农田土壤硝酸盐积累与淋失研究进展

农田土壤硝酸盐淋失是导致地下水硝酸盐污染的主要原因 ,影响农田土壤中硝酸盐积累和淋失的因素很多 ,主要有施肥、降水、灌溉、土壤性质以及耕种制度等 .过量施用氮肥 ,不论是单独施用无机肥、有机肥还是有机、无机混施都能造成硝酸盐在土体中大量积累 ;耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移 ;降水和灌溉带来的下渗水流是累积在土壤中的硝酸盐向下迁移直至淋失的必要条件 ,也是运载工具 ,而土壤中的大孔隙则是下渗水流的主要通道 .农田土壤硝酸盐的积累与淋失是多种因素综合作用的结果 .模型是研究和预测硝酸盐淋失的理想工具 ,近年来发展很快 ,并且得到了很好的应用 .

用于黑土的稳定性氯化铵的适宜硝化抑制剂和氮肥增效剂组合

【目的】本文研究添加不同种类硝化抑制剂的高效稳定性氯化铵氮肥在黑土中的施用效果,旨在筛选出适合旱作黑土的高效稳定性氯化铵态氮肥。【方法】在氯化铵中分别添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、双氰胺(DCD)、2-氯-6-三甲基吡啶(Nitrapyrin,CP)、氨保护剂(N-GD)和1种氮肥增效剂(HFJ)及其组合,制成9种稳定性氯化铵氮肥。以不施氮肥(CK)和施普通氯化铵(CK-N)为对照,以9种稳定性氯化铵为处理进行了等氮量盆栽试验。在玉米苗期、大喇叭口期、灌浆期和成熟期测定了土壤中铵态氮和硝态氮含量,在玉米成熟期测定植株生物量、籽粒产量和氮素含量,计算铵态氮肥的表观硝化率、硝化抑制率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力。【结果】1)与CK-N处理相比,9个处理均显著提高玉米的产量,HFJ的效果均为最显著,可增加玉米籽粒产量3.99倍,提高氮肥吸收利用率4.98倍,显著高于8个硝化抑制剂处理(P<0.05)。CP+DMPP和CP+DCD处理提高玉米籽粒产量1.90~2.11倍,两个处理之间无显著差异;CP+DMPP玉米生物量显著高于CP处理,而与DMPP和DCD处理无显著差异;CP+DMPP玉米氮肥吸收利用率显著高于CP和DMPP处理,显著提高3.71倍(P<0.05);2)CP+DMPP和CP+DCD土壤中铵态氮含量提高2.09~2.42倍,且显著高于CP、DMPP和DCD处理(P<0.05),而硝态氮含量和土壤表观硝化率均显著降低24%和66%~68%,与CP和DCD处理存在显著差异(P<0.05);苗期CP+DMPP和CP+DCD硝化抑制率高达23.9%~24.3%,显著高于CP和DCD(P<0.05)。【结论】在黑土中,氯化铵中添加硝化抑制剂组合的硝化抑制率显著高于添加单一抑制剂,能够有效减缓土壤中铵态氮向硝态氮的转化,减少土壤中氮素损失,降低环境污染。CP+DMPP组合玉米的氮肥吸收利用率显著高于CP+DCD组合。氮肥增效剂HFJ显著增加玉米的氮素吸收量,提高氮肥利用率,从而使玉米获得高产并获得较高的收获指数和经济系数。因此,综合考虑产量和抑制硝化作用等因素,黑土区氯化铵作为玉米生产用氮肥时,建议首选添加氮肥增效剂HFJ来保证作物的高产和氮肥高利用率,也可以添加硝化抑制剂组合CP+DMPP,或者CP+DCD制备稳定性氯化铵来提高氯化铵的增产效果和氮肥利用率,减少氮素损失,降低环境污染。

应用“肥隆”氮肥长效增效剂玉米高产模式研究

通过室内模拟实验及田间试验，对配施肥隆尿素的供肥特点、玉米植株生长性状及产量的影响进行了研究，结果表明，玉米采用肥降配合尿素一次性深放的农业高产优化示范模式有较高的生产力。可以常规施肥管理增产１６．４％。

