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《西北农林科技大学》 2005年
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黄土区旱地深层硝酸盐累积机理、生物有效性与环境效应

党廷辉  
【摘要】:本研究针对黄土区旱地追求作物高产过程中大量施肥或不合理施肥导致农田土壤剖面硝酸盐严重累积的问题,利用同位素示踪技术和长期定位试验,探索土壤剖面硝酸盐淋溶累积和不同深度硝酸盐的生物有效性。同时,在黄土高原典型区域,采用“点-面”结合的方法,采集农田、果园等土壤剖面土样,调查和评价硝酸盐的累积现状。通过研究资料分析,得出下列结果: (1)黄土高原主要类型区农田和果园的土壤剖面硝态氮累积数量果园农田,果园硝态氮的累积层范围较大。调查样本土壤剖面0-300cm硝态氮累积量范围1.0–353mg/kg,平均值27 mg/kg,变异系数2.1。其中农田土壤剖面0-300cm硝态氮累积量范围1.2 -54 mg/kg,平均值8.2 mg/kg,变异系数1.3;果园对应值分别为:范围1.3-353 mg/kg,平均值47 mg/kg,变异系数1.7。不同土地类型硝态氮水平,果园塬地、梯田、川地都存在严重的累积,而且随施肥水平和种植年限的增加而增加;农田上,塬地坝地川地梯田。川地、坝地由于地下水位浅,土壤硝态氮累积可能造成地下水的污染。长武在调查区属雨量较高地区,由其调查结果推断,黄土高原旱地硝态氮累积最大深度农田和果园分别为240cm和300cm。 (2)长期定位试验表明,黄土旱塬长期不平衡或过量施用氮肥,土壤剖面中硝态氮的深层累积是不可避免的,其累积数量、深度和累积率与氮磷施用量及搭配比例密切相关。试验条件下,硝态氮在土壤深层累积的深度通常在60cm以下,严重时可以超过200cm。因施肥组合方式的不同,0-200cm硝态氮累积率为8.5%-31.0%,其中NPMNNPM。施用磷肥和有机肥有减弱NO_3-N向更深层淋溶的作用。在氮磷严重比例失调时,0-400cm硝态氮最大累积率达到44.1%(单施氮180kg/hm2处理)。结果表明,土壤剖面NO_3-N的累积量与累积率一般随氮肥用量的增加而增加,而且NO3-N累积深度随氮肥用量的递增而加深。在NO_3-N严重累积的情况下,配施磷肥可以明显的减少硝态氮的累积数量和累积率,且随磷肥用量的增加而减幅增大。 (3)在黄土高原南部塬区同位素示踪表明,氮肥后效明显,5季作物累计利用率仅为44.1% -46.5%,5季作物后土壤残留率为22.4%-28.3%,表明氮肥残留是形成硝态氮累积的主要原因。小麦、玉米地膜栽培对氮肥当季利用率并没有改善作用,但却显著的增加了土壤氮素的残留率。由于土壤残留氮可被后作利用,小麦地膜栽培下氮肥累计利用率(两季小麦)提高16.6%。施用氮肥的大量残留会在降雨作用下通过质流在土壤中逐渐下移,这可能是导致硝态氮在土壤剖面中累积的主要原因。
【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】:2005
【分类号】:S153.6

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