外源氮對湟水流域春小麥氮素吸收利用和土壤無機氮的影響

摘 要 針對青藏高原湟水流域氮肥不合理施用引起的土壤有效態氮淋溶損失等問題，設置5個處理0（N0）、78（N78）、156（N156）、234（N234）和312（N312）kg/hm²進行田間試驗，結果表明：①隨施氮量增加， 0～100 cm土壤硝態氮含量逐漸增加，土壤銨態氮含量無顯著變化；②施氮量達到234 kg/hm²之前，土壤硝態氮主要積累在0～40 cm土層；施氮量超過234 kg/hm²，土壤硝態氮主要積累在60～100 cm土層；施氮量超過156 kg/hm²，土壤中氮素開始盈余，并隨施氮量的增加而增加；③隨施氮量的增加，春小麥的產量先升高后降低，" 2 a施氮量分別為241 kg/hm²，246 kg/hm²時，產量達到最高為8 623 kg/hm²，8 435 kg/hm²。綜合產量、環境及經濟效益，最佳施氮量為240 kg/hm²。

關鍵詞 湟水流域；春小麥；產量；硝態氮；銨態氮

氮肥施用對中國農業的發展起到了不可替代的作用，已經成為重要的農田管理措施，但氮肥的施用在提高作物產量的同時也產生了大量氮有關的污染物^[1-2]。氮污染物的排放會對環境產生負面影響，如土壤酸化、地下水硝酸鹽污染、溫室效應等^[3-4]。氮肥供應不足會導致作物對氮素的需求無法滿足，從而導致土壤氮虧缺和土壤肥力下降，最終導致農田系統功能退化；過量施用氮肥則會導致土壤中大量硝態氮累積，進而增加硝態氮淋溶損失的風險^[5]。因此，探究農田系統中土壤的硝態氮和銨態氮變化，對降低農業面源污染、維持作物產量和土壤肥力有重要意義。周蘭蘭等^[6]研究發現，土層深度和施肥處理對土壤銨態氮和硝態氮的含量有顯著影響。高麗超等^[7]研究表明，麥田土壤硝態氮含量隨施氮量增加而增加。在農業生產中，土壤中適量的銨態氮和硝態氮有利于提高作物產量和維持生態系統平衡^[8-9]。目前，關于氮肥施用量對土壤中有效態氮影響的研究主要圍繞在平原地區，而在高原地區，特別是在黃河上游的一級支流湟水流域，氮肥用量對土壤氮素影響的研究鮮有報道。本研究在青藏高原湟水流域春小麥種植區設置連續2 a的田間定位試驗，探究不同氮肥施用量對麥田土壤中硝態氮和銨態氮含量的影響，以明確該地區田間最佳氮肥施用量，為提高春小麥產量、減少農業面源污染和黃河流域高質量發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試春小麥品種為‘青春38號’，由青海省農科院提供；商品有機肥由青海恩澤農業技術有限公司提供，其含有機質≥45%，N+P2O5+K2O≥5%；供試磷肥為過磷酸鈣，含P2O5≥12%，由張掖市大弓農化有限公司生產；供試氮肥為尿素，含氮46%，云天化集團生產。

1.2 試驗設計與實施

1.2.1 試驗地概況 試驗于2022-2023年在青海省西寧市青海大學實驗地（36°43′15″N；101°44′57″E）開展，具體位置見圖1。該研究地點海拔" 2 295 m，屬于高原大陸性氣候，氣溫低、晝夜溫差大、降雨少而集中、日照長，年日照數為2 376 h，年平均氣溫為6 ℃，年平均降雨量為428.6 mm，主要集中于7-9月。試驗地土壤類型為栗鈣土，土壤質地為中壤土，0～20 cm土層土壤理化性質為：有機質16.85 g/kg，全氮1.02 g/kg，全磷1.06 g/kg，全鉀21.91 g/kg，堿解氮85 mg/kg，有效磷13.6 mg/kg，速效鉀108 mg/kg，pH8.07。0～100 cm土層（每20 cm為1 層）土壤體積質量分別為1.41、1.42、1.44、1.36、1.34g/cm³。參照DB63/T 2104-2023，此試驗地綜合地力為3級中等地。

