不同氮水平对马铃薯块茎和土壤NO_3^--N含量的影响

[目的]为马铃薯科学施肥提供理论依据。[方法]设置N1:传统氮肥施用量;N2:80%推荐氮肥施用量、N3:推荐氮肥施用量、N4:120%推荐氮肥施用量4个氮水平,研究不同水平对马铃薯块茎和土壤NO3--N含量的影响。[结果]马铃薯块茎内NO3--N含量随施氮量的增加而增加,但均未超标。N2处理马铃薯产量最高,块茎NO3--N为431.56 mg/L。随着施氮量的增加,氮淋失程度加深,土壤中的NO3--N含量逐渐增加。各处理土壤NO3--N含量随土层的加深有不同程度的递减。N2处理的氮素供应与马铃薯对N素的吸收基本达到了平衡。[结论]随着氮水平的提高,马铃薯块茎和土壤中的NO3--N含量均呈上升趋势。

氮肥施用量对冬小麦氮肥利用率及土壤剖面NO_3^--N动态分布的影响

通过 6个氮水平小区试验 ,研究了不同氮肥用量对冬小麦氮肥利用率和土壤剖面 NO3 -- N动态分布的影响。结果表明 ,氮肥利用率有随施氮量的增加而递减的趋势 ;土壤剖面 NO3 -- N含量则有随氮肥施用量增加而增加的趋势 ,而在同一氮水平下 ,从土壤表层到深层 (10 0 cm) ,则有递减的趋势。在冬小麦生育期中 ,以开花期 80～ 10 0 cm土壤剖面累积的 NO3 -- N量最多 ,因此最有可能淋洗出根层 。

灌水施氮方式对玉米生育期土壤NO_3^--N时空分布的影响

在干旱区大田条件下,以制种玉米"金西北22号"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO_3^--N含量。结果表明:监测时期内,植株南、北两侧较植株下和0~40 cm土层较40~100 cm土层的土壤NO_3^--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下,水氮同区时土壤NO_3^--N在施氮侧下移,而水氮异区时土壤NO_3^--N在施氮侧累积。灌浆期,40~80 cm土层的植株下,与均匀灌水相比,交替灌水下不同施氮方式的土壤NO_3^--N含量减少9.9%~14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO_3^--N在较长时间内维持在0~40 cm土层周围,成熟期二者0~100 cm土层的土壤NO_3^--N残留量相近,但较其他处理减少11.7%~27.3%。综上,交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO_3^--N含量时空分布比较合理,成熟期土壤NO_3^--N残留量较低。

土壤中硝态氮含量的影响因素研究

采用田间试验及人工渗滤池试验方法,研究了土壤中硝态氮含量的影响因素。结果表明,影响大田土壤中硝态氮因素很多,程度不一,其中土壤类型决定着硝态氮基础含量,是内因,而施肥及施氮量是影响硝态氮含量最大的外界因素,其次是土壤湿度和氮肥品种,土壤温度对其影响不明显。

应用间隔流动分析仪测定土壤硝态氮和亚硝态氮含量

使用SAN++间隔流动分析仪,研究了测定土壤硝酸盐和亚硝酸盐的新方法。结果表明,SAN++间隔流动分析仪在测定土壤中NO-3-N和NO-2-N含量时标准曲线相关系数均在0.999 5以上,检测限分别为N 0.20 mg/kg和20.00μg/kg,回收率在98.0%~101.8%之间,相对标准偏差在0.95%~2.25%之间,具有较高的精密度、准确度。该方法使用2.0 mol/L KCl溶液作为浸提剂,适用于吉林省不同土壤类型,并具有线性范围宽、分析速度快、样品用量少、自动化程度高和同时测定土壤中NO-3-N和NO-2-N等优点。

暗管控制排水棉田NO_3^--N和NH_4^+-N运移转化试验

为了研究控制排水条件下土壤剖面NH4+-N和NO3--N之间的转化运移规律,2008、2009年在荆州丫角排灌试验站棉花生育期内进行大田暗管控制排水对比试验:2008年全生育期内固定排水出口埋深、2009年分生育阶段调整出口埋深。结果发现:无论调整出口埋深与否,NO3--N含量在土壤垂直剖面上都随土层深度增加而减少。NH4+-N含量2008年随土层深度增加无明显变化规律、2009年在20、40cm处较60、80cm高。控制排水小区表层和20cm土层NO3--N含量较自由排水小区高;同层土控制排水小区NH4+-N含量比自由排水小区高。2008年各处理NO3--N含量高于2009年,NH4+-N含量低于2009年,NO3--N与NH4+-N同层土平均含量之比大于2009年。分生育阶段调整排水出口埋深可减小田间地下水位波动,更能使田间氮素形态稳定、减少氮素流失。

