半干旱地区农田生态系统中硝态氮的淋失

在不同深度的渗漏池、连续６年（１１季作物）研究了半干旱地区农田生态系统中硝态氮的淋失。结果表是，在半干旱地区，硝态氮的淋失仍可发生，淋失量和降水量有密切关系，降水多，淋失量大，不同降水年际间表现出显著差异，氮肥用量决定着淋失量的大小，而屎素和碳酸氢酸淋失量去无林质差异另，不同深度的土壤有着不同的贮水量，因而也有着不同的淋失量，衽夏季休闲，会增加硝态氮淋失的潜在危险。  

叶类蔬菜的硝态氮累积及成因研究

在菜园土壤上进行的田间试验，用禾谷类作物冬小麦作比较，研究了菠菜、小白菜、大青菜和油菜等叶类蔬菜累积硝态氮的特点，结果表明：硝态氮累积是一般早作作物的共性，苗期更为明显，无论蔬菜还是冬小麦均有较高的硝态氮含量（367.8-1413.4μg/g)；但随生育期后延，蔬菜的硝态氮含量波动升高，冬小麦波动降低，盆栽试验表明，施入土壤的氮肥是蔬菜硝态氮累积的主要来源，过量施用氮肥所导致的蔬菜硝态氮吸收与还原转化不平衡是产生累积的根本原因，吸收与生长不协调更使累积过程加剧。  

土壤硝态氮时空变异与土壤氮素表观盈亏Ⅱ.夏玉米

在不同氮肥用量下研究了夏玉米生育期间土壤硝态氮的时空变化特征 ,同时对不同生育阶段土壤氮素的盈余与亏缺进行了表观估算 ,结果表明 :0～ 1 0 0 cm土体内 ,夏玉米一生中土壤硝态氮均表现为在中间土层含量低 ,上层和下层含量高 ,一般以表层最高 ,但受降雨的影响在高氮肥处理会出现下层高于表层的现象。施氮肥提高了土壤硝态氮含量 ,而且提高程度与用量成正相关。降雨时土壤硝态氮可随水下移 ,在干旱条件下也可随水上移。土壤硝态氮的运移不仅受土壤水分状况的影响 ,还取决于硝态氮含量 ,含量越高 ,向下移动的越深 ,淋失的可能性越大 ;在本试验条件下 ,土壤氮素盈余主要出现在夏玉米播种～ 9叶展和 9叶展～吐丝两个生育阶段 ,吐丝～收获则出现土壤氮素的亏缺。随着氮肥用量的增加 ,玉米一生中土壤氮素的表观盈余量明显增大 ,最高平均可达 2 74 .1 kg N/hm2。研究结果表明 ,土壤氮损失是盈余氮素的一个主要去向 ,而硝态氮淋洗是夏玉米生育期间土壤氮素损失的一个重要途径。  

不同土壤肥力条件下施氮量对小麦氮肥利用和土壤硝态氮含量的影响

在土壤肥力不同的两块高产田上,利用15N示踪技术,研究了高产条件下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、籽粒产量和品质的影响,及小麦生育期间土壤硝态氮含量的变化.结果表明：1.成熟期小麦植株积累的氮素73.32%～87.27%来自土壤,4.51%～9.40%来自基施氮肥,8.22%～17.28%来自追施氮肥;随施氮量增加,植株吸收的土壤氮量减少,吸收的肥料氮量和氮肥在土壤中的残留量显著增加,小麦对肥料氮的吸收率显著降低;小麦对基施氮肥的吸收量、吸收率和基施氮肥在土壤中的残留量、残留率均显著小于追施氮肥,基施氮肥的损失量和损失率显著大于追施氮肥;较高土壤肥力条件下,植株吸收更多的土壤氮素,吸收的肥料氮量较少,土壤中残留的肥料氮量和肥料氮的损失量较高,不同地块肥料氮吸收、残留和损失的差异主要表现在基施氮肥上.2.当施氮量为105 kg/hm2时,收获后0～100cm土体内未发现硝态氮大量累积,随施氮量增加,0～100cm土体内硝态氮含量显著增加;施氮量大于195 kg/hm^2时,小麦生育期间硝态氮呈明显的下移趋势,土壤肥力较高地块,硝态氮下移较早,下移层次深.3.随施氮量增加,小麦氮素吸收效率和氮素利用效率降低,适量施氮有利于提高成熟期小麦植株氮素积累量、籽粒产量和蛋白质含量;施氮量过高籽粒产量和蛋白质含量不再显著增加,甚至降低;较高土壤肥力条件下,获得最高籽粒产量和蛋白质含量所需施氮量较低.  

