含硝化抑制剂DMPP氮肥对小白菜硝酸盐累积和营养品质的影响

新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethylpyrazole phosphate,DMPP)对叶菜类蔬菜(如菠菜)硝酸盐的累积有明显的抑制作用[1-5],但其与氮肥一起造粒形成的新型氮肥在蔬菜上的研究还少有报道.我们以常规氮肥(NH4HCO3,urea,ASN)作对比,就新型含硝化抑制剂氮肥(ASN DMPP)在典型菜地正常施肥条件下对降低小白菜硝酸盐累积及营养品质的影响进行了研究,以期为提高蔬菜品质提供依据.     

DMPP减少稻田土壤氮素损失的研究进展

以追求高产为目标的过量施肥不仅造成养分资源的浪费,而且由于养分流失导致对周边水体的污染。利用硝化抑制剂与氮肥配施被认为是减少农田氮素损失,提高氮肥利用率的有效途径。本文以新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(简称DMPP)为研究对象,就其特性与优势,结合稻田氮素循环的自身特点,重点介绍了DMPP对稻田氮素损失各主要环节的影响。从DMPP对稻田硝化与反硝化的作用机理、微生物影响及作用效果等方面,综述了其在减少稻田氮素损失、提高氮素利用率,降低农业面源污染风险,促进环境保护方面的作用。同时对目前研究中存在的问题和争议进行了分析讨论,对今后关于DMPP应该深入的研究方向进行了展望。     

脲酶/硝化抑制剂对沿淮平原水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素的影响

添加氮素抑制剂是提高水稻氮肥利用率的有效途径之一。采用大田试验,探讨了氮素抑制剂(脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)及其组合)对沿淮平原水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素的影响,旨在为优化沿淮稻田生态系统氮素养分管理,减少氮素损失提供科学依据。以"常糯1号"为供试材料,于2018年6—10月在安徽省怀远县(沿淮平原典型水稻种植区)进行试验。试验设5个处理:不施氮肥(CK);尿素(U);尿素+硝化抑制剂(U+DMPP);尿素+脲酶抑制剂(U+NBPT);尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(U+NBPT+DMPP)。结果表明:尿素配施NBPT或者DMPP均有利于提高水稻产量、植株吸氮量和氮素利用效率,NBPT效果优于DMPP,NBPT和DMPP联合施用表现出协同增效作用。尿素配施抑制剂的3个处理U+NBPT、U+DMPP和U+NBPT+DMPP较单独施用尿素U处理的产量分别增加6.8%,4.3%,8.6%,植物吸氮量分别增加9.6%,6.5%,12.2%,与U处理之间差异达显著水平(P0.05)。尿素单独配施NBPT或者NBPT+DMPP组合均显著提高了氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)、氮素吸收效率(NUP)和氮肥偏生产力(NPFP)(P0.05),而尿素单独配施DMPP也有不同程度的提高,但差异未达到显著水平(P0.05)。另外,尿素单独配施DMPP或者DMPP+NBPT组合均显著提高了水稻成熟期土壤铵态氮(NH_4~+-N)和微生物量氮(SMBN)的含量,降低了硝态氮(NO_3~--N)的含量,提高了土壤中铵/硝比,而尿素单独配施NBPT对水稻成熟期土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和SMBN无显著影响。总体认为,在沿淮平原稻作种植体系中,尿素配施NBPT或者DMPP可以有效地增加水稻产量,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用效率,NBPT和DMPP联合施用效果最理想。     

腐殖酸与硝化抑制剂配施对油菜生长及品质的影响

腐殖酸与硝化抑制剂在作物生长过程中均会发挥协调养分供应的作用，但是目前针对二者配施对作物生长及品质影响的研究还较为缺乏。因此，采用盆栽试验的方法，探究两种不同来源的腐殖酸(标记为Y 和B)与硝化抑制剂DMPP 配施对油菜生长及品质的影响。试验共设9 个处理，分别为(1)不施肥(CK)、(2)单施氮磷钾(NPK)(U)、(3)NPK 配施DMPP(UD)、(4 ～ 9)NPK 配施DMPP 和3 个浓度梯度腐殖酸Y 和B(UDY1，UDY2，UDY4；UDB1，UDB2，UDB4)。结果发现，与U 处理相比，DMPP 并没有显著影响油菜鲜重和干重等物理指标，但是显著降低了27.5% 的硝酸盐含量(P<0.05)，增加了31.1% 的可溶性糖含量(P<0.05)，而对油菜体内氮、磷、钾含量并没有显著的影响。与UD 处理相比，腐殖酸Y 和B 的添加可以分别进一步降低油菜硝酸盐含量30.9% 和50.9%，分别增加油菜含氮量6.1% 和12.3%(P<0.05)，增加油菜含磷量35.2% 和17.9%(P<0.05)；腐殖酸对氮、磷、钾肥的利用效率也具有显著的促进效果，其中最佳的促进效果分别为32.3%(UDB1)、53.2%(UDY4)、34.3%(UDY4)(P<0.05)。综合以上研究结果，可以发现腐殖酸与DMPP 配施可以在单施DMPP 的基础上进一步提高油菜肥料的利用率，改善油菜品质和安全质量。     

