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本文应用15N示踪技术研究不同施氮量对氮肥吸收利用、土壤残留、氮肥损失、土壤氮素平衡和玉米、小麦产量的影响,揭示氮肥去向规律以及确定合理施肥量,并通过研究新型腐植酸氮肥对玉米、小麦产量,氮肥吸收利用及氮肥在土壤中分布以及氮肥损失和土壤氮素平衡的影响,为促进新型肥料的应用,减少环境污染,提高作物产量提供理论依据。主要研究结果如下:1.施用氮肥可显著提高玉米、小麦产量,单季施氮量为N112.5 kg/hm2-N337.5 kg/hm2时玉米的产量增加10.5%-30.1%,小麦的产量增加31.2%-89.6%,施氮量为N225kg/hm2时玉米、小麦产量最高;玉米氮肥利用率为16.7%-32.3%,小麦氮肥利用率为20.8%-30%。2.玉米吸收的氮素18.7%-25.5%来自肥料,小麦吸收的氮素29.1%-46.4%来自肥料。施氮量为N112.5 kg/hm2-N337.5 kg/hm2时玉米吸收的肥料氮素与土壤氮素比值为0.23-0.34,小麦吸收的肥料氮素与土壤氮素比值分别为0.41-0.87,玉米、小麦吸收的肥料氮素比例随着施氮量的增加而增加。3.玉米季残留在土壤中氮肥占31.6%-48.5%,小麦季残留在土壤中的氮肥占38.4%-54%,氮肥残留量随着施氮量的增加而增加,氮肥残留率随着施氮量的增加而降低,残留的氮肥主要分布在土壤0-20 cm,其次是40-60 cm。4.玉米季氮肥损失率为19.2%-51.7%,施氮量每增加N112.5kg/hm2时氮肥损失率平均增加16.3%,小麦季氮肥损失率为16.6%-40.8%,施氮量每增加N112.5kg/hm2氮肥损失率平均增加12.1%。氮肥不同损失途径中,淋溶及其它为主要损失途径,其次是土壤氨挥发引起的氮肥损失。玉米季土壤氨挥发高峰期主要集中在施肥后前11天,小麦季基肥施用后土壤氨挥发主要集中前10天,追肥施用后氨挥发主要集中在前7天。5.全年内,残留在土壤中的氮肥占35.0%-51.3%,被作物吸收的占18.8%-30.9%,剩余氮肥以各种途径损失掉。与施肥前相比施氮量超过N450kg/(hm2·a)明显增加了土壤全氮含量。土壤氮素盈余量随着施肥量的增加而增加;施用氮肥明显增加了土壤氮素矿化量,但随着施氮量的增加土壤氮素矿化量逐渐减少。本试验条件下,玉米最高产量施氮量为N248.4 kg/hm2,小麦最高产量施氮量为N265.0 kg/hm2,全年最佳环保施肥量为N382.0kg/hm2-N510.0 kg/hm2。6.施用脲基活化腐植酸氮肥和常规掺混腐植酸氮肥的玉米产量分别增加26.8%、12.7%,小麦产量分别增加50.5%、19.2%;玉米季氮肥利用率分别增加10.8%、6.8%,小麦季氮肥利用率分别增加22.7%、8.6%;玉米季氮肥残留率分别增加12.5%、7.5%,小麦季氮肥残留率无明显差异。腐植酸氮肥能明显增加土壤氨挥发损失减少氮肥淋溶损失,减少氮肥向土壤深层迁移,玉米季氮肥损失率分别减少18.3%、10.9%,小麦季氮肥损失率分别减少20%、6.3%。腐植酸氮肥可改善氮肥在土壤中分布并促进作物对土壤氮素的吸收,脲基活化腐殖酸与常规掺混腐植酸比较,脲基活化腐植酸效果更加明显。7.全年内,脲基活化腐植酸氮肥和常规掺混腐植酸氮肥氮肥残留率分别增加4.9%、2.8%,氮肥利用率分别增加14.3%、6.0氮肥损失率分别降低19.1%、8.6%。施用脲基活化腐植酸氮肥可显著增加土壤氮素盈余,增加土壤氮素矿化量。