郭大勇[1]2004年在《黄土高原南部半湿润地区长期施肥对土壤供氮能力影响的研究》文中研究指明在黄土高原南部年降水量 628mm 左右的半湿润区以红油土为供试土壤，进行长期肥料定位试验，试验包括作物(种植与休闲)与施肥(施用化肥+有机物料与不施肥)2 个因子，采用不完全方案，种植作物处理设不施肥(CK)、施用化肥(NP)、化肥+低量玉米茎叶(NP+9375 kg/ha)、化肥+中量玉米茎叶(NP+18750 kg/ha)、化肥+高量玉米茎叶(NP+37500 kg/ha)、化肥+厩肥(NP+37500 kg/ha)。休闲处理仅设化肥+低量玉米茎叶(NP+9375 kg/ha)1 个水平。在试验进行 25 年后，分层采取 0-20cm、20-40cm 和 40-60cm土层土样，采用 2 种实验室培养法（长期通气培养法和长期淹水培养法）和盆栽生物耗竭试验，在比较测定长期定位试验土样供氮能力方法的基础上，研究了长期不同施肥处理对土壤供氮能力的影响，以期为维持该地区土壤持续供氮能力和施肥管理提供科学依据。通过研究，所取得的主要试验结果有： 1、0-20cm、20-40cm 和 40-60cm 土层土样，长期淹水培养和长期通气培养过程有机氮的矿化既有相同之处，也有不同之处。相同之处主要表现在矿化进程基本一致，矿化过程大体上可区分为前期指数矿化期和后期缓慢矿化期。不同之处主要表现为通气培养在第 1 周内呈指数矿化，而淹水培养在前 2 周内表现为指数矿化；淹水培养在培养至 42d矿化氮还呈增加趋势，而通气培养在第 7d 后已趋于稳定，说明通气培养前 7d 是矿化的主要时期，此后矿化氮量极少；而淹水培养的矿化主要在前 14d，此后，矿化速率显着下降；长期淹水培养矿化量显着大于长期通气培养，前者的测定结果是后者的 2 倍以上，淹水培养 7d 的矿化量还比通气培养 42d 的矿化量高。 2、长期淹水和通气培养产生的矿化氮显着小于盆栽试验植物生长期间的矿化氮量：从平均看，植物生长期提供的矿化氮是长期淹水培养矿化氮的 1.87 倍(不包括根系)和3.09 倍（包括根系），是长期通气培养矿化氮的 4.51 倍(不包括根系)和 7.54 倍（包括根系）；相关分析表明，无论包括，还是不包括根系，也不管考虑，还是不考虑起始土壤残留硝态氮，如果包括不同土层的所有土壤样品，两种培养过程产生的矿化氮与植物吸氮量有极显着的线性相关关系；生物盆栽耗竭试验仍然是目前估计不同长期施肥处理对土壤供氮能力影响的最佳方法。 3、从长期不同施肥处理土样进行的生物耗竭盆栽试验中的黑麦草吸氮量看，0-20cm、20-40cm 和 40-60cm 土层土壤的平均供氮量分别为 318.5mgN/pot、 145.7 mgN/pot 和120.2mgN/pot，依次下降。从 0-20cm 到 20-40cm 陡然下降，而从 20-40cm 到 40-60cm，下降幅度较小；不同施肥处理对不同土层土壤供氮能力的影响随土层深度增加而下降，
车升国[2]2015年在《区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用》文中进行了进一步梳理化肥由低浓度到高浓度、由单质肥到复合(混)肥、复合(混)肥由通用型走向专用化,是世界肥料发展的主要趋势。我国幅员辽阔,土壤、气候和作物类型复杂多样,农业经营以小农经济为主,规模小、耕地细碎化。因此,区域化、作物专用化是我国复合(混)肥料发展的重要方向。本文根据我国不同类型大田作物的区域分布特点,系统研究区域作物需肥规律、气候特性、土壤特点、施肥技术等因素,开展区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用研究。主要结果如下：(1)根据农田养分投入产出平衡原理,研究建立了“农田养分综合平衡法制定区域作物专用复合(混)肥料农艺配方的原理与方法”。该方法通过建立农田养分综合平衡施肥模型,确定区域作物氮磷钾施肥总量以及基肥和追肥比例,从而获得区域作物专用复合(混)肥料一次性施肥、基肥、追肥中氮磷钾配比,也即复合(混)肥料配方。通过施肥模型确定区域作物专用复合(混)肥料氮磷钾配比,使作物产量、作物吸收养分量、作物带出农田养分量、肥料养分损失率、养分环境输入量、土壤养分状况、气候生态等因素对区域作物专用复合(混)肥料配方制定的影响过程定量化。根据区域作物施肥量来确定作物专用复合(混)肥料配方,生产的作物专用复合(混)肥料可同时实现氮磷钾叁元素的精确投入。(2)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域小麦农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而获得区域小麦专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域小麦专用复合(混)肥料配方。我国小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.31,基肥配方氮磷钾比例为1：0.65：0.51。不同区域小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春小麦区1：0.42：0.15、1：0.60：0.21；黄淮海冬小麦区1：0.45：0.40、1：0.79：0.70；黄土高原冬小麦区1：0.50：0.09、1：0.77：0.14；西北春小麦区1：0.47：0.47、1：0.80：0.81；新疆冬春麦兼播区1：0.27：0.25、1：0.65：0.59；华东冬小麦区1：0.42：0.38、1：0.61：0.54；中南冬小麦区1：0.24：0.28、1：0.35：0.43；西南冬小麦区1：0.34：0.26、1：0.57：0.43；青藏高原冬春麦兼播区1：0.62：0.70、1：1.04：1.17。