【目的】研究了东北三省典型春玉米种植区在０—９０ ｃｍ土壤剖面土壤氮素的变化及平衡特征，试图了解东北三省典型春玉米种植区传统农民习惯施肥措施下土壤氮素的固持潜力。【方法】于２０１２年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各１７户，总计５１户农民习惯处理，测定了０—３０、３０—６０、６０—９０ ｃｍ土层中全氮（ＴＮ）、矿质氮（ＮＯ３－Ｎ、ＮＨ４－Ｎ）、颗粒有机氮（ＰＯＮ）、微生物生物量氮（ＳｍＢＮ）和可溶性有机氮（ＤＯＮ）以及春玉米产量，并计算了春玉米播种前和收获后的氮素平衡。【结果】黑龙江、吉林、辽宁典型春玉米种植区０—９０ ｃｍ整个土壤剖面ＴＮ储量分别为３５７．９、２８６．９、２１８．．．．

【目的】研究不同施肥方式对东北春玉米生长及连作体系土壤中氮素含量的影响,为春玉米的合理施肥提供理论依据。【方法】2005-2006年,在东北中部黑土春玉米连作区进行2年的田间定点试验,研究了一次性施肥(农民习惯施肥1、农民习惯施肥2)和推荐施肥条件下,玉米不同生育阶段地上部生物量和吸氮量及土壤无机氮含量的变化特征,并对土壤氮素表观盈亏进行了估算。【结果】玉米地上部生物量和吸氮量均随施氮量的增加而增大,其中推荐施肥处理的生物量和吸氮量均最高。施氮显著增加了0～90cm土层中的无机氮含量。2个习惯施肥处理土壤的硝态氮含量受降雨量的影响较大,且下移明显;推荐施肥处理可明显降低硝态氮在土壤中的残留。土...

【目的】研究黄土高原主要典型区域不同土层土壤有机氮组分分布特征。【方法】根据土壤类型和土地利用方式,分别从黄土高原南北不同典型区域分层(0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100、100—120和120—140 cm)采集96个土壤样品,用Bremner法测定土壤有机氮组分含量。【结果】从北到南,土壤中有机氮及各组分含量呈增加趋势,各组分占酸解全氮的比例相对稳定,而酸解全氮占全氮比例在0—40 cm土呈下降趋势,40 cm以下土层趋于稳定;从南到北同层次、相同土地利用方式下有机氮各组分均表现为0—40 cm土层迅速下降,40—80 cm土层缓慢下降,80 cm以下土...

【目的】通过研究不同类型缓/控释氮肥对吉林省中部地区春玉米产量、关键生长节点氮素积累特征以及生育期内土壤无机氮含量变化和氮素平衡等多方面的影响,筛选出适宜吉林省中部玉米主产区的缓/控释氮肥类型,以期为该区域缓/控释氮肥合理施用提供理论依据。【方法】于2014年和2015年在吉林省中部玉米主产区设置大田试验,以不施氮肥为对照(CK),在相同用量和施用方式下,设普通尿素(CU)、硫包衣尿素(SCU)、树脂包膜尿素(CRF)、稳定性尿素(SU)和脲甲醛(UF)6个处理,测定指标包括玉米产量、不同生育时期植株氮含量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮素利用效率、土壤无机氮积累量和土壤-作物系统的氮素平衡状况。【结果】各缓/控释氮肥处理玉米产量显著高于普通尿素处理,以树脂包膜尿素处理玉米产量最高,较普通尿素处理分别提高19.6%(2014年)和18.8%(2015年)。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了玉米氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,提高幅度依次为44.8%—72.6%、70.8%—147.7%、9.6%—19.6%(2014年)和29.2%—48.0%、47.7%—86.5%、10.4%—18.9%(2015年),且均以树脂包膜尿素处理最高。施氮显著提高了玉米各生育期氮积累量,其中灌浆期至成熟期氮积累量以树脂包膜尿素处理最高。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理提高了玉米开花期至成熟期0—30 cm土壤无机氮含量,其中玉米开花期至灌浆期土壤无机氮含量以树脂包膜尿素处理最高,成熟期土壤无机氮含量以脲甲醛处理最高。玉米收获后0—180 cm土壤剖面无机氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了0—30 cm土壤无机氮含量,其中以脲甲醛处理最高。相关分析表明,玉米氮素总积累量、产量与玉米大喇叭口期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性;氮素利用效率与玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性,其中玉米开花期土壤无机氮含量与玉米氮素总积累量、产量和氮素利用效率的相关性最强。施氮显著提高了玉米收获后0—90 cm土壤中残留无机氮积累量;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著降低了氮素表观损失量,降低幅度分别为27.4%—42.9%(2014年)和28.4%—45.4%(2015年),其中树脂包膜尿素处理氮素表观损失量最低。【结论】在相同用量和施用方式下,施用缓/控释氮肥可较普通尿素显著提高了玉米产量、玉米灌浆至成熟期氮积累量、氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,并在提高玉米开花期至成熟期0—30 cm土层无机氮含量的同时,显著降低了成熟期0—90 cm土层氮素表观损失量,且以树脂包膜尿素的效果最好。因此,在吉林省中部地区,树脂包膜尿素是高产高效的肥料类型。

