节水农业中化控技术的应用研究

抗旱节水化控技术是一种很有发展前景的农业节水技术。它具有操作简便，投入少、见效快、易推广的优点，因而是一般常规技术所无法替代的。本文介绍了几种主要的抗旱节水化控制剂（保水剂、土壤蒸发抑制剂、植物抗蒸腾剂、土壤结构改良剂和植物生长调节剂）的特性及应用效果，并提出了该技术研究中存在的一些问题，以期为化学节水技术广泛应用提供理论参考。     

硝化/脲酶抑制剂在玉米上的增产、增效及提质效应研究进展

为了提高玉米产量和氮肥利用率,采用硝化抑制剂和脲酶抑制剂是调控土壤氮素转化及阻控农田土壤氮素损失有效措施。通过文献分析,明确了常用硝化抑制剂Nitrapyrin (2-氯-6-三氯甲基吡啶)、DCD(双氰胺)、DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)和脲酶抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)的抑制机理,阐述了硝化/脲酶抑制剂与氮肥单独配施或组合配施对玉米产量、品质和氮肥利用率的作用效应。分析表明,硝化/脲酶抑制剂配合施用的协同增效作用显著,能够延长氮素释放周期,促进玉米氮素吸收,既可提高玉米产量和氮肥利用效率,又可改善玉米籽粒品质。未来建议针对不同生态类型和不同土壤类型区域,在施用方法、影响机制、创新工艺等方面加强研究。     

生物基包膜抑制型尿素对土壤温室气体排放及小青菜产量的影响

为研究生物基包膜氮肥对土壤温室气体排放及小青菜(Brassica chinensis)产量的影响,采用密闭式静态箱-气相色谱法测定盆栽试验条件下施用不同类型包膜尿素对土壤温室气体的排放特征,探究不同类型包膜尿素对土壤温室气体排放综合增温潜势(GWP)、排放强度(GHGI)及小青菜产量的影响。结果表明:抑制型尿素(I)、生物基包膜尿素(CRU)、生物基包膜抑制型尿素(CIRU)能够显著降低N_2O、CO_2、CH_4 3种温室气体的累积排放量。与普通尿素(U)相比,处理I、CRU和CIRU的N2O累积排放量显著降低了20.79%～79.52%,CO_2的累积排放量显著降低了46.53%～62.24%,CH4的累积排放量显著降低了25.38%～30.11%。与处理U相比,处理I、CRU和CIRU的GWP分别显著降低了40.44%、60.66%和65.02%;温室气体GHGI与GWP呈现出同样的趋势,处理I、CRU和CIRU分别显著降低了26.32%、70.53%和78.95%。与其他处理相比,处理CIRU具有最优的温室气体减排效果。处理CIRU的小青菜产量最高,为1 960.00 kg·hm~(-2),较处理U显著增产68.00%。研究表明,生物基包膜抑制型尿素在提高小青菜产量的同时还可以减少菜地温室气体排放及氮素气态损失。     

脲酶/硝化抑制剂配施氮肥对春玉米农田氨排放的影响

通过两年田间定位试验,探讨脲酶/硝化抑制剂配施氮肥在黑土区玉米体系中的氨减排及氮素增效效果。设置两种耕作模式(条耕和旋耕)和3种氮肥类型(常规尿素、添加脲酶抑制剂尿素、添加硝化抑制剂尿素)。结果表明,条耕产量和氮素利用率分别为8 631 kg/hm2和33.4%,明显低于旋耕;氨挥发总量为20.6 kg/hm2,明显高于旋耕。脲酶/硝化抑制剂配施氮肥的产量和氮素利用率分别为10 737 kg/hm2和46.0%,较常规尿素分别提高25.6%和23.6%;土壤氨挥发累积量为18.6 kg/hm2,明显低于常规尿素。抑制剂类型显著影响氨排放,添加脲酶抑制剂尿素低于添加硝化抑制剂尿素。相同氮素投入条件下,添加脲酶/硝化抑制剂尿素在土壤条耕和旋耕模式下均可实现增产增效及氨减排效果,且添加脲酶抑制剂尿素具有较好的氨减排效果。     

