叶面喷施低共熔溶剂对冬小麦产量和基施肥料氮去向的影响

【目的】探究叶面喷施低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DES)对冬小麦产量和基施尿素氮去向的影响,为传统叶面肥的绿色升级和应用提供科学依据。【方法】供试DES以氯化胆碱、乙二醇、葡萄糖、柠檬酸为原料制备。以冬小麦品种‘济麦22’为供试作物,进行田间土柱栽培试验。设置不施氮肥对照(CK)和氮肥+喷施清水(W)、氮肥+喷施氨基酸叶面肥(Y1)、氮肥+喷施海藻酸叶面肥(Y2)、氮肥+喷施DES(D)5个处理,除CK外,每个处理柱0—30 cm土层基施^(15)N尿素氮(^(15)N丰度为10.09%)0.15 g/(kg,干土),基施P_(2)O_(5)和K_(2)O各0.2 g/(kg,干土)。在每次喷施处理前测定叶片叶绿素含量(SPAD值)。在小麦收获后,调查穗数和籽粒产量、秸秆生物量,测定含氮量和^(15)N丰度;取0—15、15—30、30—50、50—70、70—90 cm土壤样品,用于测定^(15)N丰度。探究叶面喷施DES对小麦生长和肥料氮去向的影响。【结果】与W处理相比,3个叶面施肥处理(Y1、Y2、D)灌浆后期旗叶SPAD值显著提高了17.14%~32.24%,提升效果以D处理最优,显著高于Y1和Y2处理;小麦籽粒产量显著提高了17.48%~21.11%,以D处理增产效果最优,其穗粒数显著高于W处理;小麦地上部总吸氮量显著提高了10.00%~18.33%,D和Y2处理还分别显著提高了小麦籽粒肥料氮吸收量9.43%和7.55%;氮肥表观利用率分别提高了7.98、8.25和14.53个百分点,且D处理分别显著高于Y1和Y2处理6.55和6.28个百分点;氮肥农学效率分别显著提高了34.07%、31.09%、41.20%,且D处理肥料氮利用率较Y1处理显著提高了4.19个百分点。与Y1和Y2处理相比,D处理的肥料氮残留率分别显著提高了7.94和8.95个百分点,肥料氮损失率分别显著降低了12.13和10.73个百分点。【结论】叶面喷施低共熔溶剂可以显著提高灌浆后期小麦叶片叶绿素含量,延缓小麦旗叶衰老,增加穗粒数,提高小麦产量,促进小麦对基施肥料氮的吸收利用,提高肥料氮利用效率,降低肥料氮损失率。

