Effects of soil nitrate:ammonium ratio on plant carbon:nitrogen ratio and growth rate of Artemisia sphaerocephala seedlings

Can soil nitrate： ammonium ratios influence plant carbon： nitrogen ratios of the early succession plant？ Can plant carbon： nitrogen ratios limit the plant growth in early succession？ To address these two questions, we performed a two-factor （soil nitrate： ammonium ratio and plant density） randomized block design and a uniform-precision rotatable central composite design pot experiments to examine the relationships between soil nitrate： ammonium ratios, the carbon： nitrogen ratios and growth rate of Artemisia sphaerocephala seedlings. Under adequate nutrient status, both soil nitrate： ammonium ratios and plant density influenced the carbon： nitrogen ratios and growth rate of A. sphaerocephala seedlings. Under the lower soil nitrate： ammonium ratios, with the increase of soil nitrate： ammonium ratios, the growth rates of plant height and shoot biomass of A. sphaerocephala seedlings decreased significantly; with the increase of plant carbon： nitrogen ratios, the growth rates of shoot biomass of A. sphaerocephala seedlings decreased significantly. Soil nitrate： ammonium ratios affected the carbon： nitrogen ratios of A. sphaerocephala seedlings by plant nitrogen but not by plant carbon. Thus, soil nitrate： ammonium ratios influenced the carbon： nitrogen ratios of A. sphaerocephala seedlings, and hence influenced its growth rates. Our results suggest that under adequate nutrient environment, soil nitrate： ammonium ratios can be a limiting factor for the growth of the early succession plant.

长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响

为明确长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,以13年长期定位试验为平台,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+80%化肥(G+0.8CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+60%化肥(G+0.6CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+40%化肥(G+0.4CF)共5个处理,研究了不同施肥处理对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,并分析了土壤吸附解吸特征参数与土壤理化性质的关系。结果显示,Langmuir等温吸附方程能较好地拟合土壤铵态氮的吸附特征(R^(2)为0.9969~0.9979,P<0.01)。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤铵态氮的最大吸附量、最大缓冲容量分别降低了4.85%~13.46%、4.55%~7.36%;土壤铵态氮的平均解吸量和解吸率为G+0.8CF>G+0.6CF>G+0.4CF>CF>CK。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤全氮和速效氮含量分别增加了19.42%~46.60%、15.24%~25.88%。相关性分析结果显示,解吸率与土壤全氮、土壤速效氮呈显著正相关,与土壤pH呈显著负相关;冗余分析结果显示,pH和速效氮是造成土壤铵态氮吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的56.7%和39.1%(P<0.05)。综上所述,长期紫云英配施减量化肥降低土壤对铵态氮的吸附,增加土壤对铵态氮的解吸,减少了土壤对氮的固持,提高氮的有效性。综合考虑土壤铵态氮的吸附解吸特性及土壤养分含量,以减量20%~40%化肥配施22500kg/hm^(2)紫云英处理效果较好。

生物炭包膜尿素的制备及其固氮潜力的研究

为了探究生物炭包膜尿素的缓释性能及对土壤固氮的影响,以300、500和700℃下制备的杨木生物炭为包膜材料制备了3种生物炭包膜尿素,采用间歇土柱淋溶试验对氮素的释放特征进行分析。结果表明,杨木生物炭对铵态氮和硝态氮具有较好的吸附性能,低温下制备的生物炭对铵态氮吸附效果更好;与尿素相比,施用生物炭包膜尿素土壤的总氮淋溶量减少了9.73%~14.67%,铵态氮淋溶量减少了25.28%~30.36%,硝态氮淋溶量减少了10.34%~18.38%;在同等施氮水平下,生物炭包膜尿素相较于尿素可以显著增加土壤铵态氮和硝态氮的含量。其中,土壤中铵态氮含量增加了66.4%~200.1%,土壤硝态氮的含量增加了477.9%~537.6%。因此,生物炭用作肥料的包膜材料具有广阔的应用前景。

