元素硫和双氰胺对蔬菜地土壤硝态氮淋失的影响

采用温室盆栽淋洗试验,以NH₄HCO₃为氮肥源,研究了元素硫(S₀)和双氰胺（DCD）对种葱和不种作物土壤NO₃^--N淋失量和NO₃^--N、NH₄⁺-N浓度的影响.结果表明,在12周试验期间,与对照相比,S₀+DCD和S₀处理NO₃^--N淋失量分别低83%～86%和83%;NH₄⁺-N淋失量分别高16.8～21.0 mg·盆^-1和20.4～25.0 mg·盆^-1;而同期无机氮（NO₃^--N、NH₄⁺-N）淋失量则低60%.试验结束后,,S₀+DCD和S₀处理土壤无机氮含量分别比对照高79.9%～85.4%和74.9%～82.6%,以NH₄⁺-N为主.S₀+DCD处理无机氮淋失量比S₀和DCD处理分别低4.6%～14.4%和15.4%～30.1%;试验结束后土壤无机氮分别高6.1%和16.8～36.0%.在Na₂S₂O₃+DCD、Na₂S₂O₃和DCD处理中也发现类似结果.可见S₀施入土壤具有与DCD同样的氨稳定和硝化抑制作用.S₀与DCD配合施用可使DCD的硝化抑制性增强,其作用机理是S₀氧化中间体S₂O₃^2-、S₄O₆^2-,具有抑制硝化和DCD降解作用,延缓DCD硝化抑制效果.S0与DCD配合施用可用于延缓太湖流域蔬菜地土壤NH₄⁺-N向NO₃^--N转化,减少氮向水体迁移风险.     

控释氮肥对洞庭湖区双季稻田表面水氮素动态及其径流损失的影响

用渗漏池模拟洞庭湖区2种主要稻田土壤(河沙泥和紫潮泥),研究了施用尿素(CF)和控释氮肥(CRNF)对双季稻田表面水pH、电导率(EC)、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）浓度变化规律及TN径流损失的影响.结果表明,双季稻田施用尿素后,表面水TN、NH₄⁺-N浓度分别在第1、3天达到高峰,然后迅速下降;NO₃^--N浓度普遍很低;早稻表面水pH在施用尿素后15 d内(晚稻3 d)逐渐升高;EC与NH₄⁺动态变化一致.与尿素相比,施用CRNF能显著降低双季稻田表面水pH、EC、TN和NH₄⁺-N浓度,70% N控释氮肥的控制效果最显著;但后期NO₃^--N浓度略有升高.径流监测结果表明,洞庭湖区种植双季稻期间施用尿素的TN径流损失为7.70 kg·hm^-2,占施氮量的2.57%;施肥后20 d内发生的径流事件对双季稻田TN径流损失的贡献极为显著;与施用尿素相比,施用控释氮肥显著降低了施肥后10 d内发生的第1次径流液中的TN浓度,施用CRNF和70%N CRNF的氮素径流损失分别降低24.5%和27.2%.     

硝化抑制剂对蔬菜土硝化和反硝化细菌的影响

土壤N素循环主要是微生物驱动的转化过程,然而对其的驱动与调控机理了解还很不够。选取长沙黄兴镇蔬菜基地两种蔬菜土研究硝化抑制剂(DCD)对N素转化过程及功能微生物的影响。试验通过室内土壤培养,处理为单施尿素(CK)和尿素与硝化抑制剂双氰胺配合施用(DCD),重复3次。在培养过程中系统监测了土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N含量变化,同时采用荧光定量PCR(real-time PCR)方法研究硝化抑制剂对土壤中氮素转化功能基因丰度的影响。结果表明:在培养过程中DCD处理使两个供试土壤的NH₄⁺浓度稳定在较高水平,而NO₃^-浓度则明显低于对照;施用DCD导致土壤中硝化基因amoA丰度显著减少,而对16S rRNA和反硝化基因nirK丰度没有产生明显影响。因此,DCD在菜地土壤中主要通过抑制氨氧化细菌的繁衍来抑制硝化作用。     

氮素调控剂对不同类型土壤氮素转化的影响

采用室内培养试验方法,比较了硝化抑制剂双氰胺（DCD）和3,5-二甲基吡唑（DMP）对华北平原两种主要土壤类型潮褐土和潮土中氮素转化的调控效果,并进一步研究了DMP与脲酶抑制剂氢醌（HQ）的配合施用对潮土中氮素转化的影响.结果表明： 在两种供试类型土壤上DMP对尿素氮的硝化抑制作用均强于DCD.与单施尿素相比,在氮素转化高峰时,DMP可使土壤中NH₄⁺-N含量显著提高149.5%～387.2%,NO₃^--N含量降低22.3%～55.3%;同一抑制剂对潮土中氮素转化的调控效应较潮褐土更为明显;与DMP单施相比,DMP和HQ配施表现出明显的对氮素转化的协同抑制效果.
     

