不同氮肥形态的氨挥发损失比较

利用从德国引进的农田土壤氨挥发风洞法测定系统,对不同N肥形态的肥料进行对比实验。结果表明,在相同施N量条件下,硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵的氨挥发损失分别比尿素减少22.5%、3.2%和8.3%,不同N肥的氨挥发损失差异很大。相同条件下,尿素的氨挥发损失为25.7%,添加DMPP后氨挥发损失为27.6%;硫硝酸铵的氨挥发损失为18.6%,添加DMPP后为20.6%;添加DMPP对尿素和硫硝酸铵的氨挥发影响不显著。     

施氮方式及测定方法对紫色土夏玉米氨挥发的影响

以川中丘陵区紫色土为对象，研究了撒施尿素添加脲酶抑制剂及尿素深施对夏玉米季氨挥发的减排效果，为合理施肥和减少农田氨排放提供依据；同时，对比风洞法和密闭室连续抽气法测定氨挥发的结果，为准确定量农田氨挥发提供方法依据。设置5个施氮方式处理，分别为：不施氮（CK）；农民传统施氮———雨后撒施尿素（BC）；撒施添加有Limus（德国BASF公司新开发的脲酶抑制剂）的尿素（BC+Limus）；尿素一次性条施（Band1）；尿素分两次条施（Band2）。除不施氮处理外，其他处理施氮量均为150 kg·hm-2，各处理采用密闭室连续抽气法测定氨挥发。另外，选取农民传统施氮处理用风洞法测定氨挥发，以研究不同测定方法对氨挥发损失量的影响。结果表明：紫色土夏玉米季农民传统的施氮方式氨挥发损失率可高于40%，而处理BC+Limus、Band1、Band2的氨挥发损失率分别为4.8%、3.8%、1.3%，分别比处理BC减少了90%、92%和97%的氨挥发损失，均具有很好的减排效果。密闭室连续抽气法测定氨挥发量稍高于风洞法，氨挥发损失率分别为48.4%和41.9%，但差异不显著。     

田间土壤氨挥发的原位测定——通气法

本研究设计了原位测定田间土壤氨挥发的一种通气法 ,并通过回收率试验和田间试验进行了验证。结果表明 ,和传统的密闭法相比 ,通气法不仅结构简单 ,操作简便 ,而且测定结果的准确度和精确度高 ,回收率为 99.51% ,变异系数仅为 0.77% ;由通气法测定的田间不同施肥小区氨挥发的平均速率和总量分别介于N 0.07～0.87kghm-2d-1和N 2.93～35.69kghm-2,明显高于密闭法。可见 ,通气法更适于田间土壤氨挥发的原位测定。     

施肥培肥措施对春玉米农田土壤氨挥发的影响

采用通气法进行不同秸秆还田方式、施肥时期和方法对春玉米农田土壤氨挥发影响的研究。结果表明,秸秆还田同秋季耕翻深施肥结合,可以大幅度减少春玉米农田土壤氨挥发损失。试验测定期间,春施肥各处理的田间土壤氨挥发总量较大且处理间有明显差异,特别是秸秆直接还田春施肥处理(S3)氨挥发量最高,达30.36kg/hm2,较不施肥处理多挥发26.91kg/hm2,田间氨挥发损失占到施N肥总量的17.94%;秋施肥各处理的田间土壤氨挥发总量介于5.57~6.92kg/hm2间,田间氨挥发损失仅占施N肥总量的0.28%~1.18%,各处理间差异甚微,氨挥发损失总量极低。春施肥同秋施肥处理间比较,田间土壤氨挥发总量也存在明显差异,以秸秆覆盖间(S2、A2)差异最小,为2.65kg/hm2,以秸秆直接还田间(S3、A3)差异最大,为25.58kg/hm2,氨挥发损失增加了1.77%~17.06%。     

