适量施肥提高土壤残留硝态氮利用率及菠菜产量

针对菜地耕层土壤硝态氮残留量较高和当季肥料氮利用率低的问题,该研究通过田间注射外源标记氮(15N)微区试验,在土体15 cm(N15)和30 cm(N30)设置标记点,同时设置不施氮肥(N0)、传统施氮量(N1)、传统施氮量的70%(N2)和传统施氮量的40%(N3)4个施氮处理,研究土壤耕层残留硝态氮对菠菜产量及当季氮肥利用率的影响。结果表明:土体15和30 cm标记处理下传统施氮量70%和40%处理,与传统施氮处理的菠菜产量相比较均未达到显著差异(p>0.05),但菠菜对标记氮的利用率随施氮量降低而提高,N3N15处理残留氮利用率为22.7%,分别是N1N15、N2N15处理的2.1倍、1.3倍;N3N30处理残留氮利用率为27.5%,分别是N1N30、N2N30处理的3.8和2.2倍。无论是有标记处理还是无标记处理,肥料氮利用率均随施氮量的增加而降低,15 cm标记处理中,N3处理当季氮肥利用率为45%,是N1处理的3.5倍,N2处理的3.4倍;30 cm标记处理中,N3处理当季氮肥利用率为43.8%,是N1处理的4.2倍,N2处理的3.7倍。说明氮肥施用量降低到传统施氮量的40%,不会明显降低菠菜产量,土壤中残留氮素却得到了充分的利用,明显提高当季氮肥利用率,为蔬菜生产中合理降低氮肥施用,减少无机氮素残留提供理论依据。

不同作物对旱地农田残留硝态氮的利用差异

在黄土高原南部娄土上,通过2a田间试验研究了小麦和苜蓿对土壤中不同累积量的残留硝态氮的利用差异。研究包括0—3 m土壤残留硝态氮累积量(设N1、N2、N3、N4、N5和N6共6个水平,残留硝态氮量依次增加)和作物种类(冬小麦和苜蓿)2个因素,分别采用冬小麦-夏休闲-冬小麦和苜蓿连作种植方式。结果表明,不施用氮肥条件下,冬小麦-休闲-冬小麦轮作周期与苜蓿连作2a内,土壤残留硝态氮的消长有明显差异。在第1季小麦生长期间,小麦的氮素携出量(63.9—130.3 kg/hm2)、氮素携出量占播前残留硝态氮量的比例(18%—27%)及氮素携出量占该生长季硝态氮减少量的比例(29%—62%)均显著高于同期的苜蓿处理。在第2个生长季内,苜蓿的氮素携出量是小麦当季氮素携出量的近6倍,但由于苜蓿固氮作用强烈,至第2生长季结束后,0—3 m土壤硝态氮量与苜蓿播前相比平均只减少了72.4 kg/hm2,而麦田0—3 m土壤硝态氮量与小麦播前相比减少了158.3 kg/hm2。在短期内如果通过种植作物消耗土壤剖面的残留硝态氮,冬小麦比苜蓿更有优势。第1季小麦氮素携出量与小麦播前0—2 m(r=0.920**)和0—3 m(r=0.857*)土层残留硝态氮量呈显著或极显著正相关,与0—1 m土层残留硝态氮量没有显著相关性;第1生长季苜蓿氮素携出量与播前0—1 m土壤硝态氮累积量呈显著正相关关系(r=0.846*),而与0—2 m和0—3 m土壤硝态氮累积量的相关性并不显著。小麦比苜蓿能利用更深土层中的硝态氮。随着播前0—3 m土壤残留硝态氮的增加,小麦和苜蓿地上部氮素携出量呈增加的趋势,硝态氮表观损失也显著增加。

耕作方式对旱作区麦-玉轮作体系小麦产量、氮素利用和土壤硝态氮残留的影响

为筛选适合黄河中游旱作区麦-玉轮作体系小麦生产的耕作方式,2019年10月至2022年6月在洛阳市小浪底镇进行定位试验,设置深松(SS)、翻耕(PT)和旋耕(RT)3种耕作方式,研究了小麦产量特性,氮素积累分配转运特性及利用效率和0~200cm土层硝态氮残留量.3年中SS较RT和PT显著提高了产量、穗数和穗粒数,但降低了千粒质量.PT较RT提高产量和穗数,但对穗粒数和千粒质量的影响存在年际差异.SS不仅增加了越冬至成熟期各时期的地上部氮素积累量,而且可提高花前氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率,最终使蛋白质产量较RT和PT分别提高17.90%~23.56%和7.92%~12.98%,氮肥偏生产力提高5.63%~15.89%和3.09%~11.00%,成熟期0~200cm土壤硝态氮残留量显著降低7.39%~21.24%和4.76%~23.04%.综上,SS不仅能提高小麦产量,而且能促进氮素积累、转运和利用,降低土壤硝态氮残留量,是黄河中游旱作麦-玉轮作区实现小麦高产高效和环境友好的耕作方式.

