氮肥管理对秸秆氮转化和有效性影响

发布时间：2017-08-22 16:19

  本文关键词：氮肥管理对秸秆氮转化和有效性影响

  更多相关文章： 氮肥管理 ~(15)N标记秸秆 ~(15)N标记尿素 秸秆腐熟剂 氮素转化 氮素有效性

【摘要】：为阐明秸秆氮素转化和生物有效性及影响因素,本研究采用盆栽试验和田间试验相结合,利用~(15)N同位素示踪技术,研究氮肥管理和添加秸秆腐熟剂对秸秆氮转化及生物有效性的影响,探明不同氮肥管理下秸秆氮和化肥氮对作物的贡献及其后效差异,研究不同施肥模式下秸秆还田和不还田对冬小麦-夏玉米产量和土壤肥力的影响,旨在为秸秆还田下的氮肥管理提供科学依据。研究获得以下主要结果:1.利用盆栽试验种植一季冬小麦和随后两茬夏玉米研究氮肥用量、化肥氮与有机肥氮(腐熟猪粪)配施和添加秸秆腐熟剂对~(15)N标记玉米秸秆(~(15)N-秸秆)氮转化和生物有效性影响。结果表明:1)冬小麦对~(15)N-秸秆氮的当季利用率为7.14%~10.32%,第一茬玉米和第二茬玉米对残留~(15)N-秸秆的利用率分别为3.75%~5.51%和2.28%~3.18%。三茬收获后~(15)N-秸秆氮总利用率为13.13%~18.60%,土壤残留率55.63%~69.16%,损失率17.26%~26.09%。三茬中施氮比不施氮提高~(15)N-秸秆氮的利用率,不同氮肥管理不影响当季利用率和第二茬后效,氮肥减量(80%推荐氮)降低~(15)N-秸秆氮第一茬后效和总利用率,但若配施有机肥则提高利用率。添加腐熟剂提高~(15)N-秸秆氮当季利用率和第一茬玉米残效和三茬总利用率,降低秸秆氮的残留率和损失率。2)冬小麦吸氮量来自~(15)N-秸秆氮的比例(%Ndfs)为6.30%~14.25%,施氮比不施氮减少%Ndfs,化肥氮与有机肥氮配施比单施氮肥提高%Ndfs,添加腐熟剂不影响整株的%Ndfs。第一茬和第二茬玉米吸收氮的%Ndfs分别为1.13%~3.73%和1.67%~5.97%,不施氮处理高于施氮处理,施氮处理间无差异,添加腐熟剂降低残留~(15)N-秸秆氮的%Ndfs。3)冬小麦收获后土壤矿质氮中%Ndfs为0.51%~2.80%,并随氮肥用量增加而降低。土壤微生物量氮中%Ndfs为2.43%~2.54%,施氮处理间无差异。第一茬和第二茬玉米收获后土壤矿质氮中%Ndfs为0.66%~0.78%和0.45%~1.16%,微生物量氮中%Ndfs为1.97%~2.18%和1.32%~1.73%,施氮处理间差异不明显。添加腐熟剂增加小麦和第一茬玉米收获后土壤矿质氮%Ndfs,减少土壤微生物量氮%Ndfs,不影响第二茬玉米收获后土壤矿质氮和微生物量氮%Ndfs。2.利用盆栽试验种植一季小麦和随后一季夏玉米研究不同氮肥基/追比、化肥氮与有机肥氮(腐熟猪粪)配施下~(15)N-秸秆氮和~(15)N标记尿素(~(15)N-尿素)氮转化及其对作物吸收氮的贡献及差异。结果表明:1)冬小麦对~(15)N-秸秆氮的利用率和残留率为16.15%~18.08%和32.94%~54.00%,对~(15)N-尿素氮的利用率和残留率为32.61%~39.55%和16.78%~40.03%。氮肥基追比越大,~(15)N-秸秆氮的利用率越高,而~(15)N-尿素氮的利用率越低,化肥氮与有机肥氮配施不影响~(15)N-秸秆氮的利用率,却降低~(15)N-尿素氮的利用率。2)冬小麦返青期、抽穗期和成熟期吸氮量%Ndfs分别为9.55%~10.58%、8.30%~10.15%和8.28%~9.92%,来源于~(15)N-尿素的比例(%Ndfu)分别为18.62%~34.97%、26.67%~39.56%和23.77%~35.86%。氮肥基追比越大,冬小麦吸氮量中%Ndfs越高、%Ndfu越低,化肥氮与有机肥氮配施比单施化肥提高植株%Ndfs、降低%Ndfu。3)冬小麦返青期、抽穗期和成熟期土壤矿质氮%Ndfs分别为0.73%~4.76%、0.34%~1.98%、0.60%~0.84%,土壤矿质氮%Ndfu分别为1.48%~4.16%、1.38%~2.33%、0.97%~1.84%;微生物量氮%Ndfs分别为6.58%~13.24%、3.12%~3.68%、3.72%~4.26%,微生物量氮%Ndfu分别为8.11%~32.89%、5.73%~17.05%、4.64%~7.04%。化肥氮与有机肥氮配施可以提高返青期和抽穗期土壤矿质氮中%Ndfs、降低%Ndfu。微生物量氮%Ndfs只有返青期随氮肥基/追比增加而下降,而微生物量氮%Ndfu在返青期和抽穗期随基追比基/追增加而增加,而成熟期则相反。