双季稻田添加脲酶抑制剂NBPT氮肥的最高减量潜力研究

【目的】添加脲酶抑制剂（Urease inhibitor, UI）是提高肥料利用率的有效途径,在尿素（Urea,U）中添加1%的脲酶抑制剂NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）是目前研究使用证明效果最可靠的添加比例。针对当前稻田氮肥施用水平过高的问题,本文采用田间小区试验研究了目前脲酶抑制剂添加比例下稻田氮肥的减施潜力以及脲酶抑制剂的节肥增效机理。【方法】本试验在我国长江中下游的双季稻田进行,脲酶抑制剂用量NBPT为尿素用量的1%。尿素用量设五个水平为N 90、 112.5、 135、 157.5 和180 kg/hm2,分别依次记为U1、 U2、 U3、 U4和U5, 7个处理为CK（不施氮肥）、 U1+UI、 U2+UI、 U3+UI、 U4+UI、 U5+UI、 U5（U5为传统施氮量, N 180 kg/hm2为农民习惯施氮量）,三次重复。U1~U5处理施氮量分别是在农民习惯施氮量的基础上降低50%、 37.5%、 25%、 12.5%、 0%。通过取样分析水稻分蘖期和孕穗期各处理对土壤脲酶活性、 硝酸还原酶活性、 土壤铵态氮含量、 硝态氮含量以及微生物量碳、 氮的含量,研究NBPT对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率来得出氮肥的减施潜力,在此基础上通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂（NBPT）在双季稻田的增效机理。【结果】 1) 在双季稻田,添加NBPT后,施氮量为N 135 kg/hm2的籽粒产量达到最高。与传统施氮（单施尿素N 180 kg/hm2）处理相比,早、 晚稻可分别增产8.54%和12.87%,氮肥当季利用率分别提高6.78%和9.46%,可节约氮肥25%; 2)与传统施氮相比,添加NBPT显著降低了水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高了孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,NBPT对两个时期的硝酸还原酶活性、 硝态氮含量及微生物量碳、 氮含量均无明显影响,可见基施的NBPT主要是降低尿素水解速率方面效果显著,并且NBPT具有时效性,其主要是在水稻孕穗期之前起作用,在生态上较为安全; 3) 从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响。【结论】由于脲酶抑制剂NBPT减缓了分蘖期尿素的水解作用,提高了孕穗期土壤中的铵态氮含量,为水稻后期生长提供充足的氮肥,在双季稻减肥方面具有显著的效果。在本试验土壤条件下,尿素中添加1% 的NBPT,可在提高产量的同时,将传统施氮肥量减少25%,是适于稻田应用的脲酶抑制剂。     

氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及土壤氮平衡的影响

【目的】 了解氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及氮素在土壤中转化的影响,旨在为制定科学合理的农田氮素管理措施及节肥增效策略提供依据。 【方法】 以湘早籼45号和荆楚优148为材料,于2015年早、晚稻期间进行田间试验。试验设5个处理:不施肥 (CK);100%尿素 (100%U);80%尿素 (减氮20%,80%U);80%尿素+脲酶抑制剂NBPT (80%U+NBPT);80%尿素+硝化抑制剂DCD (80%U+DCD)。研究尿素减施条件下添加硝化抑制剂 (NBPT) 和脲酶抑制剂 (DCD) 对双季水稻产量、氮素养分吸收利用效率、土壤硝态氮、铵态氮、微生物量氮及土壤氮平衡的影响。 【结果】 NBPT和DCD均有利于提高早、晚稻产量、植株氮吸收量和氮素利用效率。减氮20%条件下添加NBPT(80%U+NBPT)处理早、晚稻稻谷较100%尿素处理 (100%U) 分别增产5.0%和6.1%,较施用80%尿素 (80%U) 分别增产8.0%和14.0%;80%U+DCD与100%U处理的早、晚稻稻谷产量差异不显著,较80%U处理分别增产6.0%和4.2%。80%U+NBPT较100%U处理早、晚稻植株氮吸收量分别增加4.5%和9.4%,较80%U处理分别增加10.3%和16.2%。80%U+NBPT和80%U+DCD处理氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率均较100%U和80%U处理提高。添加NBPT和DCD降低了早、晚稻收获后土壤硝态氮和铵态氮残留量,显著提高土壤微生物量氮积累量,降低氮表观损失,有利于维持作物-土壤体系氮素平衡。早、晚稻收获后80%U+NBPT较100%U处理氮表观损失降低42.2%和44.6%,较80%U处理降低27.5%和29.2%,80%U+DCD较100%U处理降低23.7%和31.6%,较80%U处理降低4.2%和12.6%。 【结论】 在该区域双季稻种植体系中,氮肥减量20%条件下添加NBPT和DCD能增加或维持水稻产量,提高氮素利用效率。供试条件下,添加NBPT提高氮素持续供应能力和保持土壤氮素平衡的效果好于DCD。      