控释掺混肥对麦玉轮作体系农田温室气体排放和硝态氮残留的影响

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF1)、含50%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含70%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF2)共5个处理,对比分析了不同处理的冬小麦、夏玉米及周年产量、温室气体排放和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P<0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了1.4%~3.0%、1.9%~3.4%和1.6%~3.1%(P>0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的土壤N_(2)O周年排放总量较FFP处理显著降低了27.7%~34.6%(P<0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势(GWP)(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的周年GWP较FFP处理降低了4.2%和5.7%,其中CRBF2处理差异显著(P<0.05)。施氮降低了麦玉轮作体系的周年温室气体排放强度(GHGI)。CRBF1和CRBF2处理的周年GHGI较FFP处理降低了5.6%~8.6%(P>0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的100~200 cm土层硝态氮残留降低30.6%~34.3%(P<0.05),减少了硝态氮淋失风险。综上所述,控释掺混肥在稳定作物产量、减少温室气体排放和土壤硝态氮残留方面具有积极作用,研究结果可为麦玉轮作体系的轻简高效氮肥管理提供数据支持和理论支撑。

旱地小麦不同栽培条件对土壤硝态氮残留的影响

在陕西渭北旱塬进行了2a田间试验,研究不同栽培模式、施氮量和小麦种植密度对旱地硝态氮残留的影响.结果表明,种植小麦2a后0～200 cm土壤剖面中残留硝态氮58.6～283.9kg/hm2,数量可观,短期内在渭北旱塬深厚的土壤中不会对地下水造成威胁,但夏季休闲期间容易下迁至作物无法吸收的土壤深度.与常规无覆盖模式相比,地膜覆盖和垄沟种植显著提高了作物对氮素的吸收,但同时也增加了土壤0～200 cm的硝态氮残留,这与地膜覆盖导致有机氮矿化增加有关;秸秆覆盖对作物氮素吸收和硝态氮残留均没有明显影响.施氮量低于120kg/hm2时,各种栽培模式土壤剖面残留硝态氮的分布差异较小,只有地膜覆盖和垄沟种植处理在土壤表层有少量硝态氮累积;施氮量为240 kg/hm2时,无覆盖和秸秆覆盖土壤60～120 cm深度都有明显累积峰,地膜覆盖和垄沟种植土壤残留硝态氮则在60 cm以上土层累积较多.小麦种植密度也影响了各种栽培模式土壤硝态氮及其分布特点.垄沟种植条件下,从土壤表层到200 cm的深层,垄上土壤残留硝态氮均显著高于沟内土壤;上层差异最大,随着土壤深度的增加其差异逐渐降低;随着施氮量的增加,这种差异显著增大;随小麦种植密度的增加则显著降低.随着施氮量增加,小麦吸氮量和土壤中残留硝态氮量均显著提高;施氮增加的残留硝态氮占施氮量的0.3%～44.6%.垄沟种植模式施氮增加的残留硝态氮最多,地膜覆盖处理次之,垄沟种植处理垄上土壤增加量远远高于沟内土壤.施氮量提高1倍,增加的残留硝态氮量平均提高了3倍多.提高小麦种植密度,施氮增加的残留硝态氮平均减小13.2 kg/hm2.由于种植密度增加显著提高了小麦对氮素的吸收,因此硝态氮残留有降低的趋势.其中,秸秆覆盖模式80～140 cm土层降低显著;地膜覆盖条件下高密与低密残留硝态氮的差异主要在深层;垄沟模式中,低密度种植硝态氮残留量在整个土壤剖面都高于高密度处理;而无覆盖条件下,残留硝态氮则随种植密度的提高呈增加趋势.

