稳定性肥料在中国不同区域的施用效果及施用量

  【目的】  对单个区域或者单种作物开展的抑制剂或者稳定性肥料效果研究受土壤类型和气候区域限制,无法为稳定性肥料在不同地理区域的生产和施用提供科学的数据支持。为此,我们在全国范围进行了稳定性肥料施用效果试验,为稳定性肥料的科学施用提供依据。  【方法】  稳定性肥料产业技术战略联盟于2009—2018年在全国7大地理区域进行了大田试验,比较了等养分条件下,施用稳定性肥料和常规施肥的增产效果,统计分析了2014—2018年的研究结果。  【结果】  在华南、西南、华中、华东、华北、西北、东北地区,等常规施肥养分稳定性肥料 (SF) 相对常规施肥 (CK) 的作物平均增产率分别为5.00%、13.40%、6.96%、8.68%、16.30%、8.72%和5.80%,氮肥农学利用率 (NAE) 增幅分别为36.11%、29.84%、27.25%、51.02%、54.73%和21.00% (无华北NAE数据);80%常规施肥养分稳定性肥料 (80%SF) 处理相比CK的增产率分别为1.62%、10.38%、1.78%、6.34%、8.35%、1.44%和0.09%,NAE增幅分别为78.24%、81.41%、49.22%、20.10%、38.96%和62.10%;80%SF处理相对SF处理的作物产量平均减少3.92%、1.22%、1.25%、3.49%、0.07%、1.08%和0.05%,NAE增幅分别为30.95%、40.11%、17.27%、–20.48%、–10.19%和33.97%,与SF处理的作物产量相比,减施20%常规施肥养分稳定性肥料在各个区域均带来小幅减产,80%SF处理相对SF处理的减产幅度在华中、华北、西北和东北地区差异显著 (P < 0.05),在华南、西南和华东地区差异不显著,80%SF处理相对SF处理的NAE差异多不显著;从全国范围来看,等常规施肥养分稳定性肥料处理平均能提高作物产量8.54%和提高NAE 21.77%,80%常规施肥养分稳定性肥料处理能使产量和NAE分别提高3.13%和26.39%。主成分分析结果发现,稳定性肥料增产率主要受到两种有效公因子的影响,即养分因子和pH因子;稳定性肥料增产率与土壤养分主要呈负相关关系,土壤养分越低,稳定性肥料的增产效果越强,稳定性肥料在贫瘠土壤上产生的经济效益越大 (西北极端干旱地区土壤除外);稳定性肥料增产率与土壤pH呈正相关关系,土壤pH越高,稳定性肥料肥效和增产效果越强。  【结论】  施用稳定性肥料在全国主要种植区域均取得了明显的增产节肥效应,完全可以替代常规施肥模式。综合对比等常规施肥养分稳定性肥料施肥模式和80%常规施肥养分稳定性肥料施肥模式对增产和提高NAE的效果,华东、华中、华北、西北、东北以等常规施肥养分施用稳定性肥料的效果较好,华南、西南稳定性肥料的施用量则以80%的常规施肥养分量为宜。影响稳定性肥料肥效和增产效果最重要的土壤因素是土壤养分,其次是土壤pH。     

稳定性肥料中硝化抑制剂作用效果的检测方法

以硝化抑制率作为评价指标,研究了影响硝化抑制剂抑制效果测定方法的主要因素,包括氮土比、培养时间以及土壤类型等。确立了测定稳定性肥料中硝化抑制剂抑制作用效果的最佳检测方法:称取风干后的棕壤200 g,以氮土比1.15∶1 000准确称取样肥,并将其充分混匀,以25%的含水量,在30℃培养箱中培养。选择自培养开始的第9、12、15 d测定土壤中硝态氮(包括亚硝态氮)的质量分数。该检测方法提高了评价效率和准确度。     

