河南省北部农区大气氮和硫沉降特征 被引量：1

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作者 骆晓声 寇长林 郭战玲 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期136-141,共6页

人为活动导致大气氮和硫沉降的增加及其随后产生的诸多不良生态效应。定量农田大气氮和硫沉降输入可以为农田氮硫的养分管理提供参考依据。近年来,国家大气清洁行动对大气活性氮和硫的排放产生了较大影响,然而关于华北农区氮和硫的综合... 人为活动导致大气氮和硫沉降的增加及其随后产生的诸多不良生态效应。定量农田大气氮和硫沉降输入可以为农田氮硫的养分管理提供参考依据。近年来,国家大气清洁行动对大气活性氮和硫的排放产生了较大影响,然而关于华北农区氮和硫的综合沉降研究并不多见。该研究在河南省北部农区采集大气NH_(3)、NO_(2)和SO_(2)浓度,研究大气PM_(2.5)中PNO_(3)^(-)、PNH_(4)^(+)和PSO_(4)^(2-)浓度的季节变异,定量大气氮和硫干沉降量。采集大气降雨获得大气氮和硫湿沉降量。结果表明:2020年试验点大气NH_(3)、NO_(2)和SO_(2)月平均浓度分别为13.9μg/m^(3)(以N计,下同)、10.38μg/m^(3)和4.1μg/m^(3)(以S计,下同)。大气PM_(2.5)浓度61.3~110.8μg/m^(3),秋冬季PM_(2.5)浓度较高,夏季较低。PNO_(3)^(-)、PNH_(4)^(+)和PSO_(4)^(2-)3种无机离子总和在4个季节中占PM_(2.5)的比例分别为15.0%、37.0%、29.8%和37.0%。PNO_(3)^(-)在秋冬季PM_(2.5)中的比重最大。大气硝态氮、铵态氮和硫的年湿沉降量分别为11.5、8.07和14.36 kg/hm^(2)。大气氮和硫年干沉降量分别为21.39 kg/hm^(2)和6.15kg/hm^(2)。大气硫年沉降量低于小麦和玉米硫的养分吸收量,显示施用硫肥可能对作物具有增产效果。 展开更多

关键词 氮沉降 硫沉降 PM_(2.5) 大气质量 养分

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豫东沙土农区杨树-农作物复合生态系统中温室气体排放的研究 被引量：1

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作者 张香凝 史福刚 +3 位作者 李太魁 郭战玲 张玉亭 寇长林 《江西农业学报》 CAS 2024年第7期62-68,共7页

为了探讨农林复合系统农田土壤温室气体排放的贡献率,在豫东沙区杨树—农作物复合生态系统中选取了2种典型的防护林网密度——大网格BT(防护林间距1000 m×1000 m)、小网格ST(防护林间距200 m×200 m),并用周边5~10年生的人工... 为了探讨农林复合系统农田土壤温室气体排放的贡献率,在豫东沙区杨树—农作物复合生态系统中选取了2种典型的防护林网密度——大网格BT(防护林间距1000 m×1000 m)、小网格ST(防护林间距200 m×200 m),并用周边5~10年生的人工纯林地作对照,采用静态箱—气相色谱法对不同防护林网密度的杨树—农作物复合生态系统中土壤温室气体(CO_(2)、N_(2)O、CH_(4))季节排放通量进行田间原位测定。结果表明:豫东农区农田土壤是CO_(2)、N_(2)O的排放源、CH_(4)的吸收汇。不同农林复合模式对土壤温室气体的排放或吸收的强度都有不同的特征,大网格、小网格、林地土壤CO_(2)日排放通量均在7月达到最大值,分别为1163.17、1005.91、923.53 mg/(m^(2)·h);大网格的土壤N_(2)O日排放通量在7月达到最大值,小网格和林地则在8月达到最大值,土壤N_(2)O排放通量为4.29~313.28μg/(m^(2)·h);3种模式下土壤CH_(4)的吸收峰值均在7月达到最大值,其中大网格的吸收峰值最大,为4.41 mg/(m^(2)·h)。不同农林复合经营模式通过影响土壤、空气温度和湿度等来影响农田土壤温室气体排放,其中增温干燥强化了土壤CO_(2)和N_(2)O排放源的特征,但同时也增加了土壤作为大气CH_(4)吸收汇的功能,大网格、小网格、林地的全球增温潜势(GWP)分别为1.50×10^(5)、1.03×10^(5)、0.885×10^(5)kg C/hm^(2),单位面积GWP值以林地的最小、大网格的最大。总的来看,适当增加防护林网密度有利于减少农林系统的增温潜能。 展开更多

关键词 农林复合经营 温室气体排放 农田防护林网 增温潜势

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砂姜黑土麦玉轮作不同施氮量下土壤矿质氮运移规律及分布特征

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作者 吕金岭 高燕哺 +2 位作者 骆晓声 郭战玲 李太魁 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第4期990-999,共10页

砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤,由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙,砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此,本研究设置CK(无氮磷钾肥)、TR(传统高氮)、OPT(优化施氮)和ZOPT(再优化施氮)4个处理,采用剖面取样和... 砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤,由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙,砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此,本研究设置CK(无氮磷钾肥)、TR(传统高氮)、OPT(优化施氮)和ZOPT(再优化施氮)4个处理,采用剖面取样和同位素示踪方法,探究砂姜黑土麦玉轮作氮素运移规律及作物吸收利用率。结果显示,长期施肥条件下,砂姜黑土NO_(3)^(-)-N残留量主要集中在0~20 cm土层,其次为50~60 cm土层,120 cm以下NO_(3)^(-)-N残留量低且变化不显著;从3季取样来看,不同施氮处理NO_(3)^(-)-N残留量主要在0~20 cm和40~60 cm层,20~40 cm层最低。其中第1季(玉米季)不同处理当季^(15)N残留量主要集中在0~20 cm土层,其余土层较低;第2季(小麦季)0~20 cm土层^(15)N残留量增加显著,其余土层增幅较小;第3季(玉米季)由于极端降雨的影响,0~20 cm土层^(15)N占比下降,^(15)N残留量占比由第2季的71.0%~83.0%降低至52.3%~56.5%,20~60 cm土层^(15)N残留量增幅明显,80~100 cm土层有小幅上升。各处理三季作物产量无显著差异(P>0.05),而^(15)N利用效率表现为ZOPT>OPT>TR,说明190 kg·hm^(-2)施氮量可满足砂姜黑土当季麦玉轮作氮素需求。除此之外,不同处理3季平均氮素损失在31.8%~36.4%之间,其中TR处理最高,ZOPT处理最低。研究表明,砂姜黑土常规气象条件下化肥氮主要以作物吸收和土壤残留为主,而极端降雨条件下,化肥氮主要以环境损失为主,淋溶不是当季化肥氮的主要损失途径。 展开更多

