張麗娟,巨曉棠,吉艷芝,張福鎖,彭正萍

(1教育部植物-土壤相互作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京100094;2河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,保定071001)

北方旱地長(zhǎng)期大量施用氮肥,在顯著提高作物產(chǎn)量的同時(shí),也造成土壤剖面中硝態(tài)氮嚴(yán)重積累[1-2],成為威脅生態(tài)環(huán)境的“化學(xué)定時(shí)炸彈”[3]。周順利等[4]研究發(fā)現(xiàn),一季冬小麥?zhǔn)斋@后0—100 cm土層盈余氮高達(dá) 199.8 kg/hm2,盈余氮的主體是NO-3-N。北京市不同種植體系農(nóng)田中,即使土壤NO-3-N累積最低的糧田,冬小麥-夏玉米輪作地塊平均累積量達(dá)459 kg/hm2[5]。根據(jù)調(diào)查,河北省定州市蔬菜種植基地大棚土壤0—120 cm硝態(tài)氮累積量明顯高于農(nóng)田,相當(dāng)于農(nóng)田的8.5倍[6]。華北平原屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)氣候區(qū),60%～70%的降水集中在7～9月份,夏季持續(xù)的降水使NO-3-N繼續(xù)向土壤深層移動(dòng),累積的硝態(tài)氮如不及時(shí)被作物吸收利用,在比較濕潤(rùn)的氣候和大量灌溉條件下,就將發(fā)生向下移動(dòng),逐漸移出作物根區(qū)(1 m),使生物有效性降低,而且造成土壤深層NO-3-N累積量增加或直接進(jìn)入淺層地下水[7-8]。因此,研究探討如何降低土壤氮素殘留及實(shí)現(xiàn)土壤中過量氮素的再利用,減少硝酸鹽淋洗損失具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

累積的硝態(tài)氮一般會(huì)在土壤剖面不同層次滯留很長(zhǎng)時(shí)間[9],除非遇到一次性強(qiáng)降雨(或強(qiáng)灌溉)會(huì)向下移動(dòng)或進(jìn)入淺層地下水[10],這就為選擇適宜植物充分利用土壤深層累積硝態(tài)氮提供了時(shí)間上的可能性。Noordwijk等和Rowe等[11-12]認(rèn)為,植物可以通過其根系網(wǎng)絡(luò)攔截來自剖面淺層的營(yíng)養(yǎng),深根植物則可通過根系的下扎將下層累積的養(yǎng)分“泵吸”提取上來。選擇適宜的植物種類,通過合理輪作及間作等種植方式,“截獲”和“泵吸”土壤剖面中潛在氮源,減少硝態(tài)氮的淋洗及根區(qū)下的深層累積已引起廣泛的注意[13-14]。Gustafson等[15]認(rèn)為,主作物生長(zhǎng)季之后種植一季填閑作物可有效吸收土壤剖面累積的硝態(tài)氮,使NO-3淋溶損失降低75%。在淺根作物種植之前先種植深根作物,可以將深層的非有機(jī)氮提升到作物根系的土層深度處,降低氮素滲漏提高氮利用效率[16]。大豆和田菁與禾本科作物輪作能夠消除硝態(tài)氮在深層土壤的積累,田菁休閑或生草休閑均比單作玉米能更有效地利用土壤殘留氮素[17]。Whitmore等[18]研究表明,在玉米的行間套種牧草可將土壤中滲出液的氮濃度降低至15 mg/L;彭琳等[19]研究表明,種植具有須根系的谷類作物,不會(huì)造成氮素淋失,直根作物則可能引起氮素淋失,過長(zhǎng)時(shí)間的裸地休閑一定會(huì)導(dǎo)致氮素的淋失。

