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不同施氮量对冬小麦田氮去向和气态损失的影响

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水土保持学报 2010年第3期24卷 113-118页

作者：吉艳芝巨晓棠刘新宇张丽娟李鑫刘楠河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 中国农业大学资源与环境学院北京100094 中国北方山区工程中心保定071001 辉得昌远东有限公司北京100098

该文研究氮肥对冬小麦田肥料氮素去向和气态损失的影响。通过布置田间微区试验,采用15N微区示踪技术和密闭室间歇通气法、密闭式静态箱法田间原位监测冬小麦氮肥的去向和气态损失。随着施氮量的增加,冬小麦产量和地上部吸氮量增加,但当... 详细信息

该文研究氮肥对冬小麦田肥料氮素去向和气态损失的影响。通过布置田间微区试验,采用15N微区示踪技术和密闭室间歇通气法、密闭式静态箱法田间原位监测冬小麦氮肥的去向和气态损失。随着施氮量的增加,冬小麦产量和地上部吸氮量增加,但当施氮量高于150 kg/hm2时,产量出现降低的趋势,地上部吸氮比例也以土壤氮为主转变为肥料氮为主。4个施氮处理N75、N150、N225和N300的0-100 cm的土壤氮残留分别为32.6,26.8,34.7,40.6 kg/hm2。冬小麦田间土壤氨挥发排放总量随着施氮量的增加而增加,排放量在6.03～13.26kg/hm2之间,占施N量的5.4%～11.4%。N2O排放造成的氮素损失比例为0.08%～0.28%,苗期是冬小麦季N2O排放的主要时期。化肥氮在冬小麦当季作物吸收、土壤残留及损失量分别为37.2%～50.2%,26.7%～40.6%,17.4%～22.2%,且随着施氮量的增加而升高。在本试验条件下,150 kg/hm2是适宜的氮肥用量,产量最高,土壤氮残留最低,气态损失占肥料氮总损失的比例高于75 kg/hm2处理,但差异不显著(p<0.05)。因此控制氮肥用量是提高氮肥利用率的一项关键措施。

关键词：冬小麦 15N 氮去向土壤残留气态损失

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硝化抑制剂DMPP对菜园土供肥特性的影响

农业环境科学学报 2007年第1期26卷 269-272页

作者：许超吴良欢郑旭颖巨晓棠张福锁夏北成中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 浙江大学环境与资源学院浙江杭州310029 中国农业大学资源与环境学院北京100094

采用好气培养法研究了新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对菜园土壤养分肥力的影响。结果表明,在35d恒温培养过程中,土壤硝态氮呈现升高的趋势,DMPP处理(硫硝铵ASN+DMPP和尿素urea+DMPP)土壤硝态氮含量在整个试验期间显著低于未... 详细信息

采用好气培养法研究了新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对菜园土壤养分肥力的影响。结果表明,在35d恒温培养过程中,土壤硝态氮呈现升高的趋势,DMPP处理(硫硝铵ASN+DMPP和尿素urea+DMPP)土壤硝态氮含量在整个试验期间显著低于未加DMPP处理(ASN和urea);从培养的第10d开始至试验结束期间,DMPP处理的土壤铵态氮含量显著高于未加DMPP处理。DMPP能增加土壤无机氮含量,在氮肥施入后较长时间内维持较高的氮供应强度并能调节氮素供应形态,减弱土壤因施氮造成的pH值下降,降低土壤速效钾含量,但对土壤速效磷含量影响不大。

关键词： DMPP 菜园土供肥特性

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海南农田养分平衡状况及环境风险评价

植物营养与肥料学报 2022年第11期28卷 2070-2081页

作者：洪秀杨钟于秀李伟芳刘烁然巨晓棠阮云泽李婷玉海南大学三亚南繁研究院海南三亚572000 海南大学热带作物学院海南海口570208

【目的】海南是我国区域经济作物种植面积占比最高的省。以海南主要农作物为对象,研究海南农田养分投入强度和作物养分平衡状况,从活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化等方面评价施肥引起的环境风险。【方法】根据《海南统计年鉴》... 详细信息

