不同施氮量和施氮方式对稻田氨挥发损失的影响

采用密闭室法研究苏南地区稻麦轮作体系中,不同施N量和施N方式对水稻和小麦生育期氨挥发损失的影响。结果表明,优化施肥能明显降低稻-麦轮作系统中的氨挥发损失,在整个稻麦轮作体系中,优化和习惯的氨挥发损失占N肥施用量的百分比分别为7．05％±1.37％和9．81％±0．38％。稻季与麦季的氨挥发损失差异显著。稻季氨挥发损失量与N肥施用量呈乘幂关系上升,麦季则呈正的线性关系。水稻施肥后氨挥发持续的时间短,主要发生在施肥后1周以内,麦季持续时间较长,在施肥后10天左右。稻季和麦季的基肥阶段是主要的氨挥发时期,占各自氨挥发损失N的50％左右。     

不同施氮量对稻田氨挥发的影响及阈值探究

以浙江嘉兴地区水稻(明珠2号,晚稻)为研究对象,在稻田原状土柱渗漏池条件下研究施氮量与水稻产量及氨挥发损失关系,进一步构建基于环境和粮食安全的氮肥投入阈值。结果表明,水稻籽粒产量随施氮量变化符合二元一次方程,从粮食安全和经济效益考虑,最佳施氮量为252.80 kg hm-2,稻田体系氮肥利用率随施氮量增加线性递减,氮损失随施氮量增加递增,不同处理下氮素损失比例达15.31%~66.32%;稻田氨挥发主要集中在施肥后的7天内,施肥后1~2 d便迅速达到峰值,随后迅速降低,低温降雨会延迟氨挥发峰值的出现,基肥期氨挥发量远高于穗肥期,氨挥发总量随施氮量的增加呈指数增长,施氮量217.73 kg hm-2为氨挥发量拐点;基于粮食安全、经济效益和以氨挥发为指标的环境安全的多重考虑,在仅施用尿素配施有机肥条件下,浙江嘉兴地区氮肥投入阈值推荐量为217.73~252.80 kg hm-2。     

施氮量和田面水含氮量对紫色土丘陵区稻田氨挥发的影响

采用密闭室连续抽气法研究了四川省丘陵区紫色土上不同施氮量条件下(0、112.5、150、187.5、225 kg/hm2)稻田氨(NH3)挥发特征及田面水含氮量对其的影响。结果表明,施氮肥后的1~3天内出现NH3挥发峰值,随后逐渐下降。稻田NH3挥发总量随施氮量的增加而增加,二者呈极显著的相关关系(r=0.916 6***)。通过稻田NH3挥发损失的氮素占施氮量的比例为29.4%~38.0%。施氮肥后稻田田面水NH4+-N、可溶性氮和总氮浓度均迅速升高,稻田NH3挥发速率与田面水中的NH4+-N、可溶性氮和总氮浓度均具有显著的相关关系,观测期内的最高相关系数分别为0.926 9、0.841 2和0.881 3。因此,控制施氮量可有效降低田面水NH4+-N、可溶性氮和总氮浓度,以此来减少紫色土丘陵区稻田NH3挥发损失。     

洱海北部地区不同施氮强度对水稻季稻田氨挥发的影响

为明确洱海北部地区农田氨挥发损失规律及其影响因素,采用密闭室通气法研究了洱海北部地区水稻季不同施氮量对田面水氨挥发损失的影响,同时测定了田面水NH4+-N浓度、NO3--N浓度、pH值等氨挥发影响因素的变化。结果表明:在施入基肥后,氨挥发通量在第3 d达到峰值后呈波动下降趋势,9 d后氨挥发停止,在施入孕穗肥后,氨挥发通量在第1~2 d内到达顶点而后迅速下降,5 d后氨挥发停止;不同施氮水平与各生育期的氨挥发累积量呈极显著正相关(相关系数在0.839以上),不同生育期的氨挥发累积量表现为:基肥孕穗肥,施氮处理的氨挥发累积量为15.23~55.45 kg hm-2,而氨挥发损失率在11.28%~15.40%之间;田面水NH4+-N浓度到峰值时比氨挥发通量达最大值时早1 d,当NH4+-N浓度小于10 mg L-1后时不利于田面水氨挥发损失;不同施氮量的氨挥发通量和田面水NH4+-N浓度呈极显著正相关(相关系数为0.624),与田面水pH值、NO3--N浓度则无显著相关。因此,施肥后5~9 d内是控制氨挥发损失的关键时期,而施氮量和田面水NH4+-N浓度的变化是决定氨挥发损失量的关键因素之一。     

