不同氮钾水平及氮形态差异对土壤氨挥发和氧化亚氮排放的影响

研究不同氮钾用量下土壤氨(NH3)挥发和氧化亚氮(N2O)排放,为确定氮钾肥合理施用和大气环境保护提供理论依据。盆栽实验共9个处理:N0K0、(NO^-3-N)50K35、(NO^-3-N)50K80、(NO^-3-N)100K35、(NO^-3-N)100K80、(NH^+4-N)50K35、(NH^+4-N)50K80、(NH^+4-N)100K35、(NH^+4-N)100K80。分别采用静态箱法和通气法采集N2O和NH3。氮肥显著增大了N2O的排放通量和累积排放量以及NH3的挥发速率和累积排放量。N2O的平均排放通量和累积排放量从不施肥处理的15.8μg·m^-2·h-1和0.17 mg·kg^-1增加到氮肥用量100 mg·kg^-1时的45.6μg·m^-2·h-1和0.57 mg·kg^-1。NH3挥发速率和累积排放量在氮肥用量为100 mg·kg^-1时达到最大,分别为1.5 kg·hm^-2·d^-1和4.18 mg·kg^-1。铵态氮为氮源的各处理N2O排放通量和累积排放量以及NH3挥发速率和累积排放量均高于以硝态氮为氮源的各处理。钾肥显著增大了NH3挥发速率和累积排放量,但在低氮水平下,钾肥显著降低N2O排放通量和累积排放量。化学氮肥施用量的增加是NH3挥发和N2O排放增加的主要因素,与硝态氮肥相比,铵态氮肥更易于NH3和N2O的排放。增施钾肥显著增大土壤NH3挥发速率和排放量,但降低了土壤N2O的排放通量,显著减少了整个生长季节N2O的累积排放量。     

有机无机肥料配合施用对日光温室土壤氨挥发的影响

【目的】在大幅减施肥料和合理灌溉的基础上,研究有机无机肥料配合施用对设施菜田土壤氨挥发的影响。【方法】利用芹菜-番茄轮作田间试验,采用通气法监测土壤氨挥发速率特征动态变化。【结果】施基肥后2-3 d出现土壤氨挥发峰值,8-10 d接近对照水平;追肥第1天出现氨挥发峰值,10-11 d接近对照水平。土壤氨挥发损失的主要时期在基肥和前两次追肥阶段,氨挥发量占当季损失量的70%-80%。土壤氨挥发主要发生在温度较高的春茬（番茄茬）,春茬（番茄茬）各处理土壤氨挥发总量是冬茬（芹菜茬）的3.0倍。芹菜茬和番茄茬大幅减施肥料的有机无机肥配合施用模式土壤氨挥发损失量较习惯施肥处理的分别降低50.0%和47.9%,且随着有机氮比例的增加土壤氨挥发率逐渐降低。等氮量投入时,冬茬和春茬（2/4）化肥氮+（2/4）秸秆氮处理土壤氨挥发损失量较（2/4）化肥氮+（2/4）猪粪氮处理的分别降低32.4%和30.0%。本试验条件下基于产量、经济和环境效益的适宜有机无机肥料配合施用模式是（3/4）化肥氮+（1/4）猪粪氮模式处理。【结论】有机无机肥料配合施用可显著降低土壤氨挥发损失量,是经济效益显著、可操作性强和环境友好的施肥模式,在设施蔬菜种植中值得推广应用。     

生石灰施用增加了酸性双季稻田氮素氨挥发损失

选择南方典型酸性双季稻田,采用通气法研究了不同生石灰用量对稻田氨挥发通量、田面水NH_4~+-N浓度和pH值的影响。结果表明:撒施生石灰显著影响稻田田面水NH_4~+-N浓度和pH值,生石灰用量与田面水NH_4~+-N浓度和田面水pH值之间均存在极显著正相关关系;撒施生石灰,显著增加稻田氮素氨挥发损失,早、晚稻季氨挥发损失量较不施生石灰处理分别增加2.20~22.91和3.08~52.44 kg/hm~2,增幅分别达19.28%~200.79%和6.96%~118.48%;当早、晚稻季分别施纯氮150和180 kg/hm~2时,撒施生石灰450~3 750 kg/hm~2,氨挥发损失量分别达13.61~34.32和47.34~96.70 kg/hm2,氮素损失率分别达7.44%~18.78%和21.66%~44.24%;当早、晚稻季生石灰用量分别超过900和1 800 kg/hm2时,稻田氨挥发显著增加。     

