化肥减量对玉米农田土壤氮分布及作物氮吸收的影响

通过田间试验探究了不同施肥水平[正常氮磷肥(NP)、70%的氮磷肥(70%NP)、50%的氮磷肥(50%NP)、30%的氮磷肥(30%NP)、不施肥(NF)]对玉米根、茎、叶的氮含量,农田100 cm土壤全氮含量及玉米产量的影响。结果表明,随施肥量减少,玉米产量明显降低。在50%NP、30%NP、NF处理下,玉米产量显著低于正常施肥水平,而70%NP(9. 47 t/hm^2)与NP(9. 71 t/hm^2)处理差异不显著。可见,化肥减量下玉米根、茎、叶氮含量明显降低。土壤氮含量随土层深度增加逐渐降低,玉米整个生育期深层土壤氮含量变化不大。相关分析表明,玉米产量与灌浆期玉米根、茎、叶的氮含量呈显著或极显著正相关,与苗期、拔节期0~20 cm土壤氮含量呈显著正相关,而与成熟期的0~20 cm土壤氮含量呈现一定程度的负相关,因此合理、适时地减少化肥施用量具有一定经济、生态意义和现实可行性。

中国东北样带土壤氮的分布特征及其对气候变化的响应

根据2001年中国东北样带土壤全氮和有效氮的实测数据,结合CO2浓度倍增与不同土壤湿度的模拟试验数据,对土壤全氮和有效氮的梯度分布、影响因子分析及其对气候变化的响应进行研究.结果表明,样带土壤表层全氮和有效氮的梯度分布与土壤有机碳的分布基本一致沿经度呈现东高西低的趋势,局部由于土壤退化而出现低谷.土壤全氮的剖面分布和土壤有机碳相似,而土壤有效氮则有所不同.样带土壤全氮和有效氮与土壤pH、有机碳、全磷、全硫、全锌、土壤活性碳、有效磷、有效钾、有效锰、有效锌、土壤容重、田间持水量、土壤总孔度等因子均呈显著或极显著的相关关系.样带土壤全氮和有效氮与降雨量之间呈极显著的正相关关系(r=0682,P<0001和0688,P<0001).短期培养试验中,CO2浓度倍增和不同土壤湿度下土壤全氮和有效氮的变异较小(变异系数分别是555%和384%),但可反映一定的变化趋势.

滴灌施肥条件下土壤水分和硝态氮的分布规律

用硝态氮含量为258 mg/L的肥料溶液在土上进行滴灌施肥试验，研究不同滴头流量（2，4，6L/h）、不同灌水施肥量（8，16，24 L）条件下，水分和硝态氮在土中的运移分布规律。结果表明，灌水施肥量为8 L时，随滴头流量增大，滴头周围地表积水区半径增大，水分径向运移距离增大、竖向入渗水量减小；当滴头流量为2 L/h时，随灌水施肥量增大，水分径向和竖向运移距离增大，径向运移距离增大幅度较竖向明显。滴灌施肥条件下硝态氮在土壤中的运移受对流作用控制；湿润体内土壤硝态氮含量随距滴头径向距离增大而减小，随距滴头竖向距离增大而增大，在竖向湿润锋附近有硝态氮累积现象；随滴头流量增大，硝态氮在土壤中的径向运移距离增大，0-25 cm土层滴头径向25 cm范围土壤硝态氮平均含量增大；随灌水施肥量增大，滴头径向15 cm范围0-15 cm土层土壤硝态氮含量增大1、7.5-30 cm土层硝态氮含量减小，过度增大灌水施肥量会导致土壤湿润锋附近硝态氮淋溶下渗。

