学文网氮肥的生产和使用篇1
关键词：氮肥；粳稻；生理特性；产量
中***分类号：S143.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）24-6195-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.24.024
Abstract： Using the northern japonica rice Tiejing 11 as test material， the differences in their physiological characteristics and yield under different nitrogen fertilization patterns were studied. The results showed that while the nitrogen of basal： tillering： panicle was 6∶3∶1，the higher amount of nitrogen would improve the chlorophyll content， photosynthetic capacity， effective panicle， grain weight and yield； the medium nitrogen level had advantage under the ratio 4∶3∶3； nitrogen application at late growth stage was suitable for low or medium nitrogen level， which could increase photosynthetic capacity and optimize the yield components and increase yield； under the same ratio for basic tiller and ear fertilizer，the increase of nitrogen could improve total nitrogen uptake and protein content，decrease nitrogen physiological efficiency and milled rice and tasting，but nitrogen recovery and harvest index changes had difference； as application at late growth stage in same nitrogen rate， total nitrogen uptake and protein content increased， nitrogen physiological efficiency and milled rice and amylose content and tasting decreased， nitrogen recovery and harvest index increased under low or medium nitrogen level and decreased under high nitrogen level. Nitrogen application 210 kg/hm2 and the ratio 4∶3∶3 of basal： tillering： panicle made the yield increase by 2.8%～11.3%， and this is the optimal mode of nitrogen fertilizer application.
Key words：nitrogen；japonica rice；physiological characteristics；yield
随着人民生活水平的提高，中国水稻栽培目标已逐步由过去的追求高产单一目标，向高产、优质、高效、生态、安全5方面综合目标的方向转变[1]。氮素对水稻的生长发育具有极其重要的作用，是影响水稻光合效率、氮素利用率、品质以及产量的敏感因素[2-4]；合理施用氮肥是实现水稻多目标协调发展的关键环节。然而目前在水稻生产上施氮量过大，导致水稻氮肥利用率降低、品质变劣。
环境污染、施肥经济效益下降，而且采用的“重施基肥、早施分蘖肥、轻施穗肥”方式易引起水稻前期分蘖过多、后期养分不足，造成成穗率和结实率下降，不利于水稻单产的提高[5，6]。因此合理确定水稻施氮量，科学运筹氮肥前后期比例，探明其光合能力的变化特征，指导和改变生产中不科学的施氮方式，使产谷效率与氮素利用率得以协调统一，对实现水稻优质高产具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于2012年设在铁岭市农业科学院内水稻试验田。供试土壤为棕壤土，耕层0～20 cm土层营养指标含量见表1。供试品种为铁岭市农业科学院选育的优质、高产水稻新品种铁粳11号，半散穗型，主茎15片叶，生育期156 d左右。
1.2 试验设计
采用随机区组设计，4个施氮量（纯氮）水平处理，即对照0 kg/hm2，低氮165 kg/hm2，中氮210 kg/hm2，高氮255 kg/hm2。2个氮素的基蘖穗肥不同比例处理，即重基肥模式的基肥∶蘖肥∶穗肥的比例为6∶3∶1，而前氮后移模式的基肥∶蘖肥∶穗肥的比例为4∶3∶3。所有处理均施用12%过磷酸钙875 kg/hm2和52%硫酸钾202 kg/hm2。磷肥做基肥100%一次施用，钾肥做基肥和穗肥各施50%。氮肥统一用46%的尿素，分基肥（耙地前施）、分蘖肥（移栽后7 d施）、穗肥（倒4叶期施）3次施用。育苗方式为塑料小棚旱育苗，4月16日播种，5月26日移栽，10月8日收获。插秧规格30 cm×13.3 cm，每穴3苗，重复3次，共计21个小区，小区面积24 m2，各小区单独打埂，单灌单排，除草、病虫害防治等栽培措施同一般生产田。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 叶绿素含量及光合特性 于灌浆期选择具有代表性的植株，用SPAD502型叶绿素仪测定顶三叶叶绿素含量（SPAD值），同时采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测量系统测定剑叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率。
1.3.2 品质 参照中华人民共和国国家标准《GB/T 17891-1999优质稻谷》测定精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量和食味值。
1.3.3 氮素利用率 将成熟期烘干的叶、茎、穗样品分别粉碎过筛后采用凯氏定氮法测定氮素含量，并计算氮素利用率。其中总吸氮量=成熟期植株总干物质重×植株总含氮量；氮素回收率=（施氮区植株总吸氮量-空白区植株总吸氮量）/施氮量×100；氮素收获指数=子粒吸氮量/植株总吸氮量；氮素生理利用率=（施氮区产量-空白区产量）/（施氮区植株总吸氮量-空白区植株总吸氮量）。
1.3.4 产量及其构成因素 成熟期调查有效穗数，选6 m2实割，晾干，人工脱粒后计算产量，另外每小区分别取具有代表性的植株4穴，风干后进行室内考种，测定其穗粒数、结实率、千粒重等。
1.4 数据处理与分析
采用EXCEL、DPS软件进行数据处理和方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同氮肥施用模式下铁粳11号叶绿素含量差异
从表2可以看出，基肥∶蘖肥∶穗肥为6∶3∶1时，随施氮量的增加，剑叶、倒二叶和倒三叶的叶绿素含量（SPAD值）呈增加趋势，且剑叶和倒二叶的叶绿素含量在高氮与低氮水平下差异达显著水平（P
2.2 不同氮肥施用模式下铁粳11号光合特性差异
从表3可知，基肥∶蘖肥∶穗肥为6∶3∶1时，随施氮量的增加，净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率呈增加趋势，且处理间差异基本达到显著水平（P
2.3 不同氮肥施用模式下铁粳11号品质差异
表4显示的是不同施氮模式下铁粳11号稻米品质的变化特征。基肥∶蘖肥∶穗肥为6∶3∶1时，随施氮量的增加，精米率和食味值呈下降趋势，蛋白质含量呈增加趋势，且高氮水平下的蛋白质含量显著（P
2.4 不同氮肥施用模式下铁粳11号氮素利用率差异
表5表明，基肥∶蘖肥∶穗肥为6∶3∶1时，随施氮量的增加，总吸氮量、氮素回收率和氮素收获指数呈增加趋势，氮素生理利用率呈降低趋势；基肥∶蘖肥∶穗肥为4∶3∶3时，随施氮量的增加，总吸氮量呈增加趋势，氮素回收率和氮素收获指数呈先增后减趋势，而氮素生理利用率仍表现为降低趋势。在165 kg/hm2和210 kg/hm2施氮量水平下，前氮后移分别使总吸氮量增加15.4%和24.6%，氮素回收率提高36.7%和43.1%，氮素收获指数增加6.5%和8.5%，差异均达到显著水平（P
2.5 不同氮肥施用模式下铁粳11号产量及构成因素差异
从表6可以看出，基肥∶蘖肥∶穗肥为6∶3∶1时，有效穗数、千粒重和产量随施氮量的增加而增加，成穗率和结实率呈降低趋势，实粒数以中氮水平下最高；基肥∶蘖肥∶穗肥为4∶3∶3时，随施氮量的增加，有效穗数呈递增趋势，成穗率、实粒数和千粒重呈先增后减趋势，结实率呈递减趋势，产量则表现为中氮水平下最高。在低、中氮水平下，前氮后移有利于各产量构成因素的提高，进而使产量分别增加4.0%和5.3%，且在中氮水平下差异显著（P
3 小结与讨论
