本書明確了我國主要農(nóng)田土壤類型氮素轉(zhuǎn)化特征和保持機理，闡明了主要作物高效利用氮素潛力及其生物學機制，揭示了典型農(nóng)田肥料氮損失規(guī)律及影響機制，提出了作物氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律的原理和方法，構(gòu)建了氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控途徑與區(qū)域調(diào)控模式。
國家重點研發(fā)計劃項目：肥料氮素遷移轉(zhuǎn)化過程與損失阻控機制，首席科學家
2.國際重大合作國際項目：基于關(guān)鍵帶科學的城郊土壤-植物-大氣系統(tǒng)物質(zhì)傳輸機制
3.國家杰出青年科學基金項目：氮素循環(huán)
4.科技支撐計劃項目：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)固碳減排技術(shù)研發(fā)集成與示范
目錄
第1章緒論1
1.1 撰寫背景與意義 1
1.2 主要內(nèi)容與篇章布局 2
1.3 重要進展與結(jié)論 4
第2章主要農(nóng)田土壤肥料氮轉(zhuǎn)化特征與保氮機理 6
2.1 我國主要農(nóng)田土壤氮轉(zhuǎn)化特征及其與氮肥利用和損失的關(guān)系 6
2.1.1 稻田土壤氮轉(zhuǎn)化的區(qū)域特征及其與肥料氮利用和損失的關(guān)系 6
2.1.2 長期培肥措施對旱地土壤氮轉(zhuǎn)化的影響及保氮增產(chǎn)原理 9
2.2 我國主要農(nóng)田土壤氨揮發(fā)潛力、影響因素及減排措施 14
2.2.1 稻田氨揮發(fā)潛力及影響因素 15
2.2.2 旱地氨揮發(fā)潛力及影響因素 19
2.3 稻田、旱地反硝化潛力及影響因素 21
2.3.1 稻田反硝化潛力及影響因素 22
2.3.2 旱地反硝化潛力及影響因素 28
2.4 結(jié)論與展望 35
第3章主要農(nóng)田土壤氮轉(zhuǎn)化微生物區(qū)系組成和調(diào)控機制 36
3.1 我國典型稻田和旱地土壤的微生物區(qū)系 36
3.1.1 我國典型稻田土壤的微生物區(qū)系組成 36
3.1.2 我國幾種典型旱地土壤的微生物區(qū)系組成特征 38
3.2 稻田土壤.植物.微生物互作過程中肥料氮素的轉(zhuǎn)化機制 41
3.2.1 15N同位素標記技術(shù)研究肥料氮素在土壤.植物.微生物系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化過程 41
3.2.2 13CO2連續(xù)標記研究土壤.植物.微生物互作過程中的氮素轉(zhuǎn)化機制 42
3.2.3 田間調(diào)控措施對土壤.植物.微生物互作過程中肥料氮素轉(zhuǎn)化的影響 45
3.3 根區(qū)土壤氮素的微生物同化及過渡氮庫調(diào)控作用機制 46
3.3.1 肥料氮素在耕層土壤中殘留的年際動態(tài) 47
3.3.2 秸稈調(diào)控肥料氮素的微生物轉(zhuǎn)化過程 49
3.4 根區(qū)氮素微生物周轉(zhuǎn)的影響因素及調(diào)控機制 54
3.4.1 肥料穩(wěn)定劑對根區(qū)氮素周轉(zhuǎn)的影響及調(diào)控 55
3.4.2 生物炭與肥料穩(wěn)定劑配施對根區(qū)氮素周轉(zhuǎn)的影響及調(diào)控 60
3.5 結(jié)論與展望 63
第4章作物氮高效基因型減氮增效潛力及其生物學機制 64
4.1 玉米氮高效基因型減氮增效潛力及其生物學機制 64
4.1.1 玉米氮高效基因型減氮增效潛力 64
4.1.2 玉米氮高效基因型減氮增效的生物學機制 65
4.1.3 玉米氮高效基因型葉片氮轉(zhuǎn)移分子調(diào)控機制 67
4.1.4 銨硝混合供應(yīng)氮素促進玉米增產(chǎn)增效生理機制 75
4.1.5 有機無機配施促進玉米增產(chǎn)增效生物學機制 78
4.2 水稻氮高效基因型減氮增效潛力及其生物學機制 80
4.2.1 水稻氮高效基因型減氮增效潛力 80
4.2.2 水稻苗期氮素高效吸收的生物學機制 81
4.3 小麥氮高效基因型減氮增效潛力及其生物學機制 86
4.3.1 小麥氮高效基因型減氮增效潛力 87
4.3.2 小麥氮高效基因型減氮增效的生物學機制 90
4.4 油菜氮高效基因型減氮增效潛力及其生物學機制 95
4.4.1 油菜氮高效基因型減氮增效潛力 95
4.4.2 油菜氮高效基因型響應(yīng)不同氮源的基因型差異 97
4.4.3 油菜氮高效基因型氮素高效吸收的生物學機制 98
4.4.4 油菜氮高效基因型硝酸鹽短途分配的優(yōu)化機制及其減氮增效潛力 100
4.4.5 油菜氮高效基因型硝酸鹽長途轉(zhuǎn)運的優(yōu)化機制及其減氮增效潛力 100
