增效复合肥减氮施用对稻田水氮素流失的影响

通过田间试验研究氨基酸、腐植酸和海藻酸增效复合肥减氮施用对稻田水氮素动态特征和损失的影响,旨在为增效复合肥环境效应评价提供依据。试验设7个处理:不施肥(CK)、不施氮(PK)、常规施肥(CF)、常规施肥减氮20%(CR)、腐植酸复合肥减氮20%(HR)、氨基酸复合肥减氮20%(AR)、海藻酸复合肥减氮20%(SR)。采集水稻生长期不同时间的田面水、径流水和田间渗漏水,分析了不同形态氮素浓度的动态特征和氮素损失。结果表明:增效复合肥减氮处理(AR、HR和SR)明显降低了田面水TN和NH_4~+-N浓度峰值,峰值分别维持在37.1～49.7 mg·L~(-1)和26.0～28.8 mg·L~(-1),以SR处理田面水TN和NH_4~+-N浓度峰值最低,较CR处理分别降低了38.4%和14.3%,其他减肥处理之间未见显著差异;施肥一周后,田面水TN与NH_4~+-N浓度逐渐降低至峰值的15%后趋于稳定;各施肥处理NO_3~--N浓度变幅较小,峰值未见明显差异。SR处理0～20 cm土层渗漏液TN浓度最低为16.5 mg·L~(-1),较CR、HR和AR处理分别降低了60.8%、50.1%和54.0%,氮素形态以NH_4~+-N为主,随土层深度增加,渗漏液TN和NH_4~+-N递减。施氮肥处理的氮素流失率大小顺序依次为CFCRHRARSR,SR处理氮素径流损失量最低为6.22 kg·hm~(-2),较CR处理降低了58.5%;增效复合肥氮素减施均明显降低氮素渗漏损失,施氮肥处理氮素淋失率大小顺序依次为ARCFCRHRSR,SR处理渗漏损失最低为7.70 kg·hm~(-2),较CR处理氮素淋失率降低了18.1%;稻田水氮素损失总量也以SR处理为最低,达13.9 kg·hm~(-2),较CR处理降低了22.8%。研究表明,增效复合肥减氮施用对稻田田面水、土壤渗漏液不同形态氮素浓度有明显影响,可减少稻田水氮素损失风险,以海藻酸增效复合肥减氮处理效果最佳。     

增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响

为了探明增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响, 2017-2020年度在安徽省涡阳县布置不同增效复合肥及其减氮施用的田间试验。试验共设置9个处理,分别为不施肥（CK）、常规复合肥（CF）、腐殖酸复合肥（HF）、氨基酸复合肥（AF）、海藻酸复合肥（SF）、常规复合肥减氮20%（CR）、腐殖酸复合肥减氮20%（HR）、氨基酸复合肥减氮20%（AR）和海藻酸复合肥减氮20%（SR）。结果表明：不减氮处理小麦和玉米3年的平均产量高低顺序分别为AF > SF> HF > CF、SF > HF> AF> CF;减氮处理小麦和玉米3年的平均产量分别为AR > SR > HR > CR、HR > SR > AR > CR;周年平均产量SF > AF > HF > AR > SR > HR > CF > CR,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理周年产量下降6.37%,较CF处理周年产量增加3.51%,较CR处理周年产量增加10.40%。施用增效复合肥的处理小麦穗粒数较CF处理平均增加19.30%,施用增效复合肥的处理玉米穗粒数较CF处理平均增加5.80%,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理小麦、玉米穗粒数分别下降3.40%和2.60%。养分效率是衡量小麦、玉米吸收利用肥料效果的重要指标,小麦季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥利用率较CF处理平均提高了10.32%,增效复合肥减氮处理与CR处理相比,氮、磷和钾肥吸收利用率平均提高了7.94%,增效复合肥处理小麦季平均肥料农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了3.19和3.17 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理肥料农学效率、偏生产力较CR处理分别提高3.10和3.15 kg·kg^-1;玉米季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥吸收利用率较CF处理平均提高了7.35%,增效复合肥处理玉米季肥料的农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了0.97和0.66 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理较CR处理氮、磷和钾肥吸收利用率分别提高了4.87%、4.71%和9.03%。综上,试验条件下增效复合肥较普通复合肥等养分条件下能显著提高小麦、玉米的产量和养分效率,增产主要体现在增加小麦和 玉米穗粒数;增效复合肥减氮施用条件下,小麦季较普通复合肥处理呈现增产,玉米季呈现减产,而周年产量表现为减肥稳产。     

