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《南京林业大学》 2012年
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杨农间作系统对土壤不同形态氮素损失效应的研究

吴殿鸣  
【摘要】:本论文研究杨农间作系统中土壤氮素随地表径流和淋溶流失的过程及特点,探讨了不同施肥量对间作系统氮素循环及土壤氮累积量的影响,分析农林间作系统氮素损失的主要影响因素和作用机理。研究结果为减轻农业面源污染,营建合理的杨农间作模式,提高氮肥利用率,改善太湖流域水环境具有一定的理论和实践意义。主要结论如下: (1)单作农田氮素的淋溶水量与降雨量呈显著正相关关系。间作系统中杨树在生长季能有效减少土壤淋溶水量。氮素的迁移和淋失以NO_3~--N形式为主,间作系统内各样点淋溶水的氮素浓度均低于单作农田,各样点氮素淋失量受林分密度、与杨树种植行的距离影响,但差异不显著。 (2)地表径流量和氮素流失量随降雨强度的增加而增加。间作系统能显著减少径流量和泥沙侵蚀量,并与林分密度成呈负相关关系。地表径流中TN和NO_3~--N的浓度在产流前期较高,且随着降雨时间的延长,趋于稳定或减小,后期则又有所上升;NH_4~+-N浓度在产流初期即达最大值,后逐步下降。 (3)杨麦间作系统能有效改善表层土壤(0~20cm)养分状况,20~80cm土层中NO_3~--N和NH_4~+-N含量均小于对应层次小麦单作农田的含量。间作系统中土壤NO_3~--N含量具有明显的垂直和水平分布差异性,距杨树种植行越近,NO_3~--N在不同土层中变异程度越大。 (4)土壤硝态氮含量在冬小麦各个生育时期表现出一定的规律性变化。0~40cm土层硝态氮含量孕穗期最高,而后缓慢下降;40~80cm土层硝态氮含量在孕穗期之前保持较低水平,之后深层土壤的硝态氮含量有增加的趋势。 (5)冬小麦根系的根长密度和根干重均随土壤深度的增加而递减,密集分布区为0~20cm土层,并随生育期呈先升高后降低的趋势,最大值出现在灌浆期。间作系统中,冬小麦根长密度和根干重均小于单作农田,越靠近林带小麦根长密度和根干重越小。杨树根长密度随土壤深度增加呈下降趋势,越靠近林带根长密度和根干重越大。杨麦间作系统中杨树和小麦根系存在一定程度的生态位重叠。 (6)~(15)N微区试验表明,苋菜吸收尿素氮的比例随着施氮量的增加而减少,间作系统内肥料的利用率得到显著提高。间作系统内土壤各土层残留~(15)N含量均小于对照农田;土壤中残留肥料~(15)N以NO_3~--N形式存在的数量随施氮量的降低而降低。间作系统肥料~(15)N的损失量和损失率明显低于对照农田。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S792.11;S512.11;S636.4

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