不同水氮管理下稻田氨挥发损失特征及模拟

为了探讨减少稻田氨挥发的合理水氮管理措施,基于田间试验资料,分析了不同水氮管理稻田氨挥发损失规律及其交互影响,并用DNDC(土壤碳氮循环模型)模型模拟了节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失动态特征。结果表明,控制灌溉和实地氮肥管理的联合应用既大幅降低了稻田氨挥发峰值,又降低了稻田大部分无施肥时段的氨挥发损失,稻田氨挥发损失量为39.63kg/hm2,较常规水肥管理稻田降低44.69%。采用DNDC模型模拟节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失量是可行的,稻季氨挥发总量模拟值与实测值相对误差均在±10%以内。节水灌溉和实地氮肥管理的水氮联合调控显著降低了稻田氨挥发损失量,且实地氮肥管理对氨挥发损失降低的贡献率要大于节水灌溉。该文研究结果可为稻田的水肥科学管理,减少稻田氨挥发损失提供依据。     

不同施氮量及施氮方式对水稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

施用缓控释氮肥是降低稻田土壤氨挥发损失的常用措施之一。将缓控释氮肥与速效氮肥配施,可以解决水稻对氮素的需求与降低氮素损失之间的矛盾。在保证水稻产量的前提下,以减少稻田氨挥发损失、提高氮肥利用效率以及降低环境污染为目的,采用大田裂区试验的方法,设置不施氮肥和施氮量分别为60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)kg·hm-2 5个施氮水平,以及氮肥一次性施用(SF)及氮肥一基二追(TF)2种施肥方式,研究不同氮肥用量及运筹模式对水稻田氨挥发、氮肥利用率以及水稻产量的影响:结果表明,氮肥施用方式和施氮量对水稻田氨挥发损失量影响显著,同一施氮方式下,稻田土壤氨挥发损失量随着施氮量增加而增加,SF各处理氨挥发损失量为14.46～23.74 kg·hm-2,TF各处理的氨挥发损失量则为23.3～47.74 kg·hm-2,SF氨挥发损失量比TF降低37.9%～50.3%;氮肥施用方式显著影响氮肥表观利用率和氮肥偏生产力,SF和TF的最大氮肥表观利用率均出现在N180,分别为50.02%和38.68%;低施氮量(N60)和高施氮量(N240)时,TF氮肥偏生产力高于SF,而施氮量为120(N120)kg·hm-2、180(N180)kg·hm-2时,SF比TF氮肥偏生产力分别高出3.32和5.58 kg·kg-1;施氮量极显著影响水稻的氮素吸收量和氮肥农学利用率;SF和TF的最高产量分别出现在N180和N240,且SF高于TF,两者相差465.3 kg·hm-2。缓控释氮肥与速效氮肥配施一次性施肥可以有效降低稻田氨挥发损失,同时提升氮肥表观利用率和偏生产力,且能在施氮量较低的情况下获得较高产量,在水稻氮肥管理上具有应用价值。     

藻类在稻田生态系统中的作用及其对氨挥发损失的影响

本文在总结已有稻田藻类研究结果的基础上,结合温室盆栽试验的初步结果,阐述了藻类对稻田氨挥发损失过程的影响,及其在稻田土壤N素转化、供应与调节中所起的重要作用。提出了减少N素氨挥发损失和合理利用稻田藻类的方法。     

太湖地区稻田氨挥发及影响因素的研究

应用微气象学方法研究太湖地区水稻三个不同施肥期施用尿素后的氨挥发损失 ,并对其影响因素 (气候、田面水中NH 4 N浓度和作物覆盖等 )的作用进行了分析研究。结果表明 ,水稻施用尿素后的氨挥发损失为各时期施氮量的 18 6 %～ 38 7% ,其中以分蘖肥时期损失最大 ,其次为基肥 ,穗肥氨挥发损失最小。氨挥发损失主要时期是在施肥后 7d内。在水稻不同生长期 ,各因素对氨挥发的影响能力大小并不一样 ,三个施肥期的氨挥发损失通量与施肥后田面水中铵态氮浓度呈显著正相关。     