(3)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域玉米农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域玉米专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域玉米专用复合(混)肥料配方。我国玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.30,基肥配方氮磷钾比例为1：0.93：0.69。不同区域玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春播玉米区1：0.65：0.52、1：1.39：1.11；黄淮海平原夏播玉米区1：0.37：0.18、1：0.62：0.30；北方春播玉米区1：0.45：0.08、1：1.73：0.32；西北灌溉玉米区1：0.39：0.36、1：0.95：0.86；南方丘陵玉米区1：0.27：0.40、1：0.50：0.73；西南玉米区1：0.41：0.29、1：1.22：0.87。(4)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域水稻农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域水稻专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域水稻专用复合(混)肥料配方。我国水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.44：0.56,基肥配方氮磷钾比例为1：0.75：0.96。不同区域水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北早熟单季稻区1：0.47：0.18、1：0.94：0.35；华北单季稻区1：0.35：0.28、1：0.61：0.50；长江中下游平原双单季稻区晚稻1：0.29：0.58、1：0.49：0.98,早稻1：0.34：0.37、1：0.57：0.63,单季稻1：0.53：0.95、1：0.92：1.63；江南丘陵平原双单季稻区晚稻1：0.42：0.75、1：0.63：1.12,早稻1：0.44：0.80、1：0.67：1.22,单季稻1：0.51：0.45、1：0.75：0.67；华南双季稻区晚稻1：0.33：0.50、1：0.61：0.92、早稻1：0.39：0.74、1：0.71：1.36；四川盆地单季稻区1：0.58：0.83、1：1.05：1.49；西北单季稻区1：0.53：0.30、1：0.90：0.52；西南高原单季稻区1：0.77：0.97、1：1.32：1.66。(5)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域马铃薯农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域马铃薯专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域马铃薯专用复合(混)肥料配方。我国马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.31：0.89,基肥配方氮磷钾比例为1：0.54：1.59。不同区域马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方一作区1：0.39：0.56、1：0.53：0.77；中原二作区1：0.39：0.58、1：1.10：1.62；南方二作区1：0.15：1.04、1：0.26：1.85；西南混合区1：0.47：1.55、1：0.79：2.60。(6)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域油菜农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域油菜专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域油菜专用复合(混)肥料配方。我国油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.73：0.70,基肥配方氮磷钾比例为1：1.16：1.11。不同区域油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：春油菜区1：0.70：0.55、1：0.80：0.63；长江下游冬油菜区1：0.50：0.24、1：0.86：0.40；长江中游冬油菜区1：0.60：0.56、1：1.13：1.07；长江上游冬油菜区1：1.00：1.20、1：1.20：2.34。(7)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域棉花农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域棉花专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域棉花专用复合(混)肥料配方。