【目的】研究不同施氮量对夏玉米收获后0~200cm土层硝态氮分布、累积及土壤氮素平衡的影响。【方法】2009年在位于陕西关中西部地区的户县、周至2县分别设置了6个田间试验,测定了不同施氮量处理下夏玉米收获后土壤剖面硝态氮的含量,计算了土壤氮素平衡值。【结果】夏玉米收获后,在0~200cm土层,随着土层深度的增加,土壤硝态氮含量呈下降后升高的趋势。随着氮肥用量的提高,夏玉米收获后0~200cm土层土壤硝态氮累积量明显增加,二者呈显著正相关关系。随着施氮量的增加,土壤氮素平衡值逐渐增大,其中,当施氮量为90~150kg/hm2时,土壤氮素基本达到平衡;当施氮量达270~450kg/hm2时,土壤氮...

【目的】本文对韶关市典型香芋产区的土壤剖面及养分特征进行研究,以期为韶关市香芋产区种植背景、科学施肥和产量品质的提升提供依据。【方法】通过野外土壤剖面观测和室内试验,运用统计学SPSS软件和Origin软件研究香芋产区的土壤剖面特征和土壤养分含量垂直分布规律。【结果】(1)香芋产区6个土壤剖面土层厚度较深,其中表土层和心土层深度在65~101 cm,均为成熟土,土体构型包括耕作层、犁底层、氧化还原淀积层和母质层,表土层受到人为耕作的影响形成耕作层和犁底层,颜色主要为黑灰、黑棕和棕黄,心土层性质相对稳定,受成土因素综合影响,土壤呈现橙黄、红的颜色,结构体面呈现明显的铁锰胶膜;(2)6个代表剖面土壤的颗粒组成均以粉粒为主,粉粒含量基本处于40%~67%,质地以粘壤土、粉质壤土和壤土为主;土壤剖面的风化程度均不高,且随剖面深度增加风化程度降低;(3)研究区6个土壤剖面的营养元素总体呈现随着深度增加含量降低。【结论】韶关香芋产区土壤土层较深厚,风化程度不高,养分元素呈现表层集聚型分布。

