果菜秸秆生物炭吸附设施土壤硝态氮性能与机制研究

在农业生产中,过量偏施氮肥导致的硝酸盐富集是次生盐渍化、酸化等土壤障碍的重要诱因。生物炭因良好的吸附特性逐渐成为缓解盐渍化的土壤调理剂,但果菜秸秆生物炭对硝酸盐等离子的吸附研究鲜见报道。以甜椒、番茄和茄子3种果菜秸秆为原料热解制备生物炭,进行硝态氮吸附试验。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶近红外光谱(FTIR)等技术对生物炭吸附前、后表面形貌、官能团等进行表征分析,利用吸附动力学模型和等温吸附模型等进行拟合分析,综合模型参数和形貌表征解析果菜秸秆生物炭的吸附性能和机制。研究结果表明,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有一定吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,最大理论平衡吸附量为114.788 mg/g,其次为番茄(29.736 mg/g)和甜椒(9.759 mg/g);茄子和甜椒秸秆生物炭吸附性能优于玉米、稻壳等大田作物秸秆生物炭,吸附过程符合准二级动力学模型,受化学键吸附、表面吸附和内扩散吸附过程的控制,番茄秸秆生物炭吸附过程符合准一级动力学模型,主要为物理吸附;FTIR分析显示,3种生物炭均含有羟基、甲基、亚甲基、羧基和羰基官能团,除此之外,甜椒和茄子秸秆生物炭还含有醚键,番茄秸秆生物炭含有醇羟基。因此,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,受孔隙填充、官能团和络合作用等多种理化机制的影响,具有消减土壤次生盐渍化的潜力。本研究对盐渍化土壤修复和果菜秸秆资源化利用具有理论意义。

不同持水量和氮肥形态对丛枝菌根真菌调节柑橘幼苗生长和氮积累的影响

以柑橘幼苗为研究对象,采用分室(分生长室与菌丝室)根箱装置,比较了不同水分处理[60%WFPS(Water-filled pore space);80%WFPS]与两种氮肥形态(NH_(4)^(+);NO_(3)^(-))下,丛枝菌根真菌(CK:无菌丝无根系;AMF:有菌丝无根系;RAMF:有菌丝有根系)对土壤氮含量、植株生物量和氮积累的影响.结果表明:水分水平、氮肥形态和丛枝菌根真菌均显著影响土壤氮含量、柑橘幼苗生物量及植株氮积累量;与60%田间持水量相比,80%田间持水量的土壤硝态氮和总有效氮含量分别降低了26.42%和8.28%,柑橘地上部和总生物量分别显著提高了20.66%和8.93%,柑橘地上部和总氮积累量分别提高了13.57%和6.21%;与添加铵态氮相比,添加硝态氮的柑橘地上部和总氮积累量分别提高了12.59%和5.64%,柑橘地上部和总生物量分别提高了15.68%和9.56%;不同水分和氮形态处理下,AMF均能促进柑橘幼苗生长和植株氮积累;与CK处理相比,AMF处理的地上部和总生物量分别提高了18.57%和15.06%,而RAMF处理分别提高了26.60%和25.48%;AMF处理柑橘地上部和总氮积累量分别较CK处理提高了19.49%和12.88%,RAMF处理分别提高了23.10%和20.10%.因此,不同水分和氮形态下,丛枝菌根真菌与柑橘根系共生均能促进柑橘幼苗生长,提高氮素积累能力.

基质土壤与氮钾配合施用对菜用甘薯品质的影响

探究不同基质土壤中追施不同氮钾肥对菜用甘薯茎尖品质的影响,采用盆栽试验,以湖北主栽菜用甘薯“鄂菜薯10号”为供试材料,在泥炭土、有机基质栽培土、田间土中追施不同氮钾肥处理,测定菜用甘薯在不同处理下可溶性总糖、蔗糖、硝酸盐、总黄酮、总酚等品质指标.结果表明:增施氮肥降低了菜用甘薯茎尖总酚、总黄酮、绿原酸质量分数,提高了蔗糖和硝酸盐质量分数;钾肥降低了可溶性总糖质量分数;3种基质土壤类型对菜用甘薯硝酸盐呈显著正相关性.综合而言,3种基质土壤中田间土种植菜用甘薯总糖和多酚类物质积累最多,泥炭土中氮、钾肥追施量分别为3.22 g/m 2,0.69 g/m 2,有机基质栽培土每次追施钾肥0.69 g/m 2,田间土不施肥时可溶性总糖、蔗糖、总黄酮、总酚、绿原酸等积累效果最佳.