我国棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.37：0.65,基肥配方氮磷钾比例为1：0.67：1.17。不同区域棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：黄河流域棉区1：0.45：0.94、1：0.84：1.76；西北内陆棉区1：0.44：0.44、1：0.74：0.73；长江流域棉区1：0.24：0.65、1：0.45：1.20。(8)根据农田士壤养分综合平衡施肥模型,确定区域花生农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域花生专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域花生专用复合(混)肥料配方。我国花生专用复合(混)肥料配方全国一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.35：0.85,基肥配方氮磷钾比例为1：0.48：1.10。不同区域花生专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北花生区1：0.22：0.69、1：0.35：1.11；黄河流域花生区1：0.59：0.86、1：0.76：1.10；长江流域花生区1：0.31：0.90、1：0.48：1.40；东南沿海花生区1：0.35：1.07、1：0.78：2.41。(9)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域大豆农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域大豆专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域大豆专用复合(混)肥料配方。我国大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52,基肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52。不同区域大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方春大豆区1：0.43：0.33、1：0.43：0.33；黄河流域夏大豆区1：0.6：0.72、1：0.73：0.87；长江流域夏大豆区1：0.48：0.79、1：0.48：0.79；南方多熟制大豆区1：0.60：1.07、1：0.60：1.07。
范亚宁[3]2008年在《半湿润农田生态系统作物—杂草体系氮素营养研究》文中进行了进一步梳理在对农田生态系统作物氮素利用效率以及氮素平衡方面,前人已经做了不少研究。但是这些研究没有考虑杂草时农田生态系统作物对养分的吸收利用。在农田生态系统中,田间除作物外,还存在杂草,杂草与作物争夺养分、水分和生长空间等,杂草的存在对土壤矿质氮残留累积、作物产量、氮素利用、氮素损失以及对植物吸氮量等可能产生的影响。本试验结合前人研究结果,以黄土高原南部半湿润区为背景,以土垫旱耕人为土为供试土壤,选择夏玉米/冬小麦连种体系,试验因子包括施肥、杂草处理、密度(冬小麦)等:杂草处理设4种方式:夏玉米季,设成熟期清除杂草(A区),拔节期清除杂草(B区),喇叭口期清除杂草(C区)和灌浆期清除杂草(D区);施肥处理设5个施氮水平,即在施磷的基础上每公顷施氮0kg(PN_0)、45kg(PN_(45))、90kg(PN_(90))、135kg(PN_(135))和180kg(PN_(180));冬小麦季,设常规种植密度和低种植密度。常规密度:设成熟期清除杂草(A区),越冬前清除杂草(B区),返青期清除杂草(C区)和拔节期清除杂草(D区),施肥处理设7个施肥水平,不施肥(CK)、单施氮肥(P0N135),在施磷的基础上每公顷施氮0kg(PN_0)、45kg(PN_(45))、90kg(PN_(90))、135kg(PN_(135))和180kg(PN_(180));低种植密度:杂草处理与常规密度相同,施肥处理为,不施肥(CK)、单施磷(PN_0)、单施氮(P_0N_(135))和氮肥磷配施(PN_(135)),低密度中杂草处理与常规密度相同。通过以上田间实验和室内测定,研究得出以下主要进展:1.播种密度及施肥不仅显着影响冬小麦生物学特征,而且也显着影响作物同化能力。研究发现,适当降低种植密度有利于提高分蘖数;在施P条件下,植株分蘖数和叶面积随施氮量增加而增加;两种种植密度下,不同施肥处理冬小麦整个生育期叶面积指数和透光率呈相反的变化趋势,透光率最小值出现在开花期,叶面积指数最高值也出现在开花期,透光率和叶面积指数与籽粒产量密切相关(P<0.01);低密度不同施肥处理SPAD值均高于相同施肥处理下的常规密度,降低种植密度能增加冬小麦SPAD值;SPAD值以冬小麦扬花期最大,此后显着降低;低密度不同施肥处理Pn值高于常规密度;Pn与SPAD呈极显着线性关系;基础荧光(F0)与SPAD的相关关系极显着;最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)及PSII潜在活性(Fv/F0)与施氮量呈二次曲线关系;可变荧光(Fv)、最大荧光Fm、基础荧光(F0)及PSII潜在活性(Fv/F0)与籽粒产量相关关系显着或者极显着;对冬小麦而言, PSII光化学效率(Fv/Fm)及PSII潜在活性(Fv/F0)随生育期推进先增大,在扬花期达到最大,扬花期后又显着减小。