川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作氨挥发研究

大气中过量的氨会造成诸多环境问题并危害人类健康。我国农田氮肥施用后的氨挥发是一个重要的氨排放源。紫色土的土壤性质以及该区的气候条件导致其氨挥发潜力较大。与其他集约化农作区相比,该区农田氨挥发研究相对较少。本文探讨了川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系氨挥发情况,为开展陆地生态系统大气碳氮气体交换研究提供基础数据,同时也为氨排放清单的编制及农田氨减排措施研究提供依据。选取川中紫色土丘陵区典型的坡耕地作为研究对象,采用风洞法研究了紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系的氨挥发动态过程。每次试验设置1个施肥处理,3次重复。风速、风向、大气温湿度、土壤温湿度等气象数据由试验田微型气象站获取。每隔2~3 d采集土壤样品用以测定土壤NH4+-N含量。两年的田间试验结果表明,受氮肥深施及低温的影响,冬小麦季氨挥发损失率明显低于夏玉米季;2013年和2014年冬小麦季氨挥发损失率分别为7.4%和8.8%;2013年夏玉米季三叶期氮肥撒施的氨挥发速率为34.1%;2014年夏玉米季三叶期氮肥条施覆土降低了氨挥发损失,损失率为21.4%;2014年夏玉米季十叶期出现极端干旱的气候条件,撒施氮肥后立即灌水使氨挥发损失率高达46.6%,这是由于干旱条件下施肥灌水提供了利于氨挥发的土壤水分条件。因此在极端干旱的气候条件下,应避免采用此施肥方式。综合分析两年的数据可得:紫色土冬小麦季氨挥发损失占施氮量的(8.1±1.0)%,夏玉米氨挥发损失占施氮量的(32.8±1.8)%。     

基施氮肥对麦田冬前氨挥发损失的影响

通过田间原位测定农田氨挥发的方法，研究了京郊不同基施氮肥水平的麦田冬前土壤氨挥发情况及其时间变化规律。结果表明，麦田土壤氨挥发主要发生在施肥后1~2周内，以施肥后连续采样14 d的氨挥发累积量作为小麦冬前氨挥发总排放量，高施氮量处理的氨挥发总量大于低施氮量处理的氨挥发总量，50~400 kg·hm-2不同施肥水平下土壤的氨挥发总量（N）为1.83~14.29 kg·hm-2，占施氮量的2.04%~6.74%。温度回升也导致了氨挥发量小范围升高。     

三峡库区农田氨挥发及其消减措施研究进展

从分析农田氨挥发的机理入手,在分析国内外氨挥发研究现状的背景下,综述了三峡库区农田氨挥发受气候、土壤理化性质、田间管理措施等因素的影响程度及其消减措施的研究进展,提出了应将农田氨挥发作为库区气态氮损失的研究重点,同时在研究方法、时空尺度、地域特殊影响因素,以及消减措施等方面进行更深入的探索。     

CO2浓度升高对稻麦轮作农田氨挥发的影响

氨挥发不仅造成农田氮素损失,还加剧了大气灰霾污染。二氧化碳(CO₂)浓度升高和气候变化对农田氨挥发的影响尚不清楚。采用OTC(Open-Top Chamber,开顶式气室)模拟研究CO₂浓度渐升和骤升200 mg/L对南方稻麦轮作农田氨挥发的影响,探明在21世纪末CO₂浓度背景下农田氨挥发的响应特征。本研究分别设置CK对照组、T1渐增组和T2骤增组,通气式氨气捕获法测定农田氨挥发,并比较各处理之间的差异。试验结果表明:(1)两年田间试验后,在CO₂浓度升高下,小麦田累积氨挥发为7.87 kg/hm²,水稻田累积氨挥发为80.38 kg/hm²,小麦季氨挥发量较少,全年氨挥发量主要由水稻季贡献。(2)小麦季氨挥发持续时间较长,峰值出现与降水情况有关;水稻季氨挥发峰值出现在施肥后1～4 d,随后下降,氨挥发持续时间较短,两周之后降至背景值。(3)本试验影响氨挥发的主要因素是气温、降水和土壤铵态氮含量。(4)2018年冬小麦、2019年水稻、2019年冬小麦和2020年水稻的农田氨挥发量各处理之间均无明显差异。由此推论,到21世纪末,无论CO₂浓度渐升或骤升200 mg/L,均对稻麦轮作农田氨挥发无明显影响。     

鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统，研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响。结果表明，施肥方式显著影响鸡粪氨挥发，试验期间在田间裸地24000kg·hm^-2施肥量下，表施的累积氨挥发氮损失为19．8％，而表施后立即深翻5-9cm，氨挥发损失为3．3％；不同施肥量下，24000kg·hm^-2之比12000kg·hm^-2和8000kg·hm^-2的氨挥发损失分别减少2．1％和4．9％，但统计差异不显著；锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用，未添加锯末处理的氨挥发损失为19．5％，而添加锯末处理的氨挥发损失为21．1％；过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著，未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31．8％，而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21．9％，比未添加降低了31．1％。     

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.     

基于文献分析的北方冬麦田氨挥发特性

中国北方地区是冬小麦-夏玉米种植体系的主要集约化农业区,过去30多年间化学氮肥投入量大和肥料利用率低的现象较为普遍,氨挥发等农业面源污染严重,需要对冬小麦生长过程中的氨挥发规律及测定方法等进行系统研究。该研究对1980年至2018年的华北平原冬小麦氨挥发文献进行研究总结,采用回归方程和T检验等统计学方法分析了不同施氮水平、施肥时期和测定方法对冬小麦氨挥发的影响。研究发现,随着化肥施氮量的增加,冬小麦氨挥发累积量呈现指数函数增加趋势(y=2.64e0.006 6x),净氨挥发量呈现幂函数增加特征(y=0.004 8x1.358 9)。不考虑激发效应的净氨挥发量比考虑激发效应的高估约21.8%。冬小麦生产中,基追比为1∶1的情况下,基肥期氨挥发量显著高于追肥期氨挥发量(P<0.05),占整个生育期氨挥发量分别为58.7%和41.3%。在180 kg/hm2氮肥水平时,海绵吸收法与真空抽气法测定的氨挥发数量无显著性差异。冬小麦季的氨挥发控制,应该重点通过优化氮肥施用数量,主要在基肥期进行控制。田间生产中,采用海绵吸收法和真空抽气法监测氨挥发应考虑不同施肥水平下的高估。     

Nitrogen Loss from Paddy Field with Different Water and Nitrogen Managements in Taihu Lake Region of China

High rates of nitrogen (N) fertilizer were applied to a paddy field in the Taihu Lake region of China to maximize crop production. Excessive N input has resulted in serious agricultural nonpoint pollution. Water and N management are two important approaches to regulating N loss from paddy fields. This study aimed to determine N losses through ammonia volatilization, runoff, and leaching from a paddy field during the rice-growing season in Taihu Lake region. Field experiments with two water and two N managements were conducted. The N exported to the environment through ammonia volatilization, runoff, and leaching from the paddy field was 37.2 kg N ha^?1 to 102 kg N ha^?1, with ammonia volatilization accounting for 69.6% to 83.5% of N loss. Ammonium and dissolved organic N significantly contributed to N loss through runoff and leaching. Controlled irrigation and site-specific N management (CS) significantly decreased N losses through ammonia volatilization, runoff, and leaching. Compared with the N and irrigation water inputs in traditional water and N management, those generated by controlled irrigation and site-specific N management were reduced by 34.6% to 43.0% and 59.2% to 63.3%, respectively. Moreover, the reduction in N and water input in the CS paddy field enabled the maintenance of high rice yield; it significantly increased N use efficiency by 15.1% to 34.9% and decreased the N exported to the environment by ammonia volatilization, runoff, and leaching by 53.1% to 56.1%. Therefore, the joint application of controlled irrigation and site-specific N management efficiently reduces agricultural nonpoint pollution through N loss from paddy fields.     

