稻田氨挥发损失和水稻产量对不同水氮处理的响应

为了实现减少氨挥发带来的环境负效应和增加作物产量的目的,在典型的江汉平原稻作区,设计4种不同的水氮管理模式:1)U+CI(普通尿素+常规灌溉),对照(CK);2)US+SWD(普通尿素减氮20%+薄浅湿晒节水灌溉);3)CRU+CI(树脂包膜控释尿素+常规灌溉);4)CRUS+SWD(树脂包膜控释尿素减氮20%+薄浅湿晒节水灌溉),探究了减氮与节水灌溉搭配的条件下,控释尿素对稻田氨挥发损失和水稻产量的影响。结果表明:不同水氮处理间稻田土壤铵态氮浓度无显著差异,但在水稻不同生育期间差异显著,表现为返青期分蘖期、孕穗期、抽穗期成熟期;各水氮处理氨挥发最高峰出现在施肥后的1～3 d,其中CRU+CI的氨挥发速率最快,为N 1.46 kg·hm~(-2)·d~(-1)。在整个晚稻生长季,基肥期和分蘖期是氨挥发的主要时期;节水减氮搭配下,常规施肥稻田的氨挥发总量显著小于控释肥处理稻田的氨挥发总量。其中US+SWD分别比CRU+CI和CRUS+SWD氨挥发总量降低了21.3%和15.3%,损失率分别降低了0.9%和14.8%;其中U+CI的氨挥发总量分别比CRU+CI和CRUS+SWD的氨挥发总量降低了15.7%和9.4%,损失率分别降低了15.5%和27.3%。稻田氨挥发损失量与土壤铵态氮浓度显著正相关。相比U+CI(CK),CRU+CI的水稻产量和CRUS+SWD的水稻产量均显著增加,其中CRU+CI增加了17.4%,CRUS+SWD增加了11.0%,而两个处理之间的水稻产量没有显著差异。因此,综合增产效应和节能减排效应,CRUS+SWD是该区域目前最佳的水肥管理方式。     

不同氮肥施用对双季稻稻田氨挥发及其动力学特性的影响

通过田间小区试验,研究不同氮肥处理对双季稻稻田氨挥发及其动力学特性的影响。结果表明:增施氮肥处理与不施氮肥处理比较,增施氮肥促进双季稻稻田氨挥发,且早稻中普通尿素处理、等氮量控释氮肥处理均达显著差异水平,晚稻中除控释氮肥减氮30%处理外均差异显著;控释氮肥处理与普通尿素处理比较,控释氮肥处理双季稻氨挥发通量峰值低于普通尿素处理,且氨挥发损失量早稻控释氮肥处理比普通尿素处理低42.98%~54.26%,晚稻降低27.84%~35.27%;不同用量控释氮肥间比较,双季稻稻田氨挥发量随氮肥用量的增加而增加。动力学特性方面,与E1ovich方程相比抛物线扩散方程对稻田氨挥发累积量随时间变化的拟合效果更好。     