对施入土壤中碳酸氢铵损失的研究

在氨挥发模拟系统中,调查施于土壤中碳酸氢铵挥发的过程及其影响因子。发现氨挥发在施肥后迅速发生,13h以内以氨的形态挥发损失掉的肥料氮量最多,这种损失与碳酸氢铵在土壤中的暴露表面有关。施肥方法、浇施碳酸氢铵的兑水量和土壤的水分状况等亦影响氨的挥发。在红黄壤和青紫泥中,条施覆土可减少碳酸氢铵的挥发,与过磷酸钙混合施用,48h内的挥发损失量可减少2％。当在露天或室内从盆钵土上加水淋溶,调查施用于土壤中碳酸氢铵的淋溶损失时,发现碳酸氢铵的淋溶损失(指纵向的损失)比挥发损失少得多。淋溶损失主要以NO_3~-—N的形式,也包括部分NH_4~+—N。碳酸氢铵与硝化抑制剂脒基硫脲(Carbamido sulphururea,简称ASU)混合施用,可以减少NO_3~-—N损失。浇施时NH_4~+—N比穴施损失小。     

新疆棉花铃期植株氮素挥发初步研究

采用同位素示踪等方法研究棉花铃期植株氮素挥发的化学成分和各成分损失量。在室内水培条件下,采用密闭生长室抽气法测定棉花植株NH3挥发;应用^15N示踪技术,采用静态箱法测定棉花植株N2和N2O挥发。在抽气速率为0.26m^3／h情况下,棉花植株氨的挥发速率约为48.34μg／g·h。同位素标记时期,在静态箱法测定期,棉花N2的释放速率为3.96μg／g·h干重;N2O的释放速率为4.53μg／g·h干重。棉花铃期可以通过地上植株释放出NH3、N2和N2O。     

沸石添加剂对污泥堆肥过程中的氨挥发及相关因素的影响

以污泥和秸秆为基本堆肥原料,向其中添加不同比例的沸石(5%和10%),采用密闭室动态吸收法,分析了污泥堆肥过程中的氨挥发速率以及氨挥发的相关影响因素。结果表明:堆肥中添加5%和10%的沸石,与对照相比显著降低了氨挥发累积速率27.9%和48.7%,并且延迟1 d出现氨挥发峰值。沸石添加剂对氨挥发影响因素温度、pH 值、EC 和NH₄⁺-N 均有显著影响,添加沸石缩短堆肥高温期3 d,降低堆肥中后期堆体温度(降幅为0.17~13.5 益),增加堆体0.09~0.22 个pH 单位,维持堆肥更低电导率(1 876.7~2 636.7 uS·cm^-1),降低堆体NH₄⁺-N 9.07%~22.2%。污泥堆肥中添加沸石降低了氨挥发累积速率,保留了堆体中的有效氮,在堆肥工程中具有较为广阔的应用前景。     

盐渍化土壤上不同类型氮肥氨挥发损失特征研究

在室内采用"磷酸甘油-海绵通气法",对不同类型氮肥在典型非盐渍化土壤、盐化土壤,碱化土壤上的氨挥发损失特征进行研究.结果表明:(1)在相同的施氮量情况下,占施入量1.34;～27.74;的氮以NH3的形式挥发损失;(2)除硝酸钙外,随着土壤盐渍化程度的增加,不同类型氮肥氨挥发损失均随之增加,挥发速率与盐渍化类型有关;(3)不同盐渍化类型土壤上的氨挥发量均为碳酸氢氨＞尿素＞硝酸铵,硝酸钙几乎不发生氨挥发;因此盐渍土上选择硝态氮肥不失为降低氨挥发损失的一种选择;(4)过量盐分的存在对于氮肥硝化作用的抑制是导致盐渍化土壤上氮肥氨挥发损失增加的主要原因.     

