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水炭运筹对寒地黑土区稻田土壤肥料氮素残留的影响

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农业机械学报 2020年第1期51卷 284-294页

为揭示水炭运筹下肥料氮素在稻田土壤中的残留情况,采用田间小区试验与微区试验相结合的方法,应用15N示踪技术,以传统淹水灌溉作为对比,研究水分管理模式和生物炭施用量二因素全面试验构成的不同水炭运筹模式下水稻收获后基肥、蘖肥、... 详细信息

为揭示水炭运筹下肥料氮素在稻田土壤中的残留情况,采用田间小区试验与微区试验相结合的方法,应用15N示踪技术,以传统淹水灌溉作为对比,研究水分管理模式和生物炭施用量二因素全面试验构成的不同水炭运筹模式下水稻收获后基肥、蘖肥、穗肥和肥料整体在稻田土壤中的残留情况,以及各阶段施用的肥料氮素残留在不同深度土层的分布规律。试验结果表明,稻作浅湿干灌溉模式不同生物炭施用水平下施用的氮肥在稻田土壤中的总残留率为28.16%~34.42%,其中基肥、蘖肥和穗肥氮素的残留率分别为27.53%~41.35%、34.32%~43.50%和11.58%~25.67%。当生物炭施加量在0~12.5 t/hm^2时,水稻收获后两种灌溉模式下基肥和蘖肥氮素在土壤中的残留量均随着生物炭施入量的增加而增大,而穗肥氮素在土壤中的残留量随生物炭施入量的增加而减小,相同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段肥料氮素在土壤中的残留率显著高于传统淹水灌溉(P<0.05),且两种灌溉模式肥料氮素在相同土层深度中的残留量差异显著(P<0.05),不同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段施用的氮肥在稻田0~20 cm土层中的残留量均高于传统淹水灌溉,而在40~60 cm土层的残留量均低于传统淹水灌溉;施加25 t/hm^2生物炭时,对稻作浅湿干灌溉模式的基肥、蘖肥和穗肥氮素在稻田土壤中的残留产生负效应。合理的水炭运筹模式能够增加耕层土壤(0~20 cm)肥料氮素残留量,减少肥料氮素损失,抑制肥料氮素向深层土壤运移,降低残留在土壤中的肥料氮素对稻田生态环境造成污染的风险。

关键词：寒地黑土区稻田水炭运筹残留量损失量同位素示踪技术

适宜节水灌溉模式抑制寒地稻田N_2O排放增加水稻产量

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农业工程学报 2015年第15期31卷 72-79页

作者：王孟雪张忠学东北农业大学水利与建筑学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学农学院大庆163319

2014年在大田试验条件下,设置控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉及淹灌4种水分管理模式,采用静态暗箱-气相色谱法田间观测寒地水稻生长季N2O排放特征,研究不同灌溉模式对寒地稻田N2O排放的影响及N2O排放对土壤环境要素的响应,同时测定水稻产... 详细信息

2014年在大田试验条件下,设置控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉及淹灌4种水分管理模式,采用静态暗箱-气相色谱法田间观测寒地水稻生长季N2O排放特征,研究不同灌溉模式对寒地稻田N2O排放的影响及N2O排放对土壤环境要素的响应,同时测定水稻产量,以期为寒地稻田N2O排放特征研究提供对策。结果表明:不同灌溉模式下N2O排放的高峰均出现在水分交替频繁阶段,水稻生育阶段前期,各处理N2O排放都处于较低水平,泡田期几乎无N2O排放。与淹灌相比,间歇灌溉使N2O排放总量增加47.3%,控制灌溉和浅湿灌溉使N2O排放总量减少40.7%和39.6%。寒地稻田N2O排放通量与土壤硝态氮含量关系密切,与土壤10 cm温度显著相关(P淹灌,二者均显著高于浅湿灌溉和控制灌溉(P学支撑。

关键词：灌溉排放控制氮氧化物寒地稻作 N2O

基于模糊综合评价的区域农业水资源承载力研究——以绥化市北林区为例

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水力发电学报 2015年第1期34卷 49-54页

作者：张忠学马蔷东北农业大学哈尔滨150030

利用模糊综合评价法,根据绥化市北林区1996年到2012年其中五年的水资源数据对该地区农业水资源承载力进行研究。研究结果表明绥化市北林区农业水资源承载力在研究时段内承载力水平始终处于II级到III级间,处于农业水资源的开发利用已具... 详细信息

利用模糊综合评价法,根据绥化市北林区1996年到2012年其中五年的水资源数据对该地区农业水资源承载力进行研究。研究结果表明绥化市北林区农业水资源承载力在研究时段内承载力水平始终处于II级到III级间,处于农业水资源的开发利用已具有一定规模向逐渐饱和过渡,1996年至2004年评分值由0.3862下降到0.3551,2004年至2012年承载力水平得到轻度改善有上升趋势,说明当地政府已经意识到农业水资源紧缺,限制影响当地经济发展,并采取了了相关措施使承载力水平的到了轻度的改善。

