黃土高原旱地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)N素循環(huán)及其環(huán)境效應(yīng)研究.pdf

1、黃土高原旱地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)N素循環(huán)及其環(huán)境效應(yīng)研究摘要本文對1984年建立的黃土高原早地長期肥料定位試驗2004年到2007年試驗資料進(jìn)行總結(jié)分析，闡明了該區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氮素的來源、去向、數(shù)量特征及其對環(huán)境的影響，為黃土區(qū)早地今后合理施肥，提高利用率，減少環(huán)境污染提供科學(xué)的依據(jù)。結(jié)果表明，該區(qū)糧食產(chǎn)量受降水量波動影響顯著，單施P肥在干早年份增產(chǎn)，豐水年減產(chǎn)單施N肥兩年平均產(chǎn)量1916.7kgl助2，增產(chǎn)顯著:NP、NPM配施的小麥抗逆能

2、力增強(qiáng)，兩年平均達(dá)400k幼u(yù)nZ以上。中等施磷水平，N肥用量和小麥產(chǎn)量的關(guān)系為:y一0.1抖2x2科.o39x1793.3.合理施用化肥不但增產(chǎn)幅度大，還在一定程度上增加了小麥中N濃度。單施N肥氮素利用率低、且波動幅度大(7.7%~13.8%)施有機(jī)肥的利用率為26.6%~36.0%，而NP的肥料利用率為57.8%，高于當(dāng)前的觀點35%~40%。施化肥明顯改變了耕層土壤養(yǎng)分的含量，也影響了養(yǎng)分在土壤剖面的分布。長期施用化肥不會導(dǎo)致耕層

3、土壤有機(jī)質(zhì)下降耕層土壤磷素累積明顯，全磷增加了8.3%~452%，施肥對40cm以下磷素變化影響較小有機(jī)肥和氮磷肥培肥效果顯著，NPM處理比CK的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮分別增加了69.0%、57.5%、73.1%。氨揮發(fā)損失是該區(qū)土壤氮素?fù)p失的重要途徑之一，施肥后第5~10天進(jìn)入揮發(fā)最嚴(yán)重的時期，速率維持在0.471~0.523m吵mZ，巧天后趨于穩(wěn)定。施有機(jī)肥的揮發(fā)速率與cK變化不大。單施N肥的揮發(fā)量最大為30.0Ikg加產(chǎn)，損失率

4、達(dá)25.05%化肥的施入對有機(jī)肥的揮發(fā)有激發(fā)效應(yīng)，NPM的揮發(fā)總量比單施N肥減少了34.31%，但比NP配施增加T4553%。氮肥施入土壤當(dāng)天氧化亞氮排放通量高達(dá)283.gugmZhour，最高通量出現(xiàn)在第5天，達(dá)372.3ugmZhour，13天后穩(wěn)定(降低至15.ougmZhour左右):施NP、NPM的變化趨勢與單施N肥一致，但一直小于單施N。對N20排放損失量估計，不施肥全年損失0.48kg靦2，單M的氮素?fù)p失率僅為0.02%，

5、施N、NP、NPM、0.65%、0.52%、030%。施NP、NPM和N在Zocm土層以下硝酸鹽含量增加，表現(xiàn)出向更深的土層淋失的趨勢，有引起環(huán)境問題的潛在危險性。施肥是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素的主要輸入方式，干、濕沉降年輸入N量在123kgN靦2和0.2k幼加2小麥種子輸入N量為3.7kghmZ根茬殘留量在1.Zk幼nZ一5.9kg靦2。在早地每年施N量為120k酬靦12，受最小因子P的影響，作物不能正常生長，氮素的損失高達(dá)104.5k幼助2

6、而配施NP的氮肥損失率減少到381%單施N和NP處理的氮肥損失以硝酸鹽淋溶為主。NPM產(chǎn)量穩(wěn)定在400ok幼如2左右，產(chǎn)量受年際間降水影響波動RESEARCHONNITROGENRECYCLEANDITSEFFECTONENVIRONMENTINDRYLANDOFLOESSPLATEAUABSTRACTCroPyiel氏N鄺cycleanditsenvlronmentefectintheyear2004to2007，b吸don20yea

7、rs10ng.ter’mfertihzatinnexPerimentwithfixedsiteoncont1nuouswheatwascarledoutinHeiLusoilinNorthChin禮wereanalyZed.ItiDdicatedtheamountofNsources，goes助ditse月免ctonenvlro功meni，inuldertoProvidethe邪ientificProfforNferti1iZerhat

8、ableusedandferti1itythesoilindry1andfan刀landecosystcm.Theresultsshowthat外eldsv州eswiththe釁cipitation，T五eefectofapP1yingNchemicalfertili玻on外eldsisincreasedsignificantly，butwhlleaPP項ngPchemicalferii1izerisonthecontr出下.Inthe

9、droughtyears，theyieldswereincreased.T五eabilityofdrought.figlltand喇胡針y.diminishedlncreasedsignlficantlywhlleaPPlyingNP，NPMandM，theyie1dscouldbemaintalnedal為ve400()kg靦:2ThecombinationofNandPisane價ctivewaysto訪creas比喃eatyiel

10、ds，此汕eatyieldsincreasedls.7%~220.8%，therelationbetween山e戶eldsandtheamountofPrertil止er卿lyingisy=一0.1242矛4403奴1793.3.Notoulywheat外elds，butalsoNcontentinwheatandNUE、vasinereased，whilethe丘找11讓erusereasonable.TbeNUEislow，aPP1

11、yingNferti1iZer，butwhi1eaPP1yingMandNPMtreatmentcanreach36.0%陰d26.6%，丁beNUEofNPtrea丈mentis57.8%，ishighert加ntheconventionaipoint(35%~40%).R力tlonal嘆ofchemlcalfertilzernotoulylncrea，川w】leat戶dd，butalsoNcontentin場怔attosomeext

12、ellt，butthecombinati0nofNandPhadamorePrOnouncedefect.ThecomblnatlonofN，PandManurec陰川“easeseednutrientcontentandimProve1刀entgrainquality，thesoilo花anlcmatter，totalN，totalP，availableN，availablePandavailablepotassiumincrease

13、d帥69.0%，57.5%，54.8%，73.1%，8305%朋dllg.1%，resPectivelv.ltindicatedthatapP1yingmanurecanincreasesoilfertility.AmmoniavolatiliZat1onisoneoftheimptantwaysofNfossesindry一land.LOess.Inthesth10thda鄧，aznmoniavolatilizationreacnth