稻田土壤上控释氮肥的氮素利用率与硝态氮的淋溶损失

在稻田土壤上对水稻的高量施用氮肥常常造成硝态氮(NO3--N)淋溶损失和肥料氮利用率低下的问题。本研究采用土壤渗漏器、微区和田间小区试验,研究了15N标记控释氮肥在稻田土壤上的氮素利用率和硝态氮的淋溶损失。在两年早稻种植期间,一次性全量作基肥施用控释氮肥与尿素分二次施用的相比,两年的早稻产量分别平均提高7.7%和11.6%。在N90 kg hm-2用量下,由差值法测得的肥料氮利用率,按平均计,控释氮肥的N利用率(平均76.3%)比尿素分次施用的(平均37.4%)高出38.9%1。5N同位素法测得的控释氮肥的N利用率(平均67.1%)比尿素分次施用的(平均31.2%)高出35.9%。在早稻种植季节,施用尿素和控释氮肥的NO3--N淋失量分别为9.19 kg hm-2和6.7 kg hm-2,占施尿素N和控释氮肥氮的10.2%和7.4%。控释氮肥的氮淋失量比尿素分2次施用的降低27.1%。本研究结果表明,在稻田土壤上施用控释氮肥能减少氮的淋失量,提高氮素利用率和水稻产量。     

露地种植大白菜的氮肥效应与氮素损失研究

采用田间小区和微区试验,研究了施用化学氮肥在露地大白菜上的氮肥效应和氮素损失。氮素总损失用15N示踪法测定,氨挥发用通气密闭室法测定,反硝化损失用乙炔抑制原状土柱培养法测定,不加乙炔测定N2O排放。结果表明,施用化学氮肥增产显著,用差值法计算得到的氮肥利用率在25.3%4～7.2%之间,相应的示踪法氮肥利用率为18.1%2～4.6%。化学氮肥显著增加了氨挥发、反硝化和N2O排放等气态氮损失;其中氨挥发占施氮量的0.97%1～7.1%,反硝化占4.33%8～.55%,N2O排放在1.09%1～.63%之间变化。大白菜收获时9.2%～10.9%的标记尿素被淋洗到40.cm以下土层。试验期间尿素的氮素总损失达41.1%4～8.1%,以表观淋洗损失最为严重,其次是氨挥发,而反硝化损失最低。与普通尿素相比,包衣尿素明显降低了氨挥发。     

利用膜进样质谱法测定不同氮肥用量下反硝化氮素损失

利用膜进样质谱仪(MIMS)测定了太湖流域典型稻田不同氮肥施用梯度下,土壤反硝化氮素损失量,同时也对氨挥发通量进行了观测。根据两年的田间试验结果得到:在常规施氮处理(N300)下,每年平均有54.8 kg/hm~2 N通过反硝化损失,有约54.0 kg/hm~2 N通过氨挥发损失,分别占肥料施用量的18.3%和18.0%,两者损失量相当。通过反硝化和氨挥发损失的氮素量随着氮肥用量增加而增加,田面水的NH_4~+-N、NO_3~–-N、DOC和pH浓度影响稻田土壤反硝化速率。在保产增效施氮处理(N_270)下,氮肥施用量比常规减少10%,水稻产量增加了5.5%,而通过反硝化和氨挥发损失的氮素量分别下降了1.1%和3.1%,氮肥利用率提高了约5.5%。在增施氮肥处理(N375)下,因作物产量增加使得氮肥利用率比N300增加,但通过氨挥发和反硝化的氮素损失量也最大。因此,通过综合集约优化田间管理措施,降低氮肥用量,可实现增产增效的目的。     