玉米与不同植物间作对田间氨挥发的影响

 【目的】从农作物种植模式角度出发,研究玉米与不同作物间作条件下农田土壤氨挥发特征。【方法】采用田间通气法,2008—2009两年设置大田试验,研究玉米与大豆、黑麦草、苜蓿以及花生间作对田间土壤NH3挥发的影响。【结果】两年的试验结果初步显示,在玉米各个生育时期玉米‖黑麦草和玉米‖大豆模式的田间NH3挥发多数高于玉米单作（对照）处理,而玉米‖花生和玉米‖苜蓿模式在玉米各个时期的NH3挥发基本都低于对照模式;整个玉米季,玉米‖花生和玉米‖苜蓿模式的田间NH3挥发总量低于玉米单作模式,分别可减少6.77—17.42 kg?hm-2、1.53—23.63 kg?hm-2。【结论】在玉米生产中通过引入适宜的植物与其间作对于降低田间NH3挥发量具有可行性。     

不同烤烟品种烟叶衰老期氨气挥发及其与氮素代谢的相关性

【目的】研究不同氮效率烤烟品种叶片衰老过程中氨气挥发量的差异,揭示烟叶品种间氮素转运规律,以期为耐氮肥品种选育提供依据。【方法】采用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,同时测定了叶片NH4+浓度,总氮和可溶性蛋白含量,氮代谢相关酶活性和质外体相关指标。【结果】烟叶氨气挥发量呈先上升后下降的趋势,在叶龄60 d达到最大,中烟90、K326和NC89分别达到（16.39±1.08）、（9.92±1.04）和（4.56±0.63）μg•m-2•h-1,分别是叶龄40 d氨气挥发量的3.87、2.41和2.56倍,品种间差异显著。氨气挥发量与谷氨酰胺合成酶（GS）活性呈极显著负相关,与谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点呈极显著正相关,与可溶性蛋白含量和硝酸还原酶（NR）活性显著负相关,与叶片NH4+浓度呈二次曲线关系,且相关性极显著,并受总氮降解的间接调控。【结论】不同氮效率品种的氮素再同化和再转移能力存在差异,与烟叶氮素代谢特性有关。烟叶衰老期氮素利用效率低的品种,氮素吸收和再同化能力弱,转移量和氨气挥发量大。烟叶通过质外体挥发氨气,增加了NH4+的转移,减少了氨害的积累,是植物氮素代谢调节的重要方式,可以作为一个评价品种氮效率的指标。     

华北平原小麦季氮肥氨挥发损失及影响因素研究

试验采用间歇式密闭室通气法,测定了冬小麦生长季氨挥发的损失量。结果表明:冬小麦施用氮肥后氨挥发速率升高,高峰期持续时间较短,基肥与追肥后氨挥发速率最大分别达到1.12 kg/(hm2.d)和0.66 kg/(hm2.d),可见冬小麦基肥氨挥发损失高于追肥。从整个生长季节来看,冬小麦不施氮和每公顷施氮75,150,225,300 kg小区的累计挥发量分别为5.25,5.97,7.22,9.31,12.85 kg/hm2;冬小麦生长季节来自氮肥的氨挥发为0.72,1.97,4.07,7.61 kg/hm2,占施氮总量的1.0%,1.3%,1.8%,4.2%。当氮施用量超过150 kg/hm2时,由于氨挥发增加将使农田氮损失显著提高,通过Elovich动力学方程(y=a+blnt)对时间和氨挥发量进行拟合。土壤0~10 cm NH4+-N含量和氨挥发量之间具有显著的相关性。而温度是氨挥发的重要影响因素。     

