南方山地丘陵区考虑水稻产量和生态安全的容许施氮量

为了研究南方山地丘陵区水稻种植过程中的容许施氮量,确保水稻产量、生态安全和提高氮肥利用效率,通过在福建(FJ)、四川(SC)、云南(YN)和江西(JX)4个试验点开展田间试验,分析了施氮量、水稻产量、氮素表观利用率、氮素表观损失和田面水总氮的相互关系。结果表明随施氮量的增加,各试验点的水稻产量呈一元二次函数变化,当施氮量为184.7(FJ)、185.98(SC)、288.8(YN)和249.5(JX)kg/hm2时,4个试验点的水稻产量达到最高,分别为5.47、11.24、9.9和4.42t/hm2。氮素表观利用率随施氮量的增加呈Sigmoidal函数递减。当施氮量为135、155、225和185kg/hm2时,FJ、SC、YN和JX试验点的氮素表观利用率出现拐点;田面水总氮随着氮素表观损失量的增加呈指数函数增加,当FJ、SC、YN和JX的施氮量超过180、225.5、236.3和270kg/hm2时,引起田面水总氮迅速增加,分别增加了50.9%、53.3%、90.6%和93.4%。根据容许施氮量确定的原则,通过对各指标相互关系的分析,确定了兼顾水稻产量、氮素利用率和环境安全的容许施氮量,福建、四川、云南、江西的容许施氮量为135～180.0、155～185.98、225～236.3和185～249.5kg/hm2,相应水稻产量为5.38～5.46、11.19～11.24、9.77～9.81、4.36～4.42t/hm2。该研究可为南方山地丘陵区水稻种植过程中合理的氮肥使用量提供参考。

实现黑土玉米高产和养分高效的控释氮肥与尿素掺混比例

【目的】控释氮肥与普通尿素配合施用是东北黑土区实现轻简化施肥的有效技术途径之一。研究控释氮肥与普通尿素适宜的掺混比例,以实现氮肥一次性施用获得高产高效和可持续利用。【方法】于2017—2019年在吉林省公主岭市,以玉米品种‘富民108’为试材,在施N 210 kg/hm^(2)条件下,共设置6个普通尿素与控释氮肥掺混比例处理,分别为:10∶0(RU)、8∶2(CRU20%)、6∶4(CRU40%)、4∶6(CRU60%)、2∶8(CRU80%)、0∶10(CRU100%),并以不施氮肥(N0)为对照。于玉米主要生育期调查植株生物量、氮含量和土壤无机氮含量,并于成熟期测定产量及其构成因素,计算作物氮积累量、氮素利用率和土壤-作物系统氮素平衡状况。【结果】控释氮肥与普通尿素掺混各处理玉米穗粒数和百粒重均高于RU处理,显著提高了玉米产量(P<0.05),其中以CRU60%处理增幅最高,3年平均产量提高了17.3%。与RU处理相比,控释氮肥与普通尿素掺混显著提高了玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量,增加了开花期至成熟期氮素积累及其占总生育期氮素积累比例,进而提高了玉米开花后氮素积累对籽粒氮的贡献率。控释氮肥与普通尿素掺混各处理氮素回收率、农学利用率和偏生产力均随控释氮肥比例的增加呈先增后减趋势,其中以CRU60%处理最高,较RU处理分别提高36.1%、66.9%和17.3%。土壤-作物系统氮素平衡状况表明,氮素表观损失量随控释氮肥比例的增加先降后升,以CRU60%处理氮素表观损失量最低,较RU处理降低了28.8%。将控释氮肥与普通尿素掺混比例与产量、氮素利用率、土壤无机氮含量和氮素表现损失量分别进行拟合,得出当控释氮肥的掺混比例为63.4%时,玉米理论产量最高,为11059 kg/hm^(2),相对应的氮素回收率为42.4%、农学利用率为17.1 kg/kg、偏生产力为53.2 kg/kg;土壤无机氮含量为20.8 mg/kg;3年累计氮素表观损失量为223.1 kg/hm^(2);其结果与得到最高产量处理(CRU60%)相对应的玉米产量、土壤无机氮含量和氮素利用率结果相近。以理论最佳控释氮肥比例的95%作为置信区间,求得适宜控释氮肥掺混比例为61%~67%。【结论】在东北黑土区,60%控释氮肥与40%普通尿素配合一次施用可提高玉米生育后期土壤无机氮供应能力,促进玉米氮素吸收,进而显著提高玉米产量和氮素利用率,并降低氮素损失量。

