不同施氮量对夏玉米产量_氮肥利用率及氮平衡的影响

随施氮量的增加而降低 。
表 1 不同施氮量下夏玉米产量与氮肥利用率
子粒产量 处理
(kg/ hm2)
秸秆产量 (kg/ hm2)
总吸氮量 (kg/ hm2)
氮肥利用率 ( %)
N0 5454b ±568 5908b ±630 11414b ±1711
—
N125 6483a ±604 6643ab ±585 14216ab ±2516
氮处理的硝态氮残留量在 121～221 kg/ hm2 之间 ,
图 2 施氮对夏玉米 0～200 cm 土层 NO3 - - N 含量的影响
其中 N250的残留量最高 , 大量残留的硝态氮极易通 过淋洗或硝化 - 反硝化途径损失出土壤 - 作物体 系 , 对环境产生危害 。已有研究认为硝态氮下移至
为了进一步了解夏玉米的生长发育及氮素吸收 规律 , 对夏玉米不同生育阶段地上部生物量 (a) 和氮素累积 (b) 动态进行了监测 。从图 1 可以看 出 , 地上生物量的累积趋势和氮素累积趋势基本一 致 , 都呈 “S”型曲线 , 宋海星等[13 , 14 ]也有类似的 研究结果 。地上部氮素累积主要集中在两个阶段 , 一个 是 从 苗 期 ( 6 月 26 日) 到 拔 节 期 ( 7 月 22 日) , 另一个是从大喇叭口期 (8 月 4 日) 到灌浆 期 (8 月 30 日) , 这两个阶段的氮累积之和占总累 积量的 70 %～80 % , 是施肥的关键期 , 对最终产 量形成至关重要 。统计分析结果显示 , 同一生育时
— 31 —wk.baidu.com
土壤肥料 2006 (2)
N375处理 。表层大量残留的 NO32 - N 很容易淋溶到
根层以下或通过硝化 - 反硝化作用损失掉 , 对环境
产生一定的危害[15 ] 。
213 施氮对土壤 - 作物体系中氮平衡的影响
不同施氮量下土壤 - 作物体系中的氮素平衡计
算中 , 将土壤无机氮 (Nmin) 的累积量定义在 0～ 200 cm 深度范围 , 即作物根系的主要分布范围 。
积主要在 0～60 cm 剖面范围 , 且累积峰在 20 ～ 100～300 cm 或更深的土层可能是冬小麦/ 夏玉米轮 60 cm之间 。N250处理在表层累积浓度最高 , 其次是 作体系中氮肥的主要损失途径[11] 。
表 2 不同施氮量对夏玉米全生育期氮平衡的影响 (0～200 cm) (kg/ hm2)
降水和灌溉水的氮输入量不大 , 在此文中不计 入 。氮素的矿化是根据不施氮区作物吸氮量与试验
土壤肥料 2006 (2)
前后土壤无机氮的净变化来加以估计的 , 不考虑氮 肥的激发效应 , 假定施肥处理的土壤氮矿化量与不 施氮区相同 , 有关氮肥利用率和氮平衡的概念与计 算方法[10 , 11 ]如下 :
在播种前与收获后按每 20 cm 一层采集 0～200 cm 深度的土壤混合样 , 用 1 mol KCl 按水土比 4∶1 浸提 , Tector 5020 流动注射分析仪测定 NO32 - N 含 量[8] (石灰性土壤中的氮素主要以 NO32 - N 形态存 在 , NH4 + - N 在此忽略不计[9]) , 并根据各层土壤 容重将单位换算成 kg/ hm2 。分别在夏玉米生育阶 段的 6 月 26 日 (苗期) 、7 月 22 日 (拔节期) 、8 月 4 日 (大喇叭口期) 、8 月 30 日 (灌浆期) 和 9 月 29 日 (收获期) 采集地上植物样 , 进行室内测 定 。烘干样粉碎后用浓 H2SO4 - H2O2 消解 , 然后用 流动注射分析仪测全 N 。
3714 % , 由氮肥利用率及表观残留率可计算出相应
的表观损失率分别为 2811 %、2218 %和 5314 % (表 3) 。N250处理 NO32 - N 在土壤剖面中残留量及残留 率最高 ; N375处理的氮表观损失率远远高于 N125和 N250处理 。因此该肥力条件下 , 综合考虑产量 、氮
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不同施氮量对夏玉米产量 、氮肥利用率及氮平衡的影响