光合作用是利用光能将CO2和H2O等无机物转化成有机物，植物干物质的90%～95%来自光合作用[7]。水稻叶片是最重要的光合器官，后期叶片的叶绿素含量是表征作物后期生长发育状态的重要生理性状，与作物的光合特性密切相关[8]。水稻产量的形成过程实质上就是光合产物的积累和分配的过程，灌浆时期光合作用较强，产生的光合物质较多，干物质运输较快，对产量的贡献率较大[9]。杨惠杰等[10]认为在稳定穗数的基础上，扩大产量库是实现高产必须寻求的有效途径，而库的充实则取决于光合生产能力（源）和光合产物的运转和分配（流）。本试验结果表明，重施基肥时，叶绿素含量、光合能力、有效穗数、千粒重和产量随施氮量的增加而提高，而在前氮后移时，中氮水平下更具有优势；在低、中氮水平下，前氮后移有利于增加叶绿素含量、提高光合能力，改善产量构成因素，使产量分别提高4.0%和5.3%；高氮水平下，前氮后移致使光合能力下降，产量降低了1.6%。总体来看，施氮量210 kg/hm2、基肥∶蘖肥∶穗肥为4∶3∶3时可以使水稻生育后期抗氧化系统的诱导增加，在一定程度上缓解了水稻的逆境状态，减轻功能叶片的损伤，从而使功能叶维持较高的叶绿素水平，增强了光合作用[11]，获得适宜的穗数，提高了成穗率、实粒数和千粒重，使产量增加了2.8%～11.3%，成为本试验中氮肥施用的最优模式。
稻米品质主要受品种基因型和环境因素如气候、营养、水分状况等因子控制[12]，有研究认为氮肥用量增加和施肥时期后移可以提高稻米的蛋白质含量，提高整精米率，而当氮肥用量过大或者氮肥追肥比例增大，则不利于稻米品质的改善，尤其是降低食味品质[13，14]。本试验结果表明，同一基蘖穗肥比例下，增加施氮量有利于提高蛋白质含量，而精米率和食味值呈下降趋势，直链淀粉含量表现有一定差异；同一施氮水平下，前氮后移使得精米率和直链淀粉含量以及食味值呈下降趋势，但促进了蛋白质含量的增加。
提高氮素利用率至少有两种含义，第一是不同水稻类型或品种在整个生育期中从土壤吸收的氮素多；第二是成熟时氮素最大限度地存留在干物质中，并且生理活性强[15]。中国稻田氮素利用率大多在30%～40%，较发达国家低10%～15%[16]，在不提高施肥量甚至适当减少的基础上，根据水稻对氮素的需求进行分次施肥，适当增加穗粒肥比例是提高水稻氮素利用率的一个有效途径[17]。本试验结果表明，同一基蘖穗肥比例下，施氮量越高，总吸氮量越大，氮素生理利用率越低，氮素回收率和收获指数变化存在差异；同一施氮量下，前氮后移使总吸氮量增加、氮素生理利用率降低，但对于氮素回收率和收获指数而言，低、中氮水平有促进作用，而高氮水平则使之降低。可见氮素利用率的高低与产谷的多少，不尽完全一致，只有当氮素基蘖肥适宜、穗肥与其比例适当时，才能实现统一[15]。
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氮肥的生产和使用篇2
关键词 水稻；精确施氮；效果
中***分类号 S511；S143.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0011-02
水稻高产离不开氮、磷、钾肥以及微肥的合理配套施用，其中氮肥对其生长影响的敏感度最大，因此科学施用氮肥显得尤其重要[1-2]。然而，目前普遍存在过量施用氮肥的现象，导致氮肥的利用率偏低，出现较大的无效损耗，且污染生态环境[3]。因此，依据调控措施定量的原理和方法把精确施氮技术指标全程定量化，根据斯坦福公式计算氮肥施用量，以期合理解决好节氮与增产的最佳效果[4]。通过对黄泥土不同地力水平地块进行水稻精确施氮试验研究，为实现水稻“高产、优质、高效、生态、安全”的综合目标奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
选择在北联村、白蚬湖村和湘娄村地力水平分别为高、中、低地块上进行，土种为黄泥土，地力情况如表1所示。依据《全国耕地类型区、耕地地力等级划分》NY/T309-1996和吴江市水田土壤耕地地力等级划分标准，评价供试地块的地力水平。北联村供试地块的地力属中等偏高水平，有机质和全氮含量处于较高水平，分别为2级和1级水平，有效磷和速效钾均为3级，属缺乏水平，pH值呈微酸性，属较适合水平；白蚬湖村供试地块的地力属中等偏下水平，有机质和全氮含量分别为达3级和1级，有效磷和速效钾分别为3级和4级，属缺乏和极缺水平，pH值呈酸性，对后期水稻养分吸收有一定的影响；湘娄村供试地块的地力属下等水平，有机质和全氮含量为3级和2级，有效磷和速效钾分别为3级和4级，属缺乏和极缺水平，pH值呈酸性，对后期水稻养分吸收有一定的影响。
1.2 试验材料
供试水稻品种为加33。供试肥料为复合肥（15-10-15）、尿素（含纯N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）、氯化钾（含K2O 50%）。
1.3 试验设计
试验在3个点分别设3个处理，即无氮空白区、精确施氮区和常规施氮区。每个试验点空白小区面积33.3 m2，精确施氮区和常规对照区均为66.7 m2。
1.4 试验方法
种植方式为常规人工移栽。试验区水稻生长过程中肥料使用采用复合肥和单一肥料配合使用，但不使用有机肥和叶面肥[5-6]。氮肥分批施用，复合肥和磷钾肥作为基肥一次性施入，肥料运筹见表2。
2 结果与分析
2.1 精确施氮使用量确定
根据无氮试验，计算土壤供氮量，结果见表3。
2.2 氮肥使用量
水稻目标产量分别设定9 750、9 000、8 250 kg/hm2，根据斯坦福公式计算氮肥使用量，结果见表4。
2.3 高地力水平氮肥吸收情况
在高地力水平下，目标产量确定9 750 kg/hm2的情况下施折纯N为245.10 kg/hm2，实际产量为9 040.75 kg/hm2，与目标产量基本吻合，说明此次试验比较成功。精确施氮区产量明显高于常规区，氮肥利用率显著提高。通过比较可以得出精确施氮区稻谷产量、氮肥利用率分别比常规施肥区高出324.60 kg/hm2、5.6个百分点，而100 kg稻谷吸氮量略有减少，减少0.69 kg（表5）。
2.4 中地力水平氮肥吸收情况
在中地力水平下，目标产量确定9 000 kg/hm2的情况下施纯N为238.20 kg/hm2，实际产量为8 592.26 kg/hm2，与目标产量基本吻合，说明此次试验比较成功。精确施氮区产量明显高于常规施肥区，氮肥利用率显著提高。通过比较可以得出，精确施氮区稻谷产量、氮肥利用率分别比常规施肥区高出326.27 kg/hm2、5.1个百分点，而100 kg稻谷吸氮量略有减少，减少0.74 kg（表6）。
2.5 低地力水平氮肥吸收情况
在低地力水平下，目标产量确定8 250 kg/hm2的情况下施折纯N 234.75 kg/hm2，实际产量为8 246.95 kg/hm2，与目标产量吻合，说明此次试验效果更好。精确施氮区产量明显高于常规施肥区，氮肥利用率显著提高。通过比较可以得出精确施氮区稻谷产量，氮肥利用率分别比常规施肥区高出529.10 kg/hm2、5.3个百分点，而100 kg稻谷吸氮量略有减少，减少0.82 kg（表7）。
2.6 不同地力水平氮肥利用情况
不同地力水平的精确施肥区与常规施肥区比较，其产量增产效果从高、中、低依次提高，分别为3.7%、4.1%、6.9%，折纯N用量减少幅度基本相近，分别为21.1%、21.7%、20.5%，生产100 kg稻谷使用纯N量减幅依次增大，分别为25.5%、26.7%、28.8%，氮肥利用率依次下降，增减幅度基本相近。
3 结论
通过对黄泥土高、中、低不同地力土壤进行化验，结果分析认为：高水平土壤耕地质量好于中、低水平的土壤，其有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH值均按高、中、低依次下降。通过试验表明：不同地力水平水稻产量差异较大，高地力水平产量最高，精确区产量达9 040.75 kg/hm2，中地力水平产量中等，为8 592.26 kg/hm2，低地力水平产量最低，为8 246.95 kg/hm2，其他的项目如有效穗数、穗实粒数、结实率等与产量有相同趋势，而千粒重无规律性。不同地力水平的产量、有效穗数、穗粒数、结实率等，其精确施肥区最高，常规施肥区次之，无氮区最低，而千粒重，无氮区最高，精确施肥区次之，常规施肥区最低。
水稻氮肥吸收情况分析，生产100 kg稻谷吸氮量，高地力水平高于中地力水平，中地力水平高于低地力水平，以精确施氮区为例，高地力水平为2.71 kg，中地力水平为2.77 kg，低地力水平为2.85 kg；以无氮区、精确施氮区、常规施氮区比较，常规施氮区最高，精确施氮区中间，无氮区最低，以高水平为例，常规施氮区为3.40 kg，精确施氮区为2.71 kg/hm2，无氮区为1.74 kg。氮肥利用率高地力水平最高，精确区为38.2%，常规区为32.6%，中地力水平中间，精确区为36.6%，常规区为31.5%，低地力水平最低，精确区为35.4%，常规区为30.1%；精确施氮区比常规施氮区高5%以上。
水稻氮肥利用情况分析，生产100 kg稻谷实际纯N用量，精确施氮区比常规施氮区少很多，且高地力水平减少幅度效果低于中地力水平，中地力水平低于低地力水平。高地力水平的精确区为2.71 kg，常规区为3.40 kg，减少了0.69 kg，减少幅度为20.3%；中地力水平的精确区为2.77 kg，常规区为3.51 kg，减少了0.74 kg，减少幅度为21.1%；低地力水平的精确区为2.85 kg，常规区为3.67 kg，减少了0.82 kg，减少幅度为22.3%。
水稻实施精确施氮具有高产、降氮、提高氮肥利用率，降低农业面源污染，改善生态环境等巨大作用，特别对中低等级的土壤，其效果更明显。
4 参考文献
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氮肥的生产和使用篇3
