棉花临界需氮量动态定量模型

在大田栽培条件下,于江苏南京和河南安阳两个生态区设置棉花氮素水平试验,基于作物临界氮浓度稀释模型和干物质动态累积模型,建立了棉花花后动态临界氮吸收速率、临界氮需求量的定量化模型.结果表明,两生态区的临界最大氮吸收速率均出现在花后42 d,分别为5.3和4.4 kg·hm^-2·d^-1,临界快速氮累积期分别在花后的23～59 d和23～61 d,安阳的最大临界日需氮量明显大于南京.根据模型得到：安阳生态区适宜施氮量在240～360 kg·hm^-2 之间,且360 kg·hm^-2 条件下其氮累积接近临界需求,南京生态区240 kg·hm^-2施氮量的氮累积与临界值相近.两区域基肥施用量分别占总施肥量的26%和27%,且适宜的追肥时间应在花后22 d左右.由于模型的建立是基于不同氮处理试验,有合理可靠的生理依据,为定量确定不同气候区域的动态施肥量提供了理论依据.     

太湖地区长期施肥条件下水稻-油菜轮作生态系统净碳汇效应及收益评估

以太湖地区水稻-油菜轮作系统长期施肥处理试验田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO₂排放等实测资料,以及生态系统的物质投入和管理投入等调查资料,估算了该系统的年碳平衡和经济收益.结果表明：不同施肥处理的年碳汇量在0.9～7.5 t C·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施的净碳汇量是单施化肥的3倍.系统物质投入的碳成本在0.37～1.13 t C·hm^-2·a^-1,人工管理的碳成本在1.69～1.83 t C·hm^-2·a^-1,年度经济收益在5.8×10³～16.5×10³ CNY·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施下的经济效益是单施化肥下的1.1倍.与单施化肥相比,有机无机肥配施单位碳汇的边际成本为217.1 CNY·t^-1 C,与欧盟碳交易市场的碳价格每吨20欧元相近.与单施化肥相比,有机无机肥配施下生态系统不仅生产力较高,而且表现出更高的碳汇效应和经济收益.     

化学肥料的土壤生态环境效应

目前我国的化肥生产和消费量均居世界第一.2006年全年化肥产量达5 304.8×10⁴ t,比2005年增长14.2％,化肥氮平均施用量超过220 kg·hm^-2,一季作物磷肥施用量超过102 kg·hm^-2（P₂O₅）.一些化肥中含有有毒重金属、无机酸和有机物等副成分,长期施用化肥导致污染物在土壤中累积,严重影响土壤的生态环境,使蔬菜、粮食、水果等农产品中的重金属、硝酸盐等有害物质严重超标,农产品质量受到严重威胁.本文分析了化肥污染土壤的原因、特点和后果及我国土壤环境现状,并提出了减轻化肥污染农业生态环境的技术和措施.     

DNDC模型在农田氮素渗漏淋失估算中的应用

采用田间原装渗漏计测定了山东省济南市典型种植模式下,2008年冬小麦整个生长季水分和 氮素淋失量,并利用该数据对DNDC（DeNitrification-DeComposion）模型进行检验和敏感性分析.结果表明：模型对该地区农田土壤水分运动的模拟效果较好,模拟结果的精度总体上可以接受,但对氮素淋失量的模拟结果存在一定偏差,冬小麦整个生长季的氮素淋失量模拟值（18.35 kg N·hm^-2）比实测值（14.89 kg N·hm^-2）高3.46 kg N·hm^-2,相对偏差在20%左右,模型参数尚需作进一步调整.模型敏感性分析显示,农田氮素淋失更易受到灌水量和施肥量的影响.DNDC模型在该地区有一定的适用性.     

