控释尿素对稻田氮素影响及其增产效应

探讨了包膜控释尿素和尿素对水稻的增产效果。结果表明:施用包膜控释尿素可降低稻田土壤和水层中硝态氮与铵态氮含量;在水稻生育前期,植株的含氮量与等氮量尿素处理相比,未表现出明显的差异;到灌浆初期,植株的含氮量则显著高于等氮量尿素处理,较等氮量处理分别高出44.09%和17.84%,其氮素利用率可达37.8%~64.4%,比尿素处理提高了17.9%~19.1%;即使在氮素用量减半时,依然可获得较高产量。包膜控释肥对水稻的增产效应主要是增加了有效穗数。施用包膜控释尿素增加了水稻的经济效益。     

尿素不同分施比例对稻田表层水中氮素动态变化特征的研究

采用具有独立灌排系统的田间试验研究了尿素不同分施比例对稻田表层水中氮素的影响。结果表明：表层水中总氮质量（TN）与施氮量成正相关,水稻不同生育期施肥田面水中总氮质量变化趋势为拔节肥〉分蘖肥〉基肥。TN浓度在施肥1d后达到最大,4d后降低了50％以上,之后则缓慢减小;铵态氮（NH4-N）最大值出现在施肥后2d;硝态氮（NO3-N）浓度变化缓慢,在整个水稻生育期中没有突出的峰值出现,施肥3-4d后浓度最高,之后逐渐减小。由于硝态氮浓度远远小于铵态氮或总氮浓度,因此控制稻田氮素流失应主要监测TN和NH4-N,而且重点应防止施氮后1周内产生径流。     

包膜控释掺混尿素对双季稻生长及氮素利用率的影响

为了比较常规分次施肥和包膜控释掺混尿素对双季稻生长及氮素利用率的影响,在田间条件下,研究了不同施肥处理对双季稻分蘖数、叶绿素含量、各个生育期植株含氮量、稻草稻谷产量及氮素利用率等因素的影响.结果表明:(1)在早稻上,控释掺混尿素处理的以卜各测试指标均高于常规分次施氮肥处理,各指标两处理之间差异均不显著(P<0.05).控释掺混尿素的氮肥利用率为40.08%,显著高于常规分次施氮肥的32.47%,而一次基施氮肥的利用率只有19.50%.(2)在晚稻上,常规分次施氮肥处理的稻谷产量高于控释掺混尿素处理,差异不显著(P<0.05),其他各项测试指标均低于控释掺混尿素处理.控释掺混尿素和常规分次施氮肥的氮素利用率分别为39.91%、39.58%,二者显著高于一次基施氮肥的28.14%.由此可见,科学合理的施用包膜控释掺混尿素可以提高双季稻生产的经济效益,提高氮素利用率,减少资源的浪费,保护土壤生态环境.     

控释尿素不同施用条件下冬小麦产量和氮素利用效应

采用田间试验方法研究了控释尿素不同施用条件对冬小麦产量、氮素利用和经济效益的影响。试验共设7个处理,即CK(空白处理,不施氮肥)、100%PU_10/0(普通尿素全量基施,N 240 kg·hm^-2)、100%PU_6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 240 kg·hm^-2)、80%PU_6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 192 kg·hm^-2))、100%CRU(全量树脂包膜控释尿素基施,N 240 kg·hm^-2))、80%CRU(80%树脂包膜控释尿素基施,N 192 kg·hm^-2))和40%CRU+40%PU(40%树脂包膜控释尿素+40%的普通尿素基施,N 192 kg·hm^-2)。结果表明,无论是产量效应还是氮素利用效应,树脂包膜控释尿素(CRU)处理总体优于普通尿素(PU)处理,尤其树脂包膜控释尿素和普通尿素配施(40%CRU+40%PU)效果最佳,以7 709 kg·hm^-2)的产量、36.44%的氮肥吸收利用率、15 946元·hm^-2)的相对净收入达到处理间最高水平。该处理在减少氮素投入量的情况下,不仅促进了冬小麦增产,而且显著提高了肥料的利用率,拥有较高的产投比。因此,树脂包膜控释尿素和普通尿素的配施处理(40%CRU+40%PU)是本试验条件下最优的氮肥处理。     

