棕壤地区玉米和水稻施用聚合物包膜尿素效应初报

通过一年田间小区试验,研究了棕壤地区施用MEISTER热塑性树脂包膜尿素对玉米和水稻生物性状、产量以及田间土壤NH+4-N和NO-3-N一直保4-N和NO-3-N的影响。结果表明,施用MEISTER包膜尿素能使土壤NH+持在较高水平,并且使玉米和水稻产量分别增加了5.1%和15.1%。当MEISTER包膜尿素施用量减少20%时,玉米和水稻产量与尿素追施处理相当,但玉米根和叶中氮的含量以及水稻秸杆和根中氮含量明显降低。MEISTER包膜尿素配施DCD没有进一步增加玉米和水稻的产量,DCD抑制土壤硝化作用的效果不稳定。     

不同水氮条件下双氰胺对设施番茄生长发育和土壤氮素淋失的影响

采用田间小区试验法研究不同水氮条件下硝化抑制剂双氰胺(DCD)对设施番茄生长发育和土壤氮素淋失的影响。结果表明:在优化水氮处理条件下,配施DCD能显著抑制土壤NH4+-N含量的降低,提高氮素利用率;同时降低土壤硝态氮含量,从而减少氮淋失。与传统水氮处理相比,优化水氮配施DCD(W2N2+DCD、W2N3+DCD和W2N4+DCD)可使设施番茄施用氮素的平均利用率由13.84%提高到22.45%;可使表层(0-10cm)土壤的NO3--N淋失量降低49.34%～55.54%,0-30cm土层NO3--N含量降低35.21%～64.88%;平均减少30-120cm土层NO3--N淋失量61.08%～72.00%。同时,优化水氮配施DCD的调控措施还能够显著降低番茄体内硝酸盐含量,改善番茄果实品质,可使番茄果实硝酸盐含量降低51.94%～62.82%,且对番茄产量影响不大。综合评价,与传统水氮处理相比,优化水氮配施DCD处理W2N2+DCD在番茄生长期内减少施氮量59.02%,节约灌溉用水29.80%,能够使土壤0-10cm土壤NO3--N累积量减少54.01%,且在初果期、盛果期、末果期和拉秧期0-120cm剖面中NO3--N累积量分别降低58.32%,72.80%,63.23%和52.60%,并将氮素利用率提高到25.49%,番茄果实硝酸盐含量也降低59.81%,较好地实现了经济和环境效益双赢。     

几种硝化抑制剂和包硫尿素(SCU)对土壤N素形态和小麦产量的影响

采用土壤盆栽法,研究了双氰胺(DCD)、硫脲(THU)和硫脲甲醛树脂(TFR)以及包硫尿素(SCU)对土壤氮素形态和小麦产量的影响。试验共设不施氮(CK)、单施尿素、包硫尿素(SCU)、以及尿素分别与DCD、THA、TUF的3个浓度梯度(分别按尿素用量的0.5%、1%、2%)配合施用共12个处理。结果表明:随添加浓度的增加,硝化抑制作用逐渐增强,高剂量硝化抑制剂显著降低土壤NO-3-N含量,在2%添加浓度下,DCD、THU、TFR的土壤NO-3-N浓度分别比单施尿素降低29%、22%和14%,对土壤表观硝化率的抑制强度也是2%DCD2%THU2%TFR;SCU处理与2%DCD作用强度接近,且在施用早期就体现抑制效果,并在追肥后第74 d土壤表观硝化率显著低于使用硝化抑制剂的处理(P0.05);硝化抑制剂和SCU都可以使土壤NH+4-N含量稳定在较高的水平,抑制剂用量越多,土壤NH+4-N含量越高;与单施尿素相比,尿素+DCD模式,均可提高小麦产量,且在0.5%、1%、2%添加浓度,都达到显著水平(P0.05);THU在1.0%和2.0%添加浓度,小麦产量显著高于单施尿素,但增产效果次于DCD。总体上,包硫尿素(SCU)比硝化抑制剂在控释氮素方面效果更持久,而3种硝化抑制剂中,在控制土壤NH+4-N转化、土壤硝化抑制方面,DCD和THU优于TFR;作为外源添加物的抑制剂长期应用可能对土壤环境造成潜在的危害,不同硝化抑制在土壤中的形态归趋和长期作用还有待进一步研究。     