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。     

控释尿素配施黄腐酸对小麦产量及土壤养分供应的影响

【目的】 控释尿素可调控氮素缓慢释放使其与作物养分吸收速率基本同步,黄腐酸可调控土壤与肥料养分转化,两者均能显著提高肥料利用率,然而控释尿素配伍黄腐酸对小麦的协同增效研究鲜有报道。本文研究控释尿素配施黄腐酸对小麦产量和土壤肥力的影响,为其科学施用提供依据。 【方法】 以小麦 (Triticum aestivum L.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤。试验设不施氮 (CK)、尿素全量 (U)、尿素减量1/3(U2/3)、尿素全量及减量配施黄腐酸 (U + FA、U2/3 + FA)、控释尿素全量及减量 (CRU、CRU2/3)、控释尿素全量和减量配施黄腐酸 (CRU + FA、CRU2/3 + FA) 共9个处理。所有处理P₂O₅ 和K₂O施入量均为150 kg/hm2和75 kg/hm2,尿素全量处理为N 225 kg/hm2,黄腐酸处理黄腐酸用量为45 kg/hm2。控释尿素处理均为一次性基施,普通尿素处理于拔节期追施尿素,基追比为1∶1。于小麦苗期、返青期、拔节期、开花期和成熟期取0—20 cm土壤样品,测定土壤硝态氮、铵态氮含量,同时测定株高和叶片SPAD值,收获期调查了小麦产量和土壤养分含量。 【结果】 1) 控释尿素CRU、CRU2/3较等氮尿素U、U2/3处理产量平均显著增加7.3%,净收益显著提高24.9%;CRU2/3与处理U产量差异不显著;CRU + FA较CRU显著增产6.4%,净收益显著增加12.6%;与U2/3处理相比,U2/3 + FA显著增产10.6%;U + FA较U处理显著减产12.8%。2) 等氮条件下,CRU、CRU2/3处理与U、U2/3处理小麦株高、叶片SPAD值差异不显著,CRU + FA、CRU2/3 + FA与CRU、CRU2/3处理间差异均不显著。3) 拔节期,CRU、CRU2/3处理土壤硝态氮含量比等氮U、U2/3处理平均显著高出54.7%,CRU2/3处理与U处理差异不显著;配施黄腐酸处理U + FA、U2/3 + FA、CRU + FA、CRU2/3 + FA的土壤有效磷含量均呈现先降低后增加最后降低的趋势,拔节期CRU处理的土壤有效磷含量与U处理无显著差异,CRU2/3、U2/3 + FA的土壤有效磷含量较CRU处理显著提高了18.6% 和20.6%;拔节期U + FA、U2/3 + FA较等氮U、U2/3处理土壤pH平均显著降低了0.11个单位,其他时期U + FA和CRU + FA处理与等量单施化肥处理差异不显著。 【结论】 控释尿素配施黄腐酸可协同增效,满足小麦各生育期氮素需求,一次性基施显著提高小麦中后期土壤养分供应强度,显著提高了小麦产量、肥料利用率和净收益。      

控释尿素与常规尿素配施比例对甜玉米产量和氮肥利用的影响

【目的】研究在不同施氮水平下,控释尿素与普通尿素不同组配比例施用对甜玉米生长、产量及氮肥利用率的影响,为控释尿素在甜玉米生产上的推广应用提供参考。 【方法】2015 年在广东省博罗县和惠阳县以当地主栽品种华珍和粤甜 9 号开展田间试验。试验共设 7 个处理:不施氮 (CK);施尿素 N 360 kg /hm2 (U1);减施尿素 30% (252 kg/hm2,U2);40% 控释尿素,减氮 30% (252 kg/hm2,40% CRU1);40% 控释尿素,减氮 50% (180 kg/hm2,40% CRU2);60% 控释尿素,减氮 30% (252 kg/hm2,60% CRU1);60% 控释尿素,减氮 50% (N 180 kg /hm2,60% CRU2)。乳熟期采集甜玉米植株样品进行养分分析,每小区单独采收后记录产量和产量构成要素。 【结果】施氮显著提高甜玉米鲜苞产量 (P < 0.05)。且随着施氮量的增加,甜玉米鲜苞产量逐渐提高。U1 处理的鲜苞产量最高,其次是 60% CRU1 处理,40% CRU2 处理的鲜苞产量显著降低。60% CRU1 处理的甜玉米鲜苞产量与 U1 基本持平。在等氮条件下,甜玉米鲜苞产量表现为 60%CRU > 40% CRU > U,两地结果一致。施氮主要提高甜玉米穗长、穗粗和行粒数,显著提高甜玉米物质累积量和氮素吸收累积量 (P < 0.05),秸秆和籽粒的平均增幅分别为 55.1% 和 24.2%,95.0% 和 43.4%,秸秆增幅更大。甜玉米物质累积量和氮素吸收累积量随着施氮量的增加而提高;在等氮条件下,甜玉米物质累积量和氮素吸收累积量均表现为 60%CRU > 40% CRU > U,以 60%CRU 处理的氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥吸收利用率最高,其次是 40%CRU 处理,U 处理最低。不同施肥处理对氮肥生理利用率和氮收获指数没有影响。不同施肥处理对甜玉米维生素C和可溶糖含量没有影响。 【结论】控释尿素与普通尿素配施处理的甜玉米产量、物质累积量和氮素吸收累积量均优于常规施肥处理,且随着控释尿素配施比例的增加而增加。在甜玉米生产中,控释尿素与普通尿素配施可显著提高氮肥利用效率,是甜玉米化肥减施增效的有效途径。     

