缓释肥侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响

利用田间小区试验,系统研究了基于缓释肥料的侧条施肥技术对水稻产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明：与农民常规施肥处理（FP）比较,侧条施肥技术高缓释肥处理（HF）水稻氮素投入比农民常规施肥处理（FP）降低约40%,水稻产量没有显著降低,穗粒数比农民常规施肥处理增加了8.36%。侧条施肥技术显著提高了水稻地上部吸氮量和氮肥偏生产力,降低了氮素的表观损失量。侧条施肥各处理氮肥偏生产力在39.1～67.8之间,显著高于FP处理的23.7。FP处理氮素表观损失量高达174.2 kg＆#183;hm-2,侧条施肥各处理表观损失量在23.2～61.9 kg＆#183;hm-2之间。综合考虑水稻产量和环境因素,基于缓释肥料的侧条施肥技术是一种资源节约和环境友好的施肥技术。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180kg·hm2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0～60cm土层硝态氮含量呈现“上升一下降一上升一下降一稳定”的变化趋势,而60～120cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240kg·hm-2和300kg·hm-2处理在60～100cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0～120cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179—209kgN·hm。是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

盘锦地区稻田田面水氮素动态变化及化学氮肥投入阈值研究

以水稻为供试作物,水稻土为供试土壤,采用田间定位试验的方法,以施肥后田面水中的总氮（TN）、NH4^＋-N和NO3^--N浓度为指标,进行了施氮后田面水中氮素释放规律研究。结果表明,施肥后田面水中的总氮（TN）、NH4＋-N和NO3--N浓度随着施肥量的增加而增加,随着时间的推移三者的浓度呈先上升后下降的趋势,一周后趋于稳定;以氮素表观盈余率和植株吸氮量为指标,从环境安全角度研究水稻生产化学氮肥投入阈值,初步确定试验区环境安全化学氮肥投入阈值为189.22～218.98 kg·hm^-2;以水稻产量为指标,进行了粮食安全氮肥投入阈值研究,初步确定试验区水稻生产粮食安全化学氮肥投入阈值为202.24～288.89 kg·hm^-2。综合考虑粮食安全和环境安全,试验区化学氮肥投入阈值为202.24～218.98 kg·hm^-2。     

秸秆还田下氮肥用量对玉米产量及土壤无机氮的影响

研究连续2年秸秆还田下氮肥用量对玉米产量、氮肥利用率及土壤硝态氮的影响,结果表明,玉米产量随着施氮量的增加逐渐增加,施氮量达到216 kg·hm^-2时,产量最高,施氮量超过216 kg·hm^-2时产量有降低的趋势。相同施氮处理玉米产量年际变化明显,2010年较2009年产量提高0.69％~4.75％。氮肥利用率、氮肥农学利用率和氮收获指数随着秸秆还田年限的增加,均有不同程度的增加。2年0~100 cm土层土壤硝态氮含量均以施氮240 kg·hm^-2最高,且有向土壤深层迁移的趋势,对浅层地下水构成潜在的威胁。与施氮240 kg·hm^-2相比,施氮168、192 kg·hm^-2和216 kg·hm^-2处理0~100 cm土壤无机氮残留量2年平均减少39.87％、35.84％和29.38％。相同施氮处理,0~100 cm土壤无机氮累积量2010年较2009年略有降低。综合考虑玉米产量、氮肥利用率与生态环境效益,该地区最适施氮量200 kg·hm^-2左右。     

不同有机物料还田对土壤结构与玉米光合速率的影响

为解决由于长期不合理耕作及有机物料利用率低而导致土壤养分贫瘠和土壤物理性状恶化情况,本试验针对黑土宜板结和肥力保持等问题设置了不同技术措施,研究在玉米生育时期不同有机物料还田模式对土壤结构特性及玉米光合速率的影响。结果表明：收获后浅翻深松＋秸秆还田和有机肥处理较常规处理,土壤容重下降了0.13 g＆#183;cm-3和0.09 g＆#183;cm-3,浅翻深松＋秸秆还田、有机肥、翻压绿肥和生物肥均能降低土壤紧实度,改善土壤三相比,增加土壤通气透水性,使得土壤物理结构得到改善。有机肥、秸秆还田和生物肥处理提高玉米喇叭口期光合速率,较常规处理提高2.1～7.6μmol＆#183;m-2＆#183;s-1;秸秆还田和生物肥较常规施肥处理,蒸腾速率下降57%和56%;在玉米喇叭口期各处理气孔导度均小于对照,灌浆期秸秆还田处理较常规处理气孔导度增加,导致叶片胞间CO2浓度下降,说明气孔阻力的降低导致叶片胞间CO2浓度降低。有机物料还田后可以降低土壤容重、紧实度,土壤三项比达到合理范围,并且可以提高作物的光合速率,降低蒸腾速率,尤其是秸秆还田和有机肥处理好于其他处理。保护性耕作和有机物料还田对于提高土壤肥力、改善土壤物理特性,提高作物光合速率,增加作物产量均起到积极促进作用。     

