红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素
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长期不同施肥制度下红壤双季稻田甲烷与氧化亚氮
排放的研究的开题报告
一、研究背景
随着全球气候变化的加剧,甲烷和氧化亚氮等温室气体排放已经成为了全球关注的焦点。
在农田中,稻田甲烷和氧化亚氮的排放占据了大部分温室气体排放总量。
中国是米饭主产国之一,稻田占据了我国农田总面积的三分之一以上。
因此,稻田中甲烷和氧化亚氮的排放对于我国温室气体排放总量也有着重要的影响。
同时,红壤区是我国水稻主产区之一,而施肥制度作为水稻种植中的重要管理措施,不同的施肥方式可能会对水稻田间甲烷和氧化亚氮的排放产生一定的影响。
因此,研究长期不同施肥制度下红壤双季稻田甲烷和氧化亚氮排放的变化规律,具有重要的意义和价值。
二、研究目的
本研究的主要目的是:通过甲烷和氧化亚氮的采样和分析,研究长期不同施肥制度下红壤双季稻田甲烷和氧化亚氮排放的变化规律,探究不同施肥制度对稻田温室气体排放的影响,并为优化稻田管理提供科学依据。
三、研究方法
1.样品采集:选择红壤地区的两个典型双季稻田,分别为长期有机肥料和化学肥料施用的稻田,利用甲烷和氧化亚氮采样器对稻田气体进行采样和分析。
2.数据处理与统计:将采样数据输入计算机,利用适当的统计方法对甲烷和氧化亚氮排放数据进行处理和分析,比较不同施肥制度下甲烷和氧化亚氮排放的差异。
四、研究意义
本研究的主要意义在于:通过实地采样和数据分析,揭示不同施肥制度对红壤双季稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响,为科学制定稻田温室气体排放控制措施提供数据支撑。
同时,本研究还将为优化稻田管理提供科学依据,减少农业对环境的负面影响。
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2023,54(12):3550-3560ISSN 2095-1191; CODEN NNXAABDOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2023.12.009不同施肥方式对再生稻田氨挥发及氮肥利用率的影响万雪薇1,2,丁紫娟1,2,聂江文1,2,朱波1,2,刘章勇1,2*,蒋梦蝶1,2*(1长江大学农学院/主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心,湖北荆州434025;2长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,湖北荆州434025)摘要:【目的】探究控释尿素和普通尿素配施及控释尿素一次性深施技术对再生稻田氨挥发和氮肥利用率的影响,以期为我国再生稻田增产减排措施的制定提供科学指导。
【方法】以水稻品种丰两优香1号和甬优4949为试验材料,设不施氮对照(CK)、常规分次施普通尿素(FFP)、普通尿素组配控释尿素一基一追(CRU+U)和一次性根区10 cm 深施控释尿素(CRUR)4个处理。
测定不同施肥处理下再生稻田氨挥发变化趋势、两季产量及氮肥利用率。
【结果】与FFP处理相比,CRUR和CRU+U处理降低了再生稻生育期内的氨挥发通量,CRUR处理氨挥发损失量和氨挥发损失率分别显著降低77.01%~78.10%和92.17%~95.35%(P<0.05,下同),CRU+U处理的氨挥发损失量和氨挥发损失率分别显著降低53.60%~55.75%和65.45%~66.72%;甬优4949和丰两优香1号的平均氨挥发损失量无显著差异(P>0.05)。
与FFP处理相比,CRUR和CRU+U处理显著降低了田面水铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度;与FFP处理相比,CRUR处理再生稻头季产量、再生季产量和氮肥吸收利用率分别增加30.00%~30.38%、12.10%~20.28%和84.31%~87.37%,CRU+U处理再生稻头季产量、再生季产量和氮肥吸收利用率分别增加10.00%~16.46%、10.60%~18.84%和35.14%~36.13%;甬优4949的头季和再生季的平均产量分别比丰两优香1号高12.50%和13.11%。
