砖红壤中氨挥发特征研究初报

应用室内土柱模拟,以砖红壤为供试土壤,研究了肥料投入量、氮肥品种、种植模式与氨挥发特征的变化关系。结果表明,尿素在砖红壤中氨挥发过程可分为快速挥发和慢速挥发2个阶段;不同尿素投入量下,氨累计挥发量并不总是随尿素施用量的增加而增加,在本试验条件下,当尿素用量超过375Nkg·hm-2后,其累计挥发量并无明显增加。不同种植模式下,休闲处理氨挥发速率均相对高于对应的种植玉米处理;从休闲处理各氮肥品种氨挥发最大速率来看,碳铵>复混肥a>尿素>复混肥b;从各氮肥品种氨累计挥发量来看,复混肥a>碳铵>尿素>复混肥b;各种氮肥品种的氨累计挥发量随时间的变化关系均可用动力学方程Yt=a blnt来表示。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素(分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料),采用室内培养方法,以普通尿素为对照(CK),通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3—10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和0.304mg·L~(-1)·d~(-1),各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6—23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L~(-1)·d~(-1),其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%—90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素(CK)相比均有提高,提高量分别为47%(Ag)、37%(Af)、31%(Ac)、52%(Ap)、63%(As)。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

不同类型氮肥和耕作方式对稻田土壤氨挥发的影响

研究不同类型氮肥与耕作方式下稻田土壤氨挥发特征,开展稻田土壤氨挥发损失的田间试验,分析不同类型氮肥与耕作方式对稻田土壤氨挥发速率的季节性变化规律和稻季氨挥发损失量的影响.结果表明,氮肥类型影响着稻田土壤氨挥发,施用猪粪总氨挥发量最大,尿素次之,后依次为复合肥、包膜尿素与新型缓效有机肥(脲肽磷复肥),其中包膜尿素与新型缓效有机肥处理总氨挥发量相当;猪粪、尿素与复合肥处理氨挥发通量的峰值出现在施肥后1~3 d;相对于稻田免耕,稻田翻耕显著降低土壤氨挥发,其总氨挥发量是免耕处理的70%,表明稻田免耕降低了水稻对肥料氮的利用率.     

稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究

通过田间的观测研究，明确了稻田中氨挥发速率与田面水的氨分压和田面水以上的风速之间，存在着一定的函数关系。本试验主要研究降低田面水表面的氨向大气逸失，研究稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的作用及对水稻产量的影响。试验结果表明，水面分子膜能够大大降低氨挥发速率，减少氮素损失。稻田在施入尿素或碳铵肥料后加施水面分子膜比对照（不加膜）明显增加了水稻有效穗、穗粒数、千粒重，增加了产量；随着施肥量增加施水面分子膜的增产效果越好；碳铵施膜效果好于尿素施膜效果。施膜一般增产在３％—６．８％，产投比８：１。用差值法进行小区植株含氮量测定，施水面分子膜比对照氮肥利用率提高了６．５％—１１．６％。     

玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响

为探明玉米秸秆粉末、新鲜和老化(自然老化、高温老化、冻融循环老化)玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氨挥发的影响,将不同材料按2%(质量比)与土壤充分混匀,开展为期29 d的室内静态土壤培养实验,研究土壤氨挥发速率的日变化以及整个培养期间的氨挥发累积量。同时,为探究不同材料对土壤氨挥发影响的机理,测定了培养初态和终态土壤样品的无机氮含量、氨氧化速率和氨氧化细菌数量,并研究了不同材料对水中NH_4~+-N的吸附特性。结果表明,在整个培养过程中,与未添加外源材料处理相比,添加冻融循环老化生物炭或高温老化生物炭处理的氨挥发累积量减少了30%,添加自然老化生物炭或新鲜生物炭处理的氨挥发累积量减少了23%,添加玉米秸秆粉末处理的氨挥发累积量减少了19%。施氮肥后1~10 d为土壤氨挥发的主要阶段,该阶段氨挥发累积量占整个培养过程氨挥发累积量的90%以上。不同材料对土壤氨挥发影响的机理研究表明,冻融循环老化生物炭和高温老化生物炭较强的氨挥发抑制作用与其较强的土壤氨氧化促进作用以及NH_4~+-N吸附能力有关。本研究有助于深刻理解新鲜和老化玉米秸秆生物炭还田对石灰性农田土壤氨挥发的影响,为降低土壤氨挥发提供有效途径,为生物炭在黄土高原的农业工程应用提供理论借鉴。     