1.2.2 試驗設計 試驗采用單因素隨機區組設計，以當地常規施氮量156 kg/hm²為參照，設置5個不同的氮肥用量處理，分別為0 kg/hm²（N0）、78 kg/hm²（N78）、156 kg/hm²（N156）、234 kg/hm²（N234）和312 kg/hm²（N312），每個處理重復3次。小區面積43.89 m²（5.7 m×7.7 m）。保護行寬1 m，每小區統一基施商品有機肥456 kg/hm²，過磷酸鈣624 kg/hm²，氮肥（折純量）分2次施用，具體見表1。

1.2.3 田間管理 春小麥播種時間分別為2022-03-30，2023-03-3 播種量為320 kg/hm²，播種方式為條播，種植行距15 cm，分別在2023-08-20，2023-08-18收獲。在小麥分蘗期和灌漿期各灌溉1次，灌水定額為2 700～3 000 m³/hm²，其他管理措施保持一致。

1.3 樣品采集及測定

在小麥收獲后，每個小區選取1 m²的小麥植株，整株拔出后測定全株生物量，每小區小麥單打單收進行測產。小區內均勻選三點在0～100 cm土層采集，每20 cm混合為1層，共采集5層。土壤硝態氮和銨態氮含量測定采用紫外分光光度法^[10]，小麥植株中的氮含量采用半微量凱氏定氮法測量^[11]，土壤微生物生物量碳和氮含量利用氯仿熏蒸法測定^[12]。

1.4 數據計算及統計分析

采用Origin 2018、Microsoft office 365和SPSS 26.0用于圖表制作和數據統計分析。用單因素方差分析和多重比較進行差異顯著性分析。

植株吸氮量＝植株干質量×含氮量

土壤硝態氮累積量＝∑土層厚度×土壤體積質量×土壤硝態氮含量

土壤銨態氮累積量＝∑土層厚度×土壤體積質量×土壤銨態氮含量

氮肥吸收利用率＝（施氮區植株總吸氮量-無氮區植株總吸氮量）/氮肥施用量×100%

氮肥農學利用率＝（施氮區產量-無氮區產量）/氮肥施用量

2 結果與分析

2.1 土壤硝態氮和銨態氮特征分析

2.1.1 不同施氮量對土壤硝態氮和銨態氮累積量的影響 連續2 a的施肥處理中，土壤硝態氮累積量隨施氮量增加而增加，其中N312處理土壤硝態氮累積量顯著高于其他處理（Plt;0.05），而土壤銨態氮累積量不受施氮量影響（圖2）。較2022年，2023年N0～N234土壤硝態氮含量升高1～9 kg/hm²；N312處理土壤硝態氮含量增加" 60.5 kg/hm²。2023年5個處理的銨態氮含量較2022年降低17～23 kg/hm²。

通過雷達圖發現2 a掃描面重疊（圖3-a），2022年，N312土壤硝態氮累積量最高，為130.3 kg/hm²，較N156和N234處理分別增加89.13%和47.40%。2023年，N312土壤硝態氮累積量最高，為190.7 kg/hm²，較N156和N234分別增加" 107.06%和94.59%。由施氮量與土壤硝態氮累積量的回歸分析結果可知（圖3-b），2022-2023年隨施氮量增加，0～100 cm土層土壤硝態氮累積量均不斷上升，N0～N234緩慢上升，N312快速上升。

