饱和铵贮库施肥对土壤氮素转化、玉米根系结构及氮素吸收的影响

摘要

提高氮素利用率和减少硝酸盐对地下水污染以及水体富营养化是氮素利用和环境修复工程等领域亟待解决的热点问题之一。集中施肥在提高氮素利用和减少环境污染方面具有巨大的优势和应用潜力，特别是液体肥料集中点施有望成为高效利用氮肥的实用技术。
　　 本文在评述土壤氮肥利用现状及氮肥施用方法的基础上，围绕饱和铵贮库施肥法对土壤氮素转化以及玉米根系空间结构的影响这一中心，抓住饱和铵贮库施肥条件下的氮素释放规律和玉米对氮素吸收这两个重要环节，重点研究了饱和铵贮库施肥对玉米生长前期(21d)和后期(90d)根系形态变化、氮吸收机理及影响因素，特别是探讨了90d后玉米根系形成根球的机理及影响因素。现将取得的主要结果总结如下：
　　 (1)采用饱和铵贮库配方在根箱中进行土壤培养实验，发现在21d内土壤pH、土壤氮素呈现出明显的梯度分布现象。饱和铵贮库施肥点的土壤铵态氮含量显著高于其它处理，而硝态氮含量增加显著低于常规施肥。说明饱和铵贮库施肥抑制了铵态氮向硝态氮的转化。离施肥点6cm处硝态氮含量开始显著增加，培养期内几乎没有氮素被迁移至离施肥点12cm处的土层中。饱和铵贮库施肥点土壤脲酶活性显著降低，从而延长尿素向铵态氮的转化。
　　 (2)不同氮浓度铵贮库培养试验结果表明，当铵贮库氮浓度在75g·kg-1时，可以很好地抑制氮素之间的转化以及脲酶活性，土壤pH基本保持不变。而当氮浓度降低到15g·kg-1和3g·kg-1时，铵贮库对氮素的转化以及脲酶的活性有一定的抑制作用，但效果不如氮浓度为75g·kg-1时好，pH也显著升高。当氮浓度在0.6g·kg-1和0.12g·kg-1时，抑制效果不显著，土壤pH升高。
　　 (3)采用小根箱栽培研究饱和铵贮库施肥法对玉米生长前期根系形态和氮素吸收的影响。结果表明：饱和铵贮库施肥处理的玉米根氮吸收量显著高于根控施肥，饱和铵施肥处理的地上部氮吸收显著高于其它处理的氮吸收。由此可见，饱和铵贮库施肥有利于玉米对氮营养的吸收，提高氮肥的利用率。饱和铵贮库施肥处理的玉米根长、根表面积、根尖数、分根数均显著高于其它施肥处理。施肥处理的根平均直径和根体积差异不显著。
　　 (4)采用根箱栽培研究饱和铵贮库施肥法对玉米根系空间分布和氮素吸收的影响。结果表明：饱和铵贮库施肥显著促进了玉米根系及地上部的生长，其根和地上部鲜质量分别增加了18％和37％；饱和铵贮库施肥法能使玉米根系围绕施肥点形成“根球”，其根系主要集中在离施肥中心点6-8cm的土体中；饱和铵贮库施肥的玉米根、茎、叶的氮吸收量分别比常规施肥高43％、30％、31％，氮肥表观利用率提高了15％；饱和铵贮库施肥处理离施肥中心点6-8cm土体中的铵态氮含量比常规施肥高出2倍以上，而硝态氮含量则减少1半以上，表明饱和铵贮库施肥法可有效抑制铵态氮向硝态氮的转换。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

第一章 我国氮素利用现状及其与植物根系生长状况间的关系研究进展

1.1氮肥施用现状及在粮食生产中的地位和作用

1.1.1氮肥施用现状

1.1.2氮肥在粮食生产中的地位和作用

1.2氮肥利用率的概念及其影响因素

1.2.1氮素利用率的概念和评价指标

1.2.2氮素利用率的影响因子

1.2.3氮肥施用中存在的问题

1.3农艺措施对提高氮肥利用率的作用

1.3.1耕作制度和施肥模型

1.3.2氮肥深施以及以水带氮施肥法

1.3.3分次施肥技术

1.3.4平衡施肥

1.3.5集中施肥法

1.4氮素在玉米生产中的作用

1.5植物根系生长状况与氮素吸收利用间的关系

1.6小结及展望

1.7论文研究目标及基本思路

第二章 饱和铵贮库施肥氮素转化及机理初探

2.1材料与方法

2.1.1供试材料

2.1.2试验设计

2.1.3测定项目及方法

2.1.4统计方法

2.2结果与讨论

2.2.1饱和铵贮库施肥对离施肥点不同距离土壤pH的影响

2.2.2饱和铵贮库施肥对离施肥点不同距离土壤铵态氮的影响

2.2.3饱和铵贮库施肥法对离施肥点不同距离土壤硝态氮的影响

2.2.4饱和铵贮库施肥法对离施肥点不同距离土壤脲酶活性的影响

2.3本章结论

第三章 不同氮浓度铵贮库氮素转化及机理研究

3.1材料与方法

3.1.1供试材料

3.1.2试验设计

3.1.3测定项目及方法

3.1.4统计方法

3.2实验结果

3.2.1不同氮浓度铵贮库对土壤pH的影响

3.2.2不同氮浓度铵贮库对土壤铵态氮含量的影响

3.2.3不同氮浓度铵贮库对土壤硝态氮含量的影响

3.2.4不同氮浓度铵贮库对土壤脲酶活性的影响

3.3讨论

3.4本章结论

第四章 饱和铵贮库施肥对玉米生长前期根系形态及氮吸收的影响

4.1材料与方法

4.1.1供试材料

4.1.2试验设计

4.1.3测定项目及方法

4.1.4统计方法

4.2实验结果

4.2.1饱和铵贮库施肥对玉米生长前期氮吸收的影响

4.2.2饱和铵贮库施肥对玉米生长前期根系形态的影响

4.3讨论

4.4本章结论

第五章 饱和铵贮库施肥对玉米根系空间分布和氮素吸收的影响

5.1材料与方法

5.1.1供试材料

5.1.2试验设计

5.1.3测定项目及方法

5.1.4统计方法

5.2实验结果

5.2.1饱和铵贮库施肥对玉米根系外观形态的影响

5.2.2饱和铵贮库施肥对植株鲜重以及不同距离根系形态的影响

5.2.3饱和铵贮库施肥对玉米氮吸收及土壤氮素转化的影响

5.3讨论

5.4本章结论

第六章 研究结论与展望

6.1研究结论

6.1.1饱和铵贮库对氮素转化及迁移机理初探

6.1.2不同氮浓度铵贮库氮素转化及机理研究

6.1.3饱和铵贮库施肥对玉米生长前期根系形态及氮吸收的影响

6.1.4饱和铵贮库施肥对玉米根系空间分布及氮吸收的影响

6.2展望

参考文献