稻田氨挥发损失和水稻产量对不同水氮处理的响应

为了实现减少氨挥发带来的环境负效应和增加作物产量的目的,在典型的江汉平原稻作区,设计4种不同的水氮管理模式:1)U+CI(普通尿素+常规灌溉),对照(CK);2)US+SWD(普通尿素减氮20%+薄浅湿晒节水灌溉);3)CRU+CI(树脂包膜控释尿素+常规灌溉);4)CRUS+SWD(树脂包膜控释尿素减氮20%+薄浅湿晒节水灌溉),探究了减氮与节水灌溉搭配的条件下,控释尿素对稻田氨挥发损失和水稻产量的影响。结果表明:不同水氮处理间稻田土壤铵态氮浓度无显著差异,但在水稻不同生育期间差异显著,表现为返青期分蘖期、孕穗期、抽穗期成熟期;各水氮处理氨挥发最高峰出现在施肥后的1～3 d,其中CRU+CI的氨挥发速率最快,为N 1.46 kg·hm~(-2)·d~(-1)。在整个晚稻生长季,基肥期和分蘖期是氨挥发的主要时期;节水减氮搭配下,常规施肥稻田的氨挥发总量显著小于控释肥处理稻田的氨挥发总量。其中US+SWD分别比CRU+CI和CRUS+SWD氨挥发总量降低了21.3%和15.3%,损失率分别降低了0.9%和14.8%;其中U+CI的氨挥发总量分别比CRU+CI和CRUS+SWD的氨挥发总量降低了15.7%和9.4%,损失率分别降低了15.5%和27.3%。稻田氨挥发损失量与土壤铵态氮浓度显著正相关。相比U+CI(CK),CRU+CI的水稻产量和CRUS+SWD的水稻产量均显著增加,其中CRU+CI增加了17.4%,CRUS+SWD增加了11.0%,而两个处理之间的水稻产量没有显著差异。因此,综合增产效应和节能减排效应,CRUS+SWD是该区域目前最佳的水肥管理方式。     

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%。     

灌溉与非灌溉条件下黄淮冬麦区不同追氮时期农田土壤氨挥发损失研究

采用通气法研究了灌溉与非灌溉条件下黄淮冬麦区农田氨挥发损失.结果表明,非灌溉条件下,麦田追肥氮的氨挥发主要发生在施肥后的5～25d内,追氮时期由起身期(SE,GS30)推迟到拔节期(JT,GS32),追肥氮的氨挥发速率峰值增大且出现时间提前;继续推迟至孕穗期(BT,GS41),氨挥发速率峰值减小.SE、JT和BT三个追氮时期的氨挥发损失量分别占追肥氮的24.84％～25.32％、25.42％～25.50％和14.77％～16.62％.灌溉(60mm)条件,不论何时追氮,麦田追肥氮氨挥发速率均变化较小,氨挥发损失量在N 0.40～0.55 kg/hm2之间,仅占追肥氮的0.36％～0.49％.非灌溉条件,氨挥发速率与0-10 cm土层土壤铵态氮浓度呈极显著的正相关关系;灌溉条件,氨挥发速率与10-20 cm土壤浓度呈极显著的正相关关系.土壤温度和降水是影响氨挥发的重要因素.此外,氨挥发还与农田土壤表面的通气状况有关,多穗型小麦品种更有利于减少麦田氨挥发的损失.     