宁夏灌区不同类型农田土壤氮素累积与迁移特征

在宁夏灌区选择设施菜田（n=4）和水旱轮作大田（n=4）,通过田间多点取样观测和室内分析的方法,研究了2种类型农田土壤氮素累积与分布特点,以及其迁移对浅层地下水的影响。结果表明,设施菜田0~150 cm土壤剖面溶解性总氮（TSN）、硝态氮（NO3--N）和溶解性有机氮（SON）含量都显著高于大田,前者分别是后者的1.5~5.6、1.5~3.4倍和1.6~9.8倍。设施菜田土壤氮素主要累积在0~5 cm和5~20 cm土层,而大田主要在40~100 cm土体。设施菜田和大田土壤溶解性总氮占全氮比例分别在5.4%~11.5%和2.2%~4.9%之间,前者的淋失风险较高。设施菜田各形态氮素累积量表现为SON＆gt;NO3--N＆gt;NH4＋-N,大田为NO3--N＆gt;SON＆gt;NH4＋-N。设施菜田浅层地下水中TSN、NO3--N和SON含量也都显著高于大田,前者平均含量分别是后者的9.5、13.8倍和7.0倍。因此,硝态氮和溶解性有机氮都是2种类型农田氮素累积的主要形态,也是浅层地下水污染的重要来源。     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照（N0）、1.5 g·m^-2（N15）、3.0 g·m^-2（N30）、5.0 g·m^-2（N50）、10.0 g·m^-2（N100）、15.0 g·m^-2（N150）、20.0 g·m^-2（N200）和30 g·m^-2（N300）（不包括大气沉降的氮量）8个氮素（NH4NO3）梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明：氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理（N150、N200和N300）显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。     

设施高肥力蔬菜地氮素调控下磷素特征研究

设施蔬菜种植中存在不合理施肥现象,土壤养分严重失调。为了解设施蔬菜地高氮肥力水平下不同氮素水平对磷素的养分吸收影响,2004—2007年在山东寿光进行不同氮素水平调控和秸秆还田试验,并于2007年冬春季进行裂区淋滤试验。结果表明,不同水平的氮素调控影响磷素含量变化,空白（NN）、有机肥（MN）、有机肥＋秸秆（MN＋S）供氮水平下土壤全磷含量逐年下降,降幅NN〉MN〉MN＋S,全磷增幅传统氮素（cN）〉传统氮素＋秸秆（CN＋S）〉氮素优化＋秸秆（SN＋S）〉氮素优化（sN）。CN、CN＋S供氮水平下土壤速效磷含量达到213．7、225．4mg·kg^-1,增长了17．1％、23．5％,磷素累积明显;其他供氮水平下速效磷含量逐年下降,降幅NN〉MN〉MN＋S〉SN＋S〉SN〉CN〉CN＋S,减少氮素供应有利于减缓磷素累积,促进磷的吸收利用。除NN供氮水平下土壤有机磷含量下降外,其他处理均不同程度增加,CN、CN＋S供氮水平下土壤有机磷含量累积明显（308．4、331Amg·ks。）,分别增长了28．5％、38．2％。SN＋S供氮水平下磷的吸收系数（HO,,rrg·100g。）达到了1571,增长了143．6％;CN、CN＋S供氮水平下磷的吸收系数出现了负增长,CN供氮水平下达到了416（P2O5,mg·100g^-1）,下降了35．5％。添加麦秸秆极大地提高了磷的吸收能力,在一定程度上能减缓土壤速效磷的累积。淋溶液中全磷含量SN〉SN＋S,有机磷含量SN〉SN＋S,秸秆还田对阻控有机磷素淋溶有一定的作用,但整个冬春生长季渗滤液中全磷含量在2．6～12．0mg·L^-1,有机磷含量在OA2～4．1mg·L^-1,淋出液水质仍超过了国家安全水质标准。因此,在高肥力水平下进行氮素调控,优化氮素供应量,促进了磷素的吸收利用,对农民在高肥力水平下施肥具有指导意义。建议农民在以后的种植中减少氮肥供应量及添加高碳源秸秆进行还田,以提高肥料的利用率,减少氮磷对土壤及水体的污染。     