生态环境 2008, 17(5): 2019-2023 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB109301)作者简介:吴晓晨(1981年生),男,博士,主要从事土壤生物化学和环境土壤学研究。
E-mail :graywoo@ *通讯作者:E-mail :zhpli@ 收稿日期:2008-05-16长期不同施肥措施对红壤水稻土有机碳和养分含量的影响吴晓晨1, 2, 3,李忠佩1, 3*,张桃林1, 31. 中国科学院南京土壤研究所//土壤与农业可持续发展国家重点实验室,江苏 南京 210008;2. 海南省环境科学研究院,海南 海口 570206;3. 中国科学院研究生院,北京 100049摘要:将红壤丘陵地区的荒地开垦为水田不仅可以防治土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力。
本文研究了红壤荒地垦殖为稻田,长期定位施肥15年后不同施肥措施下水稻土的有机碳和养分含量特征。
结果表明:不同施肥措施包括不施肥条件下,15年水稻垦殖都提高了土壤肥力。
不同施肥措施水稻土的pH 提高了0.9~1.3个单位。
耕层土壤有机碳含量达到8.19~10.13 g·kg -1,全氮含量达到0.89~1.20 g·kg -1,有机碳与全氮含量都有明显提高,且有机碳和全氮含量之间相关性极显著。
水稻土耕层全磷含量在0.25~0.60 g·kg -1之间,有效磷含量在2.2~20.9 mg·kg -1之间,化学磷肥的培肥效果好于有机肥(猪粪),有机无机磷肥配施能显著提高土壤全磷和有效磷库。
土壤全钾还未有明显变化,土壤速效钾含量在40.4~142.5 mg·kg -1之间,不同施肥措施除氮钾肥处理外都造成了土壤速效钾含量下降,秸秆还田到目前为止对于土壤速效钾含量还没有明显作用。
稻田氮损失途径稻田氮损失途径稻田是世界上最重要的粮食作物之一,被广泛种植并为人们提供大量的食物。
然而,稻田中的氮损失成为了一个全球性的环境问题。
氮素是植物生长所必需的关键营养元素,稳定的氮循环对于增加农作物产量至关重要。
但当氮素损失过大时,不仅会对农作物产量造成影响,还会对环境造成负面影响,如土壤酸化、水体富营养化等。
本文将重点讨论稻田中氮素损失的途径,并提出一些解决办法。
1. 氨挥发:稻田中,施加的化肥中的氨会被微生物迅速转化为氨,并通过气态排放进入大气中。
这是氮损失的一个重要途径之一。
氨挥发的程度受到湿度、温度、土壤酸碱度以及氨挥发抑制剂的影响。
为了减少氨挥发,可以采取一些措施,比如使用控释肥、粘土覆盖剂、定向喷洒等,来减少氨的挥发。
2. 土壤流失:水流通过稻田时,会带走一部分含有氮素的土壤,这被称为土壤流失。
土壤流失的程度取决于地形、水流速度和土壤的保持能力。
为了减少土壤流失带来的氮素损失,可以采取一些土壤保持措施,如梯田种植、植被覆盖、植株栽种等,以提高土壤的保持能力。
3. 亚硝酸盐和硝酸盐的淋洗:施加的化肥中的氮素在土壤中被微生物迅速转化为亚硝酸盐和硝酸盐,这两种形态的氮素容易被水分淋洗出土壤,进入水体。
为了减少亚硝酸盐和硝酸盐的淋洗,可以合理施肥,避免过量施肥和错时施肥,以减少氮素在土壤中的浓度。
4. 作物吸收不足:稻田中氮素的损失也可能是由于作物对氮素的吸收不足导致的。
过量的灌溉和排水会导致土壤中的氮素被冲刷走,从而减少作物的氮素吸收量。
因此,科学的灌溉和排水管理十分重要,以保持适宜的土壤湿度和水分利用效率,提高作物对氮素的吸收利用率。
为了减少稻田中氮素的损失,我们可以采取以下一些综合措施:1. 合理施肥:根据土壤本身的养分含量和农作物的需求,科学地选择施肥剂的类型和用量。
避免过量施肥,以免造成氮素的过度积累和浪费。
2. 使用氮素稳定剂:可以通过添加氮素稳定剂,如2. 使用氮素稳定剂:可以通过添加氮素稳定剂,如硝酸铵和硫酸铵等,来减少氮素的损失。
收稿日期:2005-09-19基金项目:重大基础研究前期专项(2004CCA00400);中国热带农业科学院橡胶所创新基金;海南省自然科学基金(80513)作者简介:魏玉云(1979—),女,华南热带农业大学2004年硕士研究生,专业为作物栽培与耕作学。