新型脲酶抑制剂LNS与双氰胺配合施用对菜田土壤尿素氮转化及蔬菜生长的影响

采用微区试验方法,初步探讨了新型脲酶抑制剂LNS及其与硝化抑制剂双氰胺(DCD)配合施用对菜田土壤尿素氮转化和蔬菜生长的影响。结果表明,LNS对土壤脲酶活性可以起到一定的抑制作用,从而延迟尿素N在土壤中的水解和NH4+-N的释放高峰期,其发挥作用的时间大约在施用后前10天。LNS与DCD配合施用则能显著抑制尿素水解后NH4+的氧化作用,使蔬菜整个生长期内的NO3--N含量维持在较低水平。抑制剂的施用对芹菜产量虽然没有产生显著影响,但可以降低其体内硝酸盐含量,并提高芹菜干物质含量。     

钾肥、尿素与有机物料或双氰胺配施对菜园土壤中氮素分解转化特征的研究

采用室内培养试验探讨了钾素、尿素与有机物料或双氰胺配施对土壤中NH4+-N和NO3--N含量变化及相关的脲酶、转化酶的影响。试验结果表明,尿素与双氰胺配施延缓硝化作用的进行,有效地降低土壤中NO3--N的积累和维持土壤中较高的NH4+-N含量,而尿素配施有机物料对土壤NO3--N和NH4+-N含量的影响与单施尿素处理间没有显著差异。土壤铵态氮含量随施钾量的增加而增加,而硝态氮含量则呈下降趋势。钾对土壤脲酶和转化酶活性没有明显的影响,但是配施有机物料处理的脲酶和转化酶活性显著高于单施尿素或尿素配施DCD。     

氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响

利用D饱和最优设计研究了氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响,结果表明,氮磷肥对NO-3 -N含量的影响随着土层的加深逐渐减弱,并且施用尿素的NO-3 -N累积大于施用硝铵。在降雨高峰期存在NH+4 -N向下层土壤的移动,其移动时间滞后于NO-3 -N。尿素施入土壤后对NH+4 -N的累积无明显影响,对NO-3 -N的累积有促进作用。而不同用量的NH+4 -N肥的施入则促进了NH+4 -N的移动和累积。因此黑土玉米农田生态系统氮素做追肥时尿素和硝铵相比尿素更易造成地下水的硝酸盐污染。黑土玉米农田生态系统在作物拔节前期向土壤中施入氮素,将造成这一时期NO-3 -N对地下水的短期污染。     

脲酶/硝化抑制剂双控下红壤性水稻土氮素变化特征

以红壤性水稻土为对象,设置大田试验处理:不施肥(CK)、单施氮肥(U)、氮肥配施0. 5%脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)与1%硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)(U+N/D)、氮肥配施1%NBPT与2%DMPP [U+2 (N/D)],研究4种施肥组合下双季稻土壤脲酶、土壤NH+4-N、田面水NH+4-N和NO-3-N的变化特征。结果表明,与CK和U处理相比,各施肥处理在施肥后第1～15 d,土壤脲酶活性、土壤NH+4-N、田面水NH+4-N含量增加,田面水NO-3-N含量无显著变化。与U+2 (N/D)处理相比,早稻中U+N/D处理的脲酶活性显著增加了0. 03～0. 70 mg·g-1,土壤NH+4-N含量显著增加了19. 11～61. 44 mg·kg-1,田面水NH+4-N含量显著增加了34. 48～40. 70 mg·L-1。相关分析表明,土壤NH+4-N与土壤脲酶、田面水NH+4-N均呈显著负相关,田面水NH+4-N与土壤脲酶、田面水NO-3-N均呈显著正相关(P 0. 05)。综上,与其他处理相比,U+N/D处理是在短期内有效提高土壤脲酶活性、土壤NH+4-N和田面水NH+4-N含量的最优处理,合理配施尿素及0. 5%脲酶抑制剂NBPT和1%硝化抑制剂DMPP能够显著提高NH+4-N供水稻吸收,减少氮素损失。     

改性尿素施用对氨挥发量及无机氮变化的影响

采用室内土壤培养和玉米幼苗盆栽试验的方法,研究了改性尿素施用后的氨挥发量及其对土壤无机氮和pH值的影响。结果表明:(1)表施改性尿素比表施普通尿素的氨挥发量显著减少,从而降低氮素的损失;在一定范围内,土壤含水量越大,氨挥发量越低。(2)硝化抑制剂双氰胺(DCD)能够抑制土壤硝化作用,使NH+4-N能较长时间存在土壤中,从而减少NO-3-N的损失;在一定范围内,DCD施用浓度越大,抑制效果越好。(3)土壤pH值与铵态氮呈极显著指数正相关,与硝态氮呈极显著线性负相关,与无机氮呈多项式相关。因此,改性尿素能够显著减少氨挥发量,抑制土壤硝化作用,从而降低尿素的氮素损失。     

