土壤剖面累積硝態(tài)氮的植物利用與消減潛力研究.pdf

1、氮素是人類提高糧食產(chǎn)量的巨大動力，然而經(jīng)過長期不合理的氮肥投入，中國農(nóng)田土壤已累積了大量的硝態(tài)氮，對地下水構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。如何解決土壤深層硝態(tài)氮高累積的問題備受人們專注。本研究分別采用外源15NO3--N注射法和硝態(tài)氮高累積剖面田間原位試驗方法，通過不同根系植物和種植方式，設(shè)置田間微區(qū)試驗和田間小區(qū)試驗，對不同根系作物及種植方式對土壤中累積硝態(tài)氮的利用及殘留運移趨勢進(jìn)行探討，從而篩選出適宜的植物種類及種植方式，并且得出了以下結(jié)論:

2、>　　 1.在常規(guī)田間管理條件下，15N微注射微區(qū)中，當(dāng)季苜蓿-無芒雀麥、苜蓿、春玉米、鴨茅及黑楊對深層標(biāo)記15N利用率分別為18.4％，14.5％，11.0％，9.5％和7.0％；苜蓿-無芒雀麥顯著高于玉米、鴨茅和黑楊；玉米顯著高于鴨茅和黑楊。第二年對應(yīng)為11.8％,8.9％，14.6％,2.8％和7.7％，小麥-玉米15N利用率顯著大于苜蓿、黑楊和鴨茅，但與苜蓿-無芒雀麥無顯著性差異。兩年15N總利用率對應(yīng)為30.2％,23.4％

3、,25.6％，12.3％和11.4％，苜蓿-無芒雀麥顯著高于其他處理，苜蓿和小麥-玉米顯著高于鴨茅和黑楊。兩年連作對標(biāo)記15N利用率最大的是牧草間作，作物輪作及苜蓿連作對底土硝態(tài)氮也有較高量的吸收，而林木（黑楊）則較差。
　　 2.硝態(tài)氮在土壤中移動性強(qiáng)，其空間有效性與作物根系的發(fā)育和分布關(guān)系密切。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記層區(qū)域作物的根長密度與作物對該區(qū)域的土壤標(biāo)記硝態(tài)氮的利用率有很好的相關(guān)性。
　　 3.在微區(qū)常規(guī)水肥管理

4、條件下，一季后，鴨茅、黑楊15NO-3-N明顯下移至130cm；苜蓿-無芒雀麥、苜蓿和春玉米未發(fā)生強(qiáng)淋洗，僅擴(kuò)散20cm左右。連作兩年，標(biāo)記氮向下運移較向上強(qiáng)，鴨茅最為強(qiáng)烈（下移超過110cm）。結(jié)果表明可以利用牧草間作、作物輪作及苜蓿連作避免硝態(tài)氮進(jìn)一步向深層遷移累積乃至向淺層地下水遷移。
　　 4.硝態(tài)氮高累積剖面植物原位修復(fù)試驗結(jié)果顯示，連續(xù)種植兩年總生物量黑楊、小麥-玉米、葦狀羊茅、苜蓿-無芒雀麥和苜蓿分別為107.3，

5、54.1,46.7,44.7和36.2kg/plot，黑楊顯著高于其他處理，小麥-玉米顯著高于苜蓿，三種牧草間無顯著性差異。兩年累計吸氮量對應(yīng)為1053.4，595.4，902.3,854.3和826.1 g/plot；黑楊吸氮量顯著高于其他處理，三種牧草之間沒有明顯差異，但顯著高于小麥-玉米，在種植第二年吸氮量顯著增加。本試驗結(jié)果說明種植林木及牧草可以獲得較高的生物量及吸氮量，牧草對土壤氮素吸收利用隨種植年限而遞增。
　　 5

6、.不同植物種類及土地利用方式對土壤剖面硝態(tài)氮分布的影響有差異，土層中硝態(tài)氮在一季后，0～100cm均有所降低，生草休閑和葦狀羊茅消減能力較強(qiáng)；100～180cm（除葦狀羊茅外）均高于種植前，說明種植當(dāng)季有硝態(tài)氮淋洗。第二季后，葦狀羊茅土壤剖面累積氮的表觀損失量最高，0～200cm土層硝態(tài)氮含量均低于5mg/kg，顯著低于生草休閑和黑楊（0～20cm例外），黑楊有較強(qiáng)淋洗；苜蓿第二季較第一季對剖面硝態(tài)氮消減顯著。
　　 6.在通體