高产粮田优化施氮效应研究

论文摘要

合理施用氮肥是农业生产研究的热点问题之一,本试验在研究氨挥发测定方法和挥发特征的基础上,选取北方高产粮田冬小麦夏玉米轮作体系为研究对象,以磷钾肥实施中长期恒量监控施用、氮肥实施动态监控施用的方法,重点开展不同施肥处理和不同施肥量下土壤氮素的吸收利用规律研究,结合作物产量和土壤无机氮的动态平衡规律,特别是土壤硝态氮残留和变化特征,形成以氮肥污染防治和高效利用为中心的化肥施用与地力建设的综合技术体系,挖掘养分资源潜力,提高资源利用效率,提高作物产量,有效地控制目前农民盲目施肥所造成的环境污染。经过两年的田间试验、室内分析,主要结论如下:1.通气法结构简单,操作简便,测定结果的准确度和精确度高,通气法的平均捕获量为6.64mgN,回收率高达99.51%,其变异系数仅为0.77%。在有机肥料与化学肥料配合施用时,有机肥能延缓化学肥料的肥效期,减少肥料的氨挥发损失。温度越低、降水越多、土壤水分越大,氨挥发越少。2.碳酸氢铵、硫酸铵、尿素三种肥料的挥发强弱顺序为碳酸氢铵>硫酸铵>尿素,三者的平均挥发速率分别为0.468、0.338、0.326 kg·ha-1·d-1。三种肥料浅施时氨挥发量都随施肥量的增加而增大,而深施时规律不明显。尿素的氨挥发量比碳酸氢铵和硫酸铵小。3.优化施肥比习惯施肥产量提高2.73%-6.39%,不施氮使第一季冬小麦产量显著低于施氮处理,第一季夏玉米产量与施氮处理差异不显著,不施氮肥对夏玉米产量影响相对较小。玉米穗粒数不同施肥处理差异不显著,施肥量大小能影响小麦千粒重,但对玉米百粒重影响不明显。4.不同施肥处理土壤硝态氮含量差异显著。优化施肥处理硝态氮含量低于习惯处理,CK处理第一季作物收获期硝态氮含量骤减达37.86%,二、三季作物硝态氮含量下降缓和,到四、五季作物后趋于稳定,但较试验前下降了53.48%。优化施肥和习惯施肥都保持了地力,但前者更适于作物生长,减少了硝态氮的损失。5.不同施肥处理的氮吸收效率差异显著。优化施肥处理比习惯处理氮吸收效率高49.15%。玉米氮吸收效率比较稳定,但小麦却存在下降趋势;优化施肥的氮素生理利用率明显优于习惯施肥;氮肥偏生产力与氮肥施用量呈负相关,小麦季低于玉米季。6.不同土壤肥力影响作物产量、硝态氮含量。习惯施肥加大了作物对土壤养分的奢侈吸收,使每季作物表现出不同含量的硝态氮残留。优化施肥处理方式下,不同肥力地块硝态氮残留均低于习惯施肥,但高肥力地块硝态氮残留高于低肥力地块。作物吸收的主要养分来源于施肥,但高肥力是作物产量的保证。7.土壤-作物体系通过吸收盈余氮素形成Nmin缓冲区域,这个区域在101.42 kgN·ha-1 -173.45 kgN·ha-1范围内。优化施肥处理施肥量在这个缓冲区域内,土壤对氮肥承受力较好,作物产量达到最高,而土壤残留的硝态氮量较低。优化施肥效应明显,优化施肥比习惯施肥节约化肥36.84%-52.97%。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 氮肥的研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 氮肥施用目的
• 1.4 氮肥的施用现状及造成的污染
• 1.5 氮素的养分平衡
• 1.6 农业生产中的施肥方式的发展
• 1.7 养分资源综合管理研究进展
• 1.8 推荐施肥技术的发展
• 1.9 研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 氮挥发特征试验
• 2.2 高产粮田优化施氮效应试验
• 2.3 土壤环境效应试验
• 2.4 测定项目和方法
• 2.5 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 氮挥发特征试验分析
• 3.1.1 通气法回收率和变异系数
• 3.1.2 有机肥与尿素混施对氨挥发的影响
• 3.1.3 氮肥品种与施用深度对氨挥发的影响
• 3.1.3.1 不同的施氮处理对氨挥发速率影响
• 3.1.3.2 不同施氮处理对氨挥发总量影响
• 3.2 不同施氮处理氮素效应分析
• 3.2.1 不同施氮处理对作物产量影响
• 3.2.1.1 不同施氮处理对各季作物产量的影响
• 3.2.1.2 不同施氮处理对各季作物穗粒数的影响
• 3.2.1.3 不同施氮处理对各季作物粒重的影响
• 3.2.2 不同施氮处理对土壤硝态氮含量的影响
• 3.2.2.1 不同施氮处理对 0-30cm 土壤硝态氮量影响
• 3.2.2.2 不同施氮处理对30-60cm 土壤硝态氮含量影响
• 3.2.2.3 不同施氮处理对60-90cm 土壤硝态氮含量影响
• 3.2.3 施氮处理对氮素表观矿化、氮平衡及利用率的影响
• 3.2.3.1 不同施氮处理对氮素表观矿化的影响
• 3.2.3.2 不同施氮处理对氮利用效率的影响
• 3.2.4 不同施氮处理下地力对土壤各指标影响
• 3.2.4.1 不同地力施氮对作物产量的影响
• 3.2.4.2 不同地力施肥对土壤硝态氮残留的影响
• 3.2.5 不同施氮处理对土壤环境效应的影响
• 3.2.5.1 不同施氮处理对土壤承受力的影响
• 3.2.5.2 不同施氮处理对氮肥投入量的影响
• 4 讨论
• 4.1 不同施氮处理作物产量增长影响因素
• 4.2 施肥中氮素的损失问题
• 4.3 试验中铵态氮的影响
• 4.4 氮素去向深层次研究
• 4.5 土壤氮素平衡关系的研究
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表情况