三江平原典型小叶章湿地土壤硝化反硝化作用与氧化亚氮排放

应用C₂H₂抑制原状土柱培育法研究了三江平原典型小叶章湿地土壤N₂O排放速率及反硝化速率的变化,分析了它们与环境因子的关系,并估算了N₂O排放量及反硝化损失量.结果表明：草甸沼泽土和腐殖质沼泽土N₂O排放速率的变化基本一致,其范围分别为0.020～0.089 kg N·hm^-2·d^-1和0.012～0.033 kg N·hm^-2·d^-1,前者的N₂O排放速率均明显高于后者(平均为1.79±1.07倍),且其差异达到显著水平(P＜0.05);二者反硝化速率的变化并不一致,其范围分别为0.024～0.127 kg N·hm^-2·d^-1和0.021～0.043 kg N·hm^-2·d^-1,前者的反硝化速率一般也要高于后者(平均为1.67±1.56倍),但其差异并未达到显著水平(P＞0.05);硝化作用在前者N₂O排放和氮素损失过程中发挥了重要作用,而反硝化作用则是导致后者N₂O排放和氮素损失的重要过程;氮素物质基础不是影响二者硝化-反硝化作用的重要因素;温度对前者硝化 反硝化作用的影响比后者更为明显,其反硝化速率与5、10和15 cm地温均呈显著正相关(P＜0.05);二者所处湿地水分条件的差异是导致其N₂O排放速率及反硝化速率差异的重要原因.生长季内,前者的N₂O排放量和反硝化损失量分别为5.216 kg N·hm^-2和6.166 kg N·hm^-2,而后者分别为3.196 kg N·hm^-2和4.407 kg N·hm^-2;在二者的反硝化产物中,N₂O/N₂的比率最高,分别为5.49和3.76,表明N₂在后者反硝化产物中所占的比例明显高于前者,说明季节积水条件会导致N₂O/N₂比例降低.     

双氢胺对土壤裂缝产生过程中N2O释放的影响

模拟稻田土壤在加入不同量的 (NH₄)₂SO₄和双氢按(DCD)抑制剂的溶液后先进行淹水培养,然后让土壤自然蒸发变干,直至土壤产生裂缝到裂缝稳定,最后在裂缝稳定后的复水的连续培养试验。通过模拟对土壤进行复杂的、动态的水分含量变化过程中试验,探讨双氢胺抑制剂对其N₂O释放的影响。每天监测土体释放的N₂O通量,以及渗漏液中溶解的N₂O浓度和pH值。这些监测结果表明：在相同的水分管理条件下,土壤中没有氮肥加入,只有DCD加入的A处理释放N₂O气体最少,其平均释放通量为340.91 μg m^-2 h^-1; 土壤中有高剂量的氮肥和DCD加入的E处理释放N₂O最多,其平均释放通量为9280.23 μg m^-2 h^-1。裂缝产生稳定后的复水能减少N₂O向空气中的释放。渗漏液中的N₂O浓度都是过饱和的。当土壤中肥料(NH₄)₂SO₄加入量(每千克土壤中外加N≤3g)相对较少的情况下,DCD抑制剂能抑制裂缝产生过程中的N2O释放;当土壤中肥料(NH₄)₂SO₄加入量(每千克土壤中外加N≥6g)相对较多的情况下,DCD抑制裂缝产生过程中的N₂O释放效果不明显。此外还得出(NH₄)₂SO₄和DCD的加入量比是10:1 时,其抑制N₂O排放的效果比(NH₄)₂SO₄和DCD的加入量比分别是10∶1.5和10∶2要好。土体释放的N₂O通量和渗漏液中溶解的N₂O浓度之间不存在相关性,土体释放的N₂O通量和渗漏液中的pH值之间也不存在相关性。但是渗漏液中的N2O浓度和pH值之间存在显著的正线性相关关系。     

