贵州中部黄壤旱地供氮能力及供氮动态研究──Ⅳ．土壤供氮动态及供氮能力预测黎成厚，漆智平， 唐树梅，刘元生（贵州农学院）１试验方法土壤供氮动态一般是通过定期取样测定土壤速效氮的变 化以及作物吸氮量的变化两个方面来确定的。我们通过两年玉米盆栽试验和三年田间试验，定期取 样测定了土壤（鲜土及干土）的速效氮（碱解氮及铵态氮）含量以及玉米植株吸氮量的变化以此研 究黄壤旱地的供氮动态。由于黄壤旱地土壤质地一般都粘重，结构较差，尤其是低肥者往往板结， 通透性不良。试验过程中对玉米生长期内１５０次（
盆栽７２次、大田７８次）土壤速效氮的测定 结果表明，不同地区、不同地块以及同一地块在不同取样时期测定的碱解氮含量的变化无规律性； 同一取样时期不施氮与施氮以及施不同水平氮的处理，其碱解氮含量的变化也无规律性。分析其原 因主要是取样误差。玉米施肥为穴施，而生长期内取样只取穴内亦不妥，加之土壤极不均匀，特别 是水分含量高时取样更难以均匀准确。因此，将不对土壤碱解氮含量的变化与其供氮供态的关系进 行讨论，而采取玉米植株吸氮量的动态变化来反映土壤供氮动态，在此基础上建立土壤供氮能力及 供氮动态的数学模型，并预测玉米不同生育期内土壤供氮动态。２结果及讨论２．１土壤供氮动态 ２．１．１盆栽条件下土壤供氮动态两年６个土样玉米盆栽试验的无氮处理植株地上部分氮素的累 积情况列于表１。由表１可见，苗期到拔节各土壤供氮量都逐渐增加，不同肥力表现明显的差异。 除１９９３年的Ⅲ号土以外，玉米抽雄前１０天左右土壤供氮量即增加缓慢，个别土样抽雄期玉米 吸氮量还略低于抽雄前１０天的吸氮量（主要为试验误差）。这是因为在盆栽条件下土壤体积（重 量）小，限制了玉米根系伸展及其对矿化氮的吸收，表现为土壤供氮量增加极缓慢。盆栽条件下， 无氮处理的玉米很难结实成熟，其原因亦在于此。可见在盆栽条件下用植株吸氮累积量的方法测定 土壤供氮动态只限于苗期和拔节期，至多延长至抽雄前１０天左右。２．１．２田间条件下土壤供 氮动态与盆栽条件相同的是在苗期阶段土壤供氮能力平稳增加，不同肥力有明显的差异（表２）。 进入穗期到抽雄，田间王米吸氮量增加更快。这段时间气温较高，降水丰富，土壤供氮能力与玉米 吸氮量同步增加。抽雄后到成熟，玉米吸氮量增加缓慢，大致亦能反映土壤的供氮状况。这段时间 土壤中易矿化氮已大量消耗，使后期氮的矿化量下降；此外，进入８月下旬到９月上旬气温下降， 也使氮的矿化量减少。再加上根系衰老对氮的吸收能力亦降低。２．２土田供扣动态预测方法２． ２．ｌ土壤氨矿化势ＮＯ的确定根据土壤供氮能力测定的方法筛选及其应用（互报）可见，用０、 ０１ＭＣａＣＩ。高压蒸煮法测得的土壤速效氮含量Ｎｉ与小麦苗吸氮量之间的相关性最好，并且 预测土壤供氮动态必需的参数Ｎ。又可以Ｎｉ计算：”Ｎｏｍｇ／ｋｇ＝４．ＩＮｉ＋６６据初步 研究，贵州中部黄壤旱地土壤氮矿化势大致力：低肥１５０～２１０，中肥２１０～２９０，高肥 ２９０～３５０ｍｇ／ｋｇ（见互报）。在不具备测定Ｎｉ的条件下，可通过土壤的有机质含量、 全氮及碱解氮含量粗略估计出贵州省科学基金资助课题。漆智平，唐树梅现在中国热带农业科学院 工作。侯剑、王平、潘宜为、彭晓玲、陈庆红等土化专业同学参加部分工作特致谢忱。表１土壤供 氮动态及供对能力预测（盆栽试验）（ｇ／盆）。