关键词 砂姜黑土 氮素运移 极端降雨 ^(15)N标记 麦玉轮作

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有机替代对砂姜黑土小麦季温室气体排放及净增温潜势的影响

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作者 吕金岭 李太魁 +4 位作者 骆晓声 乔璐 纪朝凤 肖强 张辉 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1289-1300,共12页

有机替代增碳固汇潜力较高,然而土壤类型和气候特点对有机替代固碳降温效果影响较大,对兼顾典型土壤区作物产量和减排效果的适宜有机替代比例还缺乏针对性研究。基于此,本文以砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、优化施氮(OPT)及不同有... 有机替代增碳固汇潜力较高,然而土壤类型和气候特点对有机替代固碳降温效果影响较大,对兼顾典型土壤区作物产量和减排效果的适宜有机替代比例还缺乏针对性研究。基于此,本文以砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、优化施氮(OPT)及不同有机(鸡粪)替代(1/4M、1/2M、3/4M和M)6个处理,开展两年土壤增汇试验,并在第2年监测小麦季两次施肥期温室气体(GHGs)排放。结果显示,砂姜黑土农田土壤有机碳随着有机替代比例的升高呈显著增加趋势,但年均固碳率(SOCSR)的增加幅度有所下降;关键温室气体N_(2)O的累积排放量随着有机替代量的增加呈先增加后减少的趋势,尤其1/4M处理N_(2)O的累积排放量最高,其次为OPT和1/2M处理,而CK和M处理的N_(2)O累积排放量最低;CH_(4)累积排放量除1/4M处理最低和OPT处理最高外,其余处理差异不显著,且整体不高。综合N_(2)O、CH_(4)和SOCSR,发现高量有机替代(M)的农田净增温潜势(Net-GWP)为-5097.6kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),显著低于其他处理,其次为3/4M和1/2M处理,分别为-3523.1和-2541.7 kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),而OPT和1/4M处理的Net-GWP相对较高,分别为-879.1和-501.1 kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),显著高于其他处理(CK除外),Net-GWP随着有机肥从无到全量替代呈先增加后降低的趋势。此外,小麦基肥期N_(2)O排放和CH_(4)吸收量显著高于追肥期,其中基肥期N_(2)O排放占总排放量的58.1%~66.7%,基肥期CH_(4)吸收占总吸收量的55.3%~60.0%。不同有机替代处理中1/2M处理小麦产量最高,其次为1/4M处理,再次为3/4M和OPT处理,而全替代(M)和CK的产量最低。折中小麦产量和Net-GWP,本研究认为50%鸡粪替代短期施用既可以维持砂姜黑土小麦产量,也可实现较明显的固碳减排效果,是砂姜黑土麦田综合经济和生态效益的最佳替代比例。 展开更多

关键词 有机替代 温室气体 土壤固碳效率 砂姜黑土 田间增温潜势 产量效益

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覆盖与间作对丹江口库区坡地茶园氮磷流失和土壤环境的影响 被引量：23

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作者 李太魁 张香凝 +3 位作者 郭战玲 寇长林 吕金岭 杨小林 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期543-549,共7页

为探明丹江口库区坡地低龄茶园养分流失特征,通过田间实地监测,设计间作三叶草、秸秆覆盖和对照3个处理,研究了自然降雨条件下不同措施对氮磷养分径流流失的影响。结果表明,对地表径流量、土壤侵蚀量的控制效果均为秸秆覆盖>间作三叶... 为探明丹江口库区坡地低龄茶园养分流失特征,通过田间实地监测,设计间作三叶草、秸秆覆盖和对照3个处理,研究了自然降雨条件下不同措施对氮磷养分径流流失的影响。结果表明,对地表径流量、土壤侵蚀量的控制效果均为秸秆覆盖>间作三叶草>对照,秸秆覆盖、间作三叶草的径流量比对照分别减少了45.87%、38.55%;泥沙量比对照分别减少了45.18%、32.94%。对不同处理方式茶园地表径流水体氮素形态特征分析表明,可溶性氮素占总氮的比例较高,占到64.16%-80.85%,可溶性氮素以硝态氮为主,铵态氮所占比重较低。磷素流失以颗粒态为主,占到62.10%-64.80%;对地表径流中氮、磷流失量的控制效果均为秸秆覆盖>间作三叶草>对照,间作三叶草和秸秆覆盖的总氮流失量分别比对照减少了59.28%、62.31%,总磷流失量分别比对照减少了51.82%、63.25%;间作三叶草和秸秆覆盖对茶园土壤温度、水分供应调控效果表现为:在不同时期均提高了表层土壤(0-20 cm)含水量,降低了土壤温度的变化幅度,具有升温时降温和降温时升温保温的动态调控作用。以上结果说明,秸秆覆盖和间作三叶草是两种切实有效和值得在丹江口库区大力推广的种植模式。 展开更多

关键词 丹江口库区 坡耕地 茶园 氮磷流失 秸秆覆盖 间作三叶草

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水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的影响 被引量：3

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作者 高翠民 杨永辉 +4 位作者 韩伟锋 何方 毛家伟 潘晓莹 武继承 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期885-893,共9页

