中国小麦季氮素养分循环与平衡特征

通过汇总2000—2011年文献数据以及国际植物营养研究所实测试验数据,研究了华北、长江中下游和西北地区小麦季经过土壤界面的氮素输入和输出各项养分循环参数,分析并评估了3大区域的氮素养分平衡状况.结果表明:华北、长江中下游和西北地区小麦季氮肥平均施入量分别为170、183和150 kg N·hm-2,上季作物秸秆氮素还田量分别为74.6、15.2和8.1 kg N·hm-2,种子带入量分别为4.9、4.2和3.5 kg N·hm-2.华北地区来自非共生固氮、大气沉降和灌溉水氮素养分输入量分别为15、12.9和9.9 kg N·hm-2,长江中下游地区分别为15、14.5和5.8 kg N·hm-2,西北地区分别为15、9.4和7.7 kg N·hm-2.小麦收获时华北、长江中下游和西北地区地上部作物吸收的氮分别为174.3、144.4和122.3 kg N·hm-2,华北地区通过氨挥发、N2O排放和淋溶损失的氮素分别为19.9、2.6和11.8 kg N·hm-2,长江中下游地区分别为9.4、2.4和15.5 kg N·hm-2,西北地区小麦季氨挥发和N2O排放量分别为3.4和0.7 kg N·hm-2,不计淋溶损失的氮素.由此计算的小麦季氮素养分平衡结果显示,华北、长江中下游和西北地区的氮素养分均表现为盈余,盈余量分别为78.7、66.0和67.3 kg N·hm-2,超出了养分允许平衡盈亏率,应适当调整氮肥投入,避免氮肥的不科学施用带来的负面环境影响.     

长白山高山冻原生态系统三种养分含量的空间分布

对长白山高山冻原生态系统中 3种养分 (N、P和 S)在植被 -凋落物 -土壤中的空间分布规律进行了研究。结果表明 :(1)在长白山高山冻原植被亚系统中 ,3种养分总含量分布规律是石质高山冻原 (ST) >典型高山冻原 (TT) >沼泽高山冻原 (WT) >草甸高山冻原 (MT) >石海高山冻原 (RT) ;3种养分积累总量为 72 .4 6 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 8.5 5 kg· hm- 2 ,10 .33kg· hm- 2 和 13.6 1kg· hm- 2 ;生物量与养分积累分布规律是 WT>TT>MT>ST>RT。 (2 )在长白山高山冻原凋落物亚系统中 ,平均凋落物量是 1.96 kg· hm- 2 ;3种养分积累总量为 :82 .5 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 6 .2 8kg· hm- 2 ,2 1.14 kg· hm- 2 和 15 .0 8kg· hm- 2 ;养分积累总量分布规律是 TT>WT>RT>MT>ST。 (3)长白山高山冻原土壤 (0～ 2 0cm)亚系统中 ,养分积累总量为 39.6 t· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 3.76 t· hm- 2 ,5 .86 t· hm- 2和 9.98t· hm- 2。 4 )在长白山高山冻原生态系统中 ,3种养分总积累量为 4 0 6 4 4 .98kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 4 734.85 kg· hm- 2 ,10 0 18.7kg·hm- 2 和 5 891.4 3kg· hm- 2 ,土壤库是长白山高山冻原的主要养分储存库     

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。     

吉林省农田防护林网中杨树、玉米、大豆及秸秆利用经济效益分析

2005年在吉林省松原市长岭县农田林网中设置样地,对样地内的白林2号杨、玉米、大豆的各个组分的热值、养分元素含量(C、N、P)进行了测定,并分析了杨树、玉米和大豆的年收益与作物秸秆利用效益.结果表明:秸秆利用前,玉米和大豆的年收益分别为5110和3965元·hm-2.将玉米和大豆秸秆地上部分用于发电,可产生113318800KJ·hm-2(796元)和61294400kJ·hm-2(430元)的热量,在粮食收益基础上提高经济收益15%和10%.用复合肥补偿秸秆利用所造成的营养元素损失,玉米和大豆需投入1176和789元·hm-2,投入远大于收益.杨树年收益为3690元·hm-2,低于玉米和大豆.     