4)夏玉米对上季残留~(15)N-秸秆氮和~(15)N-尿素氮的利用率分别为3.09%~4.68%和2.46%~3.53%。夏玉米吸氮量中%Ndfs和%Ndfu分别为2.71%~3.39%和3.58%~4.14%。玉米收获后~(15)N-秸秆氮和~(15)N-尿素氮残留率分别为29.74~31.84%和18.49~20.87%。化肥氮与有机肥氮配施比单施化肥氮提高玉米对残留~(15)N-秸秆氮的吸收利用。氮肥全部基施提高玉米对残留~(15)N-秸秆氮和~(15)N-尿素氮的利用率。3.利用田间试验在冬小麦-夏玉米轮作体系下,研究秸秆还田和不还田条件下不同施肥模式对作物产量、氮素吸收和土壤肥力的影响。结果表明:1)在推荐施氮量的条件下,有机无机配施结合秸秆还田比秸秆不还田SX施化肥氮显著增加夏玉米的籽粒和秸秆产量,提高冬小麦和夏玉米成熟期对氮素的吸收量。2)与秸秆不还田相比,秸秆还田显著提高土壤有机质含量,提高土壤硝态氮和微生物量氮含量,增加土壤速效钾含量,促进了土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性。
【关键词】：氮肥管理 ~(15)N标记秸秆 ~(15)N标记尿素 秸秆腐熟剂 氮素转化 氮素有效性
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141.4;S143.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 文献综述14-21
• 1.1.1 农作物秸秆还田现状14-15
• 1.1.2 农作物秸秆的还田方式15-16
• 1.1.3 影响秸秆腐解的因素16-17
• 1.1.4 秸秆还田下的氮素转化及有效性17-18
• 1.1.5 秸秆还田对氮素利用率的影响18-19
• 1.1.6 秸秆还田对作物产量的影响19-20
• 1.1.7 秸秆还田对土壤生物特性的影响20-21
• 1.2 研究意义21
• 1.3 研究内容21-22
• 1.4 技术路线图22-23
• 第二章 氮肥管理和添加秸秆腐熟剂对秸秆氮素转化和有效性的影响23-33
• 2.1 材料与方法23-25
• 2.1.1 试验材料23-24
• 2.1.2 试验设计24
• 2.1.3 盆栽试验24
• 2.1.4 测定项目及计算方法24-25
• 2.1.5 数据统计25
• 2.2 结果与分析25-30
• 2.2.1 小麦和玉米干物质产量25-26
• 2.2.2 ~(15)N标记玉米秸秆氮素的生物有效性26-28
• 2.2.3 ~(15)N标记玉米秸秆氮素的去向28-29
• 2.2.4 对土壤矿质氮和微生物量氮的影响29-30
• 2.3 讨论30-32
• 2.4 小结32-33
• 第三章 不同氮肥管理下秸秆氮和化肥氮对作物的贡献及其后效的差异33-46
• 3.1 材料与方法33-35
• 3.1.1 试验材料33
• 3.1.2 试验设计33
• 3.1.3 盆栽试验33-34
• 3.1.4 测定项目及计算方法34
• 3.1.5 数据统计34-35
• 3.2 结果与分析35-43
• 3.2.1 冬小麦生物量35
• 3.2.2 冬小麦吸收氮素的来源35-36
• 3.2.3 冬小麦不同生育期尿素氮和秸秆氮的去向36-40
• 3.2.4 不同生育期土壤氮来源于秸秆氮和尿素氮的比例40-41
• 3.2.5 氮肥管理对土壤酶活性的影响41-42
• 3.2.6 ~(15)N标记秸秆氮和 ~(15)N标记尿素氮的后效42-43
• 3.3 讨论43-44
• 3.4 小结44-46
• 第四章 不同施肥模式下秸秆还田对冬小麦-夏玉米产量和土壤肥力的影响46-52
• 4.1 材料方法46-48
• 4.1.1 试验的基本情况46-47
• 4.1.2 试验设计47
• 4.1.3 测定项目和测定方法47
• 4.1.4 数据统计47-48
• 4.2 结果与分析48-51
• 4.2.1 冬小麦－夏玉米产量48-49
• 4.2.2 冬小麦－夏玉米对氮素的吸收49
• 4.2.3 土壤肥力状况49-51
• 4.3 讨论51
• 4.4 小结51-52
• 第五章 结论52-54
• 5.1 全文主要结论52-53
• 5.2 问题53
• 5.3 展望53-54
• 参考文献54-62
• 致谢62-63
• 作者简历63

【参考文献】

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