减水减氮对黑土设施茄子产量与土壤剖面氮素盈余的影响

黑土设施蔬菜生产中普遍存在施肥过量和灌水频繁的问题,通过研究减水减氮对黑土设施大棚蔬菜产量、土壤剖面硝态氮累积以及土壤-蔬菜系统氮素盈余的影响,可以为优化黑土设施蔬菜生产中的氮素养分管理技术、减少氮素损失、减轻环境污染提供科学依据。以典型黑土菜地为研究对象,设不施氮肥处理(CK)、常规水肥处理(WF)、80%常规水处理(80%WF)、80%常规肥处理(W80%F)4个处理,研究减水减氮对设施茄子产量、氮素利用效率、土壤剖面硝态氮累积和土壤-蔬菜系统的氮盈余状况的影响。与CK处理相比,WF、80%WF、W80%F处理产量均显著提高。与WF处理相比,W80%F处理茄子产量无显著变化,但80%WF处理茄子产量显著降低6.44%~8.40%;减水减氮处理的果实吸氮量较WF处理无显著变化;与WF处理相比,80%WF处理的氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力显著降低11.00%、56.66%、6.21%,W80%F处理的氮肥农学效率、氮肥偏生产力显著提高11.22%、24.69%;同时,与WF处理相比,80%WF处理的0~100 cm土层的硝态氮累积量显著提高3.90%~7.73%,W80%F处理显著降低3.60%~6.07%,各处理土壤氮素盈余量维持在195.24~234.69kg/hm^(2)。此外,土壤氮素盈余与灌溉量、施氮量和硝态氮累积量显著相关。减水减氮处理可以显著增加0~60 cm土壤中的氮素盈余并将硝态氮有效保存在100 cm内的土层中,减少淋失风险,达到高效生产和减少环境污染的双重目的。

不同覆盖作物对砂姜黑土剖面硝态氮动态的影响

为探究不同覆盖作物整个生育期内[覆盖作物播种后(2021年11月5日)、营养生长期(2022年3月12日)和生殖生长期(2022年5月5日)]砂姜黑土剖面中硝态氮的动态变化,本研究在安徽省龙亢农场典型砂姜黑土区设置压实(Compacted,C)与不压实(Non-compacted,NC)处理,并裂区设置冬季休闲(Con)、苜蓿(Alf)、油菜(Rap)、萝卜+毛苕子混播(Rhv)4个处理,动态监测0~120 cm土层中土壤硝态氮含量、储量和植株地上地下生物量及其氮素积累量。结果表明:整个覆盖作物生长季,Alf、Rap、Rhv处理土壤硝态氮含量持续下降,各处理0~120 cm土层平均分别下降43.3%、53.9%、57.5%。营养生长期与生殖生长期3个覆盖作物处理(除生殖生长期不压实条件下Rhv处理)硝态氮储量均较Con处理降低(P<0.05),且营养生长期的平均降幅(压实52.7%,不压实60.7%)高于生殖生长期(压实40.2%,不压实35.6%)。营养生长期,不压实条件下Alf处理土壤硝态氮储量是Rap和Rhv处理的1.41倍(P<0.05)。生殖生长期,压实与不压实条件下3个覆盖作物处理土壤硝态氮储量间无显著差异。营养生长期,Alf处理地上部生物量和氮素累积量低于Rap处理(P<0.05),地下部生物量和氮素累积量低于Rhv处理(P<0.05);但生殖生长期,Alf处理地上和地下部氮素累积量均显著高于Rap和Rhv处理(P<0.05)。相关分析表明,土壤中硝态氮储量与覆盖作物生物量以及氮素累积量呈负相关(P<0.05),表明覆盖作物对氮的吸收利用是土壤硝态氮下降的主要原因。综上,与Con处理相比,Alf、Rap和Rhv处理均可以有效降低土壤剖面中残余硝态氮,但Alf处理在前期生长缓慢,降低土壤剖面硝态氮的能力低于Rap与Rhv处理。因此,在砂姜黑土区种植油菜或萝卜+毛苕子更有利于降低覆盖作物生长期的硝态氮淋溶风险。