武夷山甜槠生态系统的养分平衡研究（英文）

本文通过比较大气降水的养分输入与由地表径流和地下渗流的养分输出,对武夷山甜槠林生态系统的养分平衡进行了研究。结果表明：在1993年4月至1994年4月期间,通过大气降水进入甜槠林的养分元素以N最高,为34.207kg·hm-2,其余依次为Ca(22.99kg·hm-2)、S(12.722kg·hm-2)、Na(6.679kg·hm-2)、K(3.558kg·hm-2)和Mg(2.057kg·hm-2),以P的输入最低,仅1.779kg·hm-2;由地表径流和地下渗流的养分输出总量N、P、K、Ca、Mg、S、Na分别为5.68、1.016、7.345、3.430、0.620、0.534、0.576kg·hm-2,以K的输出量最高,S的输出最少。其中,通过地下渗流的养分损失占输出总量的85.97％～96.38％,而地表径流的养分输出仅占总输出的3.62％～14.03％;在该系统中,N、Ca和S有大量的积累(分别为28.527、19.560和12.188kg·hm-2),Mg和Na有少量积累(分别为 1.437和6.103kg·hm-2),P基本上处于平衡状态(0.763kg·hm-2),而K则为净的输出损失(-3.787kg·hm-2)。岩石风化对于该生态系统K的补偿可能起重要作用,而其他养分元素仅通过降水输入即可得到补充。     

银杏年周期内N、P、K需求动态研究

对不同树龄银杏植株体内矿质养分动态进行监测的结果表明 ,银杏叶中 N、P、K等元素的含量随季节变化而呈规律性变化 ;银杏地上部各器官对养分的积累 ,未挂果树为叶 >新枝 ,丰产银杏 N的积累为叶 =果实>新枝 ,P、K的积累为果实 >叶 >新枝 ;展叶期叶片中积累的养分量较大 ;对不同养分的需求比例 (N∶ P2 O5∶K2 O)分别为三年生幼树 2～ 3∶ 1∶ 2～ 3、五年生树 4～ 5∶ 1∶ 6～ 8、丰产银杏 2∶ 1∶ 4;每 kg果实含 N 3 .80 g、P2 O54 .42 g、K2 O1 2 .99g,其比例为 1∶ 1∶ 3。     

锥栗人工林结果初期养分动态特征及其模拟

应用系统分析和动态模拟的方法 ,对结果初期锥栗人工林的养分动态变化进行了分析和模拟 ,构建了林分树体地上部分、地下部分、土壤和凋落物 4个分室 ,测定了各分室的N、P、K、Ca、Mg各养分元素的现存库量 .土壤分室中N、P、K、Ca的现存量最高 ,分别达 311.4 7、11.4 36、2 18.9kg·hm-2 和 87 5 6kg·hm-2 ,Mg含量水平以凋落物分室最高 ,达 7.2 6 9kg·hm-2 .根据分室模型 ,计算了 5种元素各分室的流通量和流通率 ,并在不同营养元素补偿水平下 ,对系统各分室在未来 5年内的养分变化进行了模拟 ,结果表明 ,各元素每年最适宜的补充量为N 2 0kg·hm-2 、P 8kg·hm-2 、K 5kg·hm-2 、Ca 10kg·hm-2 、Mg 5kg·hm-2 .在这种补偿条件下 ,系统各分室间养分流动通畅 ,树体生长代谢正常 .研究结果可为锥栗人工林该期栽培营养管理提供依据     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

中国氮磷钾肥制造温室气体排放系数的估算

通过收集、整合国内相关数据,推算了符合中国目前情况的各种氮肥、磷肥和钾肥的制造过程中的温室气体排放系数(从原料到工厂大门)。结果显示,我国平均水平的氮肥制造碳排放系数为:合成氨(液氨)1.672 t CE/t N,尿素2.041 t CE/t N,碳铵1.928 t CE/t N,硝酸铵4.202 t CE/t N,氯化铵2.220 t CE/t N,氮肥综合系数为2.116 t CE/t N。我国一般水平的磷肥制造碳排放系数为:重钙0.467 t CE/t P2O5,磷酸二铵1.109 t CE/t P2O5,磷酸一铵0.740 t CE/t P2O5,普钙0.195 t CE/t P2O5,钙镁磷肥2.105 t CE/t P2O5,磷肥综合系数为0.636 t CE/t P2O5。我国先进水平的钾肥制造碳排放系数为:氯化钾0.168 t CE/t K2O,硫酸钾0.409 t CE/t K2O(其中罗钾法硫酸钾0.443 t CE/t K2O、曼海姆法硫酸钾0.375 t CE/t K2O),钾肥综合系数为0.180 t CE/t K2O。我国大部分氮磷钾肥的温室气体排放系数普遍为欧美平均水平的2倍左右,因此利用国外系数来估算我国的农业温室气体排放量将严重低估化肥施用的影响。     

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.     

