长期施肥对红壤旱地剖面硝态氮累积的影响.docx

1、态氮含量进行了研究，为有效控制氮素淋溶损失,优化农业面源污染的管理与控制提供科学依据。1材料与方法1.1试验地概况及试验设计研究在中国农业科学院红壤实验站(北纬2645，12”，东经111。52，32)内的国家红壤旱地肥力与肥料效益监测基地进行，供试土壤为第四纪红土发育的旱地红壤。海拔高度120m左右，年平均温度18.0幻，年均降雨1296mm,年蒸发量1470mm，无霜期292d。国家红壤旱地肥力与肥料效益监测试验开始于1990年，共设12个处理，两次重复。小区面积200n?,各小区之间用100cm深水泥境隔开，无灌溉设施，不灌水，实行冬小麦-夏玉米轮作。研究选取了(1)对照不施肥(CK)；

2、(2)氮磷(NP)；(3)氮钾(NK);(4)氮磷钾(NPK);(5)常量氮磷钾+常量有长期施肥对红壤旱地剖面硝态氮累积的影响黄晶，2,王伯仁，2,刘宏斌I,秦琳1,2(L中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081；2.祁阳农田生态系统国家野外试验站，湖南祁阳426182)摘要:研究了长达18a长期不同施肥处理下红壤早地剖面中NO3-N分布和累积的特征。结果表明:施用化肥的处理中，磷肥和有机肥料的施用能显著降低NO3-N在0100cm土体中的积累(P0.05);不同施肥处理(除氮钾处理)，均在40-60cm之间形成NO3-N累积层，氮钾配施的旱地土壤2040cm层中NO3-N峰值

3、最高达70.72mg/kg;各施肥处理NO3-N残留率在0.69%8.31%之间，有机肥的施用能显著降低NOf-N在0-100cm土体中的残留(P0.05)。关键词:红壤旱地;长期施肥；硝态氮中图分类号:S153.6文献标识码:A文章编号:1006-060X(2010)01-0060-03EffectsofLong-termFertilizationonAccumulationofNCV-NinProfileofRedSoilDryLandHUANGJing%WANGBo-ren1,LIUHong-bin1,QINLin1*2(/.InstituteofAgriculturalResource

4、sandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,PRC;2.NationalObservationandResearchStationofFarmlandEcosysteminQiyang,Qiyang426182,PRC)Abstract：EffectsofLong-term(18years)differentfertilizationondistributionandaccumulationofNO3-Ninprofileofredsoildrylandwerestudied.Theresult

5、sshowedthattheapplicationsoforganicfertilizerandphosphatefertilizercouldreducetheaccumulationofNO3-Ninthe0to100cmsoillayerssignificantly(P0.05);theNO3_-N,whichunderdifferentfertilizertreatments(exceptthetreatmentsofnitrogenandkalium),couldbeaccumulatedin40to60cmsoillayers,andthehighestpeakvalueofN03

6、-Nreached70.72mg/kgin20to40cmsoillayersofdrylandwithcombinedapplicationofnitrogenfertilizerandkaliumfertilizer;theresidualratioofN03-Ninsoilunderdifferentfertilizationtreatmentswasfrom0.69%to8.31%;theapplicationoforganicmanurecouldreducetheresidueofNO3-Ninthe0to100cmsoilsignificandy(P0.05).Keywords：

7、redsoildryland;long-termfertilization;NC-N中国是世界上最大的氮肥消耗国，但氮肥的利用率仅为30%40%叫关于土壤氮素的淋失，从不同施肥状况、肥料种类、土壤性质、耕作方式、作物种类和种植方式等因素对农田氮素淋溶损失的影响都有研究,特别是对土壤NOJ-N淋失研究相对较多I小。中国南方大面积分布的红壤具有酸性强、养分含量低等特点,同时由于其地处热带、亚热带,降雨量大且分布不匀,土壤持水保肥性能较差，营养元素易遭淋失叫南方是我国粮食作物的主产区，且肥料的投入量逐年增加，因此，开展肥料合理施用和提高肥料利用率的研究极为必要。对南方丘陵区红壤旱地18a长期试验不同