不同铵态氮肥配施对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响

碳铵施用可促进稻田秸秆腐解和秧苗生长,但碳铵易分解和不能造粒使其应用受限,研究碳铵替代铵态氮肥将促进该技术的生产应用。基于2年小区定位试验和统计分析,以不施肥(CK)为对照,设置总施氮量20%碳铵+30%复合肥(V1)、20%氯化铵+30%复合肥(V2)、20%磷酸二铵+30%复合肥(V3)、20%硫酸铵+30%复合肥(V4)等5个不同的速效氮肥+复合肥的铵态氮肥筛选试验,研究不同铵态氮肥对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响。结果表明:处理V2产量达10.34×10^(3)kg/hm^(2),较其他处理均达到显著增产的效果,处理V1、V3、V4间产量差异不显著;处理V2的平均穗粒数、叶面积指数和干物质积累量显著高于其他处理;施肥后12 d,处理V2的铵态氮含量显著性大于其他处理,硝态氮含量显著大于除处理V4外的其他处理,处理V2的pH低于其他处理,达显著水平;处理V2较其他处理显著提升茎蘖数7.48%~20.9%,处理V2与其他速效铵态氮肥处理相比显著地提升了氮素积累量、氮素表观利用率、氮素农学利用率和偏生产力。可见氯化铵配施可降低土壤pH,增加土壤铵态氮和硝态氮的含量,增加水稻平均穗粒数,提高氮素利用效率,具有平衡秸秆腐解和作物产量关系的作用。

强降水对不同肥期麦田氨挥发损失的影响

在极端降水事件频发的背景下,为明确强降水对麦田不同肥期氨挥发损失的影响,本研究利用田间模拟降水试验,研究了强降水对麦田氨挥发损失和耕层土壤铵态氮含量及硝化潜势的影响,并结合微域试验分析了氨挥发损失与土壤含水量的关系。田间试验设置施氮处理(CF)与不施氮(CK)对照,以CF处理施肥时间为基准,分别在基肥、越冬肥和穗肥施肥后第7天模拟强降水(90 mm),监测农田氮素径流和渗漏损失,并进行连续10 d的氨挥发排放监测。结果表明,施肥显著提高中上层(0~10 cm)土壤的铵态氮含量,增加了降水驱动的生育前期(基肥期,越冬肥期)氮径流和渗漏损失,而穗肥期损失量相当。施肥和降水对基肥期氨挥发排放强度(AVI)无显著影响,但对追肥期(越冬肥期,穗肥期)的AVI影响显著。降水-施肥处理(CF-R)的追肥期AVI(越冬肥期35.02 mg·m^(-2)·d^(-1);穗肥期12.84 mg·m^(-2)·d^(-1))显著高于其他处理(越冬肥期15.46~17.29 mg·m^(-2)·d^(-1);穗肥期7.95~11.23 mg·m^(-2)·d^(-1))。此外,越冬肥期氨挥发损失对平均AVI的差异贡献高于穗肥期和基肥期。相关分析表明,表层(0~5 cm)土壤铵态氮含量与氨挥发损失强度呈显著线性关系(P<0.05)。但值得注意的是,非降水条件下CF和CK处理的追肥期AVI均无显著差异,且培养系统的NH_(3)挥发损失量随土壤持水量的增加而降低。而土壤硝化潜势分析表明,施肥对不同土层土壤的硝化潜势均无显著影响,但降水显著降低了中上层土壤的硝化潜势。研究表明,降水对施肥处理的氨挥发驱动效应是施肥后表层土壤氮素含量升高和降水后硝化潜势降低的叠加作用结果。除驱动麦田氮素径流和渗漏损失,强降水对追肥期氨挥发损失的激发效应应予重视,特别是在越冬肥期。