养猪舍不同发酵床垫料重金属Zn累积特征初探

为了研究养猪舍不同发酵床垫料及发酵床底部表层土壤中重金属Zn的累积特征与活性大小,以节约经济成本和适宜猪生长发育为前提选取3种发酵床垫料组合：FJ（40%稻壳＋60%菌糠）、FD（40%稻壳＋60%锯木屑）、FW（40%稻壳＋60%酒糟）,采用物质流分析（MFA）和潜在生态危害评价的方法进行研究。结果表明,一个在养猪周期过后,重金属Zn在垫料FD中累积量较大;而不同垫料对Zn活性大小的影响不同,FD中有效态Zn活性显著高于其他2种,所占比例高达25.01%,其次是FJ＆gt;FW（P＆lt;0.05）;表层土壤中,有效态Zn活性高低差异不显著（P＆gt;0.05）。所选取的3种垫料中,尽管Zn在FJ中累积量最小,渗漏到土壤中的全量Zn与有效态活性与其他2种垫料无明显差异,然而其潜在生态风险最小,因此从控制Zn污染角度出发,该配比垫料优于FD与FW。经过潜在生态危害评价分析,3种垫料在养殖结束后其潜在生态危害均未超过轻微生态危害临界值（Eir≤40）,在不断补充垫料的前提下发酵床可以使用约10年。     

新型分层生物滴滤池去除污水中氮磷的性能研究

生物滴滤池是农村生活污水处理的主要技术之一,但其存在氮、磷去除能力有限,稳定性不高等缺点。为提高新型分层生物滴滤池的氮磷去除效率,探索最佳工艺条件,本文采用新型分层生物滴滤池为试验装置,考察了滤料种类、水力负荷、回流比等对装置去除污水中氮磷性能的影响。结果表明,当滤料为炉渣、水力负荷为4 m3＆#183;m-2＆#183;d-1、回流比为2：1时滤池去除氮磷的效果最好,对NH4＋-N、TN、TP、COD的平均去除率分别可达到87.08%、57.37%、66.04%、80.78%;采用较高的回流比是滴滤池提高脱氮效果的一条有效途径。     

广西坡耕地主要经济作物施肥与养分径流流失初探

为研究广西坡耕地主要经济作物甘蔗、玉米和花生农民常规施肥及不施肥处理对植株生长情况、经济产量及养分径流流失的影响,探寻提高广西经济作物经济效益、减少成本、减少环境污染的最佳施肥量,在坡耕地,观测降雨过程的养分径流流失,运用SPSS统计分析软件对试验数据进行分析,寻找成本低、效益高的种植方法。结果表明,对照与常规施肥相比,甘蔗、玉米、花生作物的生长情况差异不明显。对照处理的玉米经济产量、生物产量、淀粉含量分别为851．42kg·667m-2 3640．4kg·667m-2．68．40％;比玉米（常规施肥）高100．62kg·667m-2．485．98kg·667m-2 7．5％;花生对照的粗脂肪比其常规施肥高了45g·kg-1;径流养分总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮径流流失总量最高的均是花生常规施肥,其次是甘蔗对照,最少的玉米对照。径流量与总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮的相关系数,常规施肥处理偏高于对照。玉米对照的养分径流流失总量最少;花生常规施肥养分径流率最大;玉米比花生更适合在广西肥沃的坡耕地中种植。     

Broadcast urea reduces N2O but increases NO emissions compared with conventional and shallow-applied anhydrous ammonia in a coarse-textured soil

Despite the importance of anhydrous ammonia (AA) and urea as nitrogen (N) fertilizer sources in the United States, there have been few direct comparisons of their effects on soil nitrous oxide (NO) and nitric oxide (NO) emissions. We compared N oxide emissions, yields, and N fertilizer recovery efficiency (NFRE) in a corn ( L.) production system that used three different fertilizer practices: urea that was broadcast and incorporated (BU) and AA that was injected at a conventional depth (0.20 m) (AAc) and at a shallower depth (0.10 m) (AAs). Averaged over 2 yr in an irrigated loamy sand in Minnesota, growing season NO emissions increased in the order BU < AAc < AAs. In contrast, NO emissions were greater with BU than with AAc or AAs. Emissions of NO ranged from 0.5 to 1.4 kg N ha (50-140 g N Mg grain), while NO emissions ranged from 0.2 to 0.7 kg N ha (20-70 g N Mg grain). Emissions of total N oxides (NO + NO) increased in the order AAc < BU < AAs. Despite having the greatest emissions of NO and total N oxides, the AAs treatment had greater NFRE compared with the AAc treatment. These results provide additional evidence that AA emits more NO, but less NO, than broadcast urea and show that practices to reduce NO emissions do not always improve N use efficiency.     