我国的氮肥生产量和消费量均居世界首位[4]。据资料统计,在1990~2000年的10年间,我国氮肥施用量增长了40.8%,消耗量已达2500万吨/年(纯氮),占全世界氮肥施用总量的30%左右[5],而且还将呈现继续增加的趋势。预计至2010年,我国氮肥需求量将达到3179~3295万吨[6]。目前,中国高氮肥用量的集约化农田已占到农田总面积的15%以上,城市周边地带通常达30%以上。在经济效益较高的蔬菜、果树、花卉生产中,氮肥用量(纯N)平均为569~2000kghm-2,为普通大田作物的数倍甚至数十倍,且超量使用问题十分普遍[7]。1992~1994年间北京郊区菜田每年氮肥施用量已超过N1000kghm-2,河北省玉田县范庄在甘蓝-芹菜两茬轮作的菜地氮肥年施用量以纯氮计高达1894kghm-2,而作物吸收氮量只有398kghm-2,其余近1500kghm-2的氮是以包括硝酸盐淋溶在内的各种方式损失掉[8]。超高量的氮肥施用,必然造成报酬递减和环境污染的风险。据统计,在过去的30年中,氮肥利用率呈直线下降,上世纪70年代为50%~60%,80年代为40%,90年代后的表观利用率只有30%~35%,高产地区甚至在30%以下[9-10];马文奇等报道,山东寿光蔬菜产区氮磷钾的利用率都在10%以下,浪费的化肥每年使山东农民白白花掉12亿元人民币[11]。面源污染严重的滇池流域菜果花的集约种植面积近年来发展很快,但由于氮肥的超高量施用,利用率仅在10%左右[7]。1986~1996年间,中国投入的氮肥总量约为2.2亿吨氮,按氮肥利用率为35%和土壤残留率为20%计,12年间随雨水流失及进入大气的氮素损失近1亿吨,中国农民仅氮肥投入损失高达2000亿元,平均每年损失近170亿元[12]。以上只是一笔经济帐,氮肥的超量施用所造成的资源浪费以及付出的环境代价更是不可估量的。
2氮肥的不合理施用对土壤环境的影响
2.1土壤的酸化
土壤酸化是指土壤无机组分对酸的中和容量(ANC)的下降[13]。它是由于土壤中的H+循环脱节而引起的[14]。人为因素对N循环的扰动,是造成目前农业土壤酸化的主要原因之一。当氮肥施用量长期或大量超过植物的需氮量,造成肥料氮以NO-3-N的形式在土壤中累积时,会导致土壤严重酸化,并显著提高土壤铝、铁含量[15-16]。徐仁扣等的研究表明,在降雨量相对较低的地区,80kghm-2的铵态氮肥已明显加速了土壤的酸化[17]。杭州市蔬菜基地大棚内土壤pH介于4.8-7.8之间,在总计250个土壤样品中,pH在5.5以下的占到了30%[18]。高弼模等对山东省93个新旧蔬菜大棚的调查结果表明,0~20cm土层pH值比棚外平均降低了0.46个单位,20~40cm土层pH值比棚外平均降低了0.3个单位[19]。广西重点发展的龙眼、荔枝、柑桔及芒果果园,土壤pH平均下降1个单位,pH<4.5的强酸性土壤已占被调查样本数的34%,严重制约了当地果品产业的发展[20]。同时,土壤酸化伴随的碱性离子的淋失以及磷固定的加强,还会影响植物对这些养分的吸收,并最终影响作物产量和品质[21]。
2.2土壤的次生盐渍化
长期大量的施用肥料,特别是超量施用化肥和偏施氮肥,造成保护地土壤的次生盐渍化问题已非常普遍。研究表明,目前硝酸根已成为保护地土壤增加最多的盐分离子,约占到阴离子总量的67%~76%[22-23]。对北京、济南、南京、上海等地土壤表层0~20cm全盐含量的测定结果表明,露地全盐含量均小于1.0gkg-1,大棚为1.0~3.4gkg-1,温室为7.5~9.4gkg-1。上海温室和大棚耕层土壤0~25cm盐分含量分别为露地的11.81倍和4倍,NO-3是露地的16.5倍和5.9倍,盐分的表积现象非常明显,且盐分积累主要是硝酸盐积累[24]。哈尔滨市蔬菜大棚总盐量已达露地土壤的2~13倍,并随着棚龄的增加而增加[25]。土壤次生盐渍化已成制约国内外设施农业生产发展的严重障碍。
3氮肥的不合理施用对水环境的影响
3.1通过淋溶损失造成对地下水的污染
氮肥的长期超量施用和不合理施用,已使我国大部分地区地下水和饮用水的安全质量显著下降。据张维理等对我国北方69个地点的地下水和饮用水硝酸盐含量的调查结果表明,半数以上的水样中硝酸盐含量超标;凡是年施氮量超过500kghm-2,而作物氮素吸收量与施氮量之比低于40%的地区,地下水硝酸盐含量基本上全部超标[8]。吕殿青等的调查表明,当季作物生长期间米脂沙质土壤中的硝态氮可淋移至200cm以下;陕西全省从2~4m土层中可能淋失的硝态氮总量达46万吨。在被调查的93个饮、灌两用水井中,硝态氮含量超过饮用水标准的占21.5%[26]。在山东寿光的蔬菜生产中,实际施肥量一般为实际推荐量的2~6倍,甚至更高。仅以2倍计算,蔬菜大棚里每年淋失的氮素高达2.33万吨,足以使23.3亿立方米地下水的硝态氮含量提高10mgL-1[11]。蔬菜生产中由于氮肥的超量施用以及频繁和过量的灌水,已造成土壤剖面硝态氮的大量残留和淋失。王朝辉等的研究表明,常年露天菜地200cm土层的硝态氮残留总量可达1358.8kghm-2,2年大棚菜田为1411.8kghm-2,5年大棚为1520.9kghm-2。蔬菜作物的根系分布一般较浅,残留在土壤深层的硝态氮难以被作物重新吸收利用,因而必将对菜区地下水环境的安全构成威胁[27]。
3.2通过径流损失或干湿沉降等造成对地表水体的污染
湖泊、水库、河口、海湾等地表水体的富营养化问题,也是世人关注的水污染问题之一。据估计,流入河、湖中的氮素约有60%来自化肥[28],地面水体的富营养导致藻类疯长,赤潮现象频繁发生。其中农村畜禽养殖业的养分流失、地表径流、稻田排水以及氮素气态损失后的干湿沉降等农业面源污染,是造成地表水体富营养化的主要方面。在苏南太湖流域,来源于农田面源的总氮占到了30%[7],稻田泡田和地表径流所损失的氮,分别相当于氮肥(N)施用量345kghm-2的2.7%和5.7%,合计8.4%[29]。彭琳等在陕西安塞径流区的观测表明,牧草地和农田每年因侵蚀而损失的固相氮(N)为11~197kghm-2,以土壤颗粒形式流失的氮占流失氮总量的95%以上[30~31]。室内的模拟降雨试验结果表明,施氮肥后如遇暴雨,以水溶态随水流失的N可占总流失N量的50%~60%[32]。据估计,上海郊区由于氮肥的超量施用,每年约有10000吨的氮素进入水体,直接影响了黄浦江上游自来水取水水口的水质[33]。稻田和石灰性土壤的氨挥发损失量一般都较大。蔡贵信等的研究表明,稻田氨挥发损失量可达施入氮量的9%~42%[34]。从农田中挥发出来的氨,在大气中的滞留时间短,很容易以干湿沉降的形式重新返回排放源及周边地区的水体中。苏成国、尹斌等的研究结果表明,稻田土壤中每次施肥后的1~3天均会出现一个氨挥发高峰,并在随后的降雨中出现氮的湿沉降峰值;稻田土壤的氨挥发与大气氮湿沉降中的铵态氮含量呈明显的相关性[35]。徐仁扣等的研究表明,通过气态损失进入大气中的氨,有90%与大气中的酸作用转化成NH+4,84%的氨以NH+4-N形态随降雨返回到陆地生态系统,成为陆地生态系统一个不可忽视的稳定氮输入源。我国部分城市降水中的NH+4浓度达49~280μmolL-1,约为欧美的几倍至十几倍[36-37]。过去一般认为,亚硝态氮不会在陆地和水生生态系统中累积,但近年来的调查表明,亚硝态氮在生态系统中的存留也已经表现出了明显的增加趋势。我国北方的海河和滦河流域,亚硝态氮的累积平均值已显著超过国家环境标准(NO2-N<60μgL-1)[38]。
4氮肥不合理施用对大气环境的影响
氮素的气态损失,是目前氮素损失的一个重要方面。研究结果表明,氮肥施入稻田后,其中约有50%的氮将以气态形式损失掉(包括氨的挥发损失和反硝化损失)。在石灰性稻田土壤中,碳铵和尿素的总损失分别高达72%和63%,其中氨挥发损失达39%和30%,反硝化损失达33%[39]。随着全球温室效应的加剧,N2O作为一种重要的温室气体,近年来已成为氮素生物地球化学循环研究中的一个新热点。农业生产中以N2O(通过NH3的光化学反应以及硝化、反硝化作用产生)形式损失的氮素占施入氮素的比例不大(占肥料施用氮量的0.7%~1.3%)[40-41],但N2O的增温效应显著。Rodhe的研究表明,1molN2O的增温效应是CO2的150~200倍[42],且在大气中的滞留时间较长,并参与大气中许多光化学反应,破坏大气O3层。因此,N2O的减排问题倍受关注。Bouwman报道,大气中N2O的70%~80%来自地表生物源,是在微生物的参与下经过硝化-反硝化作用的产物,全球由于大量施用氮肥导致土壤N2O的释放约达3Tg[43]。我国农田N2O的排放,根据IPCC1996年的方法进行估算,1990年的排放通量为282GgN,1995年增至336GgN。其中,来源于旱地的占78%,来自化肥N的占到了74%[44-45]。
5氮肥的不合理施用对农产品产量和品质的影响
5.1对农产品产量的影响
从植物营养学的角度来讲,作物产量与肥料施用量之间的关系符合二次抛物线趋势变化,也即当肥料施用达到一定量时,再增加施肥量,作物产量将不再增加,而只能增加肥料的损失和对环境污染的风险。而从作物栽培学的角度来讲,氮肥的不合理施用对土体、水体以及大气的污染必然会影响到该系统内作物的正常生长,并最终影响其产量和品质。近年来,农业生产中的施氮量逐年增加,但作物产量并未成比例增加,而是保持在较稳定的水平,粮棉等作物上的施肥效果已明显下降[32]。50年代末到60年代初,每kg氮(N)可增产小麦10~15kg,稻谷15~20kg,玉米20~30kg。1981~1983年,每kg氮肥(N)增产小麦10.0kg,稻谷9.1kg,玉米13.4kg。近年来肥效又有所下降,估计每公斤化肥(养分)约可增产粮食5~8kg[46];而据马光庭报道,90年代每公斤化肥仅增产粮食6.6kg,已降至世界水平的最低限度[47]。吕殿青等在渭河二级阶地黑塿土上进行的氮肥用量试验结果表明,在施氮量(纯N)分别为112.5、187.5和262.5kghm-2时,玉米产量分别为8250、8300和8350kghm-2[26],产量差异不显著。李俊良等的研究表明,在施氮量低于310kghm-2时,每千克氮增产63千克大白菜,投入产出比为6.3,氮肥的施用可带来显著的经济效益。而当施氮量高于310kghm-2时,只能造成投入的增加和经济效益的下降。且在适宜施氮量范围内,氮肥利用率均在30%以上,而当施氮量超出经济最佳施氮量时,氮肥利用率则大幅度下降[48]。
5.2对农产品品质的影响