地下水浅埋区层状土壤结构对包气带硝态氮累积和淋失的影响

农业过量施肥造成包气带硝态氮(NO_(3)^(-)-N)累积与地下水NO_(3)^(-)-N污染加剧,明确非均质层状土壤结构对NO_(3)^(-)-N迁移过程的影响对防止地下水硝酸盐污染具有重要意义。华北低平原区非均质层状土壤结构分布广泛,地下水埋藏浅,NO_(3)^(-)-N淋滤路径短,是地下水污染的敏感区域。本研究选择位于河北省沧州市南皮县的3个非均质层状土壤结构剖面(P1:含多个薄黏壤土夹层的无施肥草地;P2:含多个薄黏壤土夹层的农田;P3:含140 cm厚黏壤土夹层的农田)和1个对照剖面(P4:相对均质的粉壤土农田),研究层状土壤结构以及农业施肥对包气带NO_(3)^(-)-N累积与淋失规律的影响。结果表明,NO_(3)^(-)-N累积分布层位与黏壤土层深度和厚度相关,3个非均质层状土壤剖面NO_(3)^(-)-N含量均高于相对均质粉壤土剖面,且非均质农田中P3剖面NO_(3)^(-)-N含量峰值(238 mg∙L^(-1))和累积层厚度(100~250 cm)均最大。2018年雨季8—9月含黏壤土夹层剖面NO_(3)^(-)-N淋失量:P3(319.2 kg∙hm^(-2))<P1(383.9 kg∙hm^(-2))<P2(554.7 kg∙hm^(-2)),说明在雨季含厚黏壤土夹层剖面对包气带NO_(3)^(-)-N淋失的阻控效果显著优于含多个薄黏壤土夹层的剖面(P<0.05)。受层状沉积结构和地下水浅埋深的影响,P2浅层地下水NO_(3)^(-)-N浓度的超标率与平均增长速率(93%和2.14 mg∙L^(-1)∙d^(-1))显著高于P4(21%和0.53 mg∙L^(-1)∙d^(-1))(P<0.05)。研究明确了层状土壤剖面对NO_(3)^(-)-N运移具有阻滞作用且黏壤土夹层越厚阻滞作用越强,地下水NO_(3)^(-)-N浓度受包气带层状土壤结构和地下水埋深二者的综合控制。研究结果可为地下水浅埋区地下水硝酸盐污染防治提供科学依据。

西安市设施菜地土壤硝态氮现状分析

摸清设施菜地土壤硝态氮现状对区域设施菜地氮素管理和设施蔬菜产业可持续性发展意义重大。采取大样本调研方法对西安市设施菜地土壤硝态氮现状进行全面分析评价。结果表明:(1)全市设施菜地土壤硝态氮含量平均值为55.22 mg/kg,丰缺等级属“中等”水平。(2)设施菜地土壤硝态氮含量区域分异较为明显,其中蓝田县设施菜地土壤硝态氮含量平均值最高(92.40 mg/kg),周至县设施菜地土壤硝态氮含量平均值最低(28.10 mg/kg)。(3)随着种植年限的增加,设施菜地土壤硝态氮含量总体呈现出降低趋势,其中1~5年的设施菜地土壤硝态氮平均值最高(57.67 mg/kg)。(4)设施菜地土壤硝态氮含量随土壤质地变化表现出明显的规律性,土壤质地越粗硝态氮含量越低,土壤质地越细硝态氮含量越高。(5)设施菜地土壤硝态氮仅与有效磷之间存在极显著的正相关性,与有机质、碱解氮、速效钾、pH、电导率等均无极显著相关性。综合来看,西安市设施菜地表层土壤暂不存在硝态氮过量累积问题,但在施肥管理过程中需注意降氮和平衡施肥。

