土壤理化性质与生物活性对持续施用缓/控释尿素肥料的响应

为了明确连续施用缓/控释尿素肥料对潮棕壤的基本理化性质和生物活性的影响,对持续6年施用不同种缓/控释尿素肥料种植玉米土壤的基本理化性质和生物活性指标进行了测定和分析。结果表明:连续6年施用缓/控释尿素肥料后土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、速效钾含量均显著增加,而全钾、碱解氮及pH值下降;持续施用缓/控释尿素可以减缓土壤pH的下降,缓释尿素肥料的pH显著高于包膜尿素的pH;施用缓/控释肥料的土壤脲酶活性高于施用普通尿素肥料,长期施用脲酶抑制剂和硝化抑制剂结合及包膜的尿素肥料硝酸还原酶活性最高,且激活了土壤硝化作用潜势,包膜尿素肥料提高了土壤微生物生物量氮,添加硝化抑制剂类肥料提高了土壤中微生物生物量碳。总体来说,持续6年施用NBPT+DMPP+U和PCU肥料土壤生物活性高于其他处理,考虑到肥料成本和经济效应,NBPT和DMPP配施的尿素肥料更适用于潮棕壤上连续施用。     

施用缓/控释尿素对玉米苗期土壤生物学活性的影响

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,研究了施用不同种缓/控释氮素底肥对玉米苗期土壤硝酸还原酶、脲酶活性及微生物量碳、氮的影响.结果表明,施用硝化抑制剂(双氰胺)和脲酶抑制剂(n-丁基硫代磷酰三胺)涂层大颗粒尿素肥料的土壤硝酸还原酶活性最高;施用大颗粒尿素,脲酶活性最强,微生物量碳、氮最高.施用醋酸酯淀粉包膜大颗粒尿素、包膜双氰胺涂层大颗粒尿素、丙烯酸树脂包膜双氰胺涂层大颗粒尿素与不施氮肥土壤脲酶活性较高;每种处理微生物量碳与氮变化完全一致.施用醋酸酯淀粉包膜硝化和脲酶抑制剂涂层大颗粒尿素肥料,土壤微生物量碳、氮最低.同种膜材料包膜抑制剂涂层大颗粒尿素制成的缓/控释氮肥,对土壤生物学活性的影响效果好于直接包膜大颗粒尿素;丙烯酸树脂包膜大颗粒尿素制成的缓/控释氮肥,对氮素的控释效果明显好于醋酸酯淀粉包膜.     

不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响

为了探索包膜控释尿素土壤氨挥发损失规律特征和提高肥料氮素利用率,采用小麦玉米轮作田间试验,通过与普通尿素进行对比,运用土壤氨挥发原位测定方法——通气法系统研究了硫包膜和树脂包膜控释尿素的施用对小麦玉米轮作农田土壤氨挥发的影响.研究结果表明:在两种施氮量水平下(210 kg/hm2和300 kg/hm2),与普通尿素相比,硫包膜和树脂包膜控释尿素在小麦基肥期、小麦追肥期和玉米施肥期的施用均减少了土壤氨挥发的累积损失量,分别达35.1％-54.3％、59.6％-75.2％、65.6％-98.1％;有效降低了土壤氨挥发通量峰值且延迟其出现时间3-8 d,并能延缓土壤氨挥发主要阶段的时间分别为4-12 d、5-12 d.在小麦玉米轮作周年中,控释尿素土壤氨挥发累积损失量为28.39-43.35 kg/hm2,土壤氨挥发损失率为4.48％-5.63％,控释尿素时段土壤氨挥发通量比普通尿素降低了51.0％-70.8％;且树脂包膜控释尿素的施用降低小麦玉米轮作农田土壤氨挥发的效果优于硫包膜控释尿素.     

