新型生物炭基氮肥对土壤一冬小麦系统氮素累积及相关生物活性的影响

通过田间试验,研究了掺混型、吸附型和反应型3种新型生物炭基硝酸铵氮肥在冬小麦生长过程中对土壤氮素累积及冬小麦对氮素的利用状况和相关生物活性的影响。试验处理包括CK（不施氮肥,不施生物炭）、硝酸铵氮肥、生物炭、掺混型生物炭基氮肥、吸附型及反应型生物炭基氮肥。研究结果表明：不同工艺制备的生物炭基氮肥对土壤铵态氮的累积具有显著影响,吸附型和反应型处理在冬小麦生长季铵态氮平均值大于对照（CK）,对于总氮、硝态氮和亚硝态氮累积量的影响不显著。除了生物炭单施处理外,其他处理均比CK显著提高冬小麦地上部的总氮累积量,但对冬小麦的氮素利用状况无显著影响,且三种炭基氮肥处理问无显著差异;施用不同类型生物炭基氮肥对土壤微生物量氮含量和硝酸还原酶活性具有提高作用,而对微生物量碳含量、亚硝酸还原酶和脲酶活性无显著影响。     

不同氮肥对潮土中磷肥转化的动态影响

利用室内土培试验研究了不同氮肥对潮土中磷肥转化的动态影响。结果表明，除硝酸铵，不同氮肥均显著降低土壤有效磷含量，其中以硝酸钙和尿素处理作用最显著；不同氮肥均显著降低土壤水溶性磷含量，但硝酸铵的作用显著小于其他氮肥；各氮肥处理在培养15d时，土壤水溶性磷含量差异最显著，硝酸钙和尿素处理的土壤水溶性磷含量有小于氯化铵和硫酸铵处理的趋势，但随着时间延长，除硝酸铵外，各氮肥处理间差异不大。     

用~(15)N同位素稀释法研究沸石对氮肥利用率的影响

通过15N示踪研究不同沸石水平处理对玉米氮肥利用率的影响。结果表明 :( 1 )沸石和肥料混合使用促进了玉米的生长 ,第一茬玉米氮肥利用率以 0 7g kg土沸石用量为最高 ,其次是 1g kg土 ;( 2 )第二茬玉米的氮肥利用率则是以 0 1 %的沸石用量最高 ,其次是 0 1 3 %的沸石用量水平 ,与对照相比 ,沸石处理使两茬玉米的氮肥利用率分别提高了 2 3 2 %～ 3 3 1 % ;( 3 )沸石处理可以显著降低土壤中氮肥的损失 ,与对照相比 ,降低率达 2 5 9%～3 0 6% ,但对土壤中氮肥的残留量没有影响     

间歇淋洗干湿交替条件下氮肥的氮行为研究

采用土柱淋洗试验方法 ,对包膜尿素、尿素和硝酸铵在石碴土和粘壤质石灰性土壤中氮的行为进行了评价。结果表明 ,包膜尿素、尿素和硝酸铵的回收总氮量 (包括淋洗溶液中各种形态氮 ,土壤吸附的肥料氮和残余的肥料氮 )分别为施入总氮量的 90.5%、74.2 %、93.5%和91.5%、58.5%、91.1%。在 1750mL淋洗溶液中NO3--N分别占淋洗溶液中总氮量的 90%以上。在 7次淋洗干湿交替之后 ,土壤吸附的肥料氮 (NH4+-N和NO3--N)均不超过施氮总量的2.1% ;包膜尿素有62.7%和70.8%的氮以颗粒肥料存在于土壤中。 3种氮肥中包膜尿素较尿素和硝酸铵在土壤中释放持续的时间显著延长 ,尿素的氨挥发损失较高 ,硝酸铵淋失较快     