2.研究表明,玉米田间杂草在生育前期(拔节期和喇叭口期)主要优势种群为香附子和打碗花,而生育后期,主要优势种为马唐和狗尾草;单施P能增加玉米田杂草密度;杂草吸氮量与施氮量相关关系达显着水平;玉米田杂草叁个多样性指数均以处理PN180最高,多样性指数与施氮量相关关系不显着。两种密度下,冬小麦田间主要优势杂草种为播娘蒿;常规密度下,施磷时,随施氮量增加,杂草密度和生物量增加,但杂草吸氮量的增加不显着;低密度下,不同处理杂草密度、生物量和吸氮量均高于相同施肥处理下常规密度;在常规密度和施磷条件下,多样性指数和均匀度指数随施氮量的增加而减小。3.杂草清除时间显着影响作物产量。在两季作物中,施氮后作物冠层生物量和籽粒产量显着增加。冬小麦拔节期清除杂草时,籽粒平均产量最高,为4487.6kg/hm~2,而整个生育期不清除杂草时,籽粒产量最低,为3646.0kg/hm~2,整个生育期不清除杂草,籽粒产量的平均损失率最大。冬小麦季在常规密度下,以越冬期清除杂草时籽粒产量最高,平均为5733.9kg/hm~2,而整个生育期不清除杂草时,籽粒产量最低,平均仅为4247.7kg/hm~2,说明小麦生育期的最佳除草期在越冬前;常规密度不同施肥处理籽粒产量均高于低密度相同施肥处理下籽粒产量。低密度下,DMT(干物质转移量)、DMTE(干物质转移效率)和DMTP(转移干物质对籽粒的贡献率)比常规密度分别减少0.017g/株、3.96%和4.71%,说明合理种植密度更有利于同化产物向籽粒输送。4.土壤剖面矿质氮含量及累积量与施氮量及种植密度密切相关。研究表明,在夏玉米季,土壤剖面NO_3~--N含量随施氮量增加而增加,NO_3~--N含量与施氮量呈线性相关;夏玉米生长过程中,土体NO_3~--N累积量和NH_4~+-N累积量在喇叭口期最高,而在灌浆期最低;夏玉米收获后,土壤中的矿质氮随施氮量增加而增加,二者之间呈极显着的线性相关关系(P<0.01)。在冬小麦季,两种冬小麦种植密度下,NO_3~--N累积量均在越冬期达到最大,收获后最小;冬小麦收获后,随施氮量增加,土壤中残留矿质氮也呈现增加的趋势;研究还表明,小麦低种植密度下,相同施肥处理下NO_3~--N和NH_4~+-N平均累积量高于常规种植密度相同施肥处理,降低种植密度后土壤矿质氮残留量增加。5.杂草吸氮量影响农田生态系统氮素损失评估。结果表明,夏玉米季,整个生育期不清除杂草,玉米的氮肥利用率最低,平均为23.75%,喇叭口期清除杂草时氮素利用率最高,平均为30.77%。冬小麦季,氮肥利用率随着施氮量的增加而呈现增加趋势,越冬前清除杂草,冬小麦的氮素利用率最高,平均为45.67%。夏玉米季,不考虑杂草吸氮量时,PN_(45)、PN_(90)、PN_(135)和PN_(180)处理氮素损失量比考虑杂草吸氮量时分别增加7.85%、6.54%、4.82%和6.93%。在冬小麦季,不考虑杂草吸氮量时,PN_(45)、PN_(90)、PN_(135)和PN180处理氮素损失比考虑杂草吸氮量时分别增加5.12%、7.49%、9.64%和18.39%。以上结果说明,在估算农田生态系统氮素平衡时,应该考虑杂草吸氮量。
李小涵[4]2008年在《不同耕作模式与施肥处理对土壤碳氮的影响》文中研究指明土壤有机碳为植被生长提供碳源,对维持土壤良好的物理结构起到非常重要的作用,同时也是温室效应气体CO_2的主要来源。土壤碳的库容巨大,在全球碳循环过程中起着极其重要的作用。氮素是制约作物生长和产量形成的首要因素,对于改善作物产品品质亦有明显作用。过量化肥的使用,又导致农作物抗病害能力下降,地表、地下水质污染,大气N_2O浓度的上升等一系列环境问题。本研究通过位于黄土高原中南部的长期田间试验,研究了不同种植体系土壤碳氮的含量以及不同氮磷水平条件下土壤碳氮的变化。获得的主要结论有:1.与休闲相比,不同作物长期连作或轮作显着提高0-40cm土层各种形态碳的含量,总碳提高27%-140%,有机碳提高43%-250%,无机碳提高0.2%-70%,轻质有机碳提高34%-993%。不同种植方式之间,0-15cm的各土层中,土壤总碳、有机碳、轻质有机碳均是苜蓿连作含量最高,其次是禾谷或豆禾轮作,玉米或小麦连作较低。无机碳却不同,苜蓿连作仅使0-5cm土层的无机碳增加。随土层深度增加,土壤总碳、有机碳和轻质有机碳均是苜蓿连作下降幅度最大。可见,长期苜蓿连作是增加旱地土壤碳的一种有效措施,特别是有机碳和轻质有机碳,但主要表现在15cm以上的表层土壤。与连作相比,轮作增加土壤碳的作用较强,但不同轮作之间并无显着差异。2.长期休闲土壤有机氮、轻质有机氮和矿质氮含量最低;苜蓿连作能较好地保蓄浅层水分,有利于提高土壤有机氮和轻质有机氮含量,特别是0-20cm的表层土壤,但较深土层的水分和矿质态氮消耗增加;玉米或小麦连作均可显着提高土壤的有机氮和轻质有机氮,长期小麦连作增加土壤轻质有机氮的作用更为明显;两种轮作土壤的有机氮含量与小麦连作无显着差别,而0-20cm表层土壤的轻质有机氮含量却既高于玉米,又高于小麦连作。长期免耕种植豆科作物虽能通过增加土壤轻质有机氮来提高有机氮累积,但增加下层土壤的水分消耗;豆科作物参与禾谷类作物轮作,或深浅根作物轮作,是优化土壤水分利用,增加土壤有机氮累积和协调土壤氮素供应的重要措施。3.施用磷肥对土壤总碳的影响不大,但显着地提高了0-20cm土层土壤有机碳、全氮含量,特别是轻质有机碳、有机氮对磷肥的反应较为明显。但对不同磷肥用量的比较发现:在氮肥用量为90 kg N ha.yr~(-1)一定时,每公顷施用20 kg P2O5已使轻质有机碳、氮达到稳定状态,再增加磷肥用量并未表现出进一步提高轻质有机氮的效果.施磷后轻质有机碳的提高比例比轻质有机氮更明显。4.随施氮量增加,土壤全氮、总碳含量均明显增加,但当施氮量>135 kg .ha~(-1)时,土壤全氮并未表现出增加,土壤总碳却有下降趋势。土壤轻质碳氮均随施氮量的增加而增加。土壤碳氮比在16.6-20之间,且随施氮量的增加而减少。