水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响

以津优1号黄瓜为试材,设3个土壤相对含水量水平（50%～60%、70%～80%、90%～100%）和2个肥料追施量（600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2,420 kg N·hm^-2和294 kg P₂O₅·hm^-2）处理,研究了不同水肥供应对日光温室黄瓜土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响.结果表明：土壤中NH₄⁺-N含量随施肥量的增加而提高,随土壤相对含水量的增加而降低;水肥供给的增加有利于提高土壤中速效磷含量和蔗糖酶活性;肥料增加使土壤中蛋白酶活性降低,而水分降低使土壤中脲酶活性提高.土壤中微生物多样性与土壤中养分含量无显著相关性,与土壤脲酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈显著负相关.土壤相对含水量70%～80%、氮肥追施量600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2处理的土壤养分含量、蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性较高,且土壤中微生物多样性和均匀度显著高于其他处理,土壤生产潜力最优.     

不同有机无机复混肥对水稻产量和氮素利用率的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与化肥对常优1号水稻产量、氮素利用效率、土壤供氮特征以及土壤微生物多样性的影响.结果表明：各施氮肥处理的稻谷产量（7918.8～9449.2 kg·hm^-2）均显著高于对照（6947.9 kg·hm^-2）,其中有机无机复混肥处理的稻谷产量(8532.0～9449.2 kg·hm^-2)显著高于化肥处理（7918.8 kg·hm^-2）,比化肥处理增产7.7%～19.3%;菜粕堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥有机无机复混肥处理的氮素积累量、氮素转运率、氮素回收率和氮肥农学利用效率及生理利用效率均显著高于化肥处理;有机无机复混肥处理明显提高了土壤矿质氮含量,改善了土壤供氮特性,提高了氮利用率;对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析显示：5个处理土壤样品可分为三大族群,化肥与对照处理为第一族群,猪粪堆肥、中药渣堆肥处理为第二族群,菜粕堆肥处理属第三族群.表明施入外源有机物质(菜粕、猪粪与中药渣)可能会改变土壤的细菌群落结构,而施入化肥对土壤的细菌群落结构影响较小.     

不同渗漏计对稻田氮素渗漏量的测定差异

采用直管型和弯管型渗漏计,对不同施氮水平下水稻生育期间渗漏水中的铵态氮、硝态氮和全氮浓度进行测定分析.结果表明：2007年直管与弯管渗漏计中渗漏水的铵态氮浓度变化范围均在0～8 mg·L^-1,高于2006年0～4 mg·L^-1的铵态氮浓度变化范围;2007年直管渗漏计中渗漏水的硝态氮浓度主要集中在0～4 mg·L^-1,与2006年基本一致,而弯管渗漏计中渗漏水的硝态氮浓度变化较大,其变动范围主要集中在0～20 mg·L^-1,高于2006年的硝态氮浓度;2007年渗漏水中的全氮浓度变化范围为0～60 mg·L^-1,远高于2006年0～16 mg·L^-1的全氮浓度变化范围.稻田渗漏水中的氮素以硝态氮为主.2007年直管型渗漏计中总氮(TN)渗漏流失负荷为15.81 kg·hm^-2,NO₃^--N为9.33 kg·hm^-2,弯管型渗漏计中TN渗漏流失负荷为7.21 kg·hm^-2,NO₃^--N为4.25 kg·hm^-2.稻田渗漏水中铵态氮和硝态氮的渗漏流失途径不同,应当采用不同的计算方法估算直管型及弯管型渗漏计中的氮素渗漏量,采用直管型渗漏计对氮素渗漏量的估算较接近于用测坑试验测定的氮素渗漏负荷.     

常规灌溉条件下嫁接和增施氮肥对温室黄瓜耗水量及水分利用效率的影响

在日光温室内研究了常规灌溉条件下,嫁接和3种施氮水平（0、110和331 kg·hm^-2）对日光温室黄瓜耗水量和水分利用效率的影响.结果表明：在嫁接和追施氮肥331 kg·hm^-时,黄瓜耗水量最高,冬春茬和秋冬茬分别为3 350和2 181 m³·hm^-2,水分利用效率也最高,两茬口分别为27.2和36.9 kg·m^-3.在施氮量相同的情况下,嫁接黄瓜的耗水量比自根黄瓜提高3%～6%,经济产量和水分利用效率则分别提高28%和209%;随着施氮量的增加,嫁接黄瓜耗水量和水分利用效率均显著增加,自根黄瓜耗水量也随施氮量的增加而增加,但水分利用效率却在施氮110 kg·hm^-2时最高.因此,嫁接栽培可显著提高黄瓜耗水量及水分利用效率,且随着施氮量的增加而显著增加;增施氮肥也可显著提高自根黄瓜的耗水量,但氮肥增施过多则将降低自根黄瓜的水分利用效率.     