添加腐植酸与生化抑制剂的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果

研究同时添加生化抑制剂与生物刺激素腐植酸的稳定性增效尿素在黑土中的施用效果,明确在黑土中生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合对尿素态氮转化的调控作用,为研究适宜黑土的生物刺激素腐植酸与生化抑制剂结合的稳定性增效尿素专用配方提供理论依据。试验以不施氮肥(CK)及施用普通尿素(N)为对照,在尿素中分别添加腐植酸(H)、脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(CP)以及各生化抑制剂与腐植酸组合,共9个处理。通过盆栽试验,监测不同处理的土壤铵态氮、硝态氮、玉米生物学指标、产量,计算土壤硝化抑制率、玉米籽粒吸氮量、玉米植株总吸氮量及尿素肥料氮利用率等指标。结果表明,相比单独施用尿素肥料,腐植酸及生化抑制剂NBPT、DMPP、CP的添加均能显著提高玉米产量、吸氮量、氮肥利用效率等,同时对土壤铵态氮及硝态氮含量有显著影响(P<0.05)。施用添加腐植酸与NBPT尿素处理相比单独添加NBPT尿素处理显著提高了玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米株高及叶片叶绿素含量,分别提高14.03%、6.31%、3.22%,但玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率、玉米茎粗及叶面积均有所下降。施用添加腐植酸与DMPP的尿素处理相比单独添加DMPP尿素处理的玉米株高、叶绿素含量分别提高7.97%、20.17%,显著降低玉米苗期黑土硝化抑制率、玉米产量、经济系数、籽粒吸氮量、叶面积,同时植株总吸氮量、氮肥利用率及茎粗有所降低(P<0.05)。施用添加腐植酸与CP的尿素处理相比单独添加CP尿素处理显著提高玉米产量、叶绿素含量、总吸氮量、氮肥利用效率(P<0.05),玉米株高、玉米籽粒吸氮量也均有提高,但玉米茎粗及叶面积有所下降(P<0.05)。在黑土中,施用添加腐植酸与CP的尿素处理可以提高玉米产量、植株吸氮量、玉米株高、叶片叶绿素含量和肥料利用率。施用添加NBPT、DMPP与腐植酸配合的尿素处理降低玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用效率,不利于玉米产量的增加及肥料利用率的提高。在黑土玉米种植区,氮肥管理建议将腐植酸与CP结合制成新型高效稳定性增效尿素肥料施用,有利于玉米的增产及尿素肥料利用率的提高,避免将腐植酸与NBPT、DMPP配合使用。

持续施用缓/控释尿素条件下水田土壤NH_3挥发与N_2O排放特征

以持续9年施用不同缓/控释尿素的水田棕壤为试验对象,以普通大颗粒尿素为对照,研究了持续施用不同缓/控释尿素条件下水田土壤NH_3挥发与N_2O排放特征.结果表明:与普通大颗粒尿素(U)相比,除1%3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)+U处理NH_3挥发增加了25.8%外,其他缓/控释尿素肥料处理对NH_3有明显的减排效果.树脂包膜尿素(PCU)对NH_3减排效果最明显,为73.4%,硫包膜尿素(SCU)为72.2%,0.5%N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)+1%DMPP+U为71.9%,1%氢醌(HQ)+3%双氰胺(DCD)+U为46.9%,0.5%NBPT+U为43.2%,1%HQ+U为40.2%,3%DCD+U为25.5%,1%DMPP均与施用普通大颗粒尿素差异显著;所有缓/控释尿素处理与对照相比均可显著减少N_2O排放.1%DMPP+U对N_2O减排效果最明显,为74.9%,PCU为62.1%,1%HQ+3%DCD+U为54.7%,0.5%NBPT+1%DMPP+U为42.2%,3%DCD+U为35.9%,1%HQ+U为28.9%,0.5%NBPT+U为17.7%,SCU为14.5%,均与施用普通大颗粒尿素差异显著.比较0.5%NBPT+1%DMPP+U、SCU、PCU对NH_3和N_2O减排的综合效果,3种肥料作用相近,且均明显优于其他处理,但包膜材料的成本较抑制剂高数倍.因此,同时添加脲酶和硝化抑制剂的缓释尿素是减少水田氮素损失及环境污染的首选氮肥.

我国北方几种玉米和设施菜地土壤的N_(2)O和N_(2)排放特征

为了探究旱地土壤施入氮肥后的气态氮(N_(2)O和N_(2))损失规律,本研究通过室内好氧培养试验(60 d,25℃,80%孔隙含水量),运用^(15)N同位素示踪技术,研究了4个玉米地土壤(哈尔滨、沈阳、栾城、寿光)和2个设施菜地土壤(沈阳、寿光)在施入尿素后的氮转化、N_(2)O和N_(2)排放动态。试验中尿素添加量为167 mg N·kg^(-1),以模拟田间氮肥施用量200 kg N·hm^(-2)。结果表明:在4个玉米地土壤中,尿素施用60 d内N_(2)O累积排放量为寿光(20 mg N·kg^(-1))>栾城(14 mg N·kg^(-1))>沈阳(5 mg N·kg^(-1))>哈尔滨(0.5 mg N·kg^(-1)),N_(2)累积排放量为栾城(176 mg N·kg^(-1))>沈阳(106 mg N·kg^(-1))>寿光(75 mg N·kg^(-1))>哈尔滨(12 mg N·kg^(-1));在2个设施菜地土壤中,寿光土壤N_(2)O累积排放量(21 mg N·kg^(-1))是沈阳(2 mg N·kg^(-1))的10倍,而两个站点N_(2)累积排放量分别为28和24 mg N·kg^(-1)。不同土壤N_(2)O排放占两种气体排放总量的5%~40%,其中寿光土壤(30%~40%)显著高于其他样地土壤(1%~10%)。在土壤排放的N_(2)O和N_(2)中,土壤氮库分别贡献了56%和61%,高于添加当季氮肥的贡献率。相关分析表明,N_(2)O累积排放量与本底土壤pH呈正相关,说明土壤本底pH可能是调控不同旱地土壤N_(2)O和N_(2)排放的重要环境因子。在华北碱性土壤区,采用能降低土壤pH值的措施可能具有较好的气态氮减排效果。