紫云英还田对单季稻田氨挥发的影响

为探究紫云英还田对单季稻田氨挥发损失的影响,以我国南方单季稻-紫云英种植模式为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮(CK)、尿素单施(N)、尿素与紫云英配施(NM)3个处理,研究紫云英还田对南方单季稻田NH_3挥发动态特征的影响。结果表明,N和NM的氨挥发通量在氮肥施用后第3天达到峰值(分别为10.8 kg·hm~(-2)·d-1和9.27 kg·hm~(-2)·d-1),之后迅速下降。在整个监测期间,氨挥发累积量分别为93.4 kg·hm~(-2)和79.8 kg·hm~(-2),分别占氮素施用量的25.7%和21.9%。田面水中铵态氮含量和pH值以及分蘖期土壤中羟胺还原酶活性与氨挥发速率或累积量呈显著线性正相关关系。与N相比,NM显著降低表面水中铵态氮含量以及水稻分蘖期土壤中羟胺还原酶活性(37.8%),最终显著降低外源氮素NH_3挥发累积量和挥发系数(14.6%和14.8%)。综上,NM可有效减少单季稻田外源氮素NH_3挥发损失,从而提高氮素养分利用率,降低氮素养分的环境风险。本研究结果为紫云英在缓解模式内氮肥气态损失,提高氮素当季利用率提供了理论依据。     

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。     

优化施氮下稻-麦轮作体系氮肥氨挥发损失研究

采用密闭室连续通气法研究了优化施氮下湖北稻-麦轮作体系农田氨挥发损失。结果表明,肥料氮素氨挥发损失量随施肥量增加而增加。施肥处理小麦季氨挥发损失量为N 11.37~17.05 kg/hm2,肥料氮氨挥发损失率为4.75%5~.43%,氨挥发峰值大约发生在施肥后的第35~d,肥料氨挥发过程持续71~0 d;水稻季氨挥发损失量为N32.506~2.82 kg/hm2,肥料氮氨挥发损失率为8.24%1~9.38%,氨挥发峰值大约发生在施肥后的第23~d,氨挥发过程持续57~d。水稻季和小麦季氨挥发之间差异显著,整个稻-麦轮作体系氨挥发主要发生在水稻季,约占整个轮作体系的74.08%7~8.65%。同习惯施氮相比,基于作物阶段氮素吸收增加追肥比例和施肥次数的优化施氮能有效减少肥料氮的氨挥发损失。     

太湖地区不同轮作模式下的稻田氮素平衡研究

采用田间微区15N示踪,研究了太湖地区稻田不同轮作模式(紫云英-水稻轮作、休闲-水稻轮作、小麦-水稻轮作)和施氮水平(0、120 kg·hm?2、240 kg·hm?2、300 kg·hm?2)下水稻对氮肥的吸收利用效率及土壤氮素残留特征。结果表明,水稻吸收的氮素来自肥料的比例为20.9%~49.6%,休闲-水稻轮作模式下水稻产量的获得更加依赖无机氮肥的大量投入。当季水稻对肥料氮的利用率为25.0%~41.5%,肥料氮的土壤残留率为13.4%~24.6%,其中90%以上的土壤残留肥料氮集中在0~20 cm土层,在土壤剖面中的残留率随土层深度增加而迅速降低,30~40 cm土层的肥料残留量仅占氮肥施用量的0.2%~0.7%。紫云英?水稻轮作和休闲?水稻轮作模式下氮肥利用率和土壤残留率均在施氮240 kg·hm?2时达到最大值,其氮肥利用率显著高于小麦?水稻轮作55.6%和66.0%。稻季施氮240 kg·hm?2时,小麦-水稻轮作模式下的氮肥利用率、土壤残留率以及总回收率显著最低,损失率显著最大;紫云英?水稻轮作模式下的氮肥损失率最小,分别小于休闲?水稻轮作和小麦-水稻轮作13.9%、39.2%。不同轮作模式下,水稻籽粒产量随施氮量的增加而增加,稻季施氮240 kg·hm?2时,紫云英?水稻轮作下水稻籽粒产量显著高于休闲?水稻轮作和小麦?水稻轮作,小麦?水稻轮作籽粒产量虽略高于休闲?水稻轮作,但没有达到显著水平。本研究认为,选择紫云英还田配施氮肥240 kg·hm?2,既可以保证水稻氮肥利用率而获得高产,又能减少氮肥损失而带来的环境风险,是一种值得在当地大力推广的耕作制度。     