【目的】海南是我国区域经济作物种植面积占比最高的省。以海南主要农作物为对象,研究海南农田养分投入强度和作物养分平衡状况,从活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化等方面评价施肥引起的环境风险。【方法】根据《海南统计年鉴》中的农作物种植结构,将海南省农作物分为粮食、蔬菜、水果和其他经济作物4类。采用随机抽样方法进行大样本农户问卷调研,共获取1199个有效样本。通过统计分析定量了海南岛主要农作物和各市县养分投入强度,化肥、有机肥施用结构,计算海南岛典型农作物体系水稻–辣椒轮作、香蕉和菠萝的氮磷养分平衡;采用相应环境模型,定量评价由于施肥带来的活性氮损失、温室气体排放以及富营养化效应等环境影响。【结果】目前海南主要作物化肥N、P_(2)O_(5)、K_(2)O养分的平均投入分别为261、206、225kg/hm^(2),分别高出全国平均水平10%、101%、148%,其中蔬菜磷和钾养分投入量分别高出全国平均水平164%和138%。全海南省各市县相比,沿海市县化肥养分施用强度高于中部市县,以昌江、海口的氮磷钾养分投入量大,高于投入最低的白沙、琼中等市县1.0~2.2倍。单质化肥以尿素、过磷酸钙和氯化钾为主,复合肥主要为N–P_(2)O_(5)–K_(2)O 15–15–15型。有机肥占总养分投入比例较低,粮食、蔬菜和水果的有机氮投入量分别为粮食、蔬菜和水果类作物总氮投入量的4%、20%和12%,低于全国平均水平。水稻–辣椒轮作、香蕉、菠萝种植体系的氮素单季盈余分别为N 520、675和668 kg/hm^(2),磷素单季盈余分别为P 217、277和228 kg/hm^(2),香蕉和菠萝种植体系氮素盈余是环境安全阈值的8倍以上。3个作物体系中,菠萝生产的单位面积活性氮损失、单位面积温室气体排放和富营养化效应最高,分别达到N 201 kg/hm^(2)、CO_(2)-eq 13112 kg/hm^(2)和PO_(4)-eq 121 kg/hm^(2)。活性氮损失的4个途径中,贡献最大的是施用环节,硝酸盐淋洗高达85%,其次是氨挥发、氧化亚氮排放和肥料生产运输阶段产生的活性氮损失。肥料生产运输过程产生的温室气体排放与施用阶段相当。肥料施用阶段排放带来的单位面积富营养化潜值大于生产阶段,氮肥和磷肥施用对富营养化效应的贡献度分别为62.5%和35.7%。【结论】海南省农业生产中经济作物占比高,养分投入强度大,磷、钾施用过量问题尤为突出,有机肥施用占比低,养分总体盈余高。由于经济作物多分布于沿海市县,沿海地区的养分盈余大于中部。养分施用阶段带来的环境风险远大于生产阶段。硝酸盐淋洗是活性氮损失的主要形式,氮肥和磷肥是水体富营养化的主要贡献者。菠萝生产体系的环境风险最高,其养分管理模式亟需优化。

关键词：海南省养分施用强度养分平衡活性氮温室气体水体富营养化

耕层水氮调控对土壤深层累积NO3~--N运移及后效的影响

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中国农业科学 2011年第12期44卷 2476-2483页

作者：董娴娴刘辰琛张丽娟袁丽金巨晓棠刘新宇河北农业大学资源与环境学院国家山区北方农业工程技术研究中心中国农业大学资源与环境学院/教育部植物-土壤相互作用重点实验室/农业部植物营养与养分循环重点实验室

【目的】在华北平原地区,研究前茬小麦耕层水氮调控对后茬玉米土壤深层累积NO3--N的运移及后效的影响。【方法】设置0(N0)、150 ***-2(N150)两个施氮水平,同时设传统灌溉(W1)和根据土壤水分监测的优化灌溉(W2)两种方式,采用15N微区注射... 详细信息

【目的】在华北平原地区,研究前茬小麦耕层水氮调控对后茬玉米土壤深层累积NO3--N的运移及后效的影响。【方法】设置0(N0)、150 ***-2(N150)两个施氮水平,同时设传统灌溉(W1)和根据土壤水分监测的优化灌溉(W2)两种方式,采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中总体残留趋势:N0W2N150W2>N150W1>N0W2,依次为:5.5%、2.2%、1.7%和1.5%;玉米地上部生物量及总吸氮量均表现为施氮高于不施氮,优化和传统灌溉处理间差异不显著;玉米根系主要分布在0—20 cm土层,且施氮处理根系比例高于不施氮处理,耕层水氮调控影响后作玉米中下层根系发育,N0W1处理80—150 cm土层根长密度明显高于其它处理。【结论】耕层适度节水减氮有利于后茬作物根系下扎,促进其中下层根系的发育,进而促进其对深层累积NO3--N的吸收利用;耕层供氮及传统灌水加剧了硝态氮在深层的累积,对地下水安全造成威胁。

关键词： 15N运移夏玉米水氮调控硝态氮后效根系

水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向

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核农学报 2009年第2期23卷 334-340,307页

