不同灌溉方式下土壤氮素去向的研究

论文摘要

[目的]本研究采用土柱模拟实验探讨常规灌溉和膜下滴灌条件下肥料中氮素在棉田中的运移,从而定量计算氮素在土壤中残留、氨挥发、植物吸收和反硝化的数量和比例;阐明不同灌溉模式和施氮量下氮素各种去向以及比例,并为优化施肥方法、合理施肥提供理论依据。[方法]本研究主要采用土柱模拟田间状况,主要应用15N同位素示踪技术,测定各土层和各植株器官的全氮、15N丰度,利用自行设计连续抽气的模拟风洞收集氨气,通过硼酸吸收来测定氨挥发量;通过15N平衡差值法计算反硝化损失量。[结果]主要研究结果如下：1)不同灌溉方式下,随着施肥量的增加棉花干重而增加；施肥量和灌溉方式对棉花干物质积累的影响均显著。2)不同灌溉方式下,随着施肥量的增加棉花’5N吸收量增加；在低施肥量下,滴灌和漫灌对棉花15N吸收量差异不显著,在高施肥量下,滴灌棉花15N吸收量显著高于漫灌。3)随着施肥量的增加,棉花氮肥利用率（NUE）呈下降的趋势,DN240.DN360.DN480处理NUE分别为71-61%、56.16%、48.93%；FN240、FN360、FN480处理NUE分别为62.63%、45.80%、43.64%。滴灌棉花的NUE显著高于漫灌。4)0-100cm土层氮肥在土壤中的残留量呈现低-高-低的规律,但滴灌处理20-40cm土壤氮肥残留率最大,在60-100cm土层各施肥量处理15N残留率均很小（<0.2%）,而漫灌处理在60-80cm土层残留量最大,漫灌氮素残留率高于滴灌,DN240、FN240、DN360、FN360、DN480、FN480处理氮素残留率分别为18.32%、28.20%、29.52%、35.55%、31.33%、39.58%。5)随着施肥量的增加,氨挥发损失量也增加,滴灌与漫灌不同时期氨气损失量差异均显著,不同时期收集的氨气损失量有逐渐减少的趋势。全生育期收集的氨挥发损失量占总施氮量比例在0.28%-11.47%之间,滴灌氨气损失的数量和比例高于漫灌。6)反硝化损失量为7.89%-14.86%,且漫灌反硝化损失高于滴灌。7)结果表明：相同施肥量下滴灌棉花肥料利用率高于漫灌,肥料在土壤中残留率低于漫灌,氨挥发损失高于漫灌,反硝化损失率低于漫灌。漫灌与滴灌相比,漫灌氮肥有较高的淋洗风险。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究领域国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 土壤和作物系统中氮素的研究动态
• 1.2.1.1 土壤氮素转化的研究
• 1.2.2 新疆不同灌溉方式氮素运动的研究进展
• 1.3 氮肥去向
• 1.4 氮素转化各环节的测定方法
• 1.4.1 土壤中固定态铵的测定
• 1.4.1.1 NaOH和KOH蒸馏法
• 1.4.1.2 HF处理法
• 1.4.1.3 烧灼法
• 2O测定方法'>1.4.2 N₂O测定方法
• 15N方法'>1.4.2.1¹⁵N方法
• 1.4.2.2 乙炔抑制培养法
• 1.4.2.3 平衡室法
• 1.4.2.4 氦气—氧气土柱培养技术
• 1.4.2.5 静态箱法
• 1.4.2.6 微气象法
• 1.4.3 氨挥发测定方法
• 1.4.3.1 密闭法和通气法
• 1.4.3.2 微气象法和风洞法
• 第二章 本文研究目标和研究内容
• 2.1 研究思路
• 2.2 研究目标和内容
• 2.2.1 研究目标
• 2.2.2 研究内容
• 第三章 不同灌溉方式下土壤中氮素分布和对棉花氮素吸收的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.1.3 样品采集与分析
• 3.1.4 数据处理方法
• 3.1.5 计算公式
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 棉花干物质重
• 15N吸收量'>3.2.2 棉花各器官肥料¹⁵N吸收量
• 3.2.3 氮肥吸收比例（NDFF）
• 3.2.4 氮肥利用率（NUE）
• 15N残留量'>3.2.5 土壤不同层次¹⁵N残留量
• 15N)土壤中残留率'>3.2.6 氮肥(¹⁵N)土壤中残留率
• 3.2.7 氮肥去向
• 3.3 本章小结
• 3.3.1 本章小结
• 第四章 不同灌溉方式下土壤中的氨挥发量的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.2 样品采集与分析
• 4.3 硼酸液吸收氨气回收率测定
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 不同时期氨挥发量
• 4.4.2 生育期氨挥发累积量
• 4.4.3 硝化-反硝化损失量
• 4.5 本章小结与讨论
• 4.5.1 本章小结
• 4.5.2 讨论
• 第五章 室内通气法测定土壤氨挥发损失
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 方法
• 5.1.3 样品采集与分析
• 5.1.4 计算方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 土壤氨挥发量
• 5.2.2 土壤氨挥发速率
• 5.3 本章小结与讨论
• 5.3.1 小结
• 5.3.2 讨论
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师评阅表