控释氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率

通过土壤渗漏装置、微区和田间小区试验,研究了15N标记控释氮肥在淹水稻田土壤上氮素的去向和利用率。结果表明,施用控释氮肥能明显地降低氨挥发、淋失和硝化—反硝化的损失。控释氮肥处理的氨挥发量比尿素降低54.0%,氮淋失量降低32.5%。尿素的硝化—反硝化损失量占施入氮量的34.5%,而控释氮肥的只占2.0%;控释肥料与尿素氮在0—80cm土层中的残留率相近。控释氮肥一次性全量作基肥施入土壤,水稻的氮肥利用率平均为65.6%,比尿素(基肥+追肥)高出32.2个百分点。控释氮肥的农学效率显著地高于尿素。     

15N标记尿素施入湿地水稻土中的去向和效应

尿素是一种优质合成氮肥,有效成分高,长期施用也不会对土壤产生破坏作用,因此深受种植者的欢迎。但如果施用方法不当,往往会引起氨挥发、反硝化和淋失,导致了氮素的严重损失,因而氮肥利用率很少超过40%^[1-4],还可能造成环境污染。     

种稻下氮肥的氨挥发及其在氮素损失中的重要性的研究

在特制密闭盆钵甲,研究了¹⁵N标记氮肥作水稻基肥混施时,氨的挥发及其在氮素损失中的重要性,随着通气速率的增高,氨的挥发及其在氮素损失中的重要性也增大,至换气频率达15-20次/分时即接近或达到最大值.在酸性水稻土上,硫铵的氮素损失的主要途径是反硝化作用,特别是气温较低的月份;尿素的氮素损失途径,在气温较低的月份中以反硝化作用为主,在温度较高的月份中,则氨的挥发与反硝化作用都是重要的;对碳铵来说,氨的挥发和反硝化作用都是氮素损失的重要途径.在石灰性土壤上,碳铵的氮素损失的主要途径是氨的挥发,而在硫铵和尿素的氮素损失中,氨的挥发和反硝化作用则都是重要的.     

施氮对紫色土硝酸根和盐基离子耦合迁移的影响

通过室内土柱模拟试验,研究氮肥种类及施用量对紫色土硝酸根离子和盐基离子淋溶特征的影响。结果表明:(1)施氮能增加土壤中NO3-和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的淋失量,且施氮量越大,土壤中的盐基离子淋失越多。(2)施用不同种类氮肥,土壤中NO3-淋失有一定差异,在施用浓度较低(纯氮100,200mg/kg)时,表现为硝铵>尿素>硫铵;在施用浓度较高(纯氮300,400mg/kg)时,则表现为尿素>硝铵>硫铵;在试验浓度范围内,淋溶液中盐基离子累积淋失量在3个施肥阶段均表现为硫铵>硝铵>尿素>空白。(3)3个施肥淋溶阶段,淋溶液中NO3-和K+、Ca2+、Mg2+浓度均呈极显著正相关,而NO3-与Na+的相关性只在施用100,200,300mg/kg尿素和硝铵的处理中达显著水平,在其他处理中均不显著。     

种稻下氮素的气态损失与氮肥品种及施用方法的关系

关于水稻田中¹⁵N标记氮肥的氮素去向,国内外都积累了一些资料,并发表了文献综述^[1,2]。近些年来,稻田中氮肥的氮素损失途径的研究又受到了重视^[3-6]。在前两报中^[5,6],我们报导了在石灰性和微酸性水稻土上,碳铵、尿素和硫铵的氮素损失的盆栽和田间试验研究的结果。本次试验的目的主要是探讨两种措施在减少氮素损失中的作用。     

包膜控释和常用氮肥氮素淋溶特征及其对土水质量的影响

大量施用氮素化肥所引起的氮素损失和环境污染正日益受到重视。通过土柱模拟氮养分的淋洗试验。探讨包膜控释氮肥和常用氮肥的氮素淋失特点及其对土壤和地下水质量的影响。研究结果表明，不同氮肥施入土壤后氮素的淋失率有着显著的差异，其中硝酸钾中氮素淋失率最高，其次为尿素，硫酸铵和碳铵的氮素淋失量明显较小。然而控释氮肥因其控制释放的特点。在氮素释放的高峰期，其模拟淋失量较高，但如果在田间条件下此释放高峰期与作物吸肥高峰期相吻合，则会显著地降低其淋失率。除尿素外，被淋失的氮素均以硝态氮为主，尿素则以酰胺分子态被林溶。大量速效化肥的施入会形成土壤中的肥料“微域点”，引起交换性Ca^2 、Mg^2＋离子的淋失，从长远来看可引起土壤结构的破坏，而施用控释肥则很少形成这种“微域点”，有利于土壤结构和肥力的维持。不同氮肥处理淋洗后对土壤pH值和有效氮含量变化的影响差异较大，其中以控释肥对土壤pH值变化的影响较小。大多数氮肥处理在淋洗后，土壤中各层速效氮含量较淋洗前有所降低，然而两种控释氮肥处理的土壤表层却能持续保持较高的有效氮含量。     