作者：潘家荣巨晓棠刘学军陈新平张福锁毛达如中国农业大学植物营养系农业部植物营养学重点实验室北京100193 中国农业科学院农产品加工研究所农业部农业核技术与农产品加工重点实验室北京100193

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发... 详细信息

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发现显著降低。微区结果表明,传统灌溉方式下,传统施氮处理的化肥氮利用率很低,冬小麦当季为22.7%,夏玉米当季25.7%,整个轮作周期为28.44%;氮损失率较高,冬小麦当季为52.9%,夏玉米当季35.7%,整个轮作周期为47.0%;而优化施氮可大幅度提高化肥氮利用率,降低损失,冬小麦当季、夏玉米当季和整个轮作周期的化肥氮利用率分别达到45.1%,42.9%和46.1%,损失率分别为33.3%,7.1%和34.5%。优化灌溉下的优化施氮与传统灌溉的优化施氮相比,虽然化肥氮利用率未有显著差异,但是却显著降低了损失,显著增加了化肥氮的土壤残留,建议在化肥氮优化中考虑水分管理。研究还表明,在华北平原冬小麦/夏玉米轮作区,反硝化损失是化肥氮损失的主要途径。

关键词：水肥优化化肥氮去向 15^N冬小麦/夏玉米轮作华北平原

潮褐土冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥后效及去向研究

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中国农业科学 2012年第11期45卷 2209-2216页

作者：董娴娴刘新宇任翠莲吉艳芝巨晓棠张丽娟河北农业大学资源与环境学院中国农业大学资源与环境学院/教育部植物-土壤相互作用重点实验室/农业部植物营养与养分循环重点实验室河北农业大学邸宏杰土壤与环境实验室

【目的】在华北平原地区,研究肥料氮在两个轮作季四茬作物中的后效和去向。【方法】采用田间微区15N示踪试验,前茬设置5个氮素水平:0、75、150、225、300 ***-2(表示为N0、N75、N150、N225、N300),副处理为小麦品种:科农9204和河农822,... 详细信息

【目的】在华北平原地区,研究肥料氮在两个轮作季四茬作物中的后效和去向。【方法】采用田间微区15N示踪试验,前茬设置5个氮素水平:0、75、150、225、300 ***-2(表示为N0、N75、N150、N225、N300),副处理为小麦品种:科农9204和河农822,共计10个处理。【结果】在该试验条件下,后三茬作物均能吸收利用第一茬冬小麦残留在土壤中的15N标记肥料。第二茬夏玉米、第三茬冬小麦和第四茬夏玉米对残留15N的利用率分别为6.5%—14.1%、0.9%—2.9%和1.2%—1.6%。四茬作物的叠加利用率显著高于氮肥当季利用率,N75、N150、N225和N300处理叠加利用率分别是53.8%、58.7%、58.6%和55.8%(第一茬为河农822小麦品种);60.0%、61.3%、60.9%和55.2%(第一茬为科农9204小麦品种)。经过四季作物种植后,土壤剖面中仍有22.3—96.2 ***-2的氮素残留,残留率为22.1%—32.8%,累积总损失量可达9.3—55.3 ***-2,损失率为8.9%—18.6%。【结论】在小麦当季,高施氮量条件下肥料主要残留在土壤中,后茬作物可以吸收土壤残留氮肥。土壤中15N含量随施氮量的增加而增加,随着茬口的增多有垂直向下运移的趋势,第一茬作物品种间无显著差异。

关键词：冬小麦夏玉米氮肥去向氮肥后效 15N

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煤表面含氧官能团吸附氮化物的模拟计算研究

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 1-7页

作者：孙潇镝唐克王聚财富添洪新辽宁工业大学化学与环境工程学院锦州121001

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过... 详细信息

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过计算分析前线轨道、吸附能及分子间吸附距离等参数,探究三种氮化物在煤表面不同官能团上的吸附机理,结果表明煤表面模型上各官能团对三种氮化物的吸附强弱顺序均为:-COOH>R-OH>Ph-OH>-C=O>-O->R,三种氮化物在煤表面官能团的吸附强弱顺序为:吡啶>喹啉>苯胺.