脲酶抑制剂NBPT对鸡粪好氧堆肥的保氮效果

利用堆肥反应器, 以鸡粪和蘑菇渣为原料进行好氧堆肥, 在堆肥中添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT, 研究其对堆肥氮素转化的影响及保氮效果。结果表明: 添加不同浓度的脲酶抑制剂NBPT对堆肥进程中温度无显著影响, 在堆肥的高温阶段可有效控制堆料pH的升高, 在堆肥高温前期的0~10 d可有效降低堆肥的脲酶活性, 在堆肥中后期10~25 d明显提高全氮含量。堆肥25 d后, 添加0.04 mL·kg^-1、0.08 mL·kg^-1、0.16 mL·kg^-1脲酶抑制剂NBPT分别比CK减少氮素损失6.61%、4.89%和13.51%。堆肥过程中, 堆料铵态氮含量呈升-降-升-降的双峰趋势, 且大部分时间CK处理的铵态氮含量高于添加脲酶抑制剂NBPT处理, 且CK处理铵态氮的两次升高速度均高于添加脲酶抑制剂NBPT处理。在堆肥的升温和高温期硝态氮含量不稳定, 但堆肥结束时, 各添加脲酶抑制剂NBPT处理的硝态氮含量显著高于CK处理。本试验结果表明, 在堆肥过程中添加脲酶抑制剂NBPT可延缓鸡粪中的尿素态氮向铵态氮的转化, 增加堆肥成品中的硝态氮含量。在畜禽粪好氧堆肥中加入脲酶抑制NBPT可起到一定的保氮作用。     

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。     

不同缓/控释氮肥在玉米苗期的养分释放与转化研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,研究施用不同缓/控释氮素肥料在玉米苗期的土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮及矿质态氮数量。研究表明,施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂NBPT涂层大颗粒尿素肥料的尿素态氮含量最高,为21.29 mg kg-1土;硝化抑制剂DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素的铵态氮含量最高,分别达到60.22 mg kg-1土和59.93 mg kg-1土,硝态氮含量最低,分别为29.82 mg kg-1土、27.97 mg kg-1土,相互间差异不显著;醋酸酯淀粉包膜大颗粒尿素的硝态氮和矿质态氮含量都最高,分别为102.08 mg kg-1土和135.25mg kg-1土,铵态氮、尿素态氮含量最低,分别为33.16 mg kg-1和3.42 mg kg-1土,相互间无显著差异;DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、丙烯酸树脂包膜NBPT涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素和丙烯酸树脂包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素在玉米苗期的土壤矿质态氮含量最少,相互间无显著差异,分别为89.75 mg kg-1土、93.70 mg kg-1土、88.19 mg kg-1土和86.22 mg kg-1土,说明它们在玉米苗期氮素养分释放量最少,包膜和抑制剂的作用效应较好。     

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。     

缓/控释尿素在稻田土壤中养分释放与转化特点及脲酶响应

采用田间应用试验方法,研究利用3种生化抑制剂双氰胺(DCD)或3,5-二甲基吡唑磷酸盐(DMP)和N丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素氮转化的协同作用、结合氮肥增效剂多肽(PA)或丙烯酸树脂包膜制成的缓/控释尿素肥料在北方粳稻土壤中养分释放与转化特点,明确肥料在北方稻田土壤中的缓/控释性能。结果表明:所用肥料在水田土壤中尿素态氮都能保持到水稻灌浆期,尿素有效性至少可达82d,2种生化抑制剂结合包膜肥料可达146d,完全可以满足水稻整个生长期的氮素供给,脲酶抑制剂NBPT及包膜层具有显著的缓/控释作用效果;而多肽活性物质在稻田土壤中无明显抑制尿素转化作用。在水稻生长前、中期,土壤铵态氮含量很高,完全能满足水稻对铵态氮的吸收,硝化抑制剂DCD或DMP和水田淹水土壤生态环境共同作用使土壤中铵态氮大量存在、硝态氮较少,总体上DMP作用效果优于DCD;所有肥料对水田土壤脲酶活性影响差异不大,PA没有起到保持土壤中大量的氮素养分和减少氮素损失的显著作用。     

