论文总字数：16306字
目 录
摘要： 1
关键词： 1
Abstract： 2
Key words: 2
1 引言 3
1.1研究背景及意义 3
1.2国内外研究进展 3
2材料方法 5
2.1试验区概况 5
2.2试验设计 5
2.3样品采集 5
2.3.1植株样品采集： 5
2.3.2土壤样品采集： 5
2.4测定方法 6
2.4.1植株的测定方法： 6
2.4.2土样的测定方法： 6
2.5数据处理与分析 6
3 结果分析 6
3.1氮肥减量施用对土壤理化性质的影响 6
3.1.1减氮处理对麦田土壤氮的影响 6
3.1.2减氮对小麦土壤磷的影响 7
3.1.3减氮对小麦土壤钾的影响 7
3.1.4减氮对小麦土壤有机质的影响 8
3.2 氮肥减量施用对小麦产量的影响 8
3.2.1减氮处理对小麦穗长和穗重的影响 8
3.2.2减氮处理对收获期小麦植株株高和鲜重的影响 9
3.2.3减氮对收获期小麦单穗重的影响 9
3.2.4减氮对收获期小麦千粒重和产量的影响 10
3.3 减氮施肥的经济环境效益比较 11
4 讨论和结论 12
4.1 讨论： 12
4.2 结论： 13
参考文献： 13
致谢 16
许昌麦田氮肥减量施用的经济环境效益分析及评价
姚东良
China
Abstract：【Objective】The economic and environmental benefits were evaluated by reducing nitrogen fertilization in wheat region in Xuchang ,Henan province.【Method】During the wheat growing season of 2015 - 2016, six nitrogen rates were applied in the wheat-grown field in Xuchang (normal nitrogen rate, nitrogen reduction 20%, nitrogen reduction 40%, nitrogen increase 20%, organic fertilizer, normal fertilizer straw mulch),with three replicates. To investigate the effects of nitrogen reducing and fertilization on wheat yield and soil physical and chemical properties.【Result】There was no significant difference in yield between the experimental treatments, while the total nitrogen content in the soil in the harvest was found to be as such trend treatment N increse gt; the normal fertilizer application treatment gt; the nitrogen reducing treatment, but it was not significant difference in soil available nitrogen content.【Conclusion】The results showed that the reduction of nitrogen fertilizer was suitable for the actual production, saving fertilizer, reducing nitrogen loss and environmental pollution, and did not affect the wheat growth, with the economic and environmental return simultaneously.
Key words: Xuchang;wheat; nitrogen reduction and fertilization; yield; environment
1 引言
1.1研究背景及意义
氮在植物生长发育过程中起着至关重要的作用，氮是植物体内叶绿素、维生素等的组成部分，更参与蛋白质的合成。在氮元素充足条件下，植物可以合成较多的蛋白质、有关活性酶、生物激素等，促进细胞的分裂和增长，加快叶片的生长速度，使叶片变宽变长，能有更大叶面积来进行光合作用，为植物生长提供强大的能量。植物体内的氮素是一般来自土壤，土壤中的氮主要来自于植物固氮和大气放电固氮，所以农田土壤中氮元素很少，作物产量和质量受到限制。随着人工合成氮肥的出现，氮肥的普及施用，农田缺氮得到缓解，这对提高作物产量和质量有着重要的作用。