为探究水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的效应,于2019—2021年开展了连续2年小麦田间试验,设置2个施氮水平210(N1)和240(N_(2))kg·hm^(-2),4个灌水处理W1(不灌水)、W2(每次30 mm)、W_(3)(每次45 mm)、W_(4)(每次60 mm),分... 为探究水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的效应,于2019—2021年开展了连续2年小麦田间试验,设置2个施氮水平210(N1)和240(N_(2))kg·hm^(-2),4个灌水处理W1(不灌水)、W2(每次30 mm)、W_(3)(每次45 mm)、W_(4)(每次60 mm),分析不同处理小麦产量及水氮利用率相关指标。结果表明,2019—2021年,施氮量和灌水量对冬小麦抽穗期、扬花期和灌浆期叶片净光合速率的影响为极显著(P<0.01)或显著(P<0.05),且三个生育时期均以N_(2)W_(4)处理最高,与N1W_(4)和N_(2)W_(3)处理间没有显著差异;三个生育时期的土壤铵态氮和硝态氮含量均以N_(2)W_(3)、N1W_(4)或N_(2)W_(4)处理最低。小麦越冬期、灌浆期和成熟期土壤铵态氮与产量和氮肥偏生产力(NPFP)均呈显著或极显著负相关;抽穗期、灌浆期和成熟期土壤硝态氮与产量和NPFP均呈显著或极显著负相关。2个年度,水氮运筹较对照显著提高了冬小麦的产量和水氮利用效率,产量增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~68.3%,水分利用效率(WUE)增幅分别为8.0%~15.7%和10.1%~16.4%,NPFP增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~65.5%;冬小麦产量和WUE均以N_(2)W_(4)处理最高,N_(2)W_(3)处理次之,两者间没有显著性差异;但N_(2)W_(3)处理的水分利用效率均显著高于N_(2)W_(4)处理。综上,在本试验条件下,施氮量240 kg·hm^(-2)、每次灌水45 mm(N_(2)W_(3))为该地区滴灌冬小麦最佳水氮运筹组合,可以实现保障产量和提高水氮利用效率的目标。 展开更多

关键词 冬小麦 滴灌水肥一体化 水氮运筹 产量 水分利用效率 氮肥偏生产力

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聚脲甲醛缓释肥减量深施对小麦和玉米产量及氮肥吸收率的影响 被引量：1

7

作者 吕金岭 尤克 +2 位作者 何斌 寇长林 李太魁 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期96-103,共8页

为了探究聚脲甲醛缓释肥(PF)减量深耕对小麦和玉米作物产量、氮肥利用效率以及矿质养分迁移的影响,设置对照(CK)、尿素+旋耕(OPTX)、尿素+深耕(OPTS)、PF+旋耕(PFX)和PF+深耕(PFS)5个处理,在豫南砂姜黑土小麦、玉米农田开展大区试验。... 为了探究聚脲甲醛缓释肥(PF)减量深耕对小麦和玉米作物产量、氮肥利用效率以及矿质养分迁移的影响,设置对照(CK)、尿素+旋耕(OPTX)、尿素+深耕(OPTS)、PF+旋耕(PFX)和PF+深耕(PFS)5个处理,在豫南砂姜黑土小麦、玉米农田开展大区试验。结果表明,对比传统尿素(OPT)处理,PF处理小麦、玉米产量显著高于OPT处理,尤其PFS处理较OPTX处理小麦和玉米季产量分别高12%和6.4%,较OPTS处理分别高3.4%和1.8%;与产量不同,PFS处理仅显示玉米季氮肥利用率(NUE)高于OPTX和OPTS处理,而小麦季NUE甚至低于OPTS处理,这可能与PF在小麦季深耕条件下养分释放速度慢有关。对比两种耕作方式,发现PFS处理小麦季产量与PFX处理产量无显著差别,而玉米季产量显著高于PFX处理;与产量不同,PFS处理小麦季NUE显著低于PFX处理,而玉米季无显著差别,这可能与玉米季更适宜的气象条件和小麦季PF养分的后续释放有关。对比土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)残留量和总氮浓度,发现作物收获后,PFS处理0~30和30~60 cm土层NH_(4)^(+)-N残留量与PFX处理无显著差异,NO_(3)^(-)-N残留量显著低于PFX处理,而总氮含量略高于PFX处理,这可能与PF处理在小麦季深耕条件下氮素未释放完全有关。总而言之,依据作物的产量和氮肥利用效率,聚脲甲醛缓释肥在深耕条件下显示出更高的产量效益和增产潜势,尤其玉米季作物吸氮量、产量和NUE有了显著提升,值得被推荐。 展开更多

关键词 聚脲甲醛缓释肥 小麦玉米轮作 深耕与旋耕 砂姜黑土 氮肥利用率

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玉米基肥期农田土壤氨挥发量与近地表氨浓度相关性研究

8

作者 吕金岭 尤克 +3 位作者 何斌 刘霜 梁少民 郭战玲 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期399-407,共9页

农田氨排放量与近地表氨浓度密切相关,但两者能否相互转换还缺乏系统研究。基于此,以近地表氨浓度经典方法(被动法)为主要使用方法,以传统海绵法为对照方法,在豫南砂姜黑土开展5种典型施肥处理玉米季基肥期氨排放量与近地表氨浓度的相... 农田氨排放量与近地表氨浓度密切相关,但两者能否相互转换还缺乏系统研究。基于此,以近地表氨浓度经典方法(被动法)为主要使用方法,以传统海绵法为对照方法,在豫南砂姜黑土开展5种典型施肥处理玉米季基肥期氨排放量与近地表氨浓度的相关性研究。结果发现,不同施肥处理的氨挥发峰值均出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,第8天之后基本与对照无明显差异;不同处理的氨累计排放量差别较大,排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,累计排放量分别为7.68、5.48、3.37、2.78和0.22 kg·hm^(-2);同时发现,不同施肥处理近地表氨浓度也有相同趋势,峰值同样出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,平均氨质量浓度排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,均值分别为17.5、11.6、10.7、8.21和1.70μg·m^(-3)。线性相关性分析表明,施肥后前8 d不同施肥处理的氨挥发量与近地表氨浓度的线性相关性较强,而8 d之后两者的相关性较弱,说明近地表氨浓度和农田氨挥发量的相关性与农田氨挥发量的高低有关。除此之外,不同方法中被动法对低施氮量和缓释肥的估算优于排放因子法,而排放因子法对高施肥条件下氨挥发量的估算优于被动法。整体而言,被动方法估算氨挥发量的相对误差介于-15.9%-17.5%之间,排放因子法相对误差介于-54.3%-81.8%之间,被动方法明显具备更高的估算精度。以上结果说明,被动方法可以潜在替代传统氨监测方法估算大区域农田氨挥发量,但估算精度主要集中在高氨排放期。 展开更多