葡聚糖改性尿素对冬小麦产量和肥料氮去向的影响

【目的】糖类物质具有调控氮素转化和作物生长的作用,目前尚不明确不同聚合度糖类物质与尿素反应对尿素氮肥利用、作物生长的影响及机理。通过将不同聚合度葡萄糖(葡聚糖)与15N尿素熔融制备葡聚糖改性尿素,分析葡聚糖改性尿素的结构变化与小麦产量和氮素吸收利用的关系,以期为葡聚糖在提高尿素氮肥利用效率中的应用提供科学依据。【方法】采用15N示踪技术,供试作物为冬小麦(济麦22),将葡萄糖(单体)、麦芽糖(2聚)、低聚麦芽糖(≈5聚)和聚葡萄糖(≈20聚)按1%添加量加入到熔融15N尿素(丰度为10.19%)中,制得葡聚糖改性尿素(葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、聚葡萄糖改性尿素分别由GU、MU、OU和PU表示),以不同聚合度葡萄糖改性尿素和普通尿素(U)为供试肥料,运用田间土柱栽培试验研究葡聚糖改性尿素对小麦生长及肥料氮去向的影响。利用傅里叶红外变换(FTIR)光谱和13C核磁共振(13C NMR)波谱特征探究葡萄糖聚合度及其改性尿素的结构变化,并揭示其与小麦产量、氮肥利用的关系。【结果】(1)与U相比,葡聚糖改性尿素的FTIR谱图在3 343和1 601 cm-1处的伯酰胺振动强度减弱,13C NMR波谱在158-171 ppm处检测到一个新的化学位移峰,是葡聚糖的醛基与尿素的胺基发生席夫碱反应,生成含C=N物质的标志。(2)与U相比,不同聚合度葡萄糖改性尿素(GU、MU、OU、PU)增加了小麦产量,分别较U提高了1.9%、9.2%、10.3%和12.3%,主要通过增加小麦穗数和穗粒数实现增产。(3)与U相比,不同聚合度葡萄糖改性尿素的小麦籽粒总氮吸收量和肥料氮吸收量分别提高了8.7%-20.0%和6.1%-13.9%;MU、OU和PU处理的氮素吸收量均高于GU。(4)与U相比,不同聚合度葡萄糖改性尿素的15N利用率提高了2.0-6.1个百分点,肥料氮残留率提高了1.3-4.9个百分点,肥料氮损失率显著降低6.9-7.4个百分点。(5)相关性分析结果表明,小麦产量与葡萄糖聚合度呈显著正相关关系,而与席夫碱含量呈显著负相关;利用一元二次方程可显著拟合席夫碱含量与小麦产量和15N利用率的关系,葡萄糖聚合度5-8时,小麦产量和肥料氮利用率最高。【结论】与普通尿素相比,不同聚合度葡萄糖改性尿素可以增加小麦产量,促进氮素的吸收利用,提高肥料氮残留量,减少尿素氮肥损失。一定范围内,随着葡聚糖聚合度的增加,小麦产量和肥料氮吸收量逐渐增加,土壤中肥料氮残留量逐渐降低。葡萄糖聚合度为5-8,其对尿素改性增效的效果最佳。

不同施氮水平对冬小麦季化肥氮去向及土壤氮素平衡的影响

采用田间微区15N示踪技术,研究了冬小麦季化肥氮去向及土壤氮素平衡。结果表明,在供试土壤肥力水平和生产条件下,N 150 kg/hm2的施肥量已达到较高产量,再增加氮肥用量小麦产量不再增加。随着施肥量的增加,地上部吸氮量有所增加,氮肥的表观利用率和农学利用率持续下降,而生理利用率则表现为低—高—低的变化趋势。在低施氮条件下,小麦主要吸收土壤氮的比例高于化肥氮;在高施氮条件下,小麦吸收土壤氮的比例下降。冬小麦收获后,仍有26.7%4~0.6%的氮肥残留在0—100 cm土层中,17.4%2~4.8%的氮肥损失。残留在土壤剖面中的氮肥主要分布在表土层。随着施氮量的增加,土壤氮素总平衡由亏缺转为盈余;土壤根区硝态氮也由播前消耗转为在播前的基础上累加,两个小麦品种表现为相同的趋势。

施氮量和底追肥比例对冬小麦产量及肥料氮去向的影响

【目的】应用15N标记技术研究高产麦田中施氮量和底施与追施氮肥比例(底追肥比例)对冬小麦籽粒产量、氮肥利用及土壤残留和损失的影响。【方法】试验设置7个处理:不施氮肥(N0);在施纯氮量为168kg·ha-1和240kg·ha-1条件下,各设底追肥比例为1﹕1(N1和N4)、1﹕2(N2和N5)、0﹕1(N3和N6)3个处理。【结果】与不施氮处理相比,施氮显著提高了籽粒产量和蛋白质含量,处理N2、N5和N6均较优,其中处理N2显著提高了氮肥利用率,降低了损失率。试验还表明,随底施和追施氮量增加,二者在土壤中的残留量增加,下移层次加深;随小麦的生育进程,土壤残留的肥料氮不断下移。成熟期,底肥氮在0～40、40～100和100～200cm土层中的残留量分别占总底肥氮残留量的38%～49%、40%～51%和0%～22%;处理N4、N5的追肥氮淋洗至140～160cm土层,N3、N6分别至160～180cm和180～200cm土层。在小麦全生育期,处理N2的底施和追施肥料氮均未淋洗至100～200cm土层。【结论】在本试验中,施氮量为168kg·ha-1、底追肥比例为1﹕2的处理N2的籽粒产量、蛋白质含量、氮肥利用率均较高,损失率最小,且未淋洗至100～200cm土层,为最佳氮肥运筹方式。