中国畜禽粪便污染现状及产沼气潜力

为弄清中国畜禽粪便排放总量、污染现状及其资源化潜力,通过查阅文献确定了主要估算参数,并结合畜牧业统计数据估算了2009年中国畜禽粪便排放量及其污染物含量、粪便农用地负荷并对畜禽粪便中氮、磷农用地负荷进行预警分级;同时估算了粪便资源沼气潜力。结果表明:2009年中国畜禽养殖业粪便排放总量为32.64亿t鲜重,其中BOD、COD含量分别为7273.95和8039.96万t。全国单位面积农用地畜禽粪便负荷为26.8t·hm-2,氮、磷素负荷分别为158.42和47.92kg·hm-2。预警分级显示:牧区畜禽养殖业对环境不构成威胁;农区除山西、黑龙江外,其他地区均出现不同程度的氮素污染,而磷素的影响在农区普遍存在。2009年畜禽粪便资源沼气潜力约1200亿m3,其中,大中型畜禽养殖场沼气潜力为240亿m3,约合天然气135亿m3。目前沼气工程已成为环境保护和能源结构调整的一种重要手段。     

长期施肥对红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响

历时14年的田间定位试验表明,红壤旱地磷素最为缺乏,施用磷肥对提高作物产量效果最好;施用石灰和微量元素对作物产量没有明显增产作用．施肥可以提高花生植株磷、钾的浓度,表明作物的养分含量受土壤养分供应水平的影响．土壤中赢余(亏损)的养分在养分库重建中的作用可以用速效养分库重建效率来表示．研究表明,当红壤旱地N、P2O5、K2O养分赢余1kg·hm^-2时,可分别使土壤中水解氮、有效磷、交换性钾含量提高0．6～6．26、0．20～0．28和1．1～8．5mg·kg^-1．红壤旱地氮和磷通过径流等损失较大,不同处理之间的变化幅度也较大．红壤每年可固定磷43．5kg·hm^-2,通过自身风化作用每年可提供氮48．1kg·hm^-2和钾40．5kg·hm^-2,以满足作物生长所需．     

中国森林生态系统N平衡现状

由于N饱和生态系统的出现,森林生态系统作为环境污染储蓄库的认识受到挑战。收集了近十余年来全国各地森林N素循环的研究资料,通过对目前大气N沉降、森林生物固N、森林生态系统N的流失、淋失、挥发等各项收支参数的分析,借助农田养分收支平衡的估算思路和方法对全国森林生态系统N平衡进行了估算。结果表明,我国森林生态系统N的输入大于输出,全国森林生态系统年容纳大气N约为736万t,其中约176万t来自于大气N沉降,约599万t来自于生物固N。而进入到森林生态系统中的N约16万t固定在木材中用以维持森林蓄积的增加,其余绝大部分则保存于森林土壤,使得森林土壤全N含量大约以每年0.002%的速率增长。但不断增加的N素输入并未导致森林生态系统N饱和,全国的森林蓄积仍保持增长的趋势,森林生态系统在N的生物地球化学循环过程中起着重要的调节作用,仍是环境N的储蓄库,对于调节气候,防治污染具有重大作用。     

东北一季作农田秋末土壤中无机氮的累积

在我国东北一季作农田地区,秋季作物收获时土壤中累积的无机氮并不多,但经过秋末一段温度、湿度都适宜矿化作用又无作物生长利用的时期以后,封冻前旱地土壤中累积的无机氮可以达到一个较高的水平,单施化肥的旱地农田1m土体中累积的无机氮为99．9kg·hm^-2,化肥和有机肥配施的农田为145．4kg·hm^-2;水田壤中累积的无机氮较低,这是由于水田土壤长期淹水,通透性不及旱田,尽管落水后透气性有所改善,但不充分的含氧条件有利于反硝化作用,矿化的无机氮最终以N2O形式损失掉．     

