高效尿素提高氮素利用率的机理

利用室内氨挥发模拟系统和同位素＾１５Ｎ示踪技术,研究高效尿素对氨挥发损失和氮素去向的影响。结果表明,与普通尿素比,高效尿素在供试的３种土壤中能推迟氨挥发开始时间和氨挥发高峰值出现的时间,降低氨挥发速率高峰值,减少氨挥发损失１８．９％～４４．１％。高效尿素使水稻植株中来自肥料和土壤中的氮显著增多,当季氮素利用率增加６．３～７．１个百分点,土壤残留量增加５．３％～１２．０％,减少氮素损失１７．０～１９．３％。施用高效尿素的水稻产量比施用等氮量普通尿素增产２７．０％～２９．３％。     

不同类型氮肥和耕作方式对稻田土壤氨挥发的影响

研究不同类型氮肥与耕作方式下稻田土壤氨挥发特征,开展稻田土壤氨挥发损失的田间试验,分析不同类型氮肥与耕作方式对稻田土壤氨挥发速率的季节性变化规律和稻季氨挥发损失量的影响.结果表明,氮肥类型影响着稻田土壤氨挥发,施用猪粪总氨挥发量最大,尿素次之,后依次为复合肥、包膜尿素与新型缓效有机肥(脲肽磷复肥),其中包膜尿素与新型缓效有机肥处理总氨挥发量相当;猪粪、尿素与复合肥处理氨挥发通量的峰值出现在施肥后1~3 d;相对于稻田免耕,稻田翻耕显著降低土壤氨挥发,其总氨挥发量是免耕处理的70%,表明稻田免耕降低了水稻对肥料氮的利用率.     

灌淤土施氮肥后氨挥发损失的研究

应用密闭培养法研究了灌淤土加入外源氮肥后，土壤中氨的挥发机制及数量。试验结果表明，灌淤土氨的挥发与施入的氮肥形态有关，施用硫酸铵后仅1天，氨的挥发量就达到9．9％，3天后达到15％并维持2周基本不变，45天后挥发量达到25，4％。当施用大颗粒尿素3天后，尿素已转化为碳酸铵，氨挥发量为7，3％，45天后挥发量为18．6％，远低于施硫酸铵后同期氨挥发量。施用大颗粒尿素有利于减少氨挥发，提高氮肥利用率。     

水氮耦合对水稻田间氨挥发规律的影响

在防雨棚池栽试验中应用通气法研究了水氮耦合对稻田土壤氨挥发速率的动态变化及损失量.结果表明,稻田施用氮肥后有明显NH3挥发损失,整个生育期累计氨挥发量为31.67～69.70 kg· hm-2,占施氮量的17.95％～28.64％;不同生育时期氨挥发量的大小依次为返青期＞拔节孕穗期＞分蘖期＞抽穗开花期＞乳熟期,挥发高峰出现在施氮肥后的1～3 d内;随着施氮水平增加,田间氨挥发量显著增加.与此同时,稻田水分状况对NH3挥发损失具有重要影响,与常规灌溉模式相比,控制灌溉条件下氨挥发总量和氨挥发损失率均较小,且不同施氮水平间差异显著.就氨挥发损失率而言,在试验条件下水氮耦合效应显著,以控制灌溉模式下施氮量为180kg·hm-2时的氨挥发损失率最低,为17.59％.     

红壤稻田施用控释肥与氮素转化的关系

在湘南红壤稻田连续两年(2002-2003)采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,对施用控释肥和尿素的稻田肥料氮转化与去向进行研究.结果表明,稻田氨挥发是氮素损失的主要原因.施用尿素,其氨挥发损失量达到施氮素总量的39.28%,施用控释肥(LCU70、LCU50),其氨挥发损失量分别占其施氮总量的19.99%和10.91%,比尿素的氨挥发氮素损失量降低19.29%～28.37%.田间表面水NH4-N浓度高峰期出现在施肥后的第1天,10d后下降到对照水平.田间氨挥发高峰期出现在施肥后的第3天,7d后下降到对照水平.施用控释肥(LCU70、LCUS0),水稻对氮素的吸收利用率分别为80.5%、64.7%,比施尿素高50.5%、34.7%,差异极显著.     

稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究

通过田间的观测研究,明确了稻田中氨挥发速率与田面水的氨分压和田面水以上的风速之间,存在着一定的函数关系。本试验主要研究降低田面水表面的氨向大气逸失,研究稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的作用及对水稻产量的影响。试验结果表明,水面分子膜能够大大降低氨挥发速率,减少氮素损失。稻田在施入尿素或碳铵肥料后加施水面分子膜比对照（不加膜）明显增加了水稻有效穗、穗粒数、千粒重,增加了产量;随着施肥量增加施水面分子膜的增产效果越好;碳铵施膜效果好于尿素施膜效果。施膜一般增产在３％—６．８％,产投比８：１。用差值法进行小区植株含氮量测定,施水面分子膜比对照氮肥利用率提高了６．５％—１１．６％。     

灌淤土施氮肥后氨挥发损失的研究

应用密闭培养法研究了灌淤土加入外源氮肥后,土壤中氨的挥发机制及数量.试验结果表明,灌淤土氨的挥发与施入的氮肥形态有关,施用硫酸铵后仅1天,氨的挥发量就达到9.9%,3天后达到15%并维持2周基本不变,45天后挥发量达到25.4%.当施用大颗粒尿素3天后,尿素已转化为碳酸铵,氨挥发量为7.3%,45天后挥发量为18.6%,远低于施硫酸铵后同期氨挥发量.施用大颗粒尿素有利于减少氨挥发,提高氮肥利用率.     

洱海流域典型农区不同施肥处理下稻田氨挥发变化特征

为探寻洱海流域合理的施肥方式,减少氮肥的氨挥发损失,采用"密闭室间歇通气法",研究了不同氮肥类型及施氮量对稻田氨挥发规律、氨挥发累积量及水稻产量的影响,并探究了影响氨挥发排放的因素。研究结果表明:稻田氨挥发主要发生在施肥后2～5 d内,穗肥期氨挥发损失占比最大为19.04%～33.00%,其次分蘖肥期损失为7.18%～15.72%,基肥期损失最少为4.89%～7.76%。不同施肥处理中常规施肥(CF)、化肥减量20%(T1)、单施有机肥(T2)、有机肥与化肥配施(T3)、考虑当季25%矿化率单施有机肥(T4)、考虑当季25%矿化率有机肥与化肥配施(T5)和单施控释肥(T6)的氨挥发累积量分别为42.52、22.73、11.71、15.12、38.24、25.95 kg·hm~(-2)和18.44 kg·hm~(-2)。等量施氮条件下不同肥料类型氨挥发损失占比大小为尿素控释肥有机肥+化肥有机肥。不同施氮量条件下,施氮量越大氨挥发累积量越大,且氨挥发速率与田面水NH4+-N浓度呈正相关性。综合稻田氨挥发累积量及水稻产量,在洱海流域典型农区水稻种植中,有机肥与化肥配施(25%当季矿化率)、化肥减量施用(20%)以及控释肥施用是3种较优的环境友好型施肥方式。     

施用新型长效尿素对不同肥力土壤脲酶活性的影响

采用了康维皿连续培养法及土壤模拟培养, 对高、中、低三种不同肥力水平的土壤施用四种不同加工型号的长效尿素, 进行了脲酶活性与氨挥发量的测定及7天动态变化的比较。总体趋势表现为各种型号的长效尿素施用于高、中、低三种不同肥力土壤后, 均比施用普通尿素氨挥发量大大减少, 但不同尿素在不同肥力土壤中, 对脲酶活性抑制的速度、强度、抑制率以及氨挥发量与氨挥发率均不同。但以高、中肥力的土壤施用长效尿素, 其经济效益与环境效益最佳, 低肥土壤则应视具体情况来确定是否需施用添加有抑制剂的尿素以及施用哪种型号的长效尿素。     