高丹草是飼用高粱和蘇丹草自然雜交的一年生禾本科牧草,喜溫喜肥水,根系發(fā)達(dá)吸收能力極強(qiáng)[20]。本研究以其作為禾本科牧草的代表,結(jié)合單作春玉米及裸地休閑,探討華北潮土區(qū)夏季多雨時(shí)期作物、牧草及休閑三種土地管理方式高殘留硝態(tài)氮土壤剖面0—200 cm NO-3-N的運(yùn)移,裸地休閑用來評(píng)價(jià)沒有作物生長(zhǎng)情況下NO-3-N的狀況,從而分析累積硝態(tài)氮的淋溶風(fēng)險(xiǎn),并探索土壤殘留氮的植物修復(fù)途徑,為殘留氮的植物有效利用及降低對(duì)地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于北京市海淀區(qū)東北旺鄉(xiāng)的中德合作項(xiàng)目試驗(yàn)基地(北緯39°56',東經(jīng)116°20')。屬于典型的半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。地下水埋深15 m,降水主要分布在6～8月。多年平均降水量為618 mm,且年際間變化大。試驗(yàn)期間5～9月降水量(圖1)346 mm,是1952～1996年該期間平均降水量的62%,屬干旱年份。

圖1 作物生育期間降水量與灌水量Fig.1 Precipitation and irrigation during the crop growth season

試驗(yàn)地土壤為山前平原沖積性潮土。各土層基礎(chǔ)理化性狀見表1。按北京地區(qū)肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21],該試驗(yàn)地屬高肥力土壤。但由于試驗(yàn)地在勻地的前2季作物未施氮肥,土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量較低。

表1 田間試驗(yàn)土壤的基礎(chǔ)理化性質(zhì)Table 1 Basic properties of the field experimental soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 土壤硝態(tài)氮高殘留剖面設(shè)置 試驗(yàn)前一年先進(jìn)行勻地種植夏玉米,上茬收獲后冬季休閑,3月15日按試驗(yàn)要求劃定18個(gè)試驗(yàn)小區(qū),小區(qū)面積15 m2,預(yù)設(shè)土壤硝態(tài)氮高殘留剖面。3月30日施用尿素(含氮量46%)870 kg/hm2,相當(dāng)于N 400 kg/hm2,同時(shí)灌水 150 mm;4月 15日施用尿素(含氮量46%)435 kg/hm2,相當(dāng)于N 200 kg/hm2,同時(shí)灌水150 mm。

按小區(qū)面積計(jì)算實(shí)際施氮量和灌水量,每個(gè)劃定試驗(yàn)小區(qū)的施氮量和灌水量完全一致。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在預(yù)設(shè)的硝態(tài)氮高殘留剖面上,設(shè)置田間種植與休閑試驗(yàn)。試驗(yàn)因素為氮肥與土地管理方式,試驗(yàn)設(shè):1)施氮種植高丹草,施氮肥N 150 kg/hm2(簡(jiǎn)稱GN150);2)施氮種植玉米,施氮肥N 150 kg/hm2(簡(jiǎn)稱YN150);3)施氮休閑并控制雜草,施用氮肥N 150 kg/hm2(簡(jiǎn)稱XN150);4)不施氮種植高丹草(簡(jiǎn)稱GN0);5)不施氮種植玉米(簡(jiǎn)稱YN0);6)不施氮休閑并控制雜草(簡(jiǎn)稱)XN06個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列。

氮肥(尿素,含N 46%),過磷酸鈣(含P2O5為17%)和氯化鉀(含K2O為60%)按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施用量的低限施用,分別為60 kg/hm2,將肥料按原劃定的小區(qū)要求稱好后與0—20 cm耕層土壤充分混合。8月6日灌水一次,灌水量為60 mm。

供試玉米品種為農(nóng)大108,條播行距60 cm,株距30 cm,每公頃55000株,5月2日播種,9月14日收獲;供試高丹草品種為標(biāo)兵(Pace maker),條播行距40 cm,播種量37.5 kg/hm2,5月2日播種,分別在6月29日、8月17日刈割一次,9月14日與玉米同時(shí)收獲。裸地休閑在 5月16日、5月 24日、6月17日、7月2日、8月4日、8月31日6次不定期清除田間雜草。

