【目的】研究不同作物长期连作或轮作对旱地土壤水分和不同形态有机氮及矿质氮含量的影响,以确定旱地作物配置、提高土壤肥力、优化养分管理。【方法】利用黄土高原中部旱地23年的长期定位试验,研究了休闲、小麦连作、玉米连作、苜蓿连作、豌豆-小麦-小麦-糜子及玉米-小麦-小麦-糜子轮作6种作物种植体系,对土壤水分、有机氮、轻质有机氮和矿质氮含量的影响。【结果】长期休闲土壤有机氮、轻质有机氮和矿质氮含量最低;苜蓿连作能较好地保蓄浅层水分,有利于提高土壤有机氮和轻质有机氮含量,特别是0～20cm的表层土壤,但较深土层的水分和矿质态氮消耗增加;玉米或小麦连作均可显著提高土壤的有机氮和轻质有机氮含量,但长期小麦连...

目的研究不同种植模式下,农田土壤水分和矿质态氮的动态及其相互关系,对优化作物种植方式和养分资源管理,调控农田土壤硝态氮淋溶有重要意义。方法在黄土高原南部有大量氮素残留背景的田块上,研究了夏季多雨季节,种植作物与休闲对土壤水分与矿质氮的影响。结果在降水(含灌水82mm)364mm的夏季,休闲可使0～200cm土层的贮水量达到600mm,比播种前高204mm,比种植作物高39mm。种植作物的土壤水分可下渗至180cm深的土层,休闲土壤中则可下渗到260cm深处。种植作物时0～200cm土层的硝态氮残留量为78kg.ha-1,比休闲时减少89kg.ha-1,且硝态氮主要分布在60cm以上的土层。休闲...

【目的】为旱地土壤的水肥调控及生态环境保护提供科学依据。【方法】于2007-03~05利用田间原位培养方法,研究了旱地不同栽培模式(常规对照(不覆盖无灌溉)、覆膜(覆盖地膜)和覆草(覆盖秸秆,4 500kg/hm2))和施用氮肥(施用纯N 0,120 kg/hm2)对土壤水分、温度及氮素矿化特性的影响。【结果】与常规栽培模式相比,覆盖秸秆和地膜均不同程度地提高了0~20 cm土层土壤含水率。覆盖地膜明显地提高了0~20 cm土层的土壤温度,而覆盖秸秆后,土壤温度一直处在较低水平。同一栽培模式下,施用氮肥提高了0~20 cm土层土壤硝态氮含量、硝态氮淋溶量及土壤氮素矿化量。施用氮肥后,3种栽培模...

为了探明施氮量对黄土旱塬区冬小麦(Triticum aestivum L.)籽粒产量和麦田土壤水分动态的影响规律,以抗旱性冬小麦品种长武58为供试材料,于2006～2008年连续两个年度在陕西省长武县对不同施氮量条件下麦田土壤贮水量动态、耗水规律、小麦产量和夏闲期降水补给率等特征进行研究。结果表明,麦田土壤贮水量随季节和降水明显变化,同一生育时期2.7m土层的土壤贮水量基本随施氮量的增加而减少。偏旱年每公顷施氮300kg和平水年每公顷施氮225kg均能够获得当年最大的籽粒产量和水分利用效率。每公顷施氮75kg和225kg均能在夏闲期获得较大的降水补给率。每公顷施氮225kg更有利于黄土旱塬区冬...

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作区高产田水肥资源利用效率低、氮素累积严重的问题,探索不同根层调控措施对作物氮素利用及土壤NO3--N残留的影响。【方法】以华北平原高产粮田为对象,设置传统水氮、水氮调控、调控+土壤调理剂(Agh)、调控+CRU(用含量为43%的缓释尿素代替氮肥)和调控+植物生长调节剂(GGR)田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同根层调控措施对氮素利用的效果。【结果】在控水减氮前提下,调理剂和GGR处理的小麦玉米周年产量、吸氮量均高于传统水氮。小麦拔节期GGR处理80—100 cm土层根系分布较多,表明GGR能促进中下层根系的发育;玉米大喇叭口期,藁城调理剂...

