黏土矿物混合生物炭包膜尿素的制备及其氮素污染减排潜力

为促进氮肥高效利用,实现氮素污染减排,选用膨润土和生物炭作为包膜材料,结合硝化抑制剂制备包膜尿素。设置包膜尿素淋溶模拟试验收集淋溶液,结合静态箱法收集N_2O,通过分析NH~+_4-N,NO~-_3-N淋失量和N_2O排放通量对包膜尿素氮素污染减排潜力进行了评估。结果表明:(1)膨润混合土生物炭包膜尿素(F_4)NH~+_4-N淋溶损失率最低,较纯化肥尿素(F_1)NH~+_4-N淋溶损失率降低19.76%。(2)硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素(F_5)NO~-_3-N淋失率最低,较F_1降低16.74%。(3) F_5同时具有最优的N_2O减排效果,N_2O排放量较F_1降低77.8%。F_5氮素减排效果最优,其减排机制在于一方面硝化抑制剂可以从化学过程控制硝化和反硝化进程,延缓尿素酰胺态氮的水解和铵态氮的硝化,在降低NO~-_3-N淋失的同时可以实现N_2O减排。另一方面F_5的包膜材料膨润土和生物炭可以通过吸附作用将更多的NH~+_4-N富集在土壤表层,从而显著降低NH~+_4-N淋失。综上所述,硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素氮素污染减排潜力最优,可使NH~+_4-N,NO~-_3-N和N_2O分别减排15.24%,16.74%和77.8%。