1.3 樣品采集及測(cè)定

設(shè)置土壤硝態(tài)氮高殘留剖面之前,用土鉆隨機(jī)采集0—200 cm(以20 cm為間隔)的土壤樣品,分析土壤NH+4-N、NO-3-N含量。剖面預(yù)設(shè)處理完成后試驗(yàn)作物種植前,每一區(qū)組設(shè)3點(diǎn)采集0—200 cm土壤樣品,測(cè)定基礎(chǔ)理化性質(zhì)(0—100 cm)及土壤NH+4-N、NO-3-N含量。在作物生長(zhǎng)期間每15 d采集0—200 cm(以20 cm一層)的土壤樣品1次,每小區(qū)采2鉆,同層混合。所采集樣品全部用于測(cè)定土壤NH+4-N、NO-3-N及土壤水分測(cè)定。

收獲時(shí)在與土鉆取樣相應(yīng)的位置,用直徑8 cm的根鉆按15 cm為間隔,采集0—150 cm的根系樣品,每小區(qū)4鉆。

春玉米收獲時(shí)先將每小區(qū)邊行、兩頭的兩行剔除,再剔除不均勻個(gè)別株后作為一個(gè)大樣本(約34～38株),稱取秸稈、穗重,并從中均勻選取10株稱量秸稈、穗重,然后將秸稈全部切碎混合均勻取得分析樣,與穗一起風(fēng)干一段時(shí)間,最后70℃下烘干。烘干后分子粒、秸稈稱重。

高丹草于6月29日、8月17日刈割時(shí),先在小區(qū)內(nèi)劃定1 m2,留茬高度20 cm收割稱鮮重后70℃下烘干,烘干后測(cè)其干重,同時(shí)在劃定1 m2小區(qū)內(nèi)選一定面積齊地面割取預(yù)留的根茬,稱鮮重,并烘干稱干重,用于計(jì)算刈割留取根茬對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn);小區(qū)剩余部分留茬20 cm后全部收割稱取鮮重。9月14日收獲時(shí)仍然先劃定1 m2小區(qū),齊地面收割稱鮮重后70℃下烘干,烘干稱干重,然后把小區(qū)剩余部分齊地面全部收割稱取鮮重。

NH+4-N,NO-3-N的測(cè)定:采集的新鮮土樣過5 mm篩后,稱取12.00 g的土樣于180 mL的塑料瓶中,加入100 mL濃度為0.01 mol/L的氯化鈣溶液,振蕩1 h后過濾,濾液冷凍保存。測(cè)定前將濾液解凍,稀釋后采用連續(xù)流動(dòng)分析儀法(TRAACS-2000)測(cè)定濾液中NH+4-N、NO-3-N含量。

土壤和植株全氮按開氏法測(cè)定。

根系的測(cè)定:將根鉆采集的樣品置于0.25 mm篩內(nèi)用水沖洗,挑出根系,采用交叉網(wǎng)格法測(cè)定樣品的總根長(zhǎng)[22],計(jì)算根長(zhǎng)密度,同時(shí)測(cè)定根干重。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件(6.12版)中的ANOVA程序(LSD檢驗(yàn))和Excel中的T檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物地上部生物量、含氮量和氮累積量

兩種作物地上部植株生物量具有顯著的差異(表2),在N150、N0 2個(gè)處理中,高丹草地上部植株生物量均低于玉米,達(dá)到極顯著的水平。與玉米相比,高丹草明顯大于玉米秸稈含氮量,與玉米子粒相當(dāng),但又顯著高于玉米植株平均含氮量。這導(dǎo)致了兩種作物在氮累積量上的差異。從數(shù)值上看,高丹草均大于玉米,但N0處理沒有表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)上的差異,N150處理則具有顯著性差異。

表2 作物地上部生物量、含氮量和氮累積量Table 2 Biomass,N content and accumulation of shoot

2.2 夏季不同土地管理方式對(duì)收獲后土壤剖面硝態(tài)氮分布的影響

與種植前相比,三種土地管理方式土壤剖面0—80 cm NO-3-N變化明顯(圖2)。表現(xiàn)出休閑地最高,高丹草最低,而玉米居中的趨勢(shì)。在剖面60—80 cm處出現(xiàn)累積峰,N150處理高丹草、玉米、休閑地累積峰值分別為35.6、50.4、67.1 mg/kg;N0處理分別為34.3、55.4、67.8 mg/kg。說明在該季節(jié)的降雨和灌溉作用下,硝態(tài)氮遷移到土層 60—80 cm。100 cm以下土層三種土地管理方式差異不明顯。