非点源污染物在沟渠湿地中的累积和植物吸收净化

对有机质和总氮在沟渠湿地底泥中的垂直分布和水平分布的研究表明,40 cm以下深度的芦苇(Phragmites communis)和茭草(Zizania latifolia)湿地底泥对有机质和总氮有显著的持留和累积作用;但表层底泥中含量随季节变化大,最高与最低值相差近2倍以上.有机质和总氮之间有极显著的相关关系,在芦苇和茭草湿地底泥中的相关系数分别为0.9876和0.9335.水体中总氮与NH₄⁺-N和NO₃-N也显著相关,表明总氮的主要成分是有机氮,其矿化作用是无机氮的重要来源.每年秋季芦苇收割以后,可带走氮818 kg·hm^-2和磷103.6 kg·hm^-2,茭草可带走氮131 kg·hm^-2和磷28.9 kg·hm^-2.茭白对氮的吸收能力高,试验表明,利用茭白取代野生植物,既能取得很好的净化效果,又可被农民主动回收,解决植物的二次污染问题.     

中国陆地生态系统生态资产测量及其动态变化分析

利用遥感技术,结合生态学方法,在对生态参数测量的基础上,通过建立生态资产计算模型,对中国陆地生态系统1992、1995和2000年的生态资产进行测量,并据此绘制中国陆地生态系统多年的生态资产空间分布图.结果表明,中国陆地生态系统1992、1995及2000年的生态资产分别为8.148×10¹²元、1.086×10¹³元和1.244×10¹³元人民币.从单位面积价值来看,森林的平均单位面积价值最高,为24 673元·hm^-2;其次为湿地(21 353元·hm^-2),说明森林和湿地对生态资产的贡献最大.从生态资产的空间分布来看,中国陆地生态系统的生态资产总体空间分布由东向西递减,由中部向东北和南部递增,这与植被的地带性分布梯度基本一致.受气候变化和人类活动的影响,20世纪90年代以来中国陆地生态系统的生态资产呈上升趋势,其最大值的空间分布也明显向南移动,总体变化率在20%左右,但生态资产与GDP的比值则显著下降.     

施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响

在苏南太湖地区开展田间试验,研究了施氮和肥料添加剂对水稻产量、氮素吸收转运及利用的影响.结果表明:施氮对水稻产量、各生育时期植株累积吸氮量、阶段氮累积量和花后氮素转运量具有显著的促进作用(P＜0.01),当施氮量高于200 kg·hm-2时,增施氮肥的增产效应不显著(P＞0.05);花后氮素转运率和氮肥利用率均随施氮量的增加而降低.施用肥料添加剂可进一步提高水稻产量、累积吸氮量、花后氮素转运量和氮肥利用率,且该效应在高施氮量( ≥200 kg·hm-2)条件下表现更明显.本试验条件下不施用肥料添加剂时,施氮150kg·hm-2可同时获得较高的产量和氮肥利用率.     