不同栽培模式对小麦—玉米轮作体系土壤硝态氮残留的影响

在陕西关中地区研究了有限灌溉与旱地蓄水保墒栽培相结合的不同栽培模式和施氮量对冬小麦-夏玉米轮作体系中硝态氮残留的影响。结果表明，种植五季作物后不同栽培模式0—200cm土壤剖面残留硝态氮平均在218～329kg／hm^2之间，且残留的硝态氮主要集中在100-200cm土层。不同栽培模式相比，垄沟模式0—200cm土层的硝态氮残留量最高。随着种植年限和施氮量的增加，0-200cm土层硝态氮残留量随之显著增加。施用240kg／hm^2氮肥，第五季作物收获后0—200cm土层硝态氮的残留量达477kg／hm^2；从第三季作物收获到第五季作物收获，残留硝态氮的增加量占这一时期氮肥施用量的比例高达51．6％。种植作物五季后，常规、节水和覆草模式在0—80cm土层硝态氮残留量相对较低，而80cm以下土层硝态氮残留量随着施氮量的增加明显增加。垄沟栽培模式在0—200cm土壤剖面残留硝态氮的量随施氮量增加显著增加，且在0—120cm土层硝态氮残留量明显高于其它模式。

旱地春玉米地表覆盖对土壤硝态氮残留的影响

在山西晋中旱塬进行了6年定点定位田间春玉米试验,研究了旱地不同地表覆盖栽培模式对土壤硝态氮残留累积的影响。结果表明,不同覆盖耕作处理对春玉米吸氮量有显著影响,地表覆盖处理春玉米吸氮量均显著高于无覆盖处理,比无覆盖处理增加10.04%-26.29%;种植春玉米6a后,无覆盖（CK）、渗水地膜覆盖（S）、渗水地膜与行间秸秆覆盖（SJ）、普通地膜覆盖（P）、普通地膜与行间秸秆覆盖（PJ）和秸秆覆盖（J）处理中0—300cm土层硝态氮储量依次为818.32,555.42,450.25,421.49,511.49,399.96kg/hm2,CK处理NO3--N主要分布于60-220cm土层,S、SJ、P、PJ和J处理NO3--N主要分布于160—300cm土层;不同降水年型,地表覆盖均能降低氮素在土壤中的累积,但其累积深度有所不同;干旱年份,地表覆盖处理增加0—100cm土层土壤硝态氮的累积,有效降低深层土壤硝态氮的累积;丰水年,地表覆盖处理增加了深层土壤中的硝态氮累积,甚至部分肥料氮已被淋洗到玉米根区以外。因此,应采取合理的覆盖耕作措施减少土壤剖面中NO3--N的累积量。

渭北旱塬小麦不同栽培模式对土壤硝态氮残留的影响

在陕西渭北旱塬进行了4年田间小麦试验，研究了旱地不同栽培模式、施氮量睇Ⅱ种植密度对土壤硝态氮残留累积的影响。结果表明，种植小麦4年后，0-200cm土壤剖面中残留硝态氮为29．87-462．59kg／hm0，且主要积累在80-160cm土层，土壤氮库不仅明显．且残留比前3年土壤剖面显著下移（前3年主要累积在100cm），差异达显著和极显著水平；不同栽培模式和种植密度0-200cm土层硝态氮残留累积规律及其小麦籽粒吸氮量基本相似，排序均为：地膜覆盖〉常规种植〉秸秆覆盖〉垄沟种植；随施氮量的增加土壤硝态氮残留量也相应增加．N0处理0-200cm土壤平均硝态氮残留量为57．69kg／hm^2．N120处理平均为97．04kg／hm^2，虽然高于无氮处理，但两者差异未达到显著水平．N240处理平均为355．43kg／hm^2，比前者增加的幅度更大，其差异达到极显著水平。因施氮肥而增加的土壤硝态氮残留量为14．9～401．18kg／hm^2．平均占4年施氮量的19．59％，其中地膜覆盖占26．07％，常规种植占20．98％，秸秆覆盖占17．46％，垄沟种植种植占13．87％。

蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留

在不同季节对 1 1类、48种蔬菜的测定表明 ,硝态氮含量高于 3 2 5mg·kg- 1,达到 4级污染水平的有 2 0种 ,占调查总数的 41 7% ,包括全部叶菜类、部分瓜类、根菜类和葱蒜类蔬菜 .其中硝态氮含量高于 70 0mg·kg- 1,超过 4级污染水平的有 5种 ,均为叶菜类蔬菜 .叶菜硝态氮累积虽为严重 ,但其中部分蔬菜叶片的硝态氮含量却低于 3级污染水平 .对不同类型菜地和农田土壤的测定发现 ,菜地 0～ 2 0 0cm各土层的硝态氮残留量均高于农田土壤 ,常年露天菜地 2 0 0cm土层的硝态氮残留总量为 1 3 5 8 8kg·hm- 2 ,2年大棚菜田为 1 41 1 8kg·hm- 2 ,5年大棚则达1 5 2 0 9kg·hm- 2 ,而一般农田仅为 2 45 4kg·hm- 2 .菜地土壤的硝态氮残留严重威胁菜区地下水环境 .