施氮方式与添加脲酶/硝化抑制剂对稻季NH3挥发和N2O排放的影响

【目的】分析施肥方式及添加脲酶/硝化抑制剂对稻田NH₃挥发和N₂O排放的影响,基于稻田NH₃和N₂O减排的效果评价优化施肥措施的可行性。【方法】在太湖地区开展为期两年的稻季田间小区试验,供试脲酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂为对羟基苯丙酸甲酯(MHPP),用量为施氮量的1%。设置6个处理：1)不施氮肥对照(CK);2)表施尿素N 300 kg/hm² (当地常规施肥,CN);3)表施尿素N 225 kg/hm²(RNB);4)尿素N 225 kg/hm²,50%表施,50%深施(RND);5)表施尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP(RNB+DI);6)尿素N 225 kg/hm²+NBPT+MHPP,50%表施,50%深施(RND+DI)。每次施肥后两周内,用密闭式抽气法监测稻田NH₃挥发,在水稻生育期内用静态箱—气相色谱法监测稻田N...     

设施菜田不同施氮处理对硝酸盐迁移和积累的影响

在设施菜地条件下,研究了氮肥减施及配施抑制剂处理在黄瓜生长期对土壤NO3--N迁移累积的影响。结果表明,氮肥减施处理可显著降低土壤表层和整个土体的NO3--N含量。常规施氮量时0~40 cm土层的NO3--N含量均高于其它处理,减氮30%后0~40 cm土层未出现NO3--N显著积累现象;氮肥配施抑制剂处理不同程度降低了土壤NO3--N含量,且抑制硝态氮向下层土壤淋失,其中抑制剂组合的效果最好。氮肥配施抑制剂,可以有效控制NO3--N在土壤和植物体内的过量累积,减少硝态氮淋溶损失。     

含DMPP抑制剂尿素的氨挥发特性及阻控对策研究

采用原状土柱模拟方法,探讨了施肥水平、添加不同碳氮比（C／N）有机物、不同类型土壤、土壤水分含量及温度对含3,4-二甲基吡唑磷酸盐（3,4－dimethyl pyrazole phosphate,DMPP）硝化抑制剂的尿素（DMPP尿素）氨挥发损失的影响。结果表明,施肥水平对DMPP尿素的氨挥发损失有显著影响,随着DMPP尿素施用量的增加,土壤氨挥发损失量呈显著上升的趋势;DMPP尿素配施低C／N比的有机物鸡粪,氨挥发损失增加6．0％;而配施高C／N比的生物秸秆,则表现为可抑制78．2％的氨挥发损失;DMPP尿素的氨挥发损失受土壤理化性质影响很大,在肥力高的碱性土壤中氨挥发损失严重,而在酸性红壤和阳离子交换量高的青紫泥中挥发损失量较低;在土壤含水量为田间饱和持水量时,氨挥发损失表现为急剧增加;随着土壤温度的升高,氨挥发损失的量快速递增。合理控制施肥量、选择配施高C／N比的生物秸秆和适宜的水分管理方式是减少农田氨挥发损失的重要对策。     

不同DMPP添加水平对土壤有机氮素转化的影响

研究单施有机肥模式下,3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对土壤有机氮素转化的影响,为土壤氮素高效利用和减少损失提供科学依据。采用土壤恒温培养试验,研究单施有机肥条件下不同DMPP添加水平对土壤中有机氮素转化及硝化抑制效应的影响。结果表明,单施有机肥条件下,DMPP可明显抑制土壤硝化反应的进程。培养期间DMPP最佳硝化抑制效果出现在14d,与不添加DMPP的处理相比,添加DMPP的处理铵态氮含量增加2～3倍,硝态氮含量减少2～3倍。14d后DMPP硝化抑制效果逐渐减弱。DMPP对硝化反应的抑制效果及有效抑制时间随着DMPP用量的增加而不断增强,但是当用量增加到2%以上水平时,硝化抑制剂效果不再明显增强。综合用量水平和抑制效果,施用有机肥模式下DMPP添加量以氮素含量的1%～2%较为适宜。     