党廷辉[5]2005年在《黄土区旱地深层硝酸盐累积机理、生物有效性与环境效应》文中研究指明本研究针对黄土区旱地追求作物高产过程中大量施肥或不合理施肥导致农田土壤剖面硝酸盐严重累积的问题,利用同位素示踪技术和长期定位试验,探索土壤剖面硝酸盐淋溶累积和不同深度硝酸盐的生物有效性。同时,在黄土高原典型区域,采用“点-面”结合的方法,采集农田、果园等土壤剖面土样,调查和评价硝酸盐的累积现状。通过研究资料分析,得出下列结果:(1)黄土高原主要类型区农田和果园的土壤剖面硝态氮累积数量果园>农田,果园硝态氮的累积层范围较大。调查样本土壤剖面0-300cm硝态氮累积量范围1.0–353mg/kg,平均值27 mg/kg,变异系数2.1。其中农田土壤剖面0-300cm硝态氮累积量范围1.2 -54 mg/kg,平均值8.2 mg/kg,变异系数1.3;果园对应值分别为:范围1.3-353 mg/kg,平均值47 mg/kg,变异系数1.7。不同土地类型硝态氮水平,果园塬地、梯田、川地都存在严重的累积,而且随施肥水平和种植年限的增加而增加;农田上,塬地>坝地>川地>梯田。川地、坝地由于地下水位浅,土壤硝态氮累积可能造成地下水的污染。长武在调查区属雨量较高地区,由其调查结果推断,黄土高原旱地硝态氮累积最大深度农田和果园分别为240cm和300cm。(2)长期定位试验表明,黄土旱塬长期不平衡或过量施用氮肥,土壤剖面中硝态氮的深层累积是不可避免的,其累积数量、深度和累积率与氮磷施用量及搭配比例密切相关。试验条件下,硝态氮在土壤深层累积的深度通常在60cm以下,严重时可以超过200cm。因施肥组合方式的不同,0-200cm硝态氮累积率为8.5%-31.0%,其中NPM>N>NP>M。施用磷肥和有机肥有减弱NO_3-N向更深层淋溶的作用。在氮磷严重比例失调时,0-400cm硝态氮最大累积率达到44.1%(单施氮180kg/hm2处理)。结果表明,土壤剖面NO_3-N的累积量与累积率一般随氮肥用量的增加而增加,而且NO3-N累积深度随氮肥用量的递增而加深。在NO_3-N严重累积的情况下,配施磷肥可以明显的减少硝态氮的累积数量和累积率,且随磷肥用量的增加而减幅增大。(3)在黄土高原南部塬区同位素示踪表明,氮肥后效明显,5季作物累计利用率仅为44.1% -46.5%,5季作物后土壤残留率为22.4%-28.3%,表明氮肥残留是形成硝态氮累积的主要原因。小麦、玉米地膜栽培对氮肥当季利用率并没有改善作用,但却显着的增加了土壤氮素的残留率。由于土壤残留氮可被后作利用,小麦地膜栽培下氮肥累计利用率(两季小麦)提高16.6%。施用氮肥的大量残留会在降雨作用下通过质流在土壤中逐渐下移,这可能是导致硝态氮在土壤剖面中累积的主要原因。
李紫燕[6]2006年在《黄土高原典型土壤有机氮矿化及铵态氮对土壤氮素激发效应的研究》文中研究指明本文以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类为对象,采用Bremner淹水培养法,研究黄土高原不同生境条件下土壤有机氮的矿化过程及铵态氮对土壤氮素激发效应的影响。通过以上研究,旨在阐明黄土高原主要土类氮素矿化及其影响因素,明确铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素的激发效应及其影响因素,为深入理解黄土高原土壤氮素内循环过程提供理论依据。通过研究,获得以下主要结论:1.测定结果表明,NH4+-N加入土壤后立即用Bremner法浸取测定,其回收率也显着低于理论值(100%)。土壤类型、植被类型及添加有机物料对NH4+-N的回收率存在极显着影响(p<0.01)。从平均看,黄土正常新成土回收率最高(88.8%),土垫旱耕人为土回收率最低(81.0%),简育干润均腐土和干湿砂质新成土介于中间;从林地土壤(回收率为91.0%)、农田土壤(84.6%)、草地土壤(84.0%)、裸地土壤(83.7%)回收率依次降低,但后叁者之间差异不显着,但均极显着低于林地土壤;不添加有机物料对照土壤的回收率为73.6%,添加长芒草和紫花苜蓿的回收率分别为86.7%和85.9%,添加有机物料两种处理间差异不显着,但均极显着高于对照土壤;农田长期氮肥和秸秆配施,对回收率没有显着影响(Pr=0.4365)。相关分析发现,回收率与粘粒呈弱负相关,与有机质呈显着正相关,粘土矿物对NH4+-N的固定是铵态氮回收率降低的主要原因。2.土壤非交换性NH4+-N随Bremner法淹水培养时间延长,含量增加。不同土壤类型在培养20d时非交换性NH4+-N的增加量存在显着差异(p=0.0229),而培养40d和60d时差异不显着(p分别为0.1379和0.1159)。培养期间非交换性NH4+-N的增加量均表现为以土垫旱耕人为土最大,其次是黄土正常新成土,简育干润均腐土和干湿砂质新成土较小;添加有机物料极显着影响培养期间的非交换性NH4+-N(培养20d、40d和60d时p分别为0.0002、0.004和0.0003),表现为添加紫花苜蓿和长芒草土壤非交换性NH4+-N的增加量均极显着高于不添加有机物料的对照土壤;在培养20d、40d和60d时,加(NH4)2SO4土样非交换性NH4+-N的增加量显着大于不加(NH4)2SO4土样(p分别为0.0037、0.0033和0.0027),这是土壤对(NH4)2SO4中NH4+-N固定的必然结果;不同植被类型土壤培养20d时的非交换性NH4+-N增加量差异显着(p=0.0434),培养40d和60d时差异不显着(p分别为0.7378和0.5375);长期秸秆和氮肥配土壤非交换性NH4+-N
