻籽粒产量均高于单一无机氮肥施用(IF)处理,黏壤土和黏土上分别高49.3%和14.9%;2)与IF处理相比较,IOF处理的矿质氮含量在水稻季均保持较高水平,且IOF处理显著增加了黏壤土上穗期和黏土上分蘖期、拔节期、穗期土壤矿质氮中来自于有机肥料15N和无机肥料15N的比例。IOF处理还显著增加了水稻分蘖期、拔节期、穗期土壤微生物量氮(MBN)中来自于无机肥料15N的比例;3)与IF处理相比较,IOF处理有机肥料氮促进了小麦季残留无机肥料15N在水稻生殖器官籽粒的分配比例,黏壤土和黏土上分别增加60%和52.6%,降低了其在叶片等营养器官的分配比例,降幅均在30%以上;与单一有机氮肥(OF)处理相比较,IOF处理无机肥料氮降低了残留有机肥料15N在水稻生殖器官籽粒的分配比例,黏壤土和黏土上降幅分别为20%和22.7%,增加了其在根系的分配比例,黏壤土和黏土增幅分别为90%和240%;4)与IF或OF处理相比较,IOF处理有机肥料氮促进了无机肥料15N在土壤的残留,而无机肥料氮增加了有机肥料15N在植株和土壤的回收率。有机肥料氮和无机肥料氮的协同降低了双方在水稻季向环境的损失,黏壤土和黏土上无机肥料15N损失率(NLR)分别降低17%和16%,而有机肥料15N的NLR分别降低15%和56%。IOF通过提高有机、无机肥料氮在土壤-作物系统的回收减少了肥料氮在W-R轮作系统的损失。