红豆草与土壤氮含量对大气二氧化碳浓度升高的响应

在封闭的植物培养箱中,通过盆栽实验,研究了红豆草和土壤氮含量对CO₂浓度增加的响应.结果表明,与正常CO₂浓度(355～370 μmol·mol^-1)相比,CO₂浓度升高(700 μmol·mol^-1),植物生物量增加25.1%(P＜0.01),但植物体氮浓度降低25.3%(P＜0.001),植物全氮没有显著的变化.经3个月盆栽实验后,与原始土壤相比,两种CO₂浓度处理土壤全N、NO₃^--N和NH₄⁺-N都有所降低,而土壤微生物氮则显著增加,这可能与植物生长有关.不同CO₂浓度处理土壤NH₄⁺-N浓度基本一致,但在高CO₂浓度下,土壤NO₃^--N浓度显著降低,而微生物生物氮显著增加.对整个土壤-植物系统而言,盆栽实验后,整个系统全氮有少量增加,但变化不显著,特别是在高CO₂浓度条件下,土壤-植物系统全氮最大,这可能与培养材料红豆草为豆科植物,而且在高CO₂浓度下生物量增加,导致氮的固定量增加有关.     

脲酶/硝化抑制剂在黑土和褐土中对尿素氮转化的调控效果

本试验研究脲酶/硝化抑制剂不同组合在黑土和褐土中对尿素水解和硝化作用的调控效果,旨在筛选出适合东北黑土、褐土的高效抑制剂组合。采用室内恒温、恒湿培养试验,以不施氮肥(CK)和施用普通尿素肥料(U)为对照,研究分别添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)及其与硝化抑制剂双氰胺(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(CP)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)、3-甲基吡唑(MP)组合制成的6种高效稳定性尿素在黑土和褐土中的尿素水解和氨氧化特征。在培养125 d内分别取土壤样品15次,通过测定2种土壤中尿素态氮、铵态氮和硝态氮含量,及氨氧化作用强度,计算硝化抑制率,确定最适合2种土壤的抑制剂或组合。结果表明: 尿素在黑土和褐土中水解时间约7 d,添加NBPT以及其与不同硝化抑制剂组合均能将尿素水解时间延长21 d以上。与U处理相比,添加抑制剂可显著增加土壤NH₄⁺-N含量,降低NO₃^--N生成量,维持土壤中高NH₄⁺-N含量的时间更久。黑土中,添加硝化抑制剂的处理均能显著抑制土壤硝化作用,有效硝化抑制时间超过125 d;DMPP、CP与NBPT配施使黑土NH₄⁺-N含量提高1.6～1.8倍,培养125 d时其硝化抑制率分别为47.9%和24.1%。褐土中,U处理培养80 d左右基本完成硝化过程,而添加硝化抑制剂使硝化过程延长至少30 d;DCD、DMPP与NBPT配施使土壤NH₄⁺-N含量提高2.1～3.4倍,培养125 d时其硝化抑制率分别为25.3%和23.2%。因此,尿素与NBPT+DMPP和NBPT+DCD制成的高效稳定性尿素分别在黑土和褐土中施用效果最好,其次分别是NBPT+CP和NBPT+DMPP。     

新型吡唑类化合物DL-1的硝化抑制效应初探

以国内外应用较为广泛的硝化抑制剂双氰胺（DCD）为参比对象,采用室内培养方法,对新型吡唑类化合物DL-1的硝化抑制效应进行初步探讨.结果表明,DL-1对土壤中铵的氧化过程具有显著的抑制效应,前3周的硝化抑制率可达70％以上,且硝化抑制能力在第14天至28天最强.与等量DCD相比,施用量为(NH₄)₂SO₄氮量1.0%的DL-1在14、21和28 d使土壤中的NO₃^--N含量分别下降 26.23%、33.27%和23.31%;与不加抑制剂的对照处理相比,土壤NO₃^--N含量则分别下降了71.12%、69.10%和55.14%.当DL-1用量为(NH₄)₂SO₄氮量的2。0%时,土壤的硝化作用受到了更强烈的抑制,到培养第90天试验结束,土壤中的NO₃^--N含量始终维持在较低水平.     