通讯作者:罗薇E-mail:luowei@scuta.edu.cn农业环境科学学报2006,25(增刊):243-247JournalofAgro-EnvironmentScience不同母质砖红壤中尿素氨挥发差异的研究魏玉云,杜春梅,茶正早,罗微,林钊沐,林清火(中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州571737)摘要:针对不同母质砖红壤中氨的挥发损失进行了研究。
结果表明,在施用等量的尿素条件下,不同母质的土壤氨挥发损失具有明显差异。
在供试的6种土样中,尿素氨挥发损失率的顺序为:滨海沙土(17.37%)>浅海沉积物(11.31%)>紫色砂页岩(10.31%)>变质岩(5.95%)>花岗岩(3.11%)>玄武岩(1.25%)。
氨挥发量的高峰从高到低的顺序为:紫色砂页岩>变质岩>浅海沉积物>滨海沙土>花岗岩>玄武岩。
从总体上来说,不同母质砖红壤的pH值对氨挥发的量均有影响。
关键词:砖红壤;母质;尿素;氨挥发中图分类号:S153.6文献标识码:A文章编号:1672-2043(2006)增刊-0243-05尿素是目前广泛使用的肥料,占有较大市场份额。
我国自20世纪70年代以来,一直保持较高的氮肥投入,目前平均施氮量高达211kg・hm-2,为世界平均用量的3倍[2]。
长期以来,由于技术和管理水平落后、不合理的耕作措施等原因,导致氮素损失加剧,氮肥利用率下降,所施化肥每年有1/2左右由各种途径损失掉,据统计,目前我国肥料利用率氮肥仅为20%~50%,与发达国家水平相差甚远。
氮肥的损失是一个严重的问题,它不仅浪费肥料资源,降低经济效益,而且给环境带来不良后果,如加重了耕地的盐碱化程度,严重污染水质等。
山西水利不同灌施方式下土壤氨挥发特性研究刘秋丽(山西省水利水电科学研究院,山西太原030002)[摘要]为了解地面灌施条件下土壤氨挥发特性,本文通过室内试验就不同灌施方式下土壤氨挥发量进行比较分析。
结果表明:灌施方式相同情况下,肥液浓度越大则土壤氮肥氨挥发损失量越大;与灌后无降水的对照土柱相比较,降水能有效降低氨挥发损失,模拟降水量为0.9L 的土柱土壤氨挥发量最小;灌施顺序为1/2N+1/2W 、1/4W+1/2N+1/4W 的方案能把尿素氮带入土壤深度处,1/4W+1/2N+1/4W 灌施方案的氨挥发量最小。
[关键词]氨挥发;肥液浓度;降水量;灌施顺序[中图分类号]S14-33[文献标识码]C[文章编号]1004-7042(2018)04-0037-03氮是作物生长过程中不可缺少的元素,在“高投入、高产出”的思维模式下,为提高作物产出量,给农田过量施氮,我国农田施肥量已远超西方发达国家施肥上限的2倍,2014年我国化肥使用量约6000万t [1]。
目前我国大部分地区的灌溉方式主要以大水漫灌为主。
不合理的灌施方式,造成氮素损失率约50%~70%。
氨挥发是指,土壤中的氮在转化过程中产生的氨气,逸散到大气中的过程。
在湿度及温度作用下,施入土壤中的尿素迅速水解并易产生氨挥发。
氨挥发是氮素损失的主要途径之一。
研究表明,我国农田土壤的氨挥发量占农业生态系统中氨挥发量的10%。
传统的地面灌溉,灌施技术落后,对减少氨挥发还没有行之有效的先进措施。
施肥深度也对氨挥发产生很大影响[2]。
有研究表明,尿素表施下的土壤,氨挥发损失量占施入氮素总量的46%左右。
尿素深施可使土壤氮肥的氨挥发损失降低至10%以下。
因此通过室内试验进行土壤氨挥发规律研究,为制定合理的大田灌施制度提供理论依据。
1材料与方法1.1试验材料试验肥料采用尿素。
试验所用土为风干的均质壤土,其初始体积含水率2.6%、硝态氮含量39mg/kg 、铵态氮含量23mg/kg 。
植物营养与肥料学报2010,16(3):752-757Plant Nutrition and Fertilizer Science不同施肥制度对双季稻氮吸收、净光合速率及产量的影响王卫1,2,谢小立13,谢永宏1,陈惟财3(1中国科学院亚热带农业生态研究所,亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙410125;2中国科学院研究生院,北京100049;3惠州大亚湾经济技术开发区科学发展研究中心,广东惠州516081)摘要:利用稻田长期施肥制度定位试验,研究了不同施肥处理对水稻氮素吸收、净光合速率及产量的影响。
有机物还田能显著促进水稻分蘖、提高有效穗数和叶面积指数。