生物炭对土壤氨氮转化的影响研究

通过测定NH3挥发和氯仿灭菌试验,探讨了生物炭如何通过影响NH3挥发和微生物来影响土壤中NH4+-N的变化,为研究生物炭对土壤外加N素的影响机制提供一定理论依据.结果表明:生物炭加入稻田土后,土壤中KCI浸提态的NH+4-N含量减少34％,其中由于微生物作用受到影响而引起的NH4+-N减少约占总减少量的42％.生物炭加入红壤后,KCl浸提态的NH4+-N含量减少了13％,生物炭对红壤中微生物影响不大.生物炭使两种土壤的pH值升高,引起NH3的挥发,生物炭处理的稻田土和红壤外加NH3-N累计挥发量分别为未加生物炭时的7.8倍和1.7倍.     

长期不同施肥红壤性稻田水稻产量和氨挥发的变化

采用密闭室法测定长期不同施肥制度下双季稻田氨挥发速率及其影响因素,并分析双季稻田氨挥发与产量的关系。结果表明:节肥型有机无机结合农业施肥处理(JF处理)的水稻产量与全肥型有机无机结合农业施肥处理(OM处理)和单施无机肥(NPK处理)的差异不显著,显著高于单施化学氮钾肥(NK处理)的产量;双季稻氮素农学利用率(NUEA)以JF处理的最高,早稻和晚稻分别为17.4和8.9 kg.kg-1,显著高于NK处理;双季稻氨挥发累积量以OM处理最高(86.2 kg.hm-2),NK处理次之(78.2 kg.hm-2),显著高于JF处理(60.7 kg.hm-2);氨挥发速率主要受田面水NH4+-N质量浓度的影响。由于气温和降雨的影响,施早稻分蘖肥后氨挥发速率显著高于施基肥后的,而施晚稻基肥和分蘖肥后的没有差异。因此,JF处理在稳定产量的基础上,能够减少氨挥发量,并且提高了土壤中有机质和全氮含量。     

保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响

【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层（0—5 cm）土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。     

水田施用涂层尿素对氮素挥发抑制效果的模拟试验

水田土壤施用涂层尿素抑制氮素挥发损失的研究结果表明，涂尿素素肥料在全层混施，8cm深施和表面撒施3种施肥方式下均有抑制NH3和NOx挥发损失的作用，涂层尿素与普通尿素相比，表面撒施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达32．8％，8cm深施降低氮素（NH3＋NOx)挥发失率达19．9％，全层混施降低氮素（NH3＋NOx)挥发损失率达6．9％。     

秸秆直接还田与炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮损失的主要形式之一。本研究采用温室土柱试验方法,设置不施氮肥(0N)、秸秆还田(ST)、生物炭(秸秆炭化)还田(BI)、常规施肥(CF)、秸秆还田配施氮肥(NST)、生物炭还田配施氮肥(NBI)6个处理,研究等量氮素投入条件下秸秆还田及其炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发排放的影响。结果表明,与CF处理相比,NST处理在分蘖期显著(P<0.05)降低了田面水的pH值,提高了田面水的NH⁺₄-N含量;NBI处理显著(P<0.05)提高了水稻成熟期的土壤pH值和土壤NH⁺₄-N含量,降低了土壤NO^-₃-N含量。总的来看,NBI处理在试验条件下对土壤氨挥发具有较好的抑制作用,氨累积挥发量较CF处理显著(P<0.05)降低28.9%。     