添加腐植酸与生化抑制剂的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果

研究同时添加生化抑制剂与生物刺激素腐植酸的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果,明确在黑土中生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合对尿素态氮转化的调控作用,为研究适宜黑土的生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合的稳定性增效尿素专用配方提供理论依据。试验以不施氮肥(CK)及施用普通尿素(N)为对照,在尿素中分别添加腐植酸(H)、脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(CP)以及各生化抑制剂与腐植酸组合,共9个处理。通过盆栽试验,监测不同处理的土壤铵态氮、硝态氮、玉米生物学指标、产量,计算土壤硝化抑制率、玉米籽粒吸氮量、玉米植株总吸氮量及尿素肥料氮利用率等指标。结果表明,相比单独施用尿素肥料,腐植酸及生化抑制剂NBPT、DMPP、CP的添加均能显著提高玉米产量、吸氮量、氮肥利用效率等,同时对土壤铵态氮及硝态氮含量有显著影响(P<0.05)。施用添加腐植酸与NBPT尿素处理相比单独添加NBPT尿素处理显著提高了玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米株高及叶片叶绿素含量,分别提高14.03%、6.31%、3.22%,但玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率、玉米茎粗及叶面积均有所下降。施用添加腐植酸与DMPP的尿素处理相比单独添加DMPP尿素处理的玉米株高、叶绿素含量分别提高7.97%、20.17%,显著降低玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米产量、经济系数、籽粒吸氮量、叶面积,同时植株总吸氮量、氮肥利用率及茎粗有所降低(P<0.05)。施用添加腐植酸与CP的尿素处理相比单独添加CP尿素处理显著提高玉米产量、叶绿素含量、总吸氮量、氮肥利用效率(P<0.05),玉米株高、玉米籽粒吸氮量也均有提高,但玉米茎粗及叶面积有所下降(P<0.05)。在黑土中,施用添加腐植酸与CP的尿素处理可以提高玉米产量、植株吸氮量、玉米株高、叶片叶绿素含量和肥料利用率。施用添加NBPT、DMPP与腐植酸配合的尿素处理降低玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率,不利于玉米产量的增加及肥料利用率的提高。在黑土玉米种植区,氮肥管理建议将腐植酸与CP结合制成新型高效稳定性增效尿素肥料施用,有利于玉米的增产及尿素肥料利用率的提高,避免将腐植酸与NBPT、DMPP配合使用。     

NBPT与DMPP不同剂量组合对尿素氮转化的影响

采用室内模拟试验的方法,探讨了脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)的不同浓度组合对尿素氮转化的影响。结果表明,NBPT与DMPP不同浓度组合均不同程度的延缓了尿素的水解,使尿素N水解产物更加以NH4+-N形态保持在土壤中;延缓了硝化作用进程并减少了硝酸盐在土壤累积,在此基础上增加了土壤有效态N含量。综合不同浓度组合对尿素水解的抑制、土壤NH4+-N和NO3--N含量变化、硝化作用抑制效果、土壤有效态N水平等指标并结合成本考虑,NBPT和DMPP分别为0.1%和0.5%施氮量时为最适宜的组合。     

抑制剂对尿素转化及土壤中氮的影响研究

以草甸棕壤为基质进行室内培养试验结果表明,脲酶抑制剂与硝化抑制剂配合使用,明显地抑制了NH4+-N向NO3--N的转化。NBPT+DCD处理效果最好,可延缓硝态氮的释放高峰达40天以上;H1和HA都表现出较强的硝化抑制作用。H3和H2对硝态氮基本无影响。     

海带多糖与生化抑制剂结合的稳定性尿素在黑土和黄土水稻上的施用效果

为研发在黑土及黄土上种植水稻专用的新一代高效稳定性尿素肥料,采用盆栽试验研究添加生物刺激素海带多糖与不同种生化抑制剂的的施用效果。试验以不施氮肥(CK)及单独施用尿素肥料(N)为对照,将海带多糖(L)、N—丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、3,4—二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)及海带多糖与2种生化抑制剂的组合,分别添加至尿素肥料中制成5种新型高效稳定性尿素肥料作为试验处理,研究不同配方的高效稳定性尿素肥料在黑土和黄土中的氮素转化特征、水稻生长指标、产量及氮肥利用效率。结果表明:海带多糖的添加能在一定程度上抑制土壤硝化作用,使黑土及黄土的水稻生物产量分别提高13.88%,1.21%,籽粒产量分别提高42.18%,25.83%,氮肥利用效率也有所提高。海带多糖与NBPT抑制土壤硝化作用具有良好的协同效应,相比NBPT单一施用,黑土及黄土的水稻生物产量分别降低6.87%,1.30%,籽粒产量分别降低8.15%,4.11%,氮肥利用效率也均有所降低。相比DMPP单独施用,海带多糖的添加具有促进水稻生长的效果,在黄土中二者配合施用,水稻生物与籽粒产量分别提高0.63%,2.64%,有利于植株对氮素的吸收及氮肥利用效率的提高,在黑土中二者配合施用,水稻生物产量及籽粒产量分别降[JP]低10.52%,1.50%,植株吸氮量及氮肥利用效率也有所降低,黑土中二者配合施用存在负效应。建议在黄土地区种植水稻将DMPP与海带多糖结合制成高效稳定性尿素肥料施用,有利于水稻增产及氮肥利用效率的提高。     

