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(xué)品投入的增加,氮肥的高量投入導(dǎo)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(yīng)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(biāo)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(shè)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(shù),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(biāo)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(biāo)記硝態(tài)氮的利用率分別為28.2﹪、22.3﹪、16.3﹪.小堰54對相應(yīng)位置標(biāo)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(yīng)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(yīng)土層標(biāo)記硝態(tài)氮的利用率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系;田間微區(qū)試驗中菠菜對土壤標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(yīng)"思想提供了理論依據(jù).在預(yù)設(shè)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(biāo)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(biāo)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(biāo)記的硝態(tài)氮,也沒有發(fā)生明顯遷移,僅以標(biāo)記區(qū)