华北小麦施用脲铵氮肥实现轻简施肥的可行性及技术措施

【目的】生产脲铵氮肥的目的是资源化利用联合制碱工业副产品。在华北平原多地开展了田间试验,探究适合冬小麦节肥增效的可行性和技术措施。【方法】于2021—2023年,分别在北京顺义、河北滦南、河北曲周、山东济南和河南禹州5个试验点进行了两年大田试验。设置尿素(U)、尿素减施30%(70%U)、脲铵氮肥减施30%(70%AU)、脲铵氮肥减施30%+脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)(70%AU+NBPT)、脲铵氮肥减施30%+硝化抑制剂(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)(70%AU+DMPP)、尿素减施30%+优化追肥时间(70%U+Opt)6个处理,测定了小麦产量及其构成因素、氮肥偏生产力、氮素吸收效率和土壤无机氮含量。【结果】与U处理相比,2022年减施氮肥处理(70%U、70%AU)在5个试验点中出现减产的试验点有1个,2023年有3个;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年出现减产的点有2个,2023年有2个;70%U+Opt两年均未出现减产。与U处理相比,在5个试验点两年多数处理显著提高了氮肥偏生产力和氮素吸收效率,2022、2023年氮肥偏生产力分别提高了19%~77%、23%~67%,氮素吸收效率分别提高了25%~77%、21%~71%。与U处理相比,2022年70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理土壤NH_(4)^(+)-N含量增加的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别增加了19%~69%、30%~90%;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年土壤NO_(3)^(-)-N含量降低的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别降低了19%~59%、34%~60%。【结论】与施用常规量尿素相比,减施氮投入量30%条件下,以脲铵氮肥为氮源或配合NBPT/DMPP,一次追施可以保证不减少产量,同时提高氮肥利用率。

不同硝化抑制剂组合对铵态氮在黑土和褐土中转化的影响

【目的】添加硝化抑制剂和氮肥增效剂是提高氮肥利用率的有效方法。研究不同硝化抑制剂和氮肥增效剂组合对不同性质土壤中铵态氮转化特征的影响,为科学合理选择抑制剂提供理论依据。【方法】供试生化抑制剂包括2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(Nitrapyrin,CP)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑(CMP)、3-甲基吡唑(MP)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、N-guard、二氰二胺(DCD)。供试土壤为黑土和褐土,以氯化铵为氮肥,按照常用量添加各生化抑制剂制备稳定性肥料,用于室内恒温、恒湿土壤培养试验。试验设不施肥(CK)、氯化铵(N)、N+CP、N+CP+AM、N+CP+DCD、N+CP+N-guard、N+CP+DMPP、N+CP+CMP、N+CP+MP等9个处理。在培养第1、4、7、11、15、22、30、45、60、75、90、105、120天取土样,测定土壤含水量、土壤NH4^+-N和NO3^--N含量,并计算硝化抑制率。【结果】在黑土和褐土两种类型土壤中,铵态氮转化特征具有显著差异,在弱酸性黑土中硝化反应速率显著低于碱性褐土。在黑土中,不同硝化抑制剂组合N+CP、N+CP+N-guard、N+CP+DMPP、N+CP+DCD、N+CP+CMP、N+CP+AM、N+CP+MP都表现出较好的硝化抑制效果,可以维持黑土中较高的铵态氮含量超过4个月以上。其中N+CP、N+CP+DCD、N+CP+N-guard处理在120天时,其硝化抑制率为37%~40%。而N+CP+AM、N+CP+MP、N+CP+DMPP为32%~36%,N+CP+CMP为26%。在褐土中,N+CP+DCD组合硝化抑制效果最大,在培养120天,其硝化抑制率为20%;其次是N+CP、N+CP+AM,其硝化抑制率在培养第105天时分别为23%、12%,在培养第90天时分别为63%、60%;N+C P+N-guard、N+CP+DMPP、N+CP+MP、N+CP+CMP在培养第75天时硝化抑制率分别为43%、42%、37%、35%,有效硝化抑制作用时间可维持75天左右。【结论】在黑土和褐土2种不同类型土壤中施用氯化铵氮肥,应添加专一硝化抑制剂或组合制成高效稳定性铵态氮肥。在湿润地区pH较低的酸性土壤上,例如黑土,适宜的硝化抑制剂较多,其中N+CP或N+CP+N-guard、N+CP+DCD组合的硝化抑制效果显著且持续时间长。在干旱半干旱的碱性土壤上,例如褐土,N+CP+DCD组合的硝化抑制效果和持续时间优于其他组合,可用于褐土上施用的高效稳定性氯化铵氮肥的生产。