土壤剖面硝态氮非均匀分布条件下小麦根系生长和氮素吸收特征

为探讨土壤硝态氮非均匀分布条件下小麦根系生长及氮素吸收特征,选用石麦15、衡观35、H10和L14等4个小麦品种为材料,进行土壤分层培养试验,模拟土壤剖面中上下层硝态氮空间分布差异,测定和分析了小麦根系长度、直径、分布等形态学特征及植株氮素含量和累积量。结果表明,当土壤中硝态氮施用量上层较低、下层较高时,小麦植株根系总长和表面积在上下土层中分布比值降低,根系趋向下层土壤生长。上下层土壤中硝态氮施用量均较高时,上下层土壤中的根系总长和表面积比值较大,根系趋向上层土壤生长。土壤剖面不同层次中硝态氮供应非均匀条件下,小麦根系发育呈现明显的可塑性反应。小麦根系总长和表面积以及直径≤0.15mm的细根长(占整个根系的比重很大)与植株地上部氮含量和氮素积累量极显著正相关,与土壤中硝态氮含量极显著负相关。

液施肥不同畦灌方式对土壤水氮分布及夏玉米生长性状影响

为探究肥料液施条件下波涌畦灌和常规畦灌2种不同畦灌方式的土壤水氮分布及对夏玉米的生长、产量的影响,展开了大田试验,分析水氮空间分布的变异性、水氮储存效率和灌水施肥效率,对夏玉米进行考种及干物质积累的测定。灌后3天,波涌畦灌和常规畦灌在0~60 cm土层内含水率较灌前增加了44.38%、44.77%,硝态氮含量增加了4.94、3.13 mg/kg,波涌畦灌灌水效率为36.01%,较常规畦灌低26.51%,波涌畦灌施肥效率为25.67%,较常规畦灌高57.87%。波涌畦灌考种指标及干物质积累量高于常规畦灌,各项指标较常规畦灌高0.94%~9.31%,产量提升0.75%。由于波涌畦灌灌水量高,导致其灌水效率降低,但施肥效率有所提高,波涌畦灌水氮空间分布优于常规畦灌,更有利于夏玉米生长发育。

氮肥基追比对小麦产量、土壤水氮分布及利用的影响

为解决区域土壤质地类型针对性氮肥施用问题,在轻壤土和黏壤土上分别设置不施氮肥,氮肥基追比3∶7,4∶6,5∶5,6∶4和7∶3处理,研究小麦产量、水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、NH 4^+-N、NO 3^--N动态变化规律。结果表明:轻壤质土壤氮肥基追比4∶6的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8265.3 kg/hm^2,27.6 kg/(hm^2·mm),34.4 kg/kg。黏壤质土壤氮肥基追比5∶5的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8363.2 kg/hm^2,28.3 kg/(hm^2·mm),34.8 kg/kg。小麦不同生育期各土层含水量垂直分布变化较大,轻壤质土壤含水量在9.3%~26.2%,而黏壤质为9.7%~27.6%;小麦全生育期内土壤贮水量呈先升高后降低趋势,黏壤质土壤贮水量高于轻壤质。氮素追施量越多土壤表层NH 4^+-N与NO 3^--N含量越高,且随土层加深土壤NH 4^+-N与NO 3^--N含量降低,受降水影响轻壤质土壤NH 4^+-N与NO 3^--N更易于向土层深处淋溶,成熟期黏壤质各土层的NH 4^+-N和NO 3^--N含量均多于轻壤质。说明黏壤质土壤保水保氮肥能力强于轻壤质,氮肥基追比可以适当增加。

施肥方式和施氮量对枸杞微孔陶瓷根灌土壤水氮分布的影响

为探索适用于微孔陶瓷根灌水肥一体化的高效水氮模式,以青海柴达木地区枸杞为对象,研究了微孔陶瓷根灌条件下不同施肥方式和施氮量对土壤含水率、土壤硝态氮含量和枸杞产量的影响。结果表明:在灌水量相同情况下,微孔陶瓷根灌的湿润体与枸杞根系的高密度区匹配较好,在降低渗漏损失的同时有利于根系吸水。在施氮量相同情况下,微孔陶瓷根灌穴施施肥和微孔陶瓷根灌水肥一体化处理分别较地表滴灌处理增产20.3%、10.9%;微孔陶瓷根灌水肥一体化进行减氮处理时,中氮和低氮下的土壤硝态氮量分布更均匀,氮肥利用效率更高,但减氮处理会降低土壤硝态氮的含量,影响枸杞产果,中氮和低氮处理的产量分别为高氮处理产量的87.7%和79.7%。因此,枸杞微孔陶瓷根灌时,建议采用穴施施肥方式,施氮量为390 kg/hm2,这样有利于枸杞获得较高的产量。