缓控释肥配施脲铵运筹对水稻产量、氮素利用效率和土壤养分的影响

通过田间试验,以传统配方肥+尿素一基两追施肥模式(CG)为对照,研究了以脲甲醛类缓控释肥(NC)和木质素类缓控释肥(MC)为基肥、脲铵为分蘖或穗分化追肥的缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式对水稻产量、氮吸收累积、氮素利用效率以及土壤养分的影响。结果表明:缓控释肥+脲铵一基一蘖施肥模式水稻产量与CG处理相比无明显差异,但脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-S)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一穗(MC-S)处理分别比CG处理明显增产3.96%和6.01%,主要原因为NC-S和MC-S处理每穗粒数分别比CG处理明显增加16.7%和17.6%;与CG处理相比,脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-F)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一蘖(MC-F)处理成熟期地上部氮累积分别比CG处理增加2.50%和5.89%,NC-S和MC-S处理分别比CG处理明显增加10.0%和11.6%;NC-S和MC-S处理氮素利用效率(NUE)分别比CG处理高3.96%和6.01%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式增加了水稻氮吸收效率(NupE)和表观氮肥回收效率(ANR),其中MC-S处理的NupE明显比CG处理高11.6%,NC-S和MC-S处理的ANR分别比CG处理明显高25.4%和29.3%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式土壤碱解氮含量明显比CG处理增加6.58%~10.7%,其中,一基一穗施肥模式增加比例更大;另外,土壤有机质含量比CG处理增加1.11%~7.56%。由此可见,缓控释肥+脲铵一基一穗施肥模式更有利于提高水稻产量和氮素利用效率,增加土壤肥力。

红壤区旱作花生地剖面氮素迁移转化模拟研究

为探究红壤区花生种植地氮素的垂向迁移影响因素及其损失特征,本研究利用HYDRUS-1D模型构建适用于红壤地区的水氮耦合模型。该模型结合实地监测数据和室内淋溶实验结果,对模型参数进行率定和验证,并利用校验过的模型模拟研究区不同环境条件下土壤剖面氮素的动态迁移与转化过程。结果表明:HYDRUS-1D模型模拟值与实测值之间吻合度较高,模型可用于模拟花生地不同深度土壤水氮运移过程。土壤铵态氮和硝态氮在降雨施肥后迅速升高,随后下降。施肥量变化主要影响0~40 cm土层内氮素浓度变化,而改变降雨量影响0~80 cm土层内氮素的迁移转化。此外,氮素浓度随土层深度的增加而减小。模拟结果显示,施氮量为225.0 kg·hm^(-2)时,雨季发生总降雨量大于173 mm且降雨强度大于11 mm·d^(-1)降雨事件时,或旱季发生强降雨事件,即总降雨量大于135 mm且降雨强度大于135 mm·d^(-1)时,80 cm土层硝态氮浓度至少上升到1 mg·L^(-1)。受红壤质地黏重的影响,深层土壤氮素对降雨响应具有一定的滞后效应。随着施肥量的增加,作物根系对氮素的吸收通量增大,但氮素吸收量与氮肥施用量的比例却有所下降;降雨量对根系吸收氮素的影响相对较小。在花生生长季,土壤中的主要氮损失形式为硝态氮的淋失。模拟分析表明,降雨和施肥均会影响硝态氮的淋失量,其中降雨量的增加显著提高了硝态氮的浸出量,硝态氮累积淋失量变化范围在5.23~42.97 kg·hm^(-2)之间,证明了花生地对红壤区地下水硝酸盐潜在污染不可忽视。