不同施氮量及施氮方式对水稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

施用缓控释氮肥是降低稻田土壤氨挥发损失的常用措施之一。将缓控释氮肥与速效氮肥配施,可以解决水稻对氮素的需求与降低氮素损失之间的矛盾。在保证水稻产量的前提下,以减少稻田氨挥发损失、提高氮肥利用效率以及降低环境污染为目的,采用大田裂区试验的方法,设置不施氮肥和施氮量分别为60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)kg·hm-2 5个施氮水平,以及氮肥一次性施用(SF)及氮肥一基二追(TF)2种施肥方式,研究不同氮肥用量及运筹模式对水稻田氨挥发、氮肥利用率以及水稻产量的影响:结果表明,氮肥施用方式和施氮量对水稻田氨挥发损失量影响显著,同一施氮方式下,稻田土壤氨挥发损失量随着施氮量增加而增加,SF各处理氨挥发损失量为14.46～23.74 kg·hm-2,TF各处理的氨挥发损失量则为23.3～47.74 kg·hm-2,SF氨挥发损失量比TF降低37.9%～50.3%;氮肥施用方式显著影响氮肥表观利用率和氮肥偏生产力,SF和TF的最大氮肥表观利用率均出现在N180,分别为50.02%和38.68%;低施氮量(N60)和高施氮量(N240)时,TF氮肥偏生产力高于SF,而施氮量为120(N120)kg·hm-2、180(N180)kg·hm-2时,SF比TF氮肥偏生产力分别高出3.32和5.58 kg·kg-1;施氮量极显著影响水稻的氮素吸收量和氮肥农学利用率;SF和TF的最高产量分别出现在N180和N240,且SF高于TF,两者相差465.3 kg·hm-2。缓控释氮肥与速效氮肥配施一次性施肥可以有效降低稻田氨挥发损失,同时提升氮肥表观利用率和偏生产力,且能在施氮量较低的情况下获得较高产量,在水稻氮肥管理上具有应用价值。     

低量施氮对小青菜生长和氮素损失的影响

采用田间试验和微区试验相结合,研究了低量施氮对小青菜(Brassica.chinensis)产量、氮肥利用率和氮素损失的影响,其中氮素总损失用15N示踪法测定,氨挥发用通气密闭室法测定,反硝化损失用乙炔抑制-原状土柱培养法测定,不加乙炔测定N2O排放。结果表明,施用氮肥显著增加了小青菜的产量和吸氮量,在75和150kg/hm2氮肥水平下,氮肥利用率分别为46.8%和39.4%。由于试验地土壤pH低(5.38),各处理的氨挥发均很低且差异不大,施用氮肥没有增加氨挥发。试验地土壤反硝化损失和N2O排放量较高,分别为N4.34kg/hm2/sup和N2.65kg/hm2,施用氮肥没有增加反硝化损失和N2O排放,表明氮源不是反硝化作用的限制因子。在N75和150kg/hm2两个施氮水平下,氮素回收率分别为103%和91.3%,并且土壤残留氮主要累积在020cm土层,表明肥料氮损失很少,这与氨挥发、反硝化损失较低的结果相吻合。     