氮、磷、钾肥不同用量对花生生理特性及产量品质的影响

在田间条件下研究了氮、磷、钾肥不同用量对花生叶片生理特性及产量品质的影响.结果表明:与不施肥处理相比,花生分别单独施用氮、磷、钾肥可提高叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量和光合速率,增加SOD、POD和CAT活性,降低MDA积累量,以施N300～450kg.hm-2、施P5O2150～225kg.hm-2、施K2O300～450kg.hm-2的效果最显著;对叶片光合性能的改善,氮肥的作用主要在前期,磷在中后期,钾肥前后期比较一致.施肥可显著提高花生荚果产量,随施氮量的增加花生产量显著提高,施磷、钾肥以中等施肥量(P5O2150kg.hm-2、K2O300kg.hm-2)花生产量最高,钾肥的增产作用大于氮、磷肥.少量施用磷、钾肥(P2O575kg.hm-2、K2O150kg.hm-2)可显著增加花生籽仁蛋白质和脂肪含量,少量施用氮肥(N150kg.hm-2)可显著增加蛋白质含量,大量施用氮肥(N450kg.hm-2)才可显著增加脂肪含量;磷肥对提高籽仁蛋白质和脂肪含量效果明显,氮肥对增加蛋白质含量作用较大,钾肥主要提高了可溶性糖含量.施用氮、磷、钾肥可增加花生籽仁的赖氨酸、蛋氨酸和油酸、亚油酸含量,提高油酸/亚油酸比值,从而改善花生营养品质,延长花生制品的货价寿命.     

基于DSSAT模型的吉林省黑土作物-土壤氮循环和土壤有机碳平衡

应用DSSAT模型中的CERES-Maize作物模型和Century土壤模型,分析了作物管理参数、施肥量、土壤初始氮含量和作物桔杆还田对吉林省黑土地区玉米生长、氮循环以及有机碳氮生态平衡的影响.结果表明:在玉米目标产量为12000～15000kg.hm-2条件下,最佳施氮肥量为200～240kgN.hm-2.在该氮肥用量下,玉米地上氮吸收量为250～290kgN.hm-2,其中,120～140kgN.hm-2来自土壤,130～150kgN.hm-2来自肥料;提高氮肥用量(250～420kgN.hm-2)将导致土壤残留氮明显增加(63～183kgN.hm-2);延迟追肥时间同样导致土壤残留氮增加;当玉米秸杆还田量超过6000kg.hm-2时,模拟的土壤活性有机碳、氮可以维持当年的供需平衡.建议在吉林省中部地区黑土玉米带,化肥施氮量控制在200～240kgN.hm-2,适时追肥,秸杆还田量在6000kg.hm-2以上,以确保高产和维持土壤养分生态平衡.     

施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响

研究了高产栽培条件下,不同施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响,同时计算了不同生育阶段土壤氮素的表观盈亏量.结果表明,与氮肥分期施用处理比较,氮肥全部用于拔节期追施处理降低了拔节期之前的土壤硝态氮含量,减少了拔节期之前土壤氮素的表观盈余量,降低了氮素向深层的淋洗;而挑旗期土壤硝态氮含量与氮肥分期施用处理无显著差异,但提高了土壤铵态氮含量;增加了成熟期0～60 cm土壤各土层土壤硝态氮含量和0～20 cm土壤铵态氮含量.氮肥全部用于拔节期追施的两处理间比较,在240 kg·hm^-2的基础上降低施氮量至168 kg·hm^-2,降低了挑旗期土壤硝态氮和铵态氮的含量,减少了挑旗期到成熟期土壤氮素的亏缺量,也使成熟期土壤硝态氮的含量降低.不同处理间籽粒产量和蛋白质产量无显著差异,施氮量为168 kg·hm^-2且全部用于拔节期追施的处理籽粒蛋白质含量最高.     

氮磷高效优质小麦小偃54在京郊的适宜播量与施肥量研究

对小偃54小麦的品质,抗逆性与各年产量变化等特点已进行过大量试验,并已在河南、陕西等省大面积推广。为了在京郊及华北地区能合理栽培这一优质稳产小麦,针对其分蘖力强与耐低营养的特性,1999扑秋在京郊布设了每公顷45kg、75kg、105kg和135kg4个播量等级与每公顷296kgN,31kgP,35kgK和192kgN,62kgP,70kgK2个肥力水平的大田试验。结果表明,该优质小麦在京郊的适宜播量为105kg／hm^2,施肥量为中等肥力即可达6000kg／hm^2的产量,从而可获得投入少,产出高,节约化肥和保护环境的目的。     