蒸发条件下不同夹层土壤水盐动态特性研究

通过室内一维土柱蒸发实验,以沸石、陶粒、蛭石、海泡石绒和河砂作为夹层,从毛管水的上升速率、表层土壤盐分特征离子的动态变化规律和土壤剖面水盐分布特征研究5种材料的阻盐效果。结果表明:在蒸发过程中,5种夹层对水分的蒸发均具有抑制作用。经过550h后,除了沸石外,蛭石、河砂、陶粒、海泡石绒和CK处理的湿润峰均达到土壤表层。毛管水上升速率从小到大依次为:沸石蛭石河砂陶粒海泡石绒CK;在30d实验中,除沸石外,其他4种处理的盐分特征离子均有明显的表聚现象,且表层盐分含量的大小与毛管水的上升速率成正比;蒸发结束后,整个土壤剖面只有沸石夹层处理的表层土壤未发生积盐且下界面有明显的积盐效应,进一步表明沸石夹层具有明显的阻水隔盐效果。     

不同形态氮肥对磷肥生物有效性的影响

利用盆栽试验研究了潮土中不同形态氮肥对磷肥生物有效性的影响。结果表明:不同形态氮肥处理均有抑制油菜生长初期磷素累积的作用,氯化铵处理抑制作用最突出,其次是尿素,再次是硫酸铵、硝酸铵和硝酸钙处理;油菜生长后期不同形态氮肥处理均逐渐显著促进油菜的磷累积,但氯化铵处理的促进作用仍然低于其它氮肥处理,这与不同形态氮肥处理对油菜生长的影响较一致。土壤有效磷含量受不同形态氮肥处理影响较小,而水溶性磷含量因施用不同形态氮肥均表现显著地下降,氯化铵和硫酸铵处理使土壤水溶性磷下降较多,硝酸铵、硝酸钙和尿素处理使土壤水溶性磷下降较少。     

干湿交替灌溉下水氮耦合对沸石处理稻田产量和水氮利用的影响

为了明确斜发沸石在干湿交替稻田中的应用潜力,运用离心机法测定不同斜发沸石处理下稻田土壤水分特征曲线,分析了斜发沸石对土壤持水性能的影响;运用自动遮雨棚蒸渗仪进行了灌溉-施氮-沸石的综合水稻栽培试验,明确了斜发沸石和氮肥对干湿交替稻田阳离子交换量、产量、水氮利用率及稻米蛋白质含量的影响及机理。结果表明:稻田土壤基质势在-35~0 k Pa范围内,增施斜发沸石可明显提高土壤持水性能,改善土壤水分状况,在持续淹灌和干湿交替灌溉条件下均能提高水分生产率,且后者更为明显;增施斜发沸石可增强土壤阳离子交换量,从而提高保肥能力和氮肥利用率,尤其是10~15 t/hm2的斜发沸石同105 kg/hm2的氮肥混施可显著提高氮肥农艺利用率和稻米蛋白质含量;增施斜发沸石可增产4.7%~16.8%,且可优化水肥耦合,避免在高氮水平下干湿交替灌溉增产效果低于持续淹灌的现象。与常规施氮的淹灌稻田相比,干湿交替灌溉稻田施用10 t/hm2斜发沸石和105 kg/hm2的氮肥,可减少27.8%的耗水量和33.3%的施氮量,增产10.6%,进而显著提高氮肥利用效率(89.2%)和水分生产率(52.5%),且这些正效应至少可持续2年。     

湖南旱地土壤对铵离子的矿物固定与固定态铵释放的动力学研究

采用振荡平衡法和好气培养-间歇淋洗法研究了湖南省主要旱地土壤对添加铵离子的矿物学固定和土壤固定态铵释放的动力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵离子的矿物固定速度很快,反应12小时后基本上达到了最大固定量;而土壤固定态铵的释放则非常缓慢,反应42天后仍未达到最大释放量。这一动力学特征有利于土壤对溶液中NH4+的保持,防止NH4+的环境污染,有效地为作物供氮和提高氮肥利用率。一级动力学方程能较好地拟合供试土壤对铵离子的矿物学固定的动力学资料,一级动力学方程和抛物扩散率方程均能较好地拟合供试土壤固定态铵释放的动力学资料,表现为相关系数r值较高,标准误SE值较低。     