累积预测值如从播种到６月７日，余类推。。。 阶段预测值如６月７日一６月１７日余类推表２土壤供氛动态及供氧能力预测（大田试验）（ｇ／ 穴）。累积预测值。。。阶段预测值。Ｎ。值（参见互报）。２．２．ＺＩ壤氮矿４ｔ速率常数Ｋ 的确定贵州中部５月中旬～６月下旬，旬均温一般１９～ＺＩＣ；６月下旬到８月上旬，旬均温２ ２～２３Ｃ；８月中旬到９月中旬气温下降。土壤氮矿化速率常数Ｋ分别按２０Ｃ和２２．ＳＣ用 修正的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程进行校正：ＩＯｇＫ—７．７１—２７８８／Ｔ（Ｔ为绝对温度） 分别得出Ｋｍ—０．０１５７代表苗期，Ｋｈ—０．０１８８代表穗期到仙雄期，开花授粉后气温 下降；粒熟期采用与苗期相同的Ｋ值即Ｋ，。一０．０１５７。２．２．３不同时间间隔内土壤供 氮量预测由Ｎｏ、Ｋ及时ｌｔｉＪｔ（ＩＭ数）按斯坦福（Ｓｔａｎｆｏｒｄ）提出的土壤氮矿化 方程计算任一时间间隔内土壤氮的矿化量Ｎｔ：Ｎｔ一Ｎｏ（ｌ—１０－ｋ”“”勺或·Ｎ；一Ｎ 。（—ｅｘｐ－ｋ’）。例如：１９９３年盆栽，５月７日播种到６月７日第一次取样，土壤氮矿 化员计算为：Ｎ一２８０（及一互Ｏ“’‘ｎ“““’“‘’ｓ）一２８０Ｘ（且一０９３２８） ＝１８．ｓｌｉｎｇ／ｋｇｏ（Ｉ号土Ｎｏ—２８０ｍｇ／ｋｇ，ｔ—４．４３周，Ｋｍ—０．０ １５７）Ｉ号士每盆装干士为１６．ｓｋｇ，这阶段土壤供氮量为０．３１０ｇ／盆。田间条件下 ’方米密度不同，每穴土重分别按９０ｋｇ／穴（８０Ｘ５０ｃｍ）和１６０ｋｇ／穴（９０Ｘ８ ０ｃｍ）ｏ２．３土壤供氮预测值与实际值（玉米吸氮量）的关系根据土壤氮的矿化公式，计算出 各取样时期的阶段供氮量及累积供氮氛此外还求出土壤实际供氮量占预测值的百分率，视为土壤供 氮预测率，以Ｐ表示，下同。２．３．ｌ盆栽条件下１９９３年除回号士以外，土壤实际供氮量均 小于预测值。苗期和拔节期三次取样测定的Ｐ值随土壤供氮能力增加而增加，最高达７１％～７９ ％。随后的三次取样测定的Ｐ值呈依次下降趋势，抽雄期为４５％～５６％，拔节期Ｐ值最高。１ ９９４年Ｐ值变化趋势同１９９３年，不过拔节期Ｐ值比互９９３年低（回’土滞后）表互。２． ３．２田间条件下大田玉米土壤供氮预测率从前期到抽雄不断增加，一般为３５％～４５％（平均 ４１％）；抽雄到成熟Ｐ值增加缓慢，１９９３年为４２％～４４％，三个地块差异很小。１９９ ２年安顺高肥地拔节期Ｐ值为４３．８％，收获ＮＪ高达６１％。均比农院分场黄泥土高得多（表 ２）。２．３．３影响土Ｊｇ供氮预测率的因素从盆栽和大田条件下Ｐ值的差异来看，一般是盆栽 比大田高，肥力高的比低肥的高。从苗期到抽雄Ｐ值的变化来看，盆栽是低一高一降低；而大田则 是从低到升高到平稳增加的趋势。盆栽是土壤体积（重量）限制玉米根系伸展及其对氮的吸收有关 。另外还与土壤物理条件及肥力有关。盆栽上是经打碎过筛的，土壤疏松，一则利于玉米根系生长 发育，另外土壤通透性好，有利于上温上升，而上温上升又有利于土壤氮的矿化释放以及玉米对氮 的吸收，尤其是在玉米苗期温度较低，这种影响比较明显。这也许就是盆栽Ｐ值比大田高的原因。 田间条件下Ｐ值呈不断增加趋势，这与玉米根系的不断增大及其对矿化氮的吸收范围同步增加有关 。