旱地土壤氨挥发损失及其影响因素研究

本文采用室内培养和田间试验方法研究了土壤氨挥发损失及其影响因素。结果表明,用密闭容器法在２５℃和３５℃两种温度下培养２２天后土壤中氨挥发损失分别施入氮量的０．２０％～０．６０％和０．４０％～１．２０％,温度越高,土壤氨挥发损失越大。土壤中氨挥发损失量还要受土壤ｐＨ值、土壤结构、水分、ＣＥＣ、肥料种类以及施用肥量等因子影响。其中,土壤ｐＨ越大,ＣＥＣ越小,氨挥发损失的越多。施用碳铵后,氨挥发立即发生     

保护地菜田土壤氨挥发损失及影响因素研究

保护地过量施用氮肥是造成氮素氨挥发损失的主要原因。本文采用"密闭室间歇通气法"研究了常规施肥、常规+C/N、推荐施肥和单施有机肥4种施肥措施下保护地菜田土壤的氨挥发特性。结果表明:减少施肥量和秸秆还田技术能有效降低氨挥发损失;整个监测周期内,不同处理氨挥发量均较小,常规施肥处理损失量最高,占总施氮量的0.73%,化肥氮对氨挥发的贡献率较大(大于70%),不同处理氨挥发损失量大小顺序为常规施肥常规+C/N推荐施肥单施有机肥;氨挥发监测周期内表层土壤(0—1cm)pH值呈先下降后上升的趋势,下降幅度以常规施肥处理最大,约0.5个pH值单位;土壤pH值、0—1cm土层铵态氮含量与氨挥发速率呈显著正相关(P0.05)。     

不同水氮条件对日光温室冬春茬黄瓜栽培氨挥发的影响

通过设置不同灌水、施氮处理,采用通气法研究了温室土壤施肥带与非施肥带的氨挥发特征,探讨了节水灌溉、减量施氮处理与传统水氮处理土壤氨挥发的差异及其影响因素。结果表明,冬春季温室黄瓜土壤在氮肥基施7 d后出现氨挥发峰值,减施氮25%处理的氨挥发峰值比传统施氮处理降低18.2%~34.3%;追肥后,施肥带和非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1 d和第5 d出现,减施氮25%处理与传统施氮处理相比,氨挥发速率峰值降低12.3%~37.2%;节水灌溉处理与传统灌水处理相比,氨挥发峰值则提高3.9%~47.0%。土壤中铵态氮含量以及温度的升高可促进土壤的氨挥发,而土壤含水量则与氨挥发速率呈负相关。在黄瓜花期和初瓜期,施肥带的累计氨挥发量显著高于非施肥带,而初瓜期之后,施肥带与非施肥带的氨挥发无显著差异。整个黄瓜生育季的累计氨挥发量为11.4~26.6 kg.hm 2;与传统施氮和灌水处理相比,减施氮25%处理的累计氨挥发量可降低20.8%~22.2%,但节水灌溉处理的累计氨挥发量却有所增加,增加幅度为0~4.51%。适宜减少灌水和氮肥用量不会降低黄瓜产量,且可大幅度提高灌水和氮肥利用效率。     

交替灌溉施肥对夏玉米土壤氨挥发的影响

为了解交替灌溉施肥条件下土壤氮素平衡过程,提高氮肥利用率,采用密闭法研究了夏玉米农田土壤氨挥发速率和挥发量。结果表明：夏玉米拔节期追肥灌水后,不同处理的氨挥发速率峰值（1.68～3.97 kg/hm2×d）出现在第2天,而后迅速下降并进入低挥发阶段;抽雄期追肥灌水后,水肥异区交替灌溉施肥处理的氨挥发速率呈现上下波动变化;玉米拔节期追肥灌水的氨挥发量和损失率远远小于抽雄期。在灌水量350 m3/hm2、施肥量256.08 kg/hm2时的氨挥发量最低。与常规灌水施肥处理相比,水肥异区交替灌溉施肥处理可明显减少氨挥发损失。     