土壤微生物氮固持及氮转化过程对连续施用脲酶/硝化抑制剂的响应

采用田间原位试验的方法,研究了正丁基硫代磷酸三胺(NBPT)和硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)及其配合施用7年后土壤pH、全氮和微生物生物量氮、硝化作用及反硝化作用的变化。结果表明:与NBPT相比,DMPP的使用可显著提高土壤pH值、增加微生物生物量氮的含量、降低土壤的表观硝化率,且以NBPT+DMPP配合施用的效果更明显。而NBPT+DMPP连续施用可能增加了土壤反硝化作用潜势的结果尚有待进一步验证。     

不同DMPP添加水平对土壤有机氮素转化的影响

研究单施有机肥模式下,3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对土壤有机氮素转化的影响,为土壤氮素高效利用和减少损失提供科学依据。采用土壤恒温培养试验,研究单施有机肥条件下不同DMPP添加水平对土壤中有机氮素转化及硝化抑制效应的影响。结果表明,单施有机肥条件下,DMPP可明显抑制土壤硝化反应的进程。培养期间DMPP最佳硝化抑制效果出现在14d,与不添加DMPP的处理相比,添加DMPP的处理铵态氮含量增加2～3倍,硝态氮含量减少2～3倍。14d后DMPP硝化抑制效果逐渐减弱。DMPP对硝化反应的抑制效果及有效抑制时间随着DMPP用量的增加而不断增强,但是当用量增加到2%以上水平时,硝化抑制剂效果不再明显增强。综合用量水平和抑制效果,施用有机肥模式下DMPP添加量以氮素含量的1%～2%较为适宜。     

DMPP增强碳酸氢铵防控辣椒疫病的效果与机制

为增强氨杀灭土壤病原微生物、防控作物土传病害的效果,采用室内培养和盆栽试验的方法,研究了硝化抑制剂DMPP和(或)碳酸氢铵预处理潮土15 d,对土壤理化性质和土壤细菌、真菌、氨氧化菌、辣椒疫霉菌数量的影响以及对辣椒疫病的防效,并对辣椒疫病的发病率与土壤理化及微生物学性状进行相关性分析,为开发新的防控辣椒疫病的技术提供依据。结果表明,施加DMPP的土壤铵态氮含量显著高于对照,而土壤pH、硝态氮和亚硝态氮含量显著低于对照。碳酸氢铵和DMPP配合施用处理土壤15 d,土壤细菌amo A基因拷贝数和辣椒疫霉菌ITS基因拷贝数分别降低34.9%(P0.05)和93.8%(P0.05);土壤16S r RNA基因拷贝数比未添加DMPP处理高出54.7%(P0.05);DMPP对土壤氨氧化古菌amo A基因拷贝数无显著影响。栽植辣椒28 d后,DMPP和碳酸氢铵配合施用处理的辣椒疫霉菌ITS基因拷贝数最低(2.1×10~5 copies·g~(-1)),其次为DMPP(15.4×10~5 copies·g~(-1));对照辣椒根际疫霉数量最高(37.1×10~5 copies·g~(-1)),分别比碳酸氢铵处理、DMPP处理和DMPP和碳酸氢铵配合施用处理高0.4倍、1.4倍和16.8倍。碳酸氢铵或DMPP处理过的土壤栽植辣椒28 d后,对照辣椒疫病发病率最高(95.00%),仅施用碳酸氢铵处理发病率次之(85.00%),DMPP和碳酸氢铵配合施用处理的发病率最低(32.20%),其防治效果达66.11%。辣椒疫病的发生率与土壤电导率、硝态氮含量、疫霉菌数量正相关,与土壤pH、铵态氮含量、细菌及真菌数量负相关。综上,碳酸氢铵和DMPP配合施用降低潮土氨氧化细菌的数量,从而增加铵态氮而降低硝态氮含量,提高了土壤pH,进而降低土壤疫霉菌数量,因而能有效防控辣椒疫病。     