研究了渭北黄土高原丘陵沟壑区内侧柏、荆条、20年刺槐、4年刺槐、4年苜蓿、农地不同植被恢复模式土壤水分生态效应,结果表明:不同的植被恢复模式土壤容重均低于对照农田,减小幅度为16%~8%,孔隙度增加,总孔隙度增幅为24.5%~8.1%,毛管孔隙度增幅为1.2%~13.9%,非毛管孔隙度增幅为20.5%~90.0%;土壤持水性比农地增加33%~7.5%;水分补给量在0~2m范围内,侧柏、荆条、4年刺槐是农地的2、1.5、1.71倍,20年刺槐和苜蓿比农地低22.5%和31.4%;0~1m内,侧柏、荆条、4年刺槐分别是农地的2.16、1.78、1.85倍,20年刺槐、苜蓿为农地的25%和62.3%...

采用定点监测法,对陕西省不同区域、生长年限、立地类型以及乔矮化果园的土壤水分分异特征进行研究。结果表明:陕西苹果园由南向北土壤贮水量逐渐降低,土壤水分亏缺加重;在干旱季节,北部丘陵沟壑区果园土壤水分亏缺度高达18.5%～47.5%,黄土残塬区为7.8%～20.3%,关中平原仅有1.2%～6.3%;在生长季内,随土壤深度增加,土壤含水量变异程度减弱;北部丘陵沟壑区的变化主要发生在2.2m以上土层内,CV值达12.67%～35.32%;黄土残塬区主要在1.8m以上土层内,CV值11.72%～24.54%;关中平原主要在1.2m以上土层内,CV值13.63%～20.76%;同一区域的果园土壤剖面贮水...

【目的】分析不同施氮量和灌水水平对毛白杨林地土壤矿质氮动态的影响,以提高林地生产力和水氮利用效率,降低氮素损失,为林地长期施氮和灌水水平的合理选择提供理论依据。【方法】通过田间试验探究单次施氮周期内,4种施氮量(N0、N1、N2、N3分别为0、101.6、203.2、304.8 kg·hm~(-2))和3种灌水水平(W1、W2、W3分别表示土壤含水量下限为田间持水量的45%、60%、75%)下土壤矿质氮含量、氨挥发速率和脲酶活性的相关关系。【结果】单次施氮周期内,0～100 cm土层硝态氮平均含量为4.84～29.02 mg·kg~(-1),铵态氮平均含量为3.18～13.22 mg·kg~(-1)。硝态氮和铵态氮含量均随土层加深先增大后降低,随时间推移先增大后降低,分别于施氮后第7天和第3天达最大值(26.64～62.34 mg·kg~(-1)和26.61～51.32 mg·kg~(-1))。林地0～100 cm土层硝态氮和铵态氮累积量分别为55.39～331.99 kg·hm~(-2)和31.45～254.21 kg·hm~(-2),土壤矿质氮素主要以硝态氮形式累积,且累积量显著低于农田和果园等,铵态氮含量相对较低且稳定(除表层外)。林地土壤矿质氮含量和累积量与施氮量呈正相关,W3处理更易引起硝态氮向深土层运移。土壤氨挥发总量与施氮量和灌水水平呈显著正相关,且主要发生在施氮后10天内,于施氮后1～2天达到峰值(0.96～3.46 kg·hm~(-2)d~(-1)),单次施氮周期氨挥发损失量为1.57～18.29 kg·hm~(-2),损失率为14.05%～18.97%。土壤脲酶活性受施氮量和灌水水平影响极显著(P<0.01),随施氮量和灌水水平增大而增大,随时间推移先增大后降低,于施氮后第3天达最大值(3.14～4.48 mg·g~(-1))。偏相关分析表明,土壤表层硝态氮含量与铵态氮含量呈显著负相关,铵态氮含量与氨挥发速率呈显著正相关。【结论】不同施氮量和灌水水平显著影响毛白杨林地土壤硝态氮和铵态氮动态、氨挥发特征和脲酶活性。为减少林地氨挥发损失、降低硝态氮淋失风险,建议施氮量为203.2 kg·hm~(-2),土壤含水量控制在田间持水量的60%～75%。

