硫脲对脲酶活性和尿素氮转化的试验初报

本试验研究了硫脲(TU,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%,5.0%)不同浓度对土壤脲酶活性、土壤尿素氮转化的影响。室内培养表明,硫脲既是一种弱脲酶抑制剂又是一种硝化抑制剂。硫脲对脲酶活性和尿素水解均有显著的抑制作用,但是作用时间较短;硫脲用量为0.1%时,就起到了抑制作用,用量0.3%～1.0%之间差异不显著,用量1.0%～5.0%之间抑制效果随用量增加而加强。硫脲不仅延缓了土壤NH4+-N的释放高峰期一周,而且降低了土壤中NO3--N的富集,使NO3--N的释放高峰期向后推迟了10天。本试验条件下,土壤中的NH4+-N向NO3--N转化的时间大约为7～10天;土壤中有效氮的释放曲线主要取决于土壤NH4+-N的浓度,受NO3--N的影响次之。     

新型脲酶抑制剂LNS与双氰胺配合施用对菜田土壤尿素氮转化及蔬菜生长的影响

采用微区试验方法,初步探讨了新型脲酶抑制剂LNS及其与硝化抑制剂双氰胺(DCD)配合施用对菜田土壤尿素氮转化和蔬菜生长的影响。结果表明,LNS对土壤脲酶活性可以起到一定的抑制作用,从而延迟尿素N在土壤中的水解和NH4+-N的释放高峰期,其发挥作用的时间大约在施用后前10天。LNS与DCD配合施用则能显著抑制尿素水解后NH4+的氧化作用,使蔬菜整个生长期内的NO3--N含量维持在较低水平。抑制剂的施用对芹菜产量虽然没有产生显著影响,但可以降低其体内硝酸盐含量,并提高芹菜干物质含量。     

尿素氮在不同类型土壤中转化特征及其施用效果对生化抑制剂的响应

通过盆栽试验,研究脲酶抑制剂正丙基硫代磷酰三胺(NPPT)、硝化抑制剂双氰胺(DCD)及其组合对黑土、棕壤、褐土中尿素氮素形态和玉米产量等因子的影响,为适宜黑土、棕壤、褐土的高效稳定性尿素肥料的研发提供理论依据。试验共设不施尿素(U0)、普通尿素(U)、尿素+脲酶抑制剂(UN)、尿素+硝化抑制剂(UD)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(UND)5个处理。在玉米苗期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期采集土壤样品,测定尿素氮、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO^3--N)含量,计算氮素表观利用率等指标。在玉米灌浆初期,测定玉米棒三叶叶面积和叶绿素含量,收获后考种,采集植物样品测定玉米植株生物量和全氮含量。试验结果表明,黑土中抑制剂处理较U处理玉米能够增产,且UD处理增产幅度最大,为U处理的1.50倍,氮素表观利用率提高2.12倍,黑土中NH4+-N含量显著提高62.11%～121.21%;棕壤中UN、UD处理玉米增产显著,且UD处理增产幅度最大,为U处理的0.36倍,氮素表观利用率提高2.79倍,土壤中NH4+-N含量显著提高43.13%～131.31%;褐土中抑制剂处理明显增产,且UND处理增产最多,为U处理的1.51倍,氮素表观利用率提高4.08倍,土壤中NH4+-N含量提高19.08%～262.25%。黑土和棕壤种植玉米应选择添加DCD制成的高效稳定性尿素肥料,褐土种植玉米应选择添加NPPT和DCD配施制成的高效稳定性尿素。     