土壤硝态氮时空变异与土壤氮素表观盈亏研究Ⅰ.冬小麦

不同氮肥用量下对冬小麦生育期间土壤硝态氮时空变化特征及土壤氮素表观盈亏量的研究结果表明，氮肥用量不同，硝态氮分布特征有差异，并且随着冬小麦的生长，其变化也不同。在冬小麦快速生长阶段，作物吸收可在一定深度的土层出现硝态氮亏缺区。由于灌溉的影响，土壤表层硝态氮向深层淋洗严重，即使在低氮肥水平，土壤深层仍可观察到硝态氮含量升高现象，存在淋出2m土体的可能性。并且氮肥用量越高，土壤硝态氮含量越高，硝酸盐向深层淋洗也越严重，淋出2m土体的可能性和也相应增大；在冬小麦生长前期（播种－拔节），即使在不施氮肥处理也有土壤氮素的表观盈余，随着施肥量的增加，在拔节－扬花也出现了土壤氮素表观盈余，而扬花后各个氮肥处理均出现土壤氮素的表观亏缺，氮肥用量越高，小麦一生中土壤表观氮盈余量越大，1m土体内平均最大盈余量达199.8kgN/hm^2。研究表明，土壤氮损失是盈余氮素的一个主要去向，而硝态氮淋洗是冬小麦生育期间土壤氮素损失的一个重要的途径。  

施氮量对夏季玉米产量及土壤水氮动态的影响

在黄土高原南部旱地有大量氮素残留背景的田块上，研究了不同氮肥用量对夏玉米生长及对土壤水分、硝态氮、铵态氮累积及其剖面分布的影响。结果表明：适量施氮可以提高作物产量；过量施氮没有表现出增产效果，其氮肥利用率只有3．9％，残留率则高达87．2％。施氮240kghm^-2时，0～200cm土层土壤水分达到593mm，且可以下渗到200cm土层；不施氮和施氮120kghm^-2以小区土壤的蓄水量分别为561和553mm，可下渗到180cm。对矿质态氮而言，施氮量可以显著影响土壤中硝态氮的累积和分布，但对铵态氮的影响较小；施氮0，120，240kghm^-2时．收获期土壤硝态氮累积量分别为78，148，290kghm^-2，硝态氮的下移前沿分别到达60，60，140cm。可见，适量施氮会促进作物对土壤水氮的利用。提高作物生物量和产量；过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积，提高硝态氮随水分淋溶危险；但硝态氮向下层土壤的移动显著滞后于水分。  

华北地区夏玉米土壤硝态氮的时空动态与残留

为了进一步明确华北地区冬小麦-夏玉米种植体系周年氮肥利用效率及其影响因素与机制,在试验区夏玉米生育期年均降雨量400mm左右,轻壤质底粘潮土中等土壤肥力条件下,通过设计不同施氮量(0、90、180、270kgN/hm2)处理,重点研究了夏玉米大田土壤硝态氮动态与残留积累情况。试验结果表明,夏玉米根系生物量最大值出现在吐丝期,最大根系分布深度约为1.2m。根干重密度(g/m3)随土壤深度增加而明显降低。根群主要分布在表土层,0～80cm土体根重比例达95%以上,1m以下根重比例不足1%。土壤硝态氮测定表明,从播种前到收获期,各施氮量处理(0、90、180、270kgN/hm2)2m土体土壤硝态氮平均含量均表现出“N”型曲线变化趋势。在玉米收获期,施氮处理(90～270kgN/hm2)2m土体均有明显的硝态氮残留积累,并且残留积累量随着施氮量增加而增大,施氮处理下层土壤(120～200cm)硝态氮残留积累量比不施氮处理高出50.4～95.4kgNO3-N/hm2。这说明,在玉米生育期降水影响下氮肥发生了淋溶,有部分氮肥已经向下移出玉米根区以外,积累在下层土壤中。这些残留积累在下层土壤中的硝态氮对于玉米来说很难被吸收利用,不仅降低了氮肥的利用率,也成为污染地下水的潜在隐患。分析表明,各施氮处理籽粒产量和植株吸氮量都显著大于不施氮处理,但施氮处理之间比较,籽粒产量和植株吸氮量并无显著差异。90kgN/hm2、180kgN/hm2和270kgN/hm2施氮处理下,氮肥表观利用率分别为11.52%、13.37%、9.93%。根据本研究结果,从小麦-玉米种植体系考虑,玉米根区以下残留积累氮素的回收利用是提高周年氮肥利用率的一个重要方面,值得进一步研究。  