河套灌区垄膜沟灌不同灌水量对土壤水氮迁移转化的影响

在引黄配额减少情况下,节水优先、减少污染和稳定粮食产量势必成为河套灌区未来的发展方向。垄膜沟灌方式具有提高水肥利用效率的功能,但其节水保肥增产机理尚不明确。因此,通过在河套灌区进行5个灌水量的垄膜沟灌春玉米田田间试验(T1,200 mm;T2,275 mm;T3,350 mm;T4,425 mm,T5,500mm),探讨不同灌水量下的土壤水分、土壤硝态氮及土壤铵态氮迁移转化特征。结果表明:土壤耗水量从T1处理的326.8 mm随灌溉定额的增加线性增加到T5处理的487.1mm;T2与T3处理下收获时硝态氮贮量高于播种前,保肥能力强;T3处理的春玉米籽粒氮含量显著高于其他处理;T3处理与T4和T5处理的春玉米产量无显著差异;T3处理与T1和T2处理的春玉米氮素利用效率无显著差异;春玉米水分利用效率则随灌溉定额的增加呈先增加后减少趋势。综上,垄膜沟灌下350mm灌溉定额可有效提升春玉米的水氮利用效率,并在节水保肥增产的基础上提升春玉米籽粒品质。

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.

负载铵态氮对生物炭钝化土壤中镉性能的影响

设置室内土壤试验和模拟吸附试验,以探究负载铵态氮对生物炭钝化镉能力的影响,并研究负载铵态氮影响生物炭钝化土壤中镉能力的机理.结果表明,相较于仅施加生物炭和生物炭/氯化铵混施的土壤,施加负载铵态氮的生物炭可以显著降低土壤中二乙三胺五乙酸提取态镉的含量约19.20%和23.34%(P<0.05).模拟吸附实验结果指出,负载铵态氮使生物炭对低浓度镉(0.10mg/L)的吸附能力显著提高约11.70%(P<0.05),这是由于负载铵态氮可以减弱生物炭的疏水性并显著提高其比表面积和微孔总体积约14.82%和25.00%(P<0.05).施加负载铵态氮的生物炭可以改善土壤微生物生境、驱动微生物群落结构改变并刺激Paenibacillus属和Bradyrhizobium属等功能微生物富集,这亦是负载铵态氮提高生物炭钝化土壤中镉能力的重要原因.负载铵态氮可以提高生物炭钝化土壤中镉的能力,负载铵态氮的生物炭是一种极具潜力的土壤调理剂.

雄安新区不同农用地类型土壤水氮时空变化

本文探究土壤水氮的时空变化规律,为控制雄安新区地下水污染提供理论依据,对建设“蓝绿雄安”具有重要意义。在雄安新区以耕地、林地和菜地3种农用地为研究对象,测定土壤含水率、硝态氮、铵态氮以及容重等土壤指标,分析不同农用地的土壤含水率、硝态氮和铵态氮时空变化规律及其影响因素。结果表明:在土层垂向上,土壤含水率随土层深度先增加后减小最后趋于稳定。耕地和菜地土壤硝态氮含量随土层深度的增加呈现先增加后减小的趋势。耕地、林地和菜地土壤铵态氮含量均随着土层深度增加逐渐减小。在时间上,耕地含水率波动较大,林地受季节影响变化较小。菜地含水率随时间变化比较平稳,10月后明显下降。林地和菜地土壤硝态氮含量随时间先增加后减小,耕地则随时间呈正弦波动。菜地土壤铵态氮含量随时间逐渐降低,林地土壤铵态氮含量变化小且含量最小。3种农用地土壤含水率均与土壤容重呈负相关,与降水量和灌溉呈显著正相关(P<0.05)。耕地土壤容重与土层深度极显著相关(P<0.01)。耕地和菜地土壤硝态氮和铵态氮均与土层深度、降水量以及灌溉量呈显著负相关。3种农用地土壤硝态氮与铵态氮均呈显著正相关。耕地和菜地的水氮含量分布对地下水污染影响更大,因此合理灌溉施用氮肥,改善土壤性质,有助于保护雄安新区地下水环境。

