优化喷灌水量下不同施氮量对土壤氮素累积和作物产量的影响

为了探寻北京地区合理的施氮量,本文研究了冬小麦/夏玉米轮作体系下优化喷灌时不同施氮量对土壤氮素剖面分布、累积量和作物产量及氮肥利用效率的影响.研究结果表明在优化喷灌条件下单季施氮量为110 kg·hm-2时.土壤氮素含量没有出现增加现象;而单季施氮量大于等于220 kg·hm-2时,0～250 cm剖面均显示出硝态氮累积量增加现象,且硝态氮的累积量随着施氮量的增加而增加.单季施氮量为220～550 kg·hm-2时3年氮素累积淋洗总量(淋洗到100～300 cm土层内)在406～882 kg·hm-2之间;氮素淋洗均发生在夏玉米生长季节,而冬小麦季节在优化喷灌条件下未发生渗漏.由于研究区土壤中试验初有大量氮素累积,使得第一个试验季节,施氮与不施氮处理作物产量差异不显著;但是在后2个试验季节,与不施氮相比,单季施氮110 kg·hm-2能显著增加作物产量,单季施氮高于330 kg·hm-2时氮肥增产效果不明显.单季施氮量高于220 kg·hm-2时,作物氮肥利用效率急剧下降.综合经济效益和环境效益,建议该地区单季施氮肥为110 kg·hm-2较为合适.     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及土壤呼吸的影响

以福建省武夷山亚热带常绿阔叶米槠林为研究对象, 开展氮添加实验。采用4个氮添加梯度(CK, N50, N100和N150, 分别表示氮添加0, 50, 100和150 kg/(hm²·a))模拟自然氮沉降变化, 探究氮添加对土壤有机碳及土壤呼吸的影响。结果表明, 氮添加对表层土壤(0~20 cm)总有机碳的影响不显著, 对颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)两种不同碳组分含量的影响不同。其中, N100和N150处理分别使土壤POC含量显著上升110.7%和147.9% (p₁ = 0.024, p₂ < 0.001); 土壤MAOC含量则随氮添加量升高呈下降趋势, 但差异不显著。土壤呼吸速率的年际波动呈单峰式, 且在不同观测时间内, 各样地土壤呼吸速率对氮添加的响应不同。通过土壤呼吸速率与土壤温度的拟合方程计算, 得到2018—2020年CK, N50, N100和N150样地土壤呼吸年均碳排放量分别为1205.31, 1191.56, 1287.56和1128.61 g C/m²。其中, N50样地与CK样地无显著差异, N100样地显著上升6.82% (p<0.001), N150显著下降 6.8% (p<0.001), 即N100可以促进土壤呼吸年碳排放, 而N150对土壤呼吸年碳排放有抑制作用。     

不同水氮处理对滴灌春小麦氮素积累转运及产量的影响

为了明确施氮量和灌溉量对小麦花后干物质、氮素积累与转运的影响及其与产量关系,本研究在大田滴灌条件下,研究了常规灌溉Wc和适度亏缺灌溉W1、W2、W3,Wc灌水量5250 m3/hm2,W1、W2、W3总灌水量均为4575m3/hm2和施氮量,常规施氮N20(300 kg/hm2)、氮肥后移N16a (240 kg/hm2)、氮肥前移N16b(240 kg/hm2)、不施氮N0(0 kg/hm2),对春小麦开花前后的干物质积累和氮素积累、转运及产量的影响。结果表明:小麦干物质的积累量理论值以适度水分亏缺下氮肥前移N16b积累的干物质量理论值高于氮肥后移N16a。氮素积累量在4个灌溉水平下以适度亏缺灌溉的W1水平最大,施氮量为0-300 kg/hm2范围内氮素累积量随施氮量的增加而增加;氮素转运量和贡献率以茎鞘为最大,叶片次之,颖轴最小,水分和施氮量的增加有助于氮素的转运。适度亏缺W1水平下N16b施氮处理的小麦籽粒产量与N20差异不显著;相同施氮量下,W1水平N16b处理的氮肥生产效率达到33.38%,显著高于N16a、N20,N16b的氮肥农学利用率为17.66%,显著高于N16a、N20。综上结果表明:W1N16b处理既保证了小麦的产量与品质,又减少了水氮资源的投入,提高了经济效益且保护了生态环境,因此W1N16b为本实验下的最优水氮耦合模式。     