海南典型稻菜轮作区和香蕉园氮磷盈余及土壤硝态氮累积

【目的】海南省是我国稻菜轮作和香蕉种植面积较大的省份,农户投入的氮(N)和磷(P)肥远超过了作物的养分需求,对海南生态环境可能造成不利影响。研究海南典型作物体系氮磷输入、输出、盈余及土壤硝态氮累积,为评价其养分损失及环境影响、提高养分管理水平提供科学依据。【方法】2021—2022年选取海南稻菜轮作和香蕉种植典型区域澄迈县为研究区,确定20个稻菜轮作田块和15个香蕉园。采用跟踪记录的方法获取所有地块的化肥施用量、有机肥施用量和秸秆还田方式及还田量等信息。采用跟踪采样的方法测定作物生物量及其养分含量。采用文献调研的方法获取研究区域土壤-作物体系养分沉降和生物固氮等其他来源数据。选取5个旱地香蕉园,采用土钻法采集土壤并测定0—400 cm土壤剖面硝态氮累积量。【结果】海南典型稻菜轮作区氮肥和磷肥投入量分别为1308 kg N·hm^(-2)(化肥和有机肥分别为975和333 kg N·hm^(-2))和515 kg P·hm^(-2)(化肥和有机肥分别为385和130 kg P·hm^(-2)),作物地上部吸氮量和吸磷量分别为248 kg N·hm^(-2)和48 kg P·hm^(-2),稻菜轮作区氮素和磷素盈余分别为1196 kg N·hm^(-2)和484 kg P·hm^(-2)。香蕉园氮肥和磷肥投入量分别为1340 kg N·hm^(-2)(化肥和有机肥分别为1293和47 kg N·hm^(-2))和447 kg P·hm^(-2)(化肥和有机肥分别为442和5 kg P·hm^(-2)),香蕉地上部吸氮量和吸磷量分别为242 kg N·hm^(-2)和23 kg P·hm^(-2),氮素和磷素盈余分别为1271 kg N·hm^(-2)和435 kg P·hm^(-2)。香蕉园0—400 cm土壤剖面硝态氮累积量为1131 kg N·hm^(-2)。【结论】过量施用氮肥和磷肥,导致海南典型区土壤-作物体系存在大量的养分盈余,旱地土壤也累积了大量的硝态氮。海南以较大的养分损失和环境代价生产热带高值水果和蔬菜,未来必须优化农田养分管理措施以保障其生态环境安全。

浅析酸雨对菜园土硝态氮淋失的影响

通过土柱模拟酸雨淋溶试验,研究了施用等复合肥量条件下,不同酸度模拟酸雨以及降雨量对菜园土硝态氮淋失的影响。结果表明,不同酸度模拟酸雨处理下淋滤液硝态氮浓度均随淋溶次数的增加呈不断下降趋势,淋滤液硝态氮浓度最大值为292.9 mg/L(pH=2.0,第1次淋滤液),最小值为93.7 mg/L(pH=6.5,第8次淋滤液)。随着淋洗次数的增加,淋滤液硝态氮浓度降低。试验结果还表明,不同淋洗处理硝态氮的淋失总量均较大,在403.0~649.0 mg之间,其大小顺序为pH 2.0>pH 3.0>pH 4.0>pH 5.0>pH 6.5,随酸雨pH值降低,硝态氮淋失量增大,强酸性降水加剧菜园土中硝态氮淋失。不同淋洗处理对菜园土壤硝态氮累计淋失量的动态变化特征没有大的影响,硝态氮累计淋失量均随着淋溶次数增加不断增大,但不同pH值模拟酸雨对菜园土壤硝态氮的累计量淋失影响很大。

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 .

氮肥施用与蔬菜硝酸盐积累的相关研究

蔬菜是一种容易富集硝酸盐的作物，人体摄入的硝酸盐有８１．２％来自蔬菜，而硝酸盐是强致癌物——亚硝胺的前体物。硝酸盐在一定条件下可转变为亚硝酸盐，对人体有直接破坏血红蛋白中的Ｆｅ２＋等危害。为获高产，不合理地超量施用化学氮肥，使得蔬菜硝酸盐积累量剧增，品质退化。研究表明：筛选出氯化铵、硫酸铵两种氮肥品种，氮素施用剂量以３００ｋｇ／ｈｍ２为临界值；氮肥施用安全始期以施氮后８ｄ为宜；化学氮肥与有机肥料的厩肥、土杂肥配合施用，能有效控制和降低蔬菜硝酸盐的积累，减轻对人体健康危害，并提高蔬菜品质和出口创汇价值。