【目的】玉米的总产量在我国三大主粮作物中最高，位居世界第二位。东北三省玉米种植面积占全国的39%，而资源投入相对较低。本研究旨在明确东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征。【方法】基于生命周期评价（life cycle assessment）方法，采用适用于东北三省玉米生产的活性氮损失模型，定量化评价东北三省2007—2016年玉米生产系统的资源投入（肥料、农药和柴油等）及其相关的活性氮损失和温室气体排放等环境风险。【结果】东北三省玉米生产资源投入在时空尺度上均存在较大差异。吉林省玉米生产的平均总施肥量为400 kg·hm~(-2)，单产为7 065 kg·hm~(-2)，平均单位面积温室气体（GHG）排放量为2 965 kg CO_2 eq·hm~(-2)，均为三省最高，而碳、氮足迹较低，平均单位面积活性氮（Nr）损失量为中间水平且年际间变化不大。辽宁省的平均氮肥投入量为198 kg·hm~(-2),Nr损失量为20.8 kg N·hm~(-2)，碳、氮足迹为493 kg CO_2 eq·Mg~(-1)和3.53 kg N·Mg~(-1)，均为最高。单产为5 966 kg·hm~(-2)，处于中等水平，GHG排放量年际间变化不大。黑龙江省平均施氮量为149 kg·hm~(-2)，单产水平为5 318 kg·hm~(-2),Nr损失量和GHG排放量等均为三省最低，碳、氮足迹均处于中等水平。时间尺度上，2008—2015年东北三省玉米种植面积逐年增大，累积增加了5.73 Mhm2。2015年东北三省玉米产量最高，达91.2 Mt（百万吨）；2007—2016年玉米平均总产量占全国的32%，其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占13.9%、11.7%和6.7%;10年平均种植面积占全国的30%，其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占14.7%、9.3%和6.4%。东北三省玉米10年平均单产为6 116kg·hm~(-2)，平均单产最高年份为2013年，为6 824 kg·hm~(-2)。2007—2016年10年间东北三省玉米生产的肥料投入整体呈上升趋势，氮肥稳中有降，磷钾肥逐年升高，2014—2016年3年肥料增长趋势大幅减缓，逐渐趋于稳定，10年间氮、磷、钾肥平均用量分别为177、101和70.2 kg·hm~(-2)。2007—2016年，东北玉米生产农药投入量呈现稳步上升趋势；柴油投入量前4年较为稳定，后逐渐上升。东北玉米生产10年间的平均农药用量为10.2 kg·hm~(-2)，平均柴油用量为94.6 L·hm~(-2)。10年间玉米生产（2007—2016）平均单位面积Nr损失量和GHG排放量分别为19.0 kg N·hm~(-2)和2 770 kg CO_2 eq·hm~(-2)。Nr损失量10年间较为稳定。2007—2008和2009—2011年玉米生产的平均GHG排放量呈下降趋势，2012—2016年呈稳定上升趋势，2016年达到最高的3 045 kg CO_2 eq·hm~(-2)。氮肥田间施用产生的氨挥发是玉米生产中活性氮损失的主要途径，硝酸盐淋洗损失次之，而氧化亚氮排放占比最低。温室气体的主要排放环节为肥料生产运输与田间施用。10年间，东北玉米生产的平均氮足迹和碳足迹分别为3.16 kg N·Mg~(-1)和459 kg CO_2 eq·Mg~(-1)。【结论】东北三省玉米生产的资源利用和环境代价在空间尺度上差异较明显，吉林省的平均肥料投入量比黑龙江省高124 kg·hm~(-2),GHG排放量高524 kg CO_2 eq·hm~(-2)；在时间尺度上，10年间东北三省玉米生产的氮肥投入量为170—182 kg·hm~(-2),Nr损失量变化范围为18.4—19.4 kg N·hm~(-2)，为我国玉米主产区中较低的氮肥投入与损失量。玉米生产碳、氮足迹的高低主要取决于资源投入（尤其是氮肥投入）与单产水平之间的平衡。东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征分析有助于明确现阶段限制因素与主控因子，为优化养分管理实现粮食安全和碳减排的双赢提供理论支撑。

[目的]探明春玉米主产区主要土壤类型的磷库特征,合理评估该区域土壤磷素淋失风险,为减少磷投入、实现土壤磷养分的高效利用及减小养分流失所导致的环境风险提供参考。[方法]于2018年在吉林省春玉米种植区,采集4种主要土壤类型(黑土、黑钙土、白浆土、暗棕壤)表层土(0～20 cm),测定全磷、速效磷(Olsen-P)和水溶性磷(CaCl_2-P)含量,分析土壤CaCl_2-P与Olsen-P含量的关系,确定4种土壤类型磷素淋失的临界值。[结果]黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤全磷含量平均值依次为0.48,0.51,0.55和0.79 g/kg,Olsen-P含量平均值依次为73.34,35.85,39.52和37.02 mg/kg。与第二次土壤普查结果相比,4种土壤类型的全磷含量均有所增加。根据《中国土壤》中土壤Olsen-P含量分级标准,可知大部分土壤的Olsen-P含量都处于极好水平(>40 mg/kg)。土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量之间的关系符合双直线模型。黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤磷素淋失“突变点”所对应的Olsen-P含量分别为78.82,47.37,48.61和54.00 mg/kg,CaCl_2-P含量为0.94,0.54,0.53和0.75 mg/kg。[结论]随着耕种时间的延长,春玉米种植区土壤全磷含量不断增加,其中Olsen-P含量增加更为明显。当土壤Olsen-P含量大于磷素淋失临界值时,41.4%的黑土、33.3%的黑钙土、30.4%的白浆土和22.7%的暗棕壤均存在磷素淋失风险。

为阐明黄土高原典型区域土壤轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量随土壤类型、土层和土地利用方式的变化规律,分析了从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨凌)等典型土壤剖面(0～200 cm)LFOC和HFOC含量及分布特征。结果表明,从南到北,土壤LFOC和HFOC含量均显著下降(P

