化學(xué)氮素在旱作土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制研究.pdf

1、本文選取延慶縣主要農(nóng)作物春玉米-土壤體系為研究對(duì)象，通過(guò)田間小區(qū)和田間微區(qū)15N示蹤技術(shù)，研究了氮肥進(jìn)入土壤中的轉(zhuǎn)化、動(dòng)態(tài)及去向，同時(shí)監(jiān)測(cè)各土壤氮庫(kù)(NH4+-N、NO3--N、微生物氮)和淋洗損失的動(dòng)態(tài)變化。分析了其利用、殘留及損失的途經(jīng)，揭示高量施氮條件下的氮肥損失及殘留。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥管理措施的制定者和執(zhí)行者展示確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上可行的氮肥施用量和施用方法，以期對(duì)有效控制農(nóng)村面源污染做出貢獻(xiàn)。 通過(guò)田間試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)

2、分析，得出如下結(jié)論： (1)NH4+-N在整個(gè)春玉米生育期中沒(méi)有明顯的季節(jié)變化，各施肥處理和各土壤層次也無(wú)顯著變化，且量少，所以根據(jù)土壤無(wú)機(jī)氮施肥時(shí)可不予以考慮。生育期中NO3--N容易發(fā)生淋失損失，通過(guò)15N試驗(yàn)，測(cè)得肥料氮在土壤—植物中的轉(zhuǎn)化與去向，得知本試驗(yàn)田淋失能力很強(qiáng)，一季可以到達(dá)200cm甚至更深層次，且隨施氮量的增高淋失量而增大。殘留肥料氮以NH4+-N存在的數(shù)量較少，以NO3--N形式存在的數(shù)量相對(duì)較大，且隨施氮

3、量升高而增大。土壤中硝態(tài)氮來(lái)自肥料氮的比例較大，說(shuō)明傳統(tǒng)高施氮量情況下不斷殘留累積了大量硝態(tài)氮，對(duì)地下水N污染的貢獻(xiàn)力非常大。試驗(yàn)土壤的微生物量氮有明顯的季節(jié)變化和對(duì)施氮量的反應(yīng)，說(shuō)明其參與了土壤供氮的調(diào)節(jié)過(guò)程。 (2)施氮處理比不施氮處理的植株生物量、產(chǎn)量均有所增加，但春玉米成熟期的生物量，只有N270和N0之間形成顯著差異，各施氮處理之間無(wú)顯著差異；施氮處理的春玉米產(chǎn)量，除N180處理外其它各施氮處理無(wú)顯著差異。春玉米的氮素

4、累積量隨施氮量的增加有增加的趨勢(shì)，但增加到一定程度就不再增加甚至略有減小，即達(dá)到平臺(tái)，說(shuō)明氮肥發(fā)揮了一定的肥效，但是過(guò)高的施肥量沒(méi)有發(fā)揮其高出的部分的肥效。 (3)氮肥當(dāng)季利用率隨施氮量的升高有顯著下降的趨勢(shì)，變化范圍在43.3％～13.0％之間。而且通過(guò)對(duì)硝態(tài)氮移動(dòng)累積變化的情況看，沒(méi)有發(fā)揮肥效的部分大部分以淋失等途徑損失了。農(nóng)田大量的氮肥投入超過(guò)作物生長(zhǎng)所需，造成過(guò)量的氮素累積在土壤中，提供了硝態(tài)氮淋失的氮源，所以選擇合適的

5、氮肥施用量應(yīng)重視作物所需和施肥對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。 (4)春玉米對(duì)肥料氮的吸收隨施氮量的增加而增加，低施氮處理的春玉米對(duì)土壤氮的吸收要高于高施氮處理。各時(shí)期隨施氮量增大，作物吸收肥料氮的比例減小，而損失比例則增大。由此看來(lái)，高氮量比低氮量處理要容易損失。 (5)180N處理的凈氮礦化量比360N處理高18.4％，說(shuō)明低氮處理的激發(fā)效應(yīng)要比高氮處理的高，微區(qū)兩個(gè)施氮處理的凈礦化量顯著低于大田中不施氮處理的凈氮礦化量。主要由于微區(qū)

6、將根限制在一定的范圍內(nèi)，作物強(qiáng)烈消耗這部分無(wú)機(jī)氮的結(jié)果。 (6)采用二次型和二次型+平臺(tái)兩個(gè)模型對(duì)產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行擬合得出兩個(gè)最佳施氮量和兩個(gè)最佳產(chǎn)量，通過(guò)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的綜合分析，二次型+平臺(tái)模型擬合的結(jié)果最優(yōu)，所以推薦當(dāng)?shù)剡x用171.6kg/hm2這個(gè)施氮量。 (7)通過(guò)以上結(jié)論，建議農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥管理措施的制定者和執(zhí)行者，施用氮肥時(shí)，一是要根據(jù)當(dāng)?shù)赝扑]的融環(huán)境、經(jīng)濟(jì)于一體的最佳施氮量，而且根據(jù)作物的吸氮量動(dòng)態(tài)情