添加腐植酸与生化抑制剂的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果

研究同时添加生化抑制剂与生物刺激素腐植酸的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果,明确在黑土中生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合对尿素态氮转化的调控作用,为研究适宜黑土的生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合的稳定性增效尿素专用配方提供理论依据。试验以不施氮肥(CK)及施用普通尿素(N)为对照,在尿素中分别添加腐植酸(H)、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)、2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(CP)以及各生化抑制剂与腐植酸组合,共9个处理。通过盆栽试验,监测不同处理的土壤铵态氮、硝态氮、玉米生物学指标、产量,计算土壤硝化抑制率、玉米籽粒吸氮量、玉米植株总吸氮量及尿素肥料氮利用率等指标。结果表明,相比单独施用尿素肥料,腐植酸及生化抑制剂NBPT、DMPP、CP的添加均能显著提高玉米产量、吸氮量、氮肥利用效率等,同时对土壤铵态氮及硝态氮含量有显著影响(P<0.05)。施用添加腐植酸与NBPT尿素处理相比单独添加NBPT尿素处理显著提高了玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米株高及叶片叶绿素含量,分别提高14.03%、6.31%、3.22%,但玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率、玉米茎粗及叶面积均有所下降。施用添加腐植酸与DMPP的尿素处理相比单独添加DMPP尿素处理的玉米株高、叶绿素含量分别提高7.97%、20.17%,显著降低玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米产量、经济系数、籽粒吸氮量、叶面积,同时植株总吸氮量、氮肥利用率及茎粗有所降低(P<0.05)。施用添加腐植酸与CP的尿素处理相比单独添加CP尿素处理显著提高玉米产量、叶绿素含量、总吸氮量、氮肥利用效率(P<0.05),玉米株高、玉米籽粒吸氮量也均有提高,但玉米茎粗及叶面积有所下降(P<0.05)。在黑土中,施用添加腐植酸与CP的尿素处理可以提高玉米产量、植株吸氮量、玉米株高、叶片叶绿素含量和肥料利用率。施用添加NBPT、DMPP与腐植酸配合的尿素处理降低玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率,不利于玉米产量的增加及肥料利用率的提高。在黑土玉米种植区,氮肥管理建议将腐植酸与CP结合制成新型高效稳定性增效尿素肥料施用,有利于玉米的增产及尿素肥料利用率的提高,避免将腐植酸与NBPT、DMPP配合使用。     

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。     

脲酶抑制剂NBPT对油菜生长及品质的影响

在盆栽条件下研究尿素中添加脲酶抑制剂NBPT为纯氮施入量的0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%时对油菜(Brassica campestris L.)生长和品质的影响。结果表明,添加NBPT能显著提高油菜生物产量28.3%～33.7%,降低植株体内硝酸盐累积量4.2%～32.6%,同时可不同程度提高植株全氮含量、吸氮量以及氮肥利用率。油菜Vc含量在NBPT1.0%用量时达到最高,吸氮量和氮肥利用率均在NBPT0.5%水平达到最佳,同时又未显著降低Vc和可溶性糖含量。因此,从经济效益考虑,推荐NBPT0.5%用量为本试验条件下的最佳用量。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响

[目的]在农业生产中,脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)与硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率。本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响。[方法]试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI),3次重复。脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl)thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP(3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐)。通过荧光定量PCR(Real-time PCR)研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳(DenaturingGradient Gel Electrophoresis,DGGE)分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析。[结果]1)荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2)DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌。[结论]在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田氨挥发的影响

