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《西北农林科技大学》 2002年
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成垄压实条件下氮素迁移转化规律研究

赵允格  
【摘要】: 氮素化肥在农业生产中发挥着重要的作用,由于施肥方法或农业管理措施不当,导致氮素以NH_3挥发、NO_3~--N淋溶及反硝化等途径损失,严重影响了氮肥利用率。在黄土高原地区,夏玉米生长正逢雨季,是氮素淋溶的主要季节。为此,根据阻水层理论结合垄沟耕作方法提出在夏玉米生长期氮肥施用采用成垄压实法。本研究利用模拟降雨试验、连续两年的田间小区试验研究了该施肥法与传统的平地及垄沟施肥对土壤水、NO_3~--N淋移、氮肥利用率及夏玉米产量的影响,在此基础上通过室内土柱培养试验探讨了成垄压实对肥料氮硝化作用的影响。结果表明: 1.施肥措施通过地表微地形影响着土壤水的运动和剖面分布。降雨过程中,垄沟条件下,土壤水分最先从沟部入渗,同时伴随着向垄部水平运移。成垄压实条件下局部的障碍层可减少穿过施肥区的入渗水量。大田条件下,地表微地形对土壤水的运动及剖面分布的影响在雨前土壤含水量较低的情况下表现明显。在降雨量较大和降雨次数较多情况下,土壤含水量增加,地表形态对土壤水剖面分布的影响减弱。干旱条件下,由于垄沟条件下地表的非均匀性覆土,降低了垄部土壤水的蒸发,较平地可改善土壤水分状况。 2.土壤水的运动是NO_3~--N迁移的介质和动力,施肥措施也影响着NO_3~--N在剖面的运动和分布。土壤NH_4~+-N除施肥后前43d施肥区含量略高外,在夏玉米生育期内均变化于2~5mg·kg~(-1)范围内,与施肥措施无明显关系。 垄沟施肥较平地施肥在一定程度上可减少施于垄部的NO_3~--N向下层土壤的迁移。而成垄压实条件下施肥区的障碍层可显著减少施肥区肥料氮的淋溶。相同降雨量条件下,在施肥区设一容重1.36g·cm~(-3)的障碍层,残留于0~10cm土层的肥料氮是同坡度垄沟同层土壤肥料氮残留量的4.28倍。随障碍层容重增加,残留于0~10cm土层的NO_3~--N进一步增加。 黄土高原地区,当地面接纳水量接近或小于夏玉米生育期内多年平均降雨量时,NO_3~--N在土体中的淋移深度很难超出作物根系分布层。受地面接纳水量影响,2000年和2001年试验结束后,平地、垄沟和成垄压实条件下NO_3~--N在剖面的淋移深度分别为65cm、45cm、45cm和>90cm、75cm和60cm。平地、垄沟及成垄压实施肥条件下残留于50cm以上土层的NO_3~--N分别占到剖面总残留量的80.80%、90.51%、92.02%和47.00%、77.06%、90.32%。可见,成垄压实施肥对减少施肥区NO_3~--N的淋溶具有重要作用。 3.娄土地区,土壤团粒结构发育良好,成垄压实条件下施肥区局部压实形成的大容 成垄压实条件下氮素迁移转化规律研究 重障碍层对氮素的硝化作用无显著影响,对作物生长发育也无显著影响。两年试 验结果表明,在等施氮量条件下,成垄压实施肥较平地和垄沟施肥对作物生物学 及籽粒产量有正效应,而且能较平地提高氮肥利用率9%以上,达1%显著水平: 较垄沟施肥条件下氮肥利用率也可增加5%一6%。施肥措施对玉米水分利用效率 影响不明显,成垄压实施肥条件下玉米耗水量的提高主要是增加了玉米对土壤蓄 水的利用。 4.模拟降雨条件下,垄坡度对Na3一N的淋移略有影响,300垄坡度对减少施肥区 NO一3一的淋移效果略好于20“和400垄坡度,但施肥区残留NO一3一N仍不超过 NO一3一N施入总量的0.45%。大田条件下,垄坡度对No’3一N淋移影响不明显。成 垄压实条件下不同紧实度的障碍层对阻滞施肥区No’3一N淋移的作用明显。障碍 层容重从1.339·em’3增加至一419·。m’3时,施肥区No一3入残留率从。,540,0增加至 23%左右。其后障碍层容重增加,施肥区NO’3一残留量增加缓慢。统计分析表 明,施肥区NO一3一N残留率与障碍层容重之间呈极显著的正相关关系,可用方程: y一737.67x2+22lsx一1634,(r=o.9677**,n=5)拟合。大田条件下,障碍层容 重对Na3一淋移的影响有类似趋势。结合模拟降雨试验,可认为,在娄土区, 30。垄坡度和容重1 .4 gcm一,的障碍层是成垄压实施肥法的两项关键的技术指标。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S147.2

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