一季作物種植后一定深度土體氮素的平衡(盈虧):土壤氮素平衡=0—100 cm(或0—200 cm)土體殘留氮素+濕(或干濕)沉降帶入氮+灌溉水帶入氮-作物吸收土壤氮。如果平衡是正值則表示土壤氮素盈余,如果為負(fù)值,則表示虧缺。

三種土地管理方式的土壤剖面氮素平衡分析(表3)看出,在硝態(tài)氮高累積剖面一季種植后土壤氮素總平衡仍表現(xiàn)為盈余,0—100 cm土層呈現(xiàn)出裸地休閑＞玉米＞高丹草的趨勢(shì),施氮與否沒有影響;0—200 cm則裸地休閑明顯高于玉米和高丹草,后兩者之間未表現(xiàn)出差異。夏季種植結(jié)束后,裸地休閑在0—100 cm土壤層次較種植前增加,種植高丹草、玉米則較種植前減少,高丹草的減少趨勢(shì)強(qiáng)于玉米。100—200 cm N150高丹草、玉米與播前相比仍表現(xiàn)為耗竭,分別減少33.4和40.4 kg/hm2;N0處理高丹草、玉米減少8.4和44.4 kg/hm2。

2.3 兩種作物根系與硝態(tài)氮剖面分布的關(guān)系

作物收獲后土壤剖面中根系分布如圖3?？梢钥闯?根長(zhǎng)密度及根干重均隨剖面深度增加而降低,在0—30 cm土壤層次高丹草的根長(zhǎng)密度明顯大于玉米,與施用氮肥關(guān)系不大;30—60 cm區(qū)域雖然高丹草高于玉米,但差異不顯著;60 cm以下層次兩種作物則無(wú)明顯差異。但是0—60 cm區(qū)域的作物的根長(zhǎng)密度與收獲后相應(yīng)區(qū)域土壤剖面硝態(tài)氮的消減量達(dá)到極顯著相關(guān)(r=0.7030**,P＜0.01,圖4)。在N150處理中根干重與根長(zhǎng)密度表現(xiàn)出相似的趨勢(shì),0—30 cm土壤層次高丹草明顯大于玉米;N0處理0—30 cm高丹草根干重雖大于玉米,但差異不顯著。

圖2 夏季休閑與種植對(duì)收獲后土壤剖面硝態(tài)氮分布的影響Fig.2 Effect of fallow or plant in summer on the distribution of NO-3-N in soil profile after harvest

表3 三種夏季土地管理方式土壤氮素的總平衡(N kg/hm2)Table 3 Total balance of nitrogen in three land use management in summer

2.4 土壤剖面硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化

三種土地管理方式土壤NO-3-N的動(dòng)態(tài)變化(圖5)看出,種植前土壤剖面0—120 cm的NO-3-N含量較高,在5～9月的134 d時(shí)間內(nèi),土壤NO-3-N發(fā)生了逐漸向下層移動(dòng)的現(xiàn)象,種植結(jié)束時(shí)NO-3-N在剖面60—80 cm深度出現(xiàn)積累;種植作物的兩種處理均表現(xiàn)為NO-3-N的逐漸耗竭,裸地休閑則為波浪式上升。