只施用NPK,在分蘖后早稻叶片氮含量急剧下降,与早稻相比,而晚稻的穗肥促进了后期的氮吸收。
在CK和施加NPK的基础上秸秆还田明显改善水稻中后期的氮吸收,但对晚稻的效应明显低于对早稻的效应。
各处理的叶片以及稻穗氮含量晚稻明显低于早稻。
叶片氮含量与叶片净光合速率成显著(早稻r=016643)或极显著正相关(晚稻r=0170433),这说明叶片氮含量缺乏降低了叶片光合能力。
有机物还田增产效果显著,在中等施肥水平时,有机物还田可以代替1/3以上的NPK投入。
关键词:施肥;氮吸收;净光合速率;产量中图分类号:S51114+21062 文献标识码:A 文章编号:1008-505X(2010)03-0752-06E ffects of different fertilization on nitrogen uptake,net photosynthesis rate and yield of riceW ANG Wei1,2,XIE X iao2li13,XIE Y ong2hong1,CHE N Wei2cai3(1K ey Laboratory o f Agro2ecological Processes in Subtropical Region,Institute o f Subtropical Agriculture,Chinese Academy o f Sciences,Changsha,Hunan410125,China;2Graduate School o f Chinese Academy o f Sciences,Beijing100049,China;3Research Center o f Huizhou Dayawan Economic&Technological Development Zone,Huizhou,Guangdong516081,China)Abstract:The effects of different fertilization on nitrogen uptake,net photosynthesis rate and yield of rice were studied in a long2term positioned fertilization experimental field.The results show that the number of tillers,panicles per unit area, LAI,and grain yield of rice are obviously increased under the organic materials returning fertilization.Under the NPK fertilization,the content of nitrogen in leaves is declined sharply after the tillering stage of early rice,while the earing fertilization of late rice could increase the nitrogen uptake in the late anic materials returning fertilization could im prove nitrogen uptake in the mid2late period.But the effect on early rice is obviously better than that on late rice.The contents of nitrogen in leaves and grains of early rice are higher than those of late rice.There is a significantly positive correlation between net photosynthetic rate and content of nitrogen in leaves(early rice,r=016643;late rice r= 0170433),which indicates that the lack of nitrogen in leaves could decrease the net photosynthetic anic