减量施氮对冬小麦-夏玉米种植体系中氮利用与平衡的影响

研究了冬小麦-夏玉米种植体系中减量施N对作物N利用与平衡的影响，结果表明，与原有高量施N处理(N240和N360)相比，在冬小麦季减半施N未引起产量和吸N量的变化。但在原有低量施N处理(N120)下减半施N显著降低了小麦产量和吸N量；在夏玉米季，在上季减半施N的基础上停止施N后作物产量和吸N量均比原固定施N处理显著下降，N平衡计算结果表明，减量施N条件下0～1m土壤N残留和表观损失的数量均显著低于原有施N量处理，作物N利用率显著提高，但在1～2m层次中累积的硝态氮却不因减量施N而下降，说明这一土层的硝态氮可能难以被作物吸收利用，由此可见，在前茬高施N量下减少氮肥用量有利于提高作物的氮肥利用率、减少N残留与表观损失。  

氮素形态对树木养分吸收和生长的影响

由于NH₄⁺-N和NO₃^--N形态的差异，二者对树木养分吸收和生长发育的影响不同，树木常表现出对NH₄⁺-N和NO₃^--N的选择性吸收，树种对NH₄⁺-N和NO₃^--N吸收的偏好特性可能与生长地的土壤pH有关，来自于酸性土壤的树种通常具有喜NHON的特性，而来自于中性或碱性土壤的树种常表现出喜NO₃^--N的趋势，由于NH₄⁺-N和NO3^--N所带电荷的差异，通常NH₄⁺-N有利于阴离子的吸收，而NO3^--N则促进阳离子的吸收，在有些情况下，NH₄⁺-N会抑制NO₃^--N的吸收，但抑制的机制目前还不清楚，树木吸收NH₄⁺-N时，引起根际pH下降，相反吸收NO₃^--N时根际pH升高，根际pH变化可以改变土壤养分的有效性，并影响树木对养分的吸收利用，树木对NH₄⁺-N和NO₃^--N的生长反应不同，有些喜NH₄⁺-N的针叶树在供应NH₄⁺-N时生长较好，多数植物在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时生长量最大，有些树种在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时也表现出最高的生长，但对于树木类似的研究还少，这一现象对于树木是否具有普遍性还需要大量试验证明。  

水田土壤溶液磷氮的动态变化及潜在的环境影响

通过模拟试验装置定位研究了稻-麦轮作条件下稻季土壤溶液的磷、氮含量变化，结果表明：(1)在施肥后的60d内田面水溶解性总磷(DTP)含量受施肥量的影响．尤其是施肥后10d内是磷素流失的高风险期；(2)磷的垂直渗漏(70cm深处)高峰发生在施肥后3～10d时期．渗漏量和施肥晕的关系不明显．磷在两个稻季的平均渗漏损失量分别为0．11、0．071kg／hm^2；地下排水会增加磷的垂卣渗漏；磷在表层、20、40、60、70cm土层土壤水中的含量基本呈下降趋势；(3)田面水溶解性总氮(DTN)含量在施肥后10d内受施肥量的影响；(4)氮的渗漏以NO3^-为主，两个稻季氮的平均渗漏损失量分别为3．2～4．5、4．6～28．0kg／hm^2．高量磷肥会减少氮的渗漏，土壤中原有的和施入的氮素在整个稻季均存在随地表径流和渗漏流失从而污染地表水和地下水的风险。总之无论氮素或磷素．施肥后10d内的田间管理是防止流失最关键的时期。