控释尿素减施对双季稻田径流氮素变化、损失及产量的影响

为了探究双季稻田典型自然降雨径流过程中氮(N)的输出特点,采用田间径流池法,通过长期田间定位试验,比较普通尿素(U)和控释尿素(CRU)减施稻田径流水中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)的动态变化及N素径流流失量和流失率。结果表明:稻田施肥初期出现N素径流峰值,是防控N素径流损失的关键时期。早、晚稻季生育期间施N处理径流水中以NH_4~+-N为主要形态,分别占TN径流损失量的64.5%~66.3%,61.0%~68.6%。早、晚稻季U处理径流水TN流失量(率)分别为5.6(2.2%),5.0(1.7%)kg/hm~2;CRU处理较U处理径流水TN流失量分别降低17.4%~34.1%,17.3%~37.7%;且随着N肥用量的减少,TN流失量(率)逐渐降低。受降雨强度的影响,早稻季N素径流损失较晚稻季高,且晚稻季CRU处理N素径流损失减排效果优于早稻季。早、晚稻季及连作周期CRU处理TN径流累计损失量和籽粒产量与施N量呈显著线性关系,随着N用量的增加而增加。总之,U处理显著提高径流水中N素浓度以及NH_4~+-N占TN的比例。CRU处理有效减缓N素释放速度,降低施肥初期N素径流损失量,实现增产;而CRU减施有利于进一步防控稻田N素流失风险,促进农业面源污染减排,且以减N 10%效果较好。     

紫云英与尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用率的影响

【目的】 了解化肥氮钾用量减少条件下不同比例紫云英与普通化肥尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用效率的影响,旨在为南方双季稻种植区制定科学减肥增效策略提供依据。 【方法】 通过连续 6 年定位田间小区试验,除对照不施肥外,试验的其他 5 个处理早稻施肥量均为 N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2,氮素以尿素、控释尿素、紫云英按处理比例配合和施用。分析了双季稻产量,植株氮、钾养分吸收积累、利用效率及土壤氮、钾养分含量。 【结果】 与 (CF100) 处理相比,早稻翻压紫云英鲜草 17145 kg/hm2 时,早、晚稻均减施氮 40%、减施钾 21% 条件下,氮肥采用尿素处理 (CF60 + A40) 或控释尿素处理 (CRU60 + A40) 以及早稻翻压紫云英鲜草 25715 kg/hm2,早、晚稻均减施 60% 氮、32% 钾条件下,氮肥采用控释尿素处理 (CRU40 + A60) 有利于早晚稻及全年产量的提高,其中以 CRU60 + A40 处理增产效果最佳。CF60 + A40 和 CRU60 + A40 处理早晚稻的稻谷、稻草和植株氮素及钾素积累量均较 CF100 提高,其中 CRU60 + A40 处理提高效果最明显。紫云英与尿素或控释尿素配施提高了早晚稻氮、钾养分利用效率,CF60 + A40、CF40 + A60、CRU60 + A40 和 CRU40 + A60 处理的氮肥和钾肥回收利用率、氮肥和钾肥农学效率以及氮肥和钾肥偏生产力均高于 CF100 处理。在紫云英替代和肥料等量施用条件下,施用控释尿素处理比施用尿素处理有利于提高养分利用效率。6 年 12 季水稻种植后,紫云英与尿素或控释尿素配施处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量均较 CF100 处理有所提高。 【结论】 综合考虑作物产量效应、养分高效利用及土壤肥力维持,在该区域双季稻种植体系中早稻可用紫云英替代 40% 氮肥、20% 钾肥,晚稻减施 40% 氮肥、20% 钾肥,氮肥品种采用控释尿素或尿素均可,采用控释尿素有进一步提高早稻紫云英的替代比例和晚稻氮钾肥减施比例潜力。      