氮磷钾配比与用量对湘杂油763产量和经济效益的影响

为了筛选出冬油菜新品种"湘杂油763"在湖南油菜主产区推广的适宜氮磷钾配比及用量,于2008—2010年连续进行了2次该品种的氮磷钾配比及用量的大田小区试验,研究了不同氮磷钾配比及用量对其生物产量、籽粒产量、油分产量和经济效益的影响。结果表明:氮磷钾配比(N:P2O5:K2O)为1:0.50:0.50(处理B)和氮磷钾配比(N:P2O5:K2O)为1:0.43:0.57(处理G)的处理籽粒产量较高,分别达到2231和2065kg.hm-2,处理B显著高于除G外的其他处理;氮磷钾3种养分中,以氮肥对提高油菜籽粒产量的作用最大,其次为磷肥,作用最小者为钾肥;油分产量及植株生物产量变化规律与籽粒产量基本一致;按照处理B配比,籽粒产值为9816.97元.hm-2、施肥仅1641.23元.hm-2、施肥效益为6741.34元.hm-2,产投比达4.11;研究区域内N:P2O5:K2O=1:0.50:0.50,用量分别180(N)、90(P2O5)和90kg.hm-2(K2O)为较适宜施肥比例及用量。     

半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化

以土垫旱耕人为土为供试土壤,通过田间试验,研究了不同施氮量下（0、45、90、135和180 kg·hm^-2）夏玉米生育期土壤剖面NO₃^--N的变化特征、氮素利用率及施氮量与土壤NO^₃--N残留的关系.结果表明：在整个生育期内,土壤NO₃^--N含量均以0～20 cm土层最高,且施氮量越高,NO₃^--N含量也越高;0～60 cm土层NO₃^--N含量变化显著,60～100 cm土层NO₃^--N含量变化不大.夏玉米整个生育期,受玉米对氮素的需求和降雨的影响, 0～100 cm土层NO₃^--N累积量呈波动式降低趋势;当施氮量小于135 kg·hm^-2时,作物氮肥利用率随施氮量的增加而显著提高,但当施氮量超过135 kg·hm^-2时呈下降趋势. 氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小,氮肥生理利用率随施氮量的增加而递增.土壤中残留NO₃^--N与施氮量呈极显著正线性相关关系 (R²=0.957^**,n=5);施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理(P<0.05）;施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系（R²=0.934^**,n=5）.在本试验条件下,夏玉米生长季适宜施氮量为135 kg·hm^-2.该施氮水平可保证效益和环境的双赢.     

机插水稻高产栽培关键技术的适宜值

在大田栽培条件下,以武香粳14为材料,对机插水稻的育秧、移栽、肥料运筹等高产栽培技术适宜值进行研究.结果表明,芽谷播量以每盘（1624 cm²）150～180g为最佳;壮秧剂处理的秧苗质量与机插质量均好于其它复合肥处理,复合肥处理苗床的用量以N∶P₂O₅∶K₂O=10∶10∶5及150 g·m^-2复合肥较好;双膜育秧的秧苗须在播后21 d内机插大田;小棵密植（取秧面积1.26 cm²、株距11.7 cm、行距30 cm）有利于提高机插水稻的个体质量及群体水平;大田施N量为315 kg·hm^-2、基蘖肥∶穗肥=6∶4的处理产量最高.单位面积总颖花量的显著提高是机插水稻产量增加的主要原因.     

旱地施有机肥对土壤有机质和水稳性团聚体的影响

通过渭北旱塬2007-2010年田间定位试验,研究了有机肥不同施用量(低量7500 kg·hm^-2、中量15000 kg·hm^-2、高量22500 kg·hm^-2)对连作玉米地土壤有机质、团聚体各层粒径分布和稳定性的影响.结果表明：0～20 cm土层,高量有机肥处理土壤有机质含量较低量有机肥处理提高4.1%～4.6%,高、中量有机肥处理较对照提高4.6%～11.2%,低量有机肥处理在施肥第4年（2010年）较CK提高4.7%～6.3%.0～30 cm土层,所有有机肥处理>5 mm水稳性团聚体的增幅最大,其含量随有机肥用量的增加而显著升高;有机肥处理显著提高了土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体平均质量直径和团聚体稳定率,且随有机肥用量的增加而显著增加;中、高量有机肥处理比单施化肥处理增加效果显著.