控释氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率

通过土壤渗漏装置、微区和田间小区试验,研究了15N标记控释氮肥在淹水稻田土壤上氮素的去向和利用率。结果表明,施用控释氮肥能明显地降低氨挥发、淋失和硝化—反硝化的损失。控释氮肥处理的氨挥发量比尿素降低54.0%,氮淋失量降低32.5%。尿素的硝化—反硝化损失量占施入氮量的34.5%,而控释氮肥的只占2.0%;控释肥料与尿素氮在0—80cm土层中的残留率相近。控释氮肥一次性全量作基肥施入土壤,水稻的氮肥利用率平均为65.6%,比尿素(基肥+追肥)高出32.2个百分点。控释氮肥的农学效率显著地高于尿素。     

尿素涂层对土壤渗出液NO_3~--N和NH_4~+-N的影响

采用盆栽试验方法,研究尿素涂层后施用于水田土壤其渗出液NO3--N和NH4+-N含量的变化情况。研究结果表明:与未涂层尿素相比,施用尿素涂层可使氮素释放变得平缓,土壤渗出液中NH4+-N和NO3--N浓度明显降低,有利于水稻生长对氮素的吸收利用;在等氮量条件下,施用涂层尿素处理的土壤渗出液中的NH4+-N浓度明显低于未涂层尿素处理,且尿素用量越低这一差异越明显,而土壤渗出液中的NO3--N浓度施入土壤后前10天涂层尿素低于未涂层尿素处理,而至第18天则表现出高于未涂层尿素处理的趋势;涂层处理土壤渗出液NO3--N和NH4+-N之和大都小于未涂层处理。     

磷石膏与氮肥混合施用对氨挥发和氮素利用率的影响

分别在草甸土和轻度碱化草甸土上进行了磷石膏与尿素和碳铵混合后施用的室内模拟试验,并在轻度碱化水稻土上进行了水稻盆栽试验,结果表明,磷石膏与氮素化肥混施具有降低氨态氮挥发损失和提高氮素利用率的显著作用,其中以１／２ＳＯ４＾２－：ＮＨ４＾＋之比为１：１型的磷石膏碳铵和磷石膏尿素可使氨态的近轨损失率降低４１．０８－５０．３４％和２７．６２－３３．４６％;１：１和２：１型的磷石膏碳铵分别使水稻的氮素利用提     

作物残体去向与利用及对土壤氮素转化的影响

近年来,作物残体还田受到了很大的关注,一方面它可以改进土壤氮素的动态变化,减少硝态氮淋失;另一方面可作为提高耕地土壤作为潜在氮储库的一种手段。作物残体是碳、氮的重要源和库,因此还田后会影响土壤中的氮素循环。本文综述了作物残体还田后对土壤氮素转化的影响及残体氮素的利用与去向问题。具体阐述了以下几个方面内容:作物残体的降解过程及影响因素,残体氮素的利用率及去向问题,以及作物残体对土壤无机氮库、有机氮库、微生物特征的影响。     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

水田土壤氮转化相关因子对多年施用缓/控释尿素的响应

研究持续施用不同种缓/控释尿素肥料对棕壤水田基本化学性质、与氮转化相关酶以及微生物量等生物学活性的影响。采用7 a连续施用不同种缓/控释尿素肥料的水田定位试验,试验处理为单施尿素(U),添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、氢醌(HQ),硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、双氰胺(DCD)制成不同种缓释尿素肥料,以及硫包膜尿素肥料(SCU)和树脂包膜尿素肥料(PCU)。持续7 a施用缓/控释尿素肥料后,棕壤水田土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、有效磷呈下降趋势,速效钾、p H值呈上升趋势。SCU、PCU、HQ+DCD+U和NBPT+DMPP+U的铵态氮(NH4+-N)含量显著高于U,SCU、PCU和未施肥处理的硝态氮(NO3--N)含量显著高于U。未施肥处理和U的土壤脲酶活性低于其他的处理,PCU和SCU土壤硝化作用潜势大于其他处理。未施肥、HQ+U、HQ+DCD+U、NBPT+DMPP+U、PCU和SCU处理土壤硝酸还原酶活性高于U。持续施用缓/控释尿素肥料对土壤微生物量碳含量影响不大,未施肥处理土壤微生物量氮最高,持续施用缓/控释尿素肥料降低了棕壤水田土壤微生物活性。综合考虑土壤化学性质和土壤生物活性以及水田这个特殊环境,在棕壤水田中持续7 a施用SCU与PCU尿素肥料作用效果好于其他尿素肥料。     