脲酶/硝化抑制剂对尿素氮在白浆土中转化的影响

采用室内恒温培养方法,研究了脲酶抑制剂（NBPT）、硝化抑制剂（DMPP）及其协同对尿素氮在三江平原白浆土中转化作用效果。研究表明,在白浆土中NBPT有效作用时间小于13 d,作用时间较在棕壤和黑土中短;对土壤中铵态氮、硝态氮及表观硝化率影响与普通尿素基本一致。NBPT与DMPP组合缓释尿素施入4-7 d,能够有效抑制脲酶活性,减缓尿素水解;只添加DMPP与添加NBPT与DMPP协同作用对抑制铵态氮硝化作用效果相同,二者能保持土壤中NH4+-N高含量时间超过80 d。DMPP作用时间可达80 d以上,能有效抑制NH4+-N向NO3--N的转化;在第80 d,土壤中仍有54.58%～56.85%的氮以铵态氮形式存在,表观硝化率只有50%左右。DMPP抑制硝化作用效果十分显著,因此,在白浆土中施用添加NBPT缓释尿素、DMPP缓释尿素、NBPT与DMPP缓释尿素时,应首选添加1%DMPP的缓释尿素肥料。     

添加NBPT/DMPP/CP的高效稳定性尿素在黑土和褐土中的施用效应

  【目的】  研究添加脲酶/硝化抑制剂的高效稳定性尿素在黑土和褐土中的作用效果,为科学合理选择抑制剂提供科学依据。  【方法】  以春玉米为试材,采用东北典型的黑土和褐土进行盆栽试验。供试抑制剂包括N-丁基硫代磷酰三胺 (NBPT)、3, 4-二甲基吡唑磷酸盐 (DMPP)、2-氯-6 (三氯甲基)-吡啶 (CP)。试验设不施氮肥 (U0)、施普通尿素 (U),和在尿素中添加NBPT、DMPP、CP、NBPT+DMPP、NBPT+CP、DMPP+CP,共8个处理。在玉米苗期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期取样,测定土壤尿素态氮、NH₄+-N和NO₃–-N含量,计算硝化抑制率,玉米抽雄吐丝后测定棒三叶叶面积和叶绿素含量,收获后测定玉米生物量、氮素含量等指标。  【结果】  1) 与普通尿素 (U) 相比,黑土上添加NBPT+DMPP、NBPT+CP处理玉米苗期土壤中NH₄+-N含量分别提高1.32、0.96倍,NO₃–-N含量分别降低1.35、1.04倍,玉米叶面积增加,叶片叶绿素含量增高。褐土中,添加DMPP+CP处理在玉米苗期土壤NH₄+-N含量提高3.09倍,NO₃–-N含量降低1.49倍,玉米叶绿素含量提高1.61倍,显著高于对照和单一抑制剂处理。2) 在黑土中,与普通尿素相比,添加NBPT+DMPP、NBPT+CP处理的玉米籽粒产量分别增加1.64和2.18倍;氮素表观利用率分别提高3.02和3.34倍,高于其他处理。褐土添加DMPP+CP处理的籽粒产量增加1.41倍,氮素表观利用率提高4.98倍,高于其他处理。  【结论】  在黑土中,尿素配施NBPT+DMPP、NBPT+CP可以有效抑制NH₄+-N向NO₃–-N的转化,增加玉米氮素吸收量,提高氮肥利用率,从而获得较高的产量,是黑土栽培玉米施用氮肥的最佳选择。褐土中,DMPP+CP的硝化抑制率显著高于添加单一抑制剂,有效抑制铵态氮的硝化作用,减少氮素损失,增加玉米氮素吸收量,从而使玉米高产,因此,添加DMPP+CP是制备褐土玉米专用高效稳定性尿素的最好选择。     