灌淤土施氮肥后氨挥发损失的研究

应用密闭培养法研究了灌淤土加入外源氮肥后，土壤中氨的挥发机制及数量。试验结果表明，灌淤土氨的挥发与施入的氮肥形态有关，施用硫酸铵后仅1天，氨的挥发量就达到9．9％，3天后达到15％并维持2周基本不变，45天后挥发量达到25，4％。当施用大颗粒尿素3天后，尿素已转化为碳酸铵，氨挥发量为7，3％，45天后挥发量为18．6％，远低于施硫酸铵后同期氨挥发量。施用大颗粒尿素有利于减少氨挥发，提高氮肥利用率。     

土壤氨挥发的影响因素及其与脲酶活性的关系研究

氨挥发是氮肥气态损失的一种重要途径,可以降低氮肥的利用率,因此对氨挥发损失影响因素的研究是十分必要的。该文采用"密闭室吸收"法,研究了不同的肥料类型、土壤含水率及施肥深度对氨挥发量、氨累积挥发量的影响,并建立了土壤脲酶活性与氨挥发量的定量关系。研究结果表明:添加硝化抑制剂的大颗粒尿素及单独施用大颗粒尿素处理的氨挥发损失明显高于缓释肥料和添加脲酶抑制剂的稳定性肥料,氨挥发损失随着施肥深度的增加而减小,但土壤含水率对氨挥发损失影响不大;不同肥料类型和不同田间持水量处理下土壤脲酶活性与氨挥发损失具有较好的相关性,但施肥深度对两者相关性的影响不显著。     

低分子量聚乳酸包膜尿素的缓释特性及其减少氨挥发的作用

【目的】制备低分子量聚乳酸包膜尿素,研究其缓释效果和减少氨挥发的作用。【方法】以相对分子质量5 000和10 000的聚乳酸为包膜材料,采用流化喷涂法分别制备包膜尿素,再用石蜡作封闭处理或不处理,制得4种包膜尿素;通过扫描电镜观察包膜结构,采用土柱间歇淋溶的方法研究不同肥料施入土壤后氮素的释放,并通过培养试验观测氨挥发损失。【结果】扫描电镜观察结果表明,两种低分子量聚乳酸均能在尿素颗粒表面成膜,石蜡封闭处理能有效减少包膜中的空隙;在等氮量条件下,包膜尿素处理的氮素淋出量显著小于普通尿素处理（P＜0.01）,缓释效果明显;培养试验结果表明,包膜尿素施入土壤后的氨挥发损失也显著小于普通尿素处理。【结论】低分子量聚乳酸包膜尿素是一种环境友好的新型缓释肥料,值得开发应用。     

长效氮肥在几种土壤上的行为特征

用涂层尿素、长效尿素、长效碳铵3个长效氮肥品种与普通尿素进行盆栽试验,结果表明：（1）普通尿素在第四纪红土赤红壤上氨的挥发损失比涂层尿素、长效尿素和长效碳铵多0.160%-0.894%,在浅海沉积赤红壤上与长效碳铵相当,比其余的两种长效氮多4.7%-26.5%;（2）涂层尿素、长效尿素、长效碳铵和普通尿素在棕色石灰土和第四纪红土赤红壤上供氮过程和水平有较大的差异;（3）在第四纪红土赤红壤上,施长效氮肥的玉米于生物产量比施普通尿素增产7.5%-16.7%,长效氮肥氮素利用率较普通尿素提高2.3-8.7个百分点,施长效氮肥土壤中速效氮的残留比普通尿素高3－4mg/kg。     

改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响

【目的】研究不同改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发和土壤理化性质的影响，为棉秆炭化还田改良低产土壤提供依据。【方法】以新疆灰漠土为供试土壤，利用密闭法室内培养模拟试验，设0、200、400 mg/kg 3个施氮水平，棉秆炭(不添加棉秆炭、未改性棉秆炭、味精废液改性棉秆炭、木醋液改性棉秆炭、酒石酸改性棉秆炭)以2%土重均匀施入。研究不同改性棉秆炭及不同施氮量处理氨挥发速率、氨挥发累积量以及与灰漠土理化性质的相互关系。【结果】各处理于施基肥后第1～8 d达到氨挥发速率最大值。灰漠土氨挥发室内培养61 d后，与灰漠土处理相比，添加不同改性棉秆炭处理的氨挥发累积量增加了46.1%～99.8%。与未改性炭处理相比，味精废液改性棉秆炭和木醋液改性棉秆炭显著促进土壤氮肥氨挥发，酒石酸改性炭差异不显著。添加改性棉秆炭，可以降低新疆灰漠土壤的pH、增加土壤中的全氮和有机碳含量以及电导率。改性炭对土壤氨挥发起促进作用的主要是土壤的电导率和土壤全氮含量，而pH表现出抑制效应。土壤全氮含量对土壤氨挥发有一定的积极作用，且受到有机碳的影响较小，未达到显著影响(P>0.05)。【结论】利用味精废液、木醋液、酒...     