脲酶/硝化抑制剂在土壤N转化过程中的作用

综述了脲酶抑制剂/硝化抑制剂对土壤氮的转化过程:尿素水解过程、硝化过程、硝酸盐淋溶过程、反硝化过程、微生物固持过程、N矿化过程及气体挥发过程的影响和抑制剂的作用机理,并提出今后研究的发展方向,为今后如何施用抑制剂来提高土壤中氮素利用率和减少环境污染提供一定的参考价值。     

尿素配施添加剂NAM对三江平原白浆土氮素转化和玉米产量的影响

通过田间小区试验,研究了尿素配施肥料添加剂NAM(由脲酶抑制剂和硝化抑制剂等成分组成)对三江平原白浆土氮素转化、玉米产量以及氮肥利用率的影响,以期为肥料添加剂NAM的进一步推广应用提供理论依据。研究结果表明,与常规施氮处理相比,等氮量配施NAM处理使土壤NH4+-N在较长时间内维持较高的水平,并显著提高了作物后期的土壤总有效氮供应水平,从而使作物吸氮量增加了6.8%,增产3.1%;减氮20%配施NAM处理维持了土壤NH4+-N总体供应水平和作物后期的土壤总有效氮供应,从而使作物吸氮量及产量与常规施氮处理保持相当;减氮40%配施NAM处理由于过多降低了施氮水平,致使在作物生长前期土壤供氮量明显不足,进而降低了作物吸氮量及产量。尿素配施NAM较单施尿素提高氮肥利用率4.9～8.0个百分点。在等氮和适当减氮条件下,肥料添加剂NAM适用于三江平原白浆土-玉米体系,有利于农业可持续发展。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田氨挥发的影响

采用密闭室间歇通气法和15N标记技术研究了尿素施入稻田后氨挥发损失特征以及脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)和硝化抑制剂(3, 4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)对稻田氨挥发损失的影响。结果表明,稻田施用尿素后第4天氨挥发速率达到峰值,氨挥发损失主要发生在施肥后21天内。与单施尿素处理相比,添加NBPT处理的氨挥发速率峰值降低27.04%,累积氨挥发损失量降低21.65%;NBPT与DMPP配施时,氨挥发速率峰值降低12.95%,累积氨挥发损失量降低13.58%;而添加DMPP时,氨挥发速率峰值增加23.61%,累积氨挥发损失量与单施尿素的差异不显著。相关性分析表明,地表水中铵态氮浓度和pH值与氨挥发速率均达极显著正相关,说明二者是影响氨挥发速率的主要因素,而气温、 地温和水温与氨挥发速率的相关性不显著。与单施尿素相比,添加脲酶抑制剂可显著增加稻谷产量。脲酶抑制剂与硝化抑制剂配合施用可更有效地提高氮肥的回收率。综合降低氨挥发、 提高水稻产量及地上部氮肥回收率的效果,添加脲酶抑制剂以及脲酶抑制剂与硝化抑制剂配施的两个处理效果较为理想,硝化抑制剂不宜单独添加。     

脲酶/硝化抑制剂对土壤脲酶活性、有效态氮及春小麦产量的影响

通过田间随机区组试验,就缓释尿素对土壤脲酶活性,土壤有效态氮及小麦产量的影响进行了研究。本试验设置4个处理,1)普通尿素(U);2)U+脲酶抑制剂LNS(SRU1);3)SRU1+硝化抑制剂双氰胺(DCD)(SRU2);4)SRU1+硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑(DMP)(SRU3)。结果表明,在整个春小麦(TriticumaestivumL.)生育期内,SRU1、SRU2和SRU3处理的土壤脲酶活性低于U处理,且SRU2、SRU3处理的土壤NH4+-N含量在较长时间内维持在较高水平;小麦成熟期,SRU1、SUR2和SRU3处理土壤有效态N含量显著高于U处理(p<0.05);SRU1、SRU2、SRU3处理小麦的生物学性状和产量略高于U处理,但是处理间没有显著差异。     