关键词 氨挥发 被动法 近地表氨浓度 相关性 排放因子法 玉米季

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不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性

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作者 宋晓 张珂珂 +9 位作者 岳克 岳艳军 张歆玥 黄绍敏 郭腾飞 郭斗斗 张水清 李向东 丁世杰 杨程 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期174-180,共7页

为明确不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮效率的关系,于2019—2021年选取高产氮高效(HH)、高产氮低效(HL)和低产氮低效(LL)小麦品种为试验材料,利用Logistics模型在大田生产条件下模拟籽粒灌浆进程,分析产量构成参数,探... 为明确不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮效率的关系,于2019—2021年选取高产氮高效(HH)、高产氮低效(HL)和低产氮低效(LL)小麦品种为试验材料,利用Logistics模型在大田生产条件下模拟籽粒灌浆进程,分析产量构成参数,探究不同氮效率小麦的籽粒灌浆特性差异及其与氮利用效率的关系。结果表明,不同类型品种间的籽粒灌浆特性均存在较大差异。不同品种的最大灌浆速率和平均灌浆速率均表现为HH>HL>LL,达到最大灌浆速率时的籽粒质量则表现为HL>HH>LL,HH与HL之间差异不明显。灌浆活跃期和有效灌浆时间均表现为HH<HL<LL。与HL和LL相比,HH表现出灌浆启动早、灌浆速度快和有效灌浆时间缩短等特性,这可能与品种的氮效率有关。 展开更多

关键词 小麦 高产 氮高效 氮低效 籽粒灌浆

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提取方法对土壤可溶性有机碳测定结果的影响 被引量：31

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作者 李太魁 郭战玲 +3 位作者 寇长林 吕金岭 张香凝 杨小林 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1878-1883,共6页

为验证浸提条件对土壤可溶性有机碳(DOC)浸提量的影响,选择具有代表性的3种土地利用方式的土壤进行实验,研究土样处理方式、提取时间、水土比、提取剂种类和振荡次数等提取条件对DOC浸提量的影响。结果表明:土样处理方式影响DOC浸提量... 为验证浸提条件对土壤可溶性有机碳(DOC)浸提量的影响,选择具有代表性的3种土地利用方式的土壤进行实验,研究土样处理方式、提取时间、水土比、提取剂种类和振荡次数等提取条件对DOC浸提量的影响。结果表明:土样处理方式影响DOC浸提量的大小顺序为:风干过2 mm筛>鲜样过1 mm筛>过2 mm筛>过5 mm筛>不过筛,风干过2 mm筛的DOC提取量是鲜样不过筛的2.4倍,且各处理之间DOC浸提量差异性达显著水平(P<0.05);DOC的浸提量随振荡时间变化不是特别明显,振荡4 h后基本达到平衡;土壤DOC浸提量随水土比的增加而增大,呈显著的线性关系;浸提剂种类对土壤DOC浸提量影响显著,4种提取剂提取出来的DOC量的大小顺序为:DOC(80℃,H_2O)>DOC(25℃,0.5 mol·L^(-1) NaHCO_3)>DOC(25℃,0.5 mol·L^(-1) K_2SO_4)>DOC(25℃,H_2O);单次提取量随提取次数增加而降低,累积提取量随浸提次数增加而升高,且累积提取的DOC量与浸提次数呈极显著正相关。建议采用过2 mm筛的土壤鲜样,提取剂用25℃去离子水,水土比采用5∶1,连续振荡4 h后一次过滤测定土壤DOC含量。本研究有助于增强不同研究结果之间DOC数据的可比性,也有利于推动土壤DOC测定标准的完善。 展开更多

关键词 可溶性有机碳(DOC) 振荡时间 水土比 提取剂 提取次数

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添加生物炭对猪粪好氧堆肥过程氮素转化与氨挥发的影响 被引量：24

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作者 李太魁 王小非 +3 位作者 郭战玲 张香凝 寇长林 王彦江 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期874-879,共6页

为了减少好氧堆肥过程中氮素的损失,研究添加生物炭对猪粪好氧堆肥过程中氮素转化和损失的影响。设置不加生物炭对照(S1)以及猪粪秸秆中添加5%(S2)、10%(S3)、15%(S4)生物炭4个处理,监测堆肥过程中堆肥温度、氮素形态及氨挥发速率等的... 为了减少好氧堆肥过程中氮素的损失,研究添加生物炭对猪粪好氧堆肥过程中氮素转化和损失的影响。设置不加生物炭对照(S1)以及猪粪秸秆中添加5%(S2)、10%(S3)、15%(S4)生物炭4个处理,监测堆肥过程中堆肥温度、氮素形态及氨挥发速率等的变化。结果表明,与对照相比,添加生物炭能够提高堆肥温度,提前2—3 d进入高温期,缩短堆肥周期,提高堆肥品质。生物炭显著增加猪粪堆肥NO_(3)^(−)-N的含量,降低了NH_(4)^(+)-N的含量,有利于NH_(4)^(+)-N向NO_(3)^(−)-N转化;堆肥结束时,处理S2、S3和S4的NO_(3)^(−)-N含量分别比对照提高了39.64%、46.68%和28.84%;添加生物炭明显降低了堆肥在高温期的氨挥发速率,且氨挥发累积排放量分别比对照降低了18.77%、25.35%和26.39%。与堆肥前相比,S1—S4总氮的增加率分别为9.7%、27.5%、28.6%和26.2%,添加10%生物炭的处理固氮效果最好。以上结果说明,猪粪堆肥过程添加生物炭更易促进堆肥腐熟、抑制氨气挥发和减少氮素损失,通过合理物料配比的好氧堆肥可以更有效地实现农业秸秆及猪粪的优质资源化利用。 展开更多