不同施氮水平对库尔勒香梨园土壤氨挥发损失的影响

为探究不同施肥处理对库尔勒香梨园土壤氨挥发的影响,选取6年生库尔勒香梨树为研究对象,在香梨年生育期内,设置了不施肥(N_0P_0K_0)、不施氮肥(N_0PK)、低氮量(N_1PK)、中氮量(N_2PK)、高氮量(N_3PK)5个处理,采用密闭式集气法对不同施肥处理的氨挥发进行田间定位测定。结果表明,不同施肥处理氨挥发速率在一天内的表现为:晚上(20:00～08:00)上午(08:00～12:00)中午(12:00～16:00)下午(16:00～20:00)。日积量夜间白天。不同施肥处理氨挥发年生育期累积量表现为:N_0P_0K_0N_0PKN_1PKN_2PKN_3PK。温度、灌水、施氮对库尔勒香梨园土壤氨挥发均有显著影响,施氮对库尔勒香梨园土壤的氨挥发影响最大。施氮处理N_1PK、N_2PK、N_3PK的氨挥发年生育期累积量分别为34.94、36.38、44.42 kg·hm~(-2)·年~(-1),氨挥发净损失率分别为4.48%、2.72%、3.60%。N_2PK处理的库尔勒香梨产量最高,达到6 213.50 kg·hm~(-2),且氨挥发净损失率最小,为2.72%。综合生产及环境效益,推荐本区域库尔勒香梨园的最佳施氮量为300 kg·hm~(-2)。     

腐植酸对土壤氮素转化及氨挥发损失的影响

采用培养试验方法研究腐植酸添加量(0、5%、10%、25%、50%、75%HA)对土壤氮素转化及其损失的影响。结果表明:与CK对比,1)腐植酸可显著降低氨挥发量,各处理平均降低12.08%,且随着腐植酸添加量的增加对氨挥发的抑制作用增大;2)培养前期,5%~50%添加量范围内腐植酸能提高土壤脲酶活性,至5 d时平均提高了35.13%,75%腐植酸添加量的土壤脲酶活性降低了13.23%,但培养后期(14 d后)腐植酸处理均能提高土壤脲酶活性;3)添加腐植酸使土壤铵态氮含量增加,且随着腐植酸添加量的增大,土壤铵态氮含量呈增加趋势,至培养112 d时,腐植酸处理的土壤铵态氮含量平均增加了39.63%;4)在整个培养期间,腐植酸处理的土壤表观硝化率平均降低了17.20%,且腐植酸的添加量越大,土壤表观硝化率越低。这些结果充分表明腐植酸能够调控土壤氮素去向、减少氮素损失,对提高氮肥利用率具有重要意义。     

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。     

常规灌溉条件下施氮对温室土壤氨挥发的影响

为明确温室土壤的氨挥发特征,探讨适宜的减量施氮措施对氨挥发损失量及黄瓜产量的影响,在常规灌溉条件下设置了3个施氮（尿素）处理,采用通气法测定了冬春季黄瓜地中的氨挥发速率。结果表明：温室土壤在氮肥基施后7 d出现氨挥发速率峰值,但在氮肥追施后,施肥带与非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1 d与第5 d出现,氨挥发速率的峰值比氮肥基施时下降了8.6%～46.3%,施肥带的累积氨挥发量是非施肥带的0.91～1.54倍。冬春季黄瓜地的氨挥发损失量为16.7～26.6 kg/hm2,其中减施氮25%处理N900（900 kg/hm2）与减施氮50%处理N600（600 kg/hm2）与习惯施氮处理N1200（1 200 kg/hm2）相比,氨挥发损失量分别降低了22.1%和37.2%。而2 a黄瓜产量的平均值以处理N600（600 kg/hm2）最高,比处理N1200（1 200 kg/hm2）增加了6.52%。综合考虑氨挥发损失量、黄瓜产量及施氮量,在河北省的温室冬春季黄瓜生产中,比农民习惯氮用量（1 200 kg/hm2）减少25%～50%的措施是可行的。     

不同施氮量下双季稻连作体系土壤氨挥发损失研究

采用密闭室间歇通气法研究双季稻连作体系不同施氮量下土壤氨挥发损失。结果表明,早稻氨挥发损失主要发生在施肥后的15d内,第3～5d出现峰值,损失总量为N 22.60～162.0 kg /hm2,损失率为 29.29%～52.32%;晚稻氨挥发主要发生在施肥后的11d内,第3 d出现峰值,损失总量为N 22.35～141.4 kg /hm2,损失率为35.75%～46.82%。早、晚稻各生育期连作周期的氨挥发量均与施氮量呈显著线性关系。     