许多研究表明,氮肥的施用量与蔬菜体内的硝酸盐含量呈显著或极显著正相关;偏施或滥施氮肥,是造成目前蔬菜品质恶化和硝酸盐、亚硝酸盐含量超标的重要原因[49-50]。研究表明,当施氮量高于经济最佳施氮量时,继续增加氮肥用量,大白菜的吸氮量不再增加,但大白菜体内的硝酸盐含量却在试验设置的氮水平范围内随施氮量的增加一直呈线性增加趋势,表现出叶菜类蔬菜累积硝酸盐的典型特征[48]。郭文忠等的研究表明,蔬菜体内的硝酸盐和亚硝酸盐含量均随着土壤盐浓度的增加而增加,在盐浓度为0.3%时,茼蒿的亚硝酸盐含量比对照高出2倍多[51]。北京地区的41种被调查蔬菜中,大部分叶菜类蔬菜的硝酸盐含量均超出WHO/FAO所规定的标准,许多样品的硝酸盐含量达3000mgkg-1以上[52]。对广东省三个蔬菜生产基地主要蔬菜的硝酸盐含量调查结果表明,属于严重污染不能食用的蔬菜占到了被调查蔬菜总样本数的81%[53],广州市检测到的蔬菜亚硝酸盐质量分数超标率为6.8%,浙江省农产品出口由于检测不合格而损失数亿美元,江苏省粮食产品硝酸盐的检出率达47.6%,蔬菜类达85.3%[54]。农产品中硝态氮和亚硝态氮的超量累积,已严重影响到了人类的健康以及农产品的安全质量和市场竞争力,成为目前制约我国农产品出口创汇的主要限制因子。
6展望
化肥尤其是氮肥施用的环境效应问题已受到全球范围的普遍关注,为了在不降低氮肥施用的经济效益前提下改善氮肥施用的生态环境效益和社会效益,今后应加强以下几个方面的研究。
6.1加强不同农业生态条件下氮肥施用的有效技术(如适宜的氮肥品种、合理的施用量及施用方法等)研究和推广工作,加强农化服务和科普宣传工作力度,向因土施氮、因作物施氮方向努力。任祖淦等研究表明,在氮肥施用量300kghm-2以下,“攻头控尾,重基肥轻追肥”的施氮技术模式对降低小白菜、空心菜等叶类蔬菜的硝酸盐累积,改善品质效果显著。且在农业生产常用的7种氮肥品种中,以施用氯化铵和硫酸铵的空心菜硝酸盐累积量为最低[50]。水稻生产中采用无水层混施和犁沟条施基施碳铵,以及“以水带氮”技术,与传统施肥法相比,可使氮肥利用率提高22~30个百分点,减少氮素损失29•35个百分点[55]。
6.2使氮肥的区域分配合理化。目前我国的氮肥施用,地区之间、同一地区的不同田块之间差异很大。曾希柏等的研究表明,我国低施肥量地区化肥最大施肥量一般在225kghm-2以下,以大兴安岭到横断山脉连线一带为代表,粮食产量平均为4357•2kghm-2,低于全国平均水平18•58个百分点,而化肥施用的增长空间为59•61kghm-2。高施肥量地区化肥施肥量一般都在300kghm-2以上,以沿海发达地区为代表,其化肥施用量的最大增长空间仅为35•58kghm-2[56]。所以今后应加强对经济欠发达地区中低产田和低施肥量地区的氮肥投入,高产田和高施肥量地区则应着重进行施肥结构的调整。
氮肥的生产和使用篇4
摘要:
采用大田试验，研究了施氮时期对夏花生产量、植株地上部氮素积累运转及氮肥利用率的影响。结果表明，不同时期累计施氮N120kg/hm2显著增加了荚果产量，其中以基施N40kg/hm2+苗期和花针期分别追N40kg/hm2处理最高，但与基施N60kg/hm2+花针期追N60kg/hm2、基施N60kg/hm2+苗期追N60kg/hm2处理差异不显著。与不施氮相比，施氮提高了植株地上部氮素积累量和籽粒氮素积累量。植株地上部氮素吸收主要集中在开花下针至荚果膨大阶段，以基施N40kg/hm2+苗期和花针期分别追N40kg/hm2处理吸收氮最多，氮肥利用率最高，与其它4个施氮处理相比，氮肥利用率分别增加了19．41、8．83、10．66和13．25个百分点。
关键词:
花生;施氮时期;氮素利用
花生是我国主要的经济作物和油料作物之一，其种植面积和总产均居我国油料作物的首位［1］。在氮、磷、钾三大必需营养元素中，花生吸氮最多，氮对花生生长发育及产量和品质的形成具有重要作用。花生属固氮作物，花生根瘤所固定的氮能满足花生生长发育所需总氮的24．4%～80．8%［2］。但是要实现花生高产仍需施用氮肥。近年来花生氮肥超量施用问题比较突出。过量施用氮肥不仅抑制了花生根瘤固氮［3］，而且由于氮肥利用率较低，氮肥通过挥发、淋溶和径流等途径损失数量巨大。氮肥的过量施用已经引起一系列环境问题，如我国北方农业高度集约化地区，不合理施用氮肥，导致地下水硝酸盐超标［4］。合理施用氮肥是目前植物营养学研究的热点。氮肥施用技术对作物产量及氮肥利用率有显著影响［5～7］。关于花生氮肥施用时期和方法前人有所研究。万书波等［7］利用15N示踪法对花生氮肥施用时期进行了研究，表明每公顷基施75kg氮肥，花针期再追施75kg氮肥，最有利于花生营养体吸收利用氮素，利用率为21．5%，而在结荚期追施氮肥对营养体生长无明显促进作用;每公顷基施75kg氮肥，在苗期和花针期各追施37．5kg/hm2氮肥有利于提高花生生殖体的氮素吸收利用率。但是，在目前既要高产又要农业环境安全条件下，关于氮肥运筹方式对夏花生产量和氮素利用效率影响的研究还鲜见报道。本试验以提高氮肥利用率和增加产量为前提，以控制氮肥用量、减少农业环境中的氮肥污染为目的，在120kg/hm2施氮量下，研究了不同施氮时期对夏花生氮素吸收积累与氮肥利用率的影响，以期为花生科学施氮及高产高效生产提供参考。
1材料与方法
1．1试验设计试验于2013年在河南省正阳县花生地进行。试验地0～20cm土层基础地力为:有机质12．3g/kg，全氮0．81g/kg，碱解氮95．4mg/kg，有效磷12．5mg/kg，速效钾112．7mg/kg。前茬作物为小麦。试验设6个处理(表1)，小区面积30m2，3次重复，随机排列。供试花生品种为远杂9102。6月10日播种，10月3日收获。播种密度18万穴/hm2。各处理磷、钾用量均为P2O590kg/hm2、K2O120kg/hm2，磷、钾肥基施。肥料品种为尿素、重钙和氯化钾。试验地花生其它管理措施按照花生高产栽培技术进行。
1．2测定项目及方法在苗期、花针期、结荚期和饱果成熟期分别取地上部植株10穴，分茎、叶、荚果，105℃杀青，75℃烘干至恒重。收获时每个小区取20株进行考种，分小区单收单晒进行计产。土壤基础肥力按常规方法测定［8］。植株及荚果全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定［8］。氮素收获指数(NHI，%)=荚果吸氮量/植株吸氮量×100［9］。氮肥农学利用率(NAE，kg/kg)=(施氮区荚果产量－无氮区荚果产量)/施氮量［9］。氮肥偏生产力(NPFP，kg/kg)=施氮区荚果产量/施氮量［9］。氮肥利用率(NUE，%)=(施氮区氮素吸收量－无氮区氮素吸收量)/施氮量×100［9］。
1．3数据分析试验数据采用DPS7．05和Excel2003进行统计分析。
2结果与分析
2．1施氮时期对夏花生产量及产量构成因素的影响表2看出，与T1处理相比，施氮使花生荚果产量显著增加，增产幅度达29．5%～44．5%，不同处理间荚果产量大小表现为T5＞T4＞T3＞T6＞T2，可见施氮时期显著影响花生荚果产量。与不施氮处理T1相比，施氮处理的单株结果数、百果重和出仁率均显著提高。与氮肥全部基施的T2处理相比，基施+追施的T3、T4、T5处理单株结果数、百果重和出仁率显著提高，但与氮肥全部追施的T6处理差异不显著。
2．2施氮时期对夏花生地上部氮素吸收积累的影响表3表明，花生生育期内，不同处理地上部植株氮积累量随生育进程而逐渐增加，花针期后氮积累量明显加快。不同处理同一生育期相比，均以不施氮(T1)处理氮素积累量最低。但不同生育期各处理间差异不同，苗期T1与T6处理差异不显著，T2、T3、T4处理均显著高于T1处理;花针期施氮处理均显著高于不施氮处理;结荚期T3、T6与T1处理间差异不显著，T2、T4、T5处理显著高于T1处理;饱果成熟期T5处理的氮素累积量最大，较T1提高31．1%，较T2、T6处理提高11．4%和7．5%，差异达显著水平，但与T3、T4处理差异不显著。从表4可以看出，施氮的T2、T3、T4、T5、T6处理苗期至结荚期地上部氮素积累量分别为166．8、160．9、175．8、178．9、167．6kg/hm2，以T5处理最多。苗期至结荚期不同处理氮素积累量占全生育期吸收积累量的78．3%～91．0%，以不施氮处理所占比例最高，这可能是T1处理整个生育期氮素吸收积累量较低，且生育后期植株衰老较快，吸氮能力下降有关。从花针期至结荚期是植株地上部吸氮最多的时期，这一阶段花生干物质的增加量和氮素吸收量增加较大，从而使植株氮积累量增加。
2．3施氮时期对夏花生氮素利用率的影响表5表明，与不施氮相比，各施氮处理植株氮收获指数均有显著提高;T3、T4、T5处理均显著高于T2，以T5处理最高。与T2处理相比，T3、T4、T5处理的氮肥农学利用率也显著提高，但与T6差异不显著;T6与T2的氮肥农学利用率差异不显著。T3、T4、T5、T6处理的氮肥偏生产力显著高于T2处理，但T3、T4、T5、T6处理间差异不显著。氮肥表观利用率(NRE)是当季作物对肥料利用的直接体现，对判断氮肥的利用和损失等有重要意义。从表5可以看出，以T5处理的氮肥利用率最高，与其它施氮处理差异显著，比T2、T3、T4和T6处理分别增加了19．41、8．83、10．66和13．25个百分点。可见，T5处理的施氮方式提高了花生当季氮肥利用率，还有助于降低氮肥带来的农业环境污染风险。
3讨论与结论