materials returning fertilization could significantly im prove the yield of rice.At middle level of fertilizing,organic materi2 als returning fertilization could reduce m ore than1/3of NPK using.K ey w ords:fertilization;nitrogen uptake;net photosynthesis rate;yield收稿日期:2009-04-20 接受日期:2009-12-10基金项目:国家“973”计划项目(2005C B121106)资助。
水稻田中不同施肥类型及施肥深度对氧化亚氮排放的影响报告题目:《水稻田中不同施肥类型及施肥深度对氧化亚氮排放的影响》报告内容:一、引言大气中的氧化亚氮是仅次于二氧化碳和甲烷的与全球气温升高相关的温室气体[1]。
无机态氮可以在硝化菌的硝化作用下变为硝态氮,硝态氮在反硝化细菌作用下变为多种状态的氮氧化合物,而氧化亚氮可在硝化和反硝化的过程中产生。
种植水稻所采用的水肥耕作等措施会影响稻田土壤的硝化与反硝化过程,从而影响到N2O的产生与排放,特别是采用晒田措施能够明显增加N2O排放量[2-5]。
且在种植水稻过程中,为了追求产量而大量施肥(尤其是氮肥)也是农田N2O排放量增加的重要原因之一,全球每年因施用化学氮肥产生的N2O约1.5×106t,占人类活动向大气输入N2O量的44%和每年向大气输入N2O总量的13%。
因此,有必要对施肥措施对氧化亚氮排放的影响进行正确的估算[6]。
已有研究对不同施肥方式的氨挥发损失或者氧化亚氮排放的报道较多,如曹兵等[7]对冬小麦不同基肥施用方式(表施、深施和表施结合灌溉)下的土壤氨挥发损失进行了研究,结果表明,尿素表施方式下的氨挥发损失率最高达46.08%,而深施和表施结合灌溉处理方式下的氨挥发损失率则分别达6.24%和3.75%;丁洪等[8]指出,氮肥深施或施肥后灌水可以有效地降低氮肥损失和氧化亚氮排放;与表施方式相比,混施可显著减少氨挥发[9];施氮可显著增加氧化亚氮的排放[10],并且表施的排放量高于穴施.但同时考虑不同施肥方式及施肥深度对两种气体排放的影响研究较少,且缺乏不同肥料在不同施肥深度下相应是否相同的对比。
为此,本文就不同施肥方式及施肥深度下氧化亚氮气体的排放进行研究,以期为评价不同施肥方式及施肥深度引起的综合环境效应提供理论依据.二、拟验证的科学假设1.假设内容(对科学问题答案的预期或猜想)(1)施肥种类对于氧化亚氮排放量的影响猜想:化肥处理比有机肥处理N2O的排放量更大。
生态环境 2008, 17(4): 1610-1613 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD25B07;2006BAD05B09;2006BAD02A14);国家重点基础研究发展规划“973”项目(2007CB109308);中-日合作项目“环境保护型农业技术的开发与评价”资助作者简介:李菊梅(1963-),女,副研究员,博士,主要从事土壤-作物系统氮素营养研究。
*联系人:徐明岗,E-mail: mgxu@ 收稿日期:2007-12-28红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素李菊梅,李冬初,徐明岗,申华平,秦道珠中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081摘要:在红壤双季稻田上采用密闭气室法测定了施用等氮量化肥(尿素)、有机肥(猪粪)及化肥有机肥(有机氮无机氮各占一半)配施下氨挥发及其田间表面水NH 4+-N 含量、温度和pH 动态变化,研究氨挥发损失及影响因素。
结果表明,与施用尿素相比,单施有机肥及化肥有机肥配施显著降低了稻田氨挥发,施用尿素的早稻和晚稻氨挥发损失率分别达41.4%和39.9%,单施有机肥的分别为0.3%和0.9%,化肥有机肥配施的分别为19.6%和8.9%。
施肥后, 短期内田面水NH 4+-N 含量和pH 均显著上升,其与氨挥发速率均呈显著正相关。