江淮丘陵区不同氮肥管理模式下稻田氨挥发损失特征研究

为了探索减少江淮丘陵区稻田氨挥发损失和提高其氮肥利用率的途径,采用密闭室连续抽取法,研究了不同氮肥管理模式对稻田氨挥发损失特征和氮肥利用率的影响。结果表明,整个稻季,氨挥发损失率以分蘖肥期最高,基肥期次之,穗肥期最低。较常规施肥(CN),缓释尿素与普通尿素配施(CRU)处理稻季氨挥发损失总量和损失率分别降低了26.23%和4.52%,氮肥利用率提高了6.07%;各施肥处理的氨挥发量与同期田面水中的铵态氮浓度呈线性正相关。综合分析,缓释尿素与普通尿素配施既能减少氨挥发损失,又能获得较高的经济效益,在江淮丘陵区具有推广应用价值。     

稻田养萍模式下不同施氮量对稻田氨挥发及红萍生物固氮作用的影响

红萍对水体铵态氮浓度较为敏感，稻田放养红萍模式下，红萍的生物固氮作用及其抑制氨挥发的作用对不同施氮量的响应未知。红萍为水生蕨藻共生体，具有很强的生物固氮能力。红萍可作为优质绿肥放养于稻田，以替代部分化学氮肥，起到节能减排的效应。为明确稻田养萍模式下不同施氮量对红萍生物固氮作用和田间氨挥发的影响，采用盆栽试验设置了0、75、150、225、300kg/hm²共5个施氮(以纯N量计)水平，监测了稻田放养红萍和水稻单种各处理的氨挥发量、生物固氮速率和水稻产量。结果表明：(1)同一施氮水平下，稻田放养红萍可显著降低氨挥发日通量峰值及氨挥发总量。在施氮量为225 kg/hm²时，稻田放养红萍对氨挥发总量的抑制作用最大，与水稻单种相比，抑制幅度可达83.2%。(2)红萍的生物固氮速率及固氮总量与施氮量呈线性负相关关系，随施氮量的增加，固氮速率和固氮量逐渐降低，施氮量300 kg/hm²并放养红萍处理得到的固氮速率及总量同不施氮肥不养萍处理之间无显著差异。(3)与不养萍处理相比，放养红萍组各处理的水稻产量都明显增加，其中施氮量为225...     

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。     

施氮水平对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量及群落结构的影响

通过对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量和群落结构多样性进行研究,揭示不同施氮水平对稻田土壤微生物的影响,以期为促进稻田土壤养分管理提供依据。以湖南省8年定位田间试验稻田土壤为对象,试验处理以冬闲水稻田不施氮肥为对照(CK),设置冬种紫云英还田条件下水稻季三个施氮肥水平分别为不施氮肥(0 kg N·hm~(-2),CN_0)、施中水平氮肥(100 kg N·hm~(-2),CN_(100))、施高水平氮肥(200 kg N·hm~(-2),CN_(200))。采用荧光定量PCR和Illumina MiSeq高通量测序平台分别研究了不同处理下稻田土壤的总细菌数量和群落结构。结果表明:稻田土壤总细菌数量为1.25×10~8～8.47×10~9拷贝数·g-1干土;处理间物种多样性指数(Shannon和Simpson)和物种丰富度指数(Ace和Chao)均存在显著性差异;16S rRNA基因在门水平分类下3个主要类群是变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae),分别占总OTU比例的42.22%～54.54%、8.56%～20.73%、10.98%～15.08%;CN100土壤样品中变形菌门的相对丰度低于CN_(200)、CN_0和CK,绿弯菌门的相对丰度分别为CN_(200)、CN_0和CK的2.26、1.58倍和1.17倍。相关性分析表明,土壤细菌16S rRNA基因拷贝数与铵态氮含量呈显著正相关。影响土壤细菌菌群结构的因子分析结果表明,土壤细菌与土壤pH值、铵态氮、硝态氮存在密切相关性。研究表明,在冬种紫云英还田条件下施加氮肥可以显著改变湖南省双季稻区土壤微生物数量与结构。     