实现黑土玉米高产和养分高效的控释氮肥与尿素掺混比例

  【目的】  控释氮肥与普通尿素配合施用是东北黑土区实现轻简化施肥的有效技术途径之一。研究控释氮肥与普通尿素适宜的掺混比例,以实现氮肥一次性施用获得高产高效和可持续利用。  【方法】  于2017—2019年在吉林省公主岭市,以玉米品种‘富民108’为试材,在施N 210 kg/hm2条件下,共设置6个普通尿素与控释氮肥掺混比例处理,分别为:10∶0 ( RU)、8∶2 (CRU20%)、6∶4 (CRU40%)、4∶6 (CRU60%)、2∶8 (CRU80%)、0∶10 (CRU100%),并以不施氮肥(N0)为对照。于玉米主要生育期调查植株生物量、氮含量和土壤无机氮含量,并于成熟期测定产量及其构成因素,计算作物氮积累量、氮素利用率和土壤?作物系统氮素平衡状况。  【结果】  控释氮肥与普通尿素掺混各处理玉米穗粒数和百粒重均高于RU处理,显著提高了玉米产量(P<0.05),其中以CRU60%处理增幅最高,3年平均产量提高了17.3%。与RU处理相比,控释氮肥与普通尿素掺混显著提高了玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量,增加了开花期至成熟期氮素积累及其占总生育期氮素积累比例,进而提高了玉米开花后氮素积累对籽粒氮的贡献率。控释氮肥与普通尿素掺混各处理氮素回收率、农学利用率和偏生产力均随控释氮肥比例的增加呈先增后减趋势,其中以CRU60%处理最高,较RU处理分别提高36.1%、66.9%和17.3%。土壤?作物系统氮素平衡状况表明,氮素表观损失量随控释氮肥比例的增加先降后升,以CRU60%处理氮素表观损失量最低,较RU处理降低了28.8%。将控释氮肥与普通尿素掺混比例与产量、氮素利用率、土壤无机氮含量和氮素表现损失量分别进行拟合,得出当控释氮肥的掺混比例为63.4%时,玉米理论产量最高,为11059 kg/hm2,相对应的氮素回收率为42.4%、农学利用率为17.1 kg/kg、偏生产力为53.2 kg/kg;土壤无机氮含量为20.8 mg/kg;3年累计氮素表观损失量为223.1 kg/hm2;其结果与得到最高产量处理(CRU60%)相对应的玉米产量、土壤无机氮含量和氮素利用率结果相近。以理论最佳控释氮肥比例的95%作为置信区间,求得适宜控释氮肥掺混比例为61%～67%。  【结论】  在东北黑土区,60%控释氮肥与40%普通尿素配合一次施用可提高玉米生育后期土壤无机氮供应能力,促进玉米氮素吸收,进而显著提高玉米产量和氮素利用率,并降低氮素损失量。     

界面阻隔材料对稻田产量、氮肥利用率和氨挥发排放的影响

氨挥发是稻田氮素损失的一个重要途径,有效控制稻田氨挥发对水稻增产减排具有重要意义。界面阻隔材料具有环境友好性和低成本的特点,可以作为一种截然不同的氨挥发减排方法。本研究比较分析了3种界面阻隔材料对水稻产量、氮肥利用率和氨挥发排放的影响,以期为水稻降本增效及减少环境污染提供技术支持。通过在稻田喷施表面分子膜材料和覆盖稻糠,比较了两种表面分子膜材料——聚乳酸(PLA)和卵磷脂(LEC)及稻糠(RB)施用后水稻产量及其构成、稻田田面水pH和铵态氮及硝态氮含量动态、稻田氨挥发及氮肥吸收利用的变化特征。结果表明, 3种界面阻隔材料均显著增加了水稻产量,与常规施肥对照(CKU,无添加界面阻隔材料)相比增幅分别为13.0%(RB)、21.0%(PLA)和24.1%(LEC)。增产主要是因为有效穗数的增加,其中RB和PLA处理与CKU处理差异达显著水平;每穗粒数和结实率均无显著差异。LEC处理显著提高了氮肥利用率(19.0%),但RB处理氮肥利用率显著低于CKU。与CKU处理相比,3种界面阻隔材料的添加减少12.3%～19.9%的氨挥发量。PLA处理氨挥发减排效果最佳,达显著水平;其次为LEC处理。氨挥发减排可能与界面阻隔材料添加导致的田面水pH、铵态氮浓度变化和土壤铵态氮含量的增加有关。与CKU处理相比,所有处理均增加了田面水铵态氮浓度,但同时降低了田面水pH,且在水稻分蘖期影响较明显。其中PLA处理还提高了土壤铵态氮含量。本研究表明,稻田施加界面阻隔材料是稻田氨挥发减排以及增产增效的另一种可行的技术途径。     