4.4.6 油菜氮高效基因型有機氮再利用的優(yōu)化機制及其減氮增效潛力 104
4.5 結(jié)論與展望 107
第5章稻田肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 108
5.1 黑龍江寒區(qū)單季稻田肥料氮去向、損失規(guī)律與調(diào)控 109
5.1.1 試驗觀測 109
5.1.2 施氮量對水稻產(chǎn)量的影響 109
5.1.3 氮肥利用率110
5.1.4 肥料 15N利用率、土壤殘留與總損失 111
5.1.5 肥料氮主要損失過程的發(fā)生規(guī)律112
5.1.6 氮素收支特征114
5.1.7 氮肥高效利用與損失阻控的有效途徑115
5.2 江蘇晚稻單季稻田肥料氮去向、損失規(guī)律與調(diào)控 119
5.2.1 試驗觀測119
5.2.2 施氮量對水稻產(chǎn)量的影響 120
5.2.3 氮肥利用率 122
5.2.4 肥料 15N利用率、土壤殘留與總損失 122
5.2.5 肥料氮主要損失過程的發(fā)生規(guī)律 123
5.2.6 氮素收支特征 126
5.2.7 氮肥高效利用與損失阻控的有效途徑 128
5.3 湖南雙季稻田肥料氮去向、損失規(guī)律與調(diào)控 132
5.3.1 試驗觀測 132
5.3.2 施氮量對水稻產(chǎn)量的影響 133
5.3.3 氮肥利用率 134
5.3.4 肥料 15N利用率、土壤殘留與總損失 135
5.3.5 肥料氮主要損失過程的發(fā)生規(guī)律 137
5.3.6 氮素收支特征 142
5.3.7 氮肥高效利用與損失阻控的有效途徑 143
5.4 稻田氮素利用與損失的區(qū)域差異 145
5.4.1 施氮增產(chǎn)效果比較 145
5.4.2 氮肥表觀利用率和表觀稻谷生理效率比較 146
5.4.3 氮素收支特征與主要損失途徑比較 146
5.4.4 稻田氮素利用與損失區(qū)域差異的原因探討 147
5.5 結(jié)論與展望 151
第6章旱地肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 153
6.1 東北玉米肥料氮去向、損失過程與調(diào)控 153
6.1.1 氮素來源、去向及收支特征 154
6.1.2 肥料氮的主要損失過程 158
6.1.3 東北黑土氮肥高效利用與調(diào)控途徑 160
6.2 華北小麥—玉米種植系統(tǒng)肥料氮去向、損失過程與調(diào)控 162
6.2.1 氮素來源、去向及收支特征 162
6.2.2 肥料氮的主要損失過程 165
6.2.3 華北冬小麥—夏玉米輪作氮肥高效利用與調(diào)控途徑 168
6.3 西北小麥肥料氮去向、損失過程與調(diào)控 170
6.3.1 氮素來源、去向及收支特征 171
6.3.2 肥料氮的主要損失過程 173
6.3.3 西北旱地小麥氮肥高效利用與調(diào)控途徑 176
6.4 西南小麥—玉米種植系統(tǒng)肥料氮去向、損失過程與調(diào)控 178
6.4.1 氮素來源、去向的定量評價 179
6.4.2 肥料氮的主要損失過程 182
6.4.3 紫色土旱地農(nóng)田氮肥高效利用與調(diào)控途徑 184
6.5 結(jié)論與展望 186
第7章果園/菜地肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 188
7.1 露地蔬菜肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 188
7.1.1 氮收支狀況及肥料氮去向 189
7.1.2 肥料氮的主要損失過程 192
7.1.3 氮肥高效利用與調(diào)控 195
7.2 設(shè)施菜地肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 197
7.2.1 氮收支狀況及肥料氮去向 197
7.2.2 肥料氮的主要損失過程 199
7.2.3 氮肥高效利用與調(diào)控 202
7.3 黃土高原蘋果園肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 209
7.3.1 氮收支狀況及肥料氮去向 209
7.3.2 肥料氮的主要損失過程 212
7.3.3 氮肥高效利用與調(diào)控 217
7.4 華北葡萄園肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 218
7.4.1 氮收支狀況及肥料氮去向 218
7.4.2 肥料氮的主要損失過程 222
7.4.3 氮肥高效利用與調(diào)控 224
7.5 長江中上游柑橘園肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 226
