硝化抑制剂阻控养殖肥液灌溉土壤氮素淋失

为考察硝化抑制剂伴施养殖肥液灌溉条件下土壤氮素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟淋溶试验,设置尿素溶液单施、养殖肥液单施、以及养殖肥液分别伴施双氰胺(DCD,5%、10%和15%)和氯甲基吡啶(Nitrapyrin,0.25%、0.5%和1%)处理,连续监测了5个灌溉周期土壤淋溶液中铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、总氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)淋失特征。养殖肥液单施比尿素溶液单施显著减少碳氮的淋失浓度和淋失量。养殖肥液伴施DCD和Nitrapyrin淋溶液中TN、NH4^+-N、NO3^--N、DOC浓度分别比单施养殖肥液降低27.19%、35.69%、45.89%、53.69%和24.86%、30.87%、21.10%、64%,处理间均达到5%显著水平。从抑制效果及经济节约角度,推荐5%DCD伴施养殖肥液是优化的养分淋溶阻控模式。此外,发现养殖肥液连续饱和灌溉条件下土壤淋溶液硝态氮浓度与氧化还原电位间存在显著的相关性(R^2=0.602 8*,n=34)。养殖肥液伴施硝化抑制剂是抑制养分淋失、提高养分利用效率和控制硝态氮淋溶污染的有效措施,但抑制剂的作用效果、抑制时间与施用方式之间的关系还需要进一步研究。

养殖肥液不同灌溉强度下硝化-脲酶抑制剂-生物炭联合阻控氮淋溶的研究

为考察养殖肥液不同灌溉强度下,硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术(Nitrapyrin+NBPT+Biochar)对氮素淋失的抑制效果,本研究采用土柱模拟淋溶试验,测定淋溶液中铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、总氮(TN)的浓度以及土壤中NH4^+-N、NO3^--N的含量,探究养殖肥液不同灌溉强度下Nitrapyrin+NBPT+Biochar技术对氮素淋失的影响。结果表明:硝化-脲酶抑制剂-生物炭阻控技术使淋溶液中NH4^+-N、NO3^--N、TN浓度降低了25.3%、53.6%、38.2%,累积淋失量减少了34.5%、61.0%、38.6%。该技术在灌溉强度增加30.0%、60.0%和100.0%后,仍使NO3^--N淋失量减少了59.3%、55.1%、46.6%,TN淋失量减少了31.7%、27.1%、15.4%,土壤NH4^+-N增加86.5%、60.0%、44.5%。该研究中养殖肥液灌溉强度越大土壤氮素淋失风险越大,但是硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术明显抑制了氮素淋失,并且在增加一定灌水量范围内仍然有效果。

硝化/脲酶抑制剂及生物质炭对养殖肥液灌溉土壤氮素转化的影响

化学氮肥添加硝化/脲酶抑制剂和生物质炭均可起到减少硝态氮淋溶损失或气态损失的作用。为研究以有机氮素和无机氮素复合系统的养殖肥液为主体的新型肥料对减少氮素损失的作用,在控制施氮量相同的前提下,通过设置不同种类的抑制剂和抑制剂组合方式:养殖肥液单施(CK)、尿素单施(U)、养殖肥液+双氰胺(DCD)、养殖肥液+氢醌(HQ)、养殖肥液+双氰胺+氢醌(DCD+HQ)、养殖肥液+生物质炭(B),探究硝化抑制剂、脲酶抑制剂单施或配施及生物质炭的添加对养殖肥液施用后土壤氮素转化的影响。结果表明,土壤N2O-N累积排放量抑制率呈现DCD+HQ>HQ>DCD>B,抑制率依次为21.97%、19.39%、18.55%和10.71%;土壤氮素矿化速率依次为DCD+HQ>DCD>HQ>B>CK>U;土壤氮素硝化速率由大到小依次为CK>HQ>B>DCD+HQ>DCD>U。研究表明,DCD+HQ抑制剂组合模式更加有利于防控养殖肥液灌溉过程土壤氮素的损失。