水和氮调控对草场土壤微生物学特性影响研究

通过对内蒙古草场田间试验,研究水和氮调控对草场土壤微生物生物量、土壤呼吸、土壤微生物活性以及微生物群落结构的影响,试验按照裂区设计,主区为降水量(正常降水、增加降水180mm/年),副区为氮素施用量(0、50、100、150kg/hm~2)。结果表明:土壤微生物碳、氮量随施氮量增加而降低,施氮量为150kg/hm~2时最低,分别为105.23mg/kg、13.85mg/kg;增加降水会缓解下降趋势,50kg/hm~2施氮量时数值显著提升50.6%、59.4%;随施氮量增加,土壤基础呼吸、土壤诱导呼吸逐渐降低,CAI、呼吸商逐渐升高,施氮量最大时分别下降30.95%、98.02%,升高73.63%、63.74%,增加降水后各指标均有明显提升,土壤基础呼吸、诱导呼吸增加显著;随施氮量增加,土壤DHA酶、PRO酶、Acld PME酶、Alkaline PME酶逐渐降低,增加降水会使各酶升高;细菌、真菌、丛枝菌根真菌和厌氧菌相对丰度分别在施氮量为100、100、0、150kg/hm~2时最高,增加降水后使厌氧菌、丛枝菌根真菌分别降低11.07%、增加20.59%。     

施肥量对烟田土壤氮素供应及烟叶产质量的影响

通过田间试验研究了肥料施用水平对烟田土壤氮素供应、烟株生物学性状和体内物质累积、养分吸收及产质量的影响.结果表明:氮肥施用水平明显影响到烟株生长初期根系生长密集区域土壤的无机氮供应状况.氮肥施用水平愈高,团棵时根系生长密集区域土壤无机氮供应也愈多.但烤烟根部以及整株的干物质积累在一定的施氮量范围内,随着施氮量增加而增加;但施肥量过多对烟株生长前期的根部以及整株体内干物质积累有一定的抑制,而后期则表现出促进.打顶前烟株体内氮、磷、钾养分的累积在不同施氮量处理间无明显差异,而在打顶后总体上表现出随施肥量增加而增加的趋势,但不同施肥量间增加幅度存在较大的差异.在适宜施氮量及其以下时,烟株打顶后体内的氮素累积量与打顶时相比增幅不大,而过高的氮肥施用水平会导致烟株生长后期体内有过多氮的积累,致使中、上部叶片变厚、叶片扩展不好,而不利于烟叶质量的提高.综合衡量,在本试验条件下,施肥量以纯氮75 kg/hm2为宜.     

纳米银对小麦秸秆还田土壤中酶活性及微生物群落功能多样性的影响

采用室内培养的方式,设置空白对照组（无添加,CK）、土壤＋小麦秸秆组（SW）、土壤+小麦秸秆+纳米银组（AgSW）,探究纳米银对秸秆还田农田土壤的呼吸作用,碳循环相关酶包括过氧化物酶、多酚氧化酶和纤维素酶的活性,微生物群落功能多样性的影响。结果显示：与CK组相比,添加小麦秸秆的SW组提升了土壤呼吸速率,使CO₂累计释放量增加了9.9%;与SW组相比,添加纳米银的AgSW组抑制了土壤呼吸作用,CO₂累计释放量减少36.8%,同时3种酶活性显著降低,过氧化物酶、多酚氧化酶和纤维素酶的活性可分别最高降低25.1%、27.1%和14.3%;微生物群落水平生理特征(CLPP)分析结果发现,纳米银显著降低了微孔板平均孔颜色变化率（与SW组相比下降了73.8%）和微生物多样性与丰富度。研究认为纳米银通过抑制土壤酶与微生物活性改变了土壤有机质分解的生态学过程,使微生物群落功能多样性降低。     

垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮含量的影响

【目的】研究垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮(SON)的影响,为该区湿地的开发保护和氮素调控提供科学依据。【方法】以伊犁河谷的芦苇湿地及其垦殖而成的稻田为研究对象,分层采集0～100 cm的土壤样品,分析垦殖对垂直方向上土壤SON含量的影响,并探求SON与土壤理化性质和其他氮组分之间的关系。【结果】在0～100 cm土壤深度内,芦苇湿地和稻田土壤的SON含量占土壤可溶性总氮(TSN)含量的58.9%～74.1%,表明SON是该区域土壤可溶性氮素的主要组成部分; 土壤SON含量在垦殖后降低了16.7%～40.5%,在≥20～60 cm土层表现为显著降低,表明垦殖对土壤可溶性有机氮的影响不仅限于表层土壤,这缘于湿地和稻田土壤的高含水率使得土壤SON在垂直方向上的移动性较强; 湿地土壤的有机碳和全氮在垦殖后大幅减少,其中垦殖前的含量分别是垦殖后的2.9～5.9倍和2.0～6.0倍。总体上讲,土壤碳氮比、微生物量氮、铵态氮和硝态氮在开垦前后的变化不大,只有0～20 cm土层的微生物量氮和硝态氮在垦殖后显著降低(P < 0.05); 土壤SON与土壤有机碳和全氮表现出显著的相关性,说明垦殖后土壤有机质水平的降低是SON含量下降的主要原因。【结论】土壤SON是伊犁河谷湿地土壤可溶性氮素的主要形态,但其含量在湿地垦殖为稻田后表现出减少的趋势。     

氮肥用量对青海甘蓝型春油菜产量及氮肥利用效率的影响

为了明确青海甘蓝型春油菜对施用不同用量氮肥的肥效响应程度,以青杂2号为材料,在青海省春油菜主产区通过田间小区试验,研究不同氮肥用量对油菜产量、氮素含量、氮素累积量及氮肥利用效率的影响。结果表明:与不施氮对照相比,施用氮肥60～240 kg/hm~2,油菜籽粒产量可提高13. 7%～25. 6%;茎秆产量可提高1. 1%～8. 6%,角壳产量可提高16. 7%～30. 4%。施用氮肥可显著增加油菜植株不同器官内的氮素含量及氮素累积量(P 0. 05),氮素总累积量可由不施氮时的93. 6 kg/hm~2增至143. 1 kg/hm~2。油菜成熟期,地上部氮素累积量分配规律为:籽粒茎秆角壳,分别占总累积量的73. 0%,16. 8%和10. 2%。随氮肥施用量的增加,氮素偏生产力(PFPN)、氮素农学效率(AEN)、氮素表观利用率(REN)均呈下降趋势。因此,在青海省甘蓝型春油菜区以120 kg/hm~2作为推荐施氮量,可达到高产和环境友好的目的。     

不同水氮条件对燕麦氮素吸收转运和积累的影响

为寻求燕麦的氮水高效利用机制,以内蒙古主栽的2个燕麦品种白燕2号和白燕7号为试验材料,在灌溉和干旱条件下分别设3个不同氮素处理,考察燕麦在不同水肥条件下对氮素吸收运转和积累的影响.结果表明:施氮量对植株吸氮量、籽粒产量存在较大影响.相同施氮条件下,成熟期植株的氮素积累量在灌溉条件下明显多于干旱条件下;随施氮量增加,植株成熟期氮素积累量增多,各营养器官中氮素的积累量增加;而氮素转移效率、转运氮贡献率、氮素利用效率不随施氮量的增加而发生明显的变化,增施氮肥反而会对氮素转移、转运和利用产生抑制作用.由此得出只有适量施氮时才可能获得较高的氮素利用率.     