我国控释肥料研究的现状和展望

本文结合作者长期从事控释肥料研究的心得和经验,在参阅国内外大量研究资料的基础上,比较系统地综述了我国控释肥料的研究进展。论文指出了我国控释肥料研究的学术价值和经济意义,阐述了我国控释肥料研发的切入点和目标、研制与社会需求、研制与我国经济发展。论述了控释肥料和缓释肥料的内涵和区别、区分控释肥料和缓释肥料的意义和作用。参阅1979年以来的研究资料,回顾了我国控释肥料研究的历史和现状,将我国控释肥料研制划分为3个阶段:1）缓控释肥料的探索阶段;2）控释肥料研究普及阶段;3）控释肥料关键技术深化和技术集成与产业化,概括了各个阶段的研究成果。在此基础上,通过对我国控释肥料研制与国际同类研究差距对比、我国控释肥料研究与发展总体趋势和特点分析、控释肥料研究的前沿领域之讨论,对我国控释肥料研究进行了展望,并提出了今后的研究方向。     

生态有机肥与农业可持续发展

阐述了生态有机肥与农业可持续发展的关系 ,指出生态有机肥具有改良土壤 ,提高土壤肥力 ,改善土壤对植物N、P、K等营养元素供给 ,提高植物抗病能力 ,减少植物病虫害 ,辅之秸秆堆肥还田 ,可减少化肥农药施用量 ,促进农业良性循环等重要作用     

旱地作物生育对土壤水肥耦联的响应研究进展

水肥是作物生长发育的基本物质基础,也是制约农业的主要因素。90年代以来我国在水肥对旱作 农业生产的协同效应方面做了大量的定性或定量研究工作,较为系统、深入地分析了旱地作物生长发育及产量对农田土壤水肥的响应。在总结分析的基础上指出水肥对旱地作物作用大小是随水肥相对平衡而变化。     

无机肥料中有效磷含量的测定国际标准制定研究

为统一全球无机肥料中有效磷含量的测定方法,对国际上现有的3种主要检测方法进行了分析研究,比较了我国现行仲裁方法(GB/T 8573)、欧盟标准方法(EN 15959)以及传统国际标准方法(ISO 6598)的差异性,研究表明上述3种方法对测定结果没有显著差异.ISO/TC 134推荐了以GB/T 8573为基础,制订新...     

浙江省复混肥料、有机-无机复混肥料和有机肥料品质的研究

浙江省61个具有代表性的复混肥料、有机-无机复混肥料和有机肥料产品的养分含量、物理性状及重金属含量的检测结果表明,浙江省复混肥料、有机-无机复混肥料、有机肥料的养分含量和物理性状总体较好。三类肥料的养分含量合格率分别为:有机肥料95.0%、有机-无机复混肥料72.2%、复混肥料86.3%。从三类肥料的重金属含量的检测情况看,有机肥料中的铜、锌、铅、镉、铬含量均高于有机-无机复混肥料和复混肥料,而且高含量段的分布频率也大。按相应标准判定,有机肥料中35%的样品镉含量超过限量标准,10%的样品铅含量超过限量标准,所有样品的铬含量均在限量标准内;有机-无机复混肥料样品中三种重金属元素均在限量标准内。对有机肥料中的有机肥肥源的重金属含量检测结果表明,有机肥料与其相应的有机肥源中的铜、锌、铅、镉、铬等五种重金属元素的含量均呈显著正相关。     