土壤温度和含水量变化对南亚热带常绿阔叶林土壤性质的影响

研究森林土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)质量分数的年际动态及其对环境变化的影响,对预测森林生态系统的结构和功能具有重要作用。应用南亚热带常绿阔叶林连续10 a的土壤理化性质监测,揭示土壤有效氮质量分数对土壤温度和水分的影响。结果表明:(1)土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数年际间变化对干湿季节性敏感,湿季NH_(4)^(+)-N质量分数为9.41~15.59 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为24.50~36.18 mg·kg^(-1),干季NH_(4)^(+)-N质量分数为6.48~10.19 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为22.75~30.09 mg·kg^(-1),干湿季差异显著。(2)土壤温度和含水量对NH_(4)^(+)-N质量分数变异解释率为57%,对NO_(3)^(-)-N质量分数变异解释率为28%,NH_(4)^(+)-N质量分数与气温显著正相关,湿季降水量与NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数呈负相关关系;干季降水量与NH_(4)^(+)-N质量分数正相关,但与NO_(3)^(-)-N质量分数负相关;干季低温条件下,土壤含水量与NH_(4)^(+)-N质量分数负相关。(3)土壤温湿度、土壤养分质量分数的变化显著影响土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积;湿季全氮和易氧化碳分别是NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积的主导因子;干季土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮为主导因子。

不同硝态氮、铵态氮素配比对植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响

为探究不同硝态氮、铵态氮素配比对贵州安顺地区植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响,寻找适宜于当地烟叶优质生产的最佳配比,设置了5个处理(CK;T_(1):100%硝态氮肥;T_(2):70%硝态氮+30%铵态氮;T_(3):50%硝态氮+50%铵态氮;T_(4):30%硝态氮+70%铵态氮;T_(5):100%铵态氮),分析了不同处理下的烤烟生育期、农艺性状、经济性状、病害发生情况以及烤后烟叶化学成分及根际土壤理化性状和酶活性,以期为该地区优化烟草施肥、改善植烟土壤、提高烟叶产质量提供一定的理论依据。结果表明:T_(2)处理大田生育期为112 d,现蕾期较T_(3)处理提前了6 d,T_(2)、T_(4)、T_(5)处理有效叶数显著高于T_(3)处理;T_(2)处理发病率最低,SPAD值显著高于T_(1)、T_(3)、T_(4)和T_(5)处理,发病率与土壤速效钾含量呈极显著负相关;T_(2)和T_(3)处理烤后烟叶的经济性状表现较好,T_(2)处理增加了中上等烟比例;T_(3)、T_(4)处理烤烟的钾含量显著高于T_(1)、T_(2)、T_(5)处理,且符合优质烟标准,T_(2)处理的烟碱含量显著高于T_(1)、T_(4)和T_(5)处理,氯含量显著低于其他处理,化学成分协调性综合评分最高;T_(2)处理显著增加了成熟期根际土壤pH值及酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活力。因此,综合考虑烟株的生长情况、发病率、烤后烟叶的化学成分以及植烟土壤肥力状况,在安顺地区硝铵氮素配比为7∶3施用效果更优,更有利于云烟87的生长。

夹砂层位置对膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响

为了研究夹砂层位置对层状土膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响,选用粉壤土和砂壤土,设置3个夹砂层位置进行膜孔灌自由入渗试验。结果表明,在夹砂层位置为距表层土5~10 cm,10~15 cm,15~20 cm的3种处理中,各处理的累积入渗量、湿润锋运移规律、湿润体内含水量、铵态氮和硝态氮分布规律均有所不同。夹砂层的位置越靠近表层,减渗效果越大,累积入渗量越小,水平方向湿润锋面运移距离越大;入渗过程可分为2个阶段,第1阶段是水分运动到土砂交界面之前,第2阶段是水分运动到土砂交界面后,利用Philip和Kostiakov入渗模型来描述累积入渗量与入渗历时之间的关系,模型拟合结果较好;层状土的土壤含水量分布具有不连续性,其铵态氮和硝态氮分布规律受夹砂层位置的影响较大。综上所述,夹砂层位置变化对膜孔灌氮肥自由入渗具有明显影响。