采用密闭室间歇通气法和15N标记技术研究了尿素施入稻田后氨挥发损失特征以及脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)和硝化抑制剂(3, 4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)对稻田氨挥发损失的影响。结果表明,稻田施用尿素后第4天氨挥发速率达到峰值,氨挥发损失主要发生在施肥后21天内。与单施尿素处理相比,添加NBPT处理的氨挥发速率峰值降低27.04%,累积氨挥发损失量降低21.65%;NBPT与DMPP配施时,氨挥发速率峰值降低12.95%,累积氨挥发损失量降低13.58%;而添加DMPP时,氨挥发速率峰值增加23.61%,累积氨挥发损失量与单施尿素的差异不显著。相关性分析表明,地表水中铵态氮浓度和pH值与氨挥发速率均达极显著正相关,说明二者是影响氨挥发速率的主要因素,而气温、 地温和水温与氨挥发速率的相关性不显著。与单施尿素相比,添加脲酶抑制剂可显著增加稻谷产量。脲酶抑制剂与硝化抑制剂配合施用可更有效地提高氮肥的回收率。综合降低氨挥发、 提高水稻产量及地上部氮肥回收率的效果,添加脲酶抑制剂以及脲酶抑制剂与硝化抑制剂配施的两个处理效果较为理想,硝化抑制剂不宜单独添加。     

添加脲酶抑制剂NBPT对麦秆还田稻田氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮素损失的重要途径,为探明脲酶抑制剂NBPT对小麦秸秆还田稻田中氨挥发的影响,采用密闭室通气法,在太湖地区乌珊土上,研究了脲酶抑制剂n-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对小麦秸秆还田稻田中施肥后尿素水解和氨挥发动态变化的影响。结果表明:稻田氨挥发损失主要集中在基肥和分蘖肥时期。添加NBPT可明显延缓尿素水解,推迟田面水NH4+-N峰值出现的时间,并降低NH4+-N峰值,降低了田面水氨挥发速率和挥发量。NBPT的效果在基肥和分蘖肥施用后尤为明显,不加NBPT时施入的尿素在2~3 d内基本水解彻底,NH4+-N和氨挥发速率在第2 d即达到峰值,两次施肥后NH4+-N峰值分别为132.3 mg·L-1和66.3mg·L-1,氨挥发峰值为15.6 kg·hm-2·d-1和10.4 kg·hm-2·d-1;而添加NBPT后,NH4+-N峰值推迟至施肥后第4 d出现,NH4+-N峰值降至70.7 mg·L-1和51.6 mg·L-1,氨挥发峰值降至4.7 kg·hm-2·d-1和2.6 kg·hm-2·d-1。添加NBPT使稻田氨挥发损失总量从73.3 kg(N)·hm-2(占施氮量的24.4%)降低至34.5 kg(N)·hm-2(占施氮量的11.5%),降低53%。在添加小麦秸秆稻田中添加NBPT通过延缓尿素水解而显著降低了氨挥发损失。     

氮肥配施增效剂实现寒地水稻增产、提质与增效

研究氮肥增效剂对寒地水稻产量、品质及氮素利用的影响,旨在为制定合理的稻田氮素管理措施及增产、提质和增效策略提供科学依据。2017年和2018年在黑龙江省方正县设置田间试验,研究氮肥配施硝化抑制剂和脲酶抑制剂对水稻产量、品质、氮素利用和转化及经济收益的影响。结果表明:尿素配施硝化抑制剂CP和脲酶抑制剂NBPT(N+NI+UI)显著提高水稻产量,2017年较氮肥处理(N)水稻籽粒、秸秆和总生物量分别增产6.4%,4.9%和5.8%,2018年分别增产8.8%,7.2%和8.2%。施用氮肥增效剂可以提高寒地水稻碾磨品质、外观品质和营养品质,并促进水稻氮素吸收,提高氮肥利用效率。与N处理相比,N+NI+UI处理水稻氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力分别提高15.6%,19.1%和7.6%。CP和NBPT配施对氮素转化表现出明显的协同抑制效果,延迟和降低土壤NH4^+—N含量峰值,保持水稻生育期较高的NH4^+—N含量,延长了氮素供应时间。施用氮肥增效剂可使寒地水稻增收2499.08元/hm^2。可见,寒地水稻氮肥配施硝化抑制剂CP与脲酶抑制剂NBPT能够延长氮素释放周期,促进水稻氮素吸收,增加水稻产量,改善水稻品质,提高氮肥利用效率,增加经济效益。     