大四条件Ｆ的Ｐ值比盆栽低，主要是由于大田玉米土壤预测供氮量是按每穴所占的耕层土壤重量 计算的，而玉米根系不可能布满所有的行间和株间。另外，贵州黄壤旱地一般较粘重板结（试验地 为重壤到粘土），影响根系生长发育及其对矿化氮的吸收，尤其是苗期影响更大，使Ｐ值很低、此 外，土壤粘重板结易造成上温偏低，这也影响前期氮的矿化释放以及玉米对氮的吸收。到Ｉ抽雄期 气温较高玉米生长旺盛，土壤氮的矿化和玉米根的吸收能力都达到高峰，Ｐ值较高，随后增加缓慢 ，到收获Ｐ值亦很少超过５０％的。说明大田玉米吸收的矿化氮不足计算值的一半。而盆栽玉米抽 雄前２０～３０天的Ｐ值一般可达６０～８０％，可见通过改善根系生长的土壤环境，以增加大田 土壤供氢能力的潜力是很大的。２．４玉米生育期土壤供氧能力预测的数学模型在贵州中部春玉米 正常播期的情况下，苗期大约４５天，德期３０天，开花授粉到成熟（粒熟期下同）４５天。按斯 坦福的土壤氮矿“化方程：Ｎｔ—ＮＯ（—１０－‘’‘’·”勺将校正后的不同生育期的Ｋ值及 周数代入，则氮的矿化层ｍｇ／ｋｇ分别为：苗期Ｎｔ—０．０９６Ｎ。，德期Ｎｔ—０．０７７ ７ＮＯ，粒熟期Ｎｔ—０．０９６ＮＯ。以玉米吸氮量表示的土壤供氮能力为：Ｎｔ苗期一０．０ ９６ＰｍＮｏＮｔｉｅ期一０．０７７７ＰｈＮ。Ｎｔ粒熟期一０．０９６ＰＩＮ。（Ｐ。，Ｐｈ ，ＰＩ分别代表苗期、穗期及粒熟期土壤供氮预测率）计算成每亩土玉米全生育期的供氮量为：Ｎ 全。（０．０９６Ｐｍ＋０．０７７７Ｐｈ＋０．０９６ＰＩ）ｗ．Ｎｏ根据初步得出的各生育期 的Ｐ值、每亩土耕层重量（Ｗ按１５００００千克／亩计算）及贵州中部黄壤旱地土壤供氮能力分 级的比值代入上式．可计算出不同肥力黄壤旱地春玉米各生育期及全生育期每亩土壤供氮量的大致 范田表３。由表３可见，低肥上填表３贵州中部黄壤旱地春玉米条件下土壤供苗能力预测状况每季 供氮量为２～３ｋｇ／亩，中肥３．３～４．ｓｋｇ／亩，高肥５．３～６．ｓｋｇ／亩。由于影 响土壤供氮能力的因素很多，比如土壤质地、前茬情况（包括施用有机肥情况）以及气候等。本文 提出的贵州中部黄壤旱地春玉米供氮动态及供氮量估算的数学模型只是根据几年盆栽及田间试验得 出的初步结果拟定的，尚有待进一步证实和完善。３结论３．１贵州中部黄壤旱地供氮动态可以从 不同取样时期玉米植株的吸氮动态来衡量。土壤供氮动态预测值可通过实测土壤氮矿化势Ｎ。、按 温度校正过的不同生育阶段的土壤氮矿化速率常数Ｋ以及时间ｔ（周数）由斯坦福提出的氮矿化方 程计算。３．２根据各取样时期土壤实际供氮量和预测供氮量的比例关系，提出了土壤供氮预测率 Ｐ值。盆栽条件下，苗期、拔节期Ｐ值不断增加可达７０％～８０％随后降到５０％～５５％（抽 雄期）。大田玉米Ｐ值从苗期到收获有不断增趋势，通常抽雄以后增加缓慢，一般在５０％左右。 ３．３从盆栽及大田条件下Ｐ值的相对大小及其变化情况得出，土壤供氮预测率主要受玉米根系分布、生长发育及其对矿化氮吸收的士壤物理条件的影响，比如质地、结构、松紧度以及土层厚度等。３．４估算了贵州中部春玉米条件下不同肥力的黄壤旱地在不同生育期及全生育期土壤供氮量及供氮动态的变化。贵州中部黄壤旱地供氮能力及供氮动态研究──Ⅳ．土壤供氮动态及供氮能力预