传统和优化施氮对春玉米产量、氨挥发及氮平衡的影响

【目的】本文通过在陕西省长武县(CW)和吉林省梨树县(LS)的春玉米田间试验,研究了传统和优化施氮对春玉米产量、土壤氨挥发及氮平衡的影响,以探讨春玉米氮肥优化的潜力及其对农田氨减排的效果。【方法】试验设对照、传统施氮(长武N 250 kg/hm2,梨树N 300 kg/hm2)及优化施氮(N 200 kg/hm2)3个处理,分别以N0、Ncon、Nopt表示。氨挥发采用德尔格氨管法(简称DTM法)进行原位测定,通过田间气象因素的校正计算氨挥发累积量。【结果】长武和梨树点不同施氮处理下春玉米的产量结果表明,除对照(长武7.9 t/hm2、梨树3.8 t/hm2)外,传统和优化施氮处理间均无显著差异(长武10.6 10.8 t/hm2,梨树9.5 9.6 t/hm2)。玉米氮肥利用率表现为优化施氮(44.3%44.5%)显著高于传统施氮(33.6%36.4%),其中长武点氮肥利用率提高了8.1个百分点,梨树点氮肥利用率增加了10.7个百分点。氨挥发田间监测结果显示,基肥翻耕入土后,伴随降雨的产生,长武和梨树点均未产生氨挥发。喇叭口追肥期表施氮肥后,长武和梨树点均产生大量氨挥发(占追施尿素氮量的16%22%),减少追肥用量N 30 kg/hm2(长武点)和N 100 kg/hm2(梨树点)能显著减少氨挥发损失N 8和15 kg/hm2。土壤-春玉米系统氮平衡估算的结果显示,与长武点氮素表观矿化N 97 kg/hm2相比,梨树点仅为N 16 kg/hm2。优化施氮比传统施氮处理显著降低表观氮素盈余N 48 88 kg/hm2。长武点各施氮处理的表观氮素盈余中,约46%的氮素残留在0—1 m的土壤中,54%损失到环境中,氨挥发占总损失的15%30%;梨树点表观氮素盈余中,35%损失到环境中,其中氨挥发占总损失的54%75%,约有65%残留在0—1m的土壤中。梨树点传统施氮处理0—1 m土层的氮素残留达N 140 kg/hm2,部分残留在土壤中的氮素也将面临淋洗、硝化和反硝化等损失的风险。与优化施氮相比传统施氮氮素表观损失增加了约N 30 40 kg/hm2,除氨挥发损失外,淋洗和硝化/反硝化等也是土壤-春玉米系统中不可忽视的氮素损失途径。【结论】我国春玉米主产区农民传统的氮肥用量偏高,增产效应不明显,氮肥损失风险加剧,尤其是氨挥发损失较大,氮肥的优化潜力高达20%33%,相当于可减少施氮N 50 100kg/hm2。     

不同土壤肥力条件下水稻控释氮肥效应及其氮素利用的研究

田间试验在湖南的衡山县和长沙县进行,探讨了不同肥力水平水稻土上水稻控释氮肥对早、晚稻的增产效果和肥料氮利用率。结果表明,在肥力水平较低的水稻土上施用水稻控释氮肥对水稻的增产效果极为显著,应当增加施用量;在肥力水平较高的水稻土上,水稻吸收土壤氮较多,肥料氮的吸收量与增产作用自然减少,应适当减少施用量。不同肥力水平的土壤上水稻控释氮肥较等氮量尿素增产4.4%～16.4%。较无氮区增产13.8%～74.5%。水稻控释氮肥在不同肥力水平土壤中早、晚稻的利用率为69.7%～86.9%,平均比等N量尿素高37.6%,且水稻控释氮素利用率的高低与土壤肥力水平有关。水稻控释氮肥作一次性全量基肥施用,氮素生产效率明显高于尿素,是增产的主要原因。     

控释尿素对土壤氨挥发和无机氮含量及玉米氮素利用率的影响

采用田间试验,通过与普通尿素对比,系统研究了硫膜和树脂膜控释尿素的施用对土壤氨挥发损失、无机氮含量、玉米增产效应及氮素利用率的影响。研究结果表明:硫膜和树脂膜控释尿素的施用能够有效抑制土壤氨挥发速率,土壤氨挥发速率峰值出现时间比施用普通尿素滞后4～6 d,土壤氨挥发累积量和损失率比普通尿素分别减少了24.75%～61.66%,1.95%～4.06%;硫膜和树脂膜控释尿素的控释性能有效地维持了玉米生育期耕层土壤NH4+-N和NO3--N含量,保证了玉米生育期氮素的供应,并能达到"前控后保"的效果;降低土壤氨挥发损失和保持耕层土壤速效氮含量水平是硫膜和树脂膜控释尿素能够显著提高玉米产量、氮素利用率的主要原因。     