黄婷[7]2010年在《黄土高原沟壑区不同地形部位和利用方式下土壤肥力及其质量研究》文中提出长武县处于黄土高原的南部,是渭北与陇东高原结合部的过渡地带。该区域属暖温带半湿润大陆性季风气候,年均降水584mm,年均气温9.1oC,为典型的旱作农业区;地貌属高原沟壑区,塬面和沟壑两大地貌单元并存,有塬、粱、沟叁种土地类型,是黄土高原水土流失较严重地区。1980年前该区域农业种植以粮食作物为主,随后部分农田先后改建为果园,由粮食生产基地逐渐转化为果-粮生产基地,目前成为重要的苹果生产基地。土地利用方式的改变,势必会引起土壤肥力以及土壤质量的改变,这成为人们关注的问题。为此,本研究以长武黄土高原北部的沟壑区为研究对象,采集了不同地形部位(塬面、坡地、河滩地)和不同土地利用方式下(果园和农田)的土壤样品,研究了土壤有机质、大量元素和微量元素等肥力状况,筛选了土壤质量评价的指标体系,建立了最小数据集,并对土壤质量进行了评价,揭示了该区域不同地形部位和利用方式下的土壤肥力、质量现状和差异。取得以下重要结论和进展:(1)长武县北部地区土壤有机质含量为5.2g/kg~18.1g/kg,平均含量为11.7g/kg,总体达到中等肥力水平。不同地形部位下土壤有机质、易氧化有机质的含量变化不同,有机质含量高低顺序是塬面(12.77g/kg)>坡地(11.93g/kg)>河滩地(9.56g/kg),河滩地与坡地、塬面间土壤有机质、易氧化有机质存在显着性差异。利用方式也影响到土壤有机质和易氧化有机质含量高低,果园土壤有机质、易氧化有机质比农田土壤略高,果园表层高于下层;随果树树龄的增加,土壤有机质、易氧化有机质都有所下降。(2)该地区土壤全氮含量为0.6g/kg~1.3g/kg,总体平均1.0g/kg,土壤碱解氮总体平均44mg/kg,土壤氮素总体达到中等肥力水平。果园土壤全氮总体达到中等偏高肥力水平,农田达中等水平。不同地形部位对土壤全氮、碱解氮的影响也略有不同,塬面土壤全氮(1.02g/kg)、碱解氮(47.88mg/kg)比河滩地(0.85g/kg、38.76mg/kg)、坡地(0.95g/kg、41.18 mg/kg)相对较高;不同利用方式对土壤氮素影响不同,果园表层土壤全氮、碱解氮比农田土壤分别增加了9%、5%,随着果园种植年限的增加,土壤表层(0-20cm)和亚表层(20-40cm)的全氮、碱解氮均呈下降趋势。(3)该地区土壤全磷含量平均为0.9g/kg,速效磷含量为2.5mg/kg~76.6mg/kg,整体平均为16.3g/kg,速效磷达到中等偏上肥力水平;其中,果园土壤速效磷达到高等肥力水平,农田土壤总体达到中等肥力水平。不同地形部位间土壤全磷无显着差异,速效磷呈现出塬面>河滩地>坡地的变化趋势。不同土地利用方式下,果园表层土壤全磷和农田土壤之间无显着性差异,速效磷相应比农田的高,但差异也不明显。随着果树年限的增加,果园土壤全磷、速效磷出现累积效应,其中5-15年和<5年果园的土壤全磷、速效磷均差异显着。(4)该地区土壤全钾含量变化在16.7g/kg~25.1g/kg,平均含量为21.3g/kg;土壤速效钾含量变化在63.1mg/kg~438.7mg/kg,平均为217.8mg/kg,达到了高肥力水平。土壤全钾在不同地形部位间无显着差异,不同土地利用方式下果园土壤全钾显着高于农田土壤的,果园土壤速效钾和农田相比有增加的趋势(增加了27%)。随着果树种植年限的增加,果园表层土壤速效钾逐渐增加,>15年、5-15年和<5年果园表层土壤速效钾相比分别增加了31.5%、39.6%,土壤速效钾在盛果期阶段增加幅度较大。(5)该地区土壤微量元素整体平均含量为,有效Fe:5.89mg/kg、有效Mn:19.8mg/kg、有效Cu:0.9mg/kg、有效Zn:0.91mg/kg,其中有效锰达到高等肥力水平。地形部位影响土壤微量元素的含量,其中铁、锰、铜表现出塬面>坡地>河滩地的变化趋势,有效锌则以河滩地相对较高。不同利用方式下,果园微量元素平均高于农田,达到显着性差异。随着树龄的增加,在盛果期(5-15年)果园土壤微量元素出现累积效应。(6)在长武北部的沟壑区沿泾河流域从东到西土壤全氮、碱解氮呈抛物线型分布,中部地区最高、东部相对较低;土壤全磷以西部地区较高,东部最低,速效磷呈抛物线型分布,中部偏西相对较高,东部相对较低;土壤全钾、速效钾均呈抛物线型分布,中部相对偏高;土壤微量元素(铁、锰)均呈抛物线分布,以中部偏东相对较高。考虑不同地形部位间的分布情况,大致有叁类:从东到西,土壤有机质和易氧化有机质在不同地形部位上的变化趋势一致,均呈抛物线型分布,土壤大量元素在不同地形部位上的分布以河滩地最为复杂,规律性不明显,磷素和钾素在坡地和塬面上的分布较均匀,从东到西变化幅度较小。河滩地土壤微量元素变化趋于同一水平,坡地、塬面呈抛物线型分布。(7)通过主成分和Norm值法确定该地区土壤质量综合评价指标的最小数据集(MDS),最终进入最小数据集的土壤质量评价指标有易氧化有机质、全氮、速效磷、速效钾、粘粒、CEC、Fe、Cu、Zn、过氧化氢酶、磷酸酶和转化酶等12项指标。应用偏相关和主成分两种方法确定土壤因子权重,利用模糊数学模型计算了该地区不同地形部位和不同利用方式下土壤质量综合指数(FQI),该地区土壤质量综合指数变化范围在0.25-0.7,大部分集中在0.5-0.7之间,因此该地区土壤质量总体上属于中等水平。由土壤因子的隶属度看出,土壤易氧化有机质、全氮、有效铜、有效锌等是影响当地土壤质量的主要限制因子。土壤质量指数表明,该区域果园土壤质量优于农田;塬面土壤质量最高,坡地次之,河滩地最差;随着果园种植年限的增加,土壤质量没有出现明显的上升或下降的现象。