太湖地区氮磷肥施用对稻田氨挥发的影响

在太湖地区乌栅土上,采用田间小区试验连续两年研究了施氮(N)量为0、180、255、330kg hm-2,施磷(P2O5)量为0、309、0、180 kg hm-2的6个组合(对照N0P0、低氮N180P90、优化N255P90、低磷N255P30、高磷N255P180、高氮N330P90)以及三个施肥时期对稻田氨挥发损失的影响,氨挥发采用密闭室间歇通气法测定。结果表明,稻田氨挥发损失主要发生在施肥后6d内,基肥和第一次追肥后各处理氨挥发量占施氮量的0.4%~11.5%,而第二次追肥后氨挥发损失比例较大,对照、低氮、优化、低磷、高磷和高氮处理的氨挥发在2002年稻季分别占施氮量的5.8%、9.7%、25.6%、15.6%和11.6%,在2003年稻季则分别为27.4%、26.2%、30.0%、35.1%和27.6%。若施肥后遇阴雨天气或正值水稻拔节孕穗期,氨挥发量便降低。田面水中的NH4 -N浓度是氨挥发的决定因素之一,与氨挥发通量呈正相关。施磷量相同时,氨挥发随施氮量增加而增加;施氮量相同时,高磷和低磷处理氨挥发均高于优化处理,表明在氮磷不平衡施用时,氮肥氨挥发损失会加剧,从氨挥发损失方面考虑,稻田推荐施磷量不宜超过P2O590 kg hm-2。     

不同施氮量对紫色土大白菜季产量和氨挥发的影响

【目的】 研究紫色土丘陵区水稻–大白菜轮作模式下,大白菜季产量、氨挥发损失通量及影响因素,可为四川省紫色土丘陵区农业面源污染防治提供技术支撑。 【方法】 以大白菜为试材进行了田间试验。结合当地农民的施肥习惯,设定了6个施氮肥水平,施氮量依次为N 0、112.5、150、187.5、225、300 kg/hm2,氮肥均等量分为基肥和追肥,分两次施用。采用密闭室连续通气法对大白菜地进行田间原位氨挥发测定。测定在基肥和追肥施用之后的第1天开始,上午9:00—10:00,下午16:00—17:00进行测定,连续测定14 d(降雨停止测定),直至检测不到氨挥发。成熟期调查大白菜产量和全氮含量。 【结果】 大白菜季施氮总量从0增加至300 kg/hm2时,单季氨挥发损失总量由 2.27 kg/hm2增加至22.72 kg/hm2。基肥和追肥施氮量分别从0增加到150 kg/hm2时,基肥后氨挥发总量的变化范围为1.08 kg/hm2到23.58 kg/hm2,显著高于等量追肥后的氨挥发总量 (0.21～2.83 kg/hm2),这与基肥施用时期温度高于追肥施用时期的温度有关。随施氮量增加,大白菜产量增加,但从N 187.5 kg/hm2增加至300 kg/hm2时,大白菜产量增加不显著;氨挥发总量随施氮量增加而增加,但150 kg/hm2与187.5 kg/hm2处理差异不显著,187.5 kg/hm2与225 kg/hm2、300 kg/hm2处理之间差异显著。 【结论】 大白菜季氨挥发主要集中在施肥之后的两周之内,施肥量和温度是影响大白菜季氨挥发的主要因素。综合考虑产量和单季氨挥发损失总量等因素,施氮肥量为N 187.5 kg/hm2时,大白菜的产量和环境效益最佳。      

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。     

脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响

采用田间小区试验,以普通尿素和氯化铵为对照,研究脲胺氮肥对太湖地区稻田氨挥发及氮肥利用率的影响。结果表明:氮肥施入后,氨挥发损失主要发生在施肥后5~7天内,氨挥发损失量与田面水NH4+-N浓度呈线性正相关关系。不同氮肥的氨挥发损失差异显著(P0.05),脲胺氮肥的氨挥发损失分别比普通尿素和氯化铵减少了2.71和6.41 kg/hm2,并且该氮肥对水稻有增产的趋势,氮肥利用率分别比普通尿素和氯化铵显著提高了10.43%和10.64%。此外,综合考虑经济和环境效益,该氮肥净收益高于尿素和氯化铵。因此,脲胺氮肥值得在太湖地区推广。     