氮肥增效剂对石灰性潮土氨挥发及冬小麦产量的影响

石灰性土壤由于偏碱性的特点容易发生氨挥发,严重的氨挥发会导致氮肥资源的浪费,而且会污染大气环境。在河南省许昌市的石灰性潮土上开展小麦季氮肥增效剂应用效果试验,氮肥用量180 kg/hm²,研究4个肥料处理:无化肥氮(CK)、常规尿素(U)、脲酶抑制剂尿素(URI)和硝化抑制剂尿素(NIF)对华北典型石灰性潮土冬小麦整个生育期氨挥发及小麦产量的影响。结果表明,各处理土壤氨挥发速率峰值均出现在小麦播种施肥后第3周,其大小顺序为:U>NIF>URI>CK。U处理下的土壤氨挥发速率峰值比NIF处理和URI处理分别高2.27%和21.84%,NIF处理比URI处理土壤氨挥发速率峰值高19.13%;而小麦整个生育期氨挥发累积量的大小顺序为:NIF>U>URI>CK。整个小麦生育期,3个施氮处理氨挥发损失量均较低,仅为施氮量的1.18%～1.58%。与常规尿素U处理相比,URI处理与NIF处理氨挥发均无显著降低或增加,但NIF比URI显著增加了氨挥发量。与U处理相比,URI处理和NIF处理显著提高小麦的穗数、千粒重和产量,其中URI处理比U处理产量和氮肥利用率分别显著提升14.9%和19.7%,NIF处理分别显著提升25.9%和28.6%。在本研究土壤及施肥管理条件下,虽然硝化抑制剂比脲酶抑制剂促进了氨挥发,但整个冬小麦生育期各处理氨挥发总量都较低,氨挥发量占施肥量的比例均不足2%;硝化抑制剂(CP)尿素在小麦增产中的效益显著高于脲酶抑制剂(NBPT),具有推广应用     

控释肥料提高氮素利用率的作用及对水稻效应的研究

研究了田间条件下控释肥料氮的释放速率与水稻吸收氮量之间的关系。结果表明 ,控释肥料氮的释放速率在水稻生育前期高 ,但随着时间的进程而逐渐降低。水稻从 70日型控释肥料中吸收的氮遵循三次曲线 ,因此 70日型控释肥料能够满足水稻本田生长期对氮的需要。施用控释肥料的水层含氮量极低 ,且无可见的水藻生长 ;而施尿素的水层则尿素N和NH4+-N含量高 ,水藻活动繁茂 ,滞留于水层的肥料氮 5～ 6d内迅速地降至无氮对照水平 ,氨的挥发损失和氮的反硝化损失大。控释肥料氮的利用率高达 72.3% ,比尿素高出 36.5个百分点。     

施用控释氮肥对减少稻田氮素径流损失和提高水稻氮素利用率的影响

采用渗漏池模拟研究了洞庭湖区双季稻种植条件下施用控释肥料对氮素径流损失、水稻产量和稻株氮素含量的影响。结果表明,施用等N量控释氮肥 (CRNF) 和70%N量控释氮肥 (70% CRNF) 的处理总氮 (TN) 径流损失量比施用尿素处理 (CF) 分别降低了24.5%和27.2% (P0.05)。主要是施用控释氮肥显著降低了水稻前期 (施肥后10 d内)的径流水中氮素浓度。与施用尿素相比,两种土壤上施用控释肥的早、晚稻产量均明显提高,特别是在河沙泥上,稻谷总产量以70% CRNF处理最高,比尿素处理增产4.95% (P0.05)。控释氮肥能明显提高水稻生长后期的植株和子粒中的N含量;在水稻增产显著的河沙泥上,70% CRNF处理的早、晚稻子粒N含量较CF处理提高了9.4% (P0.05)和23.3%(P0.01);其氮素利用率高于施用全量尿素的CF处理。     