我国花生总产位居全国油料作物之首，但花生单产并不高，且地区间和年际间差异较大［1］。通过先进栽培技术的应用，使花生单产水平平均提高20%，来实现总产稳定增加是确保中国油料生产安全的基本技术途径［10］。在确定花生合理施氮量的前提下，研究适宜施氮方式，可为花生高产高效生产提供科学依据。前人研究表明，花生形成100kg荚果产量需要4．01kg氮素［11］。花生氮肥全部基施增产效果较差，花生出苗后40d施氮荚果产量最高［12］。盛花期后施氮增产效果较差，甚至可能导致减产［13］。万书波等［7］研究表明，结荚期追施氮肥对营养体生长无明显促进作用;施肥总量为150kg/hm2条件下，每公顷基施75kg氮肥，在苗期和花针期各追施37．5kg/hm2氮肥，花生生殖体的氮素吸收利用率最高。本试验以提高氮肥利用率和增加产量为前提，在120kg/hm2施氮量下，按基肥施N40kg/hm2、苗期和花针期分别追N40kg/hm2或基肥施N60kg/hm2、花针期追N60kg/hm2进行施氮管理，产量可以达到4500kg/hm2以上。因此，对氮肥进行精准管理，保证氮肥基施前提下，适当增加花针期前氮肥供应，可显著提高花生产量和氮肥利用率。确定适宜的氮肥施用量和合理施肥时期是当前减少氮素损失、提高作物对氮素吸收利用的重点和核心［14］。崔振岭等的研究表明，优化氮肥总量和基追肥比例可在保证作物产量的同时，较农民习惯施氮减少氮素损失116kg/hm2和65kg/hm2［15，16］。氮肥分次追施比一次性施肥可以减少淋洗和反硝化造成的损失［17］。也有研究认为，作物生育期内分期施氮会在收获后造成土壤残留的硝态氮淋洗［18，19］。花生生育前期施氮能够提高营养器官对氮素的吸收利用，促进氮素向荚果运转，同时土壤残留量降低［7］。本研究表明，基肥施N40kg/hm2、苗期和花针期分别追N40kg/hm2或基肥施N60kg/hm2、花针期追N60kg/hm2两种氮肥管理模式，不仅显著提高了植株氮素积累量，也显著提高了氮素收获指数、氮素农学效率、氮肥偏生产力。氮肥施入农田后被作物吸收或残留土壤中或以各种形式损失，而残留土壤的氮素又有相当一部分随降水淋洗进入地下水，形成农业氮素污染源［20］。氮肥表观利用率是当季作物对肥料利用的直接体现，还有学者研究表明，基施与苗期追施氮肥相结合利于提高根瘤供氮率［13］。本研究结果表明，以基肥施N40kg/hm2、苗期和花针期分别追N40kg/hm2的氮肥利用率最高，有助于提高花生氮素吸收利用，但关于该施氮方式下氮素在土壤中移动和残留以及其对根瘤固氮的影响等还有待进一步研究。
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氮肥的生产和使用篇5
施氮肥均可显着增加玉米产量。单施氮肥处理玉米产量显着高于对照(CK)处理,显着低于NPK处理及有机无机肥配施处理。从3年的平均产量来看,牛粪+NPK处理玉米产量显着高于其他处理,与CK处理相比增产率达218.3%。秸秆+NPK处理玉米产量高于NPK处理,未达显着水平,但秸秆的施入代替了部分化肥,节省了肥料,减少了资源浪费。表明有机无机肥配施在提高玉米产量的同时,既能降低投入成本,又能减少环境污染。
2不同施肥处理的氮素利用
单施氮肥处理与秸秆+NPK处理植株的总吸氮量、氮肥表观利用率均显着低于NPK处理及牛粪+NPK处理。NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显着高于单施氮肥处理,三者间无显着差异。有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标之一。表3结果表明,2005~2007年3年的平均值比1989年土壤有机质含量提高2.8%~46.6%,以牛粪+NPK处理有机质含量提高最大,其次是NPK处理及秸秆+NPK处理。CK处理土壤有机质来源主要是作物根茬还田,土壤有机质含量略有增加。单施氮肥比CK处理提高了作物残茬量,但只能弥补土壤有机质矿化损失,不能明显提高土壤有机质含量。表明单施化肥土壤有机质只能维持在一个较低的水平,合理的化肥配施及有机肥配施化肥有利于提高土壤有机质含量,增强土壤养分供贮能力,有机肥的施入效果更显着。
3施肥对土壤0~20cm土层土壤全氮及碱解氮的影响
氮素是植物生长发育所必需的元素之一。土壤全氮是反映土壤氮素供应的容量指标。表4结果表明,从2005~2007年3年的平均值来看,经18年的长期试验,CK处理使土壤全氮下降了11.4%。随化肥氮及有机肥氮的施入,土壤全氮含量均有所增加,其中,牛粪+NPK处理全氮含量增加幅度最大,为28.6%,其他处理全氮含量变化为5.0%~10.7%,变幅较小。说明不施氮肥土壤氮素肥力有所下降,有机无机肥配施可提高土壤的氮素肥力,以牛粪+NPK的效果最佳。土壤碱解氮含量代表土壤供氮强度,反映当季作物可利用的氮。由表4可以看出,土壤碱解氮的变化趋势与土壤全氮一致。从2005~2007年3年平均值来看,经18年的长期试验CK处理碱解氮含量下降4.2%,单施氮处理、NPK处理及秸秆+NPK处理碱解氮含量变化不大。牛粪+NPK处理能大幅度提高土壤碱解氮含量,增加幅度为36.8%。
4施肥对土壤pH值的影响
土壤pH值是土壤重要的基本性质,直接影响土壤养分的存在形态、转化和有效性。表5表明,从2005~2007年3年平均值来看,经18年耕作后不施氮肥处理土壤pH值与试验初(1989年)相比无显着性变化,表明该区域酸沉降对土壤酸化的贡献较小。单施化肥处理土壤pH值降低,其中,NPK处理的土壤酸碱度降幅较大,说明化肥用量越大越易导致土壤酸化。牛粪+NPK、秸秆+NPK处理土壤酸碱度变化不大,表明有机肥料的施入可改善土壤的理化性状,增强土壤的缓冲能力,缓解土壤酸化的速度,避免土壤酸化现象的加重。
氮肥的生产和使用篇6
关键词 农田；氮素；污染现状；研究趋势；中国
中***分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0175-01
Abstract In view of the many unreasonable factors existed in nitrogen using process in farmland，a series of questions appeared，such as the low utilization rate of nitrogen，serious environmental pollution and difficulties to improve crop yield.It clearly put forward the background and research status of farmland nitrogen pollution.Research trend in the future of farmland nitrogen were analyzed，in order to provide references for efficient utilization of nitrogen in farmland and environmental protection in China.
Key words farmland；nitrogen；pollution status；research trend；China
1 我国农田氮素研究背景
作为农业大国，我国人均耕面积较少的问题一直是制约农业发展的瓶颈之一，一方面人口数量与日俱增，另一方面农业用地用途变更，使得人均耕地的占有量减少，不足世界平均水平的1/2，与其他农业发达国家相比更少[1]。因此，为了解决众多人口的粮食问题，亟须提高单位耕地面积的粮食产量。从20世纪初开始，我国农业生产中广泛、大量使用化肥，在一定程度上起到了粮食增产的作用。尤其是氮素肥料的施用，体现出提高单产的显著效果，在很长一段时间内广受农民欢迎，也成为粮食种植中采取的必要手段。目前，我国氮肥年施用量超过0.26亿t[2]，并且还在逐年增加。
20世纪下半叶，全球环境问题频发，资源紧张的问题也日益凸显，各种环境污染已经成为一个全球性问题广泛受到学术界的关注，各国***府也相当重视[3]。在人口增加与资源消耗加剧的共同作用下，生产资源与环境供给的矛盾十分突出[4]。为了追求高产，过量施用氮肥，使其未被完全利用，大量的氮素进入土壤和径流，通过多种途径进入到了环境，从而产生潜在污染[5-6]。截止到2013年，有关部门统计：中国用占世界9%的耕地用去了世界1/3的化肥，单位面积产量是世界平均水平的3.7倍，由此引发土壤板结、水资源污染、作物产量和品质降低、肥料利用率下降、土壤理化性质和生物学特性状严重破坏。总之，氮素作为农业废弃物排入环境，导致了水质的污染和水体富营养化，进而引起粮食品质问题，对人们的健康产生严重影响。氮素肥料导致的农业污染问题也随之受到人们的重视。
2 我国农田氮素研究现状
2.1 农田氮素研究领域
2.1.1 氮素对环境污染的影响。氮素对环境的污染，包括大气中温室气体排放、土壤中氮素的渗漏淋溶及水体中的氮素污染等多方面。之前，工业中的污染控制受到关注和严格控制，点源污染控制水平也逐步提升，人们的关注点逐渐转移到农业面源污染上面。一方面，过多的化肥和农药随着雨水渗透到土壤中，污染了地下水，随着径流进入江河湖泊，导致了水体污染；另一方面，农膜的普遍使用，改变了土壤理化性状，对作物生长发育产生不良影响，导致了污染。
2.1.2 r业生产中氮素的不合理施用及危害。农田氮素的研究集中在以下几个方面：氮素的利用效率；氮素对农产品产量和品质的影响；氮循环中的氮素流失的环节和途径等。在氮肥利用效率方面，南京农业大学团队开展了一系列研究，结果表明，包膜不同水稻品种对氮肥的利用效率也不同，与地上氨挥发量存在相关性[7]。控释氮肥在100～200 kg/hm2的施用水平下，其利用率达到37%～64%[8]。在控释肥料和长效包膜氮肥等方面也有许多研究，根据水稻需肥情况控制氮肥的释放速率，其利用效率提高近1/2；不同薄膜材料对控释肥的影响也不一致，硼砂可以有效延长淋溶时间[9-10]。
在农田氮素循环中，对其流失路径的研究主要集中在地表径流和氮素挥发等方面，渗漏方面的研究刚开始开展。其中，风速、光照、湿度、温度等气候条件对氮素挥发的影响较大，此外，化肥种类、土壤性质、种植模式等也对其有影响[11]。在检测方法方面，一是直接法，国内主要采用微气象学法和；二是利用养分平衡法间接测量，由于涉及的项目很多，还无法将土壤中存在的反硝化作用计入，因此不够准确。
2.2 农田氮素污染必然性
根据我国的国情，化肥的使用短时间内起到了巨大的作用。国内外研究结果表明：随着人口增加和粮食播种面积逐年下降，只有提高单产才能增加粮食总的供给量。全世界粮食总产量中30%以上来自化肥的贡献作用，化肥的重要性也必然导致其对环境产生的污染。
建国初期至1970年我国氮素投入量高于支出量，而在1970年之后农田氮素收入量高于支出量，但是氮素利用率极低。1992年我国氮肥施用量达到1 900万t（养分量），占化肥总量的80%[12]，1995年以后，我国的化学氮肥用量每年都超过2 000万t，通过各种途径损失的氮量达到1 000万t，不仅经济上严重浪费，而且造成严重的水体和大气污染。