滴灌施肥条件下不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟方法研究了滴灌条件下不同种类氮肥(硝态氮、铵态氮和尿素态氮)在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明,3种氮肥在2种质地土壤中的淋失量均是硝态氮肥>尿素>铵态氮肥,淋失的氮素主要为肥料氮。砂壤土上氮素的淋失量明显高于粘壤土。滴灌施用铵态氮肥,显著增加了土壤中NH4+-N含量,随着硝化作用的进行,NH4+-N的量在培养的第5d左右达高峰,尔后含量逐渐降低。与滴灌施用硝态氮肥相比,施用铵态氮肥和尿素后在培养期间土壤矿质态氮(NO3--N+NH4+-N)的含量有降低的趋势，降低的原因可能与N+NH4+-N在土壤中的固定、挥发等有关。     

黄淮海平原潮土-夏玉米系统中尿素氮损失途径的研究

关于氮肥在黄淮海平原潮土上以氨的形态挥发问题,曾有过报道(赵振达等,1986),但是,观测所用的方法是间接法,且又未同时测定氮的总损失量。1990年夏,作者在河南封丘沙壤质潮土上,采用微气象学技术,观测了施于夏玉米的尿素的氨挥发,同时设置了¹⁵N标记尿素的微区试验,以测得氮的总损失。并以二者之差计作表观硝化-反硝化损失。     

减施氮肥与添加秸秆对设施黄瓜-茄子轮作土壤硝态氮累积与淋失的影响

针对设施蔬菜土壤硝态氮累积与淋失严重的问题,以宁夏引黄灌区设施黄瓜-茄子为供试作物,研究减施氮肥与添加秸秆对设施菜田硝态氮累积与淋失的影响。采用田间试验、取样、室内分析与生物统计的方法,设置农民常规施肥(CON)、氮肥减量28%(RF)和氮肥减量39%+秸秆添加(BMP)3个处理,开展不同氮肥管理措施对设施黄瓜-茄子种植体系土壤硝态氮累积与淋失的影响。结果表明,与CON相比,RF和BMP处理能有效降低0～120 cm土层土壤硝态氮储量,2016年黄瓜、2017年茄子和2018年茄子季土体硝态氮储量分别降低2.2%～9.4%、3.9%～6.1%和5.2%～12.8%,相应的硝态氮淋失量分别降低了55.6%～69.7%、59.4%～74.8%和35.4%～48.9%。BMP与RF处理相比,分别降低了2.3%～8.1%的硝态氮储量和20.9%～38.1%的硝态氮淋失量。土体硝态氮储量与淋失量呈显著正相关(R2=0.6973)。因此,在宁夏引黄灌区设施菜田农民习惯施肥的基础上,采用氮肥减施结合秸秆添加(BMP),即黄瓜氮肥减施39%,氮肥纯养分量为275 kg/hm²,配合添加玉米秸秆30.0 t/hm²,茄子氮肥减施39%,氮肥纯养分量为319 kg/hm²,配合添加玉米秸秆30.0 t/hm²,在获得高产的同时能降低土壤硝态氮累积和淋失,降低农田土壤面源污染风险,并提高经济效益,值得在宁夏引黄灌区设施菜田大面积推广应用。     

