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氮循环与中国农业氮管理 总被引：34，自引：7，他引：27
作为全球活性氮制造量和氮肥消费量均最大的国家,中国农业生态系统的氮平衡问题受到了国内外广泛的关注。普遍认为中国农田施氮过量问题突出,并产生了严重的环境污染。为全面了解中国农业生态系统的来源和去向,找出引起氮肥消费量高的原因,本研究运用氮循环基本原理,以2010年为例,根据近年来发表的文献和国家统计资料,详细讨论了不同空间尺度上中国农业生态系统的氮输出和输入,重点分析了作物-土壤系统氮循环与氮平衡的特征。2010年中国农业生态系统氮投入总体上过量,其数量基本上相当于经生物地球化学循环返回作物–土壤系统的氮量,大致在5 Tg N左右。在全国水平上,2010年化肥和有机肥带入农田的氮量,相等于作物吸氮量和农田氮损失量之和;由于化学氮肥流向的多样化,如林、牧、渔业和城市绿化等的氮肥消耗,以及部分经济作物包括果树和蔬菜,特别是设施蔬菜的高量施氮,总体上粮食作物过量施氮的问题并不十分突出。在耕地资源有限（占全球8%的耕地面积,养活20%的世界人口）、有机废弃物中氮养分循环利用率低于30%、豆科作物播种面积较少且生物固氮占农田总氮投入不足15%的情况下,中国的农业生产只有依靠氮肥。然而,中国氮肥消费存在着很大的地区差异,在土地生产力水平较高的黄淮海、长江中下游和珠江三角洲地区,单位农作物播种面积的施氮量显著高于全国平均水平。这些地区氮肥消费量较大与粮食单产高、复种指数高和豆科作物种植比例低有密切关系。因此,为保证人们不断增长的食物需求和膳食结构的改善,加之土壤基础肥力相对较低,农田化学氮肥投入较高具有一定的合理性。然而,农业生产过程中发生的氮损失,既浪费了资源,也污染了环境。损失进入大气和水中活性氮以及环境中新产生的活性氮,经生物地球化学循环过程以大气沉降和灌溉水返回农田,已经成为作物-土壤系统氮的重要投入项。由于农业生态系统中氮素转化过程的多样性和生物地球化学循环的复杂性,循环过程中的氮损失不可避免。只有通过在不同空间尺度上对氮素进行优化管理,才能将氮损失降低到最低。在保证粮食安全的基础上,尽可能地降低农田施氮的环境风险,需要多学科、多部门的协作与共同努力,在不同空间尺度上实现氮优化管理、达到降低农业生态系统氮肥投入的目的。 相似文献
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通过分析施氮水平对芸豆氮代谢关键酶活性、氮吸收及营养品质的影响,探讨氮代谢关键酶活性与氮吸收及营养品质的关系,为芸豆节肥、提质提供依据。采用盆栽试验,以‘英国红’为试验材料,设置N1(25 kg/hm2)、N2(30 kg/hm2)、N3(35kg/hm2)、N4(40 kg/hm2)4个施氮水平,以不施氮肥N0为对照。分析不同施氮水平下,芸豆苗期、初花期、结荚期、鼓粒期叶片硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、植株氮含量和籽粒营养品质的变化规律。结果表明:(1)同一生育时期,随着施氮量的增加,叶片NR和GS活性先增加后下降,N2处理NR和GS活性最高,与N0相比,初花期NR活性增加了24.68%,结荚期GS活性增加了18.21%。(2)施氮量在0～30 kg/hm2范围时,随着施氮量的增加,芸豆各生育时期各器官氮含量和籽粒粗蛋白、总淀粉含量增加,施氮量在30～40 kg/hm2时,随着施氮量的增加,各器官氮含量和营养品质下降。N2处理粗蛋白含量和总淀粉含量分别比N0增加了12.38%和9.34%。(3)叶片NR和GS活性与芸豆籽粒蛋白含量和总淀粉含量呈正相关。因此,在本试验条件下,黑龙江省半干旱地区芸豆30 kg/hm2为最佳氮肥施用量。 相似文献
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不同施氮水平下旱作水稻土壤无机氮的动态变化及其吸氮特征 总被引：18，自引：4，他引：18
田间条件下用半腐解稻草覆盖后对旱作水稻进行了氮肥不同用量 0 (N0 ) ,90 (N90 ) ,15 0 (N150 ) ,2 10 (N2 10 )和2 70 (N2 70 )kg·hm-2 试验 ,研究了施氮后土壤中无机氮 (NH4 -N、NO3 -N)的动态变化及水稻吸氮特征。结果表明 ,不同施氮水平下旱作水稻土壤速效氮以硝态氮为主 ,水稻的产量以N2 10 处理最高 ,水稻的植株含氮量及氮素的累积主要发生在生长发育的中期 ,氮肥的表观利用率也以N2 10 处理最高 ,随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低 相似文献
