Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến động không gian của quá trình khoáng hóa nitơ như một hướng dẫn cho việc áp dụng biến đổi phân bón nitơ cho cây trồng ngũ cốc
Tóm tắt
Quản lý phân bón nitơ (N) với tỷ lệ thay đổi theo vị trí cụ thể cho cây trồng là một hệ thống hiệu quả về chi phí, tối ưu hóa đầu ra và giảm thiểu tác động đến môi trường. Tuy nhiên, việc thực hiện điều này cần thông tin về sự biến động không gian của các biến số đất và cây trồng, đặc biệt là nguồn cung cấp N từ đất, được đo bằng lượng N sẵn có và N được khoáng hóa từ chất hữu cơ. Mục tiêu của nghiên cứu này là để đạt được cấu trúc không gian của sự biến động của quá trình khoáng hóa N ròng, trong quy mô ruộng trong một hệ thống trồng ngũ cốc, nhằm cải thiện quản lý N theo vị trí cụ thể. Một khảo sát lấy mẫu lồng ghép đã được thực hiện trên cánh đồng với các quy mô biến động lần lượt là 1.5, 4.5, 13.5, 40.5 và 121.5 m, được sắp xếp theo thứ tự phân cấp với n = 96 mẫu. Các mẫu được thu thập vào mùa thu và mùa xuân, và N khoáng hóa được đo bằng phương pháp ấp ủ hiếu khí. Các thành phần phương sai của N khoáng hóa được tính toán bằng phương pháp tối đa hóa khả năng tối thiểu dư thừa và được sử dụng để tạo ra một phương pháp tiếp cận với variogram. Sự biến động không gian trong ruộng gần như hoàn toàn (92–93%) được bao phủ bởi các quy mô biến động được đo, tất cả đều diễn ra trong phạm vi 40.5m ở cả hai mùa. Tuy nhiên, vẫn tồn tại một lượng biến động quy mô nhỏ đáng kể ở 1.5 m vào mùa thu và 4.5 m vào mùa xuân. Những kết quả này sẽ hướng dẫn việc lấy mẫu không gian trong tương lai cho nguồn cung N và giám sát đất nói chung.
Từ khóa
#quản lý phân bón nitơ #khoáng hóa nitơ #cây trồng ngũ cốc #biến động không gian #lấy mẫu lồng ghépTài liệu tham khảo
Alef K (1995) Estimation of microbial activities. In: Alef K, Nannipieri P (eds) Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press Ltd, London, pp 193–270
Baldrian P (2014) Distribution of extracellular enzymes in soils: spatial heterogeneity and determining factors at various scales. Soil Sci Soc Am J 78:11–18
Banerjee S, Bora S, Thrall PH, Richardson AE (2016) Soil C and N as causal factors of spatial variation in extracellular enzyme activity across grassland–woodland ecotones. Appl Soil Ecol 105:1–8
Basso B, Cammarano D, Troccoli A, Chen D, Ritchie JT (2010) Long-term wheat response to nitrogen in a rainfed Mediterranean environment: field data and simulation analysis. Eur J Agron 33:132–138
Basso B, Ritchie JT, Cammarano D, Sartori L (2011) A strategic and tactical management approach to select optimal N fertilizer rates for wheat in a spatially variable field. Eur J Agron 35:215–222
Baxter SJ, Oliver MA, Gaunt J (2003) A geostatistical analysis of the spatial variation of soil mineral nitrogen and potentially available nitrogen within an arable field. Precis Agric 4:213–226
Boeddinghaus RS, Nunanb N, Bernera D, Marhana S, Kandelera E (2015) Do general spatial relationships for microbial biomass and soil enzyme activities exist in temperate grassland soils? Soil Biol Biochem 88:430–440
Córdova C, Sohi SP, Lark RM, Goulding KWT, Robinson JS (2012) Resolving the spatial variability of soil N using fractions of soil organic matter. Agric Ecosyst Environ 147:66–72
Haberle J, Kroulín M, Svoboda P, Lipavský J, Krejcová J, Cerhanová D (2004) The spatial variability of mineral nitrogen content in topsoil and subsoil. Plant Soil Environ 50:425–433
Hu K, Wang S, Li H, Huang F, Li B (2014) Spatial scaling effects on variability of soil organic matter and total nitrogen in suburban Beijing. Geoderma 226–227:54–63
Lark RM (2011) Spatially nested sampling schemes for spatial variance components: scope for their optimization. Comput Geosci 37:1633–1641
Ortega R, Mardonez R (2005) Spatial variability of nitrogen mineralization in a volcanic soil of Ñuble Province, VIII Region, Chile. Agric Téc 65:221–231
Payne R, Welham S, Harding S (2015) A guide to REML in GenStat® 18th edition. VSN International, 2 Amberside, Wood Lane, Hemmel Hempstead, p 104
Ros GHE, Temminghoff JM, Hoffland E (2011) Nitrogen mineralization: a review and meta-analysis of the predictive value of soil tests. Eur J Soil Sci 62:162–173
Soil Survey Staff (1999) Soil taxonomy: a basic system of soil classification for making and interpreting soil surveys. 2nd edn, Natural Resources Conservation Service. US Department of Agriculture Handbook 436
Stanford G, Frere MH, Schwaninger DH (1973) Temperature coefficient of soil nitrogen mineralization. Soil Sci 115:321–323
Stenger R, Priesack E, Beese F (2002) Spatial variation of nitrate–N and related soil properties at the plot-scale. Geoderma 105:259–275
Sutton MA, Howard CM, Erisman JW, Billen G, Bleeker A, Grennfelt P, van Grinsven H, Grizzetti B (eds) (2011) The European nitrogen assessment. Sources, effects and policy perspectives. Cambridge University Press, Cambridge, p 607
Vasu D, Singh SK, Sahu N, Tiwary P, Chandran P, Duraisami VP, Ramamurthy V, Lalitha M, Kalaiselvi B (2017) Assessment of spatial variability of soil properties using geospatial techniques for farm level nutrient management. Soil Tillage Res 169:25–34
Voroney RP (2007) The soil habitat. In: Paul EA (ed) Soil microbiology, ecology and biochemistry, 3rd edn. Elsevier, Burlington, pp 25–49
Webster R, Oliver MA (2007) Geostatistics for environmental scientists. Wiley, Chichester, p 315
Wu TY, Ma BL, Liang BC (2008) Quantification of seasonal soil nitrogen mineralization for corn production in eastern Canada. Nutr Cycl Agroecosyst 81:279–290