黄河上游灌区稻田氨挥发损失研究

采用密闭气室间歇式抽气法研究了黄河上游灌区不同施肥处理下稻田氨挥发损失特征。结果表明,在水稻全生育期不同施肥处理下稻田氨挥发量为N 27.6～94.1 kg/hm2,肥料氮损失率为16.4%～22.2%;不同施肥阶段氨挥发损失持续时间为10 d左右,氨挥发最大峰值均发生在施肥后2～3d;分蘖肥后氨挥发损失量最大,损失量占全生育期损失总量的27.1%～37.0%。温度、光照、pH值是黄河上游灌区氨挥发的主要影响因素,稻田田面水铵浓度与氨挥发呈显著线性正相关。稻田氨挥发损失量随氮肥施用量的增加而增加,与习惯施肥（N300）相比,减氮20%（N240）及有机肥和化肥配合施用（N240-1/2OM）均能有效减少稻田氨挥发损失,且这两个处理的水稻产量最高,是生态效益和经济效益双赢的最佳模式。     

控释氮肥与水溶肥配施减少设施土壤N2O排放的机理

【目的】控制N₂O排放是提高氮肥利用和环境效益的一个重要任务。在滴灌条件下,研究以控释氮肥替代尿素基施减少设施土壤N₂O排放的机制,并探讨减少氮肥投入的可能性。【方法】在大棚内布设小区试验,供试番茄品种为‘盛世辉煌’,氮肥40%基施,60%分3次随水滴灌追施。试验以不施氮肥为对照 (CK),设:常规化肥用量 (基施尿素,总N量440 kg/hm2,U);常规化肥用量减氮20% (基施尿素,总N量376 kg/hm2,–20%U);控释氮肥常规用量 (基施控释氮肥,总N量440 kg/hm2,CRU);控释氮肥常规用量减氮20% (基施控释氮肥,总N量376 kg/hm2,–20%CRU) 4个处理。施底肥后15天内每天取气体样1次;追肥后每2天取气体样1次,连续取样3次;其余时间间隔5～7天取气体样1次。静态箱–色谱法测定土壤N₂O排放通量;在定植后40、80和120天取土样测定土壤理化性质;用实时荧光定量PCR检测相关功能基因数量变化;收获后测产。【结果】控释氮肥与水溶肥配施导致基肥N₂O排放峰值出现时间从第8～13天延迟到第28～32天,并且显著降低了其N₂O排放峰值,所有处理追水溶肥后均在3～5天出现N₂O排放峰值,而控释氮肥与水溶肥配施降低了此阶段N₂O排放峰值。相同氮肥施用量条件下,控释氮肥与水溶肥配施显著降低了基肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,降低了追肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,显著降低了番茄生长季土壤NH₄+-N和NO₃?-N含量与微生物功能基因AOA amoA、AOB amoA和nirK数量,降低了nirS数量。与U处理相比,CRU处理增加番茄产量和经济效益,生长季土壤N₂O累积排放量减少了24.8%,差异显著,同时显著降低了N₂O排放强度;与–20%U处理相比,–20%CRU处理增加番茄产量和经济效益,N₂O累积排放量减少了22.1%,亦显著降低了N₂O排放强度 (P < 0.05)。【结论】在常规用氮量和减氮20%用量下,以缓释氮肥代替尿素基施,不仅可显著增加番茄的产量和效益,还显著推迟了番茄生长初期N₂O释放高峰的出现,减少了整个生育期N₂O的排放强度和累积排放量。其主要原因在于缓释氮肥有效控制了土壤中NH₄+-N和NO₃?-N含量的变化,进而减少了与硝化和反硝化相关的微生物数量。在使用缓释肥做基肥时,适当减少氮肥投入不会降低番茄的产量。     