关键词:氨挥发;化肥;有机肥;双季稻田中图分类号:S153.6+1 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1610-04氨挥发是农业土壤氮损失的主要途径之一[1,2],特别是稻田施用化学氮肥情况下氨挥发氮损失严重。
一些稻田氨挥发研究表明,氨挥发速率是田面水中氨分压和田面水以上风速的函数[3],前者又是田面水的[NH 3+-NH 4+]-N 、pH 和温度的函数,温度升高,脲酶活性增强,使液相中氨态氮在铵态和氨态氮总量中的比例增加 [4]。
因此,努力降低施肥后田面水中[NH 3+-NH 4+]-N 和pH ,是减少氨挥发的技术关键[5]。
田面水中[NH 3+-NH 4+]-N 含量与肥料种类、施肥方式等有关,表施尿素等易溶性氮肥,施肥后短时间内使田面水中氨及铵态氮含量很高,是氨挥发主要时段。
减少易溶性氮肥施用量并增加缓效氮肥施用量是比较好的减少田面水中氨及铵态氮含量的施肥方法,最普遍的是有机肥及化肥有机肥配合施用,以有机氮代替部分化肥氮,这样显著降低了稻田表面水氨态氮浓度[6,7],因而有利于降低稻田氮素的氨挥发损失。
大量的关于大田氨挥发损失的研究是在化学氮肥施用条件下,而对于比较不同施肥方式下氨挥发损失的系统研究较少。
本文基于环境友好型氮肥施用肥方法研究,采用田间定位试验,通过密闭气室法测定氨挥发,比较有机肥(猪粪)、化肥(尿素)及化肥有机肥配合施用下稻田氨挥发速率及其累积量,探讨有机无机配合施用下红壤双季稻田氨挥发损失特征及其影响因素,为合理利用氮素肥料减少环境污染提供科技依据。
1 材料与方法1.1 试验地点及其土壤基本性状试验于2001年在中国农科院祁阳红壤实验站稻田进行,地处湖南省南部红壤丘陵地区(26°4536″N, 111°5212″E)ˊˊ,属于典型亚热带季风湿润气候,当地多年平均降雨量为1454 mm (1991—2000年),年日照1620 h ,年平均气温18.6 ℃。
供试稻田土壤为第四级红土发育的红黄泥,质地较粘重,粘粒、粉粒、砂粒含量分别为41.5%、48.8%和9.6%,试验前耕层土壤容重1.26 g·cm -3,有机质24.3 g·kg -1,阳离子交换量(CEC )9.5 cmol·kg -1,全氮1.58 g·kg -1,速效磷7.7 mg·kg -1,交换性钾71 mg·kg -1,Ph 6.8(1∶1水土比)。
1.2 试验设计试验设4个处理:1、对照(PK );2、化学肥料(NPK );3、有机肥猪粪(M );4、有机肥猪粪和化学肥料各施一半(NPKM )。
小区面积5 m×5 m=25 m 2,重复四次,拉丁方设计,共16个小区,小区之间用水泥埂隔开。
对照处理不施氮肥,其它处理施用纯氮150 kg·hm -2,根据测定的猪粪养分含量(含N 0.6%,P 2O 5 0.4%,K 2O 0.44%)计算有机肥处理猪粪施用量25005 kg·hm -2,所有处理磷钾肥用量一致,P 2O 5为100.5 kg·hm -2,K 2O 为109.5kg·hm -2,所用化学肥料为尿素、过磷酸钙和氯化钾。
所有肥料于插秧前作基肥一次撒施。
各处理其它田间管理措施均相同。
早稻品种为培两优288,晚稻品种为金优207。
1.3 氨挥发收集及取样分析密闭通气气室法采集田间挥发氨[8],即采用正方形挥发盒(长×宽×高=40 cm×40 cm×20 cm )和真空泵抽取稻田氨挥发。
真空泵采用沈阳市真空泵厂李菊梅等:红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素 1611生产的ZX-15型旋片式真空泵,极限真空度6×10-2 Pa ,抽气速度15 L·S -1。
将真空泵用塑料管同时连接到8个正方形挥发盒,抽气时挥发盒的通气空间为40 cm×40 cm×10 cm ,因此,挥发盒每分钟的换气频率约为7。
施肥后30天内每天测定NH 3挥发,测定时间为16:00至18:00,2次重复,在稻田NH 3挥发基本结束时,测定间隔次数适当延长为每5~7 d 测定一次。
挥发的NH 3采用2%的硼酸吸收,0.02N 的硫酸滴定。
氨挥发测定的同时,采取田间表面水并分析其NH 4+-N 含量,观测纪录pH 值和温度。
分析方法:NH 4+-N 用靛酚兰比色法,pH 用pH 计法。
2 结果分析2.1 氨挥发速率及氮累计损失量田间氨挥发主要发生在施肥后短期内,且施用无机氮的尿素处理(NPK )氨挥发量显著高于有机无机配施(NPKM )处理的,显著高于单施有机肥(M )和对照(PK )处理的。