Nitrous oxide fluxes in turfgrass: effects of nitrogen fertilization rates and types

Urban ecosystems are rapidly expanding and their effects on atmospheric nitrous oxide (N2O) inventories are unknown. Our objectives were to: (i) measure the magnitude, seasonal patterns, and annual emissions of N2O in turfgrass; (ii) evaluate effects of fertilization with a high and low rate of urea N; and (iii) evaluate effects of urea and ammonium sulfate on N2O emissions in turfgrass. Nitrogen fertilizers were applied to turfgrass: (i) urea, high rate (UH; 250 kg N ha(-1) yr(-1)); (ii) urea, low rate (UL; 50 kg N ha(-1) yr(-1)); and (iii) ammonium sulfate, high rate (AS; 250 kg N ha(-1) y(-1)); high N rates were applied in five split applications. Soil fluxes of N2O were measured weekly for 1 yr using static surface chambers and analyzing N2O by gas chromatography. Fluxes of N2O ranged from -22 microg N2O-N m(-2) h(-1) during winter to 407 microg N2O-N m(-2) h(-1) after fall fertilization. Nitrogen fertilization increased N2O emissions by up to 15 times within 3 d, although the amount of increase differed after each fertilization. Increases were greater when significant precipitation occurred within 3 d after fertilization. Cumulative annual emissions of N2O-N were 1.65 kg ha(-1) in UH, 1.60 kg ha(-1) in AS, and 1.01 kg ha(-1) in UL. Thus, annual N2O emissions increased 63% in turfgrass fertilized at the high compared with the low rate of urea, but no significant effects were observed between the two fertilizer types. Results suggest that N fertilization rates may be managed to mitigate N2O emissions in turfgrass ecosystems.     

蓖麻（Ric inus communist L.）对锰矿区土壤中重金属累积特性的研究

为探讨蓖麻（Ricinus communist L.）对锰矿区土壤生态修复及能源化利用潜力,将不同品种蓖麻湘蓖1号和淄蓖7号播种在锰尾矿库土壤上,进入生殖生长阶段时采收全株,测定栽植土壤及植株根、茎、叶中5种重金属元素含量。结果显示：土壤中Mn平均含量最高达7884.96 mg＆#183;kg-1,超过国家规定的土壤环境质量域级标准6.5倍;湘蓖1号不同器官的Mn浓度从高至低为根＆gt;叶＆gt;茎,淄蓖7号不同器官Mn含量叶＆gt;茎＆gt;根,其叶中Mn平均浓度最高为765.43 mg＆#183;kg-1,较湘蓖1号叶中的平均含量高出79.53%, Pb、Cu、Cr含量及叶/根比值均大于湘蓖1号;植株体内重金属含量与土壤中重金属浓度的相关分析表明,重金属的积累量和转移量,受到土壤中几种重金属元素的共同影响。结果说明：2个品种的蓖麻均可以作为锰矿区能源化修复利用,对重金属的吸收和转运在品种间存在差异,淄蓖7号地上部分对重金属的迁移能力强于湘蓖1号。     

Fertilizer source and tillage effects on yield-scaled nitrous oxide emissions in a corn cropping system

Management practices such as fertilizer or tillage regime may affect nitrous oxide (N?O) emissions and crop yields, each of which is commonly expressed with respect to area (e.g., kg N ha or Mg grain ha). Expressing N?O emissions per unit of yield can account for both of these management impacts and might provide a useful metric for greenhouse gas inventories by relating N?O emissions to grain production rates. The objective of this study was to examine the effects of long-term (>17 yr) tillage treatments and N fertilizer source on area- and yield-scaled N?O emissions, soil N intensity, and nitrogen use efficiency for rainfed corn ( L.) in Minnesota over three growing seasons. Two different controlled-release fertilizers (CRFs) and conventional urea (CU) were surface-applied at 146 kg N ha(-1) several weeks after planting to conventional tillage (CT) and no-till (NT) treatments. Yield-scaled emissions across all treatments represented 0.4 to 1.1% of the N harvested in the grain. Both CRFs reduced soil nitrate intensity, but not N?O emissions, compared with CU. One CRF, consisting of nitrification and urease inhibitors added to urea, decreased N?O emissions compared with a polymer-coated urea (PCU). The PCU tended to have lower yields during the drier years of the study, which increased its yield-scaled N?O emissions. The overall effectiveness of CRFs compared with CU in this study may have been reduced because they were applied several weeks after corn was planted. Across all N treatments, area-scaled N?O emissions were not significantly affected by tillage. However, when expressed per unit yield of grain, grain N, or total aboveground N, N?O emissions with NT were 52, 66, and 69% greater, respectively, compared with CT. Thus, in this cropping system and climate regime, production of an equivalent amount of grain using NT would generate substantially more N?O compared with CT.