不同炭化温度生物质炭对不同质地植烟土壤铵态氮含量的影响

[目的]研究不同温度(360和500℃)处理下的生物质炭与土壤质地(壤土和砂土)对0~30 cm土层铵态氮含量动态变化及土壤-烟株体系氮素表观损失量的影响,旨在探讨利用生物质炭改良植烟土壤技术途径。[方法]用蒸渗仪种植烟草,研究8种处理(RCK1:壤土,不施肥;RCK2:壤土,施化肥;RT1:壤土,施化肥,施360℃生物质炭;RT2:壤土,施化肥,施500℃生物质炭;SCK1:砂土,不施肥;SCK2:砂土,施化肥;ST1:砂土,施化肥,施360℃生物质炭;ST2:砂土,施化肥,施500℃生物质炭)不同土层NH_4^+-N含量的动态变化,并分析氮素表观损失量。[结果]在砂土中,低温炭处理显著提高了0~30 cm土层NH_4^+-N含量平均值,比对照高22.32%,其中0~10 cm土层NH_4^+-N含量增加显著,为36.88 mg·kg-1,比对照增加了31.82%;高温炭处理显著减少了0~30 cm土层NH_4^+-N含量平均值,比对照低10.79%,其中0~10 cm与10~20 cm土层NH_4^+-N含量均降低。在壤土中,NH_4^+-N含量平均值显著低于砂土。2种生物质炭处理下壤土0~30 cm土层NH_4^+-N含量与对照相比均无显著差异。低温炭与高温炭处理0~10 cm土层NH_4^+-N含量显著低于对照,分别减少了12.17%和25.34%,而10~20 cm土层NH_4^+-N含量分别比对照增加了2.48%和13.38%,20~30 cm土层NH_4^+-N含量分别比对照增加了32.14%和38.84%,且高温炭比低温炭表现更明显。施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更好。各处理(RT1、RT2、ST1、ST2)分别比各自常规施肥对照减少了40.27%、34.10%、68.73%和54.05%(P<0.05)。[结论]在砂土中施用低温炭能增加NH_4^+-N含量,而施用高温炭NH_4^+-N含量减少。在壤土中2种生物质炭均可以使0~10 cm土层NH_4^+-N含量减少,而20~30 cm土层NH_4^+-N含量增加。施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更显著。

施氮量对再生水灌溉番茄根际土壤供氮能力影响

为了探明施氮量对再生水灌溉设施番茄根际土壤供氮能力的影响,通过田间小区试验,对不同施氮处理番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮、番茄生物量和产量、氮肥偏生产力、表观氮素损失量及土壤供氮能力进行了对比分析。研究结果表明,氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮保持在55mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥偏生产力、作物氮生产力和产量均显著高于常规施氮处理。氮肥追施量控制189～216kg/hm2、辅以再生水灌溉,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移,提高了根际土壤供氮能力,有效削减了0～30cm根层土壤表观氮素损失,保证了番茄关键生育阶段生长对土壤矿质营养需求,显著提高了番茄关键生育阶段氮肥偏生产力和番茄产量。

生物质炭与土质互作对土壤硝态氮含量的动态影响

为探讨生物质炭改良植烟土壤的技术途径,在玻璃温室内,用蒸渗仪种植烟草,研究不同炭化温度(360℃、500℃)的生物质炭与土质(壤土和砂土)互作对植烟土壤0~30 cm土层硝态氮含量动态变化及土壤-烟株体系氮素表观损失量的影响。结果表明:①施用生物质炭能增加土壤硝态氮含量,施用低温炭(360℃)和高温炭(500℃)土壤硝态氮含量较对照分别增加20.58%和8.97%,低温炭比高温炭对硝态氮的持留效果更好;②低温炭对土壤硝态氮的持留作用主要发生在0~10 cm土层,而高温炭主要发生在10~20 cm土层,分别比对照高38.39%和7.37%,均达到显著水平;③施加低温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高16.09%和29.18%,可见施加低温炭对砂土保肥效果的提升高于壤土;而施加高温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高11.03%和4.97%,可见施加高温炭对壤土保肥效果的提升高于砂土;④施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更好。各处理(壤土施化肥+低温炭、壤土施化肥+高温炭、砂土施化肥+低温炭、砂土施化肥+高温炭)分别较各自常规施肥对照的氮素表观损失量减少40.27%、34.10%、68.72%和54.05%,均与对照差异显著。因此,施用生物质炭能增强土壤对硝态氮持留效果,减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更显著,为生物质炭在植烟土壤中的合理施用提供理论指导。