关键词：煤官能团氮化物模拟吸附

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水稻土和菜田添加碳氮后的气态产物排放动态

植物营养与肥料学报 2016年第2期22卷 326-336页

作者：刘燕王海飞朱高荻魏欢欢何彦芳高兵苏芳巨晓棠中国农业大学资源与环境学院北京100193 环境保护部环境工程评估中心北京100012

【目的】动态连续监测添加碳氮底物后各气体产物—O2、NO、N2O、CH4和N2的排放,对土壤碳氮转化过程和气体产生过程做更深入的理解,揭示不同土地利用方式典型红壤的温室气体产生机制。【方法】采集长江中游金井小流域不同土地利用方式稻... 详细信息

【目的】动态连续监测添加碳氮底物后各气体产物—O2、NO、N2O、CH4和N2的排放,对土壤碳氮转化过程和气体产生过程做更深入的理解,揭示不同土地利用方式典型红壤的温室气体产生机制。【方法】采集长江中游金井小流域不同土地利用方式稻田和菜地土壤为研究对象,利用全自动连续在线培养检测体系(Robot系统),通过两组试验分别研究土壤碳氮转化过程中各气体产物的动态变化。试验1采用菜地和稻田土壤进行好气培养,设置不施氮对照、添加40 mg/kg铵态氮、添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、添加40 mg/kg硝态氮、添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖6个处理。试验2采用稻田土壤进行淹水培养,设不施氮对照、添加40 mg/kg铵态氮、添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、添加40 mg/kg铵态氮+1%秸秆、缺氧条件下添加40 mg/kg铵态氮+1%的葡萄糖、添加40 mg/kg硝态氮、添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖8个处理。培养温度均为20℃,土壤水分含量为70%WFPS(土壤孔隙含水量),培养周期为15天。【结果】从菜地和稻田土壤不同碳氮添加处理气态产物及无机氮的动态变化可看出:1)菜地土壤好气培养初期硝化作用产生了大量N2O;受低碳和低含水量的限制,反硝化作用较弱。当提供充足碳源和厌氧条件,出现N2O和NO的大量排放。2)在好气稻田和淹水稻田培养过程中,反硝化作用是N2O产生的主要途径。3)稻田土壤中,提供充足碳源和厌氧条件,各气态产物出现的顺序依次是NO、N2O和N2,与三种气体在反硝化链式反应过程中的生成顺序一致。淹水稻田加铵态氮和碳源处理N2为主要产物,添加硝态氮处理后,N2O成为主要气态产物。当土壤碳源充足时,反硝化过程进行彻底,反硝化产物以终产物(N2)为主。4)在稻田土壤出现厌氧或添加碳源条件下,均检测到大量CH4产生;且在甲烷产生的同时,NO-3几乎消耗殆尽。【结论】金井小流域典型红壤菜地N2O主要来自于硝化作用,好气和淹水稻田N2O主要来源于反硝化作用;当碳源充足和厌氧时,菜地及稻田反硝化作用增强;反硝化产物组成、产物累积量及出峰顺序与碳源和氧气浓度有关。

关键词：菜地和稻田 N2O排放硝化作用反硝化作用

根层调控对填闲作物消减设施蔬菜土壤累积硝态氮的影响

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中国农业科学 2010年第24期43卷 5063-5072页

作者：吉艳芝刘辰琛巨晓棠张丽娟冯万忠刘树庆河北农业大学资源与环境学院中国农业大学资源与环境学院国家山区北方农业工程技术研究中心中国地质大学长城学院

【目的】本研究以甜玉米(Zea mays L.)作为填闲作物,探讨根层调控措施对填闲作物消减土壤剖面累积NO3--N的影响。【方法】通过设置休闲、传统种植、土壤调理剂和秸秆还田4个处理,进行田间小区试验。【结果】在本试验条件下,施用土壤调... 详细信息

【目的】本研究以甜玉米(Zea mays L.)作为填闲作物,探讨根层调控措施对填闲作物消减土壤剖面累积NO3--N的影响。【方法】通过设置休闲、传统种植、土壤调理剂和秸秆还田4个处理,进行田间小区试验。【结果】在本试验条件下,施用土壤调理剂的甜玉米总生物量最大,其吸氮量与秸秆还田处理没有差异,但均明显高于传统种植;填闲季结束后0-100cm土层NO3--N消减量显著高于100-200cm土层,2种根层调理处理0-100cm土层残留NO3--N显著低于传统种植,100-200cm三者之间未表现差异,休闲导致土壤NO3--N高量残留且下移趋势严重;秸秆还田、土壤调理剂处理的30-60cm和60-100cm土层根长密度和根干重显著高于传统种植,根长密度与NO-3-N消减量极显著相关;土壤调理剂和秸秆还田处理在100cm处NO3--N淋失量分别比传统种植减少68.4%和52.6%。【结论】在硝态氮高累积的设施土壤上,填闲作物可以通过土壤调理剂和秸秆还田根层调理措施实现土体NO3--N的快速消减。

关键词：填闲作物根层硝态氮土壤调理剂秸秆还田