烟秆炭与尿素配施对酸性红壤理化特征与作物生长的影响

为研究生物炭与氮素配施对作物生长的影响,向酸性红壤中添加2%的烟秆炭,尿素添加量为20、40 mg·kg^(-1)与60 mg·kg^(-1)(以氮素计,标记为T1、T2和T3),以不施用尿素为对照(CK),以广泛食用的青菜(Brassica rapa var.chinensis)为试验作物,种植80 d后采收,并采集土样用于理化性质与脲酶活性分析.结果表明,青菜产量随施氮量的升高而显著增加(P<0.05),T1、T2和T3处理下青菜产量较CK分别增加了53%、75%与103%.随着尿素施加量的增加,土壤速效氮含量与电导率显著升高,而pH降低(P<0.05).多元回归分析表明,土壤速效氮含量是影响青菜产量的关键因素(R^(2)=51.1%),且随着尿素添加量的增加,青菜叶片中氮含量升高(P<0.05),表明作物氮素营养得到了有效改善.因此,向施炭的酸性红壤中添加速效氮,是促进作物生长与产量提升的有效措施.

生物有机肥与水分联合调控下稻田土壤氮素变化规律

为了探究生物有机肥和控制灌溉联合调控下稻田土壤氮素变化的特征和规律,开展了水稻小区种植试验。试验设置2种灌溉模式(常规淹灌(F)、控制灌溉(C))和3种施肥模式(全施化肥(A)、生物有机肥等氮替代15%化学氮肥(B)、生物有机肥等氮替代30%化学氮肥(C)),分析水稻生育期内土壤铵态氮与硝态氮含量的变化特征。试验表明:至水稻分蘖期时,相同灌溉模式下,配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮含量均值均低于全施化肥处理,降幅为19.85%~48.78%,土壤硝态氮含量均值是生物有机肥等氮替代30%化学氮肥的处理低于全施化肥处理,降幅为15.35%~33.08%;而从水稻拔节期起,相同灌溉模式下配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮平均含量比全施化肥处理增加了12.71%~56.26%,除FB处理硝态氮含量降低外其余配施生物有机肥处理的土壤硝态氮平均含量比全施化肥处理增加了19.21%~105.80%。控制灌溉的水稻全生育期土壤硝态氮含量显著高于常规淹灌(P<0.05),而土壤铵态氮含量则是常规淹灌高于控制灌溉。结果表明:生物有机肥配施化肥有利于水稻分蘖期后土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,提升了稻田土壤氮素的养分累积,其中生物有机肥等氮替代15%化肥的效果较好。控制灌溉使得土壤硝态氮含量增加,同时也减少了土壤铵态氮的含量。综合考虑环境与经济效益,控制灌溉与生物有机肥等氮替代15%化肥的稻田水肥管理模式较好。

土柱模拟条件下降雨强度对滇西和豫中典型植烟土壤氮淋失的影响

通过室内土柱模拟降雨,比较不同典型植烟土壤氮淋失差异。选取豫中(襄城县)和滇西(洱源县)典型植烟土壤,设定总降雨量600 mm,模拟3种不同降雨强度P1(0.52 mm/h)、P2(1.04 mm/h)、P3(1.56 mm/h),研究淋溶液渗出量及硝态氮、铵态氮的淋失情况。结果表明,高降雨强度削减土壤持水量,滇西植烟土壤持水量高于豫中。氮素淋失集中出现在淋失初期,硝态氮的淋失浓度及淋失量随降雨量增加下降迅速,铵态氮下降较缓慢。植烟土壤硝态氮、铵态氮淋失总量及淋失速率随降雨强度增加而增加,淋失形态以硝态氮为主,两地平均占比90%,土壤硝态氮的淋失浓度受降雨强度影响不明显,受土壤残留氮含量影响较显著。滇西地区植烟土壤氮淋失量及淋失速率均高于豫中,氮淋失污染风险较高。