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。     

不同氮肥缓释化处理对夏玉米田间氨挥发和氮素利用的影响

【目的】氨挥发是农田氮素损失的重要途径之一,氮肥类型或尿素氮肥缓释处理方式直接或间接影响作物吸收及土壤理化性质,进而影响氨挥发和氮素利用效率。通过不同缓释处理技术减低氨挥发和氮素降解释放速率来提高作物氮素吸收,对于提高作物氮素利用率具有重要意义。【方法】通过两年田间原位监测试验,以不施氮肥为对照（CK）,设硝酸钙（CN）、常规尿素（CU）、树脂包膜尿素（CRF）、控失尿素（LCU）、凝胶尿素（CLP）、脲甲醛（UF）7个处理,研究不同氮肥缓释化处理对夏玉米土壤氨挥发损失量、玉米产量和氮素利用的影响。【结果】1）氨挥发主要集中于施肥后一周以内,常规尿素氨挥发累积量占整个生育期氨挥发累计总量平均为81.6%,凝胶尿素、控失尿素、树脂包膜尿素、脲甲醛氨挥发累积量占整个生育期氨挥发累计总量的比例介于62.2%~82.2%之间。2）2014年夏玉米田间氨挥发监测期内,常规尿素的氨挥发累计总量为N 14.9 kg/hm2,凝胶尿素、控失尿素、树脂包膜尿素、脲甲醛处理与常规尿素相比下降幅度介于21.7%~64.6%。2015年,常规尿素的氨挥发累计总量为N 17.3 kg/hm2,凝胶尿素、控失尿素、树脂包膜尿素、脲甲醛处理与常规尿素相比下降幅度介于17.3%~57.2%。3）化肥氮在常规尿素、树脂包膜尿素以及控失尿素处理中的贡献率较高,两年均达60%以上,其中常规尿素中化肥氮的贡献率平均高达76.0%。而化肥氮在脲甲醛中的贡献率较低,平均仅为37.6%。4）与常规尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、控失尿素以及树脂包膜尿素的产量也有显著增加,两年平均产量增幅为6.3%~18.8%。5）不同氮肥的夏玉米氮肥利用率也有显著差异,其中脲甲醛为最高,平均高达57.9%,其次为凝胶尿素、控失尿素、树脂包膜尿素、硝酸钙和常规尿素,分别为42.4%、38.3%、38.3%、23.5%和20.8%。【结论】氮肥中的氨挥发主要集中于施肥后一周以内。与常规尿素相比,脲甲醛、控失尿素、树脂包膜尿素、凝胶尿素均能明显减少氨挥发损失、提高产量和氮肥利用率,以脲甲醛和凝胶尿素效果更显著,是高产、高效、低损失的肥料类型。     

