農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中殘留硝態(tài)氮的行為及植物利用.pdf

1、集約化農(nóng)業(yè)發(fā)展伴隨著農(nóng)用化學品投入的增加,氮肥的高量投入導致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素持續(xù)盈余,中國北方灌溉農(nóng)作體系作物收獲后土壤剖面中大量殘留NO<,3><'->-N,其對后作的氮素供應潛力以及向土壤深層和地下水淋洗程度尚不清晰.該研究采用外源標記<'15>NO<,3><'->-N注射法、高殘留硝態(tài)氮土壤剖面的作物吸收法,設置田間微區(qū)試驗、土柱管栽試驗,通過土壤溶液提取器和土壤剖面取樣技術,研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤剖面殘留硝態(tài)氮的行為及植物利用,

2、為殘留NO<,3><'->-N的利用與管理提供理論依據(jù),主要研究結(jié)果如下.在該試驗水氮管理條件下,菠菜對土壤不同層次標記硝態(tài)氮的利用率顯著大于小麥;菠菜對土壤剖面15cm、45cm、75cm位置標記硝態(tài)氮的利用率分別為28.2﹪、22.3﹪、16.3﹪.小堰54對相應位置標記硝態(tài)氮的利用率分別為21.8﹪、17.4﹪、11.5﹪,而京411為21.8﹪、11.6﹪、7.4﹪,小堰54顯著高于京411.土柱管栽試驗獲得相似的結(jié)論,但由于根

3、系吸收區(qū)域土柱管栽試驗的限定,作物對土壤剖面相應層次NO<,3><'->-N的利用率高于田間微區(qū)試驗.2個小麥品種根長密度與相應土層標記硝態(tài)氮的利用率呈顯著的正相關關系;田間微區(qū)試驗中菠菜對土壤標記硝態(tài)氮的利用率雖然存在隨根長密度增加而升高的趨勢,但未達到顯著水平.在耕層施氮和不施氮的條件下,玉米對注射于土壤剖面110cm處標記的<'15>NO<,3><'->-N的利用率分別為11.9﹪和6.7﹪;土壤耕層施用氮肥促進了玉米中下層根系的

4、發(fā)育,提高了對深層標記NO<,3><'->-N的利用率;植物利用土壤深層累積NO<,3><'->-N,避免硝態(tài)氮進一步向淺層地下水遷移具有一定的可行性.在人為控制灌水的土柱管栽試驗條件下,拔節(jié)-孕穗-揚花-成熟4個生育時期,小麥對不同深度標記硝態(tài)氮的吸收量及利用率均隨深度增加而降低,拔節(jié)期對10-20cm、40-50cm和70-80cm深度標記硝態(tài)氮的利用率分別為15.7﹪、3.4﹪、和1.2﹪,孕穗期對3個標記深度硝態(tài)氮的利用率分別為

5、30.6﹪、10.7﹪和3.9﹪,揚花期分別為33.1﹪、13.1﹪和5.1﹪,成熟期分別為32.5﹪、12.4﹪和4.7﹪;試驗結(jié)果表明了小麥不同生育期利用土壤硝態(tài)氮的深度,為推薦施肥中"氮素同期供應"思想提供了理論依據(jù).在預設的硝態(tài)氮高殘留剖面上,夏季種植高丹草對土壤上層氮素的吸收消耗大于玉米,根區(qū)范圍殘留NO<,3><'->-N低于種植玉米處理,高丹草比玉米在截獲殘留硝態(tài)氮,阻止其大量向下遷移的作用更強,體現(xiàn)出植物吸收的"安全網(wǎng)"

6、功能;裸地休閑增加了硝態(tài)氮淋洗的危險.在試驗水氮管理條件下,作物生長期間沒有明顯的自由水流通過土壤剖面100cm深處,因而在作物生長季內(nèi)也沒有NO<,3><'->-N的強烈淋洗.田間微區(qū)試驗土壤15cm、45cm、75cm標記硝態(tài)氮在土壤中的向下移動距離較小,分別為65cm、45cm、25cm,未移出作物根區(qū)(1cm),表現(xiàn)出上層標記硝態(tài)氮移動距離長,下層移動距離短的規(guī)律;土壤深層110cm處標記的硝態(tài)氮,也沒有發(fā)生明顯遷移,僅以標記區(qū)