石蜡-松香包膜尿素的形貌及其释放行为的研究

以石蜡-松香混合物作为包膜材料，以磷酸氢钙为调理剂，采用熔融喷雾包涂的方法制备一种新型、多营养、不污染土壤的缓释尿素。用水浸泡法和土壤培养法探讨了包膜尿素的释放特性，用扫描电子显微镜研究了包膜尿素的表面和截面形貌。分析了松香与石蜡的配比、涂层量对包膜尿素养分释放速率的影响。结果表明，松香与石蜡的配比是影响包膜尿索养分释放速率的主要因素，涂层量是影响尿素释放的重要因素，包膜尿素在水中氮索的释放行为可用一级释放动力学方程来描述；其中，CRC-25和CRC-30包膜尿素在水中溶出80％的氮素分别需要10．07d、17．88d，在土壤中溶出80％的氮索所需要的时间大于130d；包膜尿素的扫描电镜照片显示，包膜层中的缝隙小于5μm。     

不同保水剂对土壤水分和氮素保持的比较研究

保水剂应用对土壤水肥利用效率具有重要影响。本文采用土柱模拟试验方法,以不施保水剂处理为对照,比较3种保水剂——聚丙烯酸盐类保水剂(A)、有机–无机复合保水剂(B)、腐植酸型多功能保水剂(C)对土壤水分和两种氮肥(尿素、硝酸铵)的保持效应,筛选保水剂与氮肥的合理施用配合。8次土壤淋溶结果表明:3种保水剂对土壤水分和两种氮肥都有保持作用,但差异明显。在保水方面,A、B保水剂土壤水分保持效果较好且保水效果相近,C保水剂相对较差;随浇水次数增加,3种保水剂的保水效果均有所降低。在保肥方面,C保水剂对两种氮素的保持效果显著优于对照,且对硝酸铵保持效果优于对尿素的保持效果;A保水剂对尿素的保持效果明显,但对硝酸铵的保持效果很小,淋溶8次后,甚至对氮素淋溶有促进作用;B保水剂对尿素的保持效果8次淋溶后与C保水剂相近,对硝酸铵的保持效果介于其他两种保水剂之间。此外,保水剂对土壤脲酶活性有一定影响,其变化与氮素转化有关;施用尿素的土壤中,保水剂对土壤脲酶活性的影响为B保水剂C保水剂A保水剂,而施用硝酸铵的土壤中为A保水剂B保水剂C保水剂。     

Leaching and Recovering of Nitrogen Following N Fertilizers Application to the Soil in a Laboratory Study

Following soil fertilization, nitrogen (N) is partially lost. The objective of this study was to evaluate leaching and recovery of N after addition of fertilizers to the soil. Two experiments were conducted in leaching columns submitted to frequent water percolations. In the leaching experiment, urea, ammonium nitrate, and six coated N fertilizers were utilized; in the N recovery experiment, treatments consisted of urea, potassium nitrate, ammonium sulfate, and ammonium nitrate, combined or not with percolation. Percolations were performed weekly with quantification of ammonium and nitrate in the percolated. The recovered N was obtained by summing total N percolated with N in the soil. Nitrate leaching was highest from amide-N fertilizers, with no differences between them showing that coating urea was not efficient to decrease N leaching. Nitric fertilizers had the lowest recovery of N, probably due to the occurrence of denitrification caused by the frequent water percolation.     