DMPP硝化抑制效果受其浓度、施用方式及土壤基质势的影响

The efficacy of nitrification inhibitors depends on soil properties and environmental conditions. The nitrification inhibitor 3.4-dimethylpyrazole phosphate （DMPP） was investigated in a sandy loam and a loamy soil to study its effectiveness as influenced by inhibitor concentration, application form, and soil matric potential. DMPP was applied with concentrations up to 34.6 mg DMPP kg^-1 soil as solution or as ammonium-sulfate/ammonium-nitrate granules formulated with DMPP. DMPP inhibited the oxidation of ammonium in both soils, but this effect was more pronounced in the sandy loam than in the loamy soil. When applied as solution, increasing DMPP concentrations up to 7 mg DMPP kg^-1 soil had no influence on the inhibition. The effectiveness of DMPP formulated as fertilizer granules was superior to the liquid application of DMPP and NH4^＋, particularly in the loamy soil. Without DMPP, a decline in soil matric potential down to -600 kPa decreased nitrification in both soils, but this effect was more pronounced in the sandy loam than in the loamy soil. DMPP was most effective in the sandy loam particularly under conditions of higher soil moisture, i.e., under conditions favorable for nitrate leaching.     

Influence of DCD and DMPP on soil N dynamics after incorporation of vegetable crop residues

We have investigated the effect of two nitrification inhibitors, 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) and dicyandiamide (DCD), on the accumulation of and after incorporation of cauliflower residues in incubation experiments. Cauliflower leaves were incubated with soil and DCD or DMPP at two application rates [8.93 and 17.9 mg active component (ac) kg⁻¹ for DCD; 0.89 and 1.79 mg ac kg⁻¹ for DMPP]. Both doses of DCD and DMPP increased on average by 18.9 and 26.0 mg N kg⁻¹ for DCD1 (during 30 days) and DCD2 (during 45 days), respectively, and on average by 14.4 mg N kg⁻¹ for DMPP1 and DMPP2 during a period of at least 95 days. In DCD-treated soils, data followed an S-shaped curve, indicating that nitrification restarted during the experiment: inhibition was on average 24% during 35 days for DCD1 and on average 45% during 49 days for DCD2. Thereafter, amount in DCD-treated soils exceeded that of the cauliflower-only treatment by 31% for DCD1 and 78% for DCD2, probably due to a nitrogen release from DCD itself and a priming effect induced by DCD. In DMPP-treated soils, data followed a linear pattern since nitrification was inhibited during the complete incubation (95 days): inhibition was on average 56 and 64% for DMPP1 and DMPP2, respectively. DMPP did not affect the N mineralization of the crop residues. Under favourable conditions, DCD is able to inhibit the nitrification from crop residues for 50 days and DMPP for at least 95 days. Hence, especially DMPP shows a potential to reduce leaching after incorporation of crop residues.     

3,4-Dimethylpyrazole phosphate (DMPP) – a new nitrification inhibitor for agriculture and horticulture

3,4-Dimethylpyrazole phosphate (DMPP) is a new nitrification inhibitor with highly favourable properties. It has undergone thorough toxicology and ecotoxicology tests and application-technology experiments, and has been shown to have several distinct advantages compared to the currently used nitrification inhibitors. Application rates of 0.5-1.5 kg ha^-1 are sufficient to achieve optimal nitrification inhibition. DMPP can significantly reduce NO₃^- leaching, without being liable to leaching itself. DMPP may reduce N₂O emission, apparently without a negative effect on CH₄ oxidation of the soil. The use of DMPP-containing fertilizers can improve yield. This offers the possibility of saving mineral fertilizer N, reducing the number of N-application rounds, and obtaining higher crop yields with current fertilizer-N rates.     

硝化抑制剂对毛竹林土壤N_2O排放和氨氧化微生物的影响

为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术,通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)群落结构和丰度的影响。试验设(1)对照(CK)、(2)单施尿素(Urea)、(3)尿素+1%DMPP(DMPP占总N的1%,下同);(4)尿素+1.5%DMPP;(5)尿素+10%DCD;(6)尿素+15%DCD等6个处理,测定N2O的排放动态以及气体排放转折点时的土壤特征指标。结果表明:与单施尿素相比,160 d的时间内两种DMPP用量处理的土壤N2O累积排放减排幅度均为54%,而10%DCD和15%DCD处理的土壤分别减少28%和41%。DMPP和DCD处理50 d和90 d时土壤的NH4+-N含量均显著高于(p0.05)单施尿素处理,而NO3--N含量和表观硝化率则恰好相反,但两种抑制剂间无差异。DMPP处理的AOB群落结构的变化从10 d开始显现,至50 d和90 d时仍保持明显的抑制状态,而DCD处理则至90 d时抑制作用基本消失。单施尿素AOB功能基因(amo A)的丰度均显著高于硝化抑制剂处理(90 d时尿素+10%DCD处理除外);在整个培养期内,尿素和对照土壤的AOA群落结构相似,硝化抑制剂反而增加了AOA功能基因的丰度,表明硝化抑制剂对AOA丰度无明显抑制作用。即两种硝化抑制剂主要通过抑制AOB起作用;调节土壤p H至中性范围,并在1%DMPP施用条件下,硝化抑制剂的抑制效果最显著。     