不同施氮量对冬小麦田氮去向和气态损失的影响

该文研究氮肥对冬小麦田肥料氮素去向和气态损失的影响。通过布置田间微区试验,采用15N微区示踪技术和密闭室间歇通气法、密闭式静态箱法田间原位监测冬小麦氮肥的去向和气态损失。随着施氮量的增加,冬小麦产量和地上部吸氮量增加,但当施氮量高于150 kg/hm2时,产量出现降低的趋势,地上部吸氮比例也以土壤氮为主转变为肥料氮为主。4个施氮处理N75、N150、N225和N300的0-100 cm的土壤氮残留分别为32.6,26.8,34.7,40.6 kg/hm2。冬小麦田间土壤氨挥发排放总量随着施氮量的增加而增加,排放量在6.03～13.26kg/hm2之间,占施N量的5.4%～11.4%。N2O排放造成的氮素损失比例为0.08%～0.28%,苗期是冬小麦季N2O排放的主要时期。化肥氮在冬小麦当季作物吸收、土壤残留及损失量分别为37.2%～50.2%,26.7%～40.6%,17.4%～22.2%,且随着施氮量的增加而升高。在本试验条件下,150 kg/hm2是适宜的氮肥用量,产量最高,土壤氮残留最低,气态损失占肥料氮总损失的比例高于75 kg/hm2处理,但差异不显著(p<0.05)。因此控制氮肥用量是提高氮肥利用率的一项关键措施。

腐植酸尿素对玉米产量及肥料氮去向的影响

【目的】研究腐植酸尿素对玉米干物质量、籽粒产量及肥料氮去向的影响,以期为传统尿素产品的提质增效及新型腐植酸尿素肥料的研制提供理论与实践依据。【方法】以玉米品种郑单958为供试作物,以自制的腐植酸尿素为供试肥料,运用15N同位素示踪技术,开展土柱栽培试验,设置不施氮肥对照(CK)、普通尿素(U)和腐植酸尿素(HAU)3个处理,所有肥料均作为基肥一次性施入土柱0—30 cm土层。玉米成熟后,采集植株地上部样品进行考种,同时,分别测定玉米叶片、茎秆、苞叶、穗轴、籽粒的干物质量、氮素含量和^(15)N丰度;分别采集0—15 cm、15—30 cm、30—50 cm、50—70 cm、70—90 cm土层的土壤样品,测定其氮素含量和15N丰度。【结果】各处理玉米植株地上部及各器官(苞叶除外)干物质量由低到高为CK<U<HAU,而玉米各器官的干物质量占该植株地上部干物质总量的比例在不同处理下的差异均未达到显著性水平;与U处理相比,HAU处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;玉米籽粒产量构成的分析结果表明,不同处理玉米穗粒数差异显著(P<0.05),而百粒重却无显著差异。同时,HAU处理玉米对氮素和肥料氮的吸收量分别比U处理高0.989 g和0.072 g,提高了氮肥利用率4.8个百分点;各处理氮素和肥料氮在各器官的分配均表现为苞叶、穗轴<茎秆<叶片<籽粒,籽粒总氮和肥料氮的吸收量分别占整个植株地上部总吸收量的65.7%~74.2%和58.6%~60.5%;从氮素来源分析,各器官所吸收的肥料氮仅占该器官氮素总吸收量的13.3%~30.9%。另外,不同施氮处理对土壤中肥料氮的总残留量影响不显著,但HAU处理肥料氮在施肥层(0—15 cm)的残留量显著高于U处理(P<0.05)。HAU处理肥料氮的损失率为34.9%,低于U处理5.1个百分点。【结论】供试条件下,施用腐植酸尿素能够增加玉米干物质量和籽粒产量,促进玉米对肥料氮的吸收,减少肥料氮向下层土壤的淋溶,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。