控释尿素对土壤氨挥发和无机氮含量及玉米氮素利用率的影响

采用田间试验,通过与普通尿素对比,系统研究了硫膜和树脂膜控释尿素的施用对土壤氨挥发损失、无机氮含量、玉米增产效应及氮素利用率的影响。研究结果表明:硫膜和树脂膜控释尿素的施用能够有效抑制土壤氨挥发速率,土壤氨挥发速率峰值出现时间比施用普通尿素滞后4～6 d,土壤氨挥发累积量和损失率比普通尿素分别减少了24.75%～61.66%,1.95%～4.06%;硫膜和树脂膜控释尿素的控释性能有效地维持了玉米生育期耕层土壤NH4+-N和NO3--N含量,保证了玉米生育期氮素的供应,并能达到"前控后保"的效果;降低土壤氨挥发损失和保持耕层土壤速效氮含量水平是硫膜和树脂膜控释尿素能够显著提高玉米产量、氮素利用率的主要原因。     

控释掺混尿素对土壤无机氮和油菜产量及氮素利用率的影响

2014—2015连续两年通过大田试验研究了尿素、控释氮肥、控释掺混尿素对耕层土壤无机氮、油菜生长性状和产量、氮素利用率以及经济效益的影响,为控释氮肥在油菜生产中的应用推广提供依据。结果表明,较常规施肥处理相比,各控释氮肥处理促进了油菜全生育期氮素供应,有效提高了油菜生育中后期株高和干物质积累量,对油菜主花序长有一定改善作用,且控释掺混处理与单施控释氮肥处理分别显著增长油菜总角果8.98%、6.76%(2014年)和13.80%、9.43%(2015年)。两年田间试验结果表明,控释掺混尿素处理及控释氮肥处理显著增产13.06%~16.70%,氮肥表观利用率提高23.34%~53.71%,氮肥偏生产力提高13.12%~16.72%,氮肥农学利用率提高25.60%~35.56%,土壤氮依存率降低10.99%~19.83%,净利润提高12.83%~25.31%,且以控释掺混尿素处理效果最优。综上,控释掺混尿素处理养分释放适宜,增产增收效果最佳,40%控释氮肥+60%尿素处理推广应用潜力较大。     

涂层尿素对主要作物增产效果的研究

对涂层尿素在主要农作物上的增产效果和施用方法进行了大量的田间试验,结果表明：施用涂层尿素对小麦,玉米,水稻等农作物有明显的增产作用与等养分普通尿素相比,增产６．７％￣９．７％,提高氮肥利用率２．５个百分点以上,每吨尿素增产所获得的纯收益达１０００元以上。     

施用控释尿素对油菜籽产量、氮肥利用率及土壤无机氮含量的影响

2009~2010年度在我国油菜主产区采用多点田间试验研究了施用控释尿素（Controlled release urea, CRU）对油菜籽产量、氮肥利用率及土壤无机氮含量的影响,以期为CRU在油菜上的施用提供理论依据。结果表明,CRU一次性基施可以保证后期氮素供应,明显促进油菜的生长发育,与普通尿素一次性基施处理（UB）相比,油菜叶片的SPAD值、株高及花期绿叶数明显增加。油菜籽产量增加了7.1%~19.7%,影响产量的构成因素主要有总角果数、分支数和第一节位高。油菜的氮素积累量增加16.9%~27.3%,氮肥利用率提高12.2~17.7个百分点,试验后耕层土壤（030 cm）的硝态氮含量升高了149.3%~296.1%,无机氮含量升高了40.5%~145.9%。CRU处理与尿素分次施用处理（UD）相比,生长指标、油菜籽产量和干物质量均没有明显差异,氮积累量和氮肥利用率有增加趋势。可见,CRU一次性基施可以达到普通尿素分期施用的效果。     

太湖地区主要土壤上水稻氮素吸收利用的研究

通过在太湖地区两种主要水稻土(黄泥土和乌栅土)上的田间小区试验,研究了水稻在不同N水平下对N吸收变化规律、N素表观利用率以及N肥的增产效果和经济效益。研究结果表明:水稻在两种土壤上的吸N速率均在分蘖结束后到开始孕穗即孕穗期最快,施N处理的吸N速率大约在N2.2~4.2kg/(hm2·d)。两种土壤不同施肥处理下化肥N利用率的变化范围在31.6%~46.2%之间,平均为37.6%。N肥最佳施用量黄泥土为N227kg/hm2,乌栅土为N255kg/hm2。     