分析了天津地区不同环境功能区7条土壤剖面中饱和烃含量、组成及部分地球化学参数的变化规律,比较了不同土壤剖面饱和烃在纵向上的变化特征。结果表明,市区(南开区)及近郊区(武清区,北辰区和宁河县交界处)表层土饱和烃含量最高,其他剖面含量较低;随深度增大,饱和烃含量均有所降低,但不同剖面变化幅度不同,表层含量较高的剖面随深度增大,饱和烃含量降低幅度较大,反之则较小。根据部分典型地球化学参数的纵向变化特征,推测表层土壤饱和烃主要为石油源和植物源的混合源,且市区和郊区主要受石油源控制。不同土壤剖面表层土污染源存在差别。同一剖面表层土壤(30cm)不同层次样品中正构烷烃不同于表层,且成因复杂,既受来源于土壤中有机质降解产物的影响,又受表层土中饱和烃纵向迁移作用的影响。对于甾、萜类化合物,表层土壤中饱和烃含量较高的剖面,深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物迁移作用的影响;表层土壤中饱和烃含量较低的剖面,深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物影响较小。

【目的】减少化学肥料投入和提高肥料养分利用效率是我国当前重要的农业举措。鉴于化学肥料不合理施用引起的黑土肥力下降和酸化,开展黑土化学肥料减少投入和肥料养分利用效率变化研究,有利于实现黑土化学肥料的科学施用。【方法】于2013—2016年在典型黑土区开展连续4年肥料投入试验,设置了不施肥(CK)、缺氮(PK)、缺磷(NK)、缺钾(NP)、氮磷钾配施处理(NPK)。测定了作物产量、养分吸收、土壤无机氮、速效磷、速效钾。【结果】黑龙江春玉米年产量10 t·hm~(-2)左右,除2013年外,2014—2016年各年份NPK处理春玉米产量、地上部氮磷钾养分吸收显著(P

【目的】研究气候变化背景下中国东北三省春玉米气候适宜性的变化特征,为东北地区春玉米种植的合理布局提供科学依据。【方法】本文以1981年为时间节点,把1961—2010年分为两个时间段,基于东北三省74个气象站点1961—2010年的观测资料,根据农业气象学指标,在分析1981—2010年较1961—1980年东北三省春玉米可能种植北界变化的基础上,利用APSIM-Maize模型模拟春玉米可能种植区域内各气象站点逐年的雨养产量,结合统计学方法,分析春玉米雨养产量高产性和稳产性的变化特征,并综合得到气候变化背景下中国东北三省春玉米的气候适宜区分布的变化特征。【结果】(1)与1961—1980年相比...

玉米是我国重要的粮食作物之一,东北三省春播玉米区是我国第一大玉米产区,在气候变暖背景下研究气候变化对东北春玉米生产的影响及其应对策略,对我国粮食安全具有重大意义。论文以东北三省为研究区域,利用71个气象台站1961—2010年和未来气候情景RCP 4.5下2021—2040年逐日温度数据,分析了气候变化情景下东北三省热量资源和春玉米种植熟性的时空变化特征,探索性地研究了东北春玉米应对气候变暖应采取的对策。研究结果表明:未来2个年代际,东北三省日平均气温稳定通过10℃初日提前、10℃终日和初霜日推迟,稳定通过10℃日数和积温呈增加趋势,其中三江平原地区变化幅度最大,10℃初日将提前约8 d,初霜...

玉米是我国主要粮食作物之一,东北三省是我国春播玉米主产区。本文以东北三省72个气象台站1961年-2010年逐日气象数据和5个典型农业气象台站1981年-2010年春玉米发育期数据为基础,研究春玉米关键发育期与对应界限温度的关系,并分析了近50年来东北三省初霜日和品种布局的时空变化情况。研究结果表明,日平均气温稳定通过10℃初日和14℃初日分别与春玉米的播种期和出苗期关系密切,不同熟性品种差异不大;日平均气温稳定通过16℃终日和10℃终日、初霜日分别较当地春玉米乳熟期和成熟期晚,推迟的天数以中熟品种最少、晚熟品种最多、中晚熟品种居中;近50年内,东北三省的初霜日呈现出逐渐推迟的趋势,推迟天数在...

以三江源地区高寒草地退化坡面为研究对象,从草地类型、鼠害和自然因素如水蚀、风蚀、冻融作用这一角度上探讨发生在不同退化程度上土壤有机碳的变化特征,对明晰高寒地区退化草地的碳变化机理和全球气候响应具有重要意义。结果表明:同一侵蚀环境条件和退化程度下,以小嵩草、矮嵩草为优势种高寒草甸比以紫花针茅为优势种的高寒草原土壤有机碳蓄存能力高。轻度退化程度受水蚀影响的高寒草甸曲麻河乡QMH1坡面土壤有机碳平均含量是相距3.5 km高寒草原曲麻河乡QMH2坡面的2.2倍(P<0.01);轻度退化程度受风蚀影响的高寒草甸五道梁WDL坡面土壤有机碳平均含量是高寒草原不冻泉BDQ坡面土壤有机碳含量的3.8倍(P<0....