关键词：农业水土工程水资源承载力:模糊综合评判:绥化市

寒地稻田不同灌溉模式下稻株生长与水分消耗利用

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生态学报 2021年第11期41卷 4586-4595页

作者：张作合张忠学东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 绥化学院农业与水利工程学院绥化152061 农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

为揭示不同灌溉模式下水稻植株生长与水分消耗利用,通过蒸渗仪与田间小区结合的方法,以常规淹灌模式作为对比,研究了三种灌溉模式的水稻植株生长与水分消耗利用。试验结果表明:水稻植株体通过水分的自我调解来适应稻田生态系统变化,灌... 详细信息

为揭示不同灌溉模式下水稻植株生长与水分消耗利用,通过蒸渗仪与田间小区结合的方法,以常规淹灌模式作为对比,研究了三种灌溉模式的水稻植株生长与水分消耗利用。试验结果表明:水稻植株体通过水分的自我调解来适应稻田生态系统变化,灌溉模式对水稻植株各器官的湿基含水率产生显著影响(P<0.05),控制灌溉模式能够有效地延缓水稻生育后期的根系衰老;作为水分的载体,水稻植株干物质积累量直接影响水稻的耗水量,控制灌溉模式下稻田生态系统的水稻耗水量较间歇灌溉和常规淹灌都有大幅度的降低,而水分利用效率大幅度提高;控制灌溉模式可以通过生长补偿效应来增加后期干物质的积累,从而提高籽粒产量。根据各灌溉模式水稻的腾发量结合实际降雨量,来调控稻田灌溉水量,能够有效地维持SPAC稻田生态系统平衡,保证农业和生态系统的可持续发展。研究结果可为寒地黑土区稻田生态系统水分消耗利用研究提供理论依据和技术支撑。

关键词：灌溉模式寒地稻田稻株生长水分利用效率

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

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农业机械学报 2020年第2期51卷 284-291页

作者：张忠学刘明齐智娟东北农业大学水利与建筑学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm^2,N2:240 kg/hm^2,N3:300 kg/hm^2),分析比较了不同水氮管理模... 详细信息

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm^2,N2:240 kg/hm^2,N3:300 kg/hm^2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60~100 cm土层铵态氮累积量、80~100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm^2时肥料氮累积量占比21.27%~31.23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66.70%~75.05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm^2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。

关键词：玉米水氮管理铵态氮硝态氮氮平衡同位素示踪技术

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寒地稻田不同水氮管理模式综合效应评价

农业机械学报 2021年

作者：张忠学赵健齐智娟东北农业大学水利与土木工程学院东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点试验室

为探究不同水氮管理模式对寒地稻田水、气、土、植株的综合影响，寻找增产、节水、减排的最优水氮管理模式，设置了2种灌溉方式（C：控制灌溉、F：常规淹灌），4种氮肥水平(N0:0 kg/hm;、N1:85kg/hm;、N2:110 kg/hm;、N3:135kg/hm;)，共... 详细信息

为探究不同水氮管理模式对寒地稻田水、气、土、植株的综合影响，寻找增产、节水、减排的最优水氮管理模式，设置了2种灌溉方式（C：控制灌溉、F：常规淹灌），4种氮肥水平(N0:0 kg/hm;、N1:85kg/hm;、N2:110 kg/hm;、N3:135kg/hm;)，共8组水氮耦合处理。对土壤理化性质、温室气体排放和肥料残留、水稻产量和品质等进行了观测，并建立粒子群优化的投影寻踪模型对各项指标进行综合分析。结果表明：施氮耦合两种灌溉模式均会导致土壤pH值降低，容重增加，pH值的降低速率随施氮量的增加而增加，其中F+N3处理下降速率最快，平均下降速率为0.023/ a，土壤容重与施氮量关系不显著。施氮耦合两种灌溉模式均会显著提高土壤无机氮含量，且无机氮的累积量随施氮量的增加而增加。控制灌溉相比于常规淹灌，各施氮处理的稻田CH;和N;O的综合增温潜势（GWP）降低了35.8%～41.0%；相同灌溉模式下稻田GWP随施氮量的增加先升高后降低。控制灌溉相比于常规淹灌，各施氮处理的肥料残留量增加了21.7%～46.1%；控制灌溉下肥料残留量随施氮量的增加而增加，常规淹灌下肥料残留量在不同氮肥水平条件下差异不显著。相同施氮量下控制灌溉与常规淹灌的水稻产量差异不显著；相同灌溉模式下，水稻产量随施氮量的增加而提高。相同施氮量下控制灌溉相比于常规淹灌，稻米直链淀粉含量提高了4.5%～12.3%；相同灌溉模式下，水稻产量随施氮量的增加而提高。通过优化后的投影寻踪模型综合分析不同水氮管理下的水稻经济效益和环境效益，最终得到控制灌溉耦合110 kg/hm;氮肥（尿素）的最优模式。

