典型作物根際土壤溶液硝態(tài)氮濃度及淋失特征研究.pdf

1、我國北方典型農(nóng)田體系田間狀態(tài)下作物根系區(qū)域及不同根際部位土壤溶液氮濃度特征研究甚少,田間原位測定根系土壤溶液技術(shù)尚不成熟。本研究選擇華北平原棚室蔬菜與小麥／玉米體系為研究對象,采用抖土法和提取法測定根際土壤溶液氮濃度,探討作物在不同生育期根際與非根際土壤溶液氮濃度變化,同時在氮素最大效率期對不同根系部位土壤溶液氮濃度進(jìn)行比較,明確不同氮素條件下土壤溶液硝態(tài)氮的時空變化規(guī)律,并通過分析厚不飽和層土壤氮素淋失特征,為探明兩種種植體系氮素淋失

2、機(jī)制,降低硝態(tài)氮淋溶損失及預(yù)防地下水污染提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴玉米在生長季耕層土壤溶液受氮素輸入的影響,三葉期與大喇叭口期根際氮濃度顯著高于非根際,表明根系對NO3--N吸收較弱,氮素向根表富集；其他時期低于非根際,表明根系對NO3--N吸收較高,NO3--N向根表遷移較低。大喇叭口期土壤剖面根際氮濃度高于非根際,濃度范圍分別為0.98-5.34和0.51-0.67 mmol／L;抽雄吐絲期根際、非根際土壤溶

3、液氮濃度均低于2 mmol／L;成熟期根際氮濃度低于非根際,分別在0.62—1.37和0.89-2.35 mmol／L之間波動。在氮素最大效率期,各輪根區(qū)域氮濃度隨著土壤深度的增加呈降低趨勢；不同根際部位變化趨勢為:根際>根區(qū)>非根際。
　　 ⑵小麥整個生育期耕層土壤溶液隨著氮源的補(bǔ)充,苗期、拔節(jié)期與孕穗揚(yáng)花期根際氮濃度高于非根際,表明根際對NO3--N的吸收能力降低；其他時期顯著低于非根際,表明根系對氮素的吸收顯著高于氮素的遷

4、移,導(dǎo)致氮素在非根際中富集。從整個土壤剖面來看,拔節(jié)期根際氮濃度在2.14-6.57 mmol／L之間,高于非根際；孕穗揚(yáng)花期在0-60 cm根際氮濃度高于非根際,60 cm以下根際、非根際氮濃度逐漸降低且相差不大；成熟期根際氮濃度均低于非根際,范圍分別為0.60-1.39和1.02-3.08 mmol／L。
　　 ⑶番茄耕層根際氮濃度除開花期外,苗期、座果期、采收期與成熟期均顯著高于非根際,表明根際對NO3--N的吸收能力降低

5、。座果期整個土壤剖面根際氮濃度高于非根際,范圍分別為2.46-7.48和2.41-6.44 mmol／L；采收期1根系區(qū)域氮濃度均有所上升,范圍分別為2.50-15.71和2.55-7.50 mmol／L；成熟期根際濃度在2.54-14.61mmol／L,范圍內(nèi)波動,高于非根際。番茄在氮素最大效率期隨著土壤深度的增加,各根系區(qū)域氮濃度依次降低；不同根際部位氮濃度高低順序?yàn)?側(cè)根根際>主根根際>根區(qū)>非根際。采收期1根系區(qū)域氮濃度高于座果

6、期,更具有向深層淋溶的風(fēng)險。
　　 ⑷小麥／玉米根系在施肥灌水期依賴于低親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),養(yǎng)分存在淋溶風(fēng)險,多數(shù)生育期都是高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn),并且隨著土壤深度的增加,根系同樣以高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)為主,淋溶風(fēng)險較??；番茄在整個生育期根系主要依賴于低親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),使根系區(qū)域保持較高的氮濃度,養(yǎng)分易淋洗移出根區(qū),對地下水造成污染。
　　 ⑸兩種種植體系下,棚室蔬菜土壤硝態(tài)氮含量顯著高于農(nóng)田,且淋溶到10米以下；小麥／玉米農(nóng)田土