滴灌条件下施氮量对黄瓜-番茄种植体系中土体NO_3^--N淋洗的影响

为了解不同氮肥用量对土壤NO3--N淋洗的风险程度,合理指导温棚蔬菜施肥和灌溉,2005~2006年在宁夏引黄灌区滴灌条件下,以轮作体系下的温棚黄瓜-番茄为研究对象,采用田间土壤溶液定位提取、田间试验与室内分析相结合的方法,设化肥施氮量150 kg/hm2(低氮)、300 kg/hm2(中氮)、450 kg/hm2(高氮1)、600kg/hm2(高氮2)及有机肥和不施肥(CK)处理,研究滴灌条件下施氮量对土体中NO3--N淋洗的影响。结果表明:无论是低、中或高氮处理下,黄瓜-番茄轮作周期中,滴灌施肥对0~30 cm土壤溶液NO3--N含量变化的影响明显;在高氮处理下,由于番茄季较强的滴灌量,土体中NO3--N不断向下淋洗至90 cm土层;与CK处理相比,单施有机肥会造成的土壤NO3--N向深层淋洗。因此,提出每茬蔬菜推荐施氮量控制在300 kg/hm2左右为宜,在冬春茬后期4~6月份减少滴灌次数是减少土体NO3--N向下淋洗的措施。

填闲作物的种植对下茬蔬菜产量及土壤硝态氮含量的影响

在北方连作蔬菜地休闲时期种植填闲作物(甜玉米),研究了不同施氮处理下填闲作物的种植对下茬作物菠菜产量、硝酸盐含量和土壤NO3-N含量的影响。结果表明:传统施氮处理下填闲作物收获后,土壤中NO3-N残留量明显降低,下茬作物菠菜中硝酸盐含量和菠菜产量也随之降低。种植填闲作物前后土壤NO3-N含量(剖面0～120 cm)由1 772 kg/hm2降低到653 kg/hm2,2002年菠菜中硝酸盐含量比2001年菠菜中硝酸盐含量降低了42%,但同时菠菜产量也降低了81%。在优化施氮处理和经济施氮处理中填闲作物的种植对整个土壤剖面中NO3-N残留量影响较小,但对下茬作物菠菜中硝酸盐含量及产量影响较为明显,种植填闲作物前后土壤NO3-N含量由217 kg/hm2降低到124 kg/hm2,2个处理2002年菠菜中硝酸盐含量比2001年菠菜中硝酸盐含量分别降低了28%和23%,同时菠菜产量分别降低了84%和88%。从降低蔬菜地NO3-N淋失风险的角度分析,目前农民习惯采用的传统施氮处理的土壤可以利用种植填闲作物的方式降低土壤NO3-N淋失风险,但优化施氮处理和经济施氮处理不宜采用。

氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N_(2)和N_(2)O产生的影响

反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO_(3)^(-)-N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N_(2))产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O_(2))浓度状况如何影响土壤N_(2)的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5 m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O_(2)浓度和温度状况,设置不同O_(2)浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N_(2)法测定3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7 m和2.0~2.2 m)土壤N_(2)O和N_(2)产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N_(2)和N_(2)O的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0%O_(2))土壤N_(2)产生速率(以N计)为5.3~7.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2m)和0.5~2.3μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N_(2)O产生速率(以N计)为1.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2 m)和<0.2μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧条件下速率的84.0%~99.1%。原位观测的土壤O_(2)浓度>2.5%(0.2 m和0.5 m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N_(2)和N_(2)O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N_(2)O/(N_(2)O+N_(2))值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N_(2)O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N_(2)和N_(2)O产生速率,估算得到玉米生长季(按120d计)剖面0~2.0 m土体的反硝化(N_(2)+N_(2)O)损失量可达219 kg·hm^(-2),表明土壤对其剖面累积的NO_(3)^(-)-N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO_(3)^(-)-N进一步向地下水迁移的风险。