冬小麦对氮素养分吸收分配规律的比较研究

选用１４个在不同时期推广的冬小麦品种进行田间试验，结果表明，冬小麦对氮素养分的吸收累积动态的规律变化是一致的，但在小麦生长的各生育时期对氮素的吸收累积量有所差异。开花期，氮素在穗中的分配比例前期品种低于后期品种；成熟期，滞留在营养器官中的氮量高于后期品种。随着品种的更替，花后吸氮能力增强，氮素利用效率增强，最大吸氮速率出现的时间延迟１０ｄ左右，后期品种对氮素的吸收能力增强。     

深松覆盖对土壤性状及冬小麦产量的影响

在大田试验条件下,研究了深松覆盖、一次深翻、免耕覆盖、传统耕作对土壤性状和洛阳9769叶面积指数、干物质积累、产量及产量构成因素的影响。结果表明:深松覆盖能显著降低土壤容重,有效打破耕作犁底层,增加土壤通透性,土壤有机质和氮、磷、钾含量明显高于传统耕作,特别是对上层土壤全氮及碱解氮和深层土壤的有效磷及速效钾的影响更为明显,并能显著提高灌浆中后期叶面积指数,有效延缓植株衰老,促进植株和籽粒干物质积累。与传统耕作相比,成熟期小麦干物质积累量提高7．35％,千粒重提高4．37％,产量提高 9．26％。     

氮磷钾配施对大麻产量和养分利用效率的影响

以云麻1号为材料,采用“3414”设计部分实施田间试验,研究氮磷钾配施对生理指标、农艺性状及养分利用效率的影响,为工业大麻高产高效栽培的合理施肥提供参考.试验结果显示,养分利用效率随施肥量增加而降低,以中氮-低磷-中钾处理的养分利用效率较为理想;中氮-低磷-中钾配施使氮素的代谢与同化水平加强,干物质分配更合理,麻皮增厚,麻皮干物比重增加,麻皮产量较高.据此认为,氮磷钾肥料对工业大麻生长的影响是多方面的,其用量及配比应综合考虑农艺指标和养分利用效率来确定.     

氮素形态对小麦幼苗生长及根系生理特性的影响

在水培条件下分别施用铵态氮、硝态氮、酰胺态氮及20%铵态氮+80%酰胺态氮,研究了3种氮素形态4种处理对小麦苗期生长、根系生理特性及氮素积累的影响。研究结果表明:氮素形态对小麦幼苗生长有显著的影响,在硝态氮处理下,小麦叶重、总生物量最高,日增重高于铵态氮34.5%;硝态氮肥可以提高根干重和根冠比,并可提高根系中的可溶性糖、硝酸还原酶(NRA)活性,氮素吸收效率和偏生产率最高。较好地印证了在水培条件下,小麦喜好硝态氮营养,硝态氮的增效优于其他氮素形态,混合氮源次之,铵态氮略高于酰胺态氮,但两者差异不显著。     

不同类型小麦植株氮素同化、运转和分配比较分析

以河北省平原区大面积种植的4个不同类型品种为材料（包括强筋小麦藁8901、高产品种石4185、高蛋白品种河农341和耐旱高产品种河农859）,对不同类型小麦植株的氮素同化、运转和分配特征进行了研究。试验表明,4个类型相比,高蛋白品种阶段吸氮量和总吸氮量较多,但阶段吸收比例前期相对较低,开花后较高。而耐旱高产品种开花前吸收氮素较多,开花后吸收较少。各器官氮素含量、积累量和分配率,拔节期和开花期互有高低,成熟期以高产品种较高。耐旱高产品种开花前吸收的氮素向籽粒中输出量、输出率及输出氮素对籽粒的相对贡献显著较高,而高蛋白品种相对较低。高蛋白品种和强筋品种旗叶氮素对籽粒的贡献大于耐旱和普通高产品种。强筋小麦品种对氮素的运转和分配规律与高蛋白小麦类似,但其吸收积累量显著低于高蛋白品种。普通高产品种氮素吸收积累量显著较少,且营养器官中积累分配较多。建议在生产中对高蛋白品种增施氮肥,注意增加后期氮素追施比例,基肥、拔节肥、灌浆肥氮素分配比例为4∶4∶2,对于抗旱品种,重视前期施氮,尤其拔节期增加施氮比例,氮素分配比例--基肥∶拔节肥为4∶6,强筋品种和高产品种氮素分配比例--基肥∶拔节肥为5∶5。     