基于HYDRUS-2D模型的滴灌土壤水氮动态模拟研究

【目的】探究河套灌区滴灌条件下玉米各生育期土壤水氮变化规律及不同灌水量对土壤硝态氮累积量的影响。【方法】通过田间试验,设置高灌水量(D1:76 mm)处理和低灌水量(D2:60 mm)处理,分析土壤含水率和土壤氮素(铵态氮和硝态氮)的动态变化规律,利用HYDRUS-2D模型进行模拟验证与预测。【结果】各处理灌水后土壤含水率呈增加趋势;而土壤铵态氮和硝态氮在灌水施肥后迅速升高,随后下降,D1处理和D2处理不同生育期0~10 cm土层铵态氮量和硝态氮量的平均降幅分别为60.0%~62.0%和40.0%~46.7%。拔节期、抽雄期和灌浆期各土层灌水后D1处理相比D2处理的土壤含水率分别增加了5.9%、8.0%和6.7%,而土壤铵态氮量和硝态氮量随着土层深度的增加而降低。不同生育期硝态氮累积量为拔节期>抽雄期>灌浆期,随着生育期的推进,硝态氮累积量呈降低趋势。土壤含水率及氮素模拟值与实测值的吻合度较高,R2、RMSE和d均介于合理范围内。【结论】玉米生育期120 mm的灌溉定额可有效降低0~60 cm土层的硝态氮累积量,可降低硝态氮在60~100 cm土层的积累量。该研究可为当地灌区合理的水肥调控及灌溉制度的制定提供参考。

离子型稀土闭矿区土壤铵态氮富集特征

离子型稀土开采使用的浸矿剂(硫酸铵)造成土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)残留,带来严重的氮污染,危及生态环境和人体健康,导致稀土矿开采受限。为明确已开采矿区土壤中NH_(4)^(+)-N的富集特征及其影响因素,选择江西省赣州市龙南县一个已闭矿4年的原地浸矿离子型稀土矿山,在山体不同坡位布点,自土表至矿体底板(土体与基岩交界处,深度为5.5~9.7 m)分层采样,并测定了土体中的NH_(4)^(+)-N及其相关的土壤性质。结果表明,矿区土壤NH_(4)^(+)-N含量范围为2.32~1056.44 mg·kg^(-1)(263.12±301.59 mg·kg^(-1)),是自然和农田土壤的数倍甚至上百倍。从土体分布来看,矿体部分土壤NH_(4)^(+)-N含量高于其上部土壤,不同土层间差异显著。从不同地形部位来看,NH_(4)^(+)-N的平均含量坡顶>坡底>坡中。由于土体中铵过饱和,不同于自然土壤,NH_(4)^(+)-N的分布不受常规土壤理化性质的直接影响,主要受控于浸矿液直接输入的深度、输入量和土体结构带来的渗透性能变化。在降雨的淋洗作用下,开采矿区土体中大量的NH_(4)^(+)-N会不断向周边土壤和水体迁移,对生态环境带来长期的危害。本研究结果对完善离子型稀土矿区土壤氮化物的迁移过程、指导氨氮污染的治理具有重要意义。

土壤矿质氮及其测定方法研究进展

土壤矿质氮是土壤氮素的重要组成部分,在土壤氮素的转化中起重要作用,是反映土壤肥力的一大指标,主要包括硝态氮和铵态氮。土壤矿质氮的累积与土壤微生物、施肥、温度、水分、耕作方式和土地利用方式密切相关。土壤矿质氮的流失可能会造成土壤肥力下降、地表水体富营养化,释放的氧化亚氮会引发温室效应,最终影响人类的生存发展。从土壤矿质氮的组成与来源、影响氮素矿化的因素、矿质氮的提取与测试以及对环境的影响4个方面进行综述,并对各种测试方法进行比较,以期为土壤矿质氮的研究提供依据。