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水稻—土壤系统氮素损失与利用的研究

叶世超  
【摘要】: 试验于2007~2009年在扬州大学农学院大型渗漏池进行,稻麦轮作条件下,研究了不同土壤类型、施氮量、施氮时期、渗漏量对稻田地表水、渗漏水中铵态氮、硝态氮的动态变化,以及土壤氮素垂直迁移与淋失、稻田氨挥发、水稻产量的影响,为合理施氮、控制稻田氮素流失、减少农业面源污染提供理论与实践依据。主要研究结果如下: 1.氮肥施用后,田面水中以铵态氮为主,铵态氮浓度迅速上升,硝态氮含量较少。铵态氮的变化是在施氮1~2天后达到最大值,随后逐渐削减;而田面水中的硝态氮含量一直较低;田面水铵态氮的浓度取决于当次施肥量,随着施肥量增加而升高。在相同施肥量条件下,基肥施用后的田面水NH4+-N浓度较低,而分蘖肥施用后较高,其田面水NH4+-N浓度峰值为基肥的4~5倍,倒2叶期穗肥施用后,峰值为基肥的2~3倍,倒4叶期穗肥施用后田面水NH4+-N浓度显著低于倒2叶期穗肥,峰值为基肥的1.5~2倍;同样施肥量和施肥时期下,黏土的田面水NH4+-N浓度略低于砂土。 2.施氮后,稻田迅速发生氨挥发,且在1~3天内达到峰值,氨挥发量随着施氮量的增加而增加,黏土要低于砂土,氨挥发损失量为分蘖肥时期倒4叶穗肥期基肥时期倒2叶穗肥期;砂土氨挥发总损失量为11.32~102.43 kg/hm2,占施氮量的比例11.32%~25.61%;黏土氨挥发总损失量为10.49~87.06 kg/hm2,占施氮量的比例10.92%~21.76%;施氮后氨挥发峰值和田面水铵态氮峰值同时出现,分蘖肥时期最大,二者比值范围为23.76%~33.65%。 3.水稻田生态系统中,淋失的N素主要以NO3--N为主,而NH4+-N较少。淹水稻田土壤溶液中NH4+-N向下运动的幅度不大,主要分布在表层0~30cm,下层土壤溶液中NH4+-N含量小于1ppm;NO3--N随水的下渗向下迁移,在土壤下层累积,下层土壤溶液中NO3--N含量高于上层土壤溶液中含量。下层土壤溶液中NO3--N含量随着施肥量的增加而增加;随着渗漏量的增加也呈现增长趋势;砂土下层土壤溶液中NO3--N含量略高于黏土下层土壤溶液中含量。 4.砂土和黏土条件下水稻干物质积累量是随着施氮量的增加而增加,氮素积累量也都是随着施氮量的增加而增加,但是氮肥利用效率随着施氮量的增加而减小;黏土条件下水稻干物质积累量和氮素积累量要高于砂土条件下。水稻产量与施氮量呈二次曲线关系,当施氮量达到300 kg/hm2时,黏土和砂土水稻产量最高分别为8839.44 kg/hm2和8478.07 kg/hm2,黏土条件下水稻的产量要相应地略高于砂土。氮肥进入土壤中,部分氮素被植株吸收,吸收量为34.32%~46.49%,以NH3形式损失量10.92%~25.61%,通过其他形式损失与土壤残留占总施肥量的35.14%~42.85%。


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