关键词 生物炭 猪粪 堆肥 氨挥发 氮素损失

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施肥处理对春季冻融期灰漠土农田温室气体排放的影响 被引量：11

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作者 吕金岭 刘骅 +3 位作者 王西和 李太魁 寇长林 刘学军 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期159-173,共15页

绿洲灰漠土冻融交替明显,但缺乏该时期气体通量及动态变化方面的研究。选取NPK(氮磷钾肥)、NPKS(0.9NPK+0.1秸秆氮)、NPKM(1/3NPK+2/3羊粪氮)和NPKM+(1.5倍NPKM)处理作为研究对象,利用静态箱气相色谱法开展2013—2014年春季冻融期温室... 绿洲灰漠土冻融交替明显,但缺乏该时期气体通量及动态变化方面的研究。选取NPK(氮磷钾肥)、NPKS(0.9NPK+0.1秸秆氮)、NPKM(1/3NPK+2/3羊粪氮)和NPKM+(1.5倍NPKM)处理作为研究对象,利用静态箱气相色谱法开展2013—2014年春季冻融期温室气体排放观测试验。结果显示,春季冻融期间,有机肥添加处理CO_2排放量较高,其中NPKM+和NPKM处理CO_2平均排放量分别为C 113 mg m^(-2) h^(-1)和85 mg m^(-2) h^(-1),其次为NPKS(72 mg m^(-2) h^(-1))、NPK(75 mg m^(-2) h^(-1))和CK(35 mg m^(-2) h^(-1))。同样,NPKM+和NPKM处理有相对更高的N_2O排放,春冻平均排放通量分别为N 73μg m^(-2) h^(-1)和42μg m^(-2) h^(-1),显著高于NPKS(22μg m^(-2) h^(-1))和NPK(17μg m^(-2) h^(-1))处理(p<0.05)。CH_4排放量相对较低,各处理无明显差异(p>0.05)。分析发现,N_2O在冻融期呈现先增加后急剧减少的趋势,CO_2变幅不明显。与全年总排放量相比,冻融期(27 d)N_2O的排放量占全年的9%~18%,CH_4冻融期间排放比重占全年排放量的6%~14%。所以,冻融交替期是灰漠土农田温室气体排放的相对高发时期,估算温室气体排放时应充分考虑。 展开更多

关键词 灰漠土 绿洲农田 施肥 N2O、CO2和CH4 冻融交替

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不同施肥方式下砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发特征及排放系数 被引量：13

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作者 吕金岭 王小非 +1 位作者 李太魁 寇长林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1869-1879,共11页

土壤类型对于农田氨挥发影响较大,而关于砂姜黑土农田氨挥发特征及排放系数研究相对较少,不利于区域性农田土壤氨排放清单的准确评估。基于此,选取豫南典型砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、传统施肥(TR)、优化施肥(OPT)、再优化施肥... 土壤类型对于农田氨挥发影响较大,而关于砂姜黑土农田氨挥发特征及排放系数研究相对较少,不利于区域性农田土壤氨排放清单的准确评估。基于此,选取豫南典型砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、传统施肥(TR)、优化施肥(OPT)、再优化施肥(ZOPT)和缓控肥(HK)5种施肥处理,利用密闭海绵法,探究砂姜黑土农田不同施肥方式下冬小麦-夏玉米轮作土壤氨挥发特征,并尝试确定氨排放系数。结果表明:砂姜黑土传统施肥条件下冬小麦季土壤氨挥发量为11.1 kg×hm-2,夏玉米季氨挥发量为13.4 kg×hm-2,说明夏玉米季是砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨的高排放时期。对比不同处理的氨挥发量,发现ZOPT和HK处理冬小麦季和夏玉米季的氨挥发量显著低于其他处理(P<0.05),其次为OPT处理,TR处理的氨挥发量最高。HK处理的氨排放系数最低,其中冬小麦季和夏玉米季分别为1.7%和1.5%,显著低于其他处理(P<0.05);其次为ZOPT和OPT处理,其氨排放系数冬小麦季分别为2.1%和2.6%,夏玉米季分别为2.6%和3.6%;TR处理的氨排放系数最高,冬小麦季和夏玉米季分别为3.6%和4.7%。不同施肥处理氨挥发量与施肥量的拟合结果表明,随施肥量增加,冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发显示出较强的线性增长趋势,其中夏玉米季和冬小麦季的R2分别为0.934和0.931,说明该区域砂姜黑土传统施肥量的氨挥发未出现明显的激发性增长现象。本研究结果可为砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮肥利用率的提高和氮排放清单的估算提供依据。 展开更多

关键词 砂姜黑土 冬小麦-夏玉米轮作 施肥方式 氨挥发速率 氨挥发量 氨排放系数

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减氮条件下砂壤质潮土区小麦-玉米轮作体系氨挥发特征及排放系数 被引量：12

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作者 吕金岭 王小非 +2 位作者 骆晓声 梁少民 寇长林 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期346-359,共14页