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氮添加对杉木人工林土壤氮有效性、溶解性有机氮和酸化的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究氮添加条件下杉木人工林土壤氮有效性、溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)和pH值的变化规律,为氮沉降后杉木人工林土壤肥力管理提供依据。【方法】以安徽省庐江县洋河村林场11年生杉木人工林为研究对象,设定对照(CK,0 kg/(hm~2·年))和氮添加(N,100 kg/(hm~2·年))处理,通过测定2013-2015年连续3年氮添加后土壤不同土层(0～10和10～30 cm)和月份的氮有效性、DON和pH值,研究氮添加条件下土壤氮有效性、DON和pH值的变化特征。【结果】(1)与对照相比,氮添加处理显著促进了土壤有效氮含量的增加(P0.05),0～10 cm土层较10～30 cm土层对氮添加的响应更为敏感,且硝态氮(NO~-_3-N)为杉木人工林土壤有效氮的主要存在形式(64.8%)。(2)与对照相比,氮添加处理显著提高了土壤氮有效性和溶解性有机氮含量(P0.05),不同月份氮有效性和溶解性有机氮含量差异显著(P0.05),且它们的变化幅度在不同土层存在明显差异。(3)与对照相比,氮添加处理降低了土壤pH值,不同月份pH差异显著(P0.05),pH总体上表现为1月和3月较高,7月和9月较低,且随土层深度的增加而上升。(4)与土壤硝态氮和溶解性有机氮含量相比,增加相同程度的铵态氮后,土壤pH值降低的幅度更大,酸化程度更强。【结论】氮添加对杉木人工林土壤氮有效性和溶解性有机氮的增加具有显著促进作用(P0.05),且影响程度在月份和土层之间存在显著差异;氮添加降低了土壤pH值,相较硝态氮和溶解性有机氮而言,土壤铵态氮含量的增加更能引起土壤的酸化。 相似文献
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中国森林土壤氮储量估算 总被引：15，自引：0，他引：15
通过对中国典型森林区域土壤剖面的统计计算,分别估算了中国森林土壤表层(0～20cm)和土壤层的平均氮密度和氮库贮量,得出中国森林土壤层的氮密度为34．64tN／hm,氮库贮量为0．6499PgN;而土壤表层的氮密度为164．37tN／hm^2,氮库贮量为2．6493PgN。 相似文献
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矿态氮反映旱地土壤供氮能力的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
用我国西北地区24种耕层土壤进行盆栽试验及室内土样，植株分析结果表明，土壤矿态氮总量、NO3-N与作物干重、吸氮量有极显著的相关性，而NH4-N与作物干重、吸氮量关系不甚密切。矿态氮总量，NO3-N都是旱地土壤供氮能力的良好指标，NH4-N则不可靠，矿态氮反映旱地土壤供氮能力，主要是NO3-N作用的结果，NH4-N贡献很小。 相似文献
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土壤生物体氮的含量,转化及供氮意义 总被引：3，自引：0，他引：3
综述了土壤生物体氮（土壤活性微生物所含氮素）的测定方法，土壤中生物体氮的含量及变化，土壤生物体氮与土壤可矿化氮之间的关系，以及土壤生物体氮的有效性及供氮意义。 相似文献
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淮北地区高产小麦植株吸氮及土壤供氮特性 总被引：23，自引：0，他引：23
1984–1986年在不同施氮水平下,研究了植株吸氮及土壤供氮特性,试验结果：亩产400–450公斤,植株每亩总吸氮量15公斤左右。各生育期植株含氮率为：出苗至分蘖期5%左右,拔节期3%左右,孕穗期2.5%,灌浆期1.8%左右。小麦一生应在分蘖至越冬始期和拔节孕穗期出现两个吸氮高峰,前者约占总吸氮量23%,后者占33.6%。吸氮强度：每日每亩吸氮量以拔节至孕穗期最大,依次为返青至拔节和分蘖至越冬始期;氮的相对积累速率则以分蘖至越冬始期最高,其次是拔节至孕穗期。土壤氮素供应量为18–20公斤/亩;土壤供氮与植株吸氮比值：分蘖期最高为11–12∶1,拔节后为1.6–1.8∶1,孕穗期为1.2∶1。土壤供氮与生育进程之间呈4次方程,据此可求得各生育期土壤供氮指标和补差施氮量。 相似文献
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综述了土壤生物体氮（土壤活体微生物所含氮素）的测定方法，土壤中生物体氮的含量及变化，土壤生物体氮与土壤可矿化氮之间的关系，以及土壤生物体氮的有效性及供氮意义。 相似文献
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钼(Mo)是植物必需的微量元素,在氮代谢和同化过程中起着关键作用,然而关于Mo对不同氮形态的功能效果知之甚少。采用盆栽土培试验,基于周麦28(高效率)、洛麦34(低效率)2个氮效率基因型,设置2个Mo水平(0、50 mg/kg)、3个氮源形态(NO-3、NO-3NH+4、NH+4),探索钼与氮形态对不同氮效率冬小麦氮吸收、代谢及根系发育的影响。结果表明,Mo在3种氮源形态供应下的小麦根系氮吸收、代谢中均具有促进作用。施Mo条件下,小麦根系氮组分(NO-3-N、NO-2-N、NH+4-N)含量、同化物(游离氨基酸、可溶性蛋白)含量、根系发育、氮转运基因(TaNRT1、TaNRT2)相对表达量及氮代谢酶(NR、NiR、GS、GOGAT)活性均表现为NO-3... 相似文献
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《农业环境科学学报》2010,(13)
围绕如何提高人工湿地对低碳高氮废水中氮的去除效率,介绍了人工湿地污水处理系统脱氮的机理,归纳阐述了碳源、溶解氧、温度以及pH值等因素对人工湿地处理低碳高氮废水时脱氮效果的影响,并对人工湿地处理低碳高氮废水的研究方向作了展望。
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