新型肥料对全球三大粮食作物产量和土壤生物学活性影响的Meta分析

【目的】随着近年来农业发展方式从资源消耗型向绿色生态型的转变,发展绿色新型肥料成为一大热门。已有研究大多关注新型肥料对三大粮食作物(小麦、玉米和水稻)产量、氮吸收和氮利用效率的影响,但关于新型肥料对土壤生物学活性影响的系统研究相对较少。本研究旨在整合已有的研究结果,定量分析新型肥料对三大作物产量和土壤生物学活性的影响,进而为加快新型肥料的研发与推广提供科学依据。【方法】本研究数据来源于“中国知网(CNKI)”及“Web of Science”数据库,以“小麦”、“玉米”、“水稻”、“产量”、“微生物量”、“酶活性”、“新型肥料”为主要关键词检索相关的田间试验文献,共筛选出文献29篇,包含32个独立试验,共545组数据。以施用传统化学肥料为对照组,施用新型肥料为试验组,采用Meta分析的方法,整合分析施用新型肥料对作物产量、土壤微生物量及酶活性的影响。【结果】与施用传统化学肥料相比,施用新型肥料显著提高三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,分别提高8.4%、9.9%和36.8%。施用新型肥料显著增加土壤微生物量氮(14.6%),但对土壤微生物量碳无显著影响。施用新型肥料显著提高了土壤磷代谢酶活性(8.6%)和氧化相关酶活性(5.7%),但对土壤碳代谢酶活性和氮代谢酶活性无显著影响。【结论】施用新型肥料提高了三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,同时增加了土壤微生物量氮、土壤磷代谢酶活性和氧化相关酶活性,提高了农田生态系统土壤生物学活性。

持续六年施用不同磷肥对稻田土壤磷库的影响

以草甸棕壤稻田为研究对象,采用磷素分级方法研究持续6年施用不同磷肥对稻田土壤磷库组成及磷有效性的影响,明确最有效培肥稻田土壤的磷肥品种。结果表明,持续6年施用不同磷肥土壤无机态磷占土壤磷库的65.64%~81.30%,有机态磷占土壤磷库的18.70%~34.36%;施用不同磷肥均可增加土壤无机磷含量,其中施用磷酸二铵、重钙、过磷酸钙等常规无机磷肥土壤有机磷含量显著增加。施用包膜或含有机酸磷肥的土壤有机磷含量显著低于施用常规无机磷肥土壤。施用包膜或含有机酸磷肥可显著提高磷有效性,施用包膜重钙效果最好。含有机酸磷肥尽管能活化磷素,但也会导致养分流失。施用包膜或含有机酸磷肥是提高土壤磷素库容的有效措施。

稳定性铵态氮肥在黑土和褐土中的氮素转化特征

以稳定性氯化铵为氮源,采用室内培养的方法,研究0.20、0.50、1.00 g N·kg^(-1)干土3种浓度的稳定性铵态氮肥在黑土、褐土中的氮素转化特征.结果表明:在褐土中,随着氯化铵添加量的增加,土壤中发生硝化作用的时间逐渐推迟,添加0.20、0.50 g N·kg^(-1)干土处理开始发生明显硝化反应的时间分别为第3、7天,在高浓度氮量(1.00 g N·kg^(-1)干土)添加下硝化作用受到明显抑制;在黑土中,各浓度氮量添加处理开始发生硝化反应的时间相同,均为第3天,且随着添加量的增加,硝化作用潜势逐渐减弱.只加铵态氮肥的处理中,添加0.20 g N·kg^(-1)干土的氯化铵氮肥在褐土和黑土中的硝化反应时间分别可维持3周和2周左右;添加0.50 g N·kg^(-1)干土的氯化铵氮肥在褐土和黑土中的硝化反应时间分别可维持4周和3周左右.与单施氯化铵相比,黑土和褐土在0.20、0.50 g N·kg^(-1)干土添加浓度下,按纯氮量的1.0%添加3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、4.0%添加二氰二胺(DCD)均能显著抑制硝化作用,降低硝态氮的含量,抑制硝化作用潜势.综上,在褐土中,随着氯化铵添加浓度增加,土壤硝化作用受到抑制效果大于黑土.在0.20、0.50 g N·kg^(-1)干土外源铵态氮时,添加抑制剂可以显著抑制铵态氮的硝化作用.因此室内硝化抑制剂培养试验时,建议铵态氮添加量不超过1.00 g N·kg^(-1)干土,以0.50 g N·kg^(-1)干土效果最好.