8、施肥处理土壤剖面硝收稿日期:2009-11-21基金项目：国家973项目(2005CB121UH)；“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD05B09)作者简介：黄晶(1983-),男，湖南汨罗市人,助理研究员，硕士，从事红壤旱地肥力与肥料效益研究。通讯作者:刘宏斌20408070800?NPNPK15NPKM100CKO图1不同施肥处理剖面no3-n分布机肥(NPKM)；(6)增量50%氮磷钾+增量50%有机肥(1.5NPKM)；(7)m荒(CKO)7个处理进行测定。冬小麦和夏玉米的肥料用量分别占施肥总量的30%和70%,在作物播种前做基肥一次施入。各处理的施肥量见表1,在施用有机肥料处理

9、中，有机氮占70%,化肥氮占30%,有机肥料为猪粪。表1不同处理施肥量设置(kg/hm2)处理尿素过磷酸钙氯化钾猪粪CK0000NP65199900NK6510199.50NPK651999199.50NPKM195999199.5417001.5NPKM292.5114930062550CKO00001.2测定项目及方法2008年9月6日，每小区按020、2040、4060、6080和80100cm分5个层次采集土样,新鲜土样采回后分2份，一份用烘干法测定土壤含水量,另一份用蒸僧水浸提-酚二磺酸比色法测定硝态氮含量。1.3数据分析试验数据采用EXCEL和SPSS13.0进行数据统计分析及作图

10、。2结果与分析2.1不同施肥处理硝态氮累积量不同施肥处理下，由于土壤本身的矿化作用，土体中会存有少量的NCV-NM。由不同处理0100cm土体中NCV-N累积量可见(表2),在CK、CKO处理中,0100cm土体中分别累积约43.26kg/hm2和16.62kg/hn?的NO3-N,可见在不施肥的情况表2不同施肥处理下硝态氮累积(kg/hm?)前面深度(cm)0-2020-4040-6060-8080-1000-100CK3.574.4815.128.9911.0943.26NP26.6336.2759.5252.4052.65227.48NK27.99175.4105.0489.7994.0

11、0492.21NPK30.8824.4233.5933.8330.87153.58NPKM23.2623.8230.95162221.27115.521.5NPKM14.8223.125.5318.0717.6699.18CKO2.545.368.510.21016.62下，连续耕作能增加土体中NCV-N累积量。其他施肥处理，随着不同肥料的施用,各处理0100cm土体中NON累积量发生了显著变化。NP和NPK的土体中NCV-N累积量分别比CK增加了184.22和110.32kg/hm2,NK的土体中NO3-N累积量达到了492.21kgAim2,累积量是CK的11.38倍。硝态氮累积量与氮肥施

12、用量直接相关2刊。与不施肥处理(CK)相比，长期施用化肥的各处理均能显著增加土体中N(V-N累积量(P0.05)o长期不平衡施用化肥处理(NP和NK)和氮磷钾配施(NPK)相比，其土体中NOJ-N累积量相对较高，尤其是是氮钾配施(NK),其土体中NOJ-N累积量极显著高于其他各处理(P0.01)o在南方红壤旱地,磷素通常为养分限制因子，磷肥的施用能显著降低土体中NOJ-N累积量，这可能是因为磷肥能增加作物根系的吸收范围从而降低土壤硝酸盐凹。NPKM、1.5NPKM与NPK相比，土体中NO3N累积量显著降低(P0.05),这与文献同报道一致。1.5NPKM处理没有引起土体中NCV-N累积量增加，

