不同施氮量对稻田氨挥发的影响及阈值探究

以浙江嘉兴地区水稻(明珠2号,晚稻)为研究对象,在稻田原状土柱渗漏池条件下研究施氮量与水稻产量及氨挥发损失关系,进一步构建基于环境和粮食安全的氮肥投入阈值。结果表明,水稻籽粒产量随施氮量变化符合二元一次方程,从粮食安全和经济效益考虑,最佳施氮量为252.80 kg hm-2,稻田体系氮肥利用率随施氮量增加线性递减,氮损失随施氮量增加递增,不同处理下氮素损失比例达15.31%~66.32%;稻田氨挥发主要集中在施肥后的7天内,施肥后1~2 d便迅速达到峰值,随后迅速降低,低温降雨会延迟氨挥发峰值的出现,基肥期氨挥发量远高于穗肥期,氨挥发总量随施氮量的增加呈指数增长,施氮量217.73 kg hm-2为氨挥发量拐点;基于粮食安全、经济效益和以氨挥发为指标的环境安全的多重考虑,在仅施用尿素配施有机肥条件下,浙江嘉兴地区氮肥投入阈值推荐量为217.73~252.80 kg hm-2。     

嘉兴地区稻田氨挥发及其影响因素的研究

氨挥发是稻田氮损失的重要途径之一,掌握氨挥发规律及主要影响因素对于氮损失的评估及调控具有重要意义。为揭示嘉兴地区稻田氨挥发主要发生规律,采用间歇密闭式抽气法,研究了不同施肥期、化学施氮量及有机肥施用、田面水NH+4-N浓度等因素对该地区2013年稻田氨挥发速率的影响。结果表明,基肥期各施肥处理下的氨挥发速率逐日降低,氨挥发主要发生在施肥后前5 d,温度骤降和降雨是造成穗肥期氨挥发速率出现波动性的主要原因,氨挥发速率均小于N 5 kg·hm-2·d-1,较基肥期有明显下降;施氮量与氨挥发总量具有显著的线性正相关性,不同施肥处理下的氨挥发比例为17%~28%,N225+M处理对应的氨挥发总量发生跃增,且氨挥发比例最高,增施干鸡粪对氨挥发的促进作用不大。从氮肥高效利用及低损耗的角度出发,本试验中尿素氮肥施用量应低于N 225 kg·hm-2,加强水氮协调也是降低稻田氮素损失的重要手段之一。     

黑土氮肥氨挥发损失特征研究

采用密闭室法测定土壤氨挥发通量.进而计算施入土壤中氮肥的氨挥发损失量,研究了东北黑土区不同作物镲施氮量和施肥深度下氮肥的氨挥发.结果表明,施用尿素促进了农田氨挥发损失,并随施肥量的增加而增加,当表施氮量30 g/m2时,氨挥发损失率达21.68%,在相同施氮量的条件下,随施肥深度的增加而减少,当施肥深度为9cm,施氮量30 g/m2时,氨挥发损失率仅达2.49%.氨挥发损失氮量与施氮量(＞ 0)呈抛物线性关系.推荐东北黑土区种植大豆优化施肥深度在3 cm以下;而玉米基肥优化施肥在6 cm以下,追肥施肥深度在3 cm以下.     

太湖地区冬小麦季土壤氨挥发与一氧化氮排放研究

采用密闭室连续抽气法和静态箱法同步研究了太湖地区冬小麦季田间小区试验中不同施氮处理的氨挥发与一氧化氮（NO）排放的规律。结果表明,麦季氨挥发主要发生在施肥后 7～10d,以基肥期挥发量最大,为NH3-N 0.49～9.36 kg/hm2,占整个麦季观测期间挥发量的60.4%～74.7 %;NO的排放则主要发生在施用基肥后的30d 内,量虽小但持续时间较长,排放速率为NO-N 0.009～0.304 mg/(m2.h),该时期总损失量为NO-N 0.68～1.23 kg/hm2,约占整个麦季观测期排放量的 93%。氨挥发和 NO 排放均随施氮量的增加而增加。各施氮处理麦季观测期的氨挥发总损失量为NH3-N 7.6～12.6 kg/hm2,损失率4.62%～5.26%;NO排放总量为NO-N 0.73～1.3 kg/hm2,损失率0.27%～0.41%。研究结果对综合评价太湖地区麦季氮肥的气态损失及其环境效应、指导合理施肥都具有重要意义。     