半干旱地区不同地膜覆盖时期对土壤氮素有效性的影响

在年降水量 4 1 5 mm的半干旱地区黄绵土上 ,以春小麦为供试作物进行大田试验 ,研究地膜覆盖 (包括不覆膜、播种后覆膜 3 0 d、覆膜 60 d和全程覆膜 )对土壤水分、温度和氮素有效性的影响。结果表明 ,覆膜对 2 m土层贮水量基本没有影响 ,能显著提高 0～ 2 0 cm土层的含水量 ;覆膜对 5 cm处土壤温度的影响呈“U”型变化 ,即在作物生长前期和后期影响显著 ,中期影响较小 ;覆膜能增加土壤呼吸和有机氮的矿化 ,因而显著影响土壤剖面中 NO- 3-N的累积 :表现为在收获时覆膜 3 0 d和 60 d处理剖面中 NO- 3-N的累积明显下降 ,而全程覆膜处理剖面中 NO- 3-N的累积显著增加 ,在覆膜的基础上施用氮肥 ,这种作用会更加突出。显然全程覆膜易造成有机质的大量矿化和 NO-

半干旱农田生态系统地膜覆盖的土壤生态效应

在年降水量415mm的黄土高原中部黄绵土和年降水量632mm的黄土高原南部红油土上,分别以春小麦和冬小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖(春小麦设不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜4个水平;冬小麦设不覆膜、播种后覆膜75d、覆膜150d和全程覆膜4个水平)和施氮(春小麦设不施氮和每公顷施氮75kg2个水平;冬小麦设不施氮和每公顷施氮225kg2个水平)对土壤水分、温度、氮素有效性、土壤中CO2和N2O释放量的影响。结果表明,在2年的春小麦试验中,覆膜对2m深土层的贮水量基本没有影响,但能显著提高0～20cm土层的含水量;覆膜对5cm土层土壤温度的影响呈"U"型变化,即在作物生长前期和后期影响显著,中期影响较小;覆膜后虽然土壤微生物体氮有下降趋势,但由于覆膜能够增加土壤呼吸和有机氮的矿化,从而显著影响收获后0～100cm土层中NO-3-N的累积。从2个施氮水平和底墒平均值看,1999年覆膜30,60d和全程覆膜(126d)处理土层中累积的NO-3-N分别比不覆膜的对照增加-23.0,-10.1和49.7kg/hm2;2000年覆膜30,60d和全程覆膜处理土层中累积的NO-3-N分别比不覆膜的对照增加4.6,-5.0和8.2kg/hm2。可见,全生育期覆膜能够显著增加作物收获后土壤剖面中的残留NO-3-N。不同覆膜进程对作物收获后土壤剖面中的矿质氮,特别是NO-3-

不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响

利用盆栽试验，研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明，施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍，但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时，蔬菜生长受到抑制，生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高，两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时，根的硝态氮含量大于茎叶，茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶，茎小于叶;无论施氮与否，叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析，可以看出，增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性，但硝态氮的还原作用仍小于吸收，从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且，随氮肥用量增加，硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高，使硝态氮含量迅速升高。

三种集约化种植体系氮素平衡及其对地下水硝酸盐含量的影响

选取中国北方3种重要的集约化种植体系小麦 玉米轮作、大棚蔬菜和果园,研究了3种体系年度氮素输入输出关系、土壤硝酸盐的累积、不同体系地下水硝态氮含量的动态变化.结果表明,大棚蔬菜年度化肥氮、有机肥氮、灌水带入的氮和总氮输入量分别为135. 8、1881、4 0 2和36. 5 6kg·hm-2 ,分别为小麦 玉米田的2 5、37. 5、83. 8和5 . 8倍,为果园的2 .1、10 . 4、6. 8 2和4 . 2倍.不同系统降水输入的氮在14 2～18 9kg·hm-2 之间.3个体系氮输出量分别为2 80、32 9和12 1kg·hm-2 .氮素年度盈余分别为349、332. 7和74 .6kg·hm-2 .0～90cm土层硝态氮累积量分别为2 2. 1～2 .75、1173和6 13kg·hm-2 ,90～180cm土层硝态氮累积量分别为2 .13～2. 4 2、10 .32和976kg·hm-2 .在0～180cm剖面中,小麦玉米田各层土壤硝态氮处于相对均一分布,大棚蔬菜以表层最高,30cm以下各层也远高于大田,果园土壤硝态氮累积随土壤深度而增加.3种体系均表现出硝酸盐的明显淋洗.大棚蔬菜区浅井地下水硝态氮含量99%超过了10mg·L-1.而大棚深井和果园浅井超标率均为5 % ,小麦 玉米深井为1% .大棚蔬菜区地下水硝态氮含量与井深呈指数函数降低关系.