早稻施用化肥处理田间氨挥发持续时间约20 d 左右。
晚稻各处理田间氨挥发在施肥后9~10 d 基本结束,氨挥发持续时间较早稻短10 d 左右。
但晚稻氨挥发速率峰值较早稻高且要提前,其主要原因可能为晚稻期间气温较高,田间表面水温度升高快,蒸腾作用迅速,表面水氨氮浓度上升快,从而直接和间接都增加氨挥发速率。
水稻生育期内氨挥发损失累积量的计算结果(图1-1, 图1-2)表明,早稻和晚稻单施尿素(NPK ),氨挥发损失氮素占施氮比例分别达41.4%和39.9%,此结果与我国农田氨挥发的测定结果基本一致[9],显著高于化肥有机肥配施(NPKM )及有机肥(M )处理的。
早稻施用有机肥和化肥有机肥配施,氨挥发损失很少,占施氮比例分别为0.3%和19.6%。
晚稻施用有机肥和化肥有机肥分别为0.9%和8.9%。
这主要与有机肥施用降低田间表面水NH 4+-N 的浓度,较好地维持表面水pH 等因素有关。
2.2 表面水NH 4+-N 的质量浓度对氨挥发速率影响表面水的NH 4+-N 是淹水稻田挥发NH 3的直接来源。
稻田施肥后表面水NH 4+-N 浓度迅速上升,各处理在1~2 d 内达到最高值,高低依次为NPK>NPKM>M ≥PK ,以后迅速下降,至10-15 d 后,NH 4+-N 浓度下降缓慢,处于低浓度,且各处理之间无明显差异(图2-1, 图2-2)。
表面水NH 4+-N 质量浓度的这种变化与田间氨挥发趋势(图1-1, 图Fig. 1-1 Accumulation of ammonia volatilization Fig. 1-2 Accumulation of ammonia volatilizationduring early rice growth periodduring late rice growth period4 图2-2 氨挥发速率与表面水NH 4+-N 含量的关系 Fig. 2-1 NH 4+-N concentration in surface water Fig. 2-2 the correlation between ammonia withdifferent treatments volatilization rate and NH 4+-N concentration1612 生态环境第17卷第4期(2008年7月)1-2)很相似。
统计表明,氨挥发氮素损失速率与表面水NH4+-N质量浓度呈极显著正相关(R=0.883**,n=16),表面水NH4+-N含量高低直接影响着氨挥发量的大小[10]。
肥料氮的释放速率,影响着表面水中铵的浓度并进而影响水田氨挥发损失强度。
因此,降低稻田化肥氮的氨挥发损失,其基本思路应该是通过合理施肥、改变肥料特性等措施,设法降低施肥后田面水铵的浓度。
2.3 表面水pH及温度对氨挥发速率影响pH升高是氨挥发损失的促进因素[11]。
稻田表面水pH主要通过影响表面水氨分压,进而促进氨挥发速率。
红壤稻田施肥后表面水pH均出现上升趋势,尿素(NPK)处理的pH高于其他处理,最高值可达8.1左右[6]。
温度是影响田间氨挥发的主要气候因素之一,温度升高向着有利于氨挥发方向进行。
通过统计分析,在pH 6.5至8.5范围内,氨挥发速率与表面水pH呈现显著正相关(R=0.604**,n=16)(图3-1)。
通过对施用尿素后氨挥发速率日变化及其与温度变化分析,其氨挥发速率与表面水温度呈现极显著正相关(R=0.9640**,n=8)(图3-2)。
3 讨论氨挥发是稻田氮素损失的主要机制之一[11],稻田氨挥发速率特征及其影响因素研究其目的是揭示其氨挥发动态过程和提供减少氮素损失的理论依据。
化肥有机肥配施对于平衡土壤养分,改良土壤理化性质,提高土壤肥力和系统生态力等方面具有重要作用[12]。
研究表明,有机肥及有机肥配施显著降低了稻田表层水及其土壤无机氮含量和pH[6],氨挥发损失与等氮量的尿素相比也显著降低[9]。
因此,有机肥部分替代无机肥,对于提高氮肥利用率,保持作物高产和减少氮素环境负荷具有重要的现实意义。
稻田土壤氨挥发主要影响因素为表层水铵分压和风速等气候因子,降低稻田氮素挥发损失的主要途径应为减少其表层水NH4+-N质量浓度,本研究结果也得出了氨挥发速率与表层水NH4+-N浓度呈显著正相关关系。
温度和pH通过改变NH4+-N 含量和表层水铵分压促进氨挥发损失。