不同氮肥在石灰性潮土中的转化及ATS对尿素氮转化的调控效应

根据氮肥施入土壤后的转化特性进行氮肥的高效调控和管理是提高氮肥利用效率、缓解氮肥污染的重要措施。为探究不同氮肥在石灰性潮土中的转化特性差异及硫代硫酸铵（ammonium thiosulfate，ATS）作为氮肥调控剂对尿素氮转化的影响，该研究采用室内土壤培养（土壤水分含量为田间持水量的60%，温度25 ℃）试验方法，以尿素、硫酸铵、氯化铵和ATS作为供试肥料，比较4种氮肥施入石灰性潮土后的转化特性差异，并以ATS作为氮素调控剂，以单施尿素作为对照，探究尿素配施不同用量ATS对尿素氮转化的影响。结果表明，4种供试氮肥在石灰性潮土中的转化过程明显不同。尿素在石灰性潮土中的水解速率最快，硝化作用强度也最高，硫酸铵其次；氯化铵由于Cl^-的硝化抑制作用，土壤表观硝化率在7～21 d显著低于尿素和硫酸铵（P＜0.05）；ATS施入土壤后，NH₄⁺-N转化为NO₂^--N的速率最高，而NO₂^--N转化为NO₃^--N的速率最低，NH₄⁺-N在土壤中的存留时间最长，出现峰值之后也一直保持最高的含量，表观硝化率最低。将ATS作为氮素调控剂与尿素配合施用，当其用量在60 mg/kg（含S量）以上时，既表现出了明显的抑制尿素水解的作用效果，也表现出了显著的硝化抑制作用（ P <0.05），且随着ATS用量的增加，抑制效应明显增强。这对于减少氮素损失，提高氮肥利用效率具有积极意义。但供试4种氮肥施入土壤后均出现了亚硝酸盐的累积，其中ATS处理的累积量显著高于尿素、硫酸铵和氯化铵（P＜0.05），累积持续时间也最长。ATS作为氮素调控剂调控氮素转化，也出现了类似的结果，且随着ATS用量增加，亚硝酸盐在土壤中存留时间明显延长，含量和峰值明显提高，出现峰值的时间也明显延后。     

碳酸氢铵和尿素在山东省主要土壤类型上的氨挥发特性研究

采用全程密闭通气法研究了山东省四种主要土壤类型 (棕壤 ,褐土 ,潮土和砂姜黑土 ) ,尿素和碳酸氢铵表施后的氨挥发特点。结果表明 :碳酸氢铵初始的氨挥发强度大于尿素 ,而氨挥发总量小于尿素 ,尿素在四种类型土壤上铵挥发强度次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑 >棕壤 ,氨挥发总量次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑土 >棕壤 ;碳酸氨氢在四种类型土壤上氨挥发强度次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑土 >棕壤 ,挥发总量次序为 :褐土 >棕壤 >潮土≈砂姜黑土。影响氨挥发的因素主要有 :氮素形态 ,土壤 pH、CEC、粘粒含量和粘土矿物类型、有机质含量等 ,但在不同土壤中其影响的主导因素又有较大差异。     

不同氮肥形态的氨挥发损失比较

利用从德国引进的农田土壤氨挥发风洞法测定系统,对不同N肥形态的肥料进行对比实验。结果表明,在相同施N量条件下,硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵的氨挥发损失分别比尿素减少22.5%、3.2%和8.3%,不同N肥的氨挥发损失差异很大。相同条件下,尿素的氨挥发损失为25.7%,添加DMPP后氨挥发损失为27.6%;硫硝酸铵的氨挥发损失为18.6%,添加DMPP后为20.6%;添加DMPP对尿素和硫硝酸铵的氨挥发影响不显著。     

一个稻田土壤-作物体系的氮素循环模型

模型为一维模型,其主要框架由土壤水分运动、N素迁移转化以及水稻生长3个模块组成。在土壤水分运动模拟中,考虑了可能存在的饱和流和非饱和流;在N素运移中将土壤中的NH4 、NO3-和尿素视为土壤溶质,用对流弥散方程模拟其在垂直方向上的运移;在N素转化过程中考虑了尿素水解、有机N矿化、氨挥发、硝化、反硝化以及NH4 的吸附这6个过程;对于作物生长的模拟,选用了ORYZA水稻生长模型,并结合田间实验修改了其中一些参数。使用该模型对3年的田间试验进行了模拟验证,对于土壤中矿质态N素以及水稻生长的模拟,都得到了较好的模拟结果,通过与实测值的分析比较,耕作层的NH4 -N浓度,水稻各部分的生物量模拟值与实测值的吻合都达到了显著水平。     