【目的】氮肥施用量影响农田氨挥发量和氮肥利用效率。研究减量施氮后土壤的氨挥发特征及排放系数,为科学评估化肥减施对环境的影响提供依据。【方法】选取华北砂壤质潮土农田,进行小麦-玉米轮作周年土壤氨挥发监测研究。试验包括不施... 【目的】氮肥施用量影响农田氨挥发量和氮肥利用效率。研究减量施氮后土壤的氨挥发特征及排放系数,为科学评估化肥减施对环境的影响提供依据。【方法】选取华北砂壤质潮土农田,进行小麦-玉米轮作周年土壤氨挥发监测研究。试验包括不施氮磷钾化肥(CK)、常规施氮肥(N)、优化施肥(OPT)、减量优化(LOPT)和优化加有机肥(mOPT)5个施肥处理。小麦季常规、优化和减量优化处理施氮量分别为315、225和135 kg/hm^(2),玉米季分别为330、240和150 kg/hm^(2)。试验采用密闭海绵法,在小麦、玉米基肥和追肥后,定期取样测定不同处理的氨挥发量,并计算氨排放系数。【结果】不同施氮量下,供试农田玉米季土壤氨挥发总量在12.8~20.4 kg/hm^(2),占总施氮量的5.9%~8.5%;小麦季氨挥发总量在6.8~12.0 kg/hm^(2),占总施氮量的3.3%~5.0%,玉米季氨总挥发量明显高于小麦季。4个施氮处理相比,N和LOPT处理的氨排放系数较高,小麦季分别为3.8%和5.0%,玉米季分别为6.2%和8.5%,而OPT和mOPT处理的氨排放系数相对较低,小麦季分别为3.6%和3.3%,玉米季均为5.9%。除此之外,OPT和mOPT处理小麦和玉米产量显著高于N和LOPT处理(P<0.05),说明过量或过少施氮不利于砂壤质潮土作物产量的提高,适当添加有机肥不仅增产还可以降低氨挥发量。对不同施氮量进行拟合,发现潮土小麦和玉米季常规施氮量处理的氨挥发量在施肥后均呈极显著指数增加趋势(P<0.01)。【结论】华北砂壤质潮土区小麦-玉米轮作体系中,玉米追肥期的氨挥发量高于基肥期,小麦基肥期的氨挥发量高于追肥期,玉米季的总氨挥发量高于小麦季。优化氮肥施用不论是否配合有机肥,均可显著降低小麦季和玉米季的氨挥发量和氨排放系数,提高两季作物的产量,而过量减施氮肥虽然减少了氨挥发量,但大大增加了氨排放系数。 展开更多

关键词 潮土 氨挥发 小麦-玉米轮作体系 氨累计挥发量 氨排放系数

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生物质炭和微生物菌肥对酸化黄褐土农田土壤改良及玉米生长的影响 被引量：19

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作者 吕金岭 李太魁 寇长林 《河南农业科学》 北大核心 2021年第6期61-69,共9页

为应对黄褐土农田土壤已经存在的酸化问题,探究合适的调控方法,以酸化黄褐土农田土壤为研究对象,设置不施肥(CK)、传统施肥(CT)、微生物菌肥(WJ)、高量(T20,炭∶土=1∶20)和低量(T200,炭∶土=1∶200)生物质炭添加5种处理,采用桶栽试验... 为应对黄褐土农田土壤已经存在的酸化问题,探究合适的调控方法,以酸化黄褐土农田土壤为研究对象,设置不施肥(CK)、传统施肥(CT)、微生物菌肥(WJ)、高量(T20,炭∶土=1∶20)和低量(T200,炭∶土=1∶200)生物质炭添加5种处理,采用桶栽试验开展玉米季土壤酸化调控研究。结果表明,与CK相比,CT处理在玉米收获后土壤pH值和土壤有机质(SOM)、交换性钙离子、交换性镁离子、交换性钠离子含量均无显著变化(P>0.05),说明常规施肥方式不利于酸化黄褐土土壤改良。而WJ、T20、T200处理土壤pH值和SOM含量均较CK显著提升,其中pH值在玉米收获后分别达到4.80、6.45、5.92,SOM含量分别达到14.5、26.5、17.3 g/kg,说明生物质炭和微生物菌肥添加可以显著缓解酸化,改善黄褐土土壤质量。同时,WJ、T20和T200处理土壤交换性钾离子、交换性钠离子、交换性钙离子和交换性镁离子含量显著高于CK和CT处理,说明添加微生物菌肥和生物质炭可有效固持黄褐土土壤中关键盐基离子。不同处理玉米关键生长期的光合指标显示,WJ、T20和T200处理玉米大喇叭口期叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和灌浆期叶片Pn、Gs、Tr均显著高于CK和CT处理,说明添加微生物菌肥和生物质炭不仅改善了黄褐土土壤酸化问题,而且提升了玉米的光合生理指标。且T20处理玉米生长季光合指标(Pn、Gs、Ci和Tr)、土壤pH值、玉米地上部干质量和根干质量等指标均较T200处理显著提升,说明加大生物质炭施用量可能更有益于黄褐土土壤酸化的缓解。综上,添加生物质炭和微生物菌肥是改良酸化黄褐土农田土壤的有效手段,而加大生物质炭用量可以进一步提升改良效果。 展开更多

关键词 黄褐土 酸化 土壤改良 玉米 光合响应 生物质炭 微生物菌剂

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有机氮替代部分无机氮对砂姜黑土冬小麦产量及氮肥利用率的影响 被引量：12

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作者 李太魁 寇长林 +1 位作者 郭战玲 张香凝 《江苏农业科学》 北大核心 2021年第5期97-101,共5页