供氮方式对冬马铃薯氮肥利用效率及氮素去向的影响

以马铃薯费乌瑞它为试材,采用田间微区~(15)N示踪技术,研究施N量160kg·hm~(-2)全部基施(T1)、55%基施+45%在齐苗期追施(T2)、55%基施+30%在齐苗期追施+15%在现蕾期追施(T3)3种方式,对冬马铃薯氮肥利用效率及去向的影响。结果表明:马铃薯吸收的N约46%~52%来源于当季施用的氮肥,48%~54%来自土壤和种薯;肥料N利用率为35.16%~39.99%,残留率为47.71%~51.78%,损失率为8.23%~15.50%。3种施氮方式下,肥料N主要残留在0~15cm土层。随施氮时间后移,肥料N残留在0~15cm土层呈上升趋势,在15~45cm土层呈下降趋势。施氮方式对马铃薯干物质积累总量和块茎干物质积累量影响不明显,但T3肥料N利用率、肥料N残留率明显大于T1、T2。因此,综合经济效益和环境效益,T3施氮方式的效果较为理想。本研究为马铃薯氮素养分的有效管理提供了指导依据。     

包衣尿素在田间的溶出特征和对夏玉米产量及氮肥利用率影响的研究

通过田间试验研究了控释包衣尿素在田间的实际溶出过程及其对玉米产量、氮肥利用率的影响。结果表明,控释包衣尿素在田间的实际溶出期限远远高于实验室的测定值,控释包衣尿素处理耕层土壤无机氮动态过程与其溶出特征比较一致;在减少20%氮肥用量并且采用玉米全生育期一次性基施的措施下,控释包衣尿素的玉米产量和吸氮量与常规施肥措施的尿素持平,而氮肥利用率略有提高。     

不同利用年限不同坡位的红壤水稻田化肥氮去向

采用15N微区示踪法研究了不同利用年限、不同坡位的红壤水稻田N素的运移特征与去向.试验结果表明:红壤地区新、老水稻田成熟期肥料利用率为18.71%～29.10%;残留率在5.97%～18.73%之间;老稻田耕层的土壤N素残留高于新稻田,但新稻田剖面中15～50 cm土层15N残留量占总残留量的比率明显要高于老稻田;红壤水稻田肥料损失率高达52.24%～68.91%.此外,供试田块各生育期渗漏水中NH4 -N、NO3--N浓度均为:耕层＞犁底层.     

黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

采用Bremner法和长期淹水密闭培养法,研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明,土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同,即均为未知态氮氨基酸态氮氨态氮氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力(N0)为38~175.3 mg kg-1,矿化速率常数(k0)为0.022~0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01或p0.05);土壤C/N、p H与氮素矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01),而与矿化速率常数(k0)之间则均呈显著负相关(p0.05或p0.01),因此,土壤有机碳(氮)、C/N和p H是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明,在各组分有机氮中,酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势(N0)关系密切(p0.01),但进一步通过多元回归分析和通径分析表明,酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分,是土壤可矿化氮的主要来源。     

不同施氮方式对甘蔗氮肥效率及氮素去向的影响

以新台糖22号(ROC22)为试材,通过网室盆栽试验方法,在总施氮量(15N标记尿素5g/盆,相当于450kg·hm-2)相同条件下,研究了全部基施(T1)、50%基施+50%在分蘖期追施(T2)和30%基肥+30%在分蘖期追施+40%在伸长期追施(T3)3种施氮方式对甘蔗氮肥效率与氮素去向的影响。结果表明:甘蔗吸收的氮素约18%～29%来源于当季施用的尿素氮,71%～82%来自土壤和种茎氮;氮肥利用率为21.0%～34.52%,残留率为37.61%～44.13%,有21.35%～41.39%的氮素损失。3种施氮方式下,氮肥残留在0～20cm土层较多,在20～40cm残留较少。随氮肥施用时间后移,甘蔗吸收的氮素、来源于肥料氮素的比率、氮肥利用率、氮肥残留率、蔗茎产量及产糖量明显增加,而氮肥损失率显著下降,蔗茎的氮素分配率和蔗糖分积累略呈下降趋势,同时氮素在0～20cm土层的残留呈上升趋势,在20～40cm土层呈下降趋势。从经济效益和环境效益考虑,T3施氮方式的效果较为理想。     

Nitrogen Application in Winter Wheat Grown in Mediterranean Conditions: Effects on Nitrogen Uptake,Utilization Efficiency,and Soil Nitrogen Deficit

ABSTRACT

Nitrogen (N) is one of the most growth restricting nutrients in cereal grain and represents one of the highest input costs in agricultural systems; therefore, environmental and economic considerations require the effective use of N fertilizer in plant production. This study was conducted for three years to better understand wheat plant response to optimize N fertilizer and how to reduce the risk of ground water pollution.