基于不同监测方法的太湖地区稻田基蘖肥期氨排放研究

稻田施用化学氮肥易产生氨挥发损失,目前我国稻田氨排放研究尚缺乏不同监测方法的同步对比研究,这影响到对稻田氨排放的科学评价以及稻田氮肥的合理施用。在太湖地区水稻基肥和分蘖肥施用后同时采用微气象学法(IHF)、密闭室抽气法和通气法对稻田氨排放进行监测研究。结果表明,采用三种方法监测的氨排放变化趋势大体一致,基肥施用后峰值出现在施肥后第3～4天,分蘖肥施用后峰值出现在施肥后第2天,两次施肥后氨排放持续时间均为1周左右。基肥施用后采用微气象学法、密闭室抽气法和通气法监测的氨排放峰值分别为8.8、11.3和3.2kg·hm~(-2)·d~(-1)(以N计,下同),氨排放量分别为34.6、38.2和12.9kg·hm~(-2),占基肥施氮量的32.0%、35.4%和11.9%;分蘖肥施用后三种方法监测的峰值分别为12.5、7.7和5.3kg·hm~(-2)·d~(-1),氨排放量分别为26.7、16.8和11.8kg·hm~(-2),占分蘖肥施氮量的33.0%、20.7%和14.6%。三种方法之间具有良好的相关性。综合基肥和分蘖肥期氨排放总量,密闭室抽气法与微气象学法结果接近,通气法低估了氨排放量。密闭室抽气法可用于监测稻田基蘖肥施用后的氨排放,须保证监测期间的换气次数及抽气流量,并确保施肥后试验区田埂保水保肥。     

减氮条件下砂壤质潮土区小麦–玉米轮作体系氨挥发特征及排放系数

  【目的】  氮肥施用量影响农田氨挥发量和氮肥利用效率。研究减量施氮后土壤的氨挥发特征及排放系数,为科学评估化肥减施对环境的影响提供依据。  【方法】  选取华北砂壤质潮土农田,进行小麦–玉米轮作周年土壤氨挥发监测研究。试验包括不施氮磷钾化肥 (CK)、常规施氮肥 (N)、优化施肥 (OPT)、减量优化 (LOPT) 和优化加有机肥 (mOPT) 5个施肥处理。小麦季常规、优化和减量优化处理施氮量分别为315、225和135 kg/hm2,玉米季分别为330、240和150 kg/hm2。试验采用密闭海绵法,在小麦、玉米基肥和追肥后,定期取样测定不同处理的氨挥发量,并计算氨排放系数。  【结果】  不同施氮量下,供试农田玉米季土壤氨挥发总量在12.8～20.4 kg/hm2,占总施氮量的5.9%～8.5%;小麦季氨挥发总量在6.8～12.0 kg/hm2,占总施氮量的3.3%～5.0%,玉米季氨总挥发量明显高于小麦季。4个施氮处理相比,N和LOPT处理的氨排放系数较高,小麦季分别为3.8%和5.0%,玉米季分别为6.2%和8.5%,而OPT和mOPT处理的氨排放系数相对较低,小麦季分别为3.6%和3.3%,玉米季均为5.9%。除此之外,OPT和mOPT处理小麦和玉米产量显著高于N和LOPT处理(P<0.05),说明过量或过少施氮不利于砂壤质潮土作物产量的提高,适当添加有机肥不仅增产还可以降低氨挥发量。对不同施氮量进行拟合,发现潮土小麦和玉米季常规施氮量处理的氨挥发量在施肥后均呈极显著指数增加趋势 (P<0.01)。  【结论】  华北砂壤质潮土区小麦–玉米轮作体系中,玉米追肥期的氨挥发量高于基肥期,小麦基肥期的氨挥发量高于追肥期,玉米季的总氨挥发量高于小麦季。优化氮肥施用不论是否配合有机肥,均可显著降低小麦季和玉米季的氨挥发量和氨排放系数,提高两季作物的产量,而过量减施氮肥虽然减少了氨挥发量,但大大增加了氨排放系数。     

