氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦产量及氮素利用的影响

于2019—2021年采用再裂区设计,设置氮肥、生物炭和脲酶抑制剂3个因素,主处理设5个氮水平:0、75、150、225 kg·hm^(-2)和300 kg·hm^(-2),副处理设2个生物炭水平:0 t·hm^(-2)和7.5 t·hm^(-2),副副处理设2个脲酶抑制剂水平:0%和2%,共20个处理,研究氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦轮作体系作物产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,施用生物炭显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素收获指数以及夏玉米地上部生物量,较不施生物炭处理分别增加4.4%和2.9%、2.3%和3.0%、25.8%和13.5%、4.9%和6.1%、4.5%;氮肥单独配施生物炭可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,且氮肥和生物炭具有显著的交互效应。施用脲酶抑制剂显著增加夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较不施脲酶抑制剂处理分别提高1.5%和3.0%;氮肥单独配施脲酶抑制剂可提高夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,但氮肥与脲酶抑制剂无显著交互效应。氮肥同时配施生物炭与脲酶抑制剂可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较单施氮肥处理(B0C0)平均增幅分别为10.0%和4.2%、5.4%和3.4%、11.0%和6.2%,但氮肥、生物炭和脲酶抑制剂三者之间均无显著交互效应。综上,氮肥单独配施生物炭能够提高夏玉米和冬小麦产量及其对氮肥的吸收利用率,且效果优于同时配施生物炭和脲酶抑制剂;氮肥单独配施脲酶抑制剂对提高夏玉米氮肥吸收利用率具有一定的作用。

植被冠层氨释放及其对草地氨挥发贡献与源解析

为原位监测不同植被的草地土壤与冠层氨挥发,并考察不同植被冠层氨释放的生理机制及其对草地氨挥发的贡献,本研究选择3个品种(麦冬、高羊茅和狗牙根),每个品种设置3个施肥处理(不施氮、30 g·m^(-2)缓释尿素和30 g·m^(-2)尿素)。采用泵吸式便携氨气探测仪原位监测土壤和冠层氨挥发,采用酶联免疫法测定叶片的乙醇酸氧化酶(GO)、甘氨酸脱羧酶(GDC)、谷氨酰胺合成酶(GS)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)等酶活性。结果表明:3种草地的土壤、冠层和草地的周年氨挥发量分别为2.8~135.3, 1.6~101.6、4.4~236.9 kg·hm^(-2)·a^(-1)。施用氮肥显著增加了土壤和冠层的氨挥发,狗牙根对氮肥的响应大于麦冬和高羊茅。在测定周期内冠层氨为净释放,冠层氨释放量占草地总氨挥发量的37%~39%;C3和C4植物冠层氨通量均受苯丙氨酸解氨酶和质外体pH的显著正向影响(P<0.05),C4草地还受甘氨酸脱羧酶显著负向调控(P<0.05)。草地土壤氨挥发主要受铵态氮的控制(P<0.05)。研究表明,冠层氨释放是草地氨挥发的重要来源,C3和C4植物冠层氨来源均与苯丙氨酸代谢途径有关,C4植物光呼吸和氮同化途径负向调控冠层氨挥发,C3植物的光呼吸通过苯丙氨酸代谢途径间接影响冠层氨释放。