種植高丹草和玉米,苗期由于植株吸收土壤氮素較少,而5月28日(種植后 27 d)、6月9日(種植后38 d)2次較大降水(22、23 mm),使土壤上層NO-3-N發(fā)生向下淋洗,但僅影響到40 cm層次。此后植物生長(zhǎng)迅速土壤NO-3-N耗竭明顯,高丹草耕層不施氮對(duì)0—20 cm層次NO-3-N的吸收較玉米強(qiáng)烈,而且一直持續(xù)到最后收獲,但施氮處理中則無(wú)此現(xiàn)象,只是在第二次刈割之后對(duì)土壤上層0—40 cm-NO-3-N吸收明顯,可見即使土壤剖面NO-3-N含量很高,喜氮的禾本科牧草高丹草仍然表現(xiàn)對(duì)氮素的高需求[23]。高丹草對(duì)土壤上層氮素的吸收大于玉米,與其在相應(yīng)土壤層次具有較高根長(zhǎng)密度顯著相關(guān)(圖4)。

圖3 土壤剖面作物根長(zhǎng)密度和根干重的變化Fig.3 Root length density and dry weight in different soil depth

圖4 土壤硝態(tài)氮消減量與作物相應(yīng)土層根長(zhǎng)密度的相關(guān)性Fig.4 The relationship between soil nitrate increase and root length density

裸地休閑由于土壤剖面不飽和水分運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,土壤NO-3-N向下層淋洗程度強(qiáng)于作物種植體系,尤其在N150處理表現(xiàn)更為明顯,NO-3-N下移前鋒到達(dá)140 cm處;土壤上層NO-3-N呈現(xiàn)時(shí)降時(shí)升趨勢(shì),這可能是來自于表土的氨揮發(fā)、反硝化損失的負(fù)影響及土壤氮素礦化的正影響。

3 討論

本試驗(yàn)通過禾本科牧草、春玉米單作及裸地休閑,分析華北潮土區(qū)夏季多雨時(shí)期,三種土地管理方式對(duì)高殘留硝態(tài)氮土壤剖面0—200 cm NO-3-N運(yùn)移的影響,初步探索了NO-3-N嚴(yán)重累積土壤的生物修復(fù)途徑。玉米、高丹草雖同屬禾本科作物,但二者的生物學(xué)特性有很大差異[24]。高丹草喜溫喜肥水,根系發(fā)達(dá)吸收能力極強(qiáng),屬多次利用型,能耐受頻繁的刈割,并能多次再生[20]。刈割次數(shù)對(duì)根系生物量和養(yǎng)分貯量影響顯著[25],從而明顯影響其生物學(xué)產(chǎn)量[26]。本試驗(yàn)高丹草地上部植株生物量低于玉米,但地上部吸氮量均大于玉米,在 0—30、30—60 cm土壤層次高丹草的根長(zhǎng)密度明顯大于玉米,根密度與氮素的吸收存在線性關(guān)系[12,27]。0—60 cm區(qū)域植物根長(zhǎng)密度與相應(yīng)層次土壤NO-3-N消減量呈現(xiàn)顯著正相關(guān),說明高丹草對(duì)土壤上層氮素的吸收消耗大于玉米。

N150處理高丹草、玉米0—100 cm土壤剖面NO-3-N與播前相比分別減少182.9和103.8 kg/hm2;N0處理分別減少226.9和134.8 kg/hm2,高丹草較玉米減少趨勢(shì)要大。由此推知,種植高丹草根區(qū)范圍殘留NO-3-N低于種植玉米。高丹草比玉米在截獲上層殘留硝態(tài)氮,阻止其大量向下遷移的作用更大,體現(xiàn)出Rowe等[23]提出的植物吸收的“安全網(wǎng)”功能;Mekonnen等也認(rèn)為生草可以比玉米更有效地利用土壤NO-3-N[28]。

100—200 cm土層N150高丹草、玉米與播前相比仍表現(xiàn)為耗竭,玉米較高丹草減少趨勢(shì)要大。玉米對(duì)100 cm以下深層土壤NO-3-N利用能力可能較強(qiáng)。我們采用將15N標(biāo)記的硝態(tài)氮注射于土壤剖面110 cm處的田間微區(qū)試驗(yàn)法,研究玉米對(duì)深層標(biāo)記NO-3-N的利用試驗(yàn)表明[29],在土壤施氮和不施氮的條件下,玉米對(duì)注射于土壤剖面110 cm處15N標(biāo)記的硝態(tài)氮的利用率分別為11.9%和6.7%,可見玉米或許具有通過根系的下扎將下層累積的養(yǎng)分“泵吸”的能力。