控制排水和施氮量对旱地土壤氮素运移转化的影响

为了研究控制排水和氮肥共同作用对旱地土壤氮素运移转化的影响,在湖北荆州丫角排灌试验站进行微区对照试验,以控制水位水平(30、50、100cm)和3个施氮水平(H:68.25/145.6kg/hm2;C:52.5/112kg/hm2,L:36.75/78.4kg/hm2,前面数值是施磷酸二铵量,后面为施硫酸钾复合肥量)为试验变量,组合成H30、H50、H100、C30、C50、C100、L30、L50、L100等9个处理测定了土壤剖面分层NO3-N、NH4+-N含量。对观测结果进行分析表明,常规施氮水平下,自由排水处理各土层NO3-N含量最高、50处理各土层NO3-N含量最低;低施氮水平下30处理NH4+-N含量最高;同一水位处理高施氮水平NH4+-N含量最低。同一施氮水平下,控制水位30cm的NH+4-N含量大于50cm的NH+4-N含量大于100cm的NH+4-N含量。同一施氮水平下实行控制排水可以增加氮素稳定性;实行控制水位处理时,不需增加或减少施氮量、常规施氮条件下氮素稳定性保持最高;而在自由排水时,减少施氮量,能够增加耕层土壤氮素稳定性。

水稻秸秆生物质炭输入对桃园土壤氮素淋失的抑制作用

添加不同质量比例的水稻秸秆生物质炭(0、1%、2%、4%、8%)于桃园土壤中,采用室内土柱模拟淋溶方法探讨生物质炭对桃园土壤淋溶液体积、pH、电导率以及NH+4-N和NO-3-N淋失量的影响。结果表明:水稻秸秆生物质炭能够减少桃园土壤淋溶液的体积,提高其保水能力,并且可以不同程度地提高桃园土壤淋溶液的pH和电导率。水稻秸秆生物质炭添加量2%(T2)的处理显著减少了土壤NH+4-N和NO-3-N的淋失量,比对照分别减少11.9%和24.6%;添加量4%(T3)处理的NH+4-N淋失量比对照高出96.3%;添加量8%(T4)处理的土壤NO-3-N淋失量比对照高出10.4%。总的来说,桃园土壤施入2%的水稻秸秆生物质炭能减少氮素淋失,而过量施用生物质炭将增加氮素淋失,不利于土壤氮素的保持。

长期蔬菜种植对菜地土壤剖面硝酸盐分布和地下水硝态氮含量的影响

蔬菜种植具有集约化程度高和施肥量大等特点,但长期种植蔬菜对深层土壤硝酸盐含量与分布的影响及其与地下水NO3--N含量的关系尚需深入分析。以湖南长沙县黄兴镇蔬菜基地为研究对象,采集不同种植年限菜地的浅层地下水、0-100 cm土壤剖面样品和植物样品等分析NO3--N含量,探讨长期蔬菜种植对菜地土壤剖面硝酸盐分布和地下水硝态氮含量的影响。结果表明,蔬菜种植年限对地下水NO3--N含量影响明显(P<0.05),老菜地区域地下水NO3--N含量为29-41 mg/L,均比新菜地区域高10 mg/L。菜地土壤剖面中NO3--N含量与蔬菜种植年限关系密切,当种植年限增加到20-30 a后,蔬菜土壤出现严重硝酸盐累积现象,0-100 cm共累积了NO3--N 602.3kg/hm2,耕层土壤及地下水中的NO3--N含量均与氮肥投入量正相关(P<0.05)。研究表明,长期种植蔬菜土壤(20-30 a)不仅在0-100 cm土层中积累大量的硝酸盐,而且导致地下水中和蔬菜中NO3--N含量超标。因此,蔬菜种植需要通过科学施肥方法严格控制氮肥投入,拟达到环境和食品安全目的。

锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化

通过野外采样,分析了内蒙古锡林河流域三个不同放牧强度羊草草原0~30cm表层土壤中矿质氮(NH4+-N+NO3--N)的浓度特征,研究了它们在生长季期间的含量变化情况。结果表明:羊草草原暗栗钙土中矿质氮主要以NH4+-N形式存在,矿质氮含量仅占土壤全氮的0·20%~0·92%;土壤矿质氮含量随草地放牧强度升高而降低,围封禁牧多年的羊草样地矿质氮含量高于轮牧地和自由放牧地;生长季期间0~10cm、10~20cm和20~30cm各层次土壤NH4+-N和NO3--N含量随土壤温度、水分和植物生长吸收的变化而波动明显,不同深度土壤矿质氮的季节变化趋势基本一致,表层0~10cm土壤矿质氮含量波动幅度最大:在4月和7、8月份,NO3--N和NH4+-N浓度分别出现峰值;NH4+-N和NO3--N含量随采样深度增加而降低,各采样点0~30cm土壤中NH4+-N含量均高于NO3--N。

