基于農(nóng)學(xué)效應(yīng)和環(huán)境效益的華北平原主要糧食作物合理施氮量確定方法研究
發(fā)布時間:2021-01-26 08:35
華北平原是我國重要的糧食產(chǎn)區(qū),為了盡可能的獲得高產(chǎn),過量施氮現(xiàn)象十分普遍,而盈余氮素排放帶來的環(huán)境問題越來越嚴重,而確定合理施氮量是平衡氮肥施用產(chǎn)量效應(yīng)和環(huán)境效益的有效手段,但如何確定合理施氮量并沒有統(tǒng)一的方法。本研究以華北糧田為研究對象,采用實地監(jiān)測、文獻數(shù)據(jù)搜集與模擬相結(jié)合的方法,首先根據(jù)多地農(nóng)田施氮量梯度同步試驗,分析氮肥施用量與其中不同指標之間的關(guān)系,明確七種最佳施氮量及其差異。其次,全面綜述了華北平原小麥季氮肥施用產(chǎn)量和環(huán)境效應(yīng),論述了區(qū)域尺度小麥合理施氮量。然后,改變傳統(tǒng)的以農(nóng)學(xué)效應(yīng)為主確定合理施氮量的思路,提出了基于環(huán)境效應(yīng)的農(nóng)田允許最大施氮量研究方案。主要研究結(jié)論如下:(1)作物產(chǎn)量一直是以往研究中確定最佳施氮量的最常用指標。起初產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加,但超過一定施氮量,產(chǎn)量增加微乎其微甚至開始下降,這一關(guān)系可用一元二次方程描述。同樣地,施氮量與傳統(tǒng)經(jīng)濟效益、考慮環(huán)境成本的經(jīng)濟效益、籽粒吸氮量、植株整體吸氮量、氮素利用率和氮平衡的影響均可用一元二次方程表示。因此,通過這些指標可以確定七種不同的最佳施氮量。所有這些指標都有其自身的理論依據(jù),因此,不同的指標應(yīng)充分考量其不...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.?1單位農(nóng)田種植面積肥料用量和糧食產(chǎn)量(1979—2015乂2016年中國??統(tǒng)計年鑒)??
??氮素實時調(diào)控實現(xiàn)作物氮素分期管理,滿足各生育期養(yǎng)分需求(圖1.2)。??該方法確定的施氮量在年際間、田塊間可能顯著差異,這主要是因為土??壤氮素供應(yīng)能力在年際間和田塊間均存在變異性。??各階段施氮量=地上部需氮量-土壤供氮量?J?^?s??N?app!ication?rate=N?requirement?of?above?ground?-?Soil?N?supply^/?'、/?丨;?物?r??I?^?^?5a??'WWW?SI??6〇?c:n;"…皿?素;??-?9〇cm?.”卜??30天?90天__?120天??30?days?90?days?120?days??圖1.2根層土壤氮素實時調(diào)控管理,根據(jù)(朱兆良and張福鎖2010)繪制??Fig.?1.2?Real-time?nitrogen?regulation?of?root?zone?based?on?literature??推薦施肥系統(tǒng)是農(nóng)田測試結(jié)果與計算機信息技術(shù)的結(jié)合,如Nutrient??expert推薦施肥專家系統(tǒng),該系統(tǒng)在農(nóng)戶回答一些簡單問題后就能給出基??于作物栽培管理措施的推薦施肥套餐,農(nóng)戶所回答的問題包括農(nóng)戶產(chǎn)量、??農(nóng)戶管理措施、土壤肥力指標、當季或上季作物施肥,所推薦的參數(shù)包??括目標產(chǎn)量、種植密度、各類純養(yǎng)分用量、市場常見化學(xué)用量,同時可??以給出作物生長期間推薦施肥時間和次數(shù)(何萍e/d?2012)