基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH3和N2O排放

  【目的】  控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH₃和N₂O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案。  【方法】  在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N 400 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,90CRU) 。采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH₃和N₂O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异。  【结果】  U、90U处理基肥期土壤NH₃排放峰出现在基施后3～6天,追肥后峰值出现在施肥后3～5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9～11天出现,且其峰值显著降低。与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH₃排放通量和总量分别降低了11.0%和10.4%,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9%和27.6% (P< 0.05)。U、90U处理基肥期土壤N₂O 排放峰值出现在基施后7～9天,追肥后峰值出现在4～6天,而90CRU处理峰值出现在基施后14～17天,其峰值显著降低。施氮处理基肥期NH₃和N₂O排放峰值均高于追肥后。与U处理相比,90U处理土壤N₂O 排放通量和总量分别降低了11.1%和8.8%,90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了50.5%和23.2% (P<0.05)。与U处理相比,90CRU处理大白菜氮素利用率提高了5.7个百分点,产量和净经济效益分别增加了7.8%和8.0%,但差异不显著。相关分析表明,土壤温度和湿度与NH₃和N₂O排放通量成线性正相关关系,由于基肥期土壤温度和湿度高于追肥期,因此基肥期NH₃和N₂O排放通量高于追肥期。土壤脲酶活性与NH₃排放通量间呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低其活性而显著降低了NH₃排放通量;土壤NO₃–-N含量和功能基因AOB-amoA和nirK数量与N₂O排放通量呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低上述指标而显著降低了N₂O排放通量。  【结论】  控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH₃和N₂O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式。     

基于15N示踪的库尔勒香梨园氮素去向研究

【目的】研究库尔勒香梨对15N肥料的利用、转移规律,探讨肥料在土壤和树体之间的氮素循环过程。【方法】采用15N同位素示踪技术,以6年生库尔勒香梨为供试材料,在新疆维吾尔自治区库尔勒市恰尔巴格乡下和什巴格村5队进行田间微区试验,每株均匀施入普通尿素N 667 g与 15N-尿素N 10 g,其中60%在果树萌芽前施用,剩余40%在膨果前期追施。分析库尔勒香梨从萌芽前期至果实成熟期氮素利用、土壤氮素残留及氮素气态损失特征。【结果】1) 随着生育时期推移,库尔勒香梨树体的生长中心不断变换,盛花期至新梢旺长期,树体的生长由根转换为叶和根两个中心;在果实膨大期和果实成熟期,则转化为根、果实和叶三个中心。库尔勒香梨氮肥利用率随生育期的推进而不断提高,在果实成熟期达到最大为18.5%。2) 0—120 cm土壤剖面中NO₃?-N和NH₄+-N残留量随着土层深度的增加逐渐减少,0—60 cm土层残留量显著高于60—120 cm土层。随着生育期推移,土壤剖面中NO₃?-N和NH₄+-N残留率不断减小,在果实成熟期残留率最低,分别为13.9%和8.41%,无机氮残留率为22.31%。3) 土壤氮素损失中,氨挥发和N₂O排放量仅为总损失量的4.19%,其中主要以氨挥发为主。【结论】氮肥回收率随生育期的推进 (除果实膨大期) 不断减小,于果实成熟期达到最小为41.0%;损失率与回收率趋势相反,在果实成熟期损失率高达59.0%。萌芽前期至果实成熟期氮肥去向表现为氮肥损失 > 土壤残留 > 树体吸收。     

施氮方式与添加脲酶/硝化抑制剂对稻季NH3挥发和N2O排放的影响

【目的】分析施肥方式及添加脲酶/硝化抑制剂对稻田NH₃挥发和N₂O排放的影响,基于稻田NH₃和N₂O减排的效果评价优化施肥措施的可行性。【方法】在太湖地区开展为期两年的稻季田间小区试验,供试脲酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂为对羟基苯丙酸甲酯(MHPP),用量为施氮量的1%。设置6个处理：1)不施氮肥对照(CK);2)表施尿素N 300 kg/hm² (当地常规施肥,CN);3)表施尿素N 225 kg/hm²(RNB);4)尿素N 225 kg/hm²,50%表施,50%深施(RND);5)表施尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP(RNB+DI);6)尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP,50%表施,50%深施(RND+DI)。每次施肥后两周内,用密闭式抽气法监测稻田NH₃挥发,在水稻生育期内用静态箱—气相色谱法监测稻田N...     