氮肥用量对太湖水稻田间氨挥发和氮素利用率的影响

Ammonia volatilization losses, nitrogen utilization efficiency, and rice yields in response to urea application to a rice field were investigated in Wangzhuang Town, Changshu City, Jiangsu Province, China. The N fertilizer treatments, applied in triplicate, were 0 （control）, 100, 200, 300, or 350 kg N ha^-1. After urea was applied to the surface water, a continuous airflow enclosure method was used to measure ammonia volatilization in the paddy field. Total N losses through ammonia volatilization generally increased with the N application rate, and the two higher N application rates （300 and 350 kg N ha^-1） showed a higher ratio of N lost through ammonia volatilization to applied N. Total ammonia loss by ammonia volatilization during the entire rice growth stage ranged from 9.0% to 16.7% of the applied N. Increasing the application rate generally decreased the ratio of N in the seed to N in the plant. For all N treatments, the nitrogen fertilizer utilization efficiency ranged from 30.9% to 45.9%. Surplus N with the highest N rate resulted in lodging of rice plants, a decreased rate of nitrogen fertilizer utilization, and reduced rice yields. Calculated from this experiment, the most economical N fertilizer application rate was 227 kg ha^-1 for the type of paddy soil in the Taihu Lake region. However, recommending an appropriate N fertilizer application rate such that the plant growth is enhanced and ammonia loss is reduced could improve the N utilization efficiency of rice.     

Ammonia Volatilization from Soil,Dry-Matter Yield,and Nitrogen Levels of Italian Ryegrass

Nitrogen (N) loss by ammonia (NH₃) volatilization is the main factor for poor efficiency of urea fertilizer applied to the soil surface. Losses can be suppressed by addition of zeolite minerals to urea fertilizer. The objective of this study was to evaluate ammonia volatilization from soil and dry-matter yield and nitrogen levels of Italian ryegrass. A greenhouse experiment was carried out with the treatments of urea, urea incorporated into soil, urea + urease inhibitor, urea + zeolite, ammonium nitrate, and unfertilized treatment. Ammonia was captured by a foam absorber with a polytetrafluoroethylene tape. There were few differences between zeolite and urease inhibitor amendments concerning NH₃ volatilization from urea. Results indicate that zeolite minerals have the potential to improve the N-use efficiency and contributed to increasing N uptake. Zeolite and urea mixture reduced 50% the losses by volatilization observed with urea.     

油菜不同生长期稻田土壤无机氮形态及氮肥利用率对控释氮肥施用的响应

通过盆栽土培试验研究了尿素、控释氮肥对南方稻田冬油菜生长、产量、土壤肥效和氮肥利用效率的影响,为控释氮肥在油菜生产上的推广应用提供参考。试验选用油菜品种"湘油15",参考油菜大田种植施氮量,共设4个处理,以不施氮肥(CK)为对照,在施氮量均为200kg/hm^2的水平下,设置了3种氮肥处理:尿素(Urea)、控释氮肥1(CRNF1)和控释氮肥2(CRNF2)。对油菜生物量和产量、不同生育期下土壤无机氮、油菜氮素吸收、油菜生理特性、土壤微生物氮以及土壤酶活性等相关指标进行测定及分析。结果表明:较常规Urea处理相比,控释氮肥处理显著提高了油菜花期、收获期生物量,增产11.2%～20.1%;CRNF1处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NO3--N含量,相比尿素处理分别提高43.2%和61.8%,CRNF2处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NH4+-N含量,相比尿素处理分别提高18.7%和64.1%,保证了油菜生育后期土壤氮素供应;与Urea处理相比,控释氮肥显著提高了油菜薹期及生殖生长期油菜总氮吸收,最终氮肥利用率(NUE)提高23.1%～60.2%,氮肥农学利用率(NAE)提高19.1%～30.5%;CRNF1处理显著提高了油菜生长后期SPDA值和总叶绿素含量,相比尿素处理分别提高6.5%,10.1%;CRNF1处理极显著提高了油菜生长后期土壤微生物氮,较尿素处理提高142.5%;此外,控释氮肥显著提高了油菜生长后期土壤脲酶、FDA水解酶活性,相比尿素处理分别提高8.4%～12.9%,24.5%～32.4%。在总氮施用量不变的前提下,施用控释氮肥可提高油菜生殖生长期土壤有效氮含量,改善光合作用,增强土壤微生物量和微生物活性,促进氮素的吸收,提高氮肥的利用效率,进而增加油菜干物质累积,最终提高产量。     