亚热带主要耕作土壤硝态氮淋失特征试验研究

本文选取红壤、水稻土、潮土、黄棕壤和紫色土等我国亚热带地区的主要耕作土壤为研究对象,采用土柱模拟试验,研究了土壤氮素累积与硝态氮迁移的动态特征,并对氮素的淋失风险进行了定量评价和预测。结果表明,硝态氮在土壤中的淋失过程可分为两个明显阶段,即高浓度快速降低阶段和低浓度缓慢降低阶段。硝态氮淋失过程存在明显的拐点,该点对应的累积入渗量(拐点入渗量)变化范围为38.1～219.7 mm,且随土壤硝态氮含量的增加呈幂函数关系增加,表明随硝态氮含量的增高,其淋失风险呈加速增大的趋势。硝态氮淋失强度随土壤硝态氮含量的增加呈显著的线性变化趋势。初步估测,我国亚热带地区在年降水入渗量700 mm和土壤硝态氮累积水平为N 20 mg/kg的条件下,表层土壤(0—20 cm)的硝态氮年平均淋失量为N 484.9 kg/hm2,土壤间的变异系数(CV%)为26.5%。土壤硝态氮含量是影响硝态氮淋失强度的决定因素,其它土壤性质的影响均相对较小,因此,控制土壤氮素累积和化肥施用水平是降低其淋失风险的关键环节。

长期施肥下黄土旱塬黑垆土供氮能力的变化

【目的】本研究以36年长期定位试验为依托,分析了不同施肥处理对黄土旱塬区黑垆土全氮、碱解氮、微生物氮以及硝态氮和铵态氮的影响,以期为黄土旱塬区耕地质量的提高和农业可持续发展提供理论依据。【方法】田间试验始于1979年,设6个施肥处理,即不施肥(CK);单施氮肥(N);氮磷配合(NP);秸秆还田加氮磷肥(SNP);单施农家肥(M);农家肥加氮磷(MNP),试验基本为4年冬小麦-2年春玉米的一年一熟轮作制。于每年作物收获后以20 cm为间隔分层采集各处理0-100 cm土层土壤样品测定其土壤全氮、碱解氮、微生物氮以及硝态氮和铵态氮含量。【结果】长期施用有机肥能够明显提高旱塬区农田耕层土壤氮的总贮量,M和MNP处理的耕层土壤全氮含量较试验开始时提高了34.0%和42.7%;长期施有机肥能提高土壤中氮素养分的供应能力,SNP、M和MNP处理耕层土壤碱解氮含量比CK分别提高27.1%、34.2%和65.0%,比N处理提高了28.5%、35.7%和66.8%,比NP提高19.8%、26.5%和55.5%;长期施有机肥能够显著增加土壤有效氮的活性库,SNP、M和MNP处理的耕层土壤微生物氮比CK分别提高了217.0%、147.6%、120.2%;SNP、M和MNP处理能够有效减少土壤剖面中硝酸盐淋溶和深层累积,长期不施肥和单施化肥0-20 cm耕层NO_3^--N含量显著减少,相对MNP减少了58.3%~61.7%,长期单施氮肥土壤剖面深层硝态氮累积量最大在80-100 cm处硝态氮量达到23.98 kg/hm2,是NP处理的近7倍、MNP处理的51倍,长期施用有机肥和秸秆还田大幅度提高了0-20 cm耕层土壤硝态氮含量,降低了NO_3^--N向深层的转移,80-100 cm土层NO_3^--N含量不足0.5 mg/kg;长期单施氮肥0-100 cm剖面各层NO_4^--N含量均高于其它处理。【结论】长期施用农家肥、农家肥与氮磷肥配施、秸秆还田与氮磷肥配施既能增加旱地农田耕层土壤氮库,又能提高土壤中氮素养分的有效性和供应能力、扩大土壤有效氮的活性库,同时又可减少NO_3^--N向土壤深层的淋移和累积,使土壤中更多的NO_3^--N保留在耕层,耕层土壤矿质氮的蓄保能力增强,提高肥料利用率高,是黄土旱塬耕地质量提高和农业可持续发展的科学施肥方式。