冀北高原草甸栗钙土春小麦中化肥氮去向的研究

在冀北高原张北县的草甸栗钙土上，采用15N质量平衡法和微气象学技术，对春小麦中氮肥的去向，以及氨挥发进行了田间原位观测。试验中的氮肥用量为N4.83kg／亩，1／3作基肥、2／3作追肥。基肥随播种施入，追肥于拔节期撤施，随即灌水。结果表明，小麦回收、土壤残留和损失的肥料氮各占施入氮量的37.8％-48.3％、33．80—40．4％和14．30-25．4％。其中，尿素作基肥与作追肥的处理之间，其氮素的去向无明显的差异，但是，小麦对追施的碳铵的回收率比尿素的低约10％，而损失则高7.5％。作追肥施用的尿素和碳铁的氨挥发分别只占施入氮量的1％和5％。此外，试验结果还表明，小麦吸收的氮素中来自肥料氮的比例不足1／3，而以土壤来源氮为主。

华北平原冬小麦季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原冬小麦种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,本研究对前人的试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮和土壤氮三者之间的关系,探索冬小麦季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原冬小麦当季化肥氮的吸收量随施氮量的增加而升高,对土壤氮素的吸收随施氮量的增加而降低;在秸秆50%还田和100%还田两种情况下,土壤氮库盈亏量与施氮量之间均呈线性极显著正相关,且土壤氮库达到平衡时的施氮量分别是N 192和166kg·hm-2;冬小麦对氮肥的吸收利用率推荐施氮远高于传统施氮,过量施氮不仅不会提高作物产量,还会降低氮肥利用率,增加土壤残留和损失;3种秸秆处理方式下的冬小麦氮肥各去向绝对量与施氮量（N 75-375 kg·hm-2）之间均呈显著线性相关关系,秸秆不还田条件下的地上部吸收率、秸秆吸收率和秸秆50%还田下的地上部吸收率及秸秆100%还田下的0-100 cm土壤残留率均与施氮量（N 75-375 kg·hm-2）之间呈显著相关关系。

华北平原夏玉米季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原夏玉米种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染，对前人的15N示踪试验数据进行整理核算，分析肥料氮、作物氮、土壤氮三者之间的关系，探明夏玉米季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原地区玉米产量最高时施氮量平均为190 kg·hm-2；秸杆吸氮量高于籽粒，且吸氮量随施氮量增加而升高，土壤残留量和损失量有随施氮量增加而增加的趋势；土壤氮库盈亏量与施氮量之间呈现线性极显著正相关，在秸秆50%和100%还田的两种条件下，施氮量为198 kg·hm-2和137 kg·hm-2时，土壤氮库达到平衡；推荐施氮条件下夏玉米对氮肥的吸收利用率远高于传统施氮，过量施氮会引起作物产量和氮肥利用率降低的负效应，增加土壤氮素残留和损失；施氮量在40~360 kg·hm-2范围内时，3种秸秆处理方式下，氮肥各去向绝对量与施氮量之间均呈显著线性相关关系；而氮肥各去向比率与施氮量之间只有地上部吸收率和籽粒吸收率与施氮量之间呈显著线性相关关系。由此，明确了华北平原夏玉米合理施氮量：秸秆50%还田时，为198 kg·hm-2；秸秆100%还田时，为137 kg·hm-2，揭示了华北平原夏玉米施氮量与土壤氮库盈亏量呈线性极显著正相关。这为确定华北平原夏玉米合理施氮量，提高氮肥利用率，避免肥料浪费及其对环境的危害提供了理论依据。

太原城郊老菜区番茄氮肥利用率及氮去向研究

为了加强太原城郊老菜区蔬菜生产中氮素管理和降低蔬菜生产对环境的污染,在田间采用微区15N示踪法研究了番茄生产过程中农民习惯施氮(FAR)和推荐施氮(RAR)的氮肥利用效率和氮去向。结果表明:与习惯施氮比较,推荐施氮对番茄各部位干物质量、氮浓度和产量均无显著影响,且明显降低了番茄地上部吸收化学肥料氮的百分率,但对各部位氮肥利用效率和总氮肥利用效率无显著影响,氮肥利用效率仅为8%～9%,这可能与土壤原来氮库或所施有机肥矿化提供了大量氮素有关。两种施肥处理均导致65%左右的氮素损失,其中习惯施氮和推荐施氮分别导致30%和26%的氮素淋洗到40cm以下土层,为此有必要种植蔬菜后利用深根系粮食作物吸收土壤下层氮素来降低蔬菜生产对环境的影响。