硝化/脲酶抑制剂和生物质炭联合施用对养殖肥液滴灌土壤氮淋失及油菜品质的影响

为探究硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合施用对养殖肥液滴灌后土壤不同形态氮素淋失及白菜型油菜品质的影响,采用土柱培养试验,设置不同硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合方式,共6组处理:单施养殖肥液(CK),养殖肥液+表面活性剂+生物质炭(YB),养殖肥液+双氰胺+氢醌(DH),养殖肥液+双氰胺+氢醌+表面活性剂(DHY),养殖肥液+双氰胺+氢醌+生物质炭(DHB),养殖肥液+双氰胺+氢醌+生物质炭+表面活性剂(DHBY)。结果表明,土壤硝态氮淋失量呈现CK>YB>DH>DHY>DHBY>DHB,油菜的硝酸盐含量呈现CK>YB>DHY>DH>DHBY>DHB,DHB处理下土壤硝态氮的淋失减少27.62%,油菜鲜重和株高分别增加1.42倍和1.29倍,油菜硝酸盐含量降低32.25%。可见硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合模式能更好地防控养殖肥液滴灌过程中土壤氮素的淋失,减少作物中硝酸盐的积累,显著提高作物品质。

季铵盐改性秸秆阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失

为探究养殖肥液灌溉条件下,季铵盐改性秸秆对土壤氮素淋失的影响及阻控效果,通过室内土柱模拟试验,研究了季铵盐改性秸秆不同施用量(质量分数为0%、1%、2%、4%)和施用方式(0~10 cm混合、0~20 cm混合、10 cm处作为隔层)对不同形态氮素(总氮、硝态氮和有机氮)的影响。结果表明:在试验施用量范围内,季铵盐改性秸秆施加量越大对氮素淋失阻控的效果越好,2%和4%季铵盐改性秸秆施加处理的淋溶液中总氮、硝态氮、有机氮淋失量分别比对照(仅施用养殖肥液)降低了47.1%、51.8%、24.7%和78.7%、83.2%、57.6%,且两处理间均达到5%显著差异水平。3种施用方式对土壤氮素淋失的影响不显著,但0~10 cm混合与0~20 cm混合处理与对照相比,季铵盐改性秸秆的施加能抑制养殖肥液灌溉过程中铵态氮向硝态氮的转化,从而降低氮素淋失风险。此外养殖肥液灌溉氮素淋失以硝态氮为主。研究表明,季铵盐改性秸秆施用是阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失的有效措施。

养殖肥液灌溉土壤磷淋失阻控:镧改性生物炭

为探究镧改性生物炭伴施养殖肥液灌溉条件下土壤磷素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟试验对比镧改性生物炭和石膏、沸石传统阻控剂对磷淋溶的阻控特征,及镧改性生物炭不同添加量(1%、3%和5%)和不同施用方式(0~20 cm和0~10 cm混合)的影响效果。结果表明:磷淋失阻控效果呈现镧改性生物炭>石膏>沸石,且镧改性生物炭处理阻控效果最好(P<0.05);镧改性生物炭施加处理总磷淋失量比对照处理削减了16.3%~58.3%,随镧改性生物炭施加量增加削减效果显著升高,这主要是因为生物炭对磷酸盐和有机磷发生了吸附;镧改性生物炭0~20 cm和0~10 cm施用方式总磷淋失量分别削减23.4%~58.3%和16.3%~45.0%,全土层混合削减效果更显著(P<0.05);镧改性生物炭对正磷酸盐和有机磷的吸附机制主要是沉淀作用与络合作用。研究表明,在有机无机复合磷素输入条件下,镧改性生物炭的应用能够明显阻控磷淋失。

养殖肥液施用方式配合NBPT-DCD对土壤N_(2)O的减排效应

为探究不同养殖肥液施用方式(漫灌和覆土)配合脲酶-硝化抑制剂组合(N-丁基硫代磷酰三胺NBPT+双氰胺DCD)对土壤N_(2)O排放的影响。通过室内培养试验,设置不施氮(CK)、漫灌施用(S)、覆土施用(D)、漫灌施用+NBPT-DCD组合(S+UI+NI)、覆土施用+NBPT-DCD组合(D+UI+NI)共5个处理。结果表明:养殖肥液施用方式显著影响土壤N_(2)O排放。肥液漫灌明显促进了土壤N_(2)O排放,其累积排放量最高达2420.39μg/m^(2);肥液覆土施用显著降低土壤N_(2)O排放峰值,并延迟出峰时间,其N_(2)O累积排放量与漫灌施用相比减少21.94%~72.90%。添加NBPT-DCD有利于降低土壤N_(2)O排放,其中D+UI+NI处理的土壤N_(2)O累积排放量较D处理减少5.96%~33.80%,表观硝化率在各施肥处理中最低仅40.65%。因此,覆土施肥可以有效减少养殖肥液漫灌造成的土壤N_(2)O排放,配合NBPT-DCD施用后N_(2)O减排效果更佳。