赵 营 , 同延安 3 , 赵护兵
(西北农林科技大学资源环境学院 , 陕西 杨凌 712100)
摘 要 : 通过田间小区试验研究了不同施氮量对夏玉米产量 、氮肥利用率 、硝酸盐淋溶及氮平衡的影响 。结果 表明 , 施氮对夏玉米子粒有显著的增产作用 , 但随施氮量的增加产量变化不大 。氮肥利用率在 912 %～2216 %之 间 , 随施氮量的增加而降低 。施氮可明显提高 0～160 cm 剖面土壤 NO32 - N 含量 , 而且随深度的增加 NO32 - N 含 量呈降低趋势 , 累积峰主要在 20～60 cm 之间 。玉米收获后 , 随着施氮量的增加氮素的损失量增加 , 各施氮处理 的硝态氮残留量在 121～221 kg/ hm2 之间 , 以 N250处理的残留量最高 , 残留率近 65 %。 关键词 : 夏玉米 ; 子粒产量 ; 氮肥利用率 ; 硝酸盐淋溶 ; 氮平衡 中图分类号 : S14311 ; S513 文献标识码 : A 文章编号 : 1002 - 0616 (2006) 02 - 0030 - 04
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试土壤为 土 , 0～30 cm 土壤有机质平均含量为 1213 g/ kg , 全氮 、速效磷 ( P2O5) 、速效钾 ( K2O) 分别为 0196 g/ kg、1519 mg/ kg、13818 mg/ kg。供试 作物为夏玉米 (沈单 10 号) , 种植密度为 5 万株/ hm2 , 于 2004 年 6 月 9 日播种 , 9 月 29 日收获 。在 夏玉米播种后 , 为确保出苗率 , 每小区灌水 75 mm 一次 。当季作物生长期间 , 降水总量为 252 mm , 占全 年 降 水 量 的 40 % 左 右 。试 验 设 4 个 处 理 : N0 P45 K216 、N125 P45 K216 、N250 P45 K216 和 N375 P45 K216 (字母下方数字为每公顷的纯养分量) , 氮磷钾肥品 种分别为 46 %尿素 、12 %普通过磷酸钙和 60 %氯 化钾 。在玉米 7 叶展期各处理施 1/ 3 的氮肥和全部 的磷钾肥 , 2/ 3 的氮肥在大喇叭口期追施 。每个小 区面积为 50 m2 , 重复 3 次 , 随机区组排列 。各处 理田间管理同当地大田 。
如表 1 所示 , 该肥力水平下施用氮肥对夏玉米子粒
有明显的增产作用 , 当氮肥施用量大于 125 kg/ hm2
时 , 增施的氮肥不再有增产作用 。N125 、N250 、N375
处理的增产量分别为 1029 、1000 、981 kg/ hm2 , 每
千克肥料氮的增产量分别为 812 kg、410 kg、216
kg , 子粒产量分别提高了 1819 %、1813 %、18 %。
统计分析结果显示各施氮处理子粒产量与 N0 之间 的差异均达 5 %的显著水平 ; 玉米秸秆产量随着施
氮量的增加而增加 , 施氮量 250 和 375 kg/ hm2 时 ,
增产达显著水平 , 且地上部总吸氮量也显著增加 。
不同施氮处理的氮肥利用率在 912 %～2216 %之间 ,
期各施氮处理与 N0 间地上部生物量均无显著差异 , 吸氮量也仅在收获期差异达 5 %显著水平 。 212 夏玉米生育期 0～200 cm 土层 NO32 - N 含量的 变化
氮肥施入土壤后 , 除被作物吸收利用及以各种 途径损失外 , 大部分以无机氮的形态残留于土壤剖 面中 , 其中 NO32 - N 又是无机氮的主要存在形态 。 从图 2 可知 , 施氮可显著增加 0～160 cm 剖面土壤 NO32 - N 含量 , 随深度的增加 NO32 - N 含量呈降低 趋 势 。由 于 作 物 吸 收 利 用 , 不 施 氮 处 理 表 层 的 NO32 - N 含量明显降低 ; 各施氮处理的 NO32 - N 累