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。     

聚脲甲醛缓释肥对太湖稻麦轮作体系氨挥发及产量的影响

【目的】 通过研究尿素和聚脲甲醛缓释肥 (MU) 对太湖地区稻麦轮作体系氨挥发、氮肥利用率及产量的影响,为新型缓释肥料的推广和降低农田氨挥发损失提供理论依据。 【方法】 田间小区试验在江苏苏州进行,种植制度为水稻小麦轮作,供试聚脲甲醛缓释氮肥有两个,MU70 (含氮量39%) 和MU50 (含氮量40%),供试土壤为潜育型水稻土。除对照外,施氮量稻季为N 270 kg/hm2,麦季为N 190 kg/hm2。以施用普通尿素为对照,试验共设6个处理,分别为100%MU50 (单施缓释肥)、100%MU70、50%MU50 (缓释肥配施尿素)、50%MU70、当地常规 (U) 和对照 (CK)。各处理中缓释肥全部用于基施,尿素分三次追施。施肥后的第二天采用密闭室间歇通气—稀硫酸吸收法测定田间氨挥发通量。收获期测产,计算各处理的经济收益。 【结果】 氨挥发主要发生在稻季,稻季施用MU可降低稻田的氨挥发损失,表现为100%MU50≈100%MU70 < 50%MU50≈50%MU70 < U。相比U处理,单施MU可导致水稻减产,而MU配施尿素可保证产量,50%MU50和50%MU70的产量比U处理分别提高了5.7%和3.2%;麦季单施MU处理的氨挥发和产量均显著低于U处理,50%MU50和U处理的氨挥发和产量无明显差异,而50%MU70处理的氨挥发损失高于U处理。稻季和麦季的MU与尿素配施处理的氮肥利用率均高于U处理的,而单施MU处理的氮肥利用率均显著低于U处理的,其中不同的是,稻季50%MU50处理的氮肥利用率比U处理显著提高了8.1%;麦季50%MU70处理的氮肥利用率比U处理的显著提高3%。 【结论】 综合考虑农学和环境效益,稻麦轮作体系50%MU50的总净收入是30259元/hm2,相比U处理 (30168元/hm2) 差异不大,但前者显著降低了氨挥发损失,提高了氮肥利用率。因此,MU50和尿素1∶1配施模式值得在太湖地区推广应用。      

不同降雨年份控释尿素与普通尿素配施对夏玉米产量、氮素利用及经济效益的影响

  【目的】  在干旱和正常降雨年份，比较控释尿素与普通尿素不同配施比例对玉米产量和经济效益的影响，为夏玉米养分科学管理提供依据。  【方法】  试验于2017—2018年在河南省禹州市顺店镇进行，该地2017年6—9月降雨量为210.9 mm，属少雨干旱年份；2018年6—9月，降雨量为533.9 mm，属降雨正常年份。试验设置控释尿素 (N 45%) 与普通尿素 (N 46%) 的配比分别为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5，施氮量均为N180 kg/hm2。于拔节期、大喇叭口期、开花期、乳熟期、成熟期取植株样品，测定植株全氮含量；于成熟期，测定玉米产量同时测试土壤无机氮含量。  【结果】  不同降雨年份玉米产量差异显著，相同处理下干旱年份 (2017) 与降雨正常年份 (2018) 相比玉米减产36.5%～53.4%。在降雨正常年份，与仅施普通尿素相比，控释尿素与普通尿素以4:6配比的玉米产量提高10.1%，经济效益提高15.8%。在干旱年份，与仅施普通尿素处理相比，控释尿素与普通尿素配施处理的玉米产量有所下降，其中CRU4显著减产22.9%，经济效益降低56.7%，当控释尿素与普通尿素比例为4∶6时减产幅度达到最大，经济效益也最低。相同配施处理下，在降雨正常年份玉米花后氮素累积比干旱年份增长108.0%～1175.7%，氮肥偏生产力增长57.4%～114.6%。在干旱年份，控释尿素与普通尿素配施处理的表层土壤硝态氮含量比降雨正常年份高52.3%～131.9%。在降雨正常年份，控释尿素与普通尿素配施处理土壤表层 (0—30 cm) 硝态氮含量均高于仅施普通尿素的处理。  【结论】  与正常降雨年份相比，干旱可导致玉米减产36.5%～53.4%，植株干物质累积量、氮素累积量、氮肥偏生产力均有所降低，土壤硝态氮残留量升高52.3%～131.9%。正常降雨量下，控释尿素与普通尿素配施能够提高玉米氮素累积量和经济效益，控释尿素与普通尿素在3∶7的配比下能获得最佳经济效益。     