2.3 农田氮素利用率
在一定施氮范围内随着施氮量的增加，产量逐年增加。但是施肥量的增加与粮食产量的增长并不是成正比的，存在“施肥的报酬递减规律”[13]。当土壤中的氮素含量不足以S持作物自身生长需要时，施用氮肥可以得到有效利用。但是在满足作物所需氮素之外多余的氮肥便发生流失现象，氮素损失高达70%左右。这也是氮素不断增施而氮素利用效率始终维持在30%～40%的原因所在。刘 枫等在安徽的试验证明，施肥的增产幅度随施肥年限有逐年降低的趋势。我国当前氮素的利用率只有30%～40%，肥料平均利用率较发达国家低10%以上。不仅如此，当前我国氮素在施用方面存在严重的与其他肥料配比失调问题，实践证明：依据土壤有效肥力和作物需肥规律合理配比养分元素含量比例、化肥与有机肥科学结合施用，可以获得比不符合实际比例的氮、磷、钾化肥和单一施用更高的产量。李荣刚的研究表明：江苏省水稻的氮肥吸收利用率仅19.9%，显著低于全国平均水平。我国以较低的氮素利用率生产的氮素占据全国化肥总产量的4/5，占全球氮素总产量的1/3。中国人民大学农业与农村发展学院的程存旺总结说：“我们用7%的土地养育世界22%的人口的同时也耗尽了占据世界35%的化肥使用量。”因此，在我国的农业生产中，当前主要任务就是努力减少氮素流失、提高氮素利用率和增加粮食产量。
3 农田氮素研究趋势
土壤原有氮素及所施入土壤的氮肥是氮素流失的最直接来源[14]，因此农田氮素研究应该转向控制污染和治理污染两方面，首先必须在源头给予制止和调控，科学测定农田氮素投入和氮素消耗之间的必然关系，其次采取合理的施肥方式之外，研制和推广生态有机肥势在必行，新型肥料的研发在考虑增产的同时必须将生态环境和作物品质的保护作为研发规范和宗旨。“食以粮为主、粮以土为纲”，土壤生态环境的好坏直接关系粮食的安全，采取因地制宜的手段研究土壤与肥料内在的作用机制也是农田氮素研究的重点。
4 结语
农田氮素的污染问题是我国农业和环境两大领域的研究重点，也是研究的交叉点，未来农业的发展最终是生态农业与有机农业并存、生态环境保护和农业食品安全维护并重的一种趋势，我国当前正处于无机农业向有机农业转型的关键时期，因此在双型转换的关键时期也正是农田环境治理的过渡时期，把握好当前的机遇，真实面对农田氮素污染带来的挑战，迎难而上，我国未来农业氮素污染问题定会解决，生态有机农业的实现为时不远。
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氮肥的生产和使用篇7
关键词 丹江口库区;农户;氮肥;施用强度
中***分类号 F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)05-0075-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.05.013
南水北调中线工程南起丹江口水库,北抵北京,可以缓解北京及沿线广大地区的缺水问题,而控制和改善丹江口水库的水质是该工程能否成功的前提。除总氮含量超标外,丹江口水库能够长期稳定在国家Ⅱ类水质,富营养化是丹江口水库水质的主要威胁。农业生产中的氮肥施用量超过农作物的实际利用量,使土壤中氮素盈余并累积,地表径流、农田排水和淋溶把农田中的氮素带入水体,造成水体的富营养化[1]。对丹江口水库富营养化问题的研究主要集中在点源污染方面,鲜有从微观角度对库区农户氮肥施用行为的分析,本文基于2009年4-5月对丹江口库区农户的调查数据,利用经济理论和计量模型对影响库区农户氮肥施用强度的因素进行分析和研究,为进一步制订生态补偿标准提供参考。
以往对农户化肥施用行为的研究,主要从农户是农产品的生产者和销售者的角度进行分析[2-4],施肥强度是农户利润最大化的选择。研究发现了许多对农户施肥强度有较高显著性的因素,这些因素包括:化肥价格、是否施有机肥、是否接受过技术培训、非农就业比例、人均非农收入、农产品销售比、是否遭灾、耕地等级、户主受教育水平以及地域差异[2-6]。但是对于某些因素的作用效果,研究得出了不同的结论。
有机肥作为一种肥料可以起到替代化肥的作用,有机肥的施用对农户的化肥施用强度存在负效应[3,6],但是何浩然发现农户并没有因施有机肥而降低化肥施用强度[2]。农业技术培训可以提高农民有效施肥的能力,从而降低农户的化肥施用强度[3],何浩然发现参加过技术培训的农民会增加化肥的施用量,并把这种现象解释为化肥生产商和利益相关者以化肥促销和农作物促产为培训目标的结果[2]。巩前文的研究证实,农户随农产品销售比例的提高会增加化肥施用量,并把这种现象解释为农户可以从农产品销售中得到更多的现金收入,从而可以购买和投入更多的化肥[4]。马骥的研究发现,农产品销售因素对化肥施用强度有负效应[3]。
以往研究忽视了对以下因素的分析。农户是农产品的生产者和供给者,但不能忽视农户的农产品消费者和需求者角色,农户可以把农产品用于消费、生产性投入和销售,农产品用途的不同对氮肥施用强度产生的影响也不相同。不同农作物对化肥需求的种类和数量存在差别,小麦和玉米是喜氮作物,而烟叶是喜钾作物,忽视农作物的种类必然造成研究结果的偏差。对于同一种农作物,随着农户种植规模的扩大,化肥施用量应该存在规模经济,因此对施肥强度的分析同样不能忽视种植规模的影响。
本文在借鉴前人研究的基础上,把农户的农产品需求者角色、农作物种类和种植规模三个因素引入分析,以期更清楚的了解丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素。
1 样本农户的选择与基本特征
考虑到对丹江口水库的影响,样本农户选自河南省的淅川县、西峡县、邓州市和湖北省的丹江口市、郧县、郧西县,该6县(市)分别属于丹江口水库流域的丹江水系和汉江水系,其中丹江口水库的丹库部分主要位于淅川县,汉库部分主要位于丹江口市。基于对水库影响程度的考虑,选取的村主要位于水库或河流附近,农业生产相对比较发达;由于当地地理环境比较复杂,所选村力求体现地理环境的差异。本次调查包括了农户在2008年的大部分生产和生活活动。调查方式采用调查员在所选村中,随机选择样本农户,然后进行访谈并填写问卷的方式。本次调查共走访农户252户,剔除信息不完整样本,本文使用有效样本为223户,其中淅川县58户,西峡县37户,邓州市29户,丹江口市21户,郧县36户,郧西县42户。样本农 户的基本特征见表1。
郑 鑫:丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素分析中国人口•资源与环境 2010年 第5期
表1 样本农户基本特征均值
Tab.1 The average value of sample farmer's characteristics
项目Item淅川县Xichuan County西峡县Xixia County邓州市Dengzhou County丹江口市Danjiangkou City郧县Yun County郧西县Yunxi County平均值Average家庭人口规模(人/户)5.04.94.05.04.84.84.8家庭常住人口a (人/户)3.44.43.02.73.12.93.3常住劳动力b2.02.71.91.82.11.82.1常住劳动力负担系数1.82.01.71.71.71.81.8户主受教育程度(年)7.87.97.58.77.78.07.9农业年收入c(元/年)8 907.48 450.025 022.49 367.37 287.211 294.811 173.2家庭经营收入(元/年)15 324.417 774.327 810.419 543.015 582.931 938.621 004.0工资性收入(元/年)18 280.59 596.816 461.919 958.822 393.928 458.319 383.6耕地面积(亩/户)7.84.614.84.56.94.37.0复种指数1.81.51.61.41.51.61.6氮肥施用强度d(kg/亩)22.928.918.820.417.316.020.1数据来源:根据中国社会科学院农村发展研究所的调查数据整理。
注:a居住超过6个月;b 15-70岁,非在校生且有完全劳动能力;c毛收入;d纯氮。样本农户主要种植11种农作物,其中小麦和玉米的种植面积占总种植面积的58.3%,而小麦和玉米的氮肥施用量占总施用量的68.6%。因此本文以农户在小麦和玉米种植上的氮肥施用行为作为研究对象。
2 农户氮肥施用强度的影响因素分析
2.1 理论分析
影响农户氮肥施用强度的因素有很多,主要可以归纳为经济因素、技术因素和农户特征因素三类。
2.1.1 经济因素农户是农产品的生产者和消费者,农户的氮肥施用强度是在资源禀赋约束下实现利润最大化和效用最大化的最优选择。
(1) 农户资金禀赋约束着氮肥购买量,如果不考虑农户从家庭外部获得资金融通,农户家庭收入构成氮肥投入强度的主要约束条件。
(2) 氮肥和农产品的价格变化也会影响农户的氮肥施肥强度。本文分析的农户,地域分布接 近,农业生产的时期相同,可以认为所有农户所面对的化肥价格和农产品价格趋同而不予考虑。
(3) 有机肥主要由农村生产和生活所产生的有机物质,经农户处理而成。有机肥对氮肥可以起到一定的替代作用,施有机肥可以降低农户氮肥施用强度。有机肥还有改良土壤的作用,施有机肥可以消除土壤板结,从这个角度说有机肥和氮肥之间存在互补关系。随着有机肥收 入的减少,有机肥对氮肥的互补作用增强,施有机肥对降低氮肥施用强度的作用下降。
(4) 氮肥属资本性投入,劳动对氮肥有一定替代作用。农户劳动力丰富,可以通过采用劳动力密集的施肥方式,降低氮肥施用强度。
(5) 农民农产品用途的不同会导致氮肥施用强度的差异。用于销售的农产品,农民按照氮肥投入的边际收益来确定氮肥施用强度;用于自己消费的农产品,农民出于对品质的要求,会适当降低氮肥施用强度,出于对产量的要求,则会适当提高氮肥施用强度;用于中间投入的农产品,农民氮肥施用强度的决策标准是农产品生产和加工环节总收益最大。
