氮肥利用率研究进展综述

• 另外, 也有人将作物产量与氮肥的关系 分解为农艺效率Ea(等同于NP)和生理 效率Ep(等同于NPE)两个部分。
• Ea=Np=Ep=NPE
2、氮肥利用率的测定方法
• 根据氮肥利用率的定义, 测定NUE 的方法有 两种:同位素示踪法及非同位素示踪差值法。 在此基础上又派生出区间差值法和导数法。 由于氮肥施入土壤的激发效应, 差值法测得 的值往往大于示踪法。
• Liang 和Mackenzie发现温度是反硝化作用的 主要限制因子, 其次是土壤含水量。土壤pH 值、有机质、CEC 及氧化还原状况等都与 肥料氮发生的一系列生化反应有关。总之, 土壤的上述因子是一个相互影响的复杂过 程, 必须综合考虑。
3 .2、作物
• 同休闲的裸地相比, 作物的覆盖与生长能够 减少肥料氮从土壤表面的气态挥发和从根 际的淋溶, 而生长良好的植株能更有效地利 用氮肥。不难得知, 作物在不同的生长发育 阶段的NUE 不同。
• 其次, 土壤水分状况与NUE 关系密切。 氮肥的溶解、水解、吸收、残留、淋 溶、逸失都与水分直接相关。根据 Benbi的研究结果, 在超过580mm 最佳 值后, 水分供应的进一步增加不再提高 NUE 。
• 周凌云的研究表明, 两种施肥水平下, 在超过 适宜含水量时,尿素在0 ～ 100cm 土壤中的 残留量随供水量增加而减少;籽粒NUE 下降。 此外, 地下水位的高低也影响了氮的淋溶。 在Borin 和Lazzaro 对玉米田间氮淋溶的研究 中认为将地下水位保持在1 .0 ～ 1 .3m 是比 较理想的。
氮肥利用率研究进展综述
渤海大学 化学化工学院 郭雨萌
2016/7/3
概述
• 本文论述了土壤-作物系统中氮肥损失的过 程和后果及近年来国内外有关氮肥利用率 影响因子的研究结果, 并由此提出了提高氮 肥利用率的途径和加强我国农业氮肥有效 管理的对策。
框架
• • • • • 1、氮肥利用率的概念 2、氮肥利用率的测定方法 3 、影响氮肥利用率的生态因子 4、农田生态系统中氮肥的损失及后果 5 提高氮肥利用率的途径
•
wenku.baidu.com
吸收效率
• 氮肥利用率 • • 生产效率 • 前者如氮回收效率Er(单位施氮量被作物吸 收的百分比)。
• 后者注意到了氮肥吸收后的物质生产效率 及向经济器官(如籽粒)的分配情况,如氮流效 率P(P =籽粒氮量/施氮量)、氮生产力 NP(NP =籽粒产量/施氮量)、氮产量效率 NPE(地上部单位氮所生成的生物产量或籽 粒产量)、以及氮收获指数NHI(籽粒氮积累 量与植株总氮积累量之比)等。
4、农田生态系统中氮肥的损失 及后果
4 .1、产量与品质
• 一般认为, 当氮素水平在“适量”范围以下 时, 增施氮肥可以改善农产品品质, 当“奢侈 消耗”至“毒害”范围时, 能降低产品品质。 因而其对品质的影响与对产量的影响有相 似之处。
4 .2、土壤特性
• 氮肥在土壤中发生一系列的转化除了影响 土壤的供氮能力外, 还引起其他土壤质量性 状的改变。人们发现, 过量的化学氮肥的长 期单一施用破坏了土壤团粒结构, 从而加剧 了土壤板结和冲刷。不同形态氮肥的长期 不合理使用容易引起土壤的酸碱化
3 .3、其它
• 由于NUE 受气候的影响, 同一地点不同季节 或不同年际间测得的结果变异很大;相同年 份在不同气候生态区进行的同步试验中, 处 于亚热带的中国云南地区的水稻的N UE高 于热带的菲律宾地区 。降雨量的增加易导 致淋溶和径流。气温和风则可影响氮的气 态损失。
• NUE 在遮荫的条件下降低, 可能与小气候 的形成有关。另外, 加强田间的杂草管理可 提高NUE。在保持耕作体系中土壤的理化 性状和生物环境与传统耕作不同, 该体系更 有利于氮的固定、反硝化和淋溶过程而不 利于氮的矿化和硝化过程, 因此氮肥对作物 的有效性降低。
