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内蒙古边际地施氮量对能源高粱产量和土壤氮有效性的影响

陈峰  
【摘要】:氮素在提高作物产量中扮演着重要角色,也对环境有一定的影响,合理利用氮肥对促进能源高粱的可持续生产、发展我国生物质能源产业具有重要作用。本实验于2014年和2015年在内蒙古鄂尔多斯半干旱地区边际地,以甜高粱(Var.GT-8)和生物质高粱(Var.GN-11)为试验材料,通过测定土壤无机氮、土壤微生物量碳氮等指标,计算并比较在不同氮素处理下的土壤硝态氮积累量,土壤表观氮素盈亏量的差异和乙醇转化潜力,探索在边际地种植能源高粱的土壤氮素有效性的规律,为能源高粱在当地大规模推广种植提供理论依据。施氮对能源高粱地上部分生物质量有显著性影响。在120kgNhm-2施氮量处理之内,随着施氮量的增加,能源高粱产量增长迅速。在120kgNhm-2至240kgNhm-2处理之间,能源高粱产量保持稳定。叶片产量占比比较大,为了减少边际地土壤养分损失和提高生物乙醇转化效率,本文建议将能源高粱叶片部分还田。同时在120kgNhm-2处理下能源高粱茎秆可转化的理论乙醇产量可达到2471.2 L/hm2。施氮量对土壤无机氮含量有显著性影响。0-90 cm各个土壤剖面的硝态氮含量随着施氮量的增加而显著升高,而铵态氮含量保持稳定。同时收获期0-90 cm 土壤剖面硝态氮积累量在120 kg N hm-2-240 kg N hm-2施氮水平上随着施氮量的增加而显著升高。在240 kg N hm-2处理下GN-11和GT-8最大的硝态氮积累量可达到183.3kg/hm2和115.4kg/hm2。在能源高粱生育时期,各施氮处理均不同程度地出现氮素表现盈亏,且随施氮量增加,土壤氮素盈余量显著增加。在五个氮素梯度处理中,120 kg N hm-2处理有助于增加能源高粱产量,减少土壤硝态氮积累并进一步减少氮素损失。在能源高粱的生长季中,氮素的施入增加了土壤微生物碳氮的含量并提高了土壤微生物的活力。并且土壤微生物碳氮的含量与土壤无机氮含量间具有此消彼长的趋势。而施氮量对同一时期的土壤微生物碳氮的含量无显著影响。GN-11和GT-8均在开花前期表现出较大的氮素需求量。当施氮量为120kgNhm-2时,拔节期的追肥氮素施用比例超过50%,基肥和开花期的追肥施用比例分别少于20%和30%将会进一步提高能源高粱的产量和减少氮素损失。
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