氮肥利用率研究进展综述幻灯片.ppt

* 氮肥利用率研究进展综述 渤海大学 化学化工学院 郭雨萌 概述 本文论述了土壤-作物系统中氮肥损失的过程和后果及近年来国内外有关氮肥利用率影响因子的研究结果, 并由此提出了提高氮肥利用率的途径和加强我国农业氮肥有效管理的对策。 框架 1、氮肥利用率的概念 2、氮肥利用率的测定方法 3 、影响氮肥利用率的生态因子 4、农田生态系统中氮肥的损失及后果 5 　提高氮肥利用率的途径 1、氮肥利用率的概念 传统的氮肥利用率(Nit rogen use ef ficiency , NUE), 指作物吸收的肥料氮占所施肥料总氮的百分率。通常的研究中, 它仅局限于氮肥施入后的当季利用效率, 而不包括其对后季的叠加效益。目前, 国内外评价作物氮肥利用效率的指标有多种, 名称也亟待统一和规范。 吸收效率 氮肥利用率 生产效率 前者如氮回收效率Er(单位施氮量被作物吸收的百分比)。 后者注意到了氮肥吸收后的物质生产效率及向经济器官(如籽粒)的分配情况,如氮流效率P(P =籽粒氮量/施氮量)、氮生产力NP(NP =籽粒产量/施氮量)、氮产量效率NPE(地上部单位氮所生成的生物产量或籽粒产量)、以及氮收获指数NHI(籽粒氮积累量与植株总氮积累量之比)等。 Moll 等(1982)将氮素利用率定义为单位有效氮所生成的籽粒产量(有效氮指土壤氮+肥料氮或仅指肥料氮), 后者等同于NP 。 又将氮素利用率进一步分解为吸收效率UPE(等同于Er)和利用效率UTE(等同于NPE)。MonasterR .等(1996)指出这两种指标的相对重要性受施氮水平影响。 另外, 也有人将作物产量与氮肥的关系分解为农艺效率Ea(等同于NP)和生理效率Ep(等同于NPE)两个部分。 Ea=Np=Ep=NPE 2、氮肥利用率的测定方法 根据氮肥利用率的定义, 测定NUE 的方法有两种:同位素示踪法及非同位素示踪差值法。在此基础上又派生出区间差值法和导数法。由于氮肥施入土壤的激发效应, 差值法测得的值往往大于示踪法。 一般认为, 在研究肥料氮施入土壤后的行为时, 以示踪法较可靠。而当NUE 作为衡量施用氮肥后植株体内营养水平提高的指标及确定适宜的施氮量时, 用差值法。导数法从吸氮量与施氮量的函数关系求导获得, 故求出的N UE 比较符合实际, 能更好地反映报酬递减率。 3 、影响氮肥利用率的生态因子 3.1 土壤 凡是影响氮肥转化的土壤因素均可能对NUE 产生影响, 如土壤氮素状况、水分状况、 通气状况、温度、酸碱度、有机质含量、阳离子代换量(CEC)、氧化还原状态等。 另外, 土壤微生物的活动也对N UE 有重要影响, 而上述因子也通过影响土壤微生物的活动对氮肥转运构成间接影响。 显而易见, 在决定N UE 时, 土壤氮素状况始终处于主要地位。肥料效应方程表明, 在 超过作物适宜需求量的情况下, 随着施氮水平的增加, NUE 下降, 大量的研究结果证实了这一点。 施氮水平 NUE 虽然一般认为在理想的条件下等氮等效, 但不同氮肥形态在不同土壤中损失情况不同。 在渗滤性强的旱地土壤上增加硝态氮的含量则加剧了淋溶的危险。有机肥料氮的利用率和损失率都低于化肥氮, 而通常二者配施的效果明显好于单独施用化学氮肥 。 其次, 土壤水分状况与NUE 关系密切。氮肥的溶解、水解、吸收、残留、淋溶、逸失都与水分直接相关。根据Benbi的研究结果, 在超过580mm 最佳值后, 水分供应的进一步增加不再提高NUE 。 周凌云的研究表明, 两种施肥水平下, 在超过适宜含水量时,尿素在0 ～ 100cm 土壤中的残留量随供水量增加而减少;籽粒NUE 下降。此外, 地下水位的高低也影响了氮的淋溶。在Borin 和Lazzaro 对玉米田间氮淋溶的研究中认为将地下水位保持在1 .0 ～ 1 .3m 是比较理想的。 某些离子的存在, 如钾和锌可增加谷物的NUE ;而氯离子、重金属离子等则可能某些离子的存在, 如钾和锌可增加谷物的NUE而氯离子、重金属离子等则可能抑制了土壤中的某些微生物的活性而影响氮素形态的转化。 由于反硝化作用往往在厌气条件下进行, 而硝化作用则是在好气条件下进行, 因此, 土壤的通气状况影响了上述两个与N UE 相关的重要转化过程, 它有时又直接受水分状况的影响 。 Liang 和Mackenzie发现温度是反硝化作用的主要限制因子, 其次是土壤含水量。土壤pH 值、有机质、CEC 及氧化还原状况等都与肥料氮发生的一系列生化反应有关。总