几种硝化抑制剂和包硫尿素(SCU)对土壤N素形态和小麦产量的影响

采用土壤盆栽法,研究了双氰胺(DCD)、硫脲(THU)和硫脲甲醛树脂(TFR)以及包硫尿素(SCU)对土壤氮素形态和小麦产量的影响。试验共设不施氮(CK)、单施尿素、包硫尿素(SCU)、以及尿素分别与DCD、THA、TUF的3个浓度梯度(分别按尿素用量的0.5%、1%、2%)配合施用共12个处理。结果表明:随添加浓度的增加,硝化抑制作用逐渐增强,高剂量硝化抑制剂显著降低土壤NO-3-N含量,在2%添加浓度下,DCD、THU、TFR的土壤NO-3-N浓度分别比单施尿素降低29%、22%和14%,对土壤表观硝化率的抑制强度也是2%DCD2%THU2%TFR;SCU处理与2%DCD作用强度接近,且在施用早期就体现抑制效果,并在追肥后第74 d土壤表观硝化率显著低于使用硝化抑制剂的处理(P0.05);硝化抑制剂和SCU都可以使土壤NH+4-N含量稳定在较高的水平,抑制剂用量越多,土壤NH+4-N含量越高;与单施尿素相比,尿素+DCD模式,均可提高小麦产量,且在0.5%、1%、2%添加浓度,都达到显著水平(P0.05);THU在1.0%和2.0%添加浓度,小麦产量显著高于单施尿素,但增产效果次于DCD。总体上,包硫尿素(SCU)比硝化抑制剂在控释氮素方面效果更持久,而3种硝化抑制剂中,在控制土壤NH+4-N转化、土壤硝化抑制方面,DCD和THU优于TFR;作为外源添加物的抑制剂长期应用可能对土壤环境造成潜在的危害,不同硝化抑制在土壤中的形态归趋和长期作用还有待进一步研究。     

脲酶/硝化抑制剂双控下红壤性水稻土氮素变化特征

以红壤性水稻土为对象,设置大田试验处理:不施肥(CK)、单施氮肥(U)、氮肥配施0. 5%脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)与1%硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)(U+N/D)、氮肥配施1%NBPT与2%DMPP [U+2 (N/D)],研究4种施肥组合下双季稻土壤脲酶、土壤NH+4-N、田面水NH+4-N和NO-3-N的变化特征。结果表明,与CK和U处理相比,各施肥处理在施肥后第1～15 d,土壤脲酶活性、土壤NH+4-N、田面水NH+4-N含量增加,田面水NO-3-N含量无显著变化。与U+2 (N/D)处理相比,早稻中U+N/D处理的脲酶活性显著增加了0. 03～0. 70 mg·g-1,土壤NH+4-N含量显著增加了19. 11～61. 44 mg·kg-1,田面水NH+4-N含量显著增加了34. 48～40. 70 mg·L-1。相关分析表明,土壤NH+4-N与土壤脲酶、田面水NH+4-N均呈显著负相关,田面水NH+4-N与土壤脲酶、田面水NO-3-N均呈显著正相关(P 0. 05)。综上,与其他处理相比,U+N/D处理是在短期内有效提高土壤脲酶活性、土壤NH+4-N和田面水NH+4-N含量的最优处理,合理配施尿素及0. 5%脲酶抑制剂NBPT和1%硝化抑制剂DMPP能够显著提高NH+4-N供水稻吸收,减少氮素损失。     

脲酶/硝化抑制剂双控过程中硝化抑制尿素分解效应

为了探明脲酶/硝化(脲酶抑制剂硼酸B/硝化抑制剂双氰胺DCD)双控过程中不同浓度的硝化抑制剂双氰胺(Dicyandiamide,DCD)对尿素分解转化的调控作用,采用室内恒温培养法,研究了脲酶抑制剂硼酸B和硝化抑制剂双氰胺DCD配合施用过程中,DCD在2%,5%,8%和13%这4个浓度时对脲酶/硝化双控剂的影响。研究表明,各脲酶/硝化双控剂处理均能不同程度减缓尿素水解,8%和13%DCD处理使尿素释放高峰期延迟7d,使NH4+-N含量从14d开始到培养结束保持较高水平,NH4+-N含量高达148.918和187.105mg/kg,有效抑制了NH4+-N向NO3--N的转化,减少硝酸盐的产生,培养结束时NO3--N含量为5.181~35.463mg/kg,作用时间可达到84d以上。其中DCD用量8%时土壤NH4+-N累积量最大,且变化平稳,NO3--N含量增幅最小,与其他处理相比缓控释效应十分理想。     