2.1.2 土壤剖面硝態氮含量變化 2022和2023年隨施氮量增加，土壤硝態氮主要累積在60～100 cm土層（圖4）。不同土層土壤硝態氮含量均在0～18 mg/kg范圍內變化。N0～N234土壤硝態氮含量隨土壤深度增加呈遞減趨勢，N312土壤硝態氮含量隨土層深度增加呈先減少后增加的趨勢，2022年N312土壤硝態氮含量在0～60 cm土層遞減，60～100 cm土層遞增，2023年N312土壤硝態氮含量在0～40 cm土層遞減，40～100 cm土層遞增。同一土層中隨施氮量增加土壤硝態氮含量逐漸增加，2022和2023年同一土層N0-N234土壤硝態氮含量遞增量分別為0～1.5 mg/kg和0～2.5 mg/kg，N234～N312遞增量分別為1.5～5.5 mg/kg和1.6～11.7 mg/kg。

2.2 不同施氮量對土壤微生物的影響

2022和2023年耕層（0～20 cm）土壤微生物生物量碳和土壤微生物生物量氮含量最高，呈先升高后降低趨勢（圖5）。2 a不同施氮處理的0～60 cm土壤中微生物生物量碳含量均在處理N78達到最高，分別為144.3 mg/kg和266.9mg/kg；微生物生物量氮均在處理N156達到最高，分別為19.98 mg/kg和34.7 mg/kg。與2022年相比，2023年微生物生物量碳和微生物生物量氮含量整體呈上升趨勢。

2.3 施氮量與春小麥產量的關系

隨施氮量的增加，各處理春小麥產量表現為先上升后降低，其中N234處理最高（圖6）。根據肥料效應方程，2022年和2023年施氮量分別為241 kg/hm²，246 kg/hm²時，春小麥產量最高，分別為8 623 kg/hm²，8 435 kg/hm²，2 a平均最高施氮量為243.5 kg/hm²。施氮量超過241kg/hm²和246 kg/hm²后春小麥產量均開始下降。2022和2023年最佳經濟施氮量分別為238 kg/hm²和242 kg/hm²，平均為240 kg/hm²（小麥商品價2.8元/kg，氮肥商品價2.98元/kg）。

2.4 春小麥氮肥利用率

由表2可知，氮素總吸收量、氮肥吸收利用率、氮肥農學利用率受到施氮量的影響。當施氮量不高于234 kg/hm²時，隨著施氮量的增加，春小麥氮素總吸收量顯著增加（Plt;0.05），但氮肥吸收利用率、氮肥農學利用率均顯著降低（Plt;" 0.05），并且年際間趨勢表現一致。

2.5 農田土壤氮的輸入與輸出

肥料氮是小麥農田土壤氮輸入的主要來源，其次是來自雨水、大氣沉降和腐爛的動植物等；土壤氮輸出主要途徑為農作物收獲，其次是土壤淋溶、氮氣排放等。在中國西北地區，氨揮發3.4 kg/hm²，N2O排放0.7 kg/hm²，湟水流域屬于農業水資源短缺區，在農業生產中雖然以灌溉水為主，降雨影響較小，由于氣候干旱且地下水深厚，致使硝態氮不易隨水滲入地下水^[13]。對于湟水流域農田土壤氮素平衡，土壤氮輸入途徑為氮肥投入、灌溉水養分輸入、大氣沉降；氮輸出的途徑為小麥吸收、氨揮發、N2O排放量。在西寧市氮沉降每年約為25.6 kg/hm2^[14]。

氮庫盈虧是指春小麥收獲后土壤的氮庫平衡（圖7）。肥料氮是小麥農田土壤氮輸入的主要來源。隨施氮量增加，小麥吸收的氮素也在增加，并且施氮量在234 kg/hm²時小麥吸收量達到最大，超過234 kg/hm²后，小麥氮素吸收量逐漸減少。小麥氮素吸收是農田土壤氮輸出的主要途徑，5個處理中小麥吸收氮素范圍在58～226kg/hm²。施氮量達到156 kg/hm²時，土壤氮素就開始出現氮盈余狀態，在此之前土壤氮素一直處于氮虧缺狀態。此后，隨施氮量增加，農田土壤氮素殘留量逐漸增加。