不同深施肥方式对稻田氨挥发及水稻产量的影响

为探讨减少农田氨排放的方法,探究不同深施肥方式对稻田氨挥发损失、氮素利用率及水稻产量的影响,为水稻合理施肥提供理论依据,在湖南省长沙市金井镇长沙农业环境观测站布置盆栽试验,试验设7个处理,分别为：N₀（不施化肥）、S300（传统氮肥撒施）、S210（减氮30%+传统氮肥撒施）、R5（减氮30%+条施,深度为5 cm）、R10（减氮30%+条施,深度为10 cm）、B5（减氮30%+大颗粒球肥深施,深度为5 cm）、B10（减氮30%+大颗粒球肥深施,深度为10 cm）。施肥后第1 d进行氨挥发连续性监测,直至施肥处理氨排放量与不施肥处理无明显差异为止,并在水稻成熟期测定氮含量和产量。结果表明,深施处理可降低田面水铵态氮浓度,促进植株氮素吸收。与S300处理相比,氨挥发损失量降低了30.13%~47.85%。与S210处理相比,深施处理氮素回收率（NRE）提高了9.16%~29.44%;氮素农艺利用效率（NAE）增加了13.85%~32.14%;籽粒生产效率（NGPE）增加了12.18%~28.27%。在减氮30%的基础上,深施处理水稻产量较S210处理增加了12.79%~28.27%,其中B10处理显著减少氨挥发损失量并提高氮素利用率。这说明深施处理有效降低了稻田氨挥发损失,提高了氮素利用率,其中以B10处理（减氮30%+10 cm大颗粒球肥深施）效果最佳;同时深施肥的机械化需要进一步研发和推广。     

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。     

不同有机物料还田对稻田氨挥发和水稻产量的影响

研究不同有机物料还田对浙江宁绍平原稻田生态系统氨挥发损失及水稻产量的影响。结果表明,采用紫云英、商品有机肥、水稻秸秆、紫云英＋商品有机肥、紫云英＋秸秆等还田均能明显降低稻田氨挥发损失,其中以紫云英还田和紫云英＋秸秆还田效果最佳,可减少50%以上的氨挥发损失量;有机物料的施用减少了化肥的施用量,同时可使水稻的产量不减产或略有增加,具有显著的生态环境效益。     

不同氮肥管理模式对稻田氨挥发的影响

采用通气法测定氨挥发量,研究了农户传统施氮、氮化肥减量、按需施氮、新型缓控释氮肥、有机无机配施氮等不同氮肥管理模式条件下稻田氨挥发的影响.结果表明,施氮后稻田氨挥发损失明显,主要发生在施肥后1周内,在施肥后第2天达到峰值,且随施氮量的增加氨挥发通量增加.采用有机无机配施的减氮施肥模式能够显著减少氨挥发损失.而新型缓控释氮肥有其慢速、长期释肥的特点,但在减低氨挥发损失方面效果不明显.     

水氮耦合对水稻田间氨挥发规律的影响

在防雨棚池栽试验中应用通气法研究了水氮耦合对稻田土壤氨挥发速率的动态变化及损失量.结果表明,稻田施用氮肥后有明显NH3挥发损失,整个生育期累计氨挥发量为31.67～69.70 kg· hm-2,占施氮量的17.95％～28.64％;不同生育时期氨挥发量的大小依次为返青期＞拔节孕穗期＞分蘖期＞抽穗开花期＞乳熟期,挥发高峰出现在施氮肥后的1～3 d内;随着施氮水平增加,田间氨挥发量显著增加.与此同时,稻田水分状况对NH3挥发损失具有重要影响,与常规灌溉模式相比,控制灌溉条件下氨挥发总量和氨挥发损失率均较小,且不同施氮水平间差异显著.就氨挥发损失率而言,在试验条件下水氮耦合效应显著,以控制灌溉模式下施氮量为180kg·hm-2时的氨挥发损失率最低,为17.59％.     