华北平原中部夏玉米农田不同施氮水平氨挥发规律

以华北平原中部地区潮土为对象,研究了撒施不同水平尿素对夏玉米季氨挥发的影响,为合理施用氮肥和减少农田氨挥发损失提供依据。结合当地农民种植与施氮习惯,试验设置8个施氮水平,分别为0(N0)、50(N1)、100(N2)、150(N3)、200(N4)、250(N5)、300(N6)、400(N7)kg·hm~(-2),利用田间试验原位测定-密闭室连续抽气法测定氨挥发。结果表明,夏玉米种植体系在施入氮肥后发生了明显的氨挥发,且氨挥发主要发生在施肥后5 d内,在施肥后1～3 d出现氨挥发速率峰值,基肥与追肥后氨挥发通量最大分别达到N 2.35、5.30 kg·hm~(-2)·d~(-1),基肥期氨挥发量在N 3.76～9.82 kg·hm~(-2),追肥期氨挥发量在N 5.79～27.29 kg·hm~(-2)。在整个夏玉米生长期间,氨挥发量随着氮肥施用量的增加而增加。施氮量为200 kg·hm~(-2)条件下,氨挥发量相对较低,夏玉米产量为10 721.87 kg·hm~(-2),高于其他施氮水平处理的玉米产量。可见,合理的氮肥用量能够兼顾产量和生态环境,京郊夏玉米田间土壤在200 kg·hm~(-2)的氮肥水平下,玉米产量最高且氨挥发损失较低。     

春秋季红壤旱地氨挥发对氮施用量、气象因子的响应

通过红壤旱地种植牧草马唐和蔬菜冬萝卜轮作试验,研究了在春秋二季红壤旱地氨挥发对不同施氮量和气象因子的响应。结果表明,红壤旱地春季牧草实验,氮肥处理N90、N160和N230,氨挥发持续10~17d,在施肥后6~8d达到峰值,峰值(扣除对照N0)分别为N0.11、0.57和1.84kghm-2d-1。秋季氮肥处理N70、N130、N190和N250以基肥和以水带肥追施(基/追比为7∶3)氨挥发持续时间均为10~11d,基肥氨挥发峰值(扣除对照N0)分别为N0.02、0.05、0.06kghm-2d-1和0.09kghm-2d-1;追肥氨挥发峰值(扣除对照N0)分别为N0.05、0.22、0.38kghm-2d-1和0.72kghm-2d-1。不同施氮处理,春季累计氨挥发量为N0.67~5.16kghm-2,占施入肥料N的0.74%~2.24%;秋季累计氨挥发量为N0.37~3.04kghm-2,占施入肥料N的1.31%~3.69%。红壤旱地春秋二季氨挥发量(y)均随施N量(x)的提高而指数递增,其关系式分别为:y=0.1576e0.0146x和y=0.1826e0.0112x。显著性检验表明,春秋两季不同施氮量处理之间,土壤氨挥发量及挥发通量差异均达到显著水平。春秋二季基肥氨挥发总量和通量均与气温、气压、蒸发量和土温等环境气象因子有较好的相关性(p<0.05)。     

优化施肥条件下华北冬小麦/夏玉米轮作体系的土壤氨挥发

采用密闭室间歇通气法研究优化施肥条件下华北冬小麦/夏玉米体系的土壤氨挥发损失。结果表明,肥料氮素氨挥发损失主要发生在施肥后的14 d 内, 冬小麦和夏玉米两个生长季氨挥发损失总量及其损失率均表现出随施氮量的降低而降低,玉米季氨挥发损失高于小麦季。习惯施肥小麦季和玉米季氨挥发总量是氮肥减量后移的2.28和2.03倍,而氮肥减量后移处理的小麦和玉米产量显著高于习惯施肥。氮肥后移可节省氮肥30%,是降低氨挥发损失的理想施肥方式。     