以百农207为试验材料,在氮磷钾用量一致的基础上,研究有机肥和无机化肥配施比例对冬小麦产量、土壤有机质和养分含量、氮素利用率的影响。结果表明,纯无机化肥和有机肥无机肥配施均能提高土壤有机质和养分含量,与对照相比,纯无机化肥处... 以百农207为试验材料,在氮磷钾用量一致的基础上,研究有机肥和无机化肥配施比例对冬小麦产量、土壤有机质和养分含量、氮素利用率的影响。结果表明,纯无机化肥和有机肥无机肥配施均能提高土壤有机质和养分含量,与对照相比,纯无机化肥处理土壤耕层有机质含量增加10.83%,有机肥无机肥配施增加11.81%~26.97%,土壤有效磷与速效钾含量变化趋势与有机质含量变化趋势基本一致。有机肥无机肥配施小麦产量比不施肥的增产幅度为35.91%~46.58%,比常规施肥增产幅度为5.85%~14.16%,其中以有机肥氮替代60%无机肥氮(60%OM)处理产量最高,年产量达8434kg/hm^(2),40%OM处理次之。相对于常规施肥处理较高的氮肥利用率(36.13%),40%OM和60%OM处理氮肥利用率分别高达46.64%、47.88%,高于常规施肥处理,氮素表观损失量分别为70.31、59.70kg/hm^(2),低于常规施肥处理(126.18kg/hm^(2))。说明在等氮量条件下,以40%和60%有机肥氮替代无机肥氮不但提高土壤有机质和养分含量、作物产量和氮肥利用率,还可以降低氮素表观损失量,获得较高的经济和环境效益。因此,有机肥替代部分无机化肥是河南省砂姜黑土区冬小麦的推荐施肥措施。 展开更多

关键词 有机肥 砂姜黑土 冬小麦 产量 氮肥利用率

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生物炭对潮土土壤肥力特征和氮肥利用效率的影响 被引量：10

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作者 张珂珂 宋晓 +5 位作者 郭斗斗 黄绍敏 岳克 郭腾飞 张水清 岳艳军 《河南农业科学》 北大核心 2022年第12期73-80,共8页

为探讨生物炭对潮土土壤养分、作物产量及氮肥利用率的影响,设置不施肥不施生物炭(CK)、常规施肥(B0)、低量生物炭(B7.5,7 500 kg/hm^(2))、中量生物炭(B15,15 000 kg/hm^(2))和高量生物炭(B22.5,22 500 kg/hm^(2))5个处理,研究生物炭... 为探讨生物炭对潮土土壤养分、作物产量及氮肥利用率的影响,设置不施肥不施生物炭(CK)、常规施肥(B0)、低量生物炭(B7.5,7 500 kg/hm^(2))、中量生物炭(B15,15 000 kg/hm^(2))和高量生物炭(B22.5,22 500 kg/hm^(2))5个处理,研究生物炭对潮土小麦产量和养分吸收,以及0~15、15~30 cm土层土壤养分含量的影响。结果表明,生物炭对土壤养分含量、小麦产量及氮肥利用率有显著影响。0~15、15~30 cm土层有机碳、全氮及有效钾含量均随生物炭用量增加而增加;0~15、15~30 cm土层土壤有效磷含量均以B15处理最大,较B0处理分别提高29.35%、19.92%。随生物炭用量的增加,小麦产量、千粒质量、穗粒数均呈先增后减趋势,以B15处理最大,2 a(2018—2019年)平均产量、千粒质量较B0处理分别提高31.05%、6.44%,穗粒数增加3.55粒。同时,氮肥农学效率和氮肥利用率均随生物炭用量的增加呈先增加后降低趋势,B15处理较B0处理氮肥农学效率提高6.88 kg/kg,氮肥利用率提高21.77个百分点。综上,适量生物炭能够增加土壤碳氮储量、有效养分含量。为实现小麦高产,生物炭施用量以15 000 kg/hm^(2)为最佳。 展开更多

关键词 生物炭 潮土 土壤养分 小麦 产量 氮肥利用率

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稻田土壤真菌群落结构与功能对化肥减量配施紫云英还田的响应 被引量：6

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作者 刘春增 张琳 +7 位作者 丁丽 张香凝 郑春风 张成兰 吕玉虎 曹卫东 张济世 张玉亭 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期68-76,共9页

为探明长期化肥减量与紫云英还田配施对稻田土壤真菌群落组成结构及功能特性的影响,以豫南稻区紫云英-水稻田间定位试验为研究对象,选取了空白对照(CK)、单施化肥(F100)、80%化肥和22.5 t/hm^(2)紫云英还田量配施(MV1F80)、80%化肥和45 ... 为探明长期化肥减量与紫云英还田配施对稻田土壤真菌群落组成结构及功能特性的影响,以豫南稻区紫云英-水稻田间定位试验为研究对象,选取了空白对照(CK)、单施化肥(F100)、80%化肥和22.5 t/hm^(2)紫云英还田量配施(MV1F80)、80%化肥和45 t/hm^(2)紫云英还田量配施(MV2F80)、60%化肥和22.5 t/hm^(2)紫云英还田量配施(MV1F60)、60%化肥和45 t/hm^(2)紫云英还田量配施(MV2F60)6个处理。通过采用高通量测序方法比较不同施肥处理对土壤真菌群落多样性、组成和结构特性的影响;采用FUNGuild功能预测的方法分析不同施肥处理间功能类群的丰度差异。结果表明,化肥减量与紫云英还田配施较CK处理显著提高了Shannon指数和Shannoneven指数,且Shannon指数和Shannoneven指数均与全氮呈显著正相关。门分类水平上,化肥减量与紫云英还田配施较CK显著降低了子囊菌门(Ascomycota)相对丰度,增加了担子菌门(Basidiomycota)相对丰度;属分类水平上,化肥减量与紫云英还田配施处理的翅孢壳属(Emericellopsis)和无色穗孢属(Achroiostachys)相对丰度显著低于CK,镰刀菌属(Fusarium)相对丰度显著低于F100处理。此外,冗余分析(RDA)发现,影响土壤真菌群落结构和组成的主要环境因子为土壤容重、有机碳、全氮、全磷和全钾。从真菌功能预测分析来看,化肥减量与紫云英还田配施较F100处理显著降低了动物病原菌-内生菌-地衣寄生菌-植物病原菌-土壤腐生菌-木质腐生真菌功能类群丰度。由此可见,化肥减量与紫云英还田配施通过改善土壤肥力属性,改变了稻田土壤真菌群落组成、结构、多样性及功能特性,在一定程度上降低了土壤潜在致病菌丰度,有助于豫南稻区土壤健康和可持续发展。 展开更多