黄明[8]2017年在《基于收获期土壤测试和施肥位置优化的旱地小麦减肥增效研究》文中研究指明优化施肥是实现粮食高产、肥料高效和环境友好的有效途径,对解决小麦生产中过量和不平衡施肥的问题有重要作用。但是,雨养旱作条件下由于不同年际、季节和地点的降雨差异,小麦籽粒产量和养分需求不同,使优化施肥更为复杂。2013—2016年,本研究在黄土高原南部的典型旱地雨养农业区,以冬小麦为研究对象,通过多年多点的田间定位试验,建立了基于收获期土壤硝态氮或有机质测试的优化施氮技术以及基于施肥位置优化的膜侧施肥技术,结合收获期土壤有效磷钾测试和秸秆还田生产实践,改进了现有的磷钾衡量监控技术,分析了优化施肥对旱地小麦产量、经济效益、养分吸收利用、土壤水分利用恢复和土壤硝态氮残留的影响。目标在于优化小麦养分管理,为旱地作物可持续生产提供可靠的理论依据与技术参考。主要研究结果如下:(1)基于收获期土壤有效氮磷钾测试、作物养分需求和土壤硝态氮安全阈值的优化施肥既降低了旱地小麦氮磷用量,又实现了增产增收增效和环境友好。与传统施肥相比,优化施肥的氮肥用量3年15点平均减少96 kg N hm~(–2),磷肥用量减少43 kg P_2O_5 hm~(–2),0~100 cm硝态氮残留降低120 kg N hm~(–2),小麦籽粒产量和经济效益分别提高386 kg hm~(–2)和1472元hm~(–2)。主要是因为优化施肥在不影响小麦地上部氮磷钾积累量的同时,显着提高了氮磷钾收获指数和生理效率以及肥料偏生产力。(2)基于收获期土壤有机质、有效磷钾测试和作物养分需求的优化施肥,同样降低了氮磷肥施用量,促进了小麦养分吸收利用,在增产增收增效的同时,降低土壤硝态氮残留,促进了土壤氮磷钾平衡。与传统施肥相比,优化施肥2年12点的平均氮磷肥用量分别降低16.1%和43.5%,小麦籽粒产量和经济效益分别提高698 kg hm~(–2)和1984元hm~(–2),地上部氮磷钾积累量提高3.9%、3.2%和9.3%,氮磷生理效率提高4.1%和3.3%,氮磷钾偏生产力提高35.6%、97.0%和40.8%,0~100 cm土层硝态氮残留降低31.6%。优化施肥条件下,冬小麦氮磷钾平均回收率分别为49.8%、9.8%和67.3%,平均农学效率分别为9.2 kg kg~(–1) N、10.2 kg kg~(–1) P_2O_5和17.1 kg kg~(–1) K_2O。秸秆还田条件下,优化施肥的氮磷钾表观盈余量分别为28.3 kg N hm~(–2)、32.5 kg P_2O_5 hm~(–2)和3.8 kg K_2O hm~(–2),氮磷盈余量较传统施肥显着降低,钾盈余量维持稳定。(3)采用定位施肥,将肥料条施于膜下、播种行侧下5 cm处,实现了机械定位施肥和垄覆沟播集雨抗旱栽培相结合,不仅提高了小麦产量、经济效益和水分利用效率,还增加了下季小麦播前深层土壤贮水。与传统平作相比,普通垄覆沟播的3年平均产量和水分利用效率分别提高8.3%和8.1%,而膜侧定位施肥的产量、水分利用效率和经济效益分别提高20.1%、16.1%和23.4%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥偏湿润年份减少生长季内100~200 cm土壤水分消耗,偏旱年份增加休闲季土壤蓄水,有效确保甚至提高了播前土壤水分,从而显着增产增收、提高水分利用效率。偏干旱的2013—2014和2015—2016生长季,定位施肥较垄覆沟播分别增产8.4%和15.5%,增效23.2%和30.1%,水分利用效率提高7.0%和10.0%,偏湿润的2014—2015生长季水分利用效率也提高6.0%。(4)膜侧施肥不仅提高了旱地小麦产量,还改善了养分吸收利用特性,显着提高了养分吸收效率,解决了垄覆沟播小麦籽粒含氮量降低的问题,3年平均籽粒氮磷含量较垄覆沟播分别显着提高8.2%和4.1%。与传统平作相比,垄覆沟播的籽粒含氮量显着降低。与垄覆沟播相比,膜侧施肥提高了小麦开花0~40 cm土层以及收获期0~200 cm土层硝态氮累积量,有利于促进拔节后小麦氮磷钾积累、花后营养器官氮磷钾转运和成熟期籽粒氮磷钾分配,从而显着提高小麦籽粒氮磷含量和氮磷钾吸收效率。其中偏干旱的2013—2014和2015—2016生长季,籽粒含氮量分别提高9.9%和8.7%,氮吸收效率提高7.0%和10.0%,磷吸收效率提高9.0%和23.5%;偏湿润的2014—2015生长季,籽粒含氮量和氮磷吸收效率分别提高6.0%、23.3%和23.5%。综上所述,优化施肥能改善旱地小麦氮磷钾养分吸收利用特性,实现增产增收增效,降低收获期土壤硝态氮残留。在旱地小麦生产中,在土壤硝态氮残留过高的区域,采用基于收获期土壤养分测试的优化施肥,结合抗旱节水栽培技术进行施肥位置优化,对减肥增效、增产增收和环境友好有重要意义。