【目的】探究不同垄沟种植模式对旱地玉-麦轮作体系作物生产力、土壤性状及土壤硝态氮累积量的影响，为改善旱地土壤肥力，提高作物产量和效率，降低环境风险提供科学依据。【方法】基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2004年的长期定位试验，设置6行固定道垄沟种植（6RPRF）、6行每年起垄垄沟种植（6REYRF）、4行固定道垄沟种植（4RPRF）、4行每年起垄垄沟种植（4REYRF）和传统平作（CF）5个处理，分析了2015—2021年度玉米、小麦及其周年的产量、水分利用效率，2020年玉米收获期0—40 cm不同土层的容重、养分含量和酶活性，以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层土壤硝态氮累积量。【结果】与CF相比，4种垄沟种植下玉米、小麦、周年的6年平均产量分别显著提高8.6%—32.1%、12.5%—25.6%、11.3%—29.6%，水分利用效率分别显著提高8.6%—31.4%、12.5%—31.1%、12.8%—30.3%;0—5 cm和20—40cm土层的容重分别显著降低7.3%—11.3%和4.9%—11.5%;0—40 cm土层平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及脲酶活性分别提高6.0%—19.8%、80.8%—100.0%、28.5%—80.9%、58.5%—141.2%和24.0%—46.9%,0—100 cm土层的硝态氮累积量显著提高38.8%—116.0%，其中，总体以4RPRF处理效果最优，其还可以在硝态氮累积量总量维持在CF水平的同时使0—100cm土层显著提高38.8%、200—380 cm土层显著降低15.0%，具有提高根层、降低深层土壤硝态氮累积量的作用。固定道垄作模式（PRF）与每年起垄模式（EYRF）相比，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高10.6%和9.1%，垄面种植6行模式（6R）下玉米、垄面种植4行模式（4R）下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高21.1%、15.2%和8.2%，土壤养分含量表层提高、下层降低，0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低4.9%—30.2%。4行模式较6行模式，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高9.9%和6.8%,EYRF下玉米、PRE下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高7.4%、16.5%和6.7%，土壤特性有改善趋势，但其效应因指标而异，且在不同起垄模式和不同土层表现不同。【结论】4行固定道垄沟种植（4RPRF）既可降低土壤容重，提高土壤有机质、全氮和速效钾含量，又可使玉米、小麦、周年的产量和水分利用效率在多数条件下表现最优，还可以有效降低200—380 cm土层的硝态氮累积量，是协同实现旱地雨养玉-麦轮作区作物高产高效和环境友好生产的种植模式。

【目的】探讨开花期渍水对不同施氮量条件下小麦植株干物质积累与转运、产量及土壤矿质氮含量的影响，以期为江汉平原小麦抗渍高产栽培提供理论依据。【方法】以适宜长江中下游流域种植的小麦品种襄麦55和扬麦23为材料，设置3个施氮水平[N0（不施氮）、N1 （纯氮135 kg/hm~(2)）、N2（纯氮180 kg/hm~(2)）]，用盆栽方法于开花期进行7 d渍水试验，分析小麦旗叶SPAD值、地上部干物质积累与转运、籽粒产量及土壤矿质氮含量的变化。【结果】开花期渍水显著降低小麦旗叶SPAD值和地上部干物质积累量，旗叶SPAD值降低8.61%～39.78%，地上部干物质积累量降低4.49%～12.24%，降低幅度随施氮量增加而减少。渍水条件下，随着施氮量的提高小麦花前干物质转运量及贡献率、花后干物质积累量均有所增加，分别增加35.39%～58.37%、6.04%～21.88%、8.94%～29.32%。在渍水期间（花后0～7 d）土壤硝态氮含量显著降低41.81%～63.50%；铵态氮含量显著升高21.89%～62.15%。花后7～21 d表现为硝态氮含量升高，铵态氮含量下降。21～28 d硝态氮含量下降，铵态氮含量上升。渍水处理下，增加施氮量，硝态氮及铵态氮含量均在增加。开花期渍水导致小麦减产，千粒重降低是减产的主要因素。与不施氮相比，渍水条件下N1、N2的小麦产量分别增加229.75%～235.32%、290.28%～358.12%。【结论】渍水显著降低了小麦旗叶SPAD值、干物质积累量、产量及土壤硝态氮含量，增加土壤铵态氮含量。施氮量在0～180 kg/hm~(2 )条件下，增加施氮量可以缓解渍害对小麦的伤害，减少产量的损失。