新型吡唑类化合物DL-1的硝化抑制效应初探

以国内外应用较为广泛的硝化抑制剂双氰胺（DCD）为参比对象,采用室内培养方法,对新型吡唑类化合物DL-1的硝化抑制效应进行初步探讨.结果表明,DL-1对土壤中铵的氧化过程具有显著的抑制效应,前3周的硝化抑制率可达70％以上,且硝化抑制能力在第14天至28天最强.与等量DCD相比,施用量为(NH₄)₂SO₄氮量1.0%的DL-1在14、21和28 d使土壤中的NO₃^--N含量分别下降 26.23%、33.27%和23.31%;与不加抑制剂的对照处理相比,土壤NO₃^--N含量则分别下降了71.12%、69.10%和55.14%.当DL-1用量为(NH₄)₂SO₄氮量的2。0%时,土壤的硝化作用受到了更强烈的抑制,到培养第90天试验结束,土壤中的NO₃^--N含量始终维持在较低水平.     

氮肥调控剂对潮褐土中不同氮源氮素转化及油菜生长的影响

采用土壤培养和盆栽试验相结合的方法,研究了硝化抑制剂双氰胺(DCD)与纳米碳配合施用对尿素和碳酸氢铵在华北平原典型土壤潮褐土中转化的调控效果及其对油菜生长的影响.结果表明： 尿素和碳酸氢铵在施入土壤后的2周内,土壤无机氮的供应强度差别较大,2周以后则基本相似.2种氮源对油菜生长及氮素利用的影响在生育前期(播种后34 d)差异显著,但最终达到商品生物量收获时,氮源之间差异不大.DCD对尿素和碳酸氢铵在潮褐土中的转化表现出显著的硝化抑制作用,其抑制强度和有效抑制时间随DCD用量的增加而增强,且以对碳酸氢铵施入土壤后的硝化抑制效果更好.在本研究条件下,DCD用量以占肥料纯氮量的1.0%～1.5%相对较佳,可显著提高油菜产量,改善叶色,降低植株硝酸盐含量,提高氮肥利用率.纳米碳与DCD配合施用对土壤铵氧化有明显的协同抑制效果,且可以显著刺激油菜前期的生长发育和氮素利用,降低油菜硝酸盐含量.     

氮肥调控剂对潮褐土中不同氮源氮素转化及油菜生长的影响

采用土壤培养和盆栽试验相结合的方法,研究了硝化抑制剂双氰胺(DCD)与纳米碳配合施用对尿素和碳酸氢铵在华北平原典型土壤潮褐土中转化的调控效果及其对油菜生长的影响.结果表明:尿素和碳酸氢铵在施入土壤后的2周内,土壤无机氮的供应强度差别较大,2周以后则基本相似.2种氮源对油菜生长及氮素利用的影响在生育前期(播种后34 d)差异显著,但最终达到商品生物量收获时,氮源之间差异不大.DCD对尿素和碳酸氢铵在潮褐土中的转化表现出显著的硝化抑制作用,其抑制强度和有效抑制时间随DCD用量的增加而增强,且以对碳酸氢铵施入土壤后的硝化抑制效果更好.在本研究条件下,DCD用量以占肥料纯氮量的1.0％ ～1.5％相对较佳,可显著提高油菜产量,改善叶色,降低植株硝酸盐含量,提高氮肥利用率.纳米碳与DCD配合施用对土壤铵氧化有明显的协同抑制效果,且可以显著刺激油菜前期的生长发育和氮素利用,降低油菜硝酸盐含量.     

Nitrogen losses due to denitrification from cattle slurry injected into grassland soil with and without a nitrification inhibitor

Injection of cattle slurry into a grassland soil decreases NH₃ volatilisation and increases N utilisation by the sward, but may also increase denitrification losses. Denitrification rates were measured using a soil core incubation technique involving acetylene inhibition, following injection of cattle slurry (67 t ha^–1) into a grassland soil. The slurry was injected, either with or without a nitrification inhibitor (DCD), on 8 December 1989. Two-weekly measurements were carried out up to 18 weeks after injection. Compared to the control plot, denitrification rates were significantly higher after slurry injection. Addition of DCD to the slurry almost eliminated this effect. Estimated N-losses during 18 weeks after injection were 0.9 (control), 4.1 (+DCD), and 13.7 (-DCD) kg N ha^–1. Denitrification losses were 7% of the injected NH₄-N and decreased to 2% of the injected NH₄-N when DCD was added. Denitrification could account for about 19% of the difference in apparent recovery of N from slurry injected with and without DCD. The results suggested that considerable amounts of NO₃ ^– were lost due to leaching.     