野外农田系统中聚乙烯微塑料对土壤-小麦系统的影响

塑料制品的大量生产和广泛应用导致土壤的微塑料(粒径小于5 mm)污染日益严重.采用野外lysimeter系统开展了为期半年的实验,研究野外实际环境中聚乙烯微塑料对土壤理化性质、小麦生长和土壤微生物群落的影响.结果表明,147和782 mg·kg~(-1)聚乙烯微塑料暴露对小麦秸秆和籽粒生物量、土壤微生物群落的多样性和结构组成均无显著改变,但是却显著影响土壤理化性质,包括降低土壤有机质、阳离子交换量、总磷和有效磷含量,增加土壤微团聚体比例,其中147 mg·kg~(-1)聚乙烯微塑料显著降低土壤磷酸酶活性.相关性分析结果显示土壤养分指标与丰度微生物具有显著相关性,其中与土壤有效磷具有正相关关系的微生物占比最多,表明聚乙烯微塑料可能影响土壤中参与磷代谢的微生物,改变土壤磷酸酶活性,进而影响土壤中的磷循环.     

微塑料和锌及其复合污染对土壤养分的影响

为探究金属、微塑料和二者复合对土壤性质的影响，研究了两种微塑料和锌及其复合污染对土壤养分的影响，结果表明：0.1%PE可提高碱解氮含量(21.76%)和脲酶活性(52.35%),1%PE则可降低速效磷含量(87.39%),10%PE可提高有机质含量(55.84%);PBAT对土壤养分的促进作用高于PE对土壤养分的促进作用，PBAT对养分的促进作用随添加量的增加而上升；单一锌污染(200 mg·kg^-1)可提高了脲酶活性(34.43%),400 mg·kg^-1则可显著降低有机质含量(21.36%)和速效磷含量(73.77%)，而800 mg·kg^-1则可显著提高碱解氮含量(38.35%)；在微塑料(1%)和锌(400 mg·kg^-1和800 mg·kg^-1)复合污染处理中，PE(1%)-Zn显著提高了速效磷含量(279.18%～387.77%)，但800 mg·kg^-1的促进作用大于400 mg·kg^-1的促进作用，PBAT复合处理能显...     

氮沉降对土壤动物影响的研究进展

土壤动物是生态系统的分解者,在维持物质循环和能量流动方面起着重要作用,人类引起的氮沉降对土壤动物的组成和结构产生了巨大影响。通过研究发现,在自然生态系统,模拟氮沉降会降低土壤动物的多度和多样性,但是在人工(如农业)生态系统中氮素添加会增加土壤动物的多度和降低其多样性。氮素添加对人工生态系统中线虫多度的促进效应存在阈值效应。氮沉降对土壤动物组成和结构的影响主要通过2种:1)氮素添加后土壤铵离子浓度增加,其对土壤线虫产生直接的抑制效应;氮素添加导致土壤酸化进而影响土壤线虫的多度和多样性;2)氮素添加通过改变其它生物(如植物、微生物)群落而间接的影响土壤动物。     