富士苹果营养转换期肥料氮去向和土壤氮库盈亏研究

运用15 N同位素示踪技术,以5年生烟富3/SH6/平邑甜茶苹果为试材,研究了不同施氮水平(0,50,100,150,200,250kg/hm2)对营养转换期富士苹果肥料氮吸收利用、土壤残留和土壤氮库盈亏的影响。结果表明,随施氮水平的提高,肥料氮的利用率逐渐下降,且树体吸收土壤氮素的比例逐渐降低,而来自肥料氮的比例逐渐升高;施氮1个月后,5.75%~12.99%的肥料氮被树体吸收,29.62%~39.74%的肥料氮残留在0—60cm土体中,47.27%~64.64%的肥料氮通过其他途径损失。随施氮水平的提高,树体吸收的肥料氮量和土壤残留氮量逐渐增加,但肥料氮利用率和土壤残留率却不断降低,同时损失量和损失率不断增加。残留在土壤剖面中的肥料氮主要分布在表土层(0—20cm),各土层15 N丰度随施氮水平的提高显著提高。随施氮水平的提高,土壤氮素总平衡由亏缺转为盈余,表明低施氮水平会造成土壤氮肥力的下降,过量施氮则会加剧土壤氮素累积。施氮水平与土壤氮素总平衡存在较好的正相关关系,其回归方程为y=0.3147x-16.144(R2=0.990 2),当施氮水平达到51.30kg/hm2时,土壤氮库达到平衡。

近年来国内外麦田肥料氮去向研究进展

本文着重对国内外肥料氮去向的研究概况；氮肥利用率及其影响因素；肥料氮损失及其影响因素以及提高肥料利用率、减少氮素损失的技术途经进行了阐述．以求为在此领域的进一步研究提供基本依据．

施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响

通过15N示踪试验,研究了黄淮地区施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮时期后移,小麦籽粒中的氮素含量增加,叶和茎中氮素含量降低。小麦植株氮素总积累量以拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于提高籽粒的氮素积累量,降低营养器官的氮素积累量,促进营养器官中的氮素向籽粒中转运。不同施氮时期条件下,冬小麦的氮肥生产效率和氮素收获指数均表现为拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于促进强筋小麦品种氮素的吸收,提高中弱筋小麦品种氮素的利用。小麦植株氮素总积累量来源于肥料氮的比例随施氮时期的后移呈降低趋势。推迟施氮时期,植株氮素总积累量来自基肥氮的比例增加,来自追肥氮的比例减少。随施氮时期后移,肥料氮在0～100 cm土壤中的残留呈现增加趋势。与起身期和孕穗期追氮相比,拔节期灌溉后追施氮肥,肥料氮在20～60 cm土壤中残留量最大。综合分析肥料氮在小麦季的去向得出,拔节期追氮肥料氮去向更均衡。

土壤水分条件对尿素氮去向的影响

土壤水分条件是影响氮肥吸收与损失的重要因素之一，氮肥的溶解、尿素的水解等都需要水的存在。采用15N示踪方法，研究麦田土壤水分条件对化肥氮（15N）的吸收、残留、淋溶和损失的影响。结果表明，土壤供水量在一定范围内（180～360mm），氮素的损失量与施肥量成正比;氮素利用率及在土壤中残留量均与施肥量成反比，其顺序为N75kg／hm2＜150kg／hm2＞225kg／hm2。其中75kg／hm2的处理，氮素利用率变幅为17.5％～30.5％。在黄淮海平原高产地区化肥氮每公顷年施用量高达500公斤的已属常见，大量施用氟素化肥而氮肥利用率不断下降，使得由于土壤硝酸盐的淋溶污染地下水的潜在威胁日益加大。