保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响

【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层（0—5 cm）土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。     

盐渍化土壤上不同类型氮肥氨挥发损失特征研究

在室内采用"磷酸甘油-海绵通气法",对不同类型氮肥在典型非盐渍化土壤、盐化土壤,碱化土壤上的氨挥发损失特征进行研究。结果表明:(1)在相同的施氮量情况下,占施入量1.34%~27.74%的氮以NH3的形式挥发损失;(2)除硝酸钙外,随着土壤盐渍化程度的增加,不同类型氮肥氨挥发损失均随之增加,挥发速率与盐渍化类型有关;(3)不同盐渍化类型土壤上的氨挥发量均为碳酸氢氨>尿素>硝酸铵,硝酸钙几乎不发生氨挥发;因此盐渍土上选择硝态氮肥不失为降低氨挥发损失的一种选择;(4)过量盐分的存在对于氮肥硝化作用的抑制是导致盐渍化土壤上氮肥氨挥发损失增加的主要原因。     

施用尿素对温室内NO_2和NH_3气体积累的影响

采用室内试验方法研究了尿素引起的土壤pH变化及其对氨挥发的影响，同时利用被动采样法测定了模拟温室箱中施用尿素所造成的NO2和NH3浓度变化趋势。结果表明，在短期内施用尿素能明显升高土壤pH，并增加土壤的氨挥发，NH3释放在较短的时间内达到最大，以后逐步下降。施用氮肥的模拟温室箱中NH3、NO2浓度明显高于未用氮肥的状况。光照、温度对大棚内NO2和NH3的浓度影响非常明显，晴天和高温环境易于积累这两种有害气体。     

腐殖酸-尿素复合物配施尿素在不同施肥土壤上的NH3挥发特征

【目的】施用腐殖酸尿素可以有效减少氮素NH₃挥发损失,肥料中的腐殖酸发挥了很大作用,但是由于腐殖酸与尿素反应所得产物腐殖酸尿素复合物（UHA）对土壤NH₃挥发的影响可能不同于常规腐殖酸（HA）,进行相关研究将有利于揭示腐殖酸尿素降低土壤NH₃挥发的机理。【方法】利用无水乙醇从腐殖酸尿素中提取得到UHA,在长期不施肥与长期施肥土壤上,开展室内恒温土壤培养试验,研究HA或UHA配施尿素对土壤NH₃挥发的影响,二者的用量分别为尿素用量的0.5%与5%,分别用0.5HA+U、5HA+U、0.5UHA+U和5UHA+U表示,同时设置单施尿素（U）及不施尿素与腐殖酸处理（CK）。测定土壤NH₃挥发速率及累积量,土壤尿素态氮、硝/铵态氮含量,土壤脲酶活性等。【结果】（1）各施氮处理,长期施肥土壤NH₃挥发累积量均高于长期不施肥土壤,这可能与长期施肥导致土壤pH远低于不施肥土壤,土壤硝化过程减弱,尿素水解产生的铵态氮在土壤中累积有关。（2）HA或UHA配施尿素均可以有效降低土壤NH₃挥发量,但是降低幅度与土壤是否长期施肥及二者用量有关：在长期不施肥土壤上,与单施尿素（U）相比,HA配施尿素土壤NH₃挥发量可显著降低4.4%—22.9%（P<0.05）,且5HA+U处理降低幅度大于0.5HA+U处理,但是在长期施肥土壤上,尿素配施HA处理,土壤NH₃挥发量仅降低4.1%—7.5%,与U处理无显著差异;然而,尿素配施其用量0.5%的UHA,在长期不施肥与长期施肥土壤上均可以显著降低土壤NH₃挥发累积量（P<0.05）,土壤NH₃挥发量较单施尿素处理分别降低26.5%与12.9%（P<0.05）。（3）HA降低土壤NH₃挥发量可能与降低土壤脲酶活性有关,而UHA可能与促进土壤硝化过程有关。【结论】土壤培养条件下,与常规腐殖酸相比,腐殖酸尿素中的腐殖酸尿素复合物可更加有效地减少土壤NH₃挥发量,且作用效果与土壤是否长期施肥无关。     