?一個環(huán)境污染風險相對較低的施氮量(Song?e?a/.?2009,Mine/虹2011),但??無法明確環(huán)境污染拐點或突變點(圖1.4),即無法明確所推薦的施氮量是??否直接導(dǎo)致了環(huán)境污染,換言之,以氮素環(huán)境風險為基礎(chǔ)難以直接確定??推薦施氮量。因此,隨著氮素損失所造成的環(huán)境惡化及公眾對環(huán)境的關(guān)??注,確定施氮量的方法必須從以往單一考慮產(chǎn)量或經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)向綜合考??慮產(chǎn)量和環(huán)境效益,這一理念下,量化氮素環(huán)境效應(yīng)的途徑有間接法和??直接法兩個,間接地,將氮素排放的污染物換算為污染治理成本,這就??將環(huán)境問題轉(zhuǎn)化成了經(jīng)濟問題,從而形成施氮量與經(jīng)濟效益(扣除環(huán)境治??理成本)的效應(yīng)關(guān)系(Xia?and?Yan?2012,?Wang?e??a/.?2014a,?Zhang?d?a/.??2017a)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于大型滲漏池監(jiān)測的褐潮土農(nóng)田水、氮淋失特征[J]. 張亦濤,王洪媛,劉宏斌,任天志. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的“4R”養(yǎng)分管理研究進展[J]. 陳防,張過師. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2015(23)
[3]理論施氮量的改進及驗證——兼論確定作物氮肥推薦量的方法[J]. 巨曉棠. 土壤學(xué)報. 2015(02)
[4]我國農(nóng)田氮肥施用現(xiàn)狀、問題及趨勢[J]. 巨曉棠,谷保靜. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2014(04)
[5]立足于解決高投入條件下的氮污染問題[J]. 蔡祖聰,顏曉元,朱兆良. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2014(01)
[6]緩釋氮肥與普通尿素配施提高冬小麥-夏玉米施肥效果的研究[J]. 司賢宗,韓燕來,王宜倫,劉蒙蒙,譚金芳. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(07)
[7]華北平原冬小麥季化肥氮去向及土壤氮庫盈虧定量化探索[J]. 倪玉雪,尹興,劉新宇,巨曉棠,張麗娟. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2013(03)
[8]夏玉米不同施氮水平土壤硝態(tài)氮累積及對后茬冬小麥的影響[J]. 張經(jīng)廷,王志敏,周順利. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(06)
[9]施氮量對旱地小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響[J]. 段文學(xué),于振文,張永麗,王東,石玉. 作物學(xué)報. 2012(09)
[10]麥季氮肥運籌對冬小麥-夏玉米種植體系物質(zhì)生產(chǎn)及氮肥利用的影響[J]. 吳光磊,曾彥,郭立月,崔正勇,李勇,尹燕枰,王振林,蔣高明. 作物學(xué)報. 2012(11)
碩士論文
[1]山東省種植區(qū)地下水硝態(tài)氮污染空間變異及分布規(guī)律研究[D]. 許晶玉.中南大學(xué) 2011
本文編號:3000803
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.?1單位農(nóng)田種植面積肥料用量和糧食產(chǎn)量(1979—2015乂2016年中國??統(tǒng)計年鑒)??