尿素氮在不同类型土壤中转化特征及其施用效果对生化抑制剂的响应

通过盆栽试验,研究脲酶抑制剂正丙基硫代磷酰三胺(NPPT)、硝化抑制剂双氰胺(DCD)及其组合对黑土、棕壤、褐土中尿素氮素形态和玉米产量等因子的影响,为适宜黑土、棕壤、褐土的高效稳定性尿素肥料的研发提供理论依据。试验共设不施尿素(U0)、普通尿素(U)、尿素+脲酶抑制剂(UN)、尿素+硝化抑制剂(UD)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(UND)5个处理。在玉米苗期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期采集土壤样品,测定尿素氮、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO^3--N)含量,计算氮素表观利用率等指标。在玉米灌浆初期,测定玉米棒三叶叶面积和叶绿素含量,收获后考种,采集植物样品测定玉米植株生物量和全氮含量。试验结果表明,黑土中抑制剂处理较U处理玉米能够增产,且UD处理增产幅度最大,为U处理的1.50倍,氮素表观利用率提高2.12倍,黑土中NH4+-N含量显著提高62.11%～121.21%;棕壤中UN、UD处理玉米增产显著,且UD处理增产幅度最大,为U处理的0.36倍,氮素表观利用率提高2.79倍,土壤中NH4+-N含量显著提高43.13%～131.31%;褐土中抑制剂处理明显增产,且UND处理增产最多,为U处理的1.51倍,氮素表观利用率提高4.08倍,土壤中NH4+-N含量提高19.08%～262.25%。黑土和棕壤种植玉米应选择添加DCD制成的高效稳定性尿素肥料,褐土种植玉米应选择添加NPPT和DCD配施制成的高效稳定性尿素。     

尿素涂层对土壤渗出液NO_3~--N和NH_4~+-N的影响

采用盆栽试验方法,研究尿素涂层后施用于水田土壤其渗出液NO3--N和NH4+-N含量的变化情况。研究结果表明:与未涂层尿素相比,施用尿素涂层可使氮素释放变得平缓,土壤渗出液中NH4+-N和NO3--N浓度明显降低,有利于水稻生长对氮素的吸收利用;在等氮量条件下,施用涂层尿素处理的土壤渗出液中的NH4+-N浓度明显低于未涂层尿素处理,且尿素用量越低这一差异越明显,而土壤渗出液中的NO3--N浓度施入土壤后前10天涂层尿素低于未涂层尿素处理,而至第18天则表现出高于未涂层尿素处理的趋势;涂层处理土壤渗出液NO3--N和NH4+-N之和大都小于未涂层处理。     

追氮方式对夏玉米土壤N2O和NH3排放的影响

【目的】研究氮肥与硝化抑制剂撒施及条施覆土三种追施氮肥方式下土壤N2O和NH3排放规律、 O2浓度及土壤NH4+-N、 NO2--N和NO3--N的时空动态,揭示追氮方式对两种重要环境气体排放的影响及机制。【方法】试验设置3个处理: 1)农民习惯追氮方式撒施(BC); 2)撒施添加10%的硝化抑制剂(BC+DCD); 3) 条施后覆土(Band)。 3个处理均在施肥后均匀灌水20 mm。在夏玉米十叶期追施氮肥后的15天(2014年7月23日至8月8日)进行田间原位连续动态观测,并在玉米成熟期测定产量及吸氮量。采用静态箱-气相色谱法测定土壤N2O排放量,土壤气体平衡管-气相色谱法测定土壤N2O浓度,PVC管-通气法测定土壤NH3挥发,土壤气体平衡管-泵吸式O2浓度测定仪测定土壤O2浓度。【结果】农民习惯追氮方式N2O排放量为N 395 g/hm2,NH3挥发损失为N 22.9 kg/hm2,同时还导致土壤在一定程度上积累了NO2--N。与习惯追氮方式相比,添加硝化抑制剂显著减少N2O排放89.4%,使NH3挥发略有增加,未造成土壤NO2--N的累积。条施覆土使土壤N2O排放量显著增加将近1倍,但使NH3挥发显著减少69.4%,同时造成施肥后土壤局部高NO2--N累积。条施覆土的施肥条带上土壤NO2--N含量与N2O排放通量呈显著正相关。土壤气体的O2和N2O浓度受土壤含水量控制,当土壤WFPS大于60%时,020 cm土层中的O2浓度明显降低,而N2O浓度增加,土壤N2O浓度和土壤O2浓度间呈极显著负相关。各处理地上部产量及总吸氮量差异不显著。【结论】土壤NO2--N的累积与铵态氮肥施肥方式密切相关,NO2--N的累积能够促进土壤N2O的排放,且在条施覆土时达到显著水平(P0.05)。追氮方式对N2O和NH3两种气体的排放存在某种程度的此消彼长,添加硝化抑制剂在减少N2O排放的同时会增加NH3挥发,条施覆土在显著减少NH3挥发的同时会显著增加土壤N2O排放。在条施覆土基础上添加硝化抑制剂,有可能同时降低N2O排放和NH3挥发损失,此推论值得进一步研究。     