不同施肥模式对设施生菜产量和氮损失的影响

  目的  探讨液体肥滴灌施肥模式和常规施肥模式对设施生菜产量和氮损失（氨挥发、氧化亚氮排放、硝态氮淋洗）的影响。  方法  采用田间小区试验,以日光温室生菜为对象,共设3个处理,分别为液体肥优化施肥模式（LF,170 kg hm?2 N,基肥不施氮肥 + 3次追肥）、固体水溶肥常规施肥模式（CF,200 kg hm?2 N,基肥 + 2次追肥）,以及不施氮对照（CK,0 kg hm?2 N,磷钾做基肥+清水滴灌）。安装水肥一体化设施进行追肥灌水,采用通气法和静态箱法收集并测定生菜生长季内氨挥发和氧化亚氮的排放。  结果  结果表明,与常规施肥处理（CF）相比,液体肥料处理（LF）在生长前期可以延迟氨挥发和氧化亚氮的排放高峰3 ~ 5 d,且在生长季内显著降低土壤氨挥发和氧化亚氮的排放量,减排率分别为24.6%和21.6%;应用液体肥料可以减少0 ~ 100 cm土层硝态氮残留21.0%,降低了氮素淋洗风险;与CF模式相比,LF模式在减氮15.0%的基础上,产量没有下降,氮肥利用率提高了32.4%。  结论  新型液体肥料优化施肥模式（LF）可以显著降低设施菜田氨挥发和氧化亚氮排放量,减轻土壤硝态氮淋洗风险,维持产量不降低并提高肥料利用效率,是一种节氮减排的绿色生产方式。     

有机无机肥长期定位试验土壤小麦季氨挥发损失及其影响因素研究

氨挥发是肥料氮素损失的重要途径之一,损失率因土壤类型、气候条件、肥料用量、施肥时间和方式等不同而存在很大差异。为了筛选提高氮肥利用率的肥料运筹方式,本文利用长期定位试验平台,采用间歇密闭通气法,研究了有机无机肥长期施用条件下小麦季土壤氨挥发损失及其影响因素。结果表明,不同肥料种类和配施强烈地影响着土壤氨挥发,在150kgN·hm^-2用量下小麦季氨挥发损失量以NK和有机肥处理为最高,分别达到17．89和15．70kgN·hm^-2,占氮肥用量的10．47％-11．93％,显著高于NPK、NP和有机无机肥配施（1／20M）处理。土壤氨挥发速率与气温呈显著正相关,基肥施用后灌水可以有效地降低氨挥发损失。NPK肥料平衡施用或者有机无机肥配施可以减少氨挥发损失。     

不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发影响的原位研究

运用排水采集器法和通气法结合田间原位试验,研究了不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发的影响。结果表明,在夏玉米生长季节,田间土壤水分淋溶体积达63.49～7.L/hm2,且表现与灌溉水量和降雨量正相关。与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥在夏玉米生长发育前期易加剧水分的淋溶;氮素淋溶损失量明显高于氨挥发损失量,且二者均随施氮量的增加而升高;与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥极显著地增大了氮素淋失量,减少氮素的氨挥发损失量,总体分析显示,有机肥配施氮肥极显著增大了氮素净损失量和氮素损失率;在夏玉米生长期内,施肥运筹的田间土壤淋溶水硝态氮浓度均呈现双峰趋势,以硝态氮形式淋失是田间土壤氮素淋失的主要形式,铵态氮浓度则呈现先升后降的趋势,铵态氮的累计淋失量很少。同时发现,大口期夏玉米生长旺盛,对氮素的需求强烈可以减少氮素的淋失和氨挥发损失,适量增加夏玉米大口期的追肥量,是提高氮肥利用效率的有效途径。