NO32 - N 累积量 (kg/ hm2) = 土层厚度 (cm) × 土壤容重 (g/ cm3) ×NO32 - N 浓度 (mg/ kg) / 10[12]
文中数据均采用 Excel 和 SAS 软件进行统计分 析。
2 结果与分析
211 施氮对夏玉米产量 、吸氮量及氮肥利用率的 影响
不同施氮量对夏玉米产量与氮肥利用率的影响
处理
氮肥
N 输入 起始 Nmin
矿化
N0
0
6214
11118
N125
125
6214
11118
N250
250
6214
11118
N375
375
6214
11118
注 : Nmin —无机氮 。
根据表 2 中 Nmin残留量可以算出 N125 、N250 和
N375 的 表 观 残 留 率 分 别 为 4913 %、6413 % 和
1 材料与方法
试验设在陕西省杨凌区孟家寨村的中低肥力田 块 , 该地处于暖温带半湿润气候区 , 年降水量为 550～650 mm , 且多集中在 7 、8 、9 三个月份 。供
收稿日期 : 2005 - 03 - 03 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (30370822) ; 农业部 948 引进项目 : 养分资源综合管理技术引进 。 作者简介 : 赵营 (1979 - ) , 男 , 河南项城人 , 硕士研究生 , 主 要从事植物营养与施肥研究 。 3 为通讯作者 。
氮肥利用率 ( %) = (施氮区吸氮量 - 不施氮 区吸氮量) / 施氮量 ×100
氮表观损失 = 氮肥输入 + 土壤初始无机氮 (作物吸收 + 土壤残留无机氮)
氮肥表观残留率 ( %) = (施氮区残留量 - 不 施氮区残留量) / 施氮量 ×100
氮肥表观损失率 ( %) = 100 - 氮肥利用率 氮肥的表观残留率
近几年来 , 随着化肥投入量的增加 , 出现了化 肥利用率及产出下降的现象 。从 1989 年到 2002 年 的 13 年间 , 我国的化肥用量增加了 84 % , 而粮食 产量只增加了 12 %[1] ; 我国水稻和小麦等禾谷类 作物的氮肥利用率只有 28 %～41 % , 大部分氮素 以不同途径损失掉了[2] 。未被作物吸收利用而残留 在土壤中的肥料氮 , 易随降水和灌溉水淋溶到土壤 深层或随径流进入地表水 , 从而污染地下和地表 水[3 , 4] ; 或经氨挥发 、硝化 - 反硝化作用以气体形 态进入大气 , 污染大气环境[5 , 6] 。夏玉米是陕西省 关中地区主要粮食作物 , 在农业生产中占重要的经 济地位 。在施肥上存在氮肥过量或不合理施肥[7] , 64 %以上农户的玉米当季施氮量在 270 kg/ hm2 左 右 , 大多数为一次施用 , 造成肥料利用率很低 , 施 肥成本高 、经济效益下降 。本文通过田间试验进行 了不同施氮量对夏玉米产量 、氮肥利用率及土壤 作物体系中氮素平衡影响的研究 , 以期为该地区科 学施肥和增产提供依据 。
2216
N250 6454a ±201 6790a ±27 14616a ±213
1219
N375 6435a ±43 6839a ±40 14818a ±519
912
注 : ±为标准差 , 同一列数据不同字母代表差异达 5 %显著水平 ,
下同 。
* —N0 ▲—N125 ■—N250 ◆—N375 图 1 不同施氮量对夏玉米地上生物量 (a) 和吸氮量 (b) 累积动态的影响
从表 2 可以看出 , 夏玉米全生育期土壤氮素的矿化
量 (11118 kg/ hm2) 与播前残留的硝态氮量之和达
174 kg/ hm2 , 土壤自身供氮量就可以满足该产量水
平下作物对氮素的需求 , 这也进一步解释了增施氮
不增产的原因 。玉米收获后氮平衡计算结果表明 ,
随着施氮量的增加 , 氮素的表观损失量增加 。各施
肥利用率及土壤硝态氮残留量等因素 , 夏玉米氮肥
季用量应控制在 125 kg/ hm2 以内 。
表 3 夏玉米生育期的氮肥表观去向 ( %)
处理
N125
N250
N375
氮肥表观利用率
2216
1219
912
氮肥表观残留率
4913
6413
3714