氮肥运筹对砂壤土麦田土壤水氮分布和利用的影响

为解决河北省黑龙港区砂壤质氮肥施用问题,分别设置不施氮肥T1,总施氮量为240 kg/hm^(2)氮肥基追比T2(3∶7)、T3(4∶6)、T4(5∶5)、T6(6∶4)和T6(7∶3)处理。研究小麦水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、氮素动态变化规律。结果表明,砂壤质土壤氮肥基追比3∶7的处理水分利用效率、氮肥生产效率最高,分别为21.00 kg/(hm^(2)·mm)和24.36kg/kg。土壤含水量随土层深度增加而增加,在60~80 cm聚集。氮肥基追比3∶7的处理土壤贮水量、NH_4~+-N、NO_3~--N在小麦生育期都有较高值,可以为小麦生长发育提供充足水分和氮素营养。在小麦拔节期0~100 cm土层中NO_3~--N累积量最大,NO_3~--N有向下淋溶的风险,但是随着小麦生长NO_3~--N累积量逐渐减少。因此选用氮肥基追比为3∶7相对较为合理。

减氮适水对冬小麦光合特性与土壤水氮分布的影响

针对华北平原农业生产中存在的灌溉水资源不足、氮肥投入过量的问题,以冬小麦为材料,分别设置3个供水水平(W1(60%ETc(参考作物需水量),300 mm)、W2(75%ETc,370 mm)、W3(ETc,495 mm))和3个施氮水平(N1(180 kg/hm^(2))、N2(255 kg/hm^(2))、N3(330 kg/hm^(2))),于2018—2019年利用渗漏池小区进行田间试验,研究不同水氮对土壤水氮分布、冬小麦旗叶功能期内光合特性、光响应曲线参数以及籽粒产量的影响。结果表明:减氮适水(W2N2)能在维持冬小麦生长需求的前提下,提高水氮利用效率,较W3N3处理多利用土壤蓄水量41.12 mm,减少硝态氮淋失量15.87%;水氮协同对小麦旗叶光合特性影响显著,W2、W3处理的旗叶光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)明显高于W1处理,但二者差异不显著,N2、N3处理的旗叶Pn、Tr和Gs明显高于N1处理,且二者差异也不显著;测产结果显示,W2N2产量最高,且差异显著,产量与光合特性、部分光响应曲线参数呈显著性关系,这说明水氮对光合特性的提高有利于光合产物的积累,进而提高了产量。在本试验条件下,冬小麦生育期供水量370 mm、施氮肥255 kg/hm^(2)时,既能维持冬小麦较高的光合特性和产量,又能提高土壤蓄水的利用和降低硝态氮淋失风险,达到华北平原冬小麦生产节水、减肥、环保、增效的目的。

水分管理对旱直播稻生长、氮磷吸收及土壤分布的影响

为提高旱直播稻的水分利用效率、降低旱直播稻田土壤氮、磷素环境风险,本文采用两种水分管理方式,即湿润灌溉(T1)和关键需水期灌溉(T2),研究水分管理对旱直播稻生长、养分吸收及稻田土壤氮、磷素迁移情况的影响。结果表明,T2处理有利于促进旱直播稻中后期生长,在拔节孕穗期株高为80.61 cm,SPAD值为41.03,均显著高于T1,光合速率较T1高出20.73%;在分蘖期、拔节孕穗期和灌浆期叶面积分别为40.08、37.49 cm^(2)和32.35 cm^(2),较T1分别提高9.24%、6.11%和13.51%。T1处理的干物质量和总吸氮量较高,分别为30568.65 kg·hm^(-2)和287.70 kg·hm^(-2),T2处理总吸磷量高于T1,为44.85 kg·hm^(-2),其稻谷吸磷量达26.70 kg·hm^(-2)。T1产量构成因子优势明显,产量较高,为12666.00 kg·hm^(-2)。T2处理下土壤脲酶和碱性磷酸酶活性显著增加,较种植前增幅达38.21%和73.33%,分别较T1增加3.94%和6.82%。土壤氮、磷迁移方面,T2能够显著降低4个土层(0~30,30~60,60~90,90~120 cm)的硝态氮、有效磷和水溶性磷含量,降幅分别为17.48%~65.92%、16.18%~57.47%和10.34%~7.53%,对减缓土壤氮、磷迁移有显著效果。