两种硝化抑制剂在不同土壤中的效果比较

采用室内培养试验,比较了两种硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)在4种典型农田土壤(水稻土、潮土、黑土、红壤)中的抑制效果。结果表明,在培养期内土壤pH和NH4+-N呈先上升后下降的趋势,NO3--N和表观硝化率呈逐渐上升的趋势。与单施尿素处理(U)相比,添加硝化抑制剂显著增加了土壤NH4+-N含量,降低了NO3--N含量,表观硝化率表现为UU+DMPPU+DCD。在水稻土和潮土中,单施尿素处理的硝化过程到第14天时基本完成,添加硝化抑制剂使硝化过程延长了至少28天。在黑土和红壤中,尤其是在红壤中,硝化过程相对缓慢,施用抑制剂虽然降低了土壤的表观硝化率,但降低的程度低于水稻土和潮土。总之,在推荐用量下10%DCD的硝化抑制效果优于1%DMPP,且这两种抑制剂在不同土壤中的抑制效果不同。     

不同硝化抑制剂对稻季N2O排放、NH3挥发和水稻产量的影响

为了筛选出在水稻生产中应用效果更佳的硝化抑制剂，探讨三种不同硝化抑制剂对水稻季N2O排放、NH3挥发、水稻产量和氮肥利用率的影响。本研究在太湖地区开展水稻季田间小区试验，在尿素中分别添加化学合成硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶（CP）和3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）以及生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯（MHPP）。结果表明，与单施尿素处理相比，尿素添加三种硝化抑制剂能显著减少N2O排放总量，抑制效果表现为DMPP（31.71%）>MHPP（30.40%）>CP（27.83%），不同硝化抑制剂间减排效果无显著差异；添加硝化抑制剂均显著增加了NH3挥发总量，促进作用表现为CP（58.7%）>DMPP（40.3%）>MHPP（25.3%），不同硝化抑制剂间差异显著；添加硝化抑制剂的增产幅度为MHPP（4.9%）>CP（3.3%）>DMPP（1.1%），不同硝化抑制剂间无显著差异，氮肥表观利用率显著增加，表现为MHPP（15.7%）>CP（13.8%）>DMPP（10.9%），但不同硝化抑制剂间无显著差异；综合考虑活性气态氮损失量和水稻产量，三种硝化抑制剂相比单施尿素均显著增加了单位产量活性气态氮排放强度，增加幅度表现为CP（50.3%）>DMPP（35.0%）>MHPP（17.8%），CP显著高于DMPP和MHPP。综合比较，生物硝化抑制剂MHPP在水稻生产中增效减排的作用优于化学合成硝化抑制剂CP和DMPP，但在生产应用中要与其他NH3挥发减排措施相结合，更好的发挥其增效减排潜力，推动农业绿色可持续发展。     

肥料添加剂降低N2O排放的效果与机理

如何降低氮肥施入农田后的N2O排放,实现氮肥增产效应的同时降低其对环境的负面影响是全球集约化农业生产中重要的科学问题,氮肥添加剂是有效途径之一。本研究采用室内静态培养法,在调节土壤水分含量和温度等环境因素的条件下,研究不同肥料添加剂对华北平原典型农田土壤N2O排放的影响及其机制。结果表明,N2O排放通量的峰值大约出现在施氮后的第24 d,肥料混施较肥料表施的出峰时间提前。与单施尿素处理相比,添加硝化抑制剂DMPP或DCD能分别降低N2O排放总量99.2%和97.1%; 添加硫酸铜对N2O排放的抑制作用不显著; 添加秸秆会增加N2O排放总量60.7%,而在添加秸秆的土壤中施加硝化抑制剂DMPP能够显著降低N2O排放量至无肥对照水平。说明华北平原农田土壤中N2O的产生主要是由硝化作用驱动,同时也可看出,添加硝化抑制剂是N2O减排的有效措施。     

Influence of nitrification inhibitors on nitrification and nitrous oxide (N2O) emission from a clay loam soil fertilized with urea