• 一般认为, 在研究肥料氮施入土壤后的行为 时, 以示踪法较可靠。而当NUE 作为衡量施 用氮肥后植株体内营养水平提高的指标及 确定适宜的施氮量时, 用差值法。导数法从 吸氮量与施氮量的函数关系求导获得, 故求 出的N UE 比较符合实际, 能更好地反映报 酬递减率。
3 、影响氮肥利用率的生态因子
• Moll 等(1982)将氮 • 又将氮素利用率 进一步分解为吸 素利用率定义为 收效率UPE(等同 单位有效氮所生 于Er)和利用效率 成的籽粒产量(有 UTE(等同于NPE)。 MonasterR .等 效氮指土壤氮+肥 (1996)指出这两种 料氮或仅指肥料 指标的相对重要 氮), 后者等同于 性受施氮水平影 NP 。 响。
3.1 土壤
• 凡是影响氮肥转化的土壤因素均可能对 NUE 产生影响, 如土壤氮素状况、水分状况、
• 通气状况、温度、酸碱度、有机质含量、 阳离子代换量(CEC)、氧化还原状态等。 • 另外, 土壤微生物的活动也对N UE 有重要 影响, 而上述因子也通过影响土壤微生物的 活动对氮肥转运构成间接影响。
• 某些离子的存在, 如钾和锌可增加谷物的 NUE ;而氯离子、重金属离子等则可能某些 离子的存在, 如钾和锌可增加谷物的NUE而 氯离子、重金属离子等则可能抑制了土壤 中的某些微生物的活性而影响氮素形态的 转化。
• 由于反硝化作用往往在厌气条件下进行, 而 硝化作用则是在好气条件下进行, 因此, 土壤 的通气状况影响了上述两个与N UE 相关的 重要转化过程, 它有时又直接受水分状况的 影响 。
4 .3
气态氮损失
• 肥料氮通过反硝化作用和NH3 挥发逸出是 氮肥损失的主要途径。NH3 可经雨溶、吸 附及氧化过程很快从大气中消失, 而N2O 则 可在同温层经光化学分解成NO , 与臭氧进 行反应, 产生“温室效应” 。
4 .4、氮淋失
• 在以地下水为主要水源的我国北方地区进 行的抽样调查表明, 半数以上的饮用水硝酸 盐含量严重超标(50mg/L), 其中最高者达 300mg/ L 。氮污染引起的水质的富营养化 问题同样引人担忧, 调查的20 个水域中有85 %处于富营养化或潜在富营养化状态。
• 显而易见, 在决定N UE 时, 土 壤氮素状况始终处于主要地 位。肥料效应方程表明, 在 • 超过作物适宜需求量的情况 下, 随着施氮水平的增加, NUE 下降, 大量的研究结果 证实了这一点。
施 氮 水 平
NUE
• 虽然一般认为在理想的条件下等氮等效, 但 不同氮肥形态在不同土壤中损失情况不同。 在渗滤性强的旱地土壤上增加硝态氮的含 量则加剧了淋溶的危险。有机肥料氮的利 用率和损失率都低于化肥氮, 而通常二者配 施的效果明显好于单独施用化学氮肥 。
1、氮肥利用率的概念
• 传统的氮肥利用率(Nit rogen use ef ficiency , NUE), 指作物吸收的肥料氮占 所施肥料总氮的百分率。通常的研究 中, 它仅局限于氮肥施入后的当季利用 效率, 而不包括其对后季的叠加效益。 目前, 国内外评价作物氮肥利用效率的 指标有多种, 名称也亟待统一和规范。
5
• • •
提高氮肥利用率的途径
肥水调控及施肥技术 耕作制度 施肥模型的建立 新型肥料的研制
4.5、氮肥用量对土壤栽培环境的 影响
• 氮肥用量对土壤pH 值的影响不同用量氮肥 对土壤各层次pH 值的影响不同, 施氮量 300kg /hm2 以下, 土壤pH 值比对照略有增 加; 施氮量450kg /hm2 以上, 土壤pH 值受氮 肥的影响较大; 过量施用氮肥,土壤中盐离子 增多, pH 值升高, 土壤盐渍化加重, 妨碍根系 正常吸水, 影响植株生长。