有机无机肥配施对设施菜地N_(2)O排放和NH_(3)挥发的影响北大核心CSCD

我国设施菜地化肥施用量大,造成了大量的氧化亚氮(N_(2)O)和氨(NH_(3))损失。有机肥替代部分化肥是实现种养体系养分资源循环利用、减少化肥施用及其环境损失的有效措施。本研究以长沙近郊设施菜地为研究对象,利用小区试验种植奶白菜,试验共设不施肥处理(CK)、常规施肥处理(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%化肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%化肥氮(NM)4个处理。采用静态箱法和密闭室间歇抽气法测定奶白菜生长季内的氧化亚氮排放和氨挥发,分析土壤N_(2)O排放和NH_(3)挥发动态,探讨等氮条件下有机无机肥配施对设施奶白菜的N_(2)O排放、NH_(3)挥发的减排效应及其影响因素。结果表明,与常规施肥相比,CM和NM处理的N_(2)O排放量分别减少了38.5%和33.1%,NH_(3)挥发的排放量分别减少了8.5%和19.4%,N_(2)O排放和NH_(3)挥发的总增温潜势分别降低了38.4%和33.0%。两种有机肥处理中,NM处理氨挥发显著低于CM处理,降幅达到11.9%。N_(2)O排放和NH_(3)挥发日通量与土壤温度分别呈极显著和显著正相关。常规施肥和NM处理的N_(2)O排放和NH_(3)挥发日通量与土壤铵态氮呈显著正相关,仅常规施肥处理的N_(2)O排放与土壤硝态氮呈极显著正相关。与常规施肥处理相比,CM和NM处理氮肥利用率分别提高26.8%和41.5%,且产量没有显著差异。因此,30%等氮有机肥+70%化肥在降低设施菜地N_(2)O排放和NH_(3)挥发的同时,还能保障设施蔬菜稳产,对减少蔬菜生产中的氮素损失具有重要意义。     

不同复合材料对氮肥在土壤中氨挥发的影响

采用6种材料与碳铵、尿素复合，通过室内土壤培养试验，研究了不同材料与碳铵、尿素复合后对氨挥发的影响。结果表明，不同复合材料对氨挥发的作用效果不同。聚丙烯酰胺抑制氮肥氨挥发的效果最好，其次是沸石和胡敏酸处理，羧甲基纤维素钠对2种氮肥的氨挥发均有抑制作用，但作用效果较前3种复合材料稍差。柠檬酸处理对两种肥料在前期的氨挥发有一定抑制作用。硅酸钠与尿素复合后对整个培养过程的氨挥发有促进作用，与碳铵复合后对后期氨挥发有促进作用。     

不同施肥处理下小麦季潮土氨挥发损失及其影响因素研究

氨挥发是肥料氮素损失的重要途径之一,由于土壤类型、气候条件、肥料种类、用量和施用时间等因素不同而存在很大差异。试验采用间歇式密闭室通气法,对华北平原不同施肥处理(新鲜牛粪与尿素配施、堆腐牛粪与尿素配施和NPK单施)下,冬小麦生长季粘质潮土氨挥发及其影响因素进行了研究。结果表明:冬小麦季土壤氨挥发总量占肥料氮用量的1.23%~1.97%,主要来源于追肥,占整个小麦生长季氨挥发总量的80%左右。不同施肥处理强烈影响氨挥发强度,新鲜牛粪与尿素配施处理氨挥发损失量最高,氮素损失率为1.97%,显著高于堆腐牛粪与尿素配施和NPK单施。基肥期氨挥发速率与气温密切相关,追肥期土壤含水量和NH~+_4-N浓度是影响氨挥发的主控因子。     

硝化抑制剂对苹果园酸性土壤尿素氨挥发的影响

大田条件下应用通气法,研究了双氰胺（DCD）和双氰胺与硫配合施用（DCD＋S）对苹果园酸性土壤尿素氨挥发的影响。结果表明：施肥后40天内,N＋DCD和N＋DCD＋S处理土壤NH4^＋-N含量均高于N处理,其中N＋DCD处理在第6～20天极显著高于N处理,而N＋DCD＋S处理直到第30天仍极显著高于N处理;两个添加硝化抑制剂处理土壤NO3^--N含量显著低于N处理,降幅达18.72%～58.91%。N处理氨挥发速率峰值最大,但持续时间最短;N＋DCD处理氨挥发持续时间为19天,N＋DCD＋S处理持续时间最长,分别比N和N＋DCD处理延长17天和7天。添加硝化抑制剂的处理氨挥发总量显著高于只施尿素处理,但各处理氨挥发总量占施氮量比例均处于较低水平。