一次性施用草酰胺对水稻产量、氮肥利用率、氨挥发和氮素渗漏损失的影响

通过连续2年的田间试验,比较一次性施用草酰胺与分次施用的尿素对稻谷产量、氮肥利用率以及稻田氨挥发和渗漏的影响。结果表明,(1)一次性施用草酰胺的籽粒产量较分次施用尿素有一定的增幅,但未达显著水平;(2)一次性施用草酰胺可显著提高水稻籽粒的氮素吸收量,2013年显著提高氮肥利用率;(3)2013年草酰胺、尿素处理的氨挥发损失量占施氮总量的比例分别为26.4%、42.8%,而2014年则为5%、11%;(4)2013、2014年水稻试验中,一次性施用的草酰胺与分次施用的尿素相比,分别减少了11.6%、34.2%的总氮渗漏损失。综上所述,一次性施用的草酰胺可以在保证产量水平的条件下,减少稻田氨挥发和渗漏损失,改善水稻植株氮素营养状况并提高氮肥利用率。     

Evaluation of Pathway of Nitrogen Loss in Winter Wheat and Summer Maize Rotation System

The nitrogen loss pathway in winter wheat and summer maize rotation system was studied based on field experimental data. The results showed that nitrogen recovery rate was significantly decreased with nitrogen fertilization rate increased, while residual rate and losses rate had an increasing trend. Accumulated ammonia volatilization loss in winter wheat and summer maize rotation was 12. 8(N0), 22. 0(N120), 33. 0(N240) and 64. 5 kg N ha-1(N360) respectively and rate of ammonia volatilization loss was 3.8, 4.2 and 7. 2 % respectively while urea was mixed with 0 - 10 cm soil or spread before irrigation. Denitrification loss with acetylene-soil core incubation method in winter wheat was lower than 1 kg N ha-1 and rate of denitrification loss was 0. 21 - 0. 26% or trace. Denitrification loss in summer maize was 1 - 14 kg N ha-1 and rate of denitrification loss was 1 - 5 %. The total gaseous loss in winter wheat and summer maize rotation system was less than 10 %, and the main nitrogen fertilizer loss way was leaching below 0 - 100 cm soil profile and accumulated in deeper soil.     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用控释尿素与普通尿素的氮损失比较

在滇池柴河流域,蔬菜地施用的氮肥通过径流、淋溶和氨挥发等途径向水体迁移,对周围水体质量有较大影响。通过盆栽试验比较了控释尿素（3个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土和320 mg N/kg土）与普通尿素（4个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土、320 mg N/kg土和400 mg N/kg土）施用在柴河流域土壤所表现出的肥料氨挥发和氮淋失特征。结果表明,两种氮肥所有施氮水平处理的氮淋溶量都显著大于氨挥发量。在两种施氮水平下（320 mg N/kg土和280 mg N/kg土）,施用普通尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和3.57%,而施用控释尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和2.78%;施用普通尿素产生的氮淋失量分别占施氮量的14.38%（其中硝态氮占85.34%）和14.46%（其中硝态氮占95.70%）,施用控释尿素产生的氮淋溶量分别占施氮量11.60%（其中硝态氮占91.05%）和8.37%（其中硝态氮占96.84%）。硝态氮淋溶可能是柴河流域蔬菜地肥料氮素向水体迁移的主要途径。随着施氮量的减少,控释尿素的氮淋失量显著下降,而普通尿素的氮淋失量差异不显著。相同施氮水平下,普通尿素氮淋失量显著大于控释尿素。由此可见,控释尿素主要通过减少氮淋溶途径来减少氮损失。减量施氮结合控释尿素的施用对控制该地区氮肥施用对水体污染具有实际的指导意义。     

