黄泛区潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮去向

在田间条件下,用^(15)N标记的微区试验法研究了潮土-冬小麦系统中尿素的转化和化肥氮的去向。结果表明:土壤中尿素水解后,主要进行硝化和生物固定,而被粘土矿物固定的量很少;小麦返青后,随着气温上升,生物固定的标记氮不断分解,其量可达总生物固定量的60％。作为基肥条施的尿素,其损失略高于作返青肥或拔节肥表施后随即灌水的处理。氮素损失主要发生在春季气温回升后的生长期间,当季的淋洗损失极微。在较为适宜的用量和施用技术下,化肥氮的损失仍达33—45％,其中以碳酸氢铵为最高,次为硫酸铵和硝酸铵,而尿素和硝酸铵中的硝态氮损失最低。

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。

水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发现显著降低。微区结果表明,传统灌溉方式下,传统施氮处理的化肥氮利用率很低,冬小麦当季为22.7%,夏玉米当季25.7%,整个轮作周期为28.44%;氮损失率较高,冬小麦当季为52.9%,夏玉米当季35.7%,整个轮作周期为47.0%;而优化施氮可大幅度提高化肥氮利用率,降低损失,冬小麦当季、夏玉米当季和整个轮作周期的化肥氮利用率分别达到45.1%,42.9%和46.1%,损失率分别为33.3%,7.1%和34.5%。优化灌溉下的优化施氮与传统灌溉的优化施氮相比,虽然化肥氮利用率未有显著差异,但是却显著降低了损失,显著增加了化肥氮的土壤残留,建议在化肥氮优化中考虑水分管理。研究还表明,在华北平原冬小麦/夏玉米轮作区,反硝化损失是化肥氮损失的主要途径。

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。

化肥氮对冬小麦氮素吸收的贡献和土壤氮库的补偿

【目的】小麦对氮素的吸收消耗了土壤氮库,土壤中残留的化肥氮则可补偿土壤氮库的消耗,综合考虑这两方面的影响,核算施氮量和秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。【方法】收集1980年以来国内报道的小麦15N示踪试验的研究结果,分析化肥氮和土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献,小麦当季氮吸收、化肥氮的去向、土壤氮库的盈亏分别与施氮量之间的关系,以及秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。【结果】施氮量与化肥氮对小麦当季氮吸收的贡献之间呈显著正相关(P=0.029),而与土壤氮的贡献之间呈显著负相关(P=0.031)。小麦当季氮素吸收源于土壤的比例约为2/3,源于化肥的比例约为1/3,追施氮对小麦氮吸收的贡献约是基施氮的1.5倍。施氮量与氮肥有效率(氮肥利用率+氮肥残留率)之间呈极显著负相关(P=0.004),而与氮肥损失率之间呈极显著正相关(P<0.001)。在秸秆不还田和还田条件下,小麦季土壤氮库的盈亏均与施氮量之间呈极显著正相关(P≤0.001)。【结论】在施氮量为N 60~500 kg/hm^2时,小麦吸收的氮素1/3来自化肥,2/3来自土壤。冬小麦季化肥氮的3个去向为:地上部吸收、土壤残留和损失,其所占比例分别约为36%、33%和31%。在秸秆不还田和还田条件下,土壤氮库达到平衡的施氮量分别为N 308和233 kg/hm^2。

青铜峡灌区水稻田化肥氮去向研究

青铜峡灌区是我国古老的特大型灌区和粮食主产区之一,灌区农田氮肥的过量施用已经导致化肥氮向水体流失.用15N示踪微区试验方法研究了青铜峡引黄灌区习惯灌溉量条件下水稻田化肥氮素去向.结果表明,施氮量为当地习惯施氮300kg.hm-2时,水稻吸收的化肥氮在籽粒中最多,氮肥的当季利用率为45.93%,吸收的土壤氮约占52.63%;作物中的回收率为27.90%,在0～90cm土壤中的残留率为23.31%,作物-土壤体系中的回收率为51.21%,氮肥的损失率为48.79%;氮肥除了被当季作物吸收和部分以矿质氮残留在土壤中外,灌区19×104hm2的水稻田化肥氮年流失量为2.78×104t,生产1000kg水稻(净籽粒),排放纯氮20.17kg;在0～90cm土壤层中均有化肥氮残留,残留化肥氮主要富集在表层0～30cm,在60～90cm检测到化肥氮,说明青铜峡引黄灌区在习惯灌溉量条件下,水稻田当季的化肥氮淋溶到90cm以下,成为浅层地下水的潜在污染源.

冬小麦对基肥和追肥^(15)N的吸收与利用

【目的】研究不同生育期(花期、灌浆期和收获期)肥料氮的去向和氮素的吸收运转对冬小麦产量形成的贡献。【方法】采用^(15)N示踪结合盆栽试验,尿素N 90 mg/kg等分为基施和拔节期追施。分别在开花期、灌浆期和收获期破坏性取样,测定冬小麦地上部、根和土壤^(15)N含量等指标。【结果】在整个生育期,冬小麦吸氮量42.8%来自土壤,57.2%来自肥料,其中来自基肥和追肥的比例分别为26.6%和30.6%。冬小麦植株对氮肥^(15)N的吸收率随作物的生长而增加,从开花期到收获期增加了50%,^(15)N氮肥在土壤中的残留率从开花期到收获期下降约50%。冬小麦收获后,约28.6%的肥料^(15)N残留在土壤中,肥料^(15)N损失率为33.9%,基肥氮的损失率比追肥氮高21%。冬小麦对肥料^(15)N的全部回收率为37.5%,其中籽粒吸收量约是秸秆的4倍,64.9%的籽粒氮素从开花前营养器官吸收转运而来。【结论】在整个生育期,冬小麦吸收的氮素来源于肥料和土壤氮的比例约为6∶4,基肥和追肥氮对冬小麦氮素吸收具有同等贡献,在当前N 250 kg/hm^2的施氮水平下,适当增加追肥氮的比例可以减少氮肥损失率。残留在土壤中的肥料氮对于补充土壤氮素消耗具有重要意义。