由圖8 可知，60～100 cm土層是主要硝態氮累積層，因此，平衡系統中以60～100 cm土層的硝態氮累積量為主要淋失量。以接近最佳施氮量的N234處理為切入點分析土壤氮平衡，2 a平均進入0～60 cm土層的氮素為267.3 kg/hm²，從中輸出的土壤氮素為241 kg/hm²，其中小麥吸收221 kg/hm²。從種植前到收獲后，全氮含量增加28.5 kg/hm²。2 a種植前土壤中無機氮（硝態氮和銨態氮）平均含量為63.9 kg/hm²，2 a收獲后平均無機氮含量為92.5 kg/hm²，較種植前土壤無機氮增加28.6 kg/hm²。春小麥種植前土壤中無機氮含量占全氮含量的0.9%，春小麥收獲后土壤中無機氮含量占全氮含量的1.2%。

3 討" 論

3.1 不同施氮量對春小麥氮吸收及產量的影響

氮素是小麥體內蛋白質、核酸、葉綠素和一些激素等的重要組成部分，是限制小麥生長和產量形成的主要因素^[15]。在低投入系統中，氮缺乏是制約小麥產量的主要因素；相反，在高投入系統中，氮的集約化施用難免造成嚴重的環境污染^[16]。本試驗結果表明，隨著施氮量的增加，春小麥產量先增加后降低。這可能因為小麥吸收過多氮素后細胞壁變薄，細胞組織軟化，造成小麥倒伏，同時過多的氮素進入土壤后會破壞土壤結構增加土壤緊實度，減少土壤中空氣和水分的交換，進而影響根系生長，其次，氮肥的過量施用會導致土壤酸化，進而降低產量^[17-18]。師箏等^[19]研究發現在關中平原地區冬小麥最適施氮量是240kg/hm²；郭清毅等^[20]研究發現黃土高原地區春小麥最適施氮量228 kg/hm²，但其僅針對產量進行研究，并沒有探討氮素殘留量；本研究結果顯示湟水流域中等地的最佳施氮量為237 kg/hm²，施氮量達到243.5 kg/hm²之前，產量隨著施氮量的增加而增加，而施氮量超過243.5 kg/hm²后產量開始下降，并且產生氮素累積，增加潛在下滲風險。與Lynch^[16]氮素高投入氮污染物高產出理論相同。連續2 a的田間春小麥種植試驗，相對于第一年，第二年產量有所降低，原因可能是湟水流域降雨量的降低^[21]。同時，回歸分析表明施氮量從0 kg/hm²增至243.5 kg/hm²，施用氮肥有利于春小麥產量的提高，施氮量大于243.5 kg/hm²對春小麥產量的提高無顯著作用。

3.2 不同施氮量對土壤氮素的影響

土壤中植物所利用的主要氮素形式是銨態氮和硝態氮，小麥生長過程需要吸收大量氮素，收獲期為小麥整個生育期土壤氮素含量最低時間段^[22-23]。本研究在小麥充分吸收氮素后的收獲期采樣，研究發現N312處理中大量氮素積累在60～100 cm土層，這可能因為尿素養分釋放快，施入土壤后迅速轉化，使土壤無機氮含量在短期內快速增加，而作物生長前期對氮素的需求較小導致無機氮易發生揮發和硝酸鹽淋失，施氮量過多時盈余的氮素進入深層土壤^[24-25]。王媛等^[26]在高粱農田，通過連續5 a不同氮素施用量研究發現，隨施氮水平提高氮肥吸收利用率和氮肥農學利用率存在不同程度的降低，且氮素在土壤中逐年累積。本研究在春小麥農田連續進行2 a的施肥試驗同樣發現氮肥利用率降低和氮素累積現象。由于在小麥收獲后進行土壤養分的測定，因此推測N0～N234處理小麥氮素吸收效率較高，大部分硝態氮被作物吸收，使土壤中硝態氮沒有顯著升高，而N312處理土壤氮素超過春小麥吸收能力，導致土壤中硝態氮的累積，而銨態氮在土壤中不易長期穩定存在，在好氧條件下可以通過硝化作用轉化為硝態氮，研究發現堿性土壤中硝化作用更容易發生^[27-29]。本研究所選取的農田土壤pH為8.07，是典型堿性土壤，土壤中銨態氮大部分轉化為硝態氮，因此不同氮肥施用量對其影響較小。

