农田生态系统中残留硝态氮的行为及植物利用

摘要

集约化农业发展伴随着农用化学品投入的增加,氮肥的高量投入导致农田生态系统氮素持续盈余,中国北方灌溉农作体系作物收获后土壤剖面中大量残留NO<,3><'->-N,其对后作的氮素供应潜力以及向土壤深层和地下水淋洗程度尚不清晰.该研究采用外源标记<'15>NO<,3><'->-N注射法、高残留硝态氮土壤剖面的作物吸收法,设置田间微区试验、土柱管栽试验,通过土壤溶液提取器和土壤剖面取样技术,研究农田生态系统中土壤剖面残留硝态氮的行为及植物利用,为残留NO<,3><'->-N的利用与管理提供理论依据,主要研究结果如下.在该试验水氮管理条件下,菠菜对土壤不同层次标记硝态氮的利用率显著大于小麦;菠菜对土壤剖面15cm、45cm、75cm位置标记硝态氮的利用率分别为28.2﹪、22.3﹪、16.3﹪.小堰54对相应位置标记硝态氮的利用率分别为21.8﹪、17.4﹪、11.5﹪,而京411为21.8﹪、11.6﹪、7.4﹪,小堰54显著高于京411.土柱管栽试验获得相似的结论,但由于根系吸收区域土柱管栽试验的限定,作物对土壤剖面相应层次NO<,3><'->-N的利用率高于田间微区试验.2个小麦品种根长密度与相应土层标记硝态氮的利用率呈显著的正相关关系;田间微区试验中菠菜对土壤标记硝态氮的利用率虽然存在随根长密度增加而升高的趋势,但未达到显著水平.在耕层施氮和不施氮的条件下,玉米对注射于土壤剖面110cm处标记的<'15>NO<,3><'->-N的利用率分别为11.9﹪和6.7﹪;土壤耕层施用氮肥促进了玉米中下层根系的发育,提高了对深层标记NO<,3><'->-N的利用率;植物利用土壤深层累积NO<,3><'->-N,避免硝态氮进一步向浅层地下水迁移具有一定的可行性.在人为控制灌水的土柱管栽试验条件下,拔节-孕穗-扬花-成熟4个生育时期,小麦对不同深度标记硝态氮的吸收量及利用率均随深度增加而降低,拔节期对10-20cm、40-50cm和70-80cm深度标记硝态氮的利用率分别为15.7﹪、3.4﹪、和1.2﹪,孕穗期对3个标记深度硝态氮的利用率分别为30.6﹪、10.7﹪和3.9﹪,扬花期分别为33.1﹪、13.1﹪和5.1﹪,成熟期分别为32.5﹪、12.4﹪和4.7﹪;试验结果表明了小麦不同生育期利用土壤硝态氮的深度,为推荐施肥中

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第一章 文献综述

1.1中国氮肥施用现状及生态环境效应

1.2中国北方土壤剖面硝态氮累积现状及其成因分析

1.3农田生态系统土壤残留硝态氮的生物有效性

1.4地下水氮污染源分析

1.5农田土壤残留硝态氮的消减途径

1.6本研究的目的意义

第二章 研究思路和主要内容

2.1研究思路

2.2技术路线

2.3研究内容

第三章 土壤剖面不同层次标记硝态氮的作物利用及其后效

3.1材料与方法

3.2结果与分析

3.3讨论

3.4小结

第四章 两种作物对土壤不同层次标记硝态氮利用的差异

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.3讨论

4.4小结

第五章 小麦不同生育期利用土壤硝态氮深度研究

5.1材料与方法

5.2结果与分析

5.3讨论与小结

第六章 玉米对土壤深层标记硝态氮的利用

6.1材料与方法

6.2结果与分析

6.3讨论

6.4结论

第七章 夏季休闲与种植对土壤残留硝态氮移动的影响

7.1材料与方法

7.2结果与分析

7.3讨论

7.4小结

第八章 主要结论及讨论

8.1主要结论

8.2讨论

8.3展望

参考文献

致谢

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