冬小麦对铵态氮和硝态氮的响应

在陕西省永寿县和河南省洛阳市分别设置了11和7处大田试验,分5层采集0~100 cm土壤样品并测定其起始硝态氮含量。永寿试验设7个处理,分别为不施氮,硝态氮、铵态氮品种、硝态氮与铵态氮2∶1组合各2个处理;洛阳试验设6个处理(硝态氮肥只有1个品种),施氮处理均施N 150 kg hm-2,研究小麦对铵态氮和硝态氮肥响应的差异及其与不同深度土层硝态氮累积量的关系。试验表明,同一形态不同氮肥品种之间的增产差异显著低于不同形态之间的差异。比较不同形态氮肥的小麦产量、增产量和增产率的平均值,硝态氮肥最高,硝态氮、铵态氮组合次之,铵态氮最低。氮肥增产量和增产率随土壤累积硝态氮量增加而显著下降;累积量越低,氮肥增产效果越突出,硝态氮的效果也越显著。由此可见,土壤累积的硝态氮量是决定氮肥肥效的主要因子,也是决定不同形态氮素效果的主要因子。只有在硝态氮累积量低的土壤上,氮肥才能充分发挥作用,硝态氮也才能表现出明显的优势。     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

不同氮源及秸秆添加对菜地土壤N_2O排放影响

在饱和田间持水量WFPS(water-filled pore space)为75%、温度为25℃的条件下,用室内培养研究设施菜地土壤在不同氮肥种类(硝酸钙CN,碳酸氢铵AB,硫酸铵AS,尿素U,对照CK)和有无秸秆添加情况下N2O的排放特征。培养17天的结果表明,各种肥料类型中,对照和硝态氮肥处理最先出现N2O排放高峰,铵态氮肥处理出现较晚。无论有无秸秆,碳酸氢铵(AB)处理的累积排放量都最高,分别为4.206±0.899和2.159±0.256μg g-1干土,铵态氮肥处理N2O排放量明显高于硝态氮肥。添加秸秆后各处理N2O排放明显增加,比未施秸秆增加1倍多(CN处理除外)。不同处理(CK除外)的N2O累积排放量与时间的关系都可用y=aLn(x)+b表示(P<0.001)。实验还发现,施用氮肥会导致土壤酸化,添加秸秆可改善土壤酸化现象。     

Nitrogen Fertilizer Replacement Value of Concentrated Liquid Fraction of Separated Pig Slurry Applied to Grassland

Seven grassland experiments on sandy and clay soils were performed during a period of 4 years to estimate the nitrogen (N) fertilizer replacement value (NFRV) of concentrated liquid fractions of separated pig slurry (mineral concentrate: MC). The risk of nitrate leaching when applying MC was compared to when applying mineral fertilizers. Grassland yields in 2009–2012 fertilized with MC were compared with grassland fertilized with two mineral fertilizers: granulated calcium ammonium nitrate and liquid ammonium nitrate (LAN). The mineral fertilizers comprised 50% nitrate-N and 50% ammonium-N, and MC comprised 95–100% ammonium-N. Treatment application rates included zero N and three incremental rates of N fertilization. The liquid fertilizers were shallow injected (0–5 cm). The NFRV of MCs was 75% on sandy and 58% on clay soil with granulated ammonium nitrate as reference, and 89% on sandy and 92% on clay soil with LAN as reference. Risk of nitrate leaching after application of MC, measured in residual soil mineral N post-growing season and N in the upper groundwater in the following spring, was equal to that for mineral fertilizers.     