关键词 化肥减量 紫云英还田 高通量测序 真菌群落 功能预测

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施氮量对砂姜黑土小麦−玉米轮作体系N_(2)O排放的影响 被引量：8

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作者 吕金岭 高燕哺 +3 位作者 李太魁 孔海江 张金平 寇长林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1846-1856,共11页

砂姜黑土是黄淮海平原重要的中低产土壤,由于其剖面含有砂姜层,易产生裂隙,影响了氮素在土壤剖面的迁移分布,可能导致砂姜黑土的N_(2)O排放存在一定的独特性。基于此,本研究以砂姜黑土小麦-玉米轮作体系为研究对象,设置4个处理,分别为... 砂姜黑土是黄淮海平原重要的中低产土壤,由于其剖面含有砂姜层,易产生裂隙,影响了氮素在土壤剖面的迁移分布,可能导致砂姜黑土的N_(2)O排放存在一定的独特性。基于此,本研究以砂姜黑土小麦-玉米轮作体系为研究对象,设置4个处理,分别为不施肥(CK)、传统施肥(TR)、优化施肥(OPT)和再优化施肥(ZOPT),通过静态箱-气相色谱法结合常规土壤参数的监测与分析,探究砂姜黑土不同施氮条件下N_(2)O排放特征、累积排放量及关键驱动因素。结果显示,砂姜黑土小麦季的N_(2)O平均排放通量为14.2~21.6μg·m^(−2)·h^(−1),累积排放量为0.82~1.24 kg(N)·hm^(−2);玉米季的N_(2)O平均排放通量为14.4~24.5μg·m^(−2)·h^(−1),累积排放量为0.42~0.71 kg(N)·hm^(−2);不同处理小麦季的N_(2)O累积排放量均高于玉米季。小麦季追肥期与基肥期的N_(2)O累积排放量分别为0.27~0.41 kg(N)·hm^(−2)和0.55~0.83 kg(N)·hm^(−2),玉米季分别为0.18~0.30 kg(N)·hm^(−2)和0.24~0.41 kg(N)·hm^(−2),追肥期N_(2)O累积排放量均高于基肥期。相关性分析结果显示,CK处理的N_(2)O排放量与土壤温度、含水量和硝酸盐含量均表现出明显的多元线性相关(P<0.05),TR、OPT和ZOPT仅与土壤硝酸盐含量呈极显著多元线性相关(P<0.01),而与土壤温度和土壤含水量未表现明显的相关性,说明施肥条件下,土壤硝酸盐含量的高低成为影响砂姜黑土农田土壤N_(2)O排放最关键的影响因素。除此之外,不同施氮量的N_(2)O累积排放量差别明显(P<0.05),TR处理的N_(2)O排放量最高,小麦玉米季分别为1.24 kg(N)·hm^(−2)和0.71 kg(N)·hm^(−2),显著高于OPT处理[0.99 kg(N)·hm^(−2)和0.51 kg(N)·hm^(−2)]和ZOPT处理[0.82 kg(N)·hm^(−2)和0.42 kg(N)·hm^(−2)]。无论小麦季还是玉米季N_(2)O的累积排放量均随施氮量的增加而呈指数增加趋势,相关性系数分别达0.997和0.977(P<0.05),说明砂姜黑土传统施氮N_(2)O存在过量排放问题。总而言之,尽管与其他土壤相比,砂姜黑土不属于N_(2)O高排土壤,但传统施氮量导致的N_(2)O排放量仍不可忽视。 展开更多

关键词 砂姜黑土 N_(2)O排放 施氮量 土壤硝酸盐含量 静态箱-气相色谱法 小麦-玉米轮作

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化肥减施及节水对潮土冬小麦夏玉米轮作农田氮和磷流失的影响 被引量：4

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作者 骆晓声 寇长林 +3 位作者 郭会粉 吕金岭 李太魁 郭战玲 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期14-19,共6页

农田氮和磷的流失威胁水环境质量及人体健康,化肥减施和节水是减少氮和磷流失的有效手段。在河南省北部农区,采用2014年建设的田间渗漏池和径流池,综合研究了2018年不同施肥及节水对小麦玉米轮作农田氮、磷流失及作物产量的影响。设置... 农田氮和磷的流失威胁水环境质量及人体健康,化肥减施和节水是减少氮和磷流失的有效手段。在河南省北部农区,采用2014年建设的田间渗漏池和径流池,综合研究了2018年不同施肥及节水对小麦玉米轮作农田氮、磷流失及作物产量的影响。设置常规施肥(CON)、优化减肥(JF)和优化减肥加节水(JFJS)3个处理,不同处理总氮淋失量为42.0~81.9 kg·hm^(-2),硝态氮淋失量为21.5~72.4 kg·hm^(-2),总磷淋失量为0.05~0.06 kg·hm^(-2)。硝态氮淋溶量占总氮淋溶的比率为51.1%~88.4%。总氮淋失系数为7.9%~10.4%;总磷淋失系数为0.02%~0.04%。JF比CON处理降低硝态氮淋失63.8%,JFJS比JF处理可进一步降低17.9%硝态氮淋失,不同处理磷的淋溶损失没有显著性差异。玉米季是氮素淋失的关键时期,占整个小麦玉米轮作周期的91.8%~94.6%。一个小麦玉米轮作周期总氮径流损失量为0.14~0.20 kg·hm^(-2),总磷径流损失量为0.02~0.03 kg·hm^(-2),氮磷径流损失系数分别为0.02%~0.04%和0.01%~0.02%。小麦玉米的产量均表现为JFJS>JF>CON,CON处理吸氮量最高,不同处理产量和吸氮量没有显著性差异。本研究明确了潮土区小麦玉米轮作农田氮磷淋溶是氮磷流失的主要途径及其流失系数,减少常规高量施肥能够显著降低氮素淋失,在减肥的基础上节水能达到更好的效果。 展开更多

关键词 氮流失 磷流失 化肥减施 节水 产量

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