梁斌[9]2008年在《黄土区不同培肥措施对土壤微生物量和可溶性有机碳氮的影响》文中指出土壤碳氮循环是农田生态系统中最基本的生态过程,对农田生态系统的稳定性、生产力及环境具有关键的影响作用。在此循环过程中,微生物的作用极其重要,微生物量碳、氮(SMBC, SMBN)起到了养分供应库和源的作用。可溶性有机质被认为是陆地和水生生态系统中非常活跃和重要的另一有机组分,与土壤生物地球化学过程、成土作用、微生物的生长等过程有紧密的联系,其中可溶性有机碳、氮(SOC, SON)是人们十分关注的两个元素,其与营养物质的供给、有效性、植物的生长,以及碳、氮循环和能量转化有紧密的联系。长期以来,不少学者多研究了影响土壤微生物量碳氮的因素,而关于小麦-玉米轮作体系中微生物量碳氮的动态变化,长期撂荒、施肥和不同种植制度对土壤微生物量碳氮含量影响的研究尚少见报道;对于可溶性有机碳氮的研究,大部分只局限在森林生态系统。关于土壤微生物量碳、氮与土壤可溶性有机碳、氮间的关系,尚不清楚。本研究以在黄土高原南部地区进行的两个长期定位试验为研究对象,研究了不同栽培模式和不同培肥处理对土壤微生物量碳、氮,土壤可溶性有机碳、氮和矿质态氮含量及其关系的影响,得出以下结论:(1)小麦生长期间秸秆覆盖显着提高土壤微生物量氮的含量,地膜覆盖使SMBN含量显着降低;秸秆和地膜覆盖显着降低小麦生长期间土壤可溶性有机氮的含量,但在小麦收获后这两个处理中土壤SON含量较常规栽培有所提高;适量施氮(120 kg N/hm2)有利于小麦生长后期SMBN含量的升高,过量施氮(240 kg N/hm2)显着降低了小麦各生育期SMBN含量;小麦全生育期SON含量随施氮量的增加而增加。(2)不同施肥措施相比,施用有机物料能够显着提高作物生长期间SMBC, SMBN, SOC和SON含量,但施入有机物料的碳氮比不同,对氮素的固持与释放也不同,氮磷钾肥配施秸杆(SNPK)处理中微生物量碳、氮低于氮磷钾配施有机肥(MNPK)处理,0-10 cm土层SMBC和SMBN含量分别为MNPK处理的71.9-95.2%和66.3-85.6%,而矿质态氮含量一直高于MNPK处理,为MNPK处理的1.05-2.30倍。施氮磷钾肥对土壤SMBC、SMBN含量无明显影响,提高了土壤小麦生育期SOC、SON的平均含量,但降低了小麦各生育期可溶性有机氮占可溶性全氮的比例。(3)长期撂荒显着提高土壤有机质、全氮含量,土壤SMBC、SMBN、SOC和SON含量显着高于不施肥和单施用化肥处理,与化肥配施有机肥农田相差不大,可见,农田撂荒后土壤肥力得到提高。(4)与小麦-休闲种植制度相比,小麦-玉米轮作制度显着提高了0-10 cm土层SMBC、SMBN、有机碳(TOC)、全氮(TN)和土壤SOC、SON的含量,而对10-20 cm土层上述测定指标无显着影响。与不施肥或单施化肥处理(NPK)下小麦-休闲和小麦-玉米轮作方式相比,撂荒处理显着提高了0-10 cm土层各测定指标的含量。(5)在小麦和玉米生长期内,SMBC和SMBN含量均表现为先上升,在小麦拔节期和玉米灌浆期达最大值,而后呈下降的趋势;与此相反,NPK、MNPK和SNPK处理中矿质态氮在作物旺盛生长阶段含量最低,说明土壤微生物碳、氮含量与土壤矿质氮含量间具有此消彼长的趋势。(6)长期不同施肥处理中0-20 cm土层SMBC/TOC的比例在2.03%-4.10%之间,SMBN/TN范围为:2.64%-5.25%,平均分别为2.78%和3.71%;方差分析表明,0-10 cm土层SMBC/TOC、SMBN/TN显着大于10-20 cm土层SMBC/TOC、SMBN/TN。培肥措施和种植制度对SMBC/TOC和SMBN/TN比值无显着影响。土壤微生物量碳、氮,可溶性有机碳、氮两两之间呈极显着正相关,TOC和TN与这四者之间的正相关关系也达极显着水平。
李云[10]2006年在《旱地土壤氮素的残留、吸收利用及其影响因素》文中进行了进一步梳理氮肥在世界粮食生产中具有重要的作用,我国从1994年以后氮肥每年使用量均在2×107t以上,大量施用氮肥的结果导致越来越多的矿质氮素残留在农田土壤,既不利于氮肥利用率的提高,而且产生许多环境问题。本文通过叁个田间试验,分别研究旱地不同栽培条件对氮素的残留及其吸收利用的影响、土壤剖面残留氮对作物的有效性和不同作物种类及种植方式对土壤残留氮素利用能力的影响,旨在查明影响旱地氮素残留、吸收和再利用的因素,从而为旱地养分管理提供科学依据。得出的主要结论有:(1)地膜覆盖和垄沟种植是旱地实现冬小麦高产的重要栽培模式,然而,地膜覆盖和垄沟种植土壤中残留的硝态氮也显着提高,因此,需要将土壤培肥、增加有机物输入与这两种模式结合起来。(2)秸秆覆盖处理和常规模式处理前2年的小麦产量和吸氮量均无显着差异,而第3年秸秆覆盖的均明显高于常规模式,表明冬小麦田秸秆覆盖的增产效果需要若干年的积累。(3)施氮高达240 kg/hm2时小麦产量和吸氮量显着高于施氮120 kg/hm2,然而,施氮土壤剖面残留的硝态氮也显着增加。当地高产低氮残留的适宜施氮量应在120和240 kg/hm2之间。(4)种植密度增加显着提高小麦产量、养分吸收量和氮肥利用率,土壤较深层累积的硝态氮则有降低的趋势,表明适当提高小麦种植密度是旱地高产高效栽培的一条重要途径。(5)连续施肥几年后,0~200 cm土壤剖面中残留矿质氮与小麦的总吸氮量相当。可见,土壤残留的矿质氮数量十分可观。(6)随着土壤中残留氮量的增加,其被作物的再吸收量有增加的趋势,而无效损失量同样增加,深层氮损失的机会也增加。(7)苜蓿比小麦更能利用较深土壤的残留氮,但不论是小麦还是苜蓿,浅层土壤残留氮均是作物氮素的主要贡献者。(8)大豆和小白菜与玉米间作时对土壤残留氮素的再利用能力比两者单作时强,而且间作时土壤氮素的消耗和损失主要发生在浅层,单作时则有相当一部分氮素的损失发生在深层土壤。
参考文献：
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