15N示踪控释氮肥的氮肥利用率及去向研究

选用¹⁵N同位素标记的新型回收塑料包膜控释肥和大颗粒尿素,采用池栽试验研究夏玉米-冬小麦轮作体系中肥料氮的去向及利用率。结果表明,整个轮作体系中,控释肥处理（PCU）作物吸收的肥料氮为241.03 kg/hm,高于尿素处理（Urea)的211.02 kg/hm。控释肥处理施用的肥料氮主要残留在0~40 cm土层,而尿素处理则残留在0~60 cm土层,控释肥延缓了肥料氮向土壤深层迁移的趋势。在夏玉米和冬小麦轮作体系中,控释肥处理的氮肥利用率（32.86%,32.47%）高于尿素处理（28.23%,30.16%）。在冬小麦季,控释肥处理损失率相比尿素处理从36.07% 降至28.75%,而夏玉米季,控释肥处理损失率相比尿素处理从37.17%降至29.50%。玉米季控释肥处理与尿素处理差异不显著,但在冬小麦季控释肥处理的产量显著高于尿素处理。因此,在玉米和小麦整个生长季,新型回收塑料包膜控释肥的养分释放与作物养分需求吻合,既提高氮肥利用率,也降低了肥料氮的损失。     

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.     

控释肥料对覆膜栽培稻田N2O排放的影响

采用静态箱-气相色谱法,研究了控释肥料对四川丘陵地区覆膜节水高产栽培稻田N₂O排放的影响.结果表明: 稻田施用尿素及控释肥料后水稻生长期N₂O排放总量分别为(38.2±4.4)和(21.5±5.2) mg N·m^-2;施用尿素处理N₂O排放系数为0.25%,施用控释肥料处理N₂O排放系数为0.14%,减少了43.6%(P<0.05),其中烤田前减少了49.6%(P<0.05);控释肥料可抑制施肥引起的N₂O排放峰值,降幅达52.6%;控释肥料对水稻不同生长季节土壤微生物生物量氮、NH₄⁺-N含量和水稻产量均无显著影响;N₂O排放与5 cm土壤温度、土壤Eh值无显著相关性.     

控释肥施用对土壤N2O排放的影响——以华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统为例

控释肥作为一种能够提高肥料利用率、保障作物产量和节约劳动力的新型肥料已经在作物生产中得到广泛应用,而控释肥对土壤N_2O排放影响结果的差异使其成为当前科学评估控释肥施用环境效应的焦点问题之一。因此,旨在探讨不同种类控释肥及氮素水平施用对华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N_2O排放的影响,为科学评价控释肥施用的环境效应及其推广应用提供科学依据。本研究监测采用静态暗箱—气相色谱法对不同控释肥施用下土壤N_2O排放、环境因素以及产量进行了周年监测,探讨了不同处理(对照处理(CK)、控释肥处理1(CRF1)、优化控释肥处理1(80%CRF1)、优化控释肥处理2(80%CRF2)和控释肥处理3(CRF3+尿素))下土壤N_2O排放特征及土壤温湿度对其的影响。结果表明:控释肥施用下冬小麦/夏玉米轮作系统中土壤N_2O排放峰高值主要出现在基肥施用并伴随灌溉(或降雨)后,一般持续时间约为7—10 d,小麦返青期灌溉以及玉米后期降雨会引起微弱的N_2O排放峰。不同处理土壤N_2O排放通量变化范围为~(-2)35.61—2625.01μg N_2O m~(-2)h~(-1),平均排放通量为23.88—51.39μg N_2O m~(-2)h~(-1),与CRFI相比,80%CRF1和80%CRF2处理能够减小施肥期的N_2O排放峰值,但不改变轮作周期土壤N_2O排放季节变化规律。CK处理和CRF3+尿素处理土壤N_2O排放通量与5 cm深度土壤温度之间表现出显著的正相关性(r~2=0.38,P0.01;r~2=0.30,P0.05);CRF1处理和80%CRF1处理在冬小麦生长季及整个轮作周期内与土壤孔隙含水率(WFPS)表现为显著的正相关关系(冬小麦生长季分别为r~2=0.50,P0.01;r~2=0.39,P0.05;整个轮作周期分别为r~2=0.39,P0.05;r~2=0.43,P0.05)。80%CRF2处理N_2O年排放总量最高,为(2.89±0.24)kg N/hm~2。相同控释肥种类条件下,80%CRF1处理比CRF1处理减少了14.23%,但并未达到显著水平;相同施氮量水平下,CRF1处理与(CRF3+尿素)处理之间N_2O年排放总量差异不显著,而80%CRF1处理比80%CRF2处理N_2O年排放总量减少16.16%,并达到显著水平(P0.05)。本研究不同处理之间N_2O直接排放系数在0.29%—0.42%之间,均明显低于IPCC 1.0%的默认值。各控释肥处理产量与当地农民常规施肥量条件下产量没有显著性差异。因此在华北地区冬小麦/夏玉米轮作系统中应用控释肥技术可以在保证产量的前提下有效减少土壤N_2O排放,并且仍存在一定的减排空间。     