包膜尿素施用时期对夏玉米产量和氮素积累特性的影响

【目的】随着缓/控释肥的推广和农业劳动力越来越紧缺,简化施肥技术成为未来的一种施肥趋势。黄淮海地区夏玉米季雨热同期,基施包膜尿素容易使养分前期释放过快后期养分缺失,无法满足玉米后期生长需求。通过研究包膜尿素施用时期来探究适合黄淮海地区夏玉米种植的施肥方式,简化施肥生产同时保证玉米产量,提高肥料利用效率。【方法】供试夏玉米品种选用登海605(DH605)和郑单958(ZD958),5个试验处理为不施氮处理(CK)、一次施尿素处理(JN)、拔节-大喇叭口期分次施尿素处理(SN)、基施包膜尿素处理(BR)和拔节期施包膜尿素处理(JR)。通过大田试验探讨包膜尿素肥料施用时期对夏玉米干物质积累、氮素积累转运特性及产量影响。【结果】施用氮肥可以显著提高玉米产量,ZD958和DH605各施氮处理较CK处理增产18.9%—24.7%和19.4%—28.9%。与JN处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产4.15%和5.80%,其中ZD958的穗粒数显著提升。与BR处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产1.44%和7.80%,JR处理平均增产2.10%和10.13%,其中ZD958的穗粒数显著提高,DH605的千粒重显著增大。两年试验都以JR处理产量最高,但JR与SN处理的产量无显著性差异。ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量比BR处理显著提高10.99%和6.78%,花后氮素积累量提高45.99%和43.87%,花后氮素吸收速率提高46.1%和43.5%。与SN处理相比,ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量提高5.15%和7.67%,花后氮素积累量提升18.78%和30.49%,花后氮素吸收速率提高18.39%和30.51%。ZD958和DH605 JR处理的氮素积累活跃期(ANAP)较BR处理增加13.74 d和25.87 d,成熟期籽粒含氮量(NAAG)提高12.78%和10.49%,花后氮素同化量(AANAA)提高50.87%和42.57%,氮素转运量(NTA)降低24.82%和25.38%,氮素转运效率(NTE)降低19.16%和12.04%,氮肥偏生产力(PFPN)提高2.07%和10.19%,氮肥农学利用率(AEN)提高11.47%和69.72%,氮肥利用率(REN)提高60.89%和25.91%,土壤氮依存率(SNDR)降低9.90%和6.36%。与SN相比,ZD958 JR处理的ANAP延长了12.77 d,NAAG、AANAA分别提高3.44%和20.17%,NTA和NTE分别降低18.93%和15.76%,PFPN、AEN和REN分别提高0.63%、3.29%和23.07%,SNDR降低4.89%。DH605 JR处理的ANAP延长了22.76 d,NAAG、AANAA分别提高10.26%和28.67%,NTA和NTE分别降低15.56%和7.80%,PFPN、AEN和REN分别提高2.15%、10.31%和29.96%,SNDR降低7.12%。【结论】黄淮海地区包膜尿素由基施改为拔节期施用,可以增加玉米籽粒含氮量、延长植株氮素积累活跃期并保持较高氮素吸收速率;氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥利用率显著提高,土壤氮依存率降低,增强了玉米对缓释肥养分的利用能力;增大了ZD958的穗粒数和DH605的千粒重,增产幅度与拔节期-大喇叭口期分次施氮的效果相当,保证一次施肥满足夏玉米整个生长季对养分需求,利于夏玉米精简化高效生产。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C／N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田袁水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18．9％～28．8％;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量Ⅲ类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理以及水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析（摘要）

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C/N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田表水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18.9%～28.8%;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量III类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理和水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

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。     

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。     

高聚物包膜尿素的氮素释放特性及其评价方法

采用水浸法和土壤培养法测定了高聚物包膜尿素肥料的氮素释放特性，并用相关分析确定2种方法的应用范围；通过盆栽试验评价了包膜尿素氮素释放特性与水稻需肥规律的吻合性。结果表明：1)水浸法可用于高聚物为主要膜材料的包膜尿素氮素释放特性的评价；2)土壤培养法可用于评价包膜肥料的实际释放特性；3)自行研制的包膜尿素CH50和CH51在水中的释放曲线分别符合对数方程和乘幂方程，而日本出品的包膜尿素(LPS)的氮素释放曲线为S型；4)LPS在水浸法和土壤培养法中的氮素释放过程可分3阶段即延迟释放阶段(迟释期)、快速释放阶段和缓速释放阶段，而CH50和CH51两种肥料的氮素释放没有明显的阶段区分；5)盆栽试验证明LPS的养分释放特征更接近于水稻的需肥规律。     