氮輸入和輸出之間的差值表示0～100 cm作物主根區土壤總氮儲量的變化，土壤無機氮含量的盈缺狀況可以有效表征作物生長過程中土壤的供氮狀況^[30]。本研究發現連續2 a土壤硝態氮含量均隨著施氮量增加而增加，在N234處理達到最高，并且第二年較第一年銨態氮含量降低，硝態氮含量升高，說明硝化作用更強，原因可能是降雨量減少，土壤通氣性更好。本研究發現春小麥農田土壤中施氮量較少時氮素一直處于虧缺狀態，隨著施氮量的增加逐漸轉變為氮盈余狀態，當施氮量達到156 kg/hm²時出現少量氮盈余，并隨著施氮量增加而增加。小麥對肥料氮的回收率一般隨施氮量的增加而減少，土壤氮素盈虧取決于土壤中肥料來源的氮量是否可以補償土壤本身氮素的消耗^[31]。

土壤中微生物通過對氮素的固持和礦化作用，影響土壤中無機氮含量，而施肥會影響微生物生物量氮^[32]。土壤中95%以上的氮素以有機態氮存在，需經過微生物礦化轉變為無機態氮被作物吸收利用^[33]。本研究發現微生物主要聚集在耕層的0～20 cm，其可以進行氮礦化，將有機氮轉化為無機氮供春小麥吸收，并且微生物量受施肥量的顯著影響。戴健等^[34]發現渭北地區土壤肥料氮被生物固定后的再礦化量與施氮量呈顯著遞減式拋物線關系，施氮量適宜控制在160kg/hm²。本研究發現微生物生物量氮含量變化與之相似，施氮量適宜控制在156 kg/hm²。同時，本研究發現N0和N78處理同樣在氮虧損的狀態下，N78的硝態氮累積量比N0要高，同樣可以說明適當施用無機氮肥可以提高微生物氮礦化作用。

4 結" 論

隨著施氮量的增加，春小麥的產量變化趨勢為先增加后降低，并且2 a在施氮量為241kg/hm²和246 kg/hm²時分別達到最高產量" 8 623 kg/hm²和8 435 kg/hm²，2 a平均產量最高施氮量為243.5 kg/hm²；綜合產量、環境及經濟效益最佳推薦施氮量為240 kg/hm²。

隨著施氮量的增加，在0～100 cm土層土壤硝態氮含量均表現為逐漸增加的趨勢，土壤銨態氮含量均無顯著變化。

施氮量從0 kg/hm²增至234 kg/hm²時，土壤硝態氮累積量增加緩慢，主要積累在0～40 cm土層，施氮量超過234 kg/hm²后，土壤硝態氮快速增加主要積累在60～100 cm土層。施氮量達到156 kg/hm²之后，土壤中氮素開始盈余，并隨著施氮量的增加而增加。

參考文獻 Reference：

［1］ 朱兆良.中國土壤氮素研究[J].土壤學報，2008，45（5）：778-783.

[2]丁文成，何 萍，周 衛.我國新型肥料產業發展戰略研究[J].植物營養與肥料學報，2023，29（2）：201-219.

[3]高麗超，鄭文魁，程運龍，等.長期施用控釋摻混尿素對麥田土壤酶活性及養分的影響[J].水土保持學報，2023，37（2）：343-350.

[4]楊 楠，段琳博，馬 靜，等.基于Hydrus-1D模型的灌區農田土壤水分滲漏和硝態氮淋失特征研究[J].干旱地區農業研究，2023，41（5）：32-42.

[5]李 越，李根東，陳志君，等.基于氮收支平衡的河套灌區春小麥農田灌溉和施氮策略[J].農業工程學報，2022，38（17）：61-72.