持续施用缓/控释尿素条件下水田土壤NH3挥发与N2O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NH₃挥发与N₂O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 NH₃挥发增加了25.8%外,其他缓／控释尿素肥料处理对NH₃有明显的减排效果.树脂包膜尿素(PCU)对NH₃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N₂O排放.1% DMPP+U对N₂O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NH₃和N₂O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.     

烤烟缓/控释钾肥研究进展

发展烤烟缓/控释钾肥对于保护生态环境及降低农业生产成本具有重要的意义。总结了国内外有关缓/控释钾肥在烤烟上的相关研究和应用进展,介绍了缓/控释钾肥的基本概念,就缓/控释钾肥对烤烟生长发育、烟叶钾含量及品质性状、经济性状、土壤钾含量的影响作了综述,并且提出了当前研究中的一些问题。缓/控释钾肥能够促进烤烟的生长,提高土壤钾含量,进而提高烟叶钾含量,改善烟叶品质,增加产量产值,但也存在控释钾肥包膜材料和机理研究不足、与普通肥配施研究较少等问题,因此有必要就缓/控释钾肥在国内外的发展现状、前景、存在问题及对策予以讨论,以期为我国缓/控释钾肥产业化提供理论依据。     

不同缓控释肥对鲜食玉米产量、品质及氨挥发的影响

采用田间试验,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(U)、增效尿素(DU)、包膜尿素(CU)、缓控释掺混尿素(CDU)共5个处理,研究了常规施肥(240 kg N·hm^-2)和不同缓控释肥料一次性减量施用(180 kg N·hm^-2)对鲜食玉米产量、品质与土壤无机氮变化和氨挥发的影响。结果表明: U处理氨挥发总量最高,追肥是产生氨挥发损失的重要因素;与U处理相比,DU、CU、CDU处理氨挥发减排78%～81%。收获后U处理80～100 cm土层硝态氮浓度最高,为51.6 mg·kg^-1,氮淋溶风险较高,而DU、CU、CDU处理同土层硝态氮含量均较低,降低了淋溶风险。与U处理相比,减氮25%的3个缓控释肥处理没有减产,并增加了籽粒维生素C、可溶性糖和蛋白质含量;缓控释肥处理之间,DU处理的氮肥农学效率和经济效益最高。综上,减量施用新型缓控释肥可以实现鲜食玉米稳产提质,显著降低氨挥发损失和硝态氮淋失风险。与成本较高的树脂包膜控释肥相比,双效抑制剂增效肥(DU)成本低、制作便捷,是鲜食玉米专用肥的较好选择。     

缓/控释肥料对辣椒生长及养分利用率的影响

采用盆栽试验方法，连续3年研究了不同缓/控释肥料在辣椒上的施用效果.结果表明：与常规分次施肥处理（T¹）相比，一次性施用聚合物包膜控释肥处理（T²）提高了辣椒的单果质量和维生素C含量，改善了根系活力，产量平均提高8.4％，但可溶性糖含量没有明显变化；施用磷酸铵镁包膜控释肥处理（T₃）的单果质量和维生素C含量与T₁无显著差异，但可溶性糖含量提高了5.67%，根系活力在生育前期旺盛，后期较弱，平均产量略有降低；而3种缓释肥处理则提高了果实的可溶性糖含量，显著改善了根系活力，但平均产量与T₁无显著差异.在养分利用方面，除T₂处理氮钾利用率提高、磷素利用率降低外，其他缓/控释肥料处理的氮、磷、钾利用率均明显提高.表明合理施用缓/控释肥料能改善辣椒的根系活力，提高养分利用率.     