土壤肥力和尿素用量对黑土硝化作用的影响

通过室内培育试验,研究了黑土中铵态氮、硝态氮含量和硝化率随土壤肥力和尿素施用量的变化规律,以明确土壤肥力和尿素施用量对黑土硝化作用的影响。结果表明:黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9 gkg-1,铵态氮含量降低了27.7%,而硝态氮含量则升高了50.6%;尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,黑土中铵态氮和硝态氮含量分别增加了2262.7%和425.7%。施用尿素条件下黑土硝化率在30.1%~89.4%之间。黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9g kg-1,硝化率升高了58.1%;而尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,硝化率降低了48.0%。说明黑土硝化作用强度随土壤有机碳含量升高而增强,随尿素施用量增加而降低。     

不同灌溉方法对不同氮肥在温室土壤-植株中的氮素分配影响

以番茄为供试作物,采用田间微区试验的方法研究了不同灌溉方法和不同氮肥种类对氮素在土壤不同层次间的残留以及在番茄植株不同部位之间的分配。结果表明,在番茄整个生育期内,土壤中无机氮主要以NO3--N的形式存在,NH4+-N所占比例很小。0～100cm土层中,滴灌和沟灌各处理土壤中NH4+-N的含量在整个生育期内含量均比较低(低于6mgkg-1),且变化幅度不大,各土层NH4+-N的含量受灌溉方式和施肥的影响较小。无论是滴灌还是沟灌,番茄全生育期内0～20cm土层土壤NO3--N含量始终较高。沟灌易引起土壤中NO3--N向下层迁移,而滴灌对40～60cm土层及其以下各层次土壤的NO3--N分布影响作用不明显。硝态氮肥较铵态氮肥和酰胺态氮肥更易随水向深层土壤迁移。灌溉方式对肥料15N在果实、茎、叶中的分配比例没有明显影响,肥料15N在番茄地上部分各器官所含的量以果实为最高,其次为叶,茎中的含量最少;两种灌溉方法间肥料15N在果实、茎、叶的分配比例差异不大,平均为2.9∶1∶1.6。     

脲酶硝化双抑制剂缓释肥提高番茄产量及NPK养分吸收

为提高番茄肥料的利用效率,该文采用恒温培养和土培试验研究了自制番茄专用缓释肥（special slow-realease fertilizer for tomato,TSRF1和TSRF2）在酸、中、碱性土中的氮素释放特性以及对番茄产量、NPK养分吸收利用的影响。结果表明,在3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥（ordinary compound fertilizer,OCF）>商品缓释肥（commercial slow-release fertilizer,MSRF）>自制专用肥（special compound fertilizer for tomato,TCF）>自制专用缓释肥1（TSRF1）>自制专用缓释肥2（TSRF2）,且各施肥处理在3种不同土壤类型上的氮素累积释放量大小表现为碱性土>中性土>酸性土。在整个培养期,各施肥处理在3种不同土壤中氮素相对累积释放率大小总体表现为碱性土>中性土>酸性土,且土壤中不同形态氮素累积量均是铵态氮大于硝态氮。铵态氮、硝态氮的累积量大小也表现为碱性土>中性土>酸性土。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态释放以一级动力学方程拟合最好（r=0.963～0.998）。采用一级动力学方程,不同形态氮素的最大释放量表现为总N>NH4+-N>NO3--N,这与土壤中各形态氮素养分的累积释放特性变化规律表现一致。在土培试验中,两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）显著提高了番茄果实干物质量,较TCF、MSRF和OCF处理分别增加了18.18%、7.24%、31.40%和13.45%、2.96%、26.15%,且番茄产量在各处理之间的差异达到显著水平。各处理对氮素的积累量大小顺序为TSRF2>TSRF1>MSRF>TCF>OCF,对磷的吸收上表现为TSRF1>TSRF2>MSRF>TCF> OCF,钾素吸收积累量的趋势与氮素基本相同。与普通复合肥相比,两种专用缓释肥处理的N、P、K利用率分别增加了10.66%、20.53%和18.62%（TSRF1）,14.94%、18.48%和21.95%（TSRF2）。两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）在抑制剂的作用下,能够延缓肥料中N素养分的释放,增加番茄植株对氮磷钾养分的吸收,从而提高了NPK养分利用率和番茄产量。     