保水剂对氮肥氨挥发和氮磷钾养分淋溶损失的影响

采用“静态吸收法”和“土柱淋溶法”室内模拟试验,研究了保水剂施入土壤后对尿素氨挥发以及对尿素、磷酸一铵、氯化钾养分淋溶损失的影响.结果表明,土壤中施入保水剂后,尿素氨挥发量显著降低,并随着保水剂用量的增加效果更加明显.氨挥发量的降低与土壤含水量、土壤脲酶活性和土壤pH有关.土壤含水量较高时,土壤脲酶活性和土壤pH较低,尿素氨挥发量也较少,土壤含水量为田间持水量的75%和100%时,施用0.05%～0.80%的保水剂,尿素累积氨挥发量分别较不施保水剂处理减少8.97%～47.65%和16.78%～72.40%.土壤中施入保水剂同样能减少氮、磷、钾养分的淋溶损失,对于氮、钾养分来说,随着保水剂用量的增加,养分淋失量显著减少,但对于磷素养分来说,养分淋失量并不随着保水剂用量的增加而减少.施用0.05%～0.20%的保水剂时,氮、磷、钾养分累积淋失量分别较较不施保水剂处理减少13.60%～39.62%、28.31%～16.96%和6.76%～24.55%.     

不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响

采用土壤与粉碎秸秆混合物室内氨挥发模拟试验,研究了不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响。结果表明,施用等量尿素,不同秸秆混合条件下尿素氨挥发损失具有明显差异;添加小麦或玉米秸秆,尿素在施入土壤后的第2天达到挥发高峰,而仅施用尿素的土壤在第3天达到挥发高峰;施肥后氨挥发损失总量为尿素>尿素 玉米秸秆>尿素 小麦秸秆;不同处理氨挥发损失量与土壤pH值和土壤无机氮含量具有显著相关性。     

长期不同施肥措施冬小麦-夏玉米轮作体系周年氨挥发损失的差异

目的 基于定位试验平台,比较长期不同施肥处理下小麦-玉米轮作体系周年土壤氮素氨挥发损失的差异,为降低氨挥发损失、提高氮肥利用率提供理论依据。方法 2019—2021年,依托山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心定位试验平台,以冬小麦品种石麦15和夏玉米品种郑单958为试验材料,以不施氮肥为对照（CK）,采用有机肥（腐熟牛粪M）和无机氮肥（U）两种氮肥类型,设置两个施氮量分别为380 kg N·hm^-2（M1、U1、U2M2）和190 kg N·hm^-2（U2、M2）,试验共计6个处理,其中氮肥在两季作物间的分配是小麦47.4%、玉米52.6%。采用通气法比较各处理土壤氨挥发速率、累积损失量、籽粒产量及氮肥利用效率的差异。结果 两个种植周期内不同施肥处理均显著影响土壤氨挥发。各处理施肥后氨挥发损失速率变化趋势基本一致,小麦和玉米两季的土壤氨挥发均主要发生在施肥后0—7 d,之后处理间的差异逐渐变小。小麦玉米轮作体系周年氨挥发损失量可达8.6—79.4 kg N·hm^-2,以U1处理最高,达到79.4 kg N·hm^-2,其氨挥发损失量较U2、U2M2、M1、M2和CK分别增加18.5%、111.7%、162.3%、20.5%和825.7%,表明高施氮量增加土壤氨挥发损失量,无机氮肥较有机肥增加氨挥发损失量。U2M2、M1和M2处理的氨挥发损失率比U1处理降低80.9%、61.3%、24.8%,表明有机氮肥与无机氮肥配施或单施有机氮肥可显著降低氨挥发损失。周年籽粒产量以U2M2处理最高,达到24 621.8 kg·hm^-2,较U1、U2、M1、M2分别增产10.1%、24.7%、11.7%和32.7%。U2M2处理周年氮肥利用率达52.6%,较U1、U2、M1和M2处理分别提高11.3%、4.1%、13.4%和10.7%。U2M2处理降低了氨挥发损失、同步提高了产量和氮肥利用率,是冬小麦玉米周年轮作的理想施肥策略。结论 施用有机肥可以显著降低小麦玉米轮作体系的周年氨挥发损失量,提高周年籽粒产量和氮肥利用效率。考虑到有机肥源及施用便捷性可将有机无机配施作为当前小麦玉米轮作生产体系降低氨挥发损失、提高氮肥利用效率的主要施肥方式。     