模拟氮沉降对红椎人工幼龄林土壤微生物生物量和微生物群落结构的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(phospholipid fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区新造红椎(Castanopsis hystrix)人工幼龄林土壤微生物生物量与群落结构对模拟氮沉降的响应。施氮量分别为0 kg/(hm2·年)(对照)、50 kg/(hm2·年)(低氮)、100 kg/(hm2·年)(中氮)和150 kg/(hm2·年)(高氮),所施氮素为NH4NO3,试验周期为17个月。结果表明,中氮和高氮处理显著提高了土壤氮素的有效性,但显著降低了土壤p H。所有氮处理均未对土壤有机碳含量产生显著影响,但中氮和高氮处理显著降低了土壤碳氮比,并且显著升高了土壤可浸提有机碳含量。中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物生物量碳含量,但显著升高了微生物生物量氮(MBN)含量。再者,中氮和高氮处理显著降低了土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量和真菌PLFAs量。3个施氮水平均显著降低了革兰氏阴性菌PLFAs的相对丰度,均显著升高了放线菌PLFAs的相对丰度,但仅高氮处理显著降低了革兰氏阳性菌PLFAs的相对丰度。此外,中、高氮处理均显著升高了真菌细菌PLFAs量比。主成分分析结果表明,3个模拟氮沉降水平均显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构。冗余分析结果表明,氮沉降下红椎人工幼龄林土壤微生物群落结构的变化与MBN和p H显著相关。以上结果表明,氮沉降显著影响了红椎人工幼龄林土壤微生物群落的稳定性,进而对土壤健康和肥力产生消极影响。     

江汉平原农田土壤全氮的多尺度空间结构与成因分析

研究不同尺度的土壤氮素空间变异特征有利于科学表征氮素在连续尺度空间上的变异,从而为制定合理的耕作施肥方案、提高氮肥利用率、降低环境风险提供科学依据.选取江汉平原后湖农场为样区,以土壤全氮为例,分析该区域1 000m和200m两个嵌套采样尺度数据样本,应用经典统计学、地统计学方法和GIS技术,进行空间结构拟合分析,并探讨不同尺度上氮素空间结构形成的影响因素.结果表明:1)不同尺度上空间变异特征差异明显,随着尺度的减小空间相关性变弱;同一尺度,由于受成土因素的影响,不同区域的变程、结构方差等特征函数也不尽相同.2)经土壤氮素空间分布影响因素的方差分析(ANOVA),土地利用方式对土壤全氮的大尺度空间结构无显著性影响,而小尺度上则影响显著;土壤类型对大、小尺度土壤氮素的空间分异均有显著性影响,随尺度增大显著性增强.因此,研究全氮含量变化影响因素的机理时,1 000m采样间距以下全氮含量变化研究需考虑土壤类型可能会带来农场土壤全氮显著性差异的影响,而200m以下采样间距则需同时考虑土地利用和土壤类型给土壤全氮含量带来的显著差异性.     

包膜尿素与普通尿素配施对冬小麦产量及土壤氮素的影响

通过田间小区试验研究包膜尿素与普通尿素掺混后一次基施对冬小麦产量和氮素吸收利用的影响,为冬小麦简化高效施肥提供技术支撑.试验设不施氮(CK)、尿素一次基施(U1)、尿素减氮30%一次基施(70%U1)、尿素分次追施(U2)、70%包膜尿素与30%普通尿素掺混后一次基施(CRU)和70%包膜尿素与30%普通尿素掺混后减氮30%一次基施(70%CRU)6个处理.结果表明:施用氮肥增加了冬小麦生物量和产量,包膜尿素配施普通尿素处理(CRU和70%CRU)较等施氮量尿素处理(U1和70%U1)产量平均显著增加7.91%,氮素利用率提高7.90%,净收益显著提高12.33%;CRU与U2处理产量差异不显著,但显著高于U1处理;70%CRU与U1处理产量差异不显著,但氮素利用率显著增加了30.4%.等氮量的包膜尿素较普通尿素一次基施处理显著提高了返青期及灌浆期土壤硝态氮含量,且CRU与U2处理硝态氮含量无显著差异.上述结果表明,包膜尿素普通尿素掺混后一次基施可满足小麦生育后期对氮素的需求,在保障产量的前提下减少了追肥次数和氮肥用量.