高产粮区不同施肥模式下农田氮素损失途径与水氮利用效率分析-以桓台县为例

《高产粮区不同施肥模式下农田氮素损失途径与水氮利用效率分析-以桓台县为例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、-山东农业大学硕士学位论文1前言1.1分析目的和意义上世纪初，在西欧学术思想与现代农业生产技术传播的影响下，我国开始化肥的试验与施用，从1901年至1948年的47年我国化肥施用总量累计为40万吨，平均每年施用0.85万吨，基本上全部为氮肥（彭琳，1999）。新中国成立后氮肥的生产发展迅速，进口及施用数量大幅度提高。据中国农学年鉴（1981；2002）统计，80年代以来集约化农业的发展使我国氮肥用量持续上升，90年代中期跃居世界首位，1980年全国化肥施用总量为1269.4万吨，其中氮肥934.2万吨，到2001年

2、，我国化肥施用量达4254万吨，其中氮肥2459万吨纯氮，占我国化肥养分使用总量的60%左右，占世界氮肥总用量的近30%。氮肥作为重要的农业生产物资，在农业生产发展中发挥着重要作用。分析表明，现代农业的产量至少有25%以上是靠化肥的投入获取的，在发达国家这一数字甚至高达50%-60%（沈景文，1992）。据联合国粮农组织（FAO）对41个国家18年试验示范所得的41万个资料进行统计，化肥的增产作用占到农作物增产的60%以上；我国数据显示较低，通常认为在40%-50%左右。氮肥的生产和施用极大地促进了农业生产的发展，

3、不过在肯定氮肥贡献的同时，我们也不应忽视在农业生产实际中氮肥施用仍存在许多问题，其中氮肥利用率低一直是困扰我国农业生产的一个突出问题。近年来大量分析资料汇总结果表明，我国氮肥利用率平均只有35%（陈同斌等，1998），而主要农作物水稻及麦类作物的利用率仅为28-41%（朱兆良，2000），南方经济相对发达的水稻及华北地区的小麦/玉米轮作体系中传统施肥农田的氮肥利用率甚至低于20%（巨晓棠等，2002），山东省冬小麦-夏玉米轮作体系中作物氮肥利用率仅为10%-20%（张福锁等，2000）。氮肥施用量过高、施肥时期与施

4、肥方法不当、氮肥施用与栽培措施及灌溉等不相协调、作物氮肥吸收及利用效率低等是造成中国氮肥利用率低的主要原因。在我国北方，人地矛盾和粮食供需矛盾尤其突出，单位耕地粮食产量的提高大多依靠化肥的大量施用，但是由于氮肥利用率低导致土壤氮素残留增加，对生态环境产生不良影响，使农田氮素成为重要的污染源之一。分析表明，不合理施肥尤其是过量施用氮肥是地下水硝酸盐污染的主要原因。据中国农业科学分析院提供，凡施肥量超过500kghm-2的地区，地下水的硝酸盐含量都超过饮用水标准。作为江北第一吨粮县的淄博桓台------5------高

5、产粮区不同施肥模式下农田氮素损失途径及水氮利用效率分析—以桓台县为例县,为了追求作物的高产,投入大量化肥,桓台县浅层地下水已经出现了季节性的硝酸盐污染,其中重污染面积占全县面积的20.4%,中污染面积占26.1%,轻污染面积占1.4%,清洁水源只占17.2%（徐钰等，2010）。农田土壤是N2O的重要释放源，不合理施肥尤其是过量施用氮肥导致大气中的N2O浓度每年以0.2%-0.3%的速度增长（IPCC,2001），N2O是一种重要的温室气体，在大气中具有较长的滞留时间，参与大气中许多光化学反应，能够把O3转化为O2

6、，形成NO和N2，破坏臭氧层，单位分子的增温潜势是CO2的296倍（Delgadaetal,1999）。中国作为农业大国，在发展农业生产，追求作物高产，解决粮食问题的同时，有责任和义务保障生态环境的可持续发展，分析解决既能获得尽可能高的产量，又能最大限度地减轻对环境压力的氮肥施用与氮素管理的理论依据及其技术措施。1.2国内外分析现状1.2.1农田土壤硝态氮的分布与累积在正常合理的施肥水平上一般不会造成硝酸盐大量累积，过量或不当施肥才导致硝酸盐在土壤中大量累积进而淋失的现象（张庆忠等，2002）。通常一季作物之后残留

7、氮常占施氮量的15%-30%甚至更多（沈善敏，1998；寇长林等，2003），华北平原肥料氮的残留率在20.9%-83.3%（李世娟等，2002；刘学军等，2002；巨晓棠等，2003）。黄绍敏等（2000）在潮土上的分析发现，1m土体中硝态氮累积量在施氮量低于225kghm-2时增幅不大，当施氮量超过225kghm-2时硝态氮含量则急剧增加，当施氮量增加到300和375kghm-2时，土体中硝态氮含量分别增加4.2和7.4倍。氮肥主要用于作物生长，但作物对氮素的吸收受产量潜力和作物自身营养特性的限制，其增量总是有

8、限的。因此，在氮肥过量施用条件下，除一部分通过微生物固持进入有机氮库外，肥料氮往往表现为在土壤中以无机态氮的形式残留，它包括土壤硝态氮和土壤铵态氮两部分。旱地土壤剖面残留无机态氮以硝态氮为主，铵态氮的含量非常少。分析表明，在土壤剖面中硝态氮含量呈现自上而下逐渐降低的分布规律，残留量的大小主要取决于作物根系对土壤硝态氮的吸收利用即氮肥利用率（邵则瑶等，1988