13、有机肥料施用能够减少土体中NO-N积累，但有机肥料也有一个适宜用量问题。据研究表明，即使是同一地区同一利用方式的土壤,因管理模式的不同也存在着不同的有机肥适宜施用量2.2不同施肥处理硝态氮在土壤剖面中的分布：不同施肥处理的NCV-N含量在0100cm体各层次间存在较大差异，由图1可以看出，各处理土壤硝态氮在各土层分布体现出一定的规律性。N(V-N含量(mg/kg)1020304050从垂直分布来看，不施肥处理(CK)和摆荒处理(CK0)的土壤硝态氮浓度随深度的增加呈降低趋势，但在4060cm土层出现累积峰,60-100cm层形成了明显的低值区域,CK处理的NO3-N含量变化范围在3.314.0

14、8mg/kg之间，CKO处理的NO-N含量已接近于0。各施肥处理在土壤剖面的各层次的NCV-N含量均显著高于CK(P0.05)o020cm表层土壤中，长期施用有机肥的两个处理NPKM和1.5NPKM,NO3N含量比长期施用化肥的NP、NK、NPK3个处理要低,且1.5NPKM处理的NOf-N含量显著低于其余各施用化肥的处理。各施肥处理随着土层深度的增加,NO3N含量有上升趋势，NP、NPK、NPKM和1.5NPKM处理均在40-60cm土层出现累积峰，峰值分别为22.55、13.43J1.81和10.46mg/kg,NK处理在2040cm土层出现累积峰，峰值高达70.72mg/kg,可见磷肥的

15、施用能显著降低这一土层土壤NO-N含量。相比于NP、NK处理,NPK和NPK配施有机肥处理在2060cm土层中能显著降低NQ-N的累积。6。100cm土层中，各处理的N()3-N含量开始呈下降趋势,NP、NK、NPK3个处理的NCV-N含量有所降低，但未见显著差异。施用有机肥的处理NPKM和1.5NPKM的NO3-N含量在60100cm土层中显著下降(P0.05)o可见，施用化肥的各个处理,NPK配施能够有效的降低土壤NO3N在060cm土层中的积累，但不能阻止土壤NO3-N往更深层次土体的运移。而有机肥的施用，在0100cm土层中,不仅能降低剖面中NO3-N含量，而且能够有效的阻止NO3N往

16、深层土壤的运移。总体来看,长期不同施肥处理后，除NK处理外,其余各处理各土层的硝态氮含量均较低，均小于30mg/kg,对土壤环境和地下水环境威胁不大啊。23不同施肥处理下硝态氮的残留率表3为各不同施肥处理的硝态氮残留率，计算公式为:残留率(%)=(A-B)/CxlOO公式中:A表示某土层施肥处理NO3N累积量;B表示某土层不施肥处理NO3-N累积量;C表示1990年试验开始后总的施氮量。表3不同施肥处理NOf-N残留率(%)剖面深度(cm)处理02020-4040-6060-8080-1000-100NP0.430.590.820.80.773.41NK0.453.171.671.51.548

17、31NPK.0.510.370.340.460.372.04NPKM0.360.360.290.130.191.341.5NPKM0.140.230.130.110.080.69连续18a不同施肥处理后，各处理间0100cm土层中NO3-N残留率发生显著变化。NK处理,被淋洗到0-100cm土层的硝态氮占其历年累积施氮量的8.31%,显著高于其余各施肥处理(P0.05)o与NK处理相比,NP、NPK配施显著降低了0-100cm土层中NO3N残留率。同时，施用有机肥的NPKM和1.5NPKM处理在0100cm土层中NO3-N残留率仅为1.34%和0.69%。各处理在0-100cm剖面各层次之间的

18、NOf-N残留率未呈现很明显的规律性。据前人对我国旱作生产中氮肥的损失程度的粗略估计，其值可能在45%左右回。据此推算，本试验各处理0-100cm土层中NCV-N淋溶损失占氮素损失的1.53%18.48%,与前人司的研究结果相比偏低。这可能是因为本研究只对0100cm土层中NO3-N进行测定,100cm以下的土层有没有NO3-N的累积层,还有待进一步研究。3结论(1) 南方红壤旱地，在不施肥的情况下，连续耕作能增加土体中NCV-N累积量。磷肥的施用能显著降低0-100cm土体中N(V-N累积量，在施用化肥的基础上配合施用有机肥，也能够降低0100cm土体中NCV-N累积量。(2) 肥料的施用对

