旱地不同覆蓋方式下土壤氮素礦化特性研究.pdf

1、旱地主要依靠天然降水和采取一系列旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)措施進(jìn)行生產(chǎn)，它的持續(xù)發(fā)展對(duì)我國(guó)食物安全、生態(tài)安全和資源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，由于氮肥投入使作物產(chǎn)量有了很大的提高。但施用不當(dāng)，引發(fā)了資金、資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題，從而影響農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此，本研究以旱地不同栽培模式田間定位試驗(yàn)為研究對(duì)象，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、田間原位培養(yǎng)和田間氮素平衡三種方法，研究了旱地常規(guī)不覆蓋、薄膜覆蓋和秸稈覆蓋等栽培模式施用不同水平氮肥對(duì)旱地土壤水分

2、和礦質(zhì)氮時(shí)空變化，以及土壤氮素礦化特性的影響，得到以下主要結(jié)論： 1．冬小麥在3月至5月生長(zhǎng)期間，0～20 cm各土層土壤水分含量有明顯的波動(dòng)起伏。不同土層相比，0～5 cm土層水分含量的變化>5～10 cm土層>10～20 cm土層。與常規(guī)相比，覆膜和覆草均顯著增加了0～5、5～10和10～20 cm土層水分含量，而施用氮肥降低了0～20 cm各土層水分含量。不同栽培模式對(duì)0～100 cm土層土壤剖面貯水量的影響因作物各生育時(shí)

3、期的不同而不同，返青期覆膜和覆草模式土壤貯水量顯著高于常規(guī)對(duì)照，拔節(jié)期覆草模式土壤貯水量顯著高于覆膜模式，灌漿期各模式之間土壤貯水量的差異未達(dá)顯著水平。冬小麥生長(zhǎng)期間不同處理的土壤銨態(tài)氮含量均較低，時(shí)空變化較?。欢煌幚淼耐寥老鯌B(tài)氮含量的時(shí)空變化較大，其含量的時(shí)空變化與施氮量、栽培模式和不同時(shí)期有密切關(guān)系。增加氮肥用量明顯提高0～20 cm土層硝態(tài)氮含量和礦質(zhì)氮的累積量，隨著生長(zhǎng)時(shí)期的推進(jìn)，土壤硝態(tài)氮含量降低明顯。0～100 cm土層

4、中硝態(tài)氮的累積量為覆草>常規(guī)>覆膜。 2．原位土柱培養(yǎng)結(jié)果表明，隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，不同處理硝態(tài)氮、氮素礦化量、礦化速率呈增加趨勢(shì)。不同模式相比，覆膜>覆草>常規(guī)。不同覆蓋、不同土層和施用氮肥對(duì)銨態(tài)氮的變化影響較小。4月份的礦化量和礦化速率均高于3月份。覆膜模式顯著提高了土壤0～20 cm土層含水量和土壤積地溫，覆草模式在一天中具有穩(wěn)定土壤溫度的作用。土壤含水量和14時(shí)積地溫隨土層的深入而降低，而8時(shí)積地溫則相反。相關(guān)分析表明，

5、土壤氮素凈礦化量、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與土壤水分含量和土壤積地溫間的相關(guān)系數(shù)均未達(dá)顯著相關(guān)關(guān)系，這可能與田間土壤性質(zhì)的變異較大有關(guān)。 3．室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不施氮處理覆草土壤氮素礦化量>常規(guī)>覆膜，施氮處理各模式在不同層次存在差異。隨土層的深入土壤硝態(tài)氮、氮素礦化量和礦化速率呈降低趨勢(shì)。培養(yǎng)14～28天常規(guī)和覆膜模式硝態(tài)氮增加量、礦化量和礦化速率均低于培養(yǎng)0～14天，覆草模式則相反。 4．種植一季冬小麥之后，0～200 cm土

6、層土壤貯水量明顯減少，不同處理相比覆膜耗水量最多，而覆草最少，施用氮肥能夠增加土壤耗水量。覆蓋和施用氮肥后均有提高小麥籽粒產(chǎn)量、生物學(xué)產(chǎn)量、植株吸氮量和水分利用效率的作用。不同栽培模式土壤氮素凈礦化量不同，覆蓋有利于土壤氮素礦化。土壤氮素平均礦化速率為4.55kg hm<'-2>月<'-1>，覆膜>覆草>常規(guī)。相關(guān)分析顯示，土壤凈氮礦化量與小麥地上部分生物學(xué)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。 5．三種評(píng)價(jià)土壤氮素礦化的方法相比，室內(nèi)培養(yǎng)的礦化速率>