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。

旱地土壤硝态氮残留淋溶及影响因素研究

在我国北方旱地,施入土壤而未被作物吸收利用的肥料N,主要以NO3--N的形式残留于土壤中。残留的NO3--N如不及时被作物吸收利用,在降水或灌水的作用下,会淋入土壤深层,或随径流进入地表水体,或经反硝化形成N2O进入大气,对土壤、水体和大气环境构成严重威胁。本文分析了旱地农田生态系统中,NO3--N在土壤剖面的残留淋溶与施肥、灌溉/降水、耕作、土壤、植物等因素的关系。提出在今后的研究工作中应特别注意的问题:①建立长期定位试验,确定NO3--N淋溶阈值,评价和预测NO3--N残留和淋失的趋势;②优化作物栽培和养分资源管理措施,提高作物利用土壤NO3--N的能力;③改进N肥施用技术,加强N素管理,防止NO3--N在土壤中大量累积。

耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

【目的】明确旱地小麦增产提质和环境友好协同的耕作与氮肥组合模式。【方法】2016—2017年(欠水年)和2017—2018年(丰水年),在豫西典型旱地小麦种植区设置夏闲季深松(ST,麦收后2周左右并隔年进行)和翻耕(PT,传统的7月底8月初等雨连年进行)2种耕作方式为主处理和小麦播种前施氮0(N0)、120 kg·hm^(-2)(N120)、180 kg·hm^(-2)(N180)和240 kg·hm^(-2)(N240)4个氮肥用量为副处理的二因素裂区田间定位试验,研究其对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量及其产量、植株氮素吸收利用和收获期0—200 cm土层硝态氮残留的影响。【结果】降水年型、耕作方式和氮肥用量及后二者互作对旱地小麦拔节后氮素积累量、籽粒产量、蛋白质产量、氮效率和土壤硝态氮残留量均有显著影响。深松与翻耕相比,显著提高了拔节后植株氮素积累量、花前氮素转运量及N240下的氮收获指数,不同氮肥处理的平均氮肥吸收效率、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力分别显著提高8.6%—15.3%、23.9%—86.5%、8.1%—26.1%和9.1%—20.3%,最终在不降低籽粒蛋白质含量的同时,使产量在欠水年和丰水年分别提高11.9%和12.4%,蛋白质产量提高12.4%和13.5%,收获期0—200 cm土层硝态氮残留量降低11.9%和25.4%。相同耕作方式下,随着氮肥用量的增加,植株氮素积累量、花前氮素转运量、花后氮素对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量和收获期土壤硝态氮残留量显著增加,花前氮素对籽粒的贡献率、氮素籽粒生产效率、氮肥吸收效率和氮肥偏生产力逐渐降低,氮肥农学效率、氮肥利用率、籽粒产量和蛋白质产量的变化因降水年型和耕作方式而异。从互作效应看,两年中STN240处理的植株氮素积累量最高,其产量和蛋白质产量(除欠水年与ST180处理外)、蛋白质含量(除丰水年与PTN240处理外)均显著高于其他处理,氮肥利用率及其丰水年的氮肥农学效率不低于或显著高于翻耕下的所有施氮处理,收获期的土壤硝态氮残留量较PT240处理降低16.4%。从整体效应看,翻耕配施氮肥180 kg·hm^(-2)可获得最高的籽粒产量以及较优的蛋白质产量、氮肥农学效率和氮肥利用率;深松配施氮肥240 kg·hm 2可通过深松提高氮效率并降低土壤硝态氮残留,通过增加氮肥用量提高蛋白质含量,最终使产量和蛋白质产量较其他处理分别提高2.6%—45.0%和7.3%—81.4%。【结论】深松有利于提高旱地小麦产量、蛋白质产量和氮效率,降低土壤硝态氮残留,但其适宜的氮肥用量高于翻耕。翻耕配施氮肥180 kg·hm^(-2)是兼顾高产高效,深松配施氮肥240 kg·hm^(-2)是兼顾高产优质高效和低硝态氮残留的耕作与氮肥组合。