氮肥对库布齐沙地柳枝稷产量、氮肥利用率及土壤硝态氮残留的影响

为了改善库布齐沙地的生态环境,实现生态效益和经济效益的有效结合,将暖季型草本能源植物柳枝稷(Panicum virgatum)引种到库布齐沙地。以柳枝稷品种"BL-1"为试验材料,研究了施用硫酸铵和尿素两种氮肥对柳枝稷产量、氮肥利用率及0-40 cm土层土壤硝态氮分布和积累的影响。本研究采用完全随机区组设计,设置0、75、150、225 kg·hm-2共4个施氮水平,每个处理3个重复。硫酸铵和尿素分别于苗期、分蘖期和拔节期施入各试验小区,施入量分别为施氮量的1/5、2/5和2/5。在初花期对柳枝稷的产量及土壤硝态氮含量进行测定。结果表明,硫酸铵和尿素的施用均可以显著提高柳枝稷的产量(P<0.05)。柳枝稷的产量、吸氮量、氮肥利用率在施用硫酸铵时随着施氮量的增加逐渐增加;在施用尿素时,随着施氮量的增加出现先升高后降低的趋势,在施氮量为150 kg·hm-2时达到峰值。在0-40cm土层土壤硝态氮集中分布在10-20 cm,且其积累量随着施氮量的增加而增加。

腐植酸尿素对玉米生长及肥料氮利用的影响

【目的】利用腐植酸对氮肥的增效作用,通过研究尿素中腐植酸添加量对玉米生长及肥料氮(15N)吸收、分配的影响,以期为腐植酸提高尿素肥效提供理论及实践依据。【方法】将腐植酸增效剂按1%、5%、10%、20%的比例分别添加到普通尿素中,利用熔融法制备四种腐植酸尿素试验产品(HAU1、HAU2、HAU3和HAU4),在土柱栽培试验中利用同位素15N示踪法,研究在等氮量(施氮量0.1 g/kg干土)投入情况下,尿素中腐植酸添加量对玉米生长,玉米肥料氮吸收、分配及肥料氮在不同土层分布的影响。【结果】与普通尿素处理(U)相比,1)四种腐植酸尿素处理均可显著提高玉米地上部生物量和籽粒产量,分别提高5.5%~13.8%和6.3%~17.3%,且随着腐植酸添加量的增加而提高。2)腐植酸尿素提高了玉米籽粒、茎、穗轴中的肥料氮含量,但差异不显著,同时降低了苞叶中的肥料氮含量;腐植酸尿素可显著提高玉米地上部和籽粒肥料氮的吸收量,分别增加11.6%~17.0%和16.8%~25.9%,但随着腐植酸添加量的增加,叶和苞叶中的肥料氮吸收量会有所降低;腐植酸尿素的肥料氮收获指数提高2.5~4.2个百分点。3)腐植酸尿素可显著提高15N肥料利用率和15N肥料土壤残留率,并降低15N肥料损失率,15N肥料利用率提高5.9~8.6个百分点,15N壤残留率提高1.4~2.5个百分点,损失率降低7.3~11.2个百分点。4)玉米收获后,土壤中的肥料氮主要残留在0—50cm土层,腐植酸尿素在0—90 cm土层中的肥料氮累积残留量比普通尿素高5.2%~10.1%。【结论】与普通尿素相比,在腐植酸增效剂添加比例为1%~20%的范围内,腐植酸对尿素均具有较好的增效作用,随着腐植酸添加量的增加,玉米籽粒产量逐渐增加;腐植酸还可促进玉米叶片和苞叶中的肥料氮向籽粒的转运,提高玉米肥料氮收获指数及籽粒肥料氮吸收量;同时还可提高尿素在土壤中的残留量,减少氮素淋溶损失。