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。     

氮磷用量对杂种小麦C6-38/Py85-1群体生长及产量的影响

在大田条件下研究了不同氮、磷用量对杂种小麦群体生长及产量的影响.结果表明,在试验供肥范围内 (N112.5～337.5 kg·hm^-2,P₂O₅ 90～270 kg·hm^-2),杂种的群体总茎数(PS)、群体干物重（PDW）、叶面积指数（LAI）、光合势（PP）和作物生长率（CGR）均以低肥处理低.高肥处理的PS和PDW高于中肥处理,高肥处理的LAI、PP和CGR分别于挑旗、拔节和开花期之前高于中肥处理,之后低于中肥处理.在低、中肥处理下,杂种各生育时期PS的离中优势（H_m）为负值,高肥处理冬前期、拔节期、开花期和成熟期分别为6.3％、49.7％、4.2％和10.8％;LAI的H_m除灌浆期中肥处理比高肥处理高3.8％、PDW的H_m除成熟期中、高肥处理间差异不显著外,其余各时期两性状的优势值高肥处理均极显著高于中肥处理;PP和CGR的Hm均以低肥处理最低,分别于拔节至挑旗期和挑旗至开花期之前高肥处理高于中肥处理,之后中肥处理高于高肥处理.杂种的籽粒产量及其H_m均以低肥处理最低,中肥处理的产量比高肥处理高216.2 kg·hm^-2;中肥与高肥处理之间产量的H_m差异不显著.     

三江平原典型小叶章湿地土壤硝化反硝化作用与氧化亚氮排放

应用C₂H₂抑制原状土柱培育法研究了三江平原典型小叶章湿地土壤N₂O排放速率及反硝化速率的变化,分析了它们与环境因子的关系,并估算了N₂O排放量及反硝化损失量.结果表明：草甸沼泽土和腐殖质沼泽土N₂O排放速率的变化基本一致,其范围分别为0.020～0.089 kg N·hm^-2·d^-1和0.012～0.033 kg N·hm^-2·d^-1,前者的N₂O排放速率均明显高于后者(平均为1.79±1.07倍),且其差异达到显著水平(P＜0.05);二者反硝化速率的变化并不一致,其范围分别为0.024～0.127 kg N·hm^-2·d^-1和0.021～0.043 kg N·hm^-2·d^-1,前者的反硝化速率一般也要高于后者(平均为1.67±1.56倍),但其差异并未达到显著水平(P＞0.05);硝化作用在前者N₂O排放和氮素损失过程中发挥了重要作用,而反硝化作用则是导致后者N₂O排放和氮素损失的重要过程;氮素物质基础不是影响二者硝化-反硝化作用的重要因素;温度对前者硝化 反硝化作用的影响比后者更为明显,其反硝化速率与5、10和15 cm地温均呈显著正相关(P＜0.05);二者所处湿地水分条件的差异是导致其N₂O排放速率及反硝化速率差异的重要原因.生长季内,前者的N₂O排放量和反硝化损失量分别为5.216 kg N·hm^-2和6.166 kg N·hm^-2,而后者分别为3.196 kg N·hm^-2和4.407 kg N·hm^-2;在二者的反硝化产物中,N₂O/N₂的比率最高,分别为5.49和3.76,表明N₂在后者反硝化产物中所占的比例明显高于前者,说明季节积水条件会导致N₂O/N₂比例降低.     

施钾量和施钾时期对小麦氮素和钾素吸收利用的影响

利用¹⁵N示踪技术,研究了施钾量和施钾时期对高产小麦氮素和钾素吸收利用的影响.结果表明： 0～20 cm土层土壤速效钾含量为118.5 mg·kg^-1时,一次性基施钾肥未提高植株的氮、钾积累量;速效钾含量为79.0 mg·kg^-1时,施钾显著提高了植株的氮、钾积累量.采用分期施钾时（1/2基施、1/2拔节期追施）,随施钾量增加,小麦吸收的肥料氮和土壤氮量及追施氮肥在土壤中的残留量均增加,肥料氮的损失量降低.分期施钾显著提高了植株的氮、钾积累量、吸收效率和生产效率,当施钾量为135 kg·hm^-2时,与一次性施钾相比,分期施钾促进了植株对追肥氮和土壤氮的吸收,提高了追施氮肥在土壤中的残留量.结果还表明：施钾提高了小麦的籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量;分期施钾处理优于一次性施钾处理,以K45+45（45 kg·hm^-2基施、45 kg·hm^-2拔节期追施）处理最优.过多施钾使小麦产量和品质趋于降低.