不同施氮量及施氮方式对水稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

施用缓控释氮肥是降低稻田土壤氨挥发损失的常用措施之一。将缓控释氮肥与速效氮肥配施,可以解决水稻对氮素的需求与降低氮素损失之间的矛盾。在保证水稻产量的前提下,以减少稻田氨挥发损失、提高氮肥利用效率以及降低环境污染为目的,采用大田裂区试验的方法,设置不施氮肥和施氮量分别为60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)kg·hm-2 5个施氮水平,以及氮肥一次性施用(SF)及氮肥一基二追(TF)2种施肥方式,研究不同氮肥用量及运筹模式对水稻田氨挥发、氮肥利用率以及水稻产量的影响:结果表明,氮肥施用方式和施氮量对水稻田氨挥发损失量影响显著,同一施氮方式下,稻田土壤氨挥发损失量随着施氮量增加而增加,SF各处理氨挥发损失量为14.46～23.74 kg·hm-2,TF各处理的氨挥发损失量则为23.3～47.74 kg·hm-2,SF氨挥发损失量比TF降低37.9%～50.3%;氮肥施用方式显著影响氮肥表观利用率和氮肥偏生产力,SF和TF的最大氮肥表观利用率均出现在N180,分别为50.02%和38.68%;低施氮量(N60)和高施氮量(N240)时,TF氮肥偏生产力高于SF,而施氮量为120(N120)kg·hm-2、180(N180)kg·hm-2时,SF比TF氮肥偏生产力分别高出3.32和5.58 kg·kg-1;施氮量极显著影响水稻的氮素吸收量和氮肥农学利用率;SF和TF的最高产量分别出现在N180和N240,且SF高于TF,两者相差465.3 kg·hm-2。缓控释氮肥与速效氮肥配施一次性施肥可以有效降低稻田氨挥发损失,同时提升氮肥表观利用率和偏生产力,且能在施氮量较低的情况下获得较高产量,在水稻氮肥管理上具有应用价值。     

紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响

为综合评价紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响,筛选紫云英等量翻压条件下,较适宜的施氮水平,以冬闲常规施氮[150 kg(N)?hm~(-2)]处理为对照,在翻压紫云英22 500 kg·hm~(-2)条件下,设置90 kg(N)·hm~(-2)、120 kg(N)·hm~(-2)、150 kg(N)·hm~(-2)和180 kg(N)·hm~(-2) 4个施氮水平,研究紫云英和施氮量对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响。结果表明:紫云英与氮肥配施各处理的干物质积累量均高于对照,其中紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)的干物质积累量最多,分别达9.65 t?hm~(-2)和9.97 t?hm~(-2),比对照分别增加11.18%和14.86%。各处理在水稻播种—分蘖期及抽穗—灌浆期干物质积累量较大,占成熟期干物质量的19.26%~24.77%和45.23%~52.75%,这两个生育阶段是干物质主要积累时期。紫云英与氮肥配施各处理的氮素积累量均高于对照,增幅为6.95%~18.68%。氮素干物质生产效率和氮收获指数均以紫云英配施90 kg(N)·hm~(-2)处理最高,比其他处理分别增加3.94%~14.08%和6.65%~14.90%。紫云英配施氮肥有利于提高早稻的干物质积累量和氮素利用率,其中以紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)效果较优,可实现减氮增效目的,是较理想的施肥模式。     

华北平原氮肥周年深施对冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氨挥发的影响

氮肥深施能有效减少土壤氨挥发，然而目前国内外关于小麦-玉米轮作体系氮肥深施缺乏周年系统性研究。本试验于2018年10月—2019年10月在中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田进行，利用动态箱法研究不同深施模式氨挥发损失率、氨挥发特征，旨在探讨冬小麦-夏玉米轮作体系下土壤氨排放对氮肥深施的响应，为减少农业源氨排放和优化农田施肥提供理论依据。试验设置5个处理：不施肥（CK）、常规肥料表施（T₁）、缓释肥表施（T₂）、缓释肥基追肥分层深施（T₃）、缓释肥一次性分层深施（T₄）。结果表明：氨挥发主要发生在玉米追肥季，占全年氨挥发量的84.84%；T₁、T₂、T₃和T₄处理的周年氨挥发累积量分别为22.75 kg·hm^-2、6.17 kg·hm^-2、2.25 kg·hm^-2和0.55 kg·hm^-2，分别占总施肥量的4.86%、1.32%、0.48%和0.13%。与常规肥料表施（T₁）相比，缓释肥处理（T₂、T₃和T₄）分别降低72.88%、90.11%和97.32%的氨挥发损失；一次性深施处理（T₄）能避开土壤氨高挥发期，周年氨挥发累积量与不施肥处理（0.43 kg·hm^-2）没有显著差异，且显著低于表施处理。CK、T₁、T₂、T₃和T₄全年产量分别为8.31 t·hm^-2、13.20 t·hm^-2、12.66 t·hm^-2、14.42 t·hm^-2和14.22 t·hm^-2；与常规肥料表施（T₁）相比，缓释肥深施（T₃和T₄）均可提高作物产量，分别增产9.25%和7.75%。而缓释肥表施（T₂）产量略有降低。综合考虑土壤氨排放和作物产量，缓释肥表施（T₂）可以显著降低土壤氨挥发，但是作物产量不稳定；而氮肥深施（T₃、T₄）能在保证作物高产的基础上显著降低土壤氨排放，是一种高效、简便、环境友好的施肥方式。     