掺混肥常用基础肥料的物理性状及其适配性

【目的】分析评价了不同产地、厂家生产的基础原料肥的理化性质,根据影响掺混肥养分分布的主要物理指标对原料肥进行分类掺混,验证我国主要原料肥的混合性,并确定影响养分分离的主要因素。【方法】收集市场上常用的单质氮磷钾肥,测试了肥料颗粒粒径、平均主导粒径 (SGN)、均匀度指数 (UI)、硬度、休止角、密度、酸碱度、盐指数。根据密度、SGN和休止角对基础肥料进行分类,依据指标相近和不相近原则,选择基础肥料组合,每个组合配置N∶P₅O₂∶K₂O比为1∶1∶1和2∶1∶1两个掺混肥样品。利用外槽轮排肥机,模拟了上述13种掺混肥样品在排肥速度为6、8、10、12 km/h下的养分分布情况。【结果】供试基础氮、磷、钾肥的平均主导粒径分别为305～469、264～345、281～348;均匀度指数分别为41.68～69.94、46.03～60.08、40.27～47.27;密度分别在0.71～0.87、0.84～1.05和1.03～1.19 g/cm3之间,整体呈现钾肥优于磷肥,磷肥优于氮肥的趋势。供试基础肥料中氮肥硬度普遍偏低,除江苏产氯化铵 (N₆) 外,其余肥料硬度均在0.20～13.27 N之间;磷、钾肥硬度相对较高,分别为27.47～41.38 N和23.55～48.47 N。尿素和磷肥多为圆形或椭圆形,休止角较小,6个供试钾肥和硫酸铵均为不规则多边形,休止角偏大,不太适宜掺混。按照密度、SGN、休止角从小到大划分,将22种基础原料肥分为三个等级,并根据上述三个指标相近和不相近原则进行掺混,共配制出13个掺混肥样品,其氮磷钾养分比例为1∶1∶1或2∶1∶1,对这些样品进行的模拟施肥结果表明,在排肥机前进速度为6 km/h、掺混比为2∶1∶1时,SGN、休止角指标相近的掺混肥施用后的养分分离度小、可利用性高。其中,施用后养分分布最均匀的为N₁P₁K₅ (按SGN相近原则掺混),掺混后养分比为1.64∶0.98∶1.40;最不均匀的为N₇P₇K₅ (按SGN不相近原则掺混),施肥后养分比为2.22∶0.79∶0.78。休止角越小,摩擦力越小,流动性越好。选用休止角较小的原料肥,并减小原料肥间休止角差异,可降低掺混肥养分分离状况。本研究供试原料肥密度在0.71～1.19 g/cm3之间,且对掺混后养分均匀性无显著影响。【结论】80%试验肥可作为掺混原料,基础肥料颗粒的平均主导粒径SGN和休止角是影响掺混肥养分分离的主要因素。原料肥SGN值在340～348之间较适宜掺混,休止角越小掺混后养分分布越均匀。实际生产过程中,应选用颗粒相似、休止角间差异小的原料肥进行掺混,可有效提高产品施用的精准度。     

The need to prioritize sustainable phosphate-based fertilizers

The unsustainable use of phosphate-based fertilizers can lead to the depletion of accessible phosphorous reserves and cause environmental problems. As well as finding new phosphate supplies, we ought to be prioritizing sustainable phosphate-based fertilizers. By adopting microbial, physical and chemical modifications, low-solubility phosphate minerals could be used in an efficient way for nutrient supply and heavy metal immobilization. However, there are many obstacles to overcome in moving these sustainable approaches from the laboratory to the field.     

推广平衡施肥的新举措

(1 )广大的基层农业科技工作者和农民群众 ,在长期的生产实践中积累了丰富的经验。为使这些经验在生产中发挥更大的作用 ,本刊开设了“经验交流”栏目 ,欢迎大家踊跃投稿。稿件要求目的明确 ,措施具体 ,让读者一看就懂 ,一学就会 ,篇幅不宜太长 ,约 2 0 0 0～ 30 0 0字即可。(2 )科技期刊在文字表达时 ,一般不宜用“亩”作为面积计量单位 ,因本文谈及的是“一亩肥”所以破例使用“亩”。希望广大作者在以后的来稿中用公顷 (ｈｍ2 )、平方米 (ｍ2 )表示面积     

作物营养从有机肥到化肥的变化与反思

二十世纪前,农业生产主要靠施用有机肥为作物提供营养,维持地力不衰,这一时期一般称为“有机营养”阶段。之后,化肥逐渐取代有机肥,成为作物养分的主要来源,农业生产进入以化肥养分供应为主的“无机营养”阶段。化肥的连续大量施用在作物增产方面发挥了巨大作用,也带来了不少问题,以致近年来出现了怀疑或否定农业生产中施用化肥的思潮。为此,本文回顾了植物营养学科的发展历程和我国化肥使用的历史,指出仅靠施用有机肥、种植豆科作物等传统的营养作物的方式难以满足农业生产对养分的需求,化肥与有机肥配合施用是我国农业发展的正确道路。目前生产中,化肥施用存在不合理和过量问题,有机肥施用方面,主要是集约化养殖业与种植业的不合理布局,存在种养分离,难以农业利用等养分管理问题。同时解决这两个问题,除采取已有的合理施肥技术及方法外,还应改变从植物营养角度只重视氮磷钾等无机养分的供应,拓宽为重视碳、氮、磷及钾等不同元素间的时空平衡关系;以农业生态系统养分资源高效循环利用为核心,采取不同方式实现有机–无机营养的结合,应避免陷入有机与无机营养的争论;从生物地球化学循环角度看待养分利用与管理问题,关注养分在田块、流域及区域尺度的流向及对土壤、水体及大气的影响;将科技与政策等有效结合,提高养分利用效率,减少养分损失,保障我国农业的健康持续发展。