[6]周蘭蘭，劉梅金，李明軍，等.不同施肥處理對青稞根際土壤銨態氮和硝態氮的影響[J].中國農學通報，2022，38（30）：85-90.

[7]高麗超，鄭文魁，程運龍，等.長期施用控釋摻混尿素對麥田土壤酶活性及養分的影響[J].水土保持學報，2023，37（2）：343-350.

[8]劉平靜，肖 杰，孫本華，等.長期不同施肥措施下土壤細菌群落結構變化及其主要影響因素[J].植物營養與肥料學報，2020，26（2）：307-315.

[9]ZHANG Y，YE C，SU Y，et al.Soil acidification caused by excessive application of nitrogen fertilizer aggravates soil-borne diseases：evidence from literature review and field trials[J].Agriculture，Ecosystems amp; Environment，2022，340：108176.

[10] LI Y，HUANG G，CHEN Z，et al.Effects of irrigation and fertilization on grain yield，water and nitrogen dynamics and their use efficiency of spring wheat farmland in an arid agricultural watershed of Northwest China[J].Agricultural Water Management，2022，260：107277.

[11]李合生，孫 群，趙世杰，等.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2000.

[12]范雪瀅，賴 偉，徐志銳，等.熏蒸提取法對比測定不同土種中的微生物碳含量[J].中國無機分析化學，2023，13（12）：1389-1395.

[13]串麗敏，何 萍，趙同科，等.中國小麥季氮素養分循環與平衡特征[J].應用生態學報，2015，26（1）：76-86.

[14]許 穩，金 鑫，羅少輝，等.西寧近郊大氣氮干濕沉降研究[J].環境科學，2017，38（4）：1279-1288.

[15]蔡瑞國，張 敏，戴忠民，等.施氮水平對優質小麥旗葉光合特性和子粒生長發育的影響[J].植物營養與肥料學報，2006，12（1）：49-55.

[16]LYNCH J P.Root phenotypes for improved nutrient capture： an underexploited opportunity for global agriculture[J].New phytologist，2019，223（2）：548-564.

[17]WANG Y，WU Y，CAO C，et al.Effects of fertilizer reduction coupled with straw returning on soil fertility，wheat root endophytic bacteria，and the occurrence of wheat crown rot[J].Frontiers in Microbiology，2023，14：1143480.

[18]YANG X，ZHANG C，MA X，et al.Combining organic fertilizer with controlled-release urea to reduce nitrogen leaching and promote wheat yields[J].Frontiers in Plant Science，202 12：802137.

[19]師 箏，高斯曼，李 彤，等.施氮量對不同葉綠素含量小麥生長、產量和品質的影響[J].麥類作物學報，202 41（9）：1134-1142.

[20]郭清毅，黃高寶，逄 蕾，等.黃土高原半干旱地區春小麥施氮效應研究[J].甘肅農業大學學報，2004，39（6）：629-633.

[21]青海統計局.青海統計年鑒[M].西寧：青海統計出版社，2022-2023.

[22]張 林，武文明，陳 歡，等.氮肥運籌方式對土壤無機氮變化、玉米產量和氮素吸收利用的影響[J].中國土壤與肥料，2021（4）：126-134.

[23]韓銳鋒，牛堉錫，王鑫悅，等.控釋尿素和普通尿素混合基施對冬小麥氮素吸收利用和產量的影響[J].植物營養與肥料學報，2023，29（11）：2042-2058.

[24]張 晶，張定一，王 麗，等.不同有機肥和氮磷組合對旱地小麥的增產機理研究[J].植物營養與肥料學報，2017，23（1）：238-243.

[25]侯云鵬，李 前，孔麗麗，等.不同緩/控釋氮肥對春玉米氮素吸收利用、土壤無機氮變化及氮平衡的影響[J].中國農業科學，2018，51（20）：3928-3940.

[26]王 媛，王勁松，董二偉，等.長期施用不同劑量氮肥對高粱產量、氮素利用特性和土壤硝態氮含量的影響[J].作物學報，202 47（2）：342-350.