7.5.1 氮收支狀況及肥料氮去向 226
7.5.2 肥料氮的主要損失過程 232
7.5.3 氮肥高效利用與調(diào)控 233
7.6 太湖果園肥料氮去向、損失規(guī)律及調(diào)控 234
7.6.1 氮收支狀況及肥料氮去向 234
7.6.2 肥料氮的主要損失過程 235
7.6.3 氮肥高效利用與調(diào)控 237
7.7 結(jié)論與展望 239
第8章作物氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 240
8.1 西北水稻氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 240
8.1.1 西北水稻氮素管理存在的問題 240
8.1.2 西北水稻氮素需求規(guī)律 240
8.1.3 西北水稻植株氮素診斷技術(shù) 240
8.1.4 西北水稻土壤氮素供應(yīng)特征 241
8.1.5 西北水稻氮素匹配技術(shù) 242
8.2 華東水稻氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 245
8.2.1 華東水稻氮素管理存在的問題 245
8.2.2 華東水稻氮素需求規(guī)律 245
8.2.3 華東水稻植株氮素診斷技術(shù) 248
8.2.4 華東水稻土壤氮素供應(yīng)特征 250
8.2.5 華東水稻氮素匹配技術(shù) 252
8.3 華東小麥氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 255
8.3.1 華東小麥氮素管理存在的問題 255
8.3.2 華東小麥氮素需求規(guī)律 255
8.3.3 華東小麥植株氮素診斷技術(shù) 259
8.3.4 華東小麥土壤氮素供應(yīng)特征 262
8.3.5 華東小麥氮素匹配技術(shù) 263
8.4 華北小麥氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 265
8.4.1 華北小麥氮素管理存在的問題 265
8.4.2 華北小麥氮素需求規(guī)律 266
8.4.3 華北小麥植株氮素診斷技術(shù) 273
8.4.4 華北小麥土壤氮素供應(yīng)特征 275
8.4.5 華北小麥氮素匹配技術(shù) 276
8.5 華北玉米氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 279
8.5.1 華北玉米氮素管理存在的問題 279
8.5.2 華北玉米氮素需求規(guī)律 279
8.5.3 華北玉米植株氮素診斷技術(shù) 285
8.5.4 華北玉米土壤氮素供應(yīng)特征 289
8.5.5 華北玉米氮素匹配技術(shù) 291
8.6 華北棉花氮素需求與土壤、肥料供氮時空匹配規(guī)律 294
8.6.1 華北棉花氮素管理存在的問題 294
8.6.2 華北棉花氮素需求規(guī)律 294
8.6.3 華北棉花植株氮素診斷技術(shù) 298
8.6.4 華北棉花土壤氮素供應(yīng)特征 300
8.6.5 華北棉花氮素匹配技術(shù) 303
8.7 結(jié)論與展望 305
第9章主要生態(tài)區(qū)農(nóng)作體系氮肥綠色增產(chǎn)增效的綜合調(diào)控途徑 306
9.1 我國主要生態(tài)區(qū)農(nóng)作體系氮肥綠色增產(chǎn)增效潛力 306
9.1.1 氮肥綠色增產(chǎn)增效的關(guān)鍵限制因子解析 306
9.1.2 氮肥綠色增產(chǎn)增效潛力與區(qū)域特征 309
9.2 氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控原理與途徑 313
9.3 我國主要生態(tài)區(qū)農(nóng)作體系氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控途徑的建立與應(yīng)用 314
9.3.1 華北平原小麥—玉米系統(tǒng)氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控 314
9.3.2 東北黑土區(qū)春玉米氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控 321
9.3.3 長江流域水稻—油菜輪作氮肥綠色增產(chǎn)增效調(diào)控途徑 329
9.3.4 新疆滴灌棉花氮肥綠色增產(chǎn)增效綜合調(diào)控 349
9.4 結(jié)論與展望 365
參考文獻367
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