水肥减量对设施芹菜地N_2O排放的影响

为明确减量灌溉和施肥对设施菜地N_2O排放的影响,提出有效的N_2O减排措施,本研究采用静态箱法,对北京郊区设施芹菜在灌溉和有机肥(沼渣)减量处理下的N_2O排放进行全生长季监测,分析灌溉和有机肥减量对土壤充水孔隙度(WFPS)、NO_3^--N和NH_4^+-N含量及土壤N_2O排放的影响。试验为2个灌溉量和3个有机肥施用量的裂区双因素设计,具体为:常规灌溉量(H处理)下的常规施肥(HN)、减量1/3施肥(HN3)和不施肥(HN0),以及减量20%灌溉(L处理)下的常规施肥(LN)、减量1/3施肥(LN3)和不施肥(LN0)共6个处理。结果表明,L处理在保证芹菜产量的前提下,对土壤充水孔隙度及无机氮含量无显著影响,但N_2O排放总量较H处理减少32.23%,达极显著水平(P<0.01)。与常规施肥处理相比,减量1/3施肥和不施肥处理的土壤NO_3--N含量分别降低43.96%和76.42%,均达极显著水平(P<0.01),不同施肥量处理间土壤NH_4^+-N含量无显著差异;芹菜产量随施氮量增加而增加,但减量1/3施肥和常规施肥处理对芹菜产量影响无显著差异,芹菜全生长季的土壤累积N_2O排放总量显著减少62.04%(P<0.01)。本试验条件下,减量20%灌溉(L处理)和减量1/3施肥(N3处理)均能保证芹菜产量,显著降低芹菜地N_2O排放通量,减少生产成本投入。

衡水湖沉水植物分布及对水环境质量的影响

[目的]调查衡水湖沉水植物的分布情况及对水环境质量的影响。[方法]2007~2008年早春及不同季节多次进行调查,统计生物量较大的沉水植物。采集生物量较大的沉水植物,置于HPG-400光照培养箱,在不同温度条件下培养后,用水杨酸法测定培养液中NO-3-N含量,用DDSJ-308A型电导仪直接测定培养液的电导率。[结果]衡水湖目前分布量最大且面积最广的沉水植物主要有菹草（Potamagoton crispus）、轮叶狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）和灯笼草（Clerodendrum fortunatum）。在相同温度条件下,培养液中NO-3-N含量：灯笼草〉菹草〉轮叶狐尾藻,电导率：灯笼草〉轮叶狐尾藻〉菹草。[结论]结合实地调查推测,灯笼草是造成衡水湖近几年7、8月在鸟区等游览区出现臭味,鱼苗死亡的原因。

氮素添加对青藏高原高寒草甸植物群落物种丰富度及其与地上生产力关系的影响

植物种群对有限资源的竞争是决定植物群落物种组成、多样性和生产力等群落结构和功能的主要因素。该文以青藏高原高寒草甸为研究对象,研究了短期内不同水平的氮素添加对高寒草甸植物群落的影响。结果表明:1)氮素添加提高了土壤中NO3–-N等可利用资源的含量,增加了植物群落植被的盖度,减小了植被的透光率,随着施氮量的增加,群落中物种丰富度显著降低(p<0.001);2)氮素添加显著改变了植物群落的地上生产力(p<0.05),随着施氮量的增加,地上生产力呈先增加后降低的变化趋势,各功能群中禾草生物量显著增加,而杂类草和豆科植物生物量随施氮量的增加逐渐减少;3)物种多样性与植被透光率呈线性正相关(p<0.05);地上生产力与土壤NO3–-N含量呈线性正相关(p<0.05);物种丰富度与地上生产力之间呈负相关关系。这说明短期内氮素添加通过改变土壤中NO3–-N等可利用资源的含量而对植物群落物种组成和地上生产力产生影响。