水田施用涂层尿素对氮素挥发抑制效果的模拟试验

水田土壤施用涂层尿素抑制氮素挥发损失的研究结果表明，涂尿素素肥料在全层混施，8cm深施和表面撒施3种施肥方式下均有抑制NH3和NOx挥发损失的作用，涂层尿素与普通尿素相比，表面撒施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达32．8％，8cm深施降低氮素（NH3＋NOx)挥发失率达19．9％，全层混施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达6．9％。     

水稻田面水中氮磷素的动态特征研究

采用独立排灌系统的田间试验研究了水稻田面氮素、磷素的动态特征。结果表明,分次施肥后的次日,田面水中氨氮、总氮浓度明显升高,随着时间的推移,氮素浓度下降很快。特别是第1次施氮后第9d,各处理氨氮浓度分别为施后第1d浓度的1.19%～2.70%,全氮则变为6.03%～18.74%(对照N-I除外)。氨态氮/全氮比值也呈类似趋势,相比较而言,硝态氮含量要远远低于氨氮,最大值为2.07m g·L-1。同时还表现出不同的趋势,其峰值在第3d出现。另外,不同的施氮量的作用下,等量的磷肥所产生的田面效应表现不同,且大体表现为施氮量多者,田面水磷含量也相应多的现象。从环境污染角度考虑,控制氮素、磷素田面流失主要时期为施肥后1周内。     

尿素涂层施入水田后对NH3和NOx挥发影响的研究

以盆栽试验的方法研究了涂层尿素施入水田后NH3和NOx挥发损失情况。研究结果表明：尿素涂层可明显抑制NH3和NOx的挥发损失，在等氮量条件下施入土壤7d内涂层尿素与未涂层尿素相比NH3 NOx挥发损失可降低22．1％～24．8％，且这一降低挥发效果随尿素用量增加而增大。说明尿素涂层不仅能提高氮素利用率，而且能够减少NOx等气体的排放，使生态环境得到了改善。     

不同施肥方式下稻田氮磷流失特征

采用大田小区试验,研究3种不同施肥方式下稻田系统氮(N)、磷(P)流失特征。实验结果表明,施用尿素和缓释肥的混施处理(MT)田面水中总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度均为最高,分别为24.01和3.78mg/L,降雨产生径流时的N、P流失风险最大。整个水稻季,MT处理的N、P径流流失负荷分别为23.91和2.67kg/hm2,均为3种施肥处理中最高;MT处理的N、P渗漏流失负荷也为最高,分别为9.19和1.79kg/hm2。相对于MT处理,施用尿素和BB肥的无机处理(CT)及施用有机肥的有机处理(OT)能分别减少14.69%和29.18%的N总流失负荷及61.85%和68.97%的P总流失负荷。N、P的径流流失是稻田N、P流失的主要途径。     

洱海北部地区不同氮、磷处理对稻田田面水氮磷动态变化的影响

水稻种植期的田面水氮、磷浓度是稻田Ｎ、Ｐ径流流失、Ｎ素的氨挥发等各种损失途径的关键控制因子。通过田间定点实验监测与分析研究了洱海北部地区水稻土田面水氮磷浓度的动态变化特征。结果表明：总氮（ＴＮ）以及可溶性总氮（ＤＴＮ）在施基肥后是先升后降的趋势,１～３ ｄ内达到峰值,然后迅速下降,９ d后含量差异趋同;在施入孕穗肥后,ＴＮ及ＤＴＮ浓度立即到达峰值后迅速下降,在９ d后含量很少,并趋于稳定;ＤＴＮ浓度变化趋势可用二次曲线模型Ｙ＝ＡＸ２＋ＢＸ＋Ｃ来描述;铵态氮（ＮＨ+４－Ｎ）浓度变化在不同施肥时期有明显区别,施基肥后田面水ＮＨ+４－Ｎ浓度在３～５ d内到顶点,而在追肥期１～２ d内就到顶峰;田面水总磷（ＴＰ）和可溶性总磷（ＤＴＰ）浓度施入基肥后呈指数型下降,在施肥１２ d后差异趋同,其变化都可用指数模型（Ｙ＝Ｃ０×ｅｋｔ,ｋ＜０）来描述。因此,施肥后 ９ ｄ内是控制Ｎ损失的关键时期,控制Ｐ损失的关键时期则是在施肥后的两周内;水稻施肥应避开降雨时期,以减少施肥后的径流流失。     