菜地氮肥用量与N2O排放的关系及硝化抑制剂效果

通过连续种植四季蔬菜近一年的大田试验,探究高施氮水平和低氮肥利用率的蔬菜生产系统中,N2O排放量与氮肥施用量之间的定量关系及其机理,并研究硝化抑制剂减少菜地N2O排放的效果.结果表明,在氮肥施用水平为N 0～1 733 kg hm-2a-1间,无论氮肥中是否添加硝化抑制剂,N2O总排放量与氮肥施用量均呈指数函数关系,即氮肥施用量高时,N2O排放率也高.在各氮肥水平处理下,硝化抑制剂均能降低N2O排放,抑制率为8.75％ ～ 25.28％,且这种减排效果随着施氮量增加而增加.在氮肥施用量为N 300或400 kg hm-2季-1时,施用硝化抑制剂减少N2O排放所带来的效益略高于其成本,因此,即使不考虑氮肥利用率的提高等因素,施用硝化抑制剂仍是一种有利的选择.     

控释尿素、稳定性尿素和配施菌剂尿素提高双季稻产量和氮素利用率的效应比较

【目的】中国是最大的水稻生产和消费国,氮肥是保证水稻高产的关键,水稻种植中氮素利用率偏低一直是亟待解决的问题,包膜、添加硝化抑制剂和菌剂等为其提供了可行的解决手段。本文以新型尿素为研究对象,进行四季水稻的连续试验,从作物生长、产量构成和氮素利用方面做出综合评价,为其在水稻种植上的推广提供科学依据。【方法】2012和2013年在湖北荆州(江汉平原代表站点),进行两年大田试验设置了五种氮肥处理:常规尿素(CK)、树脂包膜控释尿素(CRU)、碧晶尿素(NU)(含氯甲基吡啶)、硝化抑制剂DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)(DMPP)、有效微生物菌剂(EM),跟踪观测不同尿素对双季稻生长性状(株高、茎蘖数、穗数、叶绿素)、产量要素(穗粒数、结实率、千粒重、秸秆产量、籽粒产量)以及氮素利用率(吸收利用率、农学利用率、生理利用率)的影响,分析新型氮肥的增产效益及氮素利用率。【结果】新型氮肥能促进水稻植株的增高、叶绿素含量的提升,增加茎蘖数、成穗数和穗粒数,并提高结实率和千粒重,最终促进秸秆和籽粒产量的增长。CRU处理增产最为明显和稳定,早晚稻相比CK处理平均增产达18%(P0.05),而DMPP、NU和EM处理早稻增产不明显,晚稻增产14%(P0.05),晚稻增产效益优于早稻。新型氮肥能有效提高氮素吸收利用率,以CRU最高,两年平均氮素利用率为53%,NU次之(为47%),CK最低(仅为35%);随着菌剂不断施入,EM处理氮素利用率逐季增高,在2013年晚稻为55%,与CK达到极显著差异(P0.01)。新型氮肥处理的农学利用率不同程度高于CK,其中CRU处理最高,在2013年达到差异极显著(P0.01)。新型氮肥处理的生理利用率2012年均低于CK,2013年仅DMPP处理高于CK,但差异不显著。【结论】与普通尿素相比,控释尿素、稳定尿素和配施微生物菌剂均能促进植株生长、提高氮素利用率,其效果以包膜控释尿素最好也最稳定,添加硝化抑制剂的稳定肥料次之,与菌剂配施作用需进一步验证。