Stability of stored N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) treated urea-based fertilizers

ABSTRACT

The effectiveness of N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) in reducing ammonia volatilization from urea-based fertilizers has been thoroughly investigated. However, the stability of this inhibitor during storage of NBPT treated urea and urea ammonium nitrate (UAN) needs further investigation. We compared ammonia volatilization from NBPT treated urea (360 mg NBPT kg^?1 urea) and UAN (180 mg NBPT L^?1 UAN) that were stored at room temperature for 6, 3 and 0 months. We measured ammonia volatilization with cylindrical chambers fitted with acid-charged discs at five times for 21 d. Total ammonia volatilization (measured as a % of applied nitrogen) was significantly greater in untreated urea and UAN (32% to 33%) than those in NBPT treated urea and UAN (6% to 12%). Reduction of ammonia volatilization was not significantly different among NBPT treated urea (73% to 81%) and UAN (63% to 73%) irrespective of storage time. This implies that farmers can mix their urea-based fertilizers with NBPT formulation 6 months prior to fertilization without compromising the ammonia volatilization reducing property of the NBPT.     

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。     

交替灌溉施肥对夏玉米土壤氨挥发的影响

为了解交替灌溉施肥条件下土壤氮素平衡过程，提高氮肥利用率，采用密闭法研究了夏玉米农田土壤氨挥发速率和挥发量。结果表明：夏玉米拔节期追肥灌水后，不同处理的氨挥发速率峰值（1.68～3.97 kg/hm2×d）出现在第2天，而后迅速下降并进入低挥发阶段；抽雄期追肥灌水后，水肥异区交替灌溉施肥处理的氨挥发速率呈现上下波动变化；玉米拔节期追肥灌水的氨挥发量和损失率远远小于抽雄期。在灌水量350 m3/hm2、施肥量256.08 kg/hm2时的氨挥发量最低。与常规灌水施肥处理相比，水肥异区交替灌溉施肥处理可明显减少氨挥发损失。     

Evaluation of Ammonia Recovery from a Laboratory Static Diffusion Chamber System

Ammoniacal fertilizers are susceptible to ammonia (NH₃) volatilization, and multiple methods have been introduced to quantify loss. Methods to quantify differences in NH₃ loss are important for evaluating the effectiveness of treatments. Recent research hypothesized that opening chamber enclosures resulted in nitrogen (N) loss (16–30%). Thus, the recovery efficiency of static diffusion chambers used in laboratory experiments was investigated. Chambers with a sand–calcium carbonate (CaCO₃) mixture received ammonium-N (NH₄-N) solutions. Three time intervals were used to determine if variation in enclosure opening influenced recovery. Acid trap percent recovery and a mass balance approach were used. No differences in cumulative NH₃ volatilization were measured from either acid traps or using a mass balance approach. No differences were measured in percent recovery based on N application rate, sample interval, or their interaction, and mean percent N recovery was 99.0%. Thus, diffusion chambers can be reliably used to measure differences in NH₃ volatilization.     

水氮调控对设施土壤氨挥发特征的影响

基于连续6年设施番茄水氮调控定位试验,采用高分辨激光光谱法观测分析灌水下限(土壤水吸力为W_1:25 kPa、W_2:35 kPa、W_3:45 kPa)和施氮量(N_1:75 kg N/hm~2、N_2:300 kg N/hm~2、N_3:525 kg N/hm~2)对设施土壤氨挥发通量、累积挥发量、番茄产量及单产累积排放量的影响。结果表明:灌水下限、施氮量及两者交互作用极显著的影响设施土壤氨挥发通量峰值、累积挥发量、单产氨挥发累积量、氨挥发损失率和番茄产量。氨挥发通量表现为施氮后6～8天氨挥发达到峰值。经验S模型可以较好地表征基肥和追肥2个时期氨挥发累积量随时间的变化,氨挥发特征参数表现为基肥期以灌水下限和水氮交互影响为主,追肥期以施氮量和水氮交互影响为主。与基肥相比,采用滴灌追肥可显著的降低氨挥发累积量94.78%～96.30%。受土壤pH和土壤NH_4~+-N含量及施肥带比例影响,氨挥发的氮损失率在0～2%。施氮量为300 kg N/hm~2和灌水下限25 kPa组合的水氮处理(W_1N_2)是协调氨挥发量和设施番茄产量的最佳水氮管理模式。     

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。     

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。