氮磷钾平衡施肥对作物收获后土壤硝态氮残留的影响

基于田间试验,探讨不同氮、磷、钾配施水平下,内蒙古河套灌区作物收获后土体中残留硝态氮的变化规律,分析施肥量与硝态氮累积量的关系。结果表明,中氮及以上施氮水平(N≥160kg/hm2)下,小麦收获后40～60cm土层中产生硝态氮累积现象;高氮及以上施氮水平(小麦N≥240kg/hm2;向日葵N≥360kg/hm2)、磷钾缺素处理下,小麦、向日葵收获后可能在160cm以下土层产生硝态氮累积现象,对地下水环境造成污染;适量氮、磷、钾肥配施能够有效提高作物对氮肥的吸收,降低土体中硝态氮的残留;作物收获后,土壤硝态氮残留主要累积在0～40cm土层,当地施肥量可进一步削减。

施氮水平对芥菜生长及土壤硝态氮残留的影响

利用田间小区试验,研究不同氮用量水平(0、112.5、225、337.5kg/hm2)对芥菜生长、养分吸收利用、品质以及土壤硝态氮残留、累积的影响。结果表明,施氮显著增加芥菜产量、促进芥菜植株对氮、磷、钾养分的吸收,且随氮用量增加,芥菜产量和养分吸收量呈增加趋势。芥菜植株氮肥利用率随氮用量增加而降低。施氮明显提高芥菜地上部可溶性糖、维生素C含量及硝酸盐含量,但随氮肥用量的增加,芥菜可溶性糖含量显著降低,硝酸盐含量有增加趋势,维生素C含量没有显著变化。不同处理土壤硝态氮主要分布于0～40cm土层,随土层深度增加,硝态氮含量总体呈现下降趋势。施氮显著增加菜地土壤0～100cm土层硝态氮残留累积量,且硝态氮累积量随氮用量增加显著提高。从兼顾芥菜产量、氮肥有效利用及减轻氮对环境污染等角度考虑,芥菜以225kg/hm2的施氮量较为适宜。

高羊茅草坪上不同缓控释氮肥土壤硝态氮残留与淋失研究

为了研究不同种类缓控释氮肥在高羊茅草坪土壤中硝态氮的运移,通过渗滤池和小区相结合的方法,研究筛选适合高羊茅草坪的环境友好的新型肥料。结果表面:不同种类的缓控释氮肥处理比尿素处理均能减少土壤硝态氮含量和淋溶量。而且在0～90cm土层中,PCU60处理比PCU30和IU处理减少硝态氮含量及降低淋溶效果更明显。综上所述,缓控释氮肥可有效降低硝态氮在土壤中的含量及淋失,是一种环境效益突出、应用前景广泛的新型肥料。

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照(CK)、常规氮磷钾化肥(NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分(SOR)3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。【结果】与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%~16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%~20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年(2015和2017年)及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年(2016年)及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年(2015—2016、2016—2017、2019—2020)及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm^(2),其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm^(2),其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。【结论】无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。

滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响

【目的】通过水肥管理达到减少温室土壤硝态氮残留、维持土壤质量的目的,探求温室土壤硝态氮残留与水肥用量的关系。【方法】在滴灌施肥条件下,以灌水量和氮、磷、钾及有机肥用量为试验因素,根据当地日光温室番茄长季节栽培实际中的水肥用量,设计各试验因子的水肥水平,采用五元二次通用旋转组合设计进行试验。拉秧后测定耕层土壤硝态氮量,建立土壤硝态氮量与水肥因子间的数学模型,据此分析了各单因子效应及二因素的耦合效应。【结果】施氮量对土壤硝态氮残留量影响最大,施磷量、灌水量和施钾量次之,有机肥用量最小。当其他因子为0水平时,土壤硝态氮残留量随氮肥用量的增多而增加,随施磷量呈开口向上的抛物线变化,随灌水量、施钾量以及有机肥用量呈开口向下的抛物线变化。灌水量及氮、磷、钾和有机肥用量对土壤硝态氮残留产生的影响程度随其他因子的水平而变,存在明显交互作用。模型寻优显示:灌水量455.1～471.5 mm,施氮量532.3～586.5 kg/hm2,施磷量420.8～466.4 kg/hm2,施钾量646.1～723.5 kg/hm2,有机肥用量25.6～27.9 t/hm2,耕层土壤硝态氮量可维持在100～150 mg/kg的较低水平。【结论】温室菜地土壤硝态氮残留量相对较大,可以通过优化水肥用量来减少土壤硝态氮的残留,故在滴灌施肥条件下仍需严格控制水肥用量。