脲酶/硝化抑制剂对土壤脲酶活性、有效态氮及春小麦产量的影响

通过田间随机区组试验,就缓释尿素对土壤脲酶活性,土壤有效态氮及小麦产量的影响进行了研究。本试验设置4个处理,1)普通尿素(U);2)U+脲酶抑制剂LNS(SRU1);3)SRU1+硝化抑制剂双氰胺(DCD)(SRU2);4)SRU1+硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑(DMP)(SRU3)。结果表明,在整个春小麦(TriticumaestivumL.)生育期内,SRU1、SRU2和SRU3处理的土壤脲酶活性低于U处理,且SRU2、SRU3处理的土壤NH4+-N含量在较长时间内维持在较高水平;小麦成熟期,SRU1、SUR2和SRU3处理土壤有效态N含量显著高于U处理(p<0.05);SRU1、SRU2、SRU3处理小麦的生物学性状和产量略高于U处理,但是处理间没有显著差异。     

抑制剂对尿素转化及土壤中氮的影响研究

以草甸棕壤为基质进行室内培养试验结果表明,脲酶抑制剂与硝化抑制剂配合使用,明显地抑制了NH4+-N向NO3--N的转化。NBPT+DCD处理效果最好,可延缓硝态氮的释放高峰达40天以上;H1和HA都表现出较强的硝化抑制作用。H3和H2对硝态氮基本无影响。     

钾肥、尿素与有机物料或双氰胺配施对菜园土壤中氮素分解转化特征的研究

采用室内培养试验探讨了钾素、尿素与有机物料或双氰胺配施对土壤中NH4+-N和NO3--N含量变化及相关的脲酶、转化酶的影响。试验结果表明,尿素与双氰胺配施延缓硝化作用的进行,有效地降低土壤中NO3--N的积累和维持土壤中较高的NH4+-N含量,而尿素配施有机物料对土壤NO3--N和NH4+-N含量的影响与单施尿素处理间没有显著差异。土壤铵态氮含量随施钾量的增加而增加,而硝态氮含量则呈下降趋势。钾对土壤脲酶和转化酶活性没有明显的影响,但是配施有机物料处理的脲酶和转化酶活性显著高于单施尿素或尿素配施DCD。     

元素硫和双氰胺对菜地土壤铵态氮硝化抑制协同效应研究

采用好气培养法,研究了双氰胺（DCD）、元素硫（S0）和元素硫分解中间物（S2O32-）及其组合对蔬菜地土壤氮素硝化抑制作用。结果表明,在培养试验72 d内,DCD+S0、DCD、DCD+ Na2S2O3处理土壤NH4+-N总量分别是N处理的5. 8、5.1、5.9倍;S0、Na2S2O3处理分别是N处理的1.8、1.4倍;而所有硝化抑制剂（DCD、S0、S2O32-）处理土壤NO3--N含量显著低于N处理,表明DCD、S0和S2O32-均能抑制菜地土壤铵态氮硝化。培养试验开始8 d后,Na2S2O3和DCD对铵态氮硝化抑制产生协同效应,16 d后S0和DCD对铵态氮硝化抑制也产生协同效应,这可能是由于S0 氧化中间体S2O32-、S4O62-具有抑制DCD降解作用,延长了DCD硝化抑制作用时间。建议蔬菜生产上推荐使用DCD+S0组合,以提高氮素利用率。     

生物质炭及硝化/脲酶抑制剂对滨海盐渍土土壤盐分及作物氮素吸收利用的影响

为研究生物质炭及硝化/脲酶抑制剂对滨海盐渍土土壤盐碱、氮素有效性、作物氮素吸收利用以及土壤氮平衡的影响,通过盆栽试验,共设9个处理:不施氮肥、常规化肥、生物质炭+常规化肥、常规化肥+硝化抑制剂DCD、常规化肥+脲酶抑制剂NBPT、常规化肥+DCD+NBPT、生物质炭+常规化肥+DCD、生物质炭+常规化肥+NBPT、生物质炭+常规化肥+DCD+NBPT,以典型耐盐作物大麦为研究对象开展研究。结果表明:(1)各施氮肥处理均增加了盐分的淋洗,各生物质炭处理显著增加了10～20 cm土层的土壤电导率。土壤电导率高的土壤p H较低,生物质炭处理对土壤p H略有降低的作用。(2)NBPT和DCD添加增加了大麦籽粒产量,配合生物质炭的施用增产更多,但是却降低了秸秆的产量。NBPT和DCD添加均增加了大麦植株的吸氮量,其中NBPT添加增加了大麦秸秆和籽粒的全氮含量,但是配合生物质炭施用又有降低作用,其余抑制剂处理均降低了大麦籽粒和秸秆的全氮含量。(3)DCD和NBPT添加均提高了氮肥利用效率,配合生物质炭施用对各指标的增加更明显。(4)对作物收获后土壤残留无机氮含量,添加DCD处理相比常规化肥处理有所降低,添加NBPT处理相比常规化肥处理有所增加。添加DCD和NBPT处理均降低了氮的表观损失。因此,在滨海盐渍土中,通过在尿素中添加DCD和NBPT,可以提高作物产量和氮肥利用率,其中同时添加生物质炭、DCD和NBPT处理在产量提升、氮素高效利用及减少氮损失等方面表现更好。     