长期有机无机肥配施对冬小麦籽粒产量及氨挥发损失的影响

【目的】黄淮海地区作为华北平原重要的农业生产区,氮肥投入量大、利用率低的现象较为普遍,氮肥损失和农业面源污染严重。本研究在长期肥料定位试验基础上,连续多年监测不同施肥处理下冬小麦田氮素挥发损失量及其规律,探讨减少黄淮海地区麦田氨挥发的有效施肥方式,为提高冬小麦产量及肥料利用效率提供科学依据。 【方法】2011～2015 年利用水肥渗漏研究池进行试验,以石麦 15 (SM15) 为材料,以不施氮肥 (CK) 为对照处理,在同等施氮量下设置单施尿素 (U)、单施牛粪 (M) 和尿素牛粪 1∶1 配施 (U + M) 3 种氮肥配比处理,随机区组设计。采用通气法连续 4 年原位监测不同施肥处理下小麦氨挥发损失量、小麦籽粒产量及氮肥利用率。 【结果】2011～2015 年氨挥发损失量年际间变化较大,最大变幅可达 19.69 kg/hm2,年际间施肥后氨挥发速率变化规律趋势相似。不同施肥处理对土壤氨挥发有显著影响,冬小麦季氨挥发主要发生在施肥后 15 d 内,拔节期追肥的氨挥发速率显著高于播种期施用基肥。四年间氨挥发损失量平均达 7.26～42.40 kg/hm2,与不施氮肥相比,施氮处理的氨挥发损失量升高 1.40～4.84 倍,表明施用氮肥显著促进土壤氨挥发;施氮处理的氮肥损失率以 U 处理最高,达到 19.5%,M 处理最低,为 5.7%,U + M 处理为 12.3%,介于两处理之间,U + M 处理和 M 处理的氮肥损失率较 U 处理四年平均分别降低了 37.0% 和 71.1%,表明单施有机肥或有机无机肥配施可显著抑制氨挥发损失。2011～2015 年各施肥处理冬小麦产量均以 U + M 处理最高,达 9461.5 kg/hm2,较 U 和 M 处理分别增产 6.8% 和 9.1%。各处理的冬小麦籽粒吸氮量、地上部吸氮量同样以 U + M 处理最大,较 U 和 M 处理分别提高 7.1%、12.6% 和 5.4%、12.9%。U + M 处理的氮肥利用率在四年均最高,达 41.96%,较 U 和 M 处理分别提高 16.5%～19.6% 和 38.6%～58.7%。 【结论】综合籽粒产量及氮素利用效率,有机无机肥配施比单施化肥能显著降低氨挥发损失,提高籽粒产量和氮肥利用率,有利于实现冬小麦高产与肥料高效的协同,可作为黄淮海区域小麦生产中的增产增效的优化施肥方式。     

不同施肥方式下砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发特征及排放系数

土壤类型对于农田氨挥发影响较大，而关于砂姜黑土农田氨挥发特征及排放系数研究相对较少，不利于区域性农田土壤氨排放清单的准确评估。基于此，选取豫南典型砂姜黑土为研究对象，设置不施肥（CK）、传统施肥（TR）、优化施肥（OPT）、再优化施肥（ZOPT）和缓控肥（HK）5种施肥处理，利用密闭海绵法，探究砂姜黑土农田不同施肥方式下冬小麦-夏玉米轮作土壤氨挥发特征，并尝试确定氨排放系数。结果表明：砂姜黑土传统施肥条件下冬小麦季土壤氨挥发量为11.1 kg·hm^-2，夏玉米季氨挥发量为13.4 kg·hm^-2，说明夏玉米季是砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨的高排放时期。对比不同处理的氨挥发量，发现ZOPT和HK处理冬小麦季和夏玉米季的氨挥发量显著低于其他处理（P<0.05），其次为OPT处理，TR处理的氨挥发量最高。HK处理的氨排放系数最低，其中冬小麦季和夏玉米季分别为1.7%和1.5%，显著低于其他处理（P<0.05）；其次为ZOPT和OPT处理，其氨排放系数冬小麦季分别为2.1%和2.6%，夏玉米季分别为2.6%和3.6%；TR处理的氨排放系数最高，冬小麦季和夏玉米季分别为3.6%和4.7%。不同施肥处理氨挥发量与施肥量的拟合结果表明，随施肥量增加，冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发显示出较强的线性增长趋势，其中夏玉米季和冬小麦季的R²分别为0.934和0.931，说明该区域砂姜黑土传统施肥量的氨挥发未出现明显的激发性增长现象。本研究结果可为砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮肥利用率的提高和氮排放清单的估算提供依据。     