硝化抑制剂DCD、 DMPP对褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响

采用15N库稀释-原位培养法研究了硝化抑制剂DCD、DMPP对华北盐碱性褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响.试验在山西省运城市种植玉米的盐碱性土壤上进行,设单施尿素、尿素+DCD、尿素+DMPP 3个处理.结果表明:施肥后2周,DCD、DMPP分别使氮总矿化速率和氮总硝化速率减少了25.5％、7.3％和60.3％、59.1％,DCD对氮总矿化速率的影响显著高于DMPP,两者对氮总硝化速率的影响无显著差异;而在施肥后7周,不同硝化抑制剂对氮总硝化速率的影响存在差异.施肥后2周,3个处理的土壤氮总矿化速率和硝化速率分别是施肥前的7.2 ～10.0倍和5.5 ～21.5倍;NH4+和NO3-消耗速率分别是施肥前的9.1 ～12.2倍和5.1 ～8.4倍,这是由氮肥对土壤的激发效应所致.硝化抑制剂使氮肥更多地以NH4+形式保持在土壤中,减少了NO3-的积累.土壤氮总矿化速率和总硝化速率受硝化抑制剂的抑制是N2O减排的主要原因.     

施加外源烯土元素对土壤中氮形态转化和有效性的影响

通过温室土培试验,测定了施加不同剂量农用稀土微肥（常乐）后不同采样时间的土壤有效N－NH^ 4-N,NO^-3,N含量和土壤脲酶活性,结果表明,当外源烯土施入量较大时,土壤有效N和NH^ 4-N含量明显降低,而土壤NO^-3的变化不显著,根据化学品安全性评价方法,实验确定外源稀土对土壤NH^ 4-N和有效N浓度影响的无观察效应浓度（NOEC）应为5mg.kg^-1风干土,实验观察到土壤NH^ 4-N含量的降低与土壤脲酶活性的抑制之间有较好的相关性（R^2=0.87),外源稀土对土壤N形态转化和有效性产生影响的主要原因之一,是外源稀土施放量较高时抑制了土壤脲酶参与下的氨化作用,土壤生态系统可以通过自适应过程进行自我调节,恢复N供给的能力。     

脲酶／硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响．结果表明,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH4^+含量2％-53％。显著降低了氧化态N的浓度,抑制了土壤中铵态N的氧化,增加土壤总有效N34％-44％,小麦吸N量增加0．26％-6．79％。其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显．抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持,有利于后期土壤有效态N的矿化．     

Ability of nitrapyrin,dicyandiamide and acetylene to retard nitrification in a mineral and an organic soil

Laboratory experiments were conducted to evaluate the efficacy of nitrapyrin, dicyandiamide (DCD) and acetylene (C₂H₂) as nitrification inhibitors in a silt loam and oragnic soil with and without added NH₄. Nitrapyrin (8 μg/g soil) and DCD (20 μg/g soil) were very effective in retarding nitrification of NH₄−N in the silt loam soil during 14 days of aerobic incubation at 30°C. However neither nitrapyrin, (20 μg/g soil) nor DCD (20 or 100 μg/g soil) were effective in retarding NO₃ production in the organic soil not amended with NH₄. Dicyandiamide was moderately effective in retarding nitrification (39% inhibition) at 100 μg/g concentration but nitrapyrin at 20 μg/g rate had little effect (8% inhibition) on nitrification in the organic soil amended with NH₄. In a separate experiment C₂H₂ was a very effective inhibitor in both soils when present in the flask atmosphere at 0.1% or 1% (v/v).     

硝化抑制剂DCD、DMPP对褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响

采用¹⁵N库稀释-原位培养法研究了硝化抑制剂DCD、DMPP对华北盐碱性褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响.试验在山西省运城市种植玉米的盐碱性土壤上进行,设单施尿素、尿素+DCD、尿素+DMPP 3个处理.结果表明：施肥后2周,DCD、DMPP分别使氮总矿化速率和氮总硝化速率减少了25.5%、7.3%和60.3%、59.1%,DCD对氮总矿化速率的影响显著高于DMPP,两者对氮总硝化速率的影响无显著差异;而在施肥后7周,不同硝化抑制剂对氮总硝化速率的影响存在差异.施肥后2周,3个处理的土壤氮总矿化速率和硝化速率分别是施肥前的7.2～10.0倍和5.5～21.5倍;NH₄⁺和NO₃^-消耗速率分别是施肥前的9.1～12.2倍和5.1～8.4倍,这是由氮肥对土壤的激发效应所致.硝化抑制剂使氮肥更多地以NH₄⁺形式保持在土壤中,减少了NO₃^-的积累.土壤氮总矿化速率和总硝化速率受硝化抑制剂的抑制是N₂O减排的主要原因.