硫膜和树脂膜控释尿素对小麦产量、品质及氮素利用率的影响

通过田间试验,研究了硫膜和树脂膜控释尿素对小麦产量、品质和耕层土壤无机氮含量及氮素利用率的影响.结果表明:与普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均能显著提高小麦籽粒产量和品质,增产幅度达10.4％～16.5％,小麦籽粒蛋白质和淀粉含量分别提高5.8％～18.9％和0.3％～1.4％;两种控释肥均能有效保持耕层土壤无机氮含量,且其氮素后移的功效满足了小麦生育后期对氮素的需求;有效提高了氮肥偏生产力,降低了土壤氮素依存率(降幅11.0％ ～17.3％),提高了氮素利用率(增幅58.2％～101.2％).其中,树脂膜控释尿素比硫膜控释尿素表现出更好的增产效应,实现了氮素的高效利用.     

15N标记水稻控释氮肥对提高氮素利用效率的研究

本文应用^15N示踪技术研究了水稻对空控释氮肥和尿素氮吸收利用效率的影响以及氮的去向,结果表明：施肥后11天内,水稻控释氮肥和尿素的NH3挥发损失分别占施入氮量的0.69%和1.81%,NH3的挥发损失在施肥后第5天时达到最大值,此后逐渐降低。水稻控释氮肥和尿素氮的淋溶损失分别占施入氮量的0.95%和1.02%,水稻控释氮肥氮的淋溶损失在水稻整个生长期间均比较平缓,施肥后40天时略有上升,此后又缓慢降低。用氮素平衡帐中的亏缺量和缺量扣除氨的损失量后计为硝化-反硝化损失量的结果表明,水稻控制氮肥氮的硝化-反硝化损失量占施氮量的3.46%,而尿素氮在硝化-反硝化损失量却高达37.75%,肥料氮在土壤中的残留主要集中在0～35cm的土层中,达91.4%-91.5%,残留在35cm以下土层中的氮甚微,水稻控制氮肥残留在土壤中的氮量略高于尿素处理。水稻控释氮肥利用率高达73.8%,比尿素高出34.9%,水稻控释氮肥氮利用率高的原因是因氮从颗粒中缓慢释放、受淋溶、氨挥发、尤其受硝化-反硝化途径损失的氮较少。在施等氮量的条件下,施用水稻控制氮肥的稻谷产量比尿素的增产25.5%,达到p=0.05的显著水平。     

贵州黄壤区辣椒干物质、氮素积累与分配及氮素利用对新型肥料的响应

为探索贵州黄壤区施用新型肥料对辣椒种植的增产效应,通过盆栽试验研究了保水型(BSX)、稳定性(WDX)、包膜型(BMX)缓释肥和长效氮肥(CXDF)4种新型肥料对‘博辣5号’辣椒的干物质、氮素积累与分配,以及氮素利用效率的影响.结果表明: 施用新型肥料可以明显影响辣椒干物质和氮素的积累与分配,辣椒氮素积累快速增长开始时间和结束时间较干物质分别提前17~26 d和28~45 d,且氮素积累快速增长持续期也较干物质缩短7~23 d,表明氮素积累的发生时间要先于干物质积累;与普通复合肥(FHF)处理相比,新型肥料处理的干物质和氮素积累均出现明显滞后,以BMX处理的滞后时间最长,但是WDX处理的快速增长持续期较短且最大积累速率最高,说明稳定性缓释肥可实现养分短时间内的高效利用;BSX和BMX处理的花后干物质和氮素积累量占总干物质和总氮的比例分别为62.9%和20.1%、73.3%和20.5%,而WDX处理则分别为59.3%和11.6%,说明保水型和包膜型缓释肥相对有利于辣椒花后干物质积累和氮素同化,而稳定性缓释肥则更有利于花前干物质和养分积累;与FHF处理相比,施用新型肥料(保水型、稳定性和包膜型缓释肥)可显著提高辣椒的氮素利用效率,以稳定性缓释肥的氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥表观利用率最高,分别为66.74 kg·kg^-1、44.28 kg·kg^-1和54.6%.新型肥料适用于贵州辣椒种植栽培,以稳定性缓释肥的施用效果最佳.     