不同水稻种植模式对氮磷流失特征的影响

过量施用化肥造成的氮、磷流失已成为农业面源污染的主要污染源。为探究不同种植模式对氮、磷流失的影响,采用大田试验,研究比较了常规种植、绿色蛙稻和有机蛙稻3种水稻种植模式下稻田生态系统的田面水氮、磷浓度特征规律,以及径流、渗漏的氮、磷流失特征和产量差异。结果表明,3种水稻种植模式中,田面水总氮(TN)平均浓度为:常规种植绿色蛙稻有机蛙稻,分别为18.87 mg-L-1、8.98 mg-L-1和8.20 mg-L-1。与常规种植模式相比,绿色蛙稻模式和有机蛙稻模式在整个水稻季中的TN总流失负荷分别减少15.27%和25.76%。径流流失负荷为:绿色蛙稻常规种植有机蛙稻,氮的主要形态为铵态氮(NH4+-N);渗漏流失负荷为:常规种植绿色蛙稻有机蛙稻,氮的形态以硝态氮(NO3--N)为主。田面水总磷(TP)平均浓度为:有机蛙稻绿色蛙稻常规种植,分别为0.82 mg-L-1、0.64 mg-L-1和0.37mg-L-1。总磷(TP)总流失负荷为:有机蛙稻绿色蛙稻常规种植,总流失负荷占施磷量的比例为:绿色蛙稻常规种植有机蛙稻,并且以溶解性磷(DP)为主。3种模式下水稻产量为:常规种植有机蛙稻绿色蛙稻,与常规种植模式相比,绿色蛙稻模式和有机蛙稻模式分别减产19.33%和8.51%。研究结果表明,有机蛙稻和绿色蛙稻模式能够有效地控制水稻田中氮、磷流失,但会造成水稻减产。由于有机蛙稻模式要求种、养条件更高,因此有机蛙稻模式下的产品往往品质最好,经济效益最高。     

我国北方立体种养殖稻田氮素利用率研究

针对目前我国北方地区农业面源污染严重、氮肥利用率低的现象,选择北方典型稻区——天津市宝坻水稻种植区为研究区,以整个稻田生态系统为基本研究单元,建立氮素输入和输出模型,并以水稻普通种植模式(CK,水稻单作)为对照进行田间试验,研究水稻立体种养殖模式(RF,水稻-鱼-虾-蟹共作+田埂+沟渠)氮素的吸收利用率。结果表明,两种水稻种植模式氮素的输入主要来自灌溉、施肥和降雨,其中RF输入氮肥128.25 kg(N)·hm-2,与CK相比减少11.75 kg(N)·hm-2,与南方种植水稻地区相比,氮肥施用量减少14%~52%,RF从源头减少氮素输入,降低了营养元素流失风险。CK氮素的输出主要包括土壤固定、氨挥发、侧渗流失和水稻吸收,RF与CK相比,氮素的输出还包括鱼虾蟹的吸收,由于RF特殊的田埂-沟渠生态净化系统,通过侧渗损失的氮素(以NO3--N为主)较CK减少9.33 kg(N)·hm-2。试验期间,RF和CK氨累积挥发量分别为8.91kg(N)·hm-2和21.54 kg(N)·hm-2,RF氨挥发速率为6.9%,比CK低8.5%,比全国平均水平低10.3%;收获期,RF与CK相比,水稻产量增加6.65%,表明稻田养殖鱼虾蟹不会降低水稻产量。RF氮素利用率为64.3%,比CK高19.7%,既实现了水稻丰产,又减少了氮素流失。因此,在满足水稻灌溉需求的北方地区,可以开展水稻立体种养殖模式,以控制北方地区农业面源污染。     