Two of the most important durum wheat cultivars in Southern Italy and four N fertilization levels (0, 60, 120, and 180 kg N ha^{? 1}, indicated as N0, N60, N120, and N180, respectively) were compared in this experiment. During plant growth, fresh and dry matter, plant nutritional state (SPAD readings and stem nitrate content), and N uptake were determined. At harvest, plant N content, N uptake, grain yield, yield components and quality were determined, allowing the calculation of the pre- and postanthesis N uptake and the N utilization efficiency indices. Furthermore, at the beginning and at the end of each year, soil mineral N was measured to calculate mineral N deficit in the soil.

The results indicated that the treatment with 120 kg N ha^{? 1} of fertilizer ensures a good balance between yield and N utilization. In fact, N180 and N120 showed similar yield (3.01 and 3.07 t ha^{? 1}, respectively) and protein content (13.7 and 13.5 %). Meanwhile, throughout the three-year experiment, N180 presented the highest final mineral N content in the soil at the end of the cropping cycles, increasing the amount of N available for leaching. The N120 treatment showed the same values of N utilization indices as compared to N180, indicating that further doses of N fertilizer did not increase wheat N utilization. Plant N status shows that it is possible to modify the N fertilization to reach its optimum level during plant growth, in accordance with variable weather conditions, and consequently the plants requirements. The mean treatments of the preanthesis N uptake were about 67.5% of the total N uptake, and it was significantly and positively correlated with wheat yield. On the contrary, the postanthesis N uptake showed positive correlation with grain protein content, confirming the importance of late N supply in grains quality. The variation of weather conditions affected winter wheat yield, quality, N utilization and plant N status, but any difference throughout years was found between N180 and N120, confirming that higher N rate did not influence wheat growth, yield, and N uptake.     

北方地区滨海盐渍土型稻田土壤供氮能力的研究

采用短期淹水密闭淋洗培养法(恒温30℃),研究北方地区滨海盐渍土型旱地土壤(种植苜蓿草)开垦种植水稻5年和30年稻田土壤供氮能力。结果表明:(1)3种土壤初始矿质氮主要分布在0~20 cm土层,且土壤初始矿质氮含量的高低顺序为旱地土壤>30年稻田土壤>5年稻田土壤;5年稻田土壤与旱地土壤之间初始矿质氮含量差异达5%显著水平。(2)相同土层,土壤矿化氮量高低顺序为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;任意2种土壤之间矿化氮量差异均达1%显著水平。(3)相同土层,土壤供氮能力大小为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;其中,在0~20 cm和40~60 cm土层,任意2种土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,在20~40 cm土层,30年稻田土壤与旱地土壤、5年稻田土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,而旱地土壤与5年稻田土壤之间供氮能力则无明显差异。这表明滨海盐渍土型旱地土壤开垦种植水稻后,不仅影响了土壤有机质(氮)含量,而且也影响了土壤有机氮品质,种植水稻5年使土壤供氮能力显著下降,而种植30年使土壤供氮能力显著上升。     

东北地区滨海盐渍土型稻田土壤有机氮组分的研究

用Bremner法测定东北地区滨海盐渍土型开垦5年、30年稻田土壤和邻近未开垦稻田的旱地土壤的有机氮各组分含量。结果表明:(1)在0~60 cm土层,3种土壤非酸解性全氮含量及其占全氮比率明显大于酸解性全氮,但总体上以表层土壤(0~20 cm)为最高。(2)与未开垦旱地土壤相比,种稻5年和30年均使表层土壤酸解全氮含量明显下降,但种稻5年使土壤酸解氨基酸态氮和氨基糖态氮的含量及其占全氮比率明显增加,使氨态氮和未知态氮的含量及其占全氮比率明显下降;而种稻30年则均使土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比率明显下降。(3)与未开垦旱地土壤相比,种稻5年和30年稻田土壤酸解全氮含量及其占全氮比率均随土层深度的增加而逐渐降低,但2种稻田土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比率的剖面分布则无明显的变化规律。