氮肥去向的研究--Ⅰ.稻田土壤中氮肥的去向

氮肥施入土壤后的去向,直接关系到作物增产和环境保护,是农业和环境科学研究中的基本资料。对氮肥去向的研究,以在田间条件下进行的意义比较大。因此,1978-1980年,我们在华东地区三种不同土壤上,采用田间微区¹⁵N示踪的方法,分别测定了施用于水稻和小麦的几种常用氮肥的去向,并以尿素为重点,研究了施肥方法、施肥时期、土壤水分状况以及硝化抑制剂等对氮肥去向的影响。所得结果将分别整理。本文是稻田试验方面的初步总结。     

几种新型氮肥对叶菜硝酸盐累积和土壤硝态氮淋洗的影响

应用土柱模拟试验的方法,研究了在高肥力菜田土壤条件下,施用几种新型氮肥对两茬叶菜硝酸盐积累和土壤硝态氮淋洗的影响。结果表明,在高肥力菜田土壤上,施用几种新型氮肥都未能明显提高第一茬油菜的生物量,硫硝铵（A SN）却降低了生物量,而第二茬菠菜不施肥处理生物量下降。尿素＋硝化抑制剂DM PP（En tec46）、尿素＋硝化抑制剂DCD（U＋DCD）和有机无机复混肥（OIF）3种氮肥显著降低了油菜硝酸盐含量。尿素＋玉米秸秆（U＋M S）和硫硝铵＋硝化抑制剂DM PP（En tec26）减少了土壤NO3^--N的向下淋洗,而尿素＋保水剂（U＋SAP）增加土壤NO3^--N的向下淋洗。     

Studies on mineralization and immobilization of nitrogen in soil

Mineralization and immobilization processes were studied in a soil treated with ammonium sulphate, calcium ammonium nitrate, urea, urea ammonium phosphate or suphala along with unhumified dung. The conversion of fertilizer nitrogen into non-KCI extractable fractions occurred within two weeks and was relatively rapid in the samples treated with urea and urea ammonium phosphate. The mineral nitrogen content during incubation studies was highest in calcium ammonium nitrate treated soils. Amino acid nitrogen appeared to be the main fraction involved in the immobilization and mineralization of nitrogen in soil. Dung behaved as an efficient nitrification inhibitor and slowed the release of nitrogen from fertilizers.     

不同氮肥对侵蚀坡面土壤氮素流失的影响

在模拟降雨条件下研究等氮量和相同施肥方式下不同氮肥品种的氮素流失特征。结果表明:不同氮肥品种对氮素流失量有显著影响,施用碳酸氢铵、普通尿素的小区全氮、铵态氮和硝态氮的流失量较大,而施用包膜控释尿素则可以显著降低氮素流失量。不同施肥处理的小区径流液中全氮、NH4+-N及流失泥沙中全氮的流失规律表现为碳酸氢铵>尿素>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素>对照;径流液中NO3--N的流失量表现为尿素>碳酸氢铵>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素>对照。     

Effects of nitrification inhibitors on transformations of urea nitrogen in soils

The effects of three patented nitrification inhibitors on transformations of urea N in soils were studied by determining the effects of these compounds (10 μg/g of soil) on urea hydrolysis, ammonia volatilization. and production of ammonium, nitrite, and nitrate in soils incubated under aerobic conditions (30°C, 60% WHC) after treatment with urea (400 μg of urea N/g of soil). The inhibitors used (N-Serve, ATC, and CL-1580) had little, if any, effect on urea hydrolysis, but they retarded nitrification of the ammonium formed by urea hydrolysis and increased gaseous loss of urea N as ammonia. They also decreased the amount of (urea + exchangeable ammonium + nitrite + nitrate) — N found in urea-treated soils after various times.Two of the soils used accumulated substantial amounts of nitrite(> 160 μg of nitrite N/g of soil) when incubated under aerobic conditions after treatment with urea. Addition of nitrification inhibitors to these soils eliminated or substantially reduced nitrite accumulation and greatly retarded nitrate formation, but had little, if any, effect on the recovery of urea N as (urea + exchangeable ammonium + nitrite + nitrate + ammonia) — N after various times. This finding and other observations reported indicate that the “nitrogen deficits” observed in studies of urea N transformations in soils may not largely be due to gaseous loss of urea N through chemodenitrification and are at least partly due to volatilization and fixation of the ammonium formed by urea hydrolysis in soils. The work reported also indicates that N-Serve and other nitrification inhibitors may prove useful for reduction of the nitrite toxicity problems associated with the use of urea as a fertilizer but that application of such inhibitors in conjunction with fertilizer urea, when surface applied, may promote gaseous loss of urea N as ammonia.