??氮素實時調(diào)控實現(xiàn)作物氮素分期管理,滿足各生育期養(yǎng)分需求(圖1.2)。??該方法確定的施氮量在年際間、田塊間可能顯著差異,這主要是因為土??壤氮素供應(yīng)能力在年際間和田塊間均存在變異性。??各階段施氮量=地上部需氮量-土壤供氮量?J?^?s??N?app!ication?rate=N?requirement?of?above?ground?-?Soil?N?supply^/?'、/?丨;?物?r??I?^?^?5a??'WWW?SI??6〇?c:n;"…皿?素;??-?9〇cm?.”卜??30天?90天__?120天??30?days?90?days?120?days??圖1.2根層土壤氮素實時調(diào)控管理,根據(jù)(朱兆良and張福鎖2010)繪制??Fig.?1.2?Real-time?nitrogen?regulation?of?root?zone?based?on?literature??推薦施肥系統(tǒng)是農(nóng)田測試結(jié)果與計算機信息技術(shù)的結(jié)合,如Nutrient??expert推薦施肥專家系統(tǒng),該系統(tǒng)在農(nóng)戶回答一些簡單問題后就能給出基??于作物栽培管理措施的推薦施肥套餐,農(nóng)戶所回答的問題包括農(nóng)戶產(chǎn)量、??農(nóng)戶管理措施、土壤肥力指標、當季或上季作物施肥,所推薦的參數(shù)包??括目標產(chǎn)量、種植密度、各類純養(yǎng)分用量、市場常見化學(xué)用量,同時可??以給出作物生長期間推薦施肥時間和次數(shù)(何萍e/d?2012)
?一個環(huán)境污染風險相對較低的施氮量(Song?e?a/.?2009,Mine/虹2011),但??無法明確環(huán)境污染拐點或突變點(圖1.4),即無法明確所推薦的施氮量是??否直接導(dǎo)致了環(huán)境污染,換言之,以氮素環(huán)境風險為基礎(chǔ)難以直接確定??推薦施氮量。因此,隨著氮素損失所造成的環(huán)境惡化及公眾對環(huán)境的關(guān)??注,確定施氮量的方法必須從以往單一考慮產(chǎn)量或經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)向綜合考??慮產(chǎn)量和環(huán)境效益,這一理念下,量化氮素環(huán)境效應(yīng)的途徑有間接法和??直接法兩個,間接地,將氮素排放的污染物換算為污染治理成本,這就??將環(huán)境問題轉(zhuǎn)化成了經(jīng)濟問題,從而形成施氮量與經(jīng)濟效益(扣除環(huán)境治??理成本)的效應(yīng)關(guān)系(Xia?and?Yan?2012,?Wang?e??a/.?2014a,?Zhang?d?a/.??2017a)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于大型滲漏池監(jiān)測的褐潮土農(nóng)田水、氮淋失特征[J]. 張亦濤,王洪媛,劉宏斌,任天志. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的“4R”養(yǎng)分管理研究進展[J]. 陳防,張過師. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2015(23)
[3]理論施氮量的改進及驗證——兼論確定作物氮肥推薦量的方法[J]. 巨曉棠. 土壤學(xué)報. 2015(02)
[4]我國農(nóng)田氮肥施用現(xiàn)狀、問題及趨勢[J]. 巨曉棠,谷保靜. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2014(04)
[5]立足于解決高投入條件下的氮污染問題[J]. 蔡祖聰,顏曉元,朱兆良. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2014(01)
[6]緩釋氮肥與普通尿素配施提高冬小麥-夏玉米施肥效果的研究[J]. 司賢宗,韓燕來,王宜倫,劉蒙蒙,譚金芳. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(07)
[7]華北平原冬小麥季化肥氮去向及土壤氮庫盈虧定量化探索[J]. 倪玉雪,尹興,劉新宇,巨曉棠,張麗娟. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2013(03)
[8]夏玉米不同施氮水平土壤硝態(tài)氮累積及對后茬冬小麥的影響[J]. 張經(jīng)廷,王志敏,周順利. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(06)
[9]施氮量對旱地小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響[J]. 段文學(xué),于振文,張永麗,王東,石玉. 作物學(xué)報. 2012(09)
[10]麥季氮肥運籌對冬小麥-夏玉米種植體系物質(zhì)生產(chǎn)及氮肥利用的影響[J]. 吳光磊,曾彥,郭立月,崔正勇,李勇,尹燕枰,王振林,蔣高明. 作物學(xué)報. 2012(11)
碩士論文
[1]山東省種植區(qū)地下水硝態(tài)氮污染空間變異及分布規(guī)律研究[D]. 許晶玉.中南大學(xué) 2011
本文編號:3000803
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