Organic Fertilizer Source and Application Method Impact Ammonia Volatilization

ABSTRACT

Ammonia (NH₃) volatilization from fertilizer applications reduces efficiency and poses environmental hazards. This study used semi-open static chambers to measure NH₃ volatilization from organic fertilizers (feather meal, blood meal, fish emulsion, cyano-fertilizer) to evaluate the impacts of fertilizer source, application method, and rate on NH₃ volatilization. In 2014, two application rates (28 and 56 kg N ha^?1) were applied to lettuce (Lactuca sativa L.). Solid fertilizers (feather meal, blood meal) were preplant applied in a subsurface band, whereas liquid fertilizers (fish emulsion, cyano-fertilizer) were applied weekly through drip irrigation beginning two weeks after transplanting. In 2015, a single application rate (28 kg N ha^?1) was applied to cucumber (Cucumis sativus L.). Solid fertilizers were applied in either subsurface or surface bands. There was a significant difference in NH₃ volatilization among fertilizers, but there was little difference between application rates. Liquid fertilizers had lower NH₃ emissions than solid fertilizers due to their timing and placement. In 2014, blood meal at 56 kg N ha^?1 and feather meal at both rates had the highest NH₃ fluxes. In 2015, surface-banded blood and feather meal had the highest NH₃ fluxes. Fertilizer decisions for organic systems should consider NH₃ emission losses and practices for their reduction.     

Effects of Temperature and Soil Type on Ammonia Volatilization from Slow-Release Nitrogen Fertilizers

Ammonia (NH₃) volatilization is the major pathway for mineral nitrogen (N) loss from N sources applied to soils. The information on NH₃ volatilization from slow-release N fertilizers is limited. Ammonia volatilization, over a 78-d period, from four slow-release N fertilizers with different proportions of urea and urea polymer [Nitamin 30L (liquid) (L30), Nitamin RUAG 521G30 (liquid) (G30), Nitamin 42G (granular) (N42), and Nitroform (granular) (NF)] applied to a sandy loamy soil was evaluated. An increase in temperature from 20 to 30 °C increased cumulative NH₃ volatilization loss in the sandy soil by 1.4-, 1.7-, and 1.8-fold for N42, L30, and G30, respectively. Increasing the proportion of urea in the slow-release fertilizer increased NH₃ volatilization loss. At 30 °C, the cumulative NH₃ volatilization over 78 d from a sandy soil accounted for 45.6%, 43.9%, 22.4%, and <1% of total N applied as N42, L30, G30, and NF, respectively. The corresponding losses in a loamy soil were 9.2%, 3.1%, and 1.7%. There was a significantly positive correlation between NH₃ volatilization rate and concentration of NH₄-N released from all fertilizers, except for NF (n = 132; r = 0.359, P = 0.017 for N42; r = 0.410, P = 0.006 for L30; and r = 0.377, P < 0.012 for G30). Lower cumulative NH₃ volatilization from a loamy soil as compared to that from a sandy soil appeared to be related to rapid nitrification of NH₄-N in the former soil than that in the latter soil. These results indicate the composition of slow-release fertilizer, soil temperature, and soil type are main factors to dominate NH₃ volatilization from slow- release fertilizers.     

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31.67～69.70kg·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1～3d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%。     

Reducing Ammonia Volatilization and Improving Nitrogen use Efficiency of Rice at Different Depths of Urea Supergranule Application

An experiment was conducted to determine the depth of urea supergranule (USG) application that reduces ammonia (NH₃) volatilization and improves nitrogen use efficiency of rice. Canne, Voudou, Akuse, and Bumbi series were used. Treatments involved surface application of prilled urea (PU), USG applied at 0, 4, 8, 12 and 16 cm depths and a control. Rice variety IR-841 was grown up to maturity. Closed chamber device was used to trap NH₃. Results indicated that the highest mean NH₃ loss occurred in Bumbi series (13.67%) while the lowest was Canne series (8.16%). USG applied at 0 cm resulted in the highest NH₃ loss (37.2%). NH₃ volatilization decreased with increasing depth of USG application. The highest grain yields were obtained when USG was applied at 4 and 8 cm. In Canne series, the highest agronomic use efficiency (AE) of N (57 g g^?1) was obtained with USG applied either at 8 or 12 cm while the highest recovery efficiency (RE) (84%) occurred at 8 cm. In Akuse series, the highest AE (55 g g^?1) and RE (78%) were obtained when USG was placed at 8 cm. In Voudou and Bumbi series, the highest AE (45 and 48 g g^?1 respectively) and RE (64%) were obtained with USG deep placed at 4 cm. The results therefore suggested different specific depths of USG application to reduce ammonia loss and improve nitrogen use efficiency.     