(6) 农户农作物种植规模对氮肥施用强度的规模经济。主要氮肥品种碳酸氢铵的购买单位为50 kg/袋,而且碳酸氢铵易挥发,所以农户随着种植规模的扩大能选择更经济的投入量;农户要选择降低氮肥施用强度的方法,必须付出信息搜寻成本,随着农户种植规模的扩大,单位面积分摊的搜寻成本不断降低。规模经济的存在使农户的氮肥施用强度随农作物种植规模扩大而降低。
2.1.2 技术有效性因素施用氮肥不仅需要经济考虑,同时还有一定的技术要求,不同的农作物和土壤类型需要的氮肥施用强度存在差异。
(1) 农作物种类不同需要的氮肥量不同,由于本文对小麦和玉米的氮肥施用强度分别分析,因此可以不考虑农作物种类的影响。
(2) 土壤的养分含量、灌溉、排水以及通风、光照等方面的差异都会影响氮肥的施用强度。土壤养分含量充足,可以降低氮肥施用强度,土壤的其他条件好则可以有效利用施用的氮肥,降低氮肥施用强度。2.1.3 农户特征因素农民是否能够做出符合经济原则和技术要求的决策,选择最优的氮肥施用强度,与其施肥能力密切相关。
(1) 一般情况下,农户户主是氮肥施用强度的主要决策者,户主的受教育水平越高,越能够有效的利用氮肥,使氮肥的施用量与农作物、土质等相适合,从而减少氮肥施用。
(2) 是否参加过施肥培训和进行过测土配方施肥也是影响农民有效施肥的因素。通过参加施肥培训可以使农民了解新的施肥技术和化肥品种;测土配方施肥可以针对土壤营养元素的盈缺,施用相应品种和适当数量的化肥。如果农民存在过量施肥,并且施肥培训和测土配方施肥是有效的,那么农民参加施肥培训或者进行测土配方施肥可以有效降低氮肥施用强度。
(3) 农户的地域差异。地域差异包含了气候、种植习惯、地理特征等许多因素,也可以把地域因素看作是一个综合因素。农户的聚集会产生知识外溢,施肥知识会在农户之间传播,因此同一地域农户的施肥行为有一定的相似性。
2.2 模型设定和变量选择
本文的目的在于确定影响丹江口库区农户氮肥施用强度的具体因素,结合对影响农户氮肥施用行为因素的理论分析,本文采用一般线性模型进行回归估计。模型一般形式如下:Y=β0 +∑9i=1βiXi+ε(1)
Y:小麦(玉米)的氮肥施用强度,以小麦(玉米)每亩的氮肥折纯施用量表示;
β0:常数项;
X1:农户家庭总收入,2008年农户全年各项收入之和;
X2:是否施用有机肥,定性变量,由施有机肥和不施有机肥两类组成,引入1个虚拟变量,施有机肥时取1,不施则取0;
X3:家庭常住劳动力的平均收入,反映施肥劳动的稀缺程度和机会成本;
X4:农户自己需求的小麦(玉米)占总产量的比重;
X5:农户种植的小麦(玉米)的规模;
X6:小麦(玉米)的亩产量,替代变量,表示耕地的肥沃程度,产量高则说明耕地相对肥沃,反之则相对贫瘠;
X7:农户户主的受教育程度,定性变量,包含小学及以下、初中和高中及以上3个类别,引入2个虚拟变量,当户主只受过初中教育时取1,否则取0,当户主受过高中及以上教育时取1,否则取0; X8:农户是否进行过测土配方施肥,定性变量,包含进行过测土配方施肥和未进行测土配方施肥两个类别,引入1个虚拟变量,如果没进行过测土配方施肥取1,否则取0;
X9:地域变量,引入1个虚拟变量,农户位于湖北省取1,位于河南省取0;
ε:随机扰动项。2.3 回归结果和分析
本文使用Eviews6.0软件的最小二乘法对方程进行逐步回归估计(STEPLS),剔除对小麦和玉米的氮肥施用强度不存在显著影响的因素,回归结果见表2。小麦和玉米氮肥施用强度影响因素的回归方程通过了显著性检验,但是在对小麦和玉米影响显著的影响因素上存在差异。
(1) 家庭总收入对氮肥施用强度的影响不显著,农户可以不受资金约束,选择最优的氮肥施用强度。从调查结果看,农户的年平均化肥支出为2172.9元,只占农户家庭总收入的5.4%,家庭总收入几乎不存在对购买氮肥的资金约束。家庭总收入对小麦氮肥施用强度的回归系数为负,说明随着家庭收入的提高农户对粮食品质的要求强于对粮食产量的要求。
(2) 施有机肥对小麦氮肥施用强度有显著的正向影响,而对玉米影响不显著。有机肥对氮肥有替代和互补两种作用,随着有机肥施用的减少,有机肥对氮肥的替代作用减弱,而互补作用增强。调查发现,在小麦种植上施有机肥的有41户,占总种植户的25.6%,在玉米种植上施用有机肥的有24户,占总种植户的13.4%,所以施有机肥没 表2 回归结果
Tab.2 The regression results
变量 Variable小麦 Wheat玉米 Corn系数 CoefficientT值 t value系数 coefficientT值 t value常数项 20.07 9.02 18.83 11.65家庭总收入X1(103元/a)-0.01-1.32是否施有机肥X2(施=1,不施=0)3.70***2.56常住劳动力平均收入X3(103元/a)农户家庭需求比重X4(%)0.03**1.86种植规模X5(亩/户)-0.36**-2.01-0.62***-2.74亩产量X6(kg)-0.006-1.13教育程度X7(受高中及以上教育=1,否=0)
(只受过初中教育=1,否=0)2.38*
1.72是否进行测土配方施肥X8(是=1,否=0) 2.041.07省别X9(湖北省=1,河南省)-5.10***-3.54-5.16***-3.60R2 =0.10
F=4.47(P=0.0009)R2 =0.12
F=5.13
(P=0.0002)注:*在10%水平显著,**在5%水平显著,***在1%水平显著。
能成为显著的负影响因素。
有机肥已经成为比化肥更稀缺的投入,农户会把有机肥施用到最重要的耕地上,因此施有机肥还有显示耕地收成稳定与否的信息功能。样本农户的耕地中有相当比重的坡地和消落地,坡地和消落地的收成相对不稳定,农户会在收成稳定的耕地上多施有机肥和氮肥,这就造成了小麦生产中有机肥对氮肥施用强度的显著正向效应。
(3) 常住劳动力的年平均收入对小麦和玉米不存在显著影响,说明农户施氮肥过程中劳动和资本的替代关系较弱,农户之间的劳动禀赋通过市场或社会网络实现了调整。
(4) 农户的农产品家庭需求比重对小麦的氮肥施用强度没有显著影响,而对玉米在5%的水平上有显著的正向效应。小麦生产主要为农户提供口粮,51%种植小麦的农户生产的小麦全部自己消费,因此小麦的家庭需求比重对氮肥施用强度影响较小。
农户主要把玉米用于中间投入和直接销售,农户家庭需求玉米的比重高说明农户把更多的玉米用于中间投入,如饲养家禽和家畜。从回归结果看,农户家庭收入中来自玉米作为中间投入的部分越大,农户的氮肥施用强度就越高。
(5) 种植规模对小麦和玉米存在负效应,分别在5%和1%的水平上显著,小麦和玉米生产上存在对氮肥施用的规模经济。小麦和玉米的种植规模每增加1亩,氮肥施用强度分别下降0.36 kg/亩和0.62 kg/亩。回归结果证实了规模经济在氮肥施用强度上显著存 在,这也是以往研究所忽略的。
(6) 以亩产量为替代变量的耕地肥沃程度,对小麦和玉米的影响都不显著。亩产量对小麦的氮肥施用强度回归系数为负,说明小麦亩产量越高,农户对小麦的产量要求越低,对品质要求越高。
(7) 户主的受教育程度对小麦的氮肥施用强度没有显著影响,但是在对玉米氮肥施用强度影响上,只受过初中教育的户主比只受过小学及以下教育的户主氮肥施用强度高,该影响在10%的水平上显著。
(8) 测土配方施肥对降低氮肥施用强度的效果并不显著。如果说技术培训带有农作物促产和化肥促销的目的,测土配方施肥主要由农业主管部门实施,带有更多的公益性目的,但回归结果并不理想。通过比较发现,种植烟叶的农户进行测土配方施肥后平均每亩可以降低近10千克的化肥折纯投入。施肥对烟叶的香气和烟碱等重要指标有很强的影响,所以烟叶种植的测土配方施肥相对严格和规范,后续服务也相对完善,这使得烟叶生产中测土配方施肥起到了显著降低化肥施用强度的作用。
(9) 地域变量对小麦和玉米的氮肥施用强度都有非常强的影响。比较发现,在小麦和玉米的氮肥施用强度上湖北一侧普遍比河南一侧低。
3 结论和***策建议
通过对丹江口库区农户氮肥施用行为的分析,发现规模经济和地域差别对农户在小麦和玉米的氮肥施用强度上存在显著影响;由于小麦和玉米在生理上和用途上的差异,影响两种农作物氮肥施用强度的因素也存在一些差异;有机肥施用减少使施用有机肥不能对小麦和玉米的氮肥施用强度起到明显的降低作用,而互补效应和信息显示效应明显;农户的家庭总收入、家庭劳动禀赋和测土配方施肥对小麦和玉米的氮肥施用强度没有明显影响。
通过对丹江口库区农户氮肥施用行为的分析,本文认为采取有效措施降低农户氮肥施用强度应该从以下几个方面入手。
(1) 加快农村劳动力城市化进程,促进耕地合理流转,扩大户均种植面积。不论是小麦还是 玉米,在降低氮肥施用强度方面都表现出显著的规模经济,而且通过减少农民还可以减轻当地人口对农业的压力,从而降低氮肥施用强度。
(2) 采取措施降低有机肥的生产和施用成本,增加施用有机肥的收益,以提高有机肥施用比例和数量。虽然有机肥对氮肥的替代作用不显著,而且在小麦种植上施有机肥还显示出正效应,但这正是有机肥施用减少所致,有机肥施用比例已经到了不能再低的程度。
(3) 测土配方施肥必须科学开展,严格执行,持续服务。本应对降低氮肥施用强度产生明显作用的因素并没有达到预期的效果,说明实行测土配方施肥的单位或农户没有按要求持续的进行下去。
(4) 充分考虑地域差异,因地制宜采取措施。样本农户所在的6县(市)在同一地域,但在氮肥施用强度上仍存在显著差异,因此必须充分考虑地域差异,以提高措施的针对性和有效性。
(编辑:刘呈庆)参考文献(References) [1]全为民,严力蛟. 农业面源污染对水体富营养化的影响及其防治措施[J]. 生态学报,2002,22(3):291-299. [Quan Weimin, Yan Lijiao. Effects and Control Measures on Agricultural Nonpoint Source Pollution on Eutrophication of Water Body [J].Acta Ecologica Sinica,2002,22(3):291-299.]