稻田氨挥发及控制技术研究进展

我国南方稻田氮素损失严重,其中氨挥发损失在南方稻田中占有很高的比重.综述了稻田氨挥发的现状与规律,损失途径与机理,对控制氨挥发的农田施肥管理措施进行了探讨,为实现现代农业高产、构建高效的技术体系、保障农业环境安全提供科学依据.     

有机种植对滨海稻田氨挥发特征及水稻产量的影响

为了探讨有机种植对滨海稻田氨挥发损失及水稻产量的影响,设置不施肥对照(CK)、常规种植(CT)、有机种植(CO)3个处理,采用密闭室间歇抽气法,开展有机种植方式下滨海稻田氨挥发特征的研究。结果表明,有机种植的滨海稻田氨挥发总量为34.72 kg/hm²,较常规种植显著降低55.94%(P<0.05)。田面水NH⁺₄-N浓度与稻田氨挥发通量呈极显著正相关(P<0.01),有机种植可有效降低田面水NH⁺₄-N浓度,从而直接减少了氨挥发的产生。有机种植的水稻产量下降4.33%,但与常规种植相比,未达显著水平。因此,有机种植在保持水稻基本稳产的情况下,有效降低了滨海稻田由于氨挥发造成的氮素损失。     

小麦施用增效复合肥效果研究

小麦施用增效复合肥效果研究结果表明,与施用普通复合肥相比,小麦施用增效复合肥具有显著的增产效果,氨基酸增效复合肥、腐植酸增效复合肥、海藻增效复合肥3个处理之间无显著差异,较普通复合肥增产6.8%~10.4%。     

不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响

[目的]研究不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响,为解决稻田氮素低利用率提供参考依据.[方法]利用双季稻田间试验,采用动态室法监测基肥和穗肥施用不同用量氮素后的土壤氨挥发特征及田面水氮形态含量特征.[结果]早稻基肥期土壤氨挥发损失峰值于施肥后第5d出现,第9d接近对照水平;晚稻同期及穗肥期土壤氨挥发损失峰值均于施肥后第1d出现.基肥氨挥发损失量低于穗肥,晚稻高于早稻.早、晚稻平均氨挥发损失率分别为12.99％和21.79％.施氮提高氨挥发损失量和累积损失量,且随施氮量的增加而呈现不同程度地增加.氨挥发损失率随施氮量的增加而降低.相关分析表明,氨挥发损失量和磷肥施用量均与田面水铵态氮、硝态氮和溶解性总氮含量呈显著或极显著直线正相关.[结论]施氮通过提高田面水氮含量促进稻田氨挥发损失.通过合理施肥、改变肥料特性等措施降低施肥后田面水中氮含量降低,从而减少稻田土壤氨挥发损失.     