三种硝化抑制剂对小白菜产量及品质的影响

通过田间小区试验,在2种土壤和2个季节条件下研究了3种硝化抑制剂,氢醌(HQ),双氰胺(DCD)和硫脲(TU),对小白菜产量和某些品质的影响。结果表明,与对照相比,3种硝化抑制剂均能不同程度提高小白菜产量,尤以双氰胺的增产效果最显著,达10%左右;且3种硝化抑制剂在红菜园土上的增产效果均比冲积菜园土上显著。3种硝化抑制剂均不同程度地提高了小白菜对氮和磷的吸收,对钾没有明显影响。3种硝化抑制剂均能明显提高小白菜维生素C(Vc)含量,但只有双氰胺和氢醌能明显提高小白菜的可溶性糖含量。     

氮素与抑制剂双控释尿素的制备及其对土壤供氮能力和小麦产量的影响

  【目的】  包衣和添加抑制剂是常用的制备缓控释肥料的手段。尝试同时使用这两种方法，制备更加可控氮素释放与转化的新型肥料，并研究其在小麦上的应用效果。  【方法】  采用先在大颗粒尿素 (2.5～3.5 mm) 表面涂层，再用树脂包膜的方法制备含不同抑制剂的树脂包膜尿素。依据不同抑制剂，制备了无涂层 (CU)、脲酶抑制剂HQ涂层 (CRU1)、硝化抑制剂DCD涂层 (CRU2) 和HQ + DCD组合涂层 (CRU3) 4种新型树脂包膜尿素。通过扫描电镜观测了4种包膜尿素的微观结构，采用静水释放的方法测定了养分和抑制剂的缓释性能。在山东省潍坊和泰安两地布置冬小麦等氮磷钾施用量和相同施肥方法的田间试验，以普通大颗粒尿素为对照，在冬小麦苗期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期采集耕层土壤样品，测定速效氮含量，并于小麦成熟期测定产量及构成因素。  【结果】  1) 制备的4种包膜尿素成膜完整，包膜厚度均匀，表面光滑且膜层致密，树脂包膜材料能完整地覆盖在肥核的表面，膜表面有微孔，成为尿素和抑制剂向膜外释放的通道；尿素与抑制剂交接处结合严密，无间隙产生，抑制剂在包膜层的完全包围之中，可实现对尿素和抑制剂释放的同时控制。2) 包膜与抑制剂结合可有效控制尿素溶出。静水释放条件下，4种包膜尿素的氮素初期溶出率分别为7.59%、1.96%、2.12%、0.89%，尿素控释期依次是42、56、56、56天；CRU1的HQ释放期为28天，CRU2的DCD释放期为14天，CRU3中HQ和DCD的释放期分别为42和14天。相比较而言，CRU3的氮素释放期长于CRU1和CRU2，抑制剂的释放期也长于CRU1和CRU2，因此缓释效果大于CRU1和CRU2。3) 与大颗粒尿素对照 (U) 相比，4个包膜尿素处理在小麦苗期能维持土壤中NH₄+-N的适宜浓度，开花期后显著增加土壤NH₄+-N含量，保障了氮素的持续供应；而在小麦整个生育期内均显著降低土壤NO₃–-N含量，从而减少氮素淋溶损失。含HQ涂层的CRU1、CRU3处理能在小麦生育期内维持土壤脲酶活性处于较低水平；含DCD涂层的CRU2、CRU3处理能够抑制土壤NH₄+-N向NO₃–-N的转化，显著降低土壤NH₄+-N表观硝化率。与CU相比，CRU1、CRU2和CRU3处理的小麦产量在潍坊试验点分别显著增加23.38%、23.13%和38.79%，在泰安试验点分别增加6.36%、9.52%和28.57%。  【结论】  先在大颗粒尿素表面包裹抑制剂涂层，再包裹树脂，可在尿素表面形成完整且均匀的膜，而且在膜表面仍有一定量的微孔，实现尿素与抑制剂释放的同时控制。小麦整个生育期，与施用单一抑制剂的包膜尿素处理相比，施用含两种抑制剂 (CRU3) 的包膜尿素处理的土壤氮素持续供应能力更强，小麦产量最高；而且土壤硝态氮水平一直较低，也减少了氮素淋溶损失的可能。     