圖5 三種土地管理方式土壤剖面硝態(tài)氮?jiǎng)討B(tài)Fig.5 Dynamics of NO-3-N in 0-200 cm soil profile in three land use management

整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)三種土地管理方式土壤NO-3-N均發(fā)生了逐漸向下層移動(dòng)的現(xiàn)象。種植結(jié)束時(shí)NO-3-N在剖面60—80 cm深度出現(xiàn)積累,N150處理高丹草、玉米、休閑地累積峰值分別為 35.6、50.4、67.1 mg/kg;N0處理分別為 34.3、55.4、67.8 mg/kg。說明在該季節(jié)的降雨和水流作用下,硝態(tài)氮遷移到60—80 cm土層。據(jù)高強(qiáng)[30]分析,在中德合作項(xiàng)目試驗(yàn)基地與本試驗(yàn)相同性質(zhì)的土壤上,1 mm水量使土壤剖面表層累積硝態(tài)氮下移了0.16 cm,在本試驗(yàn)期間表層高量累積的NO-3-N的下移推測(cè)距離約在79 cm。

高丹草、玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)均表現(xiàn)為對(duì)土壤剖面NO-3-N的逐漸耗竭;裸地休閑與種植前相比剖面 0—200 cm的NO-3-N累積增加,而且土壤NO-3-N向下層淋洗程度強(qiáng)于作物種植體系。Martin[31]的研究也認(rèn)為,由于土壤有機(jī)質(zhì)的分解和礦化導(dǎo)致NO-3-N濃度的增加,休耕地表層30 cm土壤NO-3-N濃度在6年間增加了3倍,低于60 cm以下土層的NO-3-N可能發(fā)生被土壤水流轉(zhuǎn)移;李世清的研究表明,任何采樣時(shí)期休閑小區(qū)土層120 cm深處NO-3-N含量比種植玉米高,NO-3-N的淋失休閑比玉米高1倍[32],裸地休閑一定會(huì)導(dǎo)致氮素的淋失[19]。

不同植物種類對(duì)土壤氮素的吸收潛力具有差異性。深根填閑植物吸氮效果明顯,具有減少NO-3-N淋溶的潛力[33]。因此,今后的研究應(yīng)采取輪作、間作合理搭配,淺根、深根植物的組合使NO-3-N植物修復(fù)效果達(dá)到最優(yōu)化[16],進(jìn)一步剖析剖面積累的NO-3-N的遷移變化機(jī)理與作物根系之間的關(guān)系以及對(duì)土壤性狀和環(huán)境的影響,探索不同作物間的合理輪作與間作以及農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中土壤累積NO-3-N的生物修復(fù)的可能性。

[1] Ju X T,Liu X J,Zhang F S et al.Nitrogen fertilization,soil nitrate accumulation,and policy recommendations in several agricultural regions of China[J].Amibo,2004,33(5):330-305.

[2] 趙俊曄,于振文.不同土壤肥力條件下施氮量對(duì)小麥氮肥利用和土壤硝態(tài)氮含量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(3):815-822.Zhao J Y,Yu Z W.Effects of nitrogen rate on nitrogen fertilizer use of winter wheat and content of soil nitrate-N underdifferent fertility condition[J].Acta Ecol.Sin.,2006,26(3):815-822.

[3] 龔子同,黃標(biāo).關(guān)于土壤中“化學(xué)定時(shí)炸彈”及其觸爆因素的探討[J].地球科學(xué)進(jìn)展,1998,13(2):184-191.Gong Z T,Huang B.Studies on potential“ c hemical time bombs” a nd their igniting factors in soil[J].Adv.Earth Sci.,1998,13(2):184-191.

[4] 周順利,張福鎖,王興仁.土壤硝態(tài)氮時(shí)空變異與土壤氮素表觀盈虧研究 Ⅰ .冬小麥[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2001,21(11):1782-1789.Zhou S L,Zhang F S,Wang X R.Studies on the spatio-temporal variations of soil NO3--N and apparent budget of soil nitrogenⅠ.Winter wheat[J].Acta Ecol.Sin.,2001,21(11):1782-1789.