[27]油倫成，李東坡，崔 磊，等.不同硝化抑制劑組合對銨態氮在黑土和褐土中轉化的影響[J].植物營養與肥料學報，2019，25（12）：2113-2121.

[28]孔 娜，薛泉宏，朱留偉，等.磚質固定化硝化細菌對氨氣及銨態氮的轉化效果[J].西北農業學報，201 20（7）：196-200.

[29]李兆君，宋阿琳，范分良，等.新型硝化抑制劑對外源銨態氮在土壤中遷移轉化及淋溶損失的影響[J].西南農業學報，201 24（3）：995-998.

[30]高洪軍，朱 平，彭 暢，等.等氮條件下長期有機無機配施對春玉米的氮素吸收利用和土壤無機氮的影響[J].植物營養與肥料學報，2015，21（2）：318-325.

[31]孫昭安，陳 清，朱 彪，等.化肥氮對冬小麥氮素吸收的貢獻和土壤氮庫的補償[J].植物營養與肥料學報，2020，26（3）：413-430.

[32]孔德杰，李 娜，任成杰，等.不同施肥水平對長期麥豆輪作體系土壤氮素及產量的影響[J].西北農業學報，2022，31（6）：729-740.

[33]車 釗，姜方瑩，張 軍，等.低氮脅迫下有機無機肥配施對小麥根際土壤氮礦化和微生物群落結構的影響[J].生態學雜志，2023，42（2）：305-312.

[34]戴 健，王朝輝，李 強，等.氮肥用量對旱地冬小麥產量及夏閑期土壤硝態氮變化的影響[J].土壤學報，2013，" 50（5）：956-965.

Effect of Exogenous Nitrogen on Nitrogen Uptake and Utilization and Soil Inorganic Nitrogen by Spring Wheat in Huangshui Basin

AN Xiaokang "SHENG Haiyan "WANG Sheng²， ZHAO Fenghong¹ and CAIRANG Dongzhou¹

（1.Qinghai University， Xining 810016， China; 2.Qinghai Provincial Agricultural Technology Extension Station， Xining 810000，China）

Abstract In the Huangshui Basin of the Qinghai-Tibet Plateau， inappropriate application of nitrogen fertilizer has resulted in significant leaching losses of soil available nitrogen， To address this issue， a field study was conducted with five nitrogen application rates：0（N0）， 78（N78）， 156（N156）， 234（N234） and 312（N312） kg/hm².The results showed that nitrate nitrogen （NO-3-N） content in the 0-100 cm soil layer increased with nitrogen application， while ammonium nitrogen （NH+4-N） content remained unchanged;Within the 0-100 cm soil profile，nitrogen application rates below 234 kg/hm² led to a slow increase in soil NO-3-N， with the main accumulation occurring in the 0-40 cm layer.However， at application rates exceeding 234 kg/hm2， the NO-3-N accumulation shifted to the 60-100 cm layer.A surplus of soil nitrogen emerged at an application rate of 156 kg/hm2and increased with further nitrogen input.Spring wheat yield initially increased and then slightly decreased， with the highest yield of 8 623 kg/hm² and 8 435 kg/hm² achieved at 241 kg/hm² and 246 kg/hm²， respectively. Considering yield， environmental sustainability， and economic efficiency， the optimal economic nitrogen application rate is 240 kg/hm².

Key words Huangshui River Basin; Spring wheat; Yield; Nitrate nitrogen; Ammonium nitrogen Received" 2024-01-12 Returned 2024-06-27

Foundation item National Natural Science Foundation of China （No.U20A20115）.

First author AN" Xiaokang， male， master" student.Research area：agricultural resource and environment.E-mail：1160582396@qq.com

Correspondingauthor SHENG Haiyan， male， professor， master supervisor.Research area：agricultural resource and environment.E-mail：xnshy26@sina.com

（責任編輯：顧玉蘭 Responsible editor：GU Yulan）