包膜肥料养分控释机理研究进展

利用胶囊技术将易水溶性肥料包被起来是提高肥料利用率和减少施肥环境风险的一个重要手段,在广泛收集国内外有关包膜肥料研究的基础上,探讨了包膜肥料养分控释的原理、过程和特征,概述了影响包膜肥料养分控释的因素和包膜肥料养分控释的数学模拟研究,并提出了我国包膜肥料养分控释机理研究的主要方向。     

施肥对红豆树苗木生长、根系结瘤和矿质营养的影响

探讨几种市售肥料对红豆树(Ormosia hosiei)苗木各器官生长发育及养分含量的影响,为培育红豆树优质苗木选用肥料提供参考。以红豆树当年生大田苗为试材,采用3种常见肥料(复合肥、缓释肥和尿素)分3个施肥水平进行施肥试验,测定苗高、地径、根系指标、根系结瘤指标、各器官生物量及N、P、K含量,对不同施肥处理苗木质量进行综合评价。不同施肥处理对红豆树苗木生长、结瘤和矿质营养均有显著或极显著影响。施缓释肥和复合肥的处理表现为随施肥量的增加苗木的生长和生理指标均表现出先增后降趋势,施尿素则表现为随施肥量增加呈逐渐递减趋势。通过隶属函数对苗木质量进行综合评价,表明缓释肥30 g·m^-2为最佳施肥处理,其苗高增量、各根系质量指标、各生物量指标、结瘤数量以及根、茎、叶的N、P、K含量均为最大。红豆树当年生苗木密度为50 株·m-2时,施用缓释肥(N-P-K: 30-6-7) 30 g·m^-2可以有效提高红豆树的苗木质量。     

农田减氮调控施肥对华北潮土区小麦-玉米轮作体系氮素损失的影响

针对华北平原麦玉轮作区氮肥用量大、氮损失及土壤氮素累积严重的问题,探索不同减氮调控施肥措施对作物产量、氮损失及土壤无机氮累积的影响.通过(2016—2017年)设置两年大田试验,以农民施肥为对照,研究控释肥处理、微生物肥处理及配施硝化抑制剂处理减少氮用量后对小麦、玉米产量和地上部吸氮量、氮损失及土壤无机氮含量的影响.结果表明: 2016年微生物肥处理的小麦产量显著低于控释肥处理和硝化抑制剂处理,与农民施肥处理无显著性差异;且小麦和周年作物地上部吸氮量都显著降低.2017年各处理间作物产量和吸氮量无显著性差异.3种减氮调控施肥处理均能保持和改善耕层土壤肥力;且微生物肥处理随种植时间延长对土壤碱解氮、速效钾和有机质含量均有提升.随种植时间延长无机氮累积严重,微生物肥处理和添加硝化抑制剂处理均可降低40～100 cm土壤剖面的无机氮含量,而控释肥处理可提高0～40 cm土层无机氮含量.氮损失中氨挥发>淋溶量>N₂O排放>径流,径流损失可忽略不计,其中以农民施肥处理氮损失最大,微生物肥处理可显著降低氨挥发损失量,但淋溶量较大.综上所述,减量施氮条件下,控释肥处理和添加硝化抑制剂处理可保证作物产量及地上部吸氮量,微生物肥处理随种植年限的延长可保证作物产量和吸氮量.微生物肥和添加硝化抑制剂处理可降低40～100 cm土层无机氮含量,控释肥处理对削减无机氮量效果不明显;几种减氮调控措施均可降低氮损失,但微生物肥处理需调整措施来降低氮的淋溶量.     

不同氮肥对东北春玉米农田温室气体周年排放的影响

为探明不同氮肥条件下高纬度农田土壤的温室气体排放特性,采用静态箱-气相色谱法研究了常规施氮(CN)、施用缓释肥(SLN)、尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂(NIUI)、不施氮肥(NN)对东北春玉米农田土壤温室气体排放的影响.结果表明: CN、SLN和NIUI处理产量分别为9618、9376和9645 kg·hm^-2.与CN处理相比,SLN促进了玉米生长季土壤N₂O的排放,降低了非生长季土壤N₂O的排放;NIUI处理N₂O累积排放量比CN降低了39.0%;各处理土壤CO₂周年累积排放通量无显著差异;东北春玉米田是大气中CH₄的弱汇,NIUI处理较CN促进了玉米生长季土壤对CH₄的吸收.综上,尿素添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以在实现玉米高产的同时有效减少土壤温室气体排放.