控灌条件下稻田田面水含氮量、土壤肥力及水氮互作效应试验研究

通过田间试验,研究了不同控制灌溉模式下不同氮素用量稻田田面水铵态氮、硝态氮的变化特征,综合评价了试验区稻田土壤肥力等级,并分析了水分与氮素用量对水稻产量和产量构成因素的互作效应。结果表明:在水稻整个生长过程中,过量施肥对土壤最后残留的氮含量影响较大;土壤肥力等级的高低、每次施氮后所取水样铵态氮与硝态氮浓度的均值同相应的施氮水平有较高的因果效应。施返青肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第3天出现,施穗肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第2天出现,田面水硝态氮浓度出现最高值的时间要滞后于铵态氮1天。氮肥对水稻产量及其构成因子均表现为正效应,且高施氮量的正效应大于中施氮量的。控水效应和土壤水分胁迫与氮素互作效应对产量及其构成因素的影响多数为负效应,表明进行水分胁迫会影响产量构成因素进而降低水稻的产量。     

两种硝化抑制剂在不同土壤中的效果比较

采用室内培养试验,比较了两种硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)在4种典型农田土壤(水稻土、潮土、黑土、红壤)中的抑制效果。结果表明,在培养期内土壤pH和NH4+-N呈先上升后下降的趋势,NO3--N和表观硝化率呈逐渐上升的趋势。与单施尿素处理(U)相比,添加硝化抑制剂显著增加了土壤NH4+-N含量,降低了NO3--N含量,表观硝化率表现为UU+DMPPU+DCD。在水稻土和潮土中,单施尿素处理的硝化过程到第14天时基本完成,添加硝化抑制剂使硝化过程延长了至少28天。在黑土和红壤中,尤其是在红壤中,硝化过程相对缓慢,施用抑制剂虽然降低了土壤的表观硝化率,但降低的程度低于水稻土和潮土。总之,在推荐用量下10%DCD的硝化抑制效果优于1%DMPP,且这两种抑制剂在不同土壤中的抑制效果不同。     

硝化抑制剂双氰胺对褐土中尿素转化的影响

采用好气土壤培养法,研究北京地区典型褐土中添加不同浓度水平硝化抑制剂双氰胺（Dicyandiamide,DCD）条件下土壤中铵态氮、硝态氮变化规律。结果表明,44d培养期内,DCD施用显著提高土壤中NH4＋-N浓度,降低NO3--N浓度,1%、2%、3%、4%和5%DCD用量处理条件土壤NH4＋-N平均浓度比单施尿素对照处理分别升高29.50%、71.84%、99.73%、98.90%和139.69%,NO3--N平均浓度降低3.71%、15.61%、21.07%、33.57%和37.90%。综合反映NO3--N和NH4＋-N变化规律的土壤表观硝化率指标变化结果表明,1%、2%、3%、4%和5%DCD用量处理比对照分别降低12.18%、35.35%、44.82%、48.18%和59.93%;1%、2%、3%和4%DCD处理达到平衡时间分别延迟7d、14d、14d和21d,5%DCD处理表观硝化率一直较低,直到培养结束仍呈升高的趋势;2%、3%、4%DCD处理表观硝化率升高速率显著下降（分别降低39.32%、40.00%和52.27%）。综合考虑作物氮素需求规律、环境效应和使用经济效益,4%DCD用量效应最佳,具有较好的土壤铵氧化抑制效果,有助于提高氮素利用率,减少环境流失。     

硫脲对脲酶活性和尿素氮转化的试验初报

本试验研究了硫脲(TU,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%,5.0%)不同浓度对土壤脲酶活性、土壤尿素氮转化的影响。室内培养表明,硫脲既是一种弱脲酶抑制剂又是一种硝化抑制剂。硫脲对脲酶活性和尿素水解均有显著的抑制作用,但是作用时间较短;硫脲用量为0.1%时,就起到了抑制作用,用量0.3%～1.0%之间差异不显著,用量1.0%～5.0%之间抑制效果随用量增加而加强。硫脲不仅延缓了土壤NH4+-N的释放高峰期一周,而且降低了土壤中NO3--N的富集,使NO3--N的释放高峰期向后推迟了10天。本试验条件下,土壤中的NH4+-N向NO3--N转化的时间大约为7～10天;土壤中有效氮的释放曲线主要取决于土壤NH4+-N的浓度,受NO3--N的影响次之。