淹水条件下的氨挥发研究

在日本“国际农林水产研究中心”实验室用密闭室法测定了淹水条件下不同通气速率、不同温度和尿素施用方法的氨挥发。结果表明,在一定范围内,随着温度和通气速率的提高,氨挥发速率加快,氨挥发量增加;氨挥发高峰一般在施肥后5~8d,施肥18d后基本上检测不出挥发氨;尿素深施混匀有利于降低氨挥发损失,与CaCO3混施因使土壤pH升高而显著增加氨挥发损失,不同施肥处理氨挥发损失积累量占施氮量的26.4%~57.3%,氨挥发是淹水条件下尿素氮损失的主要途径。     

含DMPP抑制剂尿素的氨挥发特性及阻控对策研究

采用原状土柱模拟方法,探讨了施肥水平、添加不同碳氮比(C/N)有机物、不同类型土壤、土壤水分含量及温度对含3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethyl pyrazole phosphate,DMPP)硝化抑制剂的尿素(DMPP尿素)氨挥发损失的影响.结果表明,施肥水平对DMPP尿素的氨挥发损失有显著影响.随着DMPP尿素施用量的增加,土壤氨挥发损失量呈显著上升的趋势;DMPP尿素配施低C/N比的有机物鸡粪,氨挥发损失增加6.0%;而配施高C/N比的生物秸秆,则表现为可抑制78.2%的氨挥发损失;DMPP尿素的氨挥发损失受土壤理化性质影响很大,在肥力高的碱性土壤中氨挥发损失严重,而在酸性红壤和阳离子交换量高的青紫泥中挥发损失量较低;在土壤含水最为田间饱和持水量时,氨挥发损失表现为急剧增加;随着土壤温度的升高,氨挥发损失的量快速递增.合理控制施肥量、选择配施高C/N比的生物秸秆和适宜的水分管理方式是减少农出氨挥发损失的重要对策.     

生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季氨挥发的影响

为探讨生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季氨挥发的影响,采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂组合[N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、N-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)和2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)]与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田稻季氨(NH3)挥发动态变化的影响。结果表明:黄泥田稻季NH3挥发损失主要集中于施肥后1周,峰值发生在第1~3 d。生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季NH3挥发损失量的效应显著。尿素分次施用处理稻季NH3挥发净损失率较一次性施用处理显著降低24.6%。不同施肥模式下,硝化抑制剂CP处理显著提高田面水NH+4-N峰值和NH3挥发速率峰值,增加稻田NH3挥发损失量;脲酶抑制剂NBPT/NPPT或配施CP处理明显延缓尿素水解,降低NH3挥发速率峰值,减少稻田NH3挥发损失量。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的稻田NH3挥发动态变化与NBPT相似。相关性分析表明,稻田NH3挥发速率与田面水NH+4-N浓度和pH值呈显著正相关,而与气温、土温和土壤相对湿度无显著相关性。总之,生化抑制剂组合与适宜的运筹相结合更能有效减少黄泥田稻季NH3挥发损失。     

保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响

【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层（0—5 cm）土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。     

生物质炭对华北平原4种典型土壤冬小麦生育前期氨挥发的影响

为了探明生物质炭对华北平原土壤氨挥发的影响,以该区域4种典型土壤（水稻土、砂姜黑土、褐土、潮土）为研究对象进行微区试验,设置了对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施生物质炭（BC）、化肥配施生物质炭（BC+NPK）4个处理,于冬小麦生育前期观测土壤氨挥发损失,分析土壤矿质氮含量、土壤pH和温度对土壤氨挥发的影响。结果表明,4种土壤单施化肥处理氨挥发累积损失分别为2.70、3.14、2.90、4.00 kg N·hm^-2,占施氮量的比例（氨挥发损失率）为3.3%、3.8%、3.5%、4.9%。与单施化肥相比,化肥配施生物质炭可以降低砂姜黑土（15.3%）和潮土（14.8%）的氨挥发损失,但增加了水稻土（3.0%）和褐土（6.9%）氨挥发。添加生物质炭显著提升土壤pH值和土壤温度,相关性分析表明,土壤pH值是决定生物质炭对土壤氨挥发增减的关键因素。综上所述,在华北平原砂姜黑土和潮土施用生物质炭可以有效降低小麦生育前期土壤氨挥发。