菜地和一般农田土壤主要养分累积的差异

选取不同类型菜地和一般农田 ,测定了 0～ 2 0 0cm土壤剖面的有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾等主要养分含量及其分布 .结果表明 ,菜地土壤中养分大量累积 ,其中硝态氮和速效磷累积程度较高 .大棚和露天菜地 0～ 2 0 0cm土层的硝态氮累积总量分别为 15 2 0 .9kg·hm-2 和 135 8.8kg·hm-2 ,比农田高出 5 .2和 4.5倍 ;速效磷分别为 978.1kg·hm-2 和 5 0 3.3kg·hm-2 ,比农田高出 6 .2和 2 .7倍 .而其它养分增加相对较少 .有机质累积总量分别为 2 80 .5Mg·hm-2 和 2 6 9.3Mg·hm-2 ,比一般农田高出 12 .5 %和 8.0 % ;全氮分别为 37.5Mg·hm-2 和 32 .7Mg·hm-2 ,比农田高出 36 .2 %和 18.6 % ;铵态氮分别为 2 11.5kg·hm-2 和 197.8kg·hm-2 ,比农田高出 2 9.6 %和 2 1.2 % ;速效钾分别为 6 5 6 7.8kg·hm-2 和 5 5 2 3 .6kg·hm-2 ,比农田高出 30 .6 %和 9.8% .此外 ,菜地土壤中累积的养分不仅分布在表层 ,在深层土壤也大量存在 ,说明菜地存在严重的养分淋溶现象 .

日光温室土壤剖面矿质态氮的含量、累积及其分布特性

测定了西安郊区和杨凌地区日光温室栽培番茄生长期间及收获后土壤剖面矿质态氮（铵态氮及硝态氮）的含量,分析了不同形态氮素在土壤剖面的累积及分布情况.结果表明,随着番茄的生长,土壤剖面硝态氮含量逐渐降低,降低的幅度因土壤层次不同而异;土壤剖面铵态氮以3月份含量最高,11月份与5月份相近.番茄收获后土壤剖面残留矿质氮以硝态氮为主,约占土壤剖面矿质氮的比例为80%～90%;残留的铵态氮在土壤剖面的分布相对较为一致.蔬菜生长期间及收获时日光温室土壤剖面硝态氮累积量均表现出在土壤表层相对累积现象,且温室土壤剖面硝态氮的残留量仍高于露地及高产农田.为减少硝态氮淋失带来的环境问题,除合理施用氮肥外,如何减少日光温室蔬菜作物收获后残留硝态氮的淋溶是值得进一步研究的问题.

土壤水分对蔬菜硝态氮累积的影响

采用耕层红油土进行盆栽试验，在每千克土施０．４０ｇＮ和０．３０ｇＰ２Ｏ５的基础上，种植小白菜（黑油菜）和菠菜（宁夏圆叶）。采样前１０ｄ设置１５０，２００和２５０ｇ／ｋｇ３个土壤水分等级，研究土壤水分对蔬菜生长和硝态氮累积的影响。结果表明，在土壤水分为２００和２５０ｇ／ｋｇ时，菠菜的生长量比水分为２５０ｇ／ｋｇ时提高１０８．７％和１７４．８％，小白菜提高１０８．９％和１０９．９％；而菠菜的硝态氮含量却分别降低２９．７％和１９．４％，小白菜降低２２．５％和２５．０％；２种蔬菜的硝酸还原酶活性亦明显降低。对蔬菜生长、硝态氮吸收及还原的分析表明，土壤水分增加不仅促进蔬菜生长，还促进硝态氮的吸收及向地上部分转移。但生长量和硝态氮吸收的增加并不同速，由于生长超前引起的植物体内养分释稀效应，是增加土壤水分蔬菜硝态氮含量降低的主要原因。