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

为保障粮食安全,减少稻田生态系统氮肥投入,提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验,比较了不施肥(T_1)、尿素常规施肥(T_2,施N 280 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、控释肥常规施用(T_3,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、高量控释肥侧条施用(T_4,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 138 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、中量控释肥侧条施用(T5,施N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120kg·hm~(-2))及低量控释肥侧条施用(T6,施N 140 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况,以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明,控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率,减少面源流失。1)在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下,T_4处理的水稻早晚稻产量分别比T_2处理增加13.17%和4.72%,与T_3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%;2)侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量,年氮流失量为0.466~0.673 kg×hm~(-2),比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%;3)侧条施肥有效提高了氮肥利用率,T_4处理的氮肥利用率分别是T_2、T_3处理的1.70倍和1.22倍。因此,采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用(T_4)是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

不同水氮条件对日光温室冬春茬黄瓜栽培氨挥发的影响

通过设置不同灌水、施氮处理,采用通气法研究了温室土壤施肥带与非施肥带的氨挥发特征,探讨了节水灌溉、减量施氮处理与传统水氮处理土壤氨挥发的差异及其影响因素。结果表明,冬春季温室黄瓜土壤在氮肥基施7 d后出现氨挥发峰值,减施氮25%处理的氨挥发峰值比传统施氮处理降低18.2%~34.3%;追肥后,施肥带和非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1 d和第5 d出现,减施氮25%处理与传统施氮处理相比,氨挥发速率峰值降低12.3%~37.2%;节水灌溉处理与传统灌水处理相比,氨挥发峰值则提高3.9%~47.0%。土壤中铵态氮含量以及温度的升高可促进土壤的氨挥发,而土壤含水量则与氨挥发速率呈负相关。在黄瓜花期和初瓜期,施肥带的累计氨挥发量显著高于非施肥带,而初瓜期之后,施肥带与非施肥带的氨挥发无显著差异。整个黄瓜生育季的累计氨挥发量为11.4~26.6 kg.hm 2;与传统施氮和灌水处理相比,减施氮25%处理的累计氨挥发量可降低20.8%~22.2%,但节水灌溉处理的累计氨挥发量却有所增加,增加幅度为0~4.51%。适宜减少灌水和氮肥用量不会降低黄瓜产量,且可大幅度提高灌水和氮肥利用效率。     

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。     

Effects of fertilizer type and rate on summer maize grain yield and ammonia volatilization loss in northern China

Purpose

In this study, we analyzed the effects of different maize varieties with nitrogen utilization efficiency, fertilizer type, and rate on the ammonia volatilization emission of farmland. Aimed to seek the best matching method to improve grain yield and fertilizer utilization efficiency of summer maize simultaneously.

Materials and methods

In field experiments, we choose two maize varieties with different nitrogen utilization efficiency (Zhengdan958, Z and Lainong14, L) as material. Set four different fertilizer treatments (200 kg N hm^?2 inorganic fertilizer (U1), 100 kg N hm^?2 inorganic fertilizer (U2), 200 kg N hm^?2 organic fertilizer (M1), and 100 kg N hm^?2 organic fertilizer (M2) to study their effect on NH₃ emission and loss, maize grain yield, and nitrogen accumulation.

Results and discussion

Ammonia volatilization accounted for 8.61–21.68% of applied N. Under the same variety, ammonia volatilization accumulation after fertilization was as follows: U1 > U2 > M1 > M2. Ammonia volatilization rates increased first and then gradually decreased after the fertilization. The ammonia volatilization loss and cumulative loss increased due to increased nitrogen fertilizer application rate. The average nitrogen accumulation and harvest index of 200 kg N hm^?2 N treatments were higher than 100 kg N hm^?2 N treatments, and the difference between the inorganic fertilizer and organic fertilizer was not significant. In 2016 and 2017, the average yield of Zhengdan958 was 11,758.79 kg hm^?2, which was 15.78% higher than that of Lainong14, and the difference between the two fertilizer types was not significant. The average yield of 200 kg N hm^?2 N treatment was 11,959.42 kg hm^?2, which was 20.13% higher than those of 100 kg N hm^?2 N treatment.

Conclusions

By changing the type of fertilizer, replacing chemical fertilizers with organic fertilizer can reduce the loss of ammonia volatilization and promote the synergistic improvement to yield and resource utilization efficiency. Among them, using nitrogen-efficient varieties and using organic fertilizer instead of chemical fertilizer was beneficial to reduce the loss of ammonia volatilization, increase the accumulation of nitrogen, and promote the growth of maize to obtain high yield.