减氮覆膜对黄土旱塬小麦产量及硝态氮残留的影响

通过连续2 a(2016—2018年)的大田试验,研究了3种不同处理(农户模式、减氮测控施肥、减氮测控施肥+垄膜沟播)对旱地冬小麦产量、经济效益以及土壤中硝态氮残留、有效磷和速效钾含量的影响。结果表明,与农户模式相比,在减少氮素40%左右、适当增加磷钾肥投入的情况下,减氮测控施肥处理小麦产量与经济效益并无明显降低,而减氮测控施肥+垄膜沟播处理具有明显的增产效果;减氮测控施肥和减氮测控施肥+垄膜沟播处理均可有效降低0~200 cm土壤中硝态氮残留,且0~40 cm土壤中有效磷和速效钾含量有明显提高,其中,减氮测控施肥基础上进行垄膜沟播效果更好。研究结果可为黄土旱塬麦田科学合理减肥增效提供理论依据。

控释尿素施用比例对旱地春玉米产量及土壤硝态氮残留量的影响

【目的】探讨控释尿素施用比例对春玉米产量和土壤硝态氮残留的影响,为研究区氮肥的科学施用及减少环境风险提供科学依据。【方法】于2017-2019年在黄土高原南部旱地春玉米上开展了3年的原位试验,试验中总氮施用量为200 kg/hm 2,按照氮肥中控释尿素的施用比例,设置不施氮对照(CK)、控释尿素0%+普通尿素100%(NC0)、控释尿素35%+普通尿素65%(NC35)、控释尿素50%+普通尿素50%(NC50)、控释尿素65%+普通尿素35%(NC65)5个处理,研究控释尿素施用比例对玉米产量、土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)含量以及硝化潜势、硝态氮残留量的影响。【结果】与CK相比,施用氮肥显著增加了春玉米产量。施用不同比例控释尿素可对春玉米产量产生不同的影响,其中当控释尿素施用比例为50%(NC50)时,春玉米产量与NC0处理无显著差异;但当控释尿素施用比例为35%(NC35)和65%(NC65)时,春玉米产量较NC0处理分别显著降低了5.76%和14.39%。5个处理中,NC50处理0~20和20~40 cm土层的SMBC和SMBN含量均最高,与NC0处理相比其SMBC和SMBN含量分别显著增加了14.7%,23.5%和11.9%,41.6%。与CK相比,施用氮肥可以显著增加土壤硝化潜势(P<0.05)。与NC0处理相比,施用控释尿素处理0~20和20~40 cm土层的土壤硝化潜势分别下降了6.8%~22.3%和17.5%~41.3%,且2个土层均以NC50处理土壤硝化潜势的降低幅度最大,其与NC35和NC65处理的差异均达显著水平。与NC0处理相比,NC65、NC50和NC35处理0~300 cm土层中硝态氮残留量分别显著降低了17.89%,27.16%和34.96%。【结论】施用控释尿素可以减缓土壤硝化潜势,减少0~300 cm土层中硝态氮残留量,降低土壤中硝态氮淋溶累积风险,是调控土壤氮素淋溶的有效措施,在黄土高原南部春玉米连作区适宜推广的控释尿素配施比例为50%左右。

施肥措施对旱地小麦产量与土壤硝态氮残留的影响

为明确不同施肥措施在旱地小麦生产上的作用及最佳肥料施用技术,在山西洪洞县进行了4种施肥措施(农户施肥、测控施肥、有机肥无机肥配施和菌肥无机肥配施)条件下的田间试验,研究了其对土壤硝态氮残留、肥料残留及产量的影响。结果表明,有机肥无机肥配施与菌肥无机肥配施这2种施肥措施显著提高了小麦的生物产量和经济产量;小麦生长的土壤硝态氮当季残留主要分布在土层的0~100 cm,且在各施肥措施下其大小顺序为:农户施肥>测控施肥>有机肥无机肥配施>菌肥无机肥配施,测控施肥、有机肥无机肥配施及菌肥无机肥配施措施下土壤的当季硝态氮残留分别比农户施肥降低了19%,48%和55%;同时,0~200 cm土层来源于农户施肥、测控施肥、有机肥无机肥配施、菌肥无机肥配施当季肥料的硝态氮残留率分别为35.87%,31.41%,22.93%和18.26%。菌肥无机肥配施、有机肥无机肥配施处理下可以显著提高小麦的产量和N肥利用率,并且可明显降低土壤中硝态氮的残留,因此,这2种施肥措施适宜在旱作小麦种植区大力推广应用。