我国是一个农业大国，氮肥在农业生产过程中需要量很大[1]，所以我国氮肥生产量和消费量都为世界第一[2]，且氮肥施用量逐年增加。但不合理的施用技术，过量的施用氮肥，对作物产量和质量没有太大的帮助，反而造成了严重经济损失。据统计，1986 ～ 1996 年间, 中国投入约2亿吨的氮肥，氮素损失近1亿吨，经济损失高达2000亿元[3]。另外，过量施用氮肥会给土壤、水以及大气带来污染，这些污染造成的损失是不可估量的[4]。因此，合理施用氮肥，提高氮肥利用率刻不容缓[5]。
本项研究来源于环保部国家水体污染控制与治理科技重大专项河流水环境综合整治技术研究与综合示范主题淮河流域水质改善与水生态修复技术研究与综合示范项目-清潩河流域水环境质量整体提升与功能恢复关键技术集成研究与综合示范课（2015ZX07204-002-003）第三子课题高度集约化农田氮污染控制适用集成技术与应用示范，通过减少氮肥20%施用量，最终达到节约用肥，减少氮素损失和环境污染，不影响小麦生长和产量，同时获得经济环境生态效益，最终达到可持续发展农业。
1.2国内外研究进展
氮是植物生长发育不可缺少的营养元素之一[6], 起到提高作物的产量、改善作物品质的作用[7]，因此也被称为生命元素。自然农耕条件下，氮素主要来源于自然，主要方式有大气的氮沉降以及植物的固氮作用。随着人口的增多，迫切需要更多的粮食产量，氮素成了关键，而作物的氮素主要来源土壤，占一半以上，约50%~80% [8]，自然来源的氮素显然满足不了作物生长，这时就需要人工施氮。人工施肥,以施用氮肥为主，在现代农业生产中起着不可替代的作用[9]。人们普遍认为农田施氮量越高，氮循环强度也越高，作物产量也就越高[46]，导致氮肥过量施用。据资料统计, 1991年我国氮肥产量约1500万吨，远超其他国家，排名世界第一 [10、11]，此后10年,氮肥施用量增长迅速，纯氮施用量达2500 万吨/年 [9]。
迄今为止，我国的氮肥施用量占全世界氮肥施用总量的三分之一 [12]，而且还呈现继续增加的趋势[2]。但是, 土壤中的氮素转化率很低，受多种因素影响[13]，能转化成的有效氮的含量达到一定程度时，便不会增加，这也导致产量不会增加，反而有可能下降。若过量氮肥的经济投入超过了最佳施氮量经济投入[14]，会导致经济成本增加，收入不变，相对收入减少。如果施氮量超过最高产量施氮量，那么过量氮素不参与氮循环，便残留在土壤中，引起环境污染[44]。
过量施用氮素对环境的污染有三方面：土壤污染、水体污染和大气污染。对土壤的污染表现在氮以NO3 --N的形式在土壤中累积，硝态氮是旱地农田土壤无机氮存在的主要形态，过量施氮会造成旱地土壤硝态氮大量累积[25、26、27]，同时提高铝、铁含量，引起土壤的酸化和次生盐渍化[3]，严重影响农业生产；对水体污染表现在施氮后氮素淋溶和下渗的机会增大[15]，通过淋溶损失造成地下水的污染，也通过径流、干湿沉降等污染地表水体，流入河流、湖泊、水库等，造成水体富营养化；在大气污染方面，农田过量氮素转化成二氧化氮、氧化亚氮等温室气体，造成气候变暖。这些污染短时间内对作物产量和质量影响不大，但长期的氮肥过量施用，会对作物的品质有一定的影响。有研究表明, 氮肥的施用量越多，蔬菜中的硝酸盐和亚硝酸盐含量就越高 [16]，品质也就越差。所以有必要对氮肥的合理施用做一些相关研究，尽量减氮而不影响作物产量、品质，还能提高经济效益和环境效益。
其实有关减氮施肥对作物产量、质量、环境、经济等的研究有很多。减量施用氮肥关键在于土壤基础肥力以及氮肥的利用效率，其中氮肥的利用效率起较大作用。以小麦为例，有研究表明，在不同生育期小麦吸氮量不同，随生育进程的推进，呈上升趋势[17]；同一生育时期，小麦氮素积累量随施氮量增加而增加[18]，转运效率反而降低，呈负相关。国外研究表明,小麦籽粒产量与氮利用效率呈显著正相关关系,在施氮与不施氮条件下的相关系数分别为0.72和0.85[19]。研究指出，小麦器官中叶片的氮转运量、转运效率最高[20]。但以小麦整体来说，在一定条件下，小麦植株随施氮量增加，总吸氮量提高，而氮肥利用率下降[21]，营养器官氮素向籽粒的转移率降低[22]。
关于施氮量的研究，国内不同地区由于土壤基础肥力不同、环境条件不同，所施氮量也就不同。国内不同地区研究表明，在黄土高原南部旱地，小麦吸氮量随施氮量的增加而增加，但达到一定值时，不再增加，还会有所下降，所以通过研究发现该地适宜施氮量为80kg·hm-2[23]；在黄淮冬麦区的鲁中丘陵旱地，施氮量150kg·hm-2是当地最佳施氮量，此时小麦籽粒产量最高，氮素利用效率较高 [17]；在四川丘陵旱地，适当减少氮肥用量，能获得较高小麦产量[28]；在陕西关中地区，适量施氮与过量施氮对比发现，氮素向籽粒的转运量无显著差异，但过量施氮的氮肥利用效率降低[24],农民减少氮肥用量后, 小麦没有减产,氮素的吸收量没有降低, 同时由于减少氮肥施用量,氮素面源污染的潜在风险得以缓解[29、30、31]。
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