[5] 劉宏斌,李志宏,張?jiān)瀑F.北京市農(nóng)田土壤硝態(tài)氮的分布與累積特征[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,37(5):692-698.Liu H B,Li Z H,Zhang Y G.Characteristics of nitrate distribution and accumulation in soil profiles under main agro-land use types in Beijing[J].Sci.Agric.Sin.,2004,37(5):692-698.

[6] 袁麗金,巨曉棠,張麗娟,等.設(shè)施蔬菜土壤剖面氮、磷、鉀剖面積累及對(duì)地下水的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)報(bào),2010,18(1):1-7.Yuan L J,Ju X T,Zhang L J et al.Effects of N,P,K accumulation in greenhouse soils profile on the ground water[J].Chin.J.Eco-A-gric.,2010,18(1):1-7.

[7] Zhang W L,Tian Z X,Li X Q.Nitrate pollution of groundwater in northern China[J].Agric.,Ecosyst.Environ.,1996,59:223-231.

[8] Ju X T,Kou C L,Zhang F S et al.Nitrogenbalance and groundwater nitrate contamination:Comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain[J].Environ.Poll.,2006,143:117-125.

[9] Zhang L J,Ju X T,Gao Q et al.Recovery of15N-labeled nitrate injected into deep subsoil by maize in a Calcaric Cambisol inNorth China Plain[J].Com.Soil Sci.Plant Anal.,2007,38(1):1563-1577.

[10] 趙露露.高強(qiáng)度降雨及灌水對(duì)土壤累積硝態(tài)氮移動(dòng)的影響[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.Zhao L L.Movement of accumulative nitrate affected by strong rainfall and irrigation in summer[D].Beijing:Ms thesis of China Agricultural University,2007.

[11] Van Noordwijk M,Lawson G,Soumare A et al.Root distribution of trees and crops:Competition and/or complementarily[A].Ong C K,Huxley P(eds).Tree-crop interactions[C].UK Waallingford:CAB International,1996.319-364.

[12] Rowe E C,HairiahK,Giller K E et al.Testing the safety-net role of hedgerow tree roots by15N placement at different soil depths[J].Agrofor.Syst.,1999,43:81-93.

[13] KristensenH L,Thorup-KristensenK.Root growth and nitrate uptake of three different catch crops in deep soil layers[J].Soil Sci.Soc.Am.J.,2004,68:529-537.

[14] Christiansen J S,Thorup-Kristensen K,KristensenH L.Root development of beetroot,sweet corn and celeriac,and soil N content after incorporation of green manure[J].J.Horticul.Sci.Biotech.,2006,81(5):831-838.

[15] Gustafson A,Fleischer S,Joelsson A.A catchment-oriented and cost effective policy for water protection[J].Ecol.Engin.,2000,14(4):419-427.

[16] Thorup-Kristensen K.Effect of deep and shallow root systems on the dynamics of soil inorganic N during 3-year crop rotations[J].Plant Soil,2006,288:233-248.

[17] Hartemink A E,Buresh R J,Jama B et al.Soil nitrate andwaterdynamics in Sesbania fallows,weed fallows,and maize[J].Soil Sci.Soc.Am.J.,1996,60:568-574.

[18] Whitmore A P,Schroder J J.Intercropping reduces nitrate leaching from under field crops without loss of yield:A modelling study[J].Europ.J.Agron.,2007,27:81-88.

[19] 彭琳,王繼增,余存祖.土壤氮素吸收利用與淋溶流失[J].水土保持學(xué)報(bào),1996,2(2):9-13.Peng L,Wang J Z,Yu C Z.Soil nitrogen uptake by crops nitrogen leaching and loss from the eroded dryland[J].J.Soil Eros.Soil Water Conserv.,1996,2(2):9-13.