模拟降雨下初始含水量对砂黄土硝态氮迁移特征的影响

利用室内人工模拟降雨,研究了不同初始含水量砂黄土在降雨条件下入渗-径流、土壤侵蚀,以及NO3--N随径流流失和土壤深层淋溶特征。结果表明,初始含水量对产流时刻影响在相对含水量为49.4%和76.9%之间存在一个转折点,高初始含水量较低含水量产流提前大约15 min;土壤侵蚀量随着土壤初始含水量的增加而增加,相对含水量为97.1%时,侵蚀泥沙量分别是相对含水量22.9%的2.8倍,49.4%的2.3倍,76.9%的1.5倍。初始含水量高的处理径流初始NO3--N浓度高,随后各处理均衰减很快,10 min左右NO3--N含量趋于雨水本底值;土壤初始含水量越低,NO3--N被淋洗的程度越严重,土壤剖面中NO3--N的浓度峰越深。对于黄土高原坡地砂黄土NO3--N迁移特征来看,按照NO3--N迁移数量,随径流和泥沙流失量比向土壤深层迁移的数量小。说明在降雨条件下,NO3--N主要通过土壤深层淋溶损失,且土壤初始含水量越低其损失越严重。针对黄土高原降水量小,分布集中的特点,采取措施增加入渗,蓄积水分,在一定含水量下施肥,以提高氮肥利用率,降低NO3--N的淋溶。     

Umsatz und Wirkung von Harnstoff-Dicyandiamid- sowie Ammonsulfat-Dicyandiamid-Produkten zu Weidelgras und Reis

Transformation and effect of urea – dicyandiamide and ammonium sulphate – dicyandiamide products with ryegrass and rice The transformation of urea or ammonium sulphate fertilizers both in combination with dicyandiamide was tested in soil under aerobic conditions. Nitrification was determined after percolation and different incubation periods by measuring the amount of nitrate leached. The mineralisation of urea and ammonium sulphate in the fertile soil was relatively quick. However the addition of 5 to 10 % DCD of the total fertilizer-N inhibited vigorously the nitrification for 6 weeks, 20 % DCD even for 10 weeks. In this way the danger of nitrate leaching was greatly diminished and a slow and constant release of available nitrogen rendered. After a preceding aerobic incubation (up to 4 weeks), flooding and rice-seeding diminished the nitrogen losses by leaching and denitrification remarkably in the Ha/DCD – as well as AS/DCD-pots if compared to urea or ammonium sulphate alone. This effect was particulary clear after a 4 weeks incubation period. Therefore these urea – and ammonium sulphate-dicy-andiamide products guarantee a proper and constant N-nutrition of the rice plants and may decrease the N-losses caused by leaching and denitrification. Nitrogen fertilizers with nitrification inhibitors are of special interest for rice culture, because they allow a better timing of N-fertilizer application, rice seeding and water flooding and render a more economical utilization of nitrogen fertilizers.     

Ammonia loss following surface application of urea fertilizers to a calcareous soil

Abstract

N loss by volatilization was measured for surface‐applied granular urea and ammonium nitrate, liquid urea‐ammonium nitrate and liquid acid urea in closed containers. Urea‐containing fertilizers lost between 10 and 451 of the N added within 10 days. The presence of a straw mulch accentuated the losses. N volatilization losses from acid urea solutions were significantly less than from granular urea. Addition of water following surface application of granular urea significantly reduced the loss of N as ammonia from the soil. The results of this laboratory study indicate that use of acid urea for surface application of N fertilizers may reduce N volatilization losses relative to granular urea, but losses still exceed those from ammonium nitrate.     

蓄水坑灌单坑土壤氮素迁移转化的数值模拟

为了提高蓄水坑灌条件下土壤氮素的利用率,建立了蓄水单坑土壤氮素迁移转化的数学模型,利用有限体积法进行了求解,并利用室内蓄水单坑灌施尿素条件下土壤水分和氮素运移转化实测数据进行了验证。结果表明,蓄水单坑灌施尿素1 700 mg/L条件下,土壤铵态氮主要分布在20～70 cm深度范围内,1～3 d内土壤铵态氮含量明显增大,7 d后开始减小;土壤硝态氮主要分布在湿润锋附近,1～7 d内硝化作用逐渐增强,20～70 cm范围内硝态氮浓度不断增大。土壤含水率、湿润锋、铵态氮、硝态氮含量计算值与实测值吻合较好,说明所建立的蓄水单坑土壤氮素迁移转化的数学模型是正确的,采用有限体积法求解是可行的。该模型可较好地模拟蓄水坑灌单坑土壤氮素迁移转化的动态变化。