不同氮肥类型和用量对小麦产量和加工品质的影响

  【目的】   分析不同用量有机肥氮和化肥氮对小麦籽粒产量和品质的影响,为提升小麦品质提供科学施肥依据。   【方法】   不同氮肥类型长期定位试验位于山东陵县,始于2006年。肥料分为有机肥氮和化肥氮两大类,用量均设定为0、60、120、180、240、300、360、420、500、600 kg/hm2。2018年取样测定小麦产量和籽粒品质指标,运用多元统计分析方法评价了长期施用不同量有机肥氮和化肥氮对济麦22产量和品质的影响。   【结果】   氮肥类型对小麦籽粒容重、出粉率两个磨粉品质指标无显著影响,氮肥用量对籽粒容重、出粉率影响显著,施氮量越高,容重越低,出粉率越高。氮肥类型和用量对营养品质和加工品质影响显著。施氮量低于300 kg/hm2时,有机肥氮处理小麦的蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、面团吸水率、面团形成时间均小于化肥氮处理;施氮量高于300 kg/hm2,有机肥氮和化肥氮处理的小麦品质指标差异较小。相关性分析表明,蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值与大多数品质指标存在显著的相关性。主成分分析表明,蛋白质含量因子对品质变异的贡献率为57%,显著大于其他主成分因子。品质指标综合分析表明,无论有机肥氮还是化肥氮,施氮量越大品质综合得分越高,相同施氮量下化肥氮处理小麦的品质综合得分大于有机肥氮处理,且施氮量越大差距越小。综合产量和籽粒品质的聚类分析表明,19个施肥处理可分为4类:第一类为不施氮和施有机肥氮60 kg/hm2 处理,为低产低质型;第二类为有机肥氮120 kg/hm2和化肥氮60 kg/hm2处理,为低产中质型;第三类为有机肥氮180、240 kg/hm2和化肥氮120 kg/hm2处理,为中产中质型;第四类为有机肥氮 ≥ 300 kg/hm2和化肥氮 ≥ 180 kg/hm2的处理,为高产高质型。   【结论】   氮肥类型对小麦籽粒产量和品质的影响与用量有关,有机肥氮低于300 kg/hm2或化肥氮低于180 kg/hm2,产量和品质均较差,且有机肥氮处理的小麦产量和籽粒品质低于化肥氮处理,有机肥氮用量 ≥ 300 kg/hm2或化肥氮用量 ≥ 180 kg/hm2时,可确保高产优质。     

不同施氮量和施氮方式对稻田氨挥发损失的影响

采用密闭室法研究苏南地区稻麦轮作体系中,不同施N量和施N方式对水稻和小麦生育期氨挥发损失的影响。结果表明,优化施肥能明显降低稻-麦轮作系统中的氨挥发损失,在整个稻麦轮作体系中,优化和习惯的氨挥发损失占N肥施用量的百分比分别为7．05％±1.37％和9．81％±0．38％。稻季与麦季的氨挥发损失差异显著。稻季氨挥发损失量与N肥施用量呈乘幂关系上升,麦季则呈正的线性关系。水稻施肥后氨挥发持续的时间短,主要发生在施肥后1周以内,麦季持续时间较长,在施肥后10天左右。稻季和麦季的基肥阶段是主要的氨挥发时期,占各自氨挥发损失N的50％左右。     

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。     

常规灌溉条件下施氮对温室土壤氨挥发的影响

为明确温室土壤的氨挥发特征,探讨适宜的减量施氮措施对氨挥发损失量及黄瓜产量的影响,在常规灌溉条件下设置了3个施氮（尿素）处理,采用通气法测定了冬春季黄瓜地中的氨挥发速率。结果表明：温室土壤在氮肥基施后7 d出现氨挥发速率峰值,但在氮肥追施后,施肥带与非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1 d与第5 d出现,氨挥发速率的峰值比氮肥基施时下降了8.6%～46.3%,施肥带的累积氨挥发量是非施肥带的0.91～1.54倍。冬春季黄瓜地的氨挥发损失量为16.7～26.6 kg/hm2,其中减施氮25%处理N900（900 kg/hm2）与减施氮50%处理N600（600 kg/hm2）与习惯施氮处理N1200（1 200 kg/hm2）相比,氨挥发损失量分别降低了22.1%和37.2%。而2 a黄瓜产量的平均值以处理N600（600 kg/hm2）最高,比处理N1200（1 200 kg/hm2）增加了6.52%。综合考虑氨挥发损失量、黄瓜产量及施氮量,在河北省的温室冬春季黄瓜生产中,比农民习惯氮用量（1 200 kg/hm2）减少25%～50%的措施是可行的。     

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。     

节水灌溉稻田氨挥发损失及影响因素

为了揭示节水灌溉稻田氨挥发特征,开展了不同灌溉模式稻田氨挥发损失的田间试验,分析了节水灌溉稻田氨挥发速率季节变化规律与稻季氨挥发损失量,以及稻田氨挥发速率与影响因素之间的相互关系。结果表明,控制灌溉稻田氨挥发速率与淹水灌溉稻田变化规律基本一致,且在分蘖肥引起氨挥发出现峰值后的大部分时间里都要低于淹水灌溉;控制灌溉与淹水灌溉稻田稻季氨挥发损失总量（以纯氮计）分别为125.27 kg/hm2和145.64 kg/hm2,分别占稻季施氮量的31.06%和36.11%。除了受施肥影响外,稻田氨挥发还与田面水（表层土壤水）铵态氮浓度、空气温度、风速、日照时数及空气湿度等有密切关系。与淹水灌溉相比,控制灌溉减少了稻田氨挥发损失。