成都平原农业废弃物施用下稻田田面水氮磷动态变化特征

为合理利用农业废弃物,设置不同量的废弃物还田处理,以期通过研究稻田田面水中氮素和磷素的动态变化探明废弃物施用下面源污染风险。结果表明:总氮(TN)、可溶性总氮(DTN)、铵态氮(NH+4-N)以及硝态氮(NO-3-N)在各施肥处理下均表现为先升后降的趋势,施肥后2~3 d达到峰值,之后迅速下降;各处理下各形态氮含量在施肥后21 d内差异趋同。总磷(TP)、可溶性总磷(DTP)在施肥后1 d达最大,之后迅速下降,猪粪施用处理的田面水TP、DTP含量在施肥后5~7 d明显回升。与纯化肥相比,加施全量麦秆对田面水中各形态氮、磷含量及分配无显著影响;高量猪粪施用会显著降低田面水NH+4-N含量,降低氨挥发潜能,显著提高各形态磷含量,延长磷素流失风险期,增加磷素流失风险;废弃物施用对水稻产量及糙米磷含量无显著影响。综合考虑废弃物施用下的环境风险与粮食生产,成都平原麦秆全量还田模式下水稻季每667 m2田的猪粪承载量不宜超过3头猪0.5年的排泄量。     

北方稻田异养固氮活性变化

用乙炔还原法研究吉林延边地区与北京两个不同生态区稻田异养固氮活性变化,结果表明,两地稻田根际土乙炔还原活性(ARA)均在分蘖期及抽穗期出现高峰,并前期高峰比后期高峰高。北京稻田根系 ARA 也与根际土同步出现两次高峰,但前期高峰低于后期高峰。延边稻苗根系和两地茎基部 ARA 只有抽穗的一次高峰。延边稻田茎叶 ARA 有明显的单峰变化,而北京稻田则极微,这与两地空气湿度差异一致。在 ARA 高峰期两地相比,根系 ARA 较一致,根际土及茎部 ARA 以北京远高于延边,此现象又与两地气温差异一致。延边稻田土移至北京种稻时,各部位 ARA 变化趋势接近延边原地,而变化量则接近北京稻田。     

包膜尿素与普通尿素配施减氮对夏玉米产量及氮肥效率的影响

为探求减氮增效技术、实现夏玉米科学施肥,通过田间试验,研究了包膜尿素与普通尿素配施及氮肥减施对夏玉米产量、养分吸收利用和土壤氮素的影响。结果表明：夏玉米施氮显著增产7.53%~16.28%,氮素积累量增加15.66%~29.16%,氮肥利用率为19.66%~42.28%;包膜尿素与普通尿素配施一次施肥,提高了夏玉米灌浆期叶绿素含量（SPAD值）,可获得较高产量,且包膜尿素比例越大,氮肥农学效率和利用率越高。本试验条件下,施氮145.6 kg/hm2 （75%包膜尿素+25%普通尿素）基本实现了高产、高效、简化施肥,可在豫北地区推广应用。     

稻田中氮素流失的田间试验与数值模拟研究

在上海青浦农田水利试验站进行田间试验,研究了淹灌稻田在排水条件下的氮素流失规律。在试验的基础上提出了氮素运移与转化的数学模型,对氮素的淋失动态进行了模拟研究。分析表明, 淹灌稻田的淹水层和剖面土壤溶液中氮素的主要形态为ＮＨ４＋ － Ｎ; 施肥后淹水层中氮素浓度衰减呈指数消退; 水稻生长期间, 氮肥损失的主要途径是气体损失,而淋失量相对较小。氮素损失与农田灌溉排水条件有关,因此应合理进行水位管理与调控。