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Influencing Factors on the Farmers' Nitrogenous Fertilizer Use
in Danjiangkou Reservoir Area
ZHENG Xin
(Graduate School, the Chinese Academy of Social Sciences, Beijing 100102, China)
氮肥的生产和使用篇8
1氮对农作物生长的影响
对于叶菜类作物而言，氮肥施用量高低直接影响农作物叶片的生长，在作物栽培中，提高氮肥的使用量可以有效的提高叶菜类的产量，从外观上来看，叶菜类作物叶片面积显著增加，叶片颜色更加鲜艳，对提高商品品质具有重要的作用。由于农作物的器官不同，对氮肥敏感程度也存在差异，所以施用氮肥对不同器官的促进生长作用存在差异，大量试验结果证明，氮肥对各种作物的营养器官促进生长作用最明显，特别是叶片和根系，生长量以及生长速度均显著高于不施用氮肥处理。以作物的叶片为例，使用氮肥后，叶片面积会显著增加，由此会显著增加叶片的光合面积，由此也可以显著促进作物光合产物的积累，而对于园林景观植物来说，氮肥施用量增加，提高了叶片面积，也会有效的提高绿地覆盖率。根系是氮营养的直接吸收器官，并且根系受到氮元素的影响较大，从根系干重变化上来看，氮肥对根系生长的促进效果仅次于叶片，部分对氮肥敏感的作物根系干重增加幅度可以达到10%以上；氮营养对农作物生殖器官的影响相对于营养器官来说小很多，也有些试验研究证明，施用氮肥有时可以降低作物的生殖生长，这种现象在番茄栽培中尤为常见，部分研究结果表明，当氮肥施用量达到150kg/hm2后，番茄的产量会降低5%以上，分析原因认为这可能与施用氮肥促进了番茄的营养生长，从而导致营养生长和生殖生长协调性变差，加上氮肥使得植株生长瘦弱，病虫害发生会降低生殖生长速度，这也是氮肥会导致番茄产量降低的重要原因。因此，对于以生殖器官作为主要产品的农作物而言，氮肥的使用量必须适度，在获得最高产量的同时，力求提高产品品质，同时为提高氮肥的利用率，农业生产中最好配合施用一定数量的磷钾肥。对于以收获叶片为主的作物而言，氮肥的增产效果非常明显，施用氮肥的经济效益也比较显著。从甘蓝的研究结果来看，随着氮肥施用量的增加，甘蓝的增产效应更加明显，但是也有部分处理发生了一定程度的病虫害，并且品质也有一定程度的降低，所以在氮肥施用中，一定要根据生产需要确定最佳的氮肥施用量，要根据农业生产的具体目标来确定最佳施用量。
2氮对不同农作物生理特性的影响
农作物种类很多，不同作物生理特性不同，由此导致各种作物对氮肥的敏感程度存在较大差异，前人大量试验研究认为，不同作物种类均有一个适宜的氮肥施用量范围，在这个范围内，随着氮肥施用量的增加，作物的产量会呈现出增加的变化，但是氮肥施用过量后，氮肥施用后的增产效果并不显著，例如，小麦对氮肥的敏感程度显著高于玉米，白菜敏感程度显著高于小麦，这与不同作物生理特性的不同有直接关系。氮元素对作物生理特性的影响受到多种因素的影响。从氮肥施用量变化上来看，过多的氮肥施用量会导致农作物生理失调，代谢紊乱，部分作物如白菜植株内的亚硝酸盐含量会显著升高，但是由于亚硝酸盐对人体有害，所以应当尽最大可能降低作物体内的亚硝酸盐含量，这就需要控制施用氮肥，或者采取平衡施肥或者定量施用氮肥的方式来提高产量。在灌水条件下，氮元素对植物生理特性的影响表现比较显著。大量试验结果证明，在施用氮肥后，随着灌水量的增加，农作物的蒸腾速率和光合效率会显著升高，还会促进光合产物在作物体内的运输，而农作物最直观的外在表现就是生长量增加，加上生长后期灌水可以促进光合产物向籽粒内运输，这对提高和谷类作物产量具有重要的作用。在对小麦的研究中发现，氮营养可以显著提高小麦叶片内的叶绿素含量，叶绿素含量的增加显著的提高了小麦的光合速率，与没有施用氮肥的处理相比，施用氮肥处理的小麦叶片内叶绿素含量显著升高，并且光合速率可以提高2-3倍，在试验结果模型运算结果中，小麦的净光合速率与氮肥施用量在一定范围内是表现出直线相关性的关系。氮营养对玉米生理特性的影响与小麦相似，相关研究证明，玉米施用氮肥后，叶片中叶绿素含量与对照相比提高了30%，而光合作用提高了40.2%，说明氮肥对协调植物生理代谢中具有重要作用。
3氮对农作物抗逆性的影响
氮是农作物生长过程中非常重要的营养元素，适当的施用量和施用方式对提高农作物抗逆性具有重要作用。大量试验研究证明，根外追施氮肥对提高农作物抗逆性具有较好的作用，这种应用在城市鲜切花的贮藏中应用非常广泛，特别是提高鲜切花寿命和观赏度上，氮肥的效果最明显。氮元素之所以能够很好的提高农作物抗性，主要原因是氮可以促进农作物体内精氨酸的合成，而精氨酸是提高作物抗逆性的重要氨基酸种类，例如在百合花栽培中，通过每天定时喷施氮肥，为百合花提供氮营养，这样可以有效的提高离体百合花观赏期4d左右，最长可以延长6d；在香石竹的研究中证明，氮肥采取喷施和营养液供给的方式可以有效延长香石竹的观赏期8d左右，并且可以有效的延缓衰老，提高对阴暗环境的抵抗力。氮对氨基酸合成的促进作用还受到其他营养元素的影响，但是不同作物表现存在一定的差异。从玉米的研究中发现，氮钾肥配合施用可以显著提高玉米茎秆中的精氨酸数量，对提高其抗逆性具有重要作用；在黄瓜的研究中发现，单独施用氮肥和氮肥与钾肥混合施用后，黄瓜内的氨基酸含量显著提高，并且病害黄瓜植株数量显著降低。
4氮对农作物根冠比的影响
根冠比是反应作物生长状况的重要指标之一，而根冠比大小在一定程度上也反映了作物生长过程中营养状况的好坏。根系生长情况决定了对养分吸收状况的好坏，而根系生长所需要的有机物质主要依靠叶片光合作用合成，所以根系与地上部生长必须相互协调才能保证农作物的健壮生长。大量试验研究结果表明，适宜的氮肥施用量可以使农作物的叶片与根系生长相互协调，叶片合成的有机物质可以较好的供应根系生长需要，而根系的生长也促进了营养物质的吸收，从而更好的运输至地上部分利用。生产中当氮肥施用量不足或者土壤比较贫瘠时，根系吸收的氮元素一般先供应自身需要，多余氮营养才会运输至地上部，这样就会显著影响叶片的生长，特别是块根类植物，叶片养分的不足导致了根冠比发生显著变化。农作物整个生长季节需要多种营养元素，尽管氮元素不足的情况下会影响地上部的生长，但是由于根系受到的影响较小，这样根系仍然会吸收各种营养元素供应地上部的生长，因此，作物最终产量的形成与根冠比关系比较密切。
5氮对氮元素吸收与分配的影响
氮肥的生产和使用篇9
氮肥，是指以氮（N）为主要成分，具有N标明量，施于土壤可提供植物氮素营养的单元肥料。
氮肥是世界化肥生产和使用量最大的肥料品种；适宜的氮肥用量对于提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥。化学氮肥生产的主要原料是合成氨（生成合成氨的哈伯法装置于1909年建成，并在德国首先实现工业化，成为氮肥工业的基础），20世纪四五十年代，硫酸铵是最主要的氮肥品种；60年代，增加了硝酸铵；70年代以来，尿素成为主导的氮肥品种。碳酸氢铵是中国80年代主要生产的氮肥品种之一。
（来源：文章屋网 ）
氮肥的生产和使用篇10
关键词：白菜；氮肥用量；生长；影响
中***分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）04-0045-02
白菜是安县主要的蔬菜品种，其产量占当地整个蔬菜产量的30%以上。近年来，为获得高产，氮肥在白菜种植过程中的使用量不断增加，盲目施肥现象较为普遍。通过试验，确定白菜的合理施肥量，为指导当地蔬菜生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间和地点 试验时间：2016年9月9日至2016年11月25日。试验地点：招堤街道办事处岔河村元宝山组，试验田面积1 050m2，经度105.498 31°，纬度25.115 59°，海拔1 386m。
1.2 试验地概况 大泥田、肥力中等、排灌良好、上茬作物烤烟，土壤主要养分含量为全氮1.742g/kg，有机质35.105g/kg，水解氮138mg/kg，有效磷19.2mg/kg，速效钾182g/kg，pH7.07。
1.3 试验材料 蔬菜品种：新丰杭58白菜。供试肥料：氮肥为尿素，N含量≥46%，贵州赤天化集团出品；磷肥为过磷酸钙，P2O5含量≥12%，贵州开磷集团出品；钾肥为硫酸钾，K2O含量≥50%，中化集团生产。
1.4 试验方法 试验设置4个处理，3个重复，随机区组排列，12个小区，每1hm2种植84 150穴，单株留苗，每小区面积25m2，每小区210窝。各处理每1hm2的肥料用量及比例如下：处理1：无氮区N∶P∶K=0∶90∶180（折纯）；处理2：70%优化氮区N∶P∶K=126∶90∶180（折纯）；处理3：优化区N∶P∶K=180∶90∶180（折纯）；处理4：130%优化氮区N∶P∶K=234∶90∶180（折纯）。
1.5 试验过程 试验于2016年9月9日育苗，10月10日移栽作，钾肥、磷肥作基肥一次施完。生育期内进行2次病虫害防治：第一次防治蜗牛和菜青虫（10月19日），第二次防治软腐病和黑斑病（11月3日）。2016年11月25日采收，采用整个小区全田测产方法采收，同时测定生物学产量和商品产量。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理的产量比较 从表1、***1可以看出：不同处理间白菜的生物学产量与商品产量存在较为明显的差异，总的趋势是氮肥用量增加，白菜产量也增加[2]。对不同处理间白菜的生物学产量进行方差分析，不同处理间的产量达到显著水平（F0.05），说明不同氮肥用量对于白菜产量形成有明显影响（表2）。
2.3 不同肥料处理的经济效益比较 肥料应用的结果，最终要体现在对白菜经济性状的影响上面，用单位肥料施用对于经济产量的影响进行分析，有助于我们从投资成本与投资经济效益方面进行比较，从而得到最佳的肥料使用量。从表3可见：适量的氮肥投入能取得较好的肥料报酬，以施用纯氮180kg/hm2报酬最佳，在氮肥用量较大时，肥料报酬呈现明显地下降。
3 结论
在当地中等肥力的土壤上，不同氮肥施用量对于白菜的生物产量及经济产量有明显影响，在一定范围内，白菜的生物产量及经济产量随氮肥用量的增加而提高，其中以氮肥施用量180kg/hm2处理所取得的肥料报酬最佳。
参考文献
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