不同硝化抑制剂的复配施用对尿素转化及土壤中氮的影响

通过室外模拟田间培养试验,研究不同硝化抑制剂及其复配后的硝化抑制效果。结果表明:不同硝化抑制剂,明显抑制了NH4+-N向NO3--N的转化。硝化抑制剂1-甲胺酰基-3,5-二甲基吡唑(CMP)有明显的抑制效果,优于4氨基-1,2,4-三唑盐酸盐(ATC)、双氰胺(DCD);硝化抑制剂CMP与DCD复配的抑制效果显著,硝化抑制率为35.6%。为了结合生产实际获得最优性价比,在硝化抑制剂复配比率方面尚需进一步研究。     

第四类配合物型脲酶抑制剂对油菜生长及土壤氮素转化的影响

研究不同浓度第四类新型Schiff碱配合物型脲酶抑制剂对油菜生长及其对土壤氮素转化的影响,旨在为此类新型脲酶抑制剂在农业上的推广应用提供依据。采用室外盆栽方法,比较新型脲酶抑制剂(SU)和市售脲酶抑制剂乙酰氧肟酸(AHA)对油菜产量、品质、生长状况、氮素吸收利用和土壤表观硝化率等指标的影响。结果表明:SU和AHA均能提高油菜产量,提高油菜品质指标和养分指标,其中SU对油菜增产和养分增效的效果比AHA明显;SU平均提高油菜产量28.0%,显著降低油菜硝酸盐含量28.8%～50.8%,同时促进油菜对氮、磷的吸收,使氮肥利用率平均提高68.0%,在一定程度也能降低土壤表观硝化率,平均降低35.2%。不同浓度新型抑制剂处理的油菜指标和抑制尿素水解效果不同,表现为低中浓度的抑制剂对油菜增产和养分增效效果优于高浓度,其中抑制剂用量为纯氮施入量的1%时对尿素水解抑制的效果最好,因此施入纯氮量的1%为此类抑制剂的最佳用量。     

尿素配施添加剂NAM对三江平原白浆土氮素转化和玉米产量的影响

通过田间小区试验,研究了尿素配施肥料添加剂NAM(由脲酶抑制剂和硝化抑制剂等成分组成)对三江平原白浆土氮素转化、玉米产量以及氮肥利用率的影响,以期为肥料添加剂NAM的进一步推广应用提供理论依据。研究结果表明,与常规施氮处理相比,等氮量配施NAM处理使土壤NH4+-N在较长时间内维持较高的水平,并显著提高了作物后期的土壤总有效氮供应水平,从而使作物吸氮量增加了6.8%,增产3.1%;减氮20%配施NAM处理维持了土壤NH4+-N总体供应水平和作物后期的土壤总有效氮供应,从而使作物吸氮量及产量与常规施氮处理保持相当;减氮40%配施NAM处理由于过多降低了施氮水平,致使在作物生长前期土壤供氮量明显不足,进而降低了作物吸氮量及产量。尿素配施NAM较单施尿素提高氮肥利用率4.9～8.0个百分点。在等氮和适当减氮条件下,肥料添加剂NAM适用于三江平原白浆土-玉米体系,有利于农业可持续发展。