长期施肥对稻田土壤微生物群落结构及氮循环功能微生物数量的影响

  【目的】   稻田是陆生生态系统中重要的氮库之一，在氮素生物地球化学循环中具有重要地位。研究不同施肥处理对稻田土壤微生物群落结构及其功能的影响具有重要意义。   【方法】   田间试验位于江苏省金坛市，在取样时试验已进行了6年。施肥处理包括:不施肥对照 (CK)、施化肥 (CF)、化肥+猪粪混施 (CMF)、化肥+秸秆混施 (CSF)。采用高通量测序和定量PCR方法测定稻田土壤微生物群落结构及氮循环相关功能微生物数量。   【结果】   在施用肥料6年后，土壤全碳、可溶性有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量均不同程度地提高。与CF相比，CSF和CMF处理土壤pH升高，全碳、可溶性有机碳与养分含量升高。CK与施肥处理的土壤细菌群落结构差异明显，不同施肥处理的细菌群落结构之间有明显差别。聚类结果显示，CK与CMF处理细菌群落聚类更接近，CF处理和CSF处理细菌群落结构更为接近；与CK相比，CF、CMF、CSF处理土壤中氨氧化细菌 (AOB) 和铁氨氧化微生物Feammox A6的丰度显著提高，其中Feammox A6分别增长87.6%、158%和157%。冗余分析结果表明，施肥过程及其对土壤化学性质的改变显著影响土壤细菌群落的组成和分布。   【结论】   施肥导致的反应底物 (NH₄+、NO₃–含量) 及土壤理化性质的差异，是土壤微生物群落结构和功能微生物数量响应的主要决定因素。不施肥与化肥配施猪粪的土壤细菌群落聚类更接近，施化肥与化肥配施秸秆的细菌群落结构更为接近。施肥对氨氧化细菌AOA数量影响不明显，但显著提高氨氧化古菌AOB和厌氧铁氨氧化功能微生物Feammox A6的数量，特别是有机肥 (猪粪、秸秆) 提高Feammox A6数量的效果大于化肥。长期单施化肥土壤中厌氧氨氧化细菌丰度显著降低，反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高；化肥配施猪粪土壤中的厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显，反硝化功能基因narG、nirK、nosZ丰度显著增高；化肥配施秸秆处理厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显，反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高。     

不同施氮量对紫色土大白菜季产量和氨挥发的影响

【目的】 研究紫色土丘陵区水稻–大白菜轮作模式下,大白菜季产量、氨挥发损失通量及影响因素,可为四川省紫色土丘陵区农业面源污染防治提供技术支撑。 【方法】 以大白菜为试材进行了田间试验。结合当地农民的施肥习惯,设定了6个施氮肥水平,施氮量依次为N 0、112.5、150、187.5、225、300 kg/hm2,氮肥均等量分为基肥和追肥,分两次施用。采用密闭室连续通气法对大白菜地进行田间原位氨挥发测定。测定在基肥和追肥施用之后的第1天开始,上午9:00—10:00,下午16:00—17:00进行测定,连续测定14 d(降雨停止测定),直至检测不到氨挥发。成熟期调查大白菜产量和全氮含量。 【结果】 大白菜季施氮总量从0增加至300 kg/hm2时,单季氨挥发损失总量由 2.27 kg/hm2增加至22.72 kg/hm2。基肥和追肥施氮量分别从0增加到150 kg/hm2时,基肥后氨挥发总量的变化范围为1.08 kg/hm2到23.58 kg/hm2,显著高于等量追肥后的氨挥发总量 (0.21～2.83 kg/hm2),这与基肥施用时期温度高于追肥施用时期的温度有关。随施氮量增加,大白菜产量增加,但从N 187.5 kg/hm2增加至300 kg/hm2时,大白菜产量增加不显著;氨挥发总量随施氮量增加而增加,但150 kg/hm2与187.5 kg/hm2处理差异不显著,187.5 kg/hm2与225 kg/hm2、300 kg/hm2处理之间差异显著。 【结论】 大白菜季氨挥发主要集中在施肥之后的两周之内,施肥量和温度是影响大白菜季氨挥发的主要因素。综合考虑产量和单季氨挥发损失总量等因素,施氮肥量为N 187.5 kg/hm2时,大白菜的产量和环境效益最佳。