水氮调控对设施土壤氨挥发特征的影响

基于连续6年设施番茄水氮调控定位试验,采用高分辨激光光谱法观测分析灌水下限(土壤水吸力为W_1:25 kPa、W_2:35 kPa、W_3:45 kPa)和施氮量(N_1:75 kg N/hm~2、N_2:300 kg N/hm~2、N_3:525 kg N/hm~2)对设施土壤氨挥发通量、累积挥发量、番茄产量及单产累积排放量的影响。结果表明:灌水下限、施氮量及两者交互作用极显著的影响设施土壤氨挥发通量峰值、累积挥发量、单产氨挥发累积量、氨挥发损失率和番茄产量。氨挥发通量表现为施氮后6～8天氨挥发达到峰值。经验S模型可以较好地表征基肥和追肥2个时期氨挥发累积量随时间的变化,氨挥发特征参数表现为基肥期以灌水下限和水氮交互影响为主,追肥期以施氮量和水氮交互影响为主。与基肥相比,采用滴灌追肥可显著的降低氨挥发累积量94.78%～96.30%。受土壤pH和土壤NH_4~+-N含量及施肥带比例影响,氨挥发的氮损失率在0～2%。施氮量为300 kg N/hm~2和灌水下限25 kPa组合的水氮处理(W_1N_2)是协调氨挥发量和设施番茄产量的最佳水氮管理模式。     

不同深施方式对太湖地区稻田氨挥发和氮肥利用率的影响

本研究以太湖地区稻田为研究对象开展连续两年的田间试验，通过设置不施氮肥（CK）、常规施氮（CN）、减氮表施（RN）、减氮侧深施（RNS）和减氮穴施（RNP）5种施氮处理，探究不同深施方式对稻田氨挥发与氮肥利用率的影响。结果表明，与表施处理（CN和RN）相比，RNS和RNP通过降低田面水NH₄⁺-N浓度和pH分别减少30.95%~41.54%和66.71%~72.23%的氨挥发排放（P<0.05）。相较于RN处理，RNP促进水稻根系生长并增加根区土壤有效氮含量，进而增加水稻产量（6.23%），提高氮肥利用率（50.15%），降低土壤氮盈余（63.92%）（P<0.05）。与CN处理相比，RNS显著降低土壤氮盈余（29.20%）（P<0.05），但水稻吸氮量和氮肥利用率均未显著增加。相较于RNS，RNP进一步降低氨挥发损失（50.84%）和土壤氮盈余（51.07%），提高氮肥利用率（40.40%）（P<0.05）。综上所述，RNP的农学和环境效益最高，但因穴施机械及肥料造粒技术等因素的限制，尚难应用于实际生产；而侧深施肥在我国水稻大规模集约化生产中效益较高且切实可行。     

施氮量对双季稻产量及氮磷钾吸收利用的影响

研究不同施氮量对双季稻产量、氮磷钾积累量及氮磷钾利用率的影响,同时探讨双季稻吸收利用氮、磷、钾素三者间的相互关系。通过田间试验研究施氮量不同、磷钾投入量相同条件下的双季稻产量、双季稻氮、磷、钾积累量、双季稻氮、磷、钾素利用效率及磷钾吸收利用与氮吸收利用的关系。结果表明:双季稻产量在一定范围内(早稻0～105 kg/hm~2,晚稻0～146 kg/hm~2)随施氮量的增加而提高,之后产量随施氮量增加而降低。本试验施氮条件下,早稻产量最高的处理为75%N(105 kg/hm~2),比CK(不施化肥)增产58.1%;晚稻产量最高的处理为100%N(146 kg/hm~2)处理,比CK增产67.6%。施氮水平对双季稻植株氮、磷、钾养分积累量有显著影响,早、晚稻稻谷氮、磷、钾积累量均以100%N处理最高。不同施氮水平对氮、磷、钾养分利用效率也有显著影响。适宜的施氮量可以增加双季稻产量,促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收,同时提高双季稻的氮、磷、钾素利用效率。综合考虑双季稻产量效应及氮磷钾养分的有效吸收利用,双季稻施氮量为105～146 kg/hm~2较为适宜。