包膜尿素与普通尿素配施对稻田氨挥发的影响

为有效减少平原河网双季稻种植区农田氮素（N）损失并提高N肥利用率，采用聚氨酯包膜尿素与普通尿素掺混一次性施肥技术，探究控释掺混肥对早稻季氨挥发损失及N肥利用率的影响。连续两年（2018—2019年）在湖南益阳开展田间试验，设置不施N肥（CK）、常规施肥（CF）、聚氨酯包膜尿素（PuCU）、聚氨酯包膜尿素与普通尿素以6∶4比例配比（0.6PuCU+0.4CF）共4个处理，采用半密闭通气法监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明： CF和0.6PuCU+0.4CF处理稻田氨挥发主要发生在移栽后10 d内，峰值出现于第2~3天和第10天；而PuCU处理整个早稻生长季氨挥发通量缓慢，略高于CK处理。早稻全生育期CF处理氨挥发损失量（率）最高，达39.48 kg·hm^-2（22.22%），N肥吸收利用率（NRE）和N肥农学利用率（NAE）分别为29.19%和13.82 kg·kg^-1；PuCU和0.6PuCU+0.4CF处理氨挥发损失量（率）分别为12.01 kg·hm^-2（3.91%）和20.70 kg·hm^-2（9.70%），NRE分别为60.22%和71.36%，NAE分别为18.99 kg·kg^-1和20.34 kg·kg^-1。其中，0.6PuCU+0.4CF和PuCU处理早稻季总计氨挥发损失量较CF处理分别降低47.57%和69.56%，而NRE分别提高163.08%和116.29%，NAE分别提高69.85%和55.97%。Elovich方程能较好地拟合稻田氨挥发累积量随时间的变化趋势，各处理相关系数均达到极显著水平。相关分析表明，早稻季氨挥发通量与田面水NH₄⁺-N浓度及pH呈显著正相关。研究表明，聚氨酯包膜尿素一次性基施能有效避免施肥后NH₄⁺-N的急剧升高，减少稻田氨挥发损失，并提高早稻N肥利用率，而将其与尿素按比例进行互配能进一步促进N素吸收，提高N素利用效率，但氨挥发减排效果较单施聚氨酯包膜尿素低。     

洱海流域典型农区不同施肥处理下稻田氨挥发变化特征

为探寻洱海流域合理的施肥方式,减少氮肥的氨挥发损失,采用"密闭室间歇通气法",研究了不同氮肥类型及施氮量对稻田氨挥发规律、氨挥发累积量及水稻产量的影响,并探究了影响氨挥发排放的因素。研究结果表明:稻田氨挥发主要发生在施肥后2～5 d内,穗肥期氨挥发损失占比最大为19.04%～33.00%,其次分蘖肥期损失为7.18%～15.72%,基肥期损失最少为4.89%～7.76%。不同施肥处理中常规施肥(CF)、化肥减量20%(T1)、单施有机肥(T2)、有机肥与化肥配施(T3)、考虑当季25%矿化率单施有机肥(T4)、考虑当季25%矿化率有机肥与化肥配施(T5)和单施控释肥(T6)的氨挥发累积量分别为42.52、22.73、11.71、15.12、38.24、25.95 kg·hm~(-2)和18.44 kg·hm~(-2)。等量施氮条件下不同肥料类型氨挥发损失占比大小为尿素控释肥有机肥+化肥有机肥。不同施氮量条件下,施氮量越大氨挥发累积量越大,且氨挥发速率与田面水NH4+-N浓度呈正相关性。综合稻田氨挥发累积量及水稻产量,在洱海流域典型农区水稻种植中,有机肥与化肥配施(25%当季矿化率)、化肥减量施用(20%)以及控释肥施用是3种较优的环境友好型施肥方式。     

稻田氨挥发损失及减排技术研究进展

氨挥发是稻田氮素损失的主要途径,不仅降低了氮素利用率,还通过促进PM2.5形成和大气氮沉降造成严重的环境问题。本文通过查阅文献,分析了稻田系统氨挥发损失现状及相关影响因子,评价了国内外普遍采用的调整氮肥类型、有机废弃物资源化、添加土壤调理剂和优化水肥管理4种氮素减排措施的优劣,探讨了目前稻田氨挥发减排研究中存在的不足,为后期研究稻田氨挥发减排提供参考。     

