稻麥輪作下施氮量對氮素?fù)p失影響及氮肥投入閾值研究.pdf

1、隨著人口的增長，亟需提高農(nóng)作物產(chǎn)量來緩解糧食供應(yīng)問題，而施用氮肥能夠顯著提高作物產(chǎn)量，因此氮肥過量投入現(xiàn)象較為明顯。氮肥的過量投入會增加氮肥的損失從而導(dǎo)致周圍水體加劇富營養(yǎng)化，嚴(yán)重破壞水體環(huán)境。巢湖水體近些年富營養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，但是目前對于巢湖的研究缺乏長期的定位監(jiān)測，同時也缺少氮肥投入閾值方面的研究，針對以上問題，本研究在巢湖流域選擇了適當(dāng)?shù)牡钧溳喿鏖L期定位監(jiān)測點，并且在此基礎(chǔ)上，設(shè)置了不同的梯度氮肥水平，采集分析了降雨徑流、淋溶水

2、樣、氨揮發(fā)、作物收獲后植株秸稈和籽粒以及土壤等樣品，得出了巢湖流域農(nóng)田不同施氮水平下氮流失規(guī)律特征和氮肥利用情況，測算出了相應(yīng)流失系數(shù)，進(jìn)而提出了保障農(nóng)田環(huán)境安全及糧食生產(chǎn)安全的氮肥投入閾值。主要的研究結(jié)果如下：
　　1、施氮肥和不施氮肥相比能夠顯著提高小麥和水稻的產(chǎn)量。125％ N（施氮量262.5 kg/hm2）和150% N（施氮量315 kg/hm2）處理下小麥的產(chǎn)量最高，三年分別為3502 kg/hm2、4172 kg/

3、hm2、3777 kg/hm2。100%N（施氮量225 kg/hm2）和125%N（施氮量281.25 kg/hm2）處理下水稻的產(chǎn)量最高，三年分別為8478 kg/hm2、7889 kg/hm2、8819 kg/hm2。氮肥的過量投入并不能使產(chǎn)量達(dá)到最高，在一定程度上還會降低小麥和水稻的產(chǎn)量。
　　2、小麥植株和水稻植株的氮素積累量與施氮量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，但對氮素的利用表現(xiàn)為降低的趨勢。小麥氮素累積量為20.27-137.3

4、7 kg/hm2，小麥氮肥利用率約在19%-33%之間；水稻氮素累積量為63.96-227.74 kg/hm2，水稻氮肥利用率約在23%-39%之間。
　　3、施肥之后第一天田面水全氮的濃度都達(dá)到頂峰，一周之后田面水全氮濃度降至最低并趨于穩(wěn)定。三年間各處理濃度最高分別達(dá)到2012年為9.20-173.75 mg/L，2013年為11.26-194.18 mg/L，2014年為12.45-154.21 mg/L。N空白處理田面水全氮

5、濃度變化不大，其他高氮處理田面水中全氮濃度顯著高于低氮處理。由此可見，在施肥后一周內(nèi)控制氮素的流失很有必要。
　　4、小麥及水稻季氮素徑流流失規(guī)律為隨著施氮量的增加而增加。施氮肥增加了氮素的流失，小麥季氮素流失量為5.78-23.98 kg/hm2，流失率達(dá)到1.84%-5.78%，水稻季氮素流失量為6.85-15.42 kg/hm2，流失率達(dá)到0.74%-3.89%，相比之下水稻季的徑流流失量低于小麥季。
　　5、水稻季氮

6、素淋溶流失規(guī)律為隨著施氮量的增加淋溶水中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮及總氮濃度隨之增加。施氮肥顯著增加了淋溶水中不同形態(tài)氮的濃度。銨態(tài)氮多集聚在20-40 cm土層，自上而下逐漸降低，而硝態(tài)氮在90 cm土層中居多，自上而下逐漸增加，可見氮素的淋溶主要以硝態(tài)氮形式淋失。在施基肥、分蘗肥和穗肥五天左右，總氮的濃度達(dá)到最大值，之后開始降低?？偟牧苋芰吭?.74-27.57 kg/hm2之間，淋溶流失率達(dá)到3.04%-5.34%。相對于徑流的氮素流失，淋

7、溶氮素流失量整體偏高于徑流流失量。
　　6、水稻季施氮肥后顯著增加了氨揮發(fā)量，相比氮素的徑流和淋溶損失，氨揮發(fā)損失較高，在所施的氮肥中所占比例較大。稻季氨揮發(fā)量5.92-99.77 kg N/hm2，氨揮發(fā)率為8.7%-24.51%。
　　7、小麥及水稻收獲后土壤中礦質(zhì)氮累積殘留以硝態(tài)氮占多數(shù)，小麥季各處理銨態(tài)氮含量幾乎不高于5 mg/kg，水稻季幾乎不高于4 mg/kg。氮肥的施用會增加土壤中氮素的殘留，小麥季礦質(zhì)氮累積量

8、處于6.84-18.91 mg/kg，水稻季礦質(zhì)氮累積量達(dá)到4.04-9.75 mg/kg。長期過度增施氮肥，土壤中礦質(zhì)氮累積逐漸增加，流失風(fēng)險也會提高。
　　8、考慮產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，小麥氮肥投入閾值范圍為247.1-291.9 kg/hm2；水稻氮肥投入閾值范圍為229.8-305.2 kg/hm2?；诃h(huán)境因素和產(chǎn)量效益，小麥氮肥投入閾值范圍為229.73-306.3 kg/hm2；水稻氮肥投入閾值范圍為196.5-262.0