Laboratory incubation experiments were conducted to compare the effects of the nitrification inhibitors 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) and 2-Chloro-6-(trichloromethyl)-pyridine (N-serve) on nitrification and nitrous oxide (N₂O) emission from a Vertosol from southern Australia, under controlled moisture and temperature. Nitrification rates in the control soil were strongly influenced by the temperature and moisture, increasing by a factor of 3.6 for each 10 °C increase between 5 and 25 °C. DMPP inhibited nitrification effectively for 42 days at 5-15 °C and 40-60% water filled pore space (WFPS). DMPP also slowed nitrification appreciably at 25 °C when the soil was at 40% WFPS, but was less effective at 60% water filled pore space. N-serve inhibited nitrification effectively for 42 days under all test conditions. Emissions of N₂O from the urea treatment (no inhibitors) significantly increased with increasing temperature and moisture. The ratio of total N₂O emission to total nitrification was not constant and varied from around 0.03% at 5 °C and 40% WFPS to 0.12% at 25 °C and 60% WFPS. DMPP and N-serve reduced cumulative N₂O emission over 42 days by more than 65% under all the imposed conditions.     

三种硝化抑制剂在石灰性土壤中的应用效果比较

在人工气候室内采用25℃黑暗培养法研究双氰胺(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)及2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)在石灰性土壤中的硝化抑制效果。结果表明:施用DCD、DMPP、Nitrapyrin的土壤NH4+-N含量较单施硫酸铵的土壤(对照)分别提高228.45~244.85 mg/kg(砂土)、209.75~254.79 mg/kg(黏土),NO3--N含量较对照分别降低93.85%~94.99%(砂土)、91.82%~95.38%(黏土)。表观硝化率随培养进程增加缓慢,培养期间只增加了1.28%~2.09%(砂土)、2.72%~8.40%(黏土),而对照增加了86.00%(砂土)、80.89%(黏土)。3种硝化抑制剂均显著抑制了石灰性土壤中硫酸铵水解铵硝化作用的进行,并且在砂土中的硝化抑制率高于黏土,硝化抑制效果最好的为DMPP处理,0.54%Nitrapyrin处理次之但用量最小,0.27%Nitrapyrin和10.8%DCD处理抑制效果相对较弱。     

硝化抑制剂对稻田土壤N2O排放和硝化、反硝化菌数量的影响

【目的】本研究旨在明确硝化抑制剂对稻田土壤氮素周转的影响,探讨抑制剂提高氮肥利用率及微生物响应机理。【方法】以草甸黑土发育的水稻土为研究对象,进行了两组培养试验 (25℃),培养周期均为150天。共设4个处理:1) 不施肥 (CK);2) 单施尿素 (Urea);3) 尿素 + 双氰胺 (Urea + DCD);4) 尿素 + 3, 4-二甲基吡唑磷酸盐 (Urea + DMPP)。一组试验从培养第1天起,抽取气体样品,用气相色谱法测定N₂O排放量。另一组试验从培养第1天直到结束,取土样测定氨氧化细菌和氨氧化古菌数量,采用荧光定量PCR等技术测定nirK基因和nirS基因拷贝数,用常规方法测定土壤无机氮含量。【结果】施用尿素显著增加了N₂O排放量,其中85%的N₂O排放发生在培养开始后的前两周内。Urea + DMPP处理土壤NH₄+浓度在前23天稳定在较高水平,与Urea处理相比,N₂O减排率为78.3%,Urea + DCD处理为21.6%。Urea + DMPP处理排放系数为0.05%,Urea + DCD为0.18%,Urea + DMPP处理显著低于Urea + DCD处理。施用尿素培养,土壤氨氧化细菌 (AOB) 数量显著增加而氨氧化古菌 (AOA) 数量则显著减少。添加DCD和DMPP能显著抑制AOB的数量,但对AOA没有影响。培养第3、30和90天,Urea + DMPP处理土壤中的AOB数量显著低于Urea + DCD处理的30%、56%和60%。对于反硝化细菌来说,所有处理中的nirK基因拷贝数均显著高于nirS基因拷贝数。添加DMPP在培养第3和30天显著减少了含nirK和nirS基因的反硝化细菌数量,而添加DCD对两类反硝化细菌数量无明显作用。【结论】东北黑土水稻生产中,硝化抑制剂DMPP降低N₂O排放量和排放系数的效果显著好于DCD,因为DMPP在培养后的30天内,可以显著抑制氨氧化细菌繁衍,降低反硝化细菌数量,从而起到减少N₂O排放、提高肥料利用率的作用。