滴灌施肥条件下氮去向及其对土壤环境影响的研究进展

就滴灌施肥条件下不同施肥策略对肥料利用率、气态氮损失及对土壤环境的影响3个层次,根据文献对该领域的成果进行了总结,并对其发展前景进行了分析。

有机肥对蔬菜无机氮利用率及氮去向的影响

为了明确蔬菜农田大量施用有机肥对无机氮肥利用率的影响,本研究采用微区15N示踪法,连续2季研究了增施有机肥对蔬菜无机氮肥利用率及其有机肥后效对土壤残留化学N肥(15N标记尿素)利用的影响。结果表明:单施化学氮肥(CF)和增施有机肥(CF+M)2个处理第1季蔬菜体内分别有25%～26%和14%～18%的N来自化学N肥,化学氮肥利用率(UEN)分别为25.61%和18.16%;有机肥后效也显著影响第2季蔬菜体内来自土壤残留15N标记尿素的百分数(NDF)和第2季蔬菜对第1季残留15N标记尿素的利用率;CF和CF+M2季累积对第1季所施15N标记尿素的利用率分别为28.76%、19.60%。与CF比较,CF+M对每季收获后0～200cm土壤剖面15N标记尿素的回收率影响不显著,但增施有机肥促进剖面硝态氮的累积与下移;CF+M也显著提高了每季收获后15N标记尿素的损失率,第2季收获后CF和CF+M的15N标记尿素损失率分别为53.7%、61.2%。

番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响

【目的】定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量,评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响。【方法】通过15N尿素示踪结合盆栽试验,试验番茄品种‘齐达利’和‘017’,包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理。借助15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献,进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应(即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值),最终评估土壤氮的平衡。【结果】番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理。肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为35.9%—38.8%,对地上部氮吸收的贡献(35.9%—39.9%)高于根系(31.6%—36.2%)。土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值,嫁接对加氮交互效应无显著影响。各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为4.0﹕2.6﹕3.4,作物-土壤系统对氮肥的总回收率(地上部吸收+土壤残留)为70%。在施氮量250 kg·hm^(-2)水平,各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮,从长期来看,这可能导致土壤本身氮肥力的消耗。【结论】如果选择增加氮肥投入来弥补土壤本身氮的消耗,可能导致氮肥损失的风险。本研究中,与番茄‘齐达利’自根苗、‘017’自根苗和嫁接苗相比,‘齐达利’接穗与南瓜砧木组合增加了根际土壤对肥料氮的固持,降低了肥料氮的损失。因此,合适砧穗组合可能是保持番茄土壤氮肥力的有效园艺措施。

不同秸秆还田方式下黑土玉米田肥料氮素去向

探究不同秸秆还田方式下肥料氮在连续两季作物系统中的去向,为黑土地保护下的氮肥管理提供重要依据。于2020—2021年在吉林梨树开展大田微区试验,设置无秸秆还田(CK)、深翻还田(DTS)、免耕覆盖还田(NTS)3种秸秆还田方式,每种方式下设置2个施氮水平:180 kg·hm^(-2)(N1)和270 kg·hm^(-2)(N2)。结果表明:当季和第二季玉米成熟期植株氮分别有38.0%~46.8%和12.9%~18.6%来源于^(15)N标记氮肥。肥料氮当季平均利用、残留和损失率分别为32.4%~43.9%、32.8%~51.4%和13.2%~32.7%,秸秆覆盖配施适量氮肥(180 kg·hm^(-2))处理下肥料氮当季利用率显著提高29.5%,而秸秆深翻还田则使肥料氮在土壤中的残留率显著增加18.6%。当季施用肥料氮仍有8.5%~14.9%被第二季玉米吸收利用,两季累积利用率达40.9%~58.8%,在高氮(270 kg·hm^(-2))下秸秆深翻还田显著提高肥料氮的第二季利用率及累积利用效率。综上,秸秆覆盖还田配施适量氮肥有利于提高肥料利用效率,而秸秆深翻还田更有利于高施氮量下土壤对肥料氮的保持,增加其被下季作物利用的机会,两者均能显著减少氮的损失。