【目的】明确氮肥在黄土高原地区不同种植条件下对冬小麦生产的影响及各条件下合理的施氮量。【方法】通过文献检索共获得82篇大田试验文献,包含355个独立研究的1 169组观测数据,采用整合分析比较氮肥在黄土高原不同区域、不同年均温、不同年降水量及不同耕层有机质含量下对冬小麦产量和水分利用效率的影响,并采用回归分析探究各分组产量和水分利用效率与施氮量间的关系。【结果】施氮整体上显著提高了黄土高原冬小麦产量和水分利用效率,相对增长率分别为66.09%和72.38%(P10℃地区;年均温>10℃地区施氮189 kg·hm~(-2)和187 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而年均温≤10℃地区施氮225 kg·hm~(-2)时产量才趋于最大,水分利用效率在施氮239 kg·hm~(-2)时达到最高。施氮后在年均降水≤600 mm地区产量相对增长率(70.48%)更显著,而水分利用效率则在年均降水>600 mm时更显著;年均降水≤600 mm地区在施氮量235 kg·hm~(-2)和244 kg·hm~(-2)时,产量和水分利用效率分别达到最高,年均降水>600 mm地区实现高产的施氮量为250 kg·hm~(-2)。施氮后耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下,产量和水分利用效率的相对增长率(78.24%, 86.55%)均高于>12 g·kg~(-1)条件,前者在施氮量226 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而后者获得最高产量和最高水分利用效率的施氮量分别为163 kg·hm~(-2)和175 kg·hm~(-2)。【结论】在黄土高原,冬小麦在东南部和西北部获得高产的合理施氮量分别为227 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2);年均温>10℃地区合理施氮量为187kg·hm~(-2),年均温≤10℃地区为239 kg·hm~(-2);年均降水>600 mm地区合理施氮量为250 kg·hm~(-2),年均降水量≤600mm地区为235 kg·hm~(-2);耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下的合理施氮量为226 kg·hm~(-2),高于12 g·kg~(-1)时则为163 kg·hm~(-2)。

针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系存在过量的水、氮投入问题,本研究于2008-2010年在河北吴桥设置了传统水氮、传统水氮调整、节水减氮和最少水氮4个水氮模式,以分析减少水氮投入后冬小麦-夏玉米体系的产量、氮素利用和土壤氮残留情况。结果表明:与传统水氮相比,节水减氮模式的氮肥投入量下降55%,水分投入量下降36.6%,而产量与传统模式无显著差异;节水减氮模式下氮肥偏生产力为60.17 kg/kg,2 m土体土壤硝态氮残留量仅为99.3 kg/hm2。与传统水氮相比,周年施氮108 kg/hm2的最少水氮模式,周年总产量下降13%,氮肥偏生产力为78.96 kg/kg,土壤硝态氮残留量下降到42...

【目的】提高土壤碳固持,特别是增加有机碳累积、减少碳损失,对于提高旱地土壤肥力、缓解大气温室效应具有重要意义。黄土高原旱地土壤有机碳含量低,增施氮肥是这一地区重要的作物增产措施,但氮肥投入对土壤碳的影响如何,一直没有报道。【方法】利用黄土高原旱地持续23年的长期定位试验,在每年施磷39 kg P2O5·hm-2条件下,设置0、45、90、135、180 kg N·hm-2 5个氮水平种植冬小麦,在小麦收获期采集0—40 cm不同土层的土壤样品,研究长期施用不同用量的氮肥对旱地土壤总碳、有机碳、轻质有机碳及无机碳的影响,分析不同氮肥用量引起的土壤有机碳、轻质有机碳及无机碳累积量的变化,定量分析氮...

通过对黄土高原水蚀风蚀交错区4种相邻植被条带(撂荒地、柠条地、苜蓿地、农地)0~4m土壤剖面含水量和地上生物特征的测定分析,研究不同植被之间的水分竞争关系。结果表明:水平方向上,撂荒地和农地土壤含水量随着靠近柠条地和苜蓿地呈下降趋势,且柠条对临近撂荒地土壤水分影响的水平距离至少有6 m。而深根性植物柠条和苜蓿相邻处测点的土壤含水量在所有测点中最低。此外,通过对地上生物特征分析,临近农地的苜蓿和临近撂荒地的柠条有较高的生物指标,证明这两种深根系植物吸收利用了相邻地块的土壤水分。因此,柠条和苜蓿对土壤水分竞争激烈,不宜搭配种植,而深根-浅根植物搭配扩大了深根系植物根系吸水空间,有利于其生长。

【目的】探讨不同氮肥用量与施用时期对棉花生长发育及土壤矿质氮含量的影响,为棉花合理施用氮肥提供理论依据。【方法】以不施氮肥为对照,采用2种氮肥用量(150,300kg/hm2)与不同施用时期(播前全部基施、1/2播前基肥+1/2蕾期追肥、1/3播前基肥+1/3蕾期追肥+1/3花铃期追肥)进行组合的田间小区试验,分析氮肥用量和施用时期对棉花产量、棉铃生长发育及各生育时期土壤矿质氮含量的影响。【结果】在供试区土壤较为瘠薄的情况下,与不施氮肥相比,施用氮肥使棉花产量、株有效铃数、成铃率、单铃质量分别显著增加44.8%～80.0%,1.0～2.3,4.3%～8.1%和0.66～1.36g,且高氮处理>...