[20] 詹秋文,林平,李軍,等.高粱-蘇丹草雜交種研究與利用前景[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2001,10(2):56-61.Yan Q W,Lin P,Li J et al.Research and prospect of hybrid between sorghum(Sorghum bicolor)and smut(Sorghum sudanense)[J].Acta Pratacul Turae Sin.,2001,10(2):56-61.

[21] 劉寶存,孫明德,吳靜.北京郊區(qū)糧田土壤養(yǎng)分與施肥[J].北京農(nóng)業(yè)科學(xué),1999,17(6):30-34.Liu B C,Sun M D,Wu J.Soil nutrient and fertilization of farmland in suburb of Beijing[J].Beijing Agric.Sci.,1999,17(6):30-34.

[22] Tennant D A.Test of a modified line interest method of estimating root length[J].J.Ecol.,1975,63:995-1001.

[23] Lee J K,Seo S.Effect of N fertilization levels on the regrowth,carbohydrte reserves and dry matter yield of sorghum-sudangrass hybrid and other forage crops[J].Kor.J.Anim.Sci.,1998,30(7):441-445.

[24] 裴冬,張喜英,李坤.華北平原作物棵間蒸發(fā)占蒸散比例及減少棵間蒸發(fā)的措施[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2000,21(4):33-37.Pei D,Zhang X Y,Li K.The proportion of the evaporation to evapo-transpiration and the measures to reduce the evaporation in North China Plain[J].China Agric.Weath.,2000,21(4):33-37.

[25] 黃得光,張德強(qiáng),周國(guó)逸,等.刈割頻率對(duì)兩種牧草越冬的影響[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào),2000,(增刊):52-58.Hang D G,Zhang D Q,Zhou G Y et al.Effect of harvesting frequency on overwintering forage grasses[J].J.Trop.Subtrop.Bot.(Suppl.),2000,52-58.

[26] 邢素芝,汪建飛,徐傳富.施肥對(duì)高粱雜交草生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累的影響[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002,16(4):31-33.Xing S Z,Wang J F.Effects of fertilizer on the growth and dry weight of sorghum hybrid grass[J].J.Anhui Tech.Teach.Coll.,2002,16(4):31-33.

[27] 張麗娟,巨嘵棠,高強(qiáng),等.兩種作物對(duì)土壤不同層次標(biāo)記硝態(tài)氮利用的差異[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38(2):333-340.Zhang L J,Ju X T,Gao Q et al.Recovery of labeled nitrate-N in different soil layers by two kind of crops[J].Sci.Agric.Sin.,2005,38(2):333-340.

[28] Mekonnen K,Buresh R J,Jama B.Root and inorganic nitrogen distribution in sesbania fallow,natural fallow and maize field[J].Plant Soil,1997,188:319-327.

[29] 張麗娟,巨曉棠,高強(qiáng),等.玉米對(duì)土壤深層標(biāo)記硝態(tài)氮的利用[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2004,10(5):455-461.Zhang L J,Ju X T,Gao Q et al.Recovery of15N-labeled nitrate injected into deep subsoil by maize in a Calcaric Cambisol inNorth China Plain[J].Plant Nutr.Fert.Sci.,2004,10(5):455-461.

[30] 高強(qiáng).土壤剖面不同位置累積硝態(tài)氮的作物有效性及去向[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文,2003.Gao Q.Crop availability and fate of residual nitrate in different position of soil profile[D].Beijing,PhD dissertation China Agricultural University,2003.

[31] Martin H E,Bullied W J,David A et al..Extraction of subsoil nitrogen by alfalfa,alfalfa-wheat,and perennial grass systems[J].Agron.J.,2001,93:495-503.

[32] 李世清,李生秀.關(guān)中灌區(qū)夏季休閑效果評(píng)價(jià)[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2000,8(2):54-57.Li S Q,Li S X.Effects of summer fallow in Guanzhong irrigation area[J].Chin.J.Eco-Agric.,2000,8(2):54-57.

[33] Thorup-Kristensen K,Jensen M J,Stoumann L.Catch crops and green manures as biological tools in nitrogen management in temperate zones[J].Adv.Agron.,2003,79:227-302.