土壤温度和含水量互作对抑制剂抑制氮素转化效果的影响

为比较生化抑制剂组合对土壤氮素转化的抑制效果,揭示不同土壤温度和含水量互作对尿素水解抑制效应的影响。该文采用室内模拟培养方法,研究土壤含水量(60%和80%田间最大持水量,water holding capacity,WHC)和土壤温度(15、25和35℃)互作对生化抑制组合[N-丁基硫代磷酰三胺(N-(n-butyl)thiophosphoric triamide,NBPT)、N-丙基硫代磷酰三胺(N-(n-propyl)thiophosphoric triamide,NPPT)和2-氯-6(三氯甲基)吡啶(2-chloro-6(trichloromethyl)pyridine,CP)在黄泥田土壤中抑制氮素转化效果的影响。结果表明:土壤温度和含水量对生化抑制组合在黄泥田土壤中抑制尿素水解效应显著,以土壤温度影响更大。随着土壤温度增加,尿素水解转化增强,有效作用时间降低,硝化作用增强,脲酶和硝化抑制效应减弱;随着土壤含水量降低,尿素水解转化缓慢,有效作用时间延长,硝化作用减弱,脲酶和硝化抑制效应增强。不同土壤温度和含水量条件下,NBPT/NPPT或配施CP处理有效抑制黄泥田土壤脲酶活性,延缓尿素水解;CP或配施NBPT/NPPT处理有效抑制NH4+-N向NO_3~--N转化,保持土壤中较高NH_4~+-N含量长时间存在。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的土壤尿素水解抑制效果与NBPT相似。黄泥田土壤中生化抑制组合应用最佳的土壤温度和含水量分别为25℃和60%WHC。总之,针对不同土壤温度和含水量条件,在黄泥田土壤中应采用脲酶抑制剂与硝化抑制剂相结合的施肥方式。     

15N-Urea Efficiency in Maize as Influenced by Humic Substances and Urease Inhibitors Treatments

Urea treated with urease inhibitors (UI) in association with humic substances (HS) is expected to improve urea efficiency by reducing ammonia losses and also provide the benefits of HS such as improve nitrogen (N) recovery by plants. Ammonia volatilization (AV), ¹⁵N recovery efficiency in the soil (NRE) and ¹⁵N use efficiency (NUE) were evaluated in maize (Zea mays L.) in a greenhouse pot trial. Treatments consisted of ¹⁵N-urea treated with UI (0, 0.4% boron (B) +0.15% copper (Cu), 0.64% B, and NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide)) and three levels of HS (0%, 0.6%, and 1.2%). A control treatment (without N) was also included. N treatments were applied at V4 (vegetative leaf stage 4) on soil surface. HS was not efficient on AV reduction, NBPT had the greatest reduction in AV, and B had higher efficiency on AV reduction than Cu. At V8 (vegetative leaf stage 8), NBPT had the greatest NUE followed by B. At VT (tassel fully emerged), NUE from urea treated with NBPT reduced when increased levels of HS, and NBPT had the greatest NRE. UI in association with HS treated-urea does not reduce AV and it does not improve NUE by maize in vegetative stages.     

硝化和脲酶抑制剂对华北冬小麦-夏玉米轮作固碳减排效果评价

全面、准确分析重要农业管理措施对于农业固碳减排的影响特征,对于中国农业可持续发展具有重要意义。该文以华北平原冬小麦-夏玉米生产为对象,研究硝化/脲酶抑制剂对土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH4)排放、土壤有机碳和作物产量的影响;在此基础上利用土壤碳库排放法(soil based approach,SBA)、生物量排放法(crop based approach,CBA)和土壤生物量排放法(soilcrop based approach,SCBA)3种方法对农田净温室气体效应(net greenhouse gas warming potential,NGWP)进行评价。研究发现,相比只施尿素(U)处理,尿素+硝化抑制剂(NI)、尿素+脲酶抑制剂(UI)和尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(NIUI)均能增加粮食产量和降低净温室气体排放。用SCBA方法计算得到的农田温室气体净排放的潜力最大(15 704~17 860 kg/hm~2),CBA法次之(4 195~7 107 kg/hm~2),SBA法最低(-7 304~-6 599 kg/hm2)。由于3种方法的固碳单元不一样,评估结果差异较大、一致性差。SCBA方法更适于评价强调粮食生产条件下的农田净温室气体效应。增加作物籽粒和秸秆产量,降低化肥使用和减少灌溉量是提高当前华北平原农田温室气体系统净排放潜力的主要措施。