关键词：寒地稻田灌溉模式氮肥水平粒子群投影寻踪综合评价

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食品工艺学下 1

喷灌条件下水氮用量对玉米氮素吸收转运的影响

丛书名：中等专业学校轻工专业教材。

1991年

作者：张忠学

本书依照轻工业部颁发的《食品工艺学》教学大纲进行编写。具有理论阐述明隙简洁，实践知识，操作技能有所加强的特点，学生学习后将既具有一定的理沦知识，又能掌握较广的、较多的工艺操作技术。

ISBN: (纸本)7501910707

关键词：食品加工学科:专业学校学科:教材

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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农业机械学报 2019年第8期50卷 299-308页

作者：张忠学刘明齐智娟东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

为揭示不同水氮管理模式下玉米花前、花后氮素吸收、转运规律,探究作物氮、肥料氮、土壤氮之间的关系以及干物质吸收转运规律,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和4个施氮量水... 详细信息

为揭示不同水氮管理模式下玉米花前、花后氮素吸收、转运规律,探究作物氮、肥料氮、土壤氮之间的关系以及干物质吸收转运规律,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和4个施氮量水平(N0:0 kg/hm^2,N1:180 kg/hm^2,N2:240 kg/hm^2,N3:300 kg/hm^2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米氮素累积量、转运量、氮素籽粒贡献率、肥料氮和土壤氮的吸收转运规律,以及干物质转运量和干物质籽粒贡献率的影响。结果表明:氮肥回收率为21.27%~44.64%,N2W2处理的氮肥回收率最高。成熟期各器官氮素累积量由大到小依次为籽粒、叶、茎、穗叶,中等施氮水平下植株氮素累积量最高,玉米植株氮素在W1水平显著降低(P<0.05)。各器官氮素转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶,施氮处理整株玉米氮素转运量较未施氮处理均有所提高,N2W2处理氮素转运量最高,与其他处理差异显著(P<0.05)。参与转运的氮素中,土壤氮转运量大于肥料氮转运量。玉米各器官15 N转运量和土壤氮转运量由大到小依次为叶、茎、穗叶,整株玉米植株中参与转运的氮素有22.43%~39.45%来自肥料,中等施氮灌水处理各器官在向籽粒转运较高肥料氮的同时,还能保证较高的土壤氮转运量。不同器官氮素籽粒贡献率由大到小依次为叶、茎、穗叶,各器官氮素转运量占籽粒氮素累积量的18.29%~44.29%,贡献率最大值出现在N2W2处理。干物质转运量以及籽粒贡献率均由大到小依次为茎、叶、穗叶,N2W2处理籽粒干物质累积量和干物质籽粒贡献率均最高。结合玉米干物质累积与转运规律以及氮素吸收利用规律,建议当地玉米种植采用灌水60 mm、施氮240 kg/hm^2的水氮管理模式。研究结果可为东北地区玉米水氮管理方式提供理论支持。

关键词：玉米水氮管理氮转运同位素示踪技术氮肥回收率

水氮管理模式下水稻碳氮吸收、土壤呼吸与产量效应

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农业机械学报 2018年第6期49卷 287-295页

作者：郑恩楠杨桦陈鹏张忠学东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 农业部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

在大田试验下,设置控制灌溉和全面淹灌2种水分管理模式,并设置6个施氮水平(0、60、85、110、135、160 kg/hm2),研究不同水氮管理模式对水稻不同器官的碳、氮含量和土壤呼吸速率的影响,同时测定不同处理的水稻产量。研究结果表明:水稻不... 详细信息

在大田试验下,设置控制灌溉和全面淹灌2种水分管理模式,并设置6个施氮水平(0、60、85、110、135、160 kg/hm2),研究不同水氮管理模式对水稻不同器官的碳、氮含量和土壤呼吸速率的影响,同时测定不同处理的水稻产量。研究结果表明:水稻不同器官的碳、氮含量和土壤呼吸速率在控制灌溉条件下均大于全面淹灌。不同器官含碳量变化相类似但不完全一致,随着施氮量的增加,各处理之间与对照相比,升降幅度不显著(P>0.05)。随着施氮量的增加,不同器官含氮量递增,施氮量在135、160 kg/hm2处理与对照相比,增加幅度较其他处理显著(P<0.05),而同一处理随着生育期的进行,含氮量呈下降趋势。但就不同器官碳氮比而言,135、160 kg/hm2处理明显小于其他处理(P<0.05)。综合说明氮肥的高投入并不利于水稻植株的碳氮积累代谢与分配。通过对不同处理土壤呼吸速率分析可知,110 kg/hm2处理在2种水分处理条件下的土壤呼吸速率均大于其他施氮量处理。在综合考虑产量的前提下,C110处理为最佳的水肥耦合模式。该研究可为黑龙江冷凉区水稻节水增产、氮素减排提供技术依据。

关键词：水稻水肥管理碳氮量土壤呼吸产量