广西赤红壤区玉米氮肥效应及适宜施氮量研究

【目的】确定广西赤红壤区玉米种植体系的农田适宜氮肥施用量,为该地区玉米产业的高产高效发展及农业生态环境的保护提供理论参考。【方法】通过春-秋连续2季播种种植玉米进行田间试验,研究不同施氮量(0、180、240、300、360和480 kg/hm^2)对玉米产量、氮肥利用率、0～100 cm土层土壤无机氮残留及氮素平衡的影响。【结果】①随着氮肥用量的增加,春、秋玉米产量均呈现先增加后降低的趋势,而氮肥当季利用率则呈现显著降低趋势。②施用氮肥增加了土壤硝态氮和铵态氮残留,以硝态氮为主,且硝态氮主要残留在0～40 cm土层,铵态氮主要分布在0～20 cm土层。③施用氮肥可显著影响0～100 cm土层土壤的无机氮积累量,施氮量高于360 kg/hm^2时,土壤的无机氮积累量增加显著。土壤氮素盈余量随施氮量增加而显著增加,春玉米生长季氮肥盈余部分绝大多数在土壤中残留,到秋玉米季继续施用高量氮肥,则同时显著增加土壤氮素残留和表观损失,且氮素表观损失量增幅更大。④土壤无机氮残留量与施氮量呈显著的指数增加关系,氮肥当季利用率与施氮量呈幂函数降低关系,春玉米生长季产量、土壤无机氮残留量分别与氮肥利用率交于200和322 kg/hm^2处,秋玉米生长季产量、土壤无机氮残留量分别与氮肥利用率交于211和300 kg/hm^2处。【结论】综合考虑本试验条件下玉米春秋连作体系中的氮肥残留后效作用,兼顾作物产量、环境效应与肥料效应,广西赤红壤玉米种植区的适宜氮肥季用量为N 200～300 kg/hm^2。

华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降特征

【目的】对华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降量进行估算,以期为区域氮素沉降及其生态环境效应评估提供数据支撑。【方法】在广西南宁市赤红壤甘蔗种植区,采用雨量计连续8年(2008年1月至2015年12月)采集降雨水样,测定其硝态氮、铵态氮和全氮含量,研究该地区大气湿沉降浓度及沉降量的月、季和年度变化。【结果】雨水中NO3^--N、NH4^+-N、DIN和TN浓度各月的差异较大,分别为0.08~3.80、0.04~3.25、0.12~5.52和0.20~6.65 mg N L^-1,月均浓度分别为0.73、0.67、1.40和1.89 mg N L^-1,呈春季>冬季>夏季>秋季;NO3^--N、NH4^+-N、DIN和TN沉降年平均浓度分别为0.53、0.51、1.04和1.45 mg N L^-1。雨水中NO3^--N、NH4^+-N、DIN和TN浓度与降雨量呈极显著负相关,沉降量与月降雨量、月降雨频次呈显著正相关,且受降雨量的影响大于降雨频次的影响;不同形态氮沉降量呈夏季>秋季>春季>冬季。NO3^--N、NH4^+-N、DIN和TN年均沉降量分别为6.55、6.32、12.86和17.95 kg N hm^-2,TN远超过陆地生态系统的临界负荷。DIN是大气氮素湿沉降的主体,占氮素总沉降的72.50%,DIN中NO3^--N和NH4^+-N分别为TN比例的36.87%和35.63%,两者的沉降量比例无明显差异。NH4^+-N沉降量占TN沉降量比例呈逐年下降趋势,NO3^--N沉降量占TN沉降量比例有逐年升高的趋势。【结论】华南甘蔗种植区大气氮素湿沉降量与氮沉降浓度呈现明显季节性差异,两者间呈相反趋势;雨水中各形态氮浓度与降雨量呈极显著负相关;月氮沉降量与月降雨量、月降雨频次呈显著正相关;无机氮是大气氮素湿沉降的主体,铵态氮和硝态氮沉降量占全氮沉降量比例分别呈逐年下降和升高的趋势。该区域大气氮素湿沉降高,年均沉降17.95 kg N hm^-2,超过陆地生态系统的临界负荷,对生态环境有一定潜在的风险。