淹水条件下的氨挥发研究

在日本“国际农林水产研究中心”实验室用密闭室法测定了淹水条件下不同通气速率、不同温度和尿素施用方法的氨挥发。结果表明,在一定范围内,随着温度和通气速率的提高,氨挥发速率加快,氨挥发量增加;氨挥发高峰一般在施肥后5~8d,施肥18d后基本上检测不出挥发氨;尿素深施混匀有利于降低氨挥发损失,与CaCO3混施因使土壤pH升高而显著增加氨挥发损失,不同施肥处理氨挥发损失积累量占施氮量的26.4%~57.3%,氨挥发是淹水条件下尿素氮损失的主要途径。     

施肥方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响

【目的】通过两年田间氨挥发测定,研究不同施氮量和不同施氮方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响。【方法】 该试验采用裂区试验设计,主处理设置0、180、300 kg·hm^-2 3个氮肥用量,同一施氮量下副区分尿素一次性基施（UR）、尿素分次施用（URT）（基肥40%,十叶期追肥60%）以及尿素与控释尿素掺混一次性基施（CRU）3种施氮方式,采用海绵吸收通气法进行原位测定。【结果】 （1）对于施基肥后的氨挥发速率,3种施肥方式均出现挥发峰值,且UR处理的氨挥发峰值高于另外两种施肥方式,特别是在高施氮量的情况下;对于追肥后的氨挥发,只有URT处理出现峰值,且高于基肥后的挥发峰值。（2）氨挥发累积量随着施氮量的增加而增加。在同等施氮量处理下,URT处理氨挥发累积量最高（2.88—36.84 kg·hm^-2）,且主要集中在追肥期（占整个生育期的72.2%—90.4%）;其次是UR处理（1.08—10.07 kg·hm^-2）;CRU处理氨挥发累积量最低（0.96—5.69 kg·hm^-2）。（3）施氮量和施肥方式对氨挥发量的交互作用极显著,氨挥发的年间差异主要是受到施肥后的降雨影响。【结论】 对于西北旱作覆膜春玉米,尿素与控释尿素掺混一次性施用方式（CRU）既能减少追肥人工投入,又能减低氨挥发损失,可作为该区域值得推广的绿色施肥方式。     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。     

氮素水平与施氮方式对稻田氨挥发影响

采用氨挥发的静态吸收法研究了5个不同施氮（尿素）梯度以及3种施肥方法（深施、表施、混施）在3个不同施肥时期的氨挥发损失变化特征。结果表明：随着施氮量的增加,氨挥发通量呈现上升趋势,随着施氮量的提高氨挥发损失量占施氮总量的比例逐渐升高,水稻施用尿素后的氨挥发损失在各个施肥时期比例不一,其中以蘖肥时期损失最大,其次是基肥,穗肥时期氨挥发损失最小。每次施肥后氨挥发持续时间大约7d,在2～4d达到最大值,氨挥发损失随着施氮的增加呈明显增高趋势,其中表施肥最为明显。     

不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响

采用土壤与粉碎秸秆混合物室内氨挥发模拟试验,研究了不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响。结果表明,施用等量尿素,不同秸秆混合条件下尿素氨挥发损失具有明显差异;添加小麦或玉米秸秆,尿素在施入土壤后的第2天达到挥发高峰,而仅施用尿素的土壤在第3天达到挥发高峰;施肥后氨挥发损失总量为尿素>尿素 玉米秸秆>尿素 小麦秸秆;不同处理氨挥发损失量与土壤pH值和土壤无机氮含量具有显著相关性。     

不同母质砖红壤中尿素氨挥发差异的研究

针对不同母质砖红壤中氨的挥发损失进行了研究。结果表明,在施用等量的尿素条件下,不同母质的土壤氨挥发损失具有明显差异。在供试的6种土样中,尿素氨挥发损失率的顺序为:滨海沙土(17.37%)>浅海沉积物(11.31%)>紫色砂页岩(10.31%)>变质岩(5.95%)>花岗岩(3.11%)>玄武岩(1.25%)。氨挥发量的高峰从高到低的顺序为:紫色砂页岩>变质岩>浅海沉积物>滨海沙土>花岗岩>玄武岩。从总体上来说,不同母质砖红壤的pH值对氨挥发的量均有影响。