19、土壤NCV-N垂直分布特征的影响较大，各施肥处理随着土层深度的增加,N(V-N含量有增加趋势。20cm以下各土层，均以NK处理的NCK-N含量为最高，峰值高达70.72mggoNPK配施能够有效的降低土壤NO3N在06Qcm土层中的积累，但不能阻止土壤NO3-N往60cm以下土层的运移;而有机肥的施用，不仅能降低剖面中NCV-N含量，并能够有效的阻止NCV-N往深层土壤的运移。(3) 由本试验看出,长期不同施肥处理后，各处理。100cm土体中NO3-N残留率发生显著变化,粗略估算各处理0-100cm土层中N(V-N淋溶损失占氮素损失的1.53%18.48%。因本试验只对0100cm土层中NCV

20、-N进行测定，长期不同施肥处理对100cm以下的土层中NCV-N的影响还有待进一步研究。参考文献：1 朱兆良，文启孝.中国土壤氮素M.南京:江苏科学技术出版社，1992.213-249.2 左海军，张奇,徐立刚.农田氮素淋溶损失影响因素及防治对策研究J.环境污染与防治,2008,30(12):83-89.3 昊建富，张美良,刘经荣，等不同肥料结构对红壤稻田氮素迁移的影响J.植物营养与肥料学报,2001,7(4):368-373.4 杨生茂，李凤民,索东让，等.长期施肥对绿洲农田土壤生产力及土壤硝态氮积累的影响切.中国农业科学,2005,38(10)：2043-2052.5 樊军,郝明德，党廷辉

21、.旱地长期定位施肥对土壤剖面硝态(下转第65页)图2吉庆镇吉庆村不同施N水平二次回归曲线m2；吉庆镇吉庆村最大施N量为17.42kg/667m2,产量561.9kg/667m2,最佳施N量为12.48kg/667rr?,产量553.0kg/667m2o3初步结论(1) 氮作为农作物的三大营养元素之一必不可少，施用氮肥均对玉米有显著的增产作用。有机肥对产量贡献幅度达6.1%12.0%o(2) 施用有机肥1000kg/667rr?、磷肥(P2O5)6kg/667n?、钾肥(K2O)7kg/667n?,玉米产量随着用氮量的增加逐渐递增，但产量增幅逐步减小，当667n?施N量为20kg/667m?时,

22、均达最大值。(3) 两地种植玉米，坐石镇坐石村最大施N量18.72kg/667rr?,产量611.1kg/667最佳施N量15.52kg/667n?,产量606.2kg/667m2;吉庆镇吉庆村最大施N量17.42kg/667m2,产量56L9kg/667nA最佳施N量12.48kg/667n?,产量553.0kg/667m2o.参考文献：(1 谢卫国，黄铁平.测土配方施肥理论与实践网.长沙:湖南科学技术出版社,2006.(2 王强，姜丽娜,付建荣，等.氮素形态、用量及施用时期对小青菜产最和硝酸盐含量的影响(皿植物营养与肥料学报,2008,(1):130-135.3邓若磊，张树华,郭程瑾，等,

23、春季施氮方式对小麦粒灌浆的调控及生理机制的影响J.植物营养与肥料学报,2008,14(1)：5-12.|4)咎如坤.土壤农业化学分析方法M.南京:河海大学出版社，2000年.5LehmannJ,stelichC.Below-groundinteractionindrylandagroforestry(J.ForEcolMang,1998,111:159-163.(责任编辑：石君)(上接第62页)氮分布与累积的影响J.土壤与环境，20()0,9(1):23-26.6J王晓英，贺明荣,刘永环，等.水氮耦合对冬小麦氮肥吸收及土壤硝态徵残留淋溶的影响J.生态学报,2008,28(2)：685-694.7J严浩.孙波,施建平，等.红壤旱地氮素的剖面