含氯氮肥对太湖稻麦轮作体系氨挥发及作物产量的影响

【目的】通过研究尿素、氯化铵以及二者混合高塔造粒而成的含氯脲铵氮肥对太湖地区稻麦轮作体系作物产量、氮肥利用率、氨挥发损失、土壤氯残留和耕层土壤 pH 的影响,为新型含氯氮肥的推广,降低环境风险提供理论依据。【方法】通过两年稻麦轮作季的田间小区试验,在当地适宜施氮量条件下,以 CK (不施氮) 和施用普通尿素为对照,研究了两种含氯氮肥的施用对稻麦轮作体系作物产量和氮肥利用率的影响。采集作物收获后 0—20 cm、20—40 cm 土壤样品,采用硫氰酸汞比色法测定土壤氯残留;施肥后采用密闭室间歇通气－稀硫酸吸收法测定氨挥发通量。【结果】尿素、氯化铵和含氯脲铵处理对稻麦产量无显著影响,但与尿素相比含氯脲铵对稻麦有增产的趋势,而氯化铵对小麦有减产趋势。与尿素相比施用含氯脲铵显著提高氮肥利用率 7.0% (P < 0.05)。氨挥发主要发生在稻季,与施用尿素相比单施氯化铵使麦季氨挥发降低 26.3% (1.39 kg/hm2),而使稻季氨挥发增加 10.4% (2.67 kg/hm2);含氯脲铵使麦季和稻季的氨挥发分别降低 5.2% (0.55 kg/hm2) 和 12.9% (6.16 kg/hm2)。施用含氯氮肥土壤氯残留表现为稻季显著增加,而麦季则显著降低的趋势,收获期耕层土壤 (0—20 cm) 氯离子含量最高不超过 160 mg/kg,低于水稻和小麦的耐氯临界值。经过两个稻麦轮作循环后,施用氯化铵土壤 pH 比尿素下降 0.88 个单位,而施含氯脲铵土壤 pH 与尿素没有显著差异。【结论】在太湖地区稻麦轮作体系中,综合考虑产量和环境效益,含氯脲铵氮肥与两种单质肥料相比有一定优势,为氨挥发减排和氯化铵施用难题的解决提供了依据。     

不同水氮条件下双氰胺(DCD)对温室黄瓜土壤氮素损失的影响

【目的】设施蔬菜习惯"大水大肥"的传统管理模式,不仅影响蔬菜的品质和产量,造成严重的资源浪费,而且引起的环境污染问题日益受到人们的关注。本研究针对设施蔬菜生产中过量施用氮肥以及不合理的灌溉所导致的氮肥利用率低、氮素损失等资源浪费和环境的负效应问题,重点研究双氰胺(DCD)在设施蔬菜生产体系中的硝化抑制效果及其影响机制,并筛选出了适用于设施黄瓜生产的最优水氮管理方案。【方法】采用田间原位跟踪法,对温室黄瓜追肥期间土壤N2O排放量、氨挥发损失量、无机氮含量等指标进行了测定。N2O气体样品用密闭式静态箱法采集,用Agilent GC6820气相色谱仪进行测定。氨挥发样品用密闭室法采集,硼酸溶液吸收,标准硫酸滴定法测定。新鲜土样用1.0 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。【结果】在不同水氮条件下[传统水氮(T)的施氮量为N 988.6 kg/hm2、灌溉量为758.8 t/hm2;推荐水氮Ⅰ(R1)的施氮量为N 709.4 kg/hm2,推荐水氮Ⅱ(R2)的施氮量为N 746.9 kg/hm2,灌溉量均为531.2 t/hm2]。加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理N2O的排放通量分别显著减少了42.1%和64.1%,但氨挥发损失分别显著增加了34.3%和40.4%;0—10 cm土层土壤硝态氮与N2O排放通量呈极显著的正相关,铵态氮与氨挥发损失呈极显著正相关。传统水氮处理在0—60 cm土壤剖面均检测到大量的硝态氮,前两次追肥后尤为明显。在减氮基础上加施DCD有助于减少硝态氮的累积,对0—30 cm根区硝酸盐淋洗的抑制作用较为明显。在0—30 cm土壤-蔬菜体系中,传统水氮处理的氮素表观损失显著高于其他施氮处理。加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理的氮素盈余和氮素损失率均有所降低。与传统水氮处理相比,推荐水氮Ⅱ+DCD的处理增产23.3%,经济效益增加25560yuan/hm2。【结论】在本试验条件下,适度减氮控水措施是切实可行的,不仅满足了作物生长所需要的氮素,而且减少了氮素的盈余,提高了氮素的利用率,且不影响作物产量。在控水灌溉条件下,推荐施氮Ⅱ+DCD(氮素用量的15%)不仅能减少土壤氮素的盈余量,而且可有效地增加经济效益和环境效益。