基于^(15)N标记的干旱区滴灌肥料氮的去向和效益研究

【目的】采用^(15)N示踪法,研究滴灌肥料氮与土壤氮素的转化和去向以及在土壤中的残留分布,为新疆滴灌春小麦氮肥优化管理提供科学依据。【方法】试验于2019年在石河子大学农学院试验站进行,供试春小麦材料为强筋型‘新春38’(XC38)和中筋型‘新春49’(XC49)。试验设7个施氮(N)水平:300、285、270、255、240、225和0 kg/hm^(2),分别记作N300、N285、N270、N255、N240、N225和N0处理。每个试验小区内,安装未封底的PVC管(直径11 cm,高65 cm),管内施用与该处理等量的^(15)N标记尿素。于小麦成熟期,测定PVC管内植株样品与土壤样品中的^(15)N丰度,同时在小区内测定产量,计算氮素利用效率。【结果】两品种春小麦吸收的氮素来自肥料的比例为30.49%~36.06%,对土壤氮的依赖程度在60%以上。随着氮肥施用量的降低,对土壤氮的依赖程度逐渐增加。^(15)N标记氮肥在土壤中的总残留率为24.05%~31.60%,主要集中在0—40 cm土层,土壤^(15)N残留量与^(15)N总回收率随施氮量的降低而逐渐降低,^(15)N吸收利用率随施氮量的降低呈先升高后降低趋势。XC38强筋小麦各器官对肥料氮的吸收量为43.1~61.3 kg/hm^(2),占总吸氮量的30.94%~36.06%,高于中筋小麦XC49的42.3~54.5 kg/hm^(2)和30.81%~34.39%。XC38小麦在N270处理下产量最高,为7384.0 kg/hm2;XC49小麦在N255处理下氮肥农学利用效率最高,为7236.1 kg/hm^(2)。【结论】在滴灌施肥条件下,作物当季肥料氮吸收量占比平均为19.79%,0—60 cm土层中的平均残留率为27.86%,平均总回收率为47.64%。提高施氮量可提高小麦对肥料氮的吸收及其比例,且增加土壤中氮素的残留率,有效补充土壤氮库。虽然强筋型小麦XC38对肥料氮素的吸收强于中筋型小麦XC49,但对肥料氮的基本去向没有显著影响。综合考虑产量和氮肥利用效益,春小麦XC38和XC49适宜的施氮量分别为N 270 kg/hm^(2)和225 kg/hm^(2)。

不同管理方式对夏玉米氮素吸收、分配及去向的影响

【目的】本文利用15N同位素示踪技术探讨传统(CT)和优化(YH)两种管理方式对夏玉米氮素吸收、分配及去向的影响。分析目标产量下化肥氮的变化,解析夏玉米花前、花后氮素利用及转移规律,探讨肥料氮、土壤氮与作物氮之间的关系,为该地区夏玉米的科学合理施氮提供合理依据。【方法】在传统和优化两种管理方式定位试验中设置15N微区,采用将15N标记的尿素表施的方法,分析植株和土壤样品。新鲜土壤用1 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。15N标记的土壤和植物全氮的测定用烘干样(过0.15 mm筛),然后用美国THERMO finnigan公司生产的稳定同位素质谱仪DeltaplusXP进行测定。【结果】在该试验条件下,优化方式下夏玉米籽粒产量和总吸氮量显著高于传统方式,分别增加12%和10%。作物收获后,优化方式的15N吸收量及利用率显著高于传统方式,利用率分别为20.81%、32.54%。夏玉米各器官中氮素的积累量和向籽粒中的转移量土壤氮显著高于肥料氮,传统方式籽粒中氮素的57.73%、优化方式籽粒中氮素的45.15%来自各器官的转移,近一半的氮素是在花后积累的,基施高氮对作物生长作用不大。开花期土壤表层硝态氮含量传统方式显著高于优化方式,收获后有所降低,而土壤深层含量明显增加,有向下淋洗的趋势。夏玉米收获后,传统方式各土层的原子百分超均高于优化方式,而且在20—40 cm处出现了明显的15N累积峰,与开花期相比,40 cm以下土层的原子百分超明显增大,氮肥随水向下淋洗强烈。夏玉米收获后传统方式土壤氮素残留率高达56.18%,表现为土壤残留>损失>作物吸收;优化方式则表现为土壤残留>作物吸收>损失。【结论】在优化方式中夏玉米施氮量为N 185 kg/hm2时,玉米达到高产水平且氮肥的利用率高。适当减少施氮量及增加后期追肥次数可实现夏玉米的高产和肥料的高效利用。