田面水位对稻田氨挥发影响的试验研究

稻田在施氮肥后有明显的氨挥发损失,田面水位对稻田氮素流失具有关键作用,为探究田面水位对稻田氨挥发的影响,基于室内土柱试验装置,采用密闭室通气法,对水稻各肥期不同田面水位下的氨挥发进行了研究。结果表明,田面水位会显著影响稻田氨挥发,在整个施肥期间,相同施肥量条件下,当田面水位为1、3、5 cm时,氨挥发累积量占总施氮量的比例分别为23%、15%、12%,施入基肥和分蘖肥后1 cm处理下氨挥发通量的峰值最高,3 cm处理次之,5 cm处理最低,施入穗肥后表现为5 cm处理高于1 cm处理和3 cm处理。田面水位在施入基肥和分蘖肥后,高水位低NH_4~+-N浓度和低水层温度是氨挥发降低的主要因素,施入穗肥后,低水位高硝化强度是抑制氨挥发的重要因素。为降低氨挥发,建议水稻在施用基肥和分蘖肥时采用较高水位,施用穗肥时适当降低水位。     

树脂包膜尿素配施普通尿素对直播稻田氨挥发、氮素径流和渗漏损失及产量的影响

为探究树脂包膜尿素与普通尿素配施对直播稻田氮素损失的影响，于2021年开展大田试验，在施氮180 kg·hm^-2水平下，设置8个氮肥处理：树脂包膜尿素（基肥）∶普通尿素（分蘖肥）=4∶6 （CRF4U6）、6∶4 （CRF6U4）、8∶2 （CRF8U2），一次性基施树脂包膜尿素（CRF10U0）；普通尿素（基肥）∶普通尿素（分蘖肥）=4∶6 （C4U6）、6∶4 （C6U4）、8∶2 （C8U2）；以不施氮处理为对照（CK）。结果表明：施树脂包膜尿素处理（CRFU系列）基肥期氨挥发通量峰值显著低于施普通尿素处理（U系列），水稻整个生育期氨挥发损失量以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其氨挥发损失率分别为7.35%和8.92%。CRFU系列水稻生育期总氮（TN）径流流失率均显著低于U系列，以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其流失率仅为1.69%和2.04%，原因是直播稻田径流主要发生在施基肥后，而CRFU系列基肥期（5月22日、5月26日）径流TN浓度显著低于U系列。直播稻田30 cm处渗漏水中氮素以NH⁺₄-N为主，基肥期CRFU系列30 cm处渗漏水中TN、NH⁺₄-N浓度峰值显著低于U系列，水稻整个生育期氮素渗漏损失量CRFU系列显著低于U系列，以CRF10U0最低，CRF8U2次之，其渗漏淋失率分别为2.90%、3.18%。CRF8U2与C4U6产量显著高于其他处理（CRF10U0除外），而CRF8U2产投比仅比C4U6低4.90%。综合考虑氮素损失、产量和产投比等多方面因素，CRF8U2施肥模式更加贴合直播稻实际生产。     

控释肥对东北春玉米产量和土壤氨挥发的影响

针对控释肥施用条件下作物产量与土壤氨挥发特征不明晰的问题,以东北春玉米种植模式为研究对象,采用德尔格氨管法(DTM法)研究了不同施肥处理[农民常规施肥处理(施氮量为180 kg N·hm~(-2),FP)、控释肥施氮量180 kg N·hm~(-2)处理(CRF180)和控释肥施氮量144 kg N·hm~(-2)处理(CRF144)]下土壤氨挥发动态变化特征、土壤氨挥发总量及玉米产量。结果表明:受施肥和降雨因素的影响,每个处理氨挥发峰值均出现在施肥后(基肥和追肥)第1~2 d、第11~12 d左右;FP处理在12~14 d后氨挥发速率降低至零,但CRF180、CRF144处理仍有少量挥发。全生育期FP、CRF180、CRF144处理来自氮肥的氨挥发量依次为19.9、23.8、19.6 kg·hm~(-2),差异不显著(P0.05),损失率分别为11.06%、13.22%、13.61%。CRF144处理和FP处理产量都保持在12 t·hm~(-2)以上,其两者不存在显著差异,但CRF144处理能够显著地提高氮肥农学效率和偏生产力(P0.05)。综合考虑氨挥发量与产量,在现有施氮量基础上减少20%,并且施用控释肥是该地区春玉米农田减肥增效适宜的推广技术。