稻虾共作模式下秸秆还田对稻田氨挥发的影响

稻虾共作模式是我国长江中下游地区一种新兴的稻田复合种养生态模式。基于田间试验,采用通气法研究冬泡无秸秆还田、冬泡+秸秆还田和冬泡+秸秆还田+养虾处理对稻田氨挥发损失的影响,以期为评估稻虾共作模式稻田氮素损失提供数据支撑。结果表明,水稻季氨挥发量占当季施氮量的5.84%～6.49%,主要发生在水稻基肥期和分蘖肥期,且以分蘖肥期氨挥发损失占分蘖肥比例为最高;相对于冬泡秸秆不还田处理,冬泡+秸秆还田处理增加了基肥期氨挥发通量和氨挥发损失量,但在分蘖肥期和穗肥期的氨挥发损失量有降低趋势;在冬泡+秸秆还田基础上养殖克氏原螯虾,基肥期氨挥发损失量降低15.01%,但穗肥期氨挥发损失量增加29.09%,且差异均达到显著水平(P0.05),但氨挥发总损失量与冬泡+秸秆还田处理之间差异未达显著水平;氨挥发通量与田面水NH_4~+-N浓度、田面水pH均呈极显著正相关(P0.01)。可见,稻虾共作模式下秸秆还田虽然未降低氨挥发总量,但改变了不同施肥期氨挥发特点,这为优化稻虾共作模式下施肥方式和降低稻田氨挥发提供了数据支撑。     

红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素

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NH4 -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NH4 -N含量和pH均显著上升,其与氨挥发速率均呈显著正相关.     

植物叶片氨挥发研究进展

氨是大气污染的一个重要组成部分,植物叶片氨挥发是大气氨污染的来源之一。植物氨挥发的强弱与植株氮素利用效率有很好的相关性,很多研究表明,植株收获时的总氮量一般显著小于植株氮素最大累积量,植株生长后期体内含氮化合物的水解和氨的挥发可能是其重要原因。因此,研究植物体的氨挥发对于大气环境保护和提高氮肥利用率具有非常重要的意义。本文对植物叶片氨挥发的主要测定方法、机理和影响因素进行了综述,对植物叶片氨挥发研究中的一些问题进行了讨论。     

耕作方式对早稻-再生稻稻田氨挥发的影响

为比较不同耕作方式下早稻-再生稻稻田的氨挥发排放差异,采用随机区组设计,以中稻品种丰两优香1号为材料,按冬前是否翻耕和插秧前旋耕情况,设置4种耕作方式:翻耕一次旋耕一次(T1)、翻耕一次旋耕两次(T2)、不翻耕旋耕两次(T3)和不翻耕旋耕3次(T4),观察4种耕作方式下土壤氨挥发、田面水NH_4~+-N变化及产量,以期为早稻-再生稻稻田有效降低氨挥发提供理论依据。结果表明,2019年水稻各生育期不同处理的氨挥发累积量分别占施氮量的6.6%—18.8%、5.6%—13.7%、9.5%—25.2%和7.9%—21.9%,其早稻和再生稻各处理氨挥发排放强度均达到显著水平,各处理氨挥发通量、累积量及排放强度大小均为T3T4T1T2;耕作方式既影响氨挥发又影响早稻产量,不同耕作处理下水稻产量均呈现T2T1T4T3的趋势,即氨挥发与水稻产量呈现此消彼长的关系,T2的氨挥发损失最小而产量最高,主要原因是该耕作方式通过改善土壤结构减少了氮素损失。以上分析表明,翻耕一次旋耕两次(T2)可减少氨挥发排放,促进水稻生长发育,有利于提高水稻产量,是值得推荐采用的适宜早稻-再生稻生产的耕作方式。     

太湖流域稻田对3种低污染水氮的消纳利用及化肥减量效果

为探讨稻田对不同低污染水氮的消纳利用效果以及化肥减量潜力,选用生活污水处理尾水、沼液和富营养化河塘水3种来源的低污染水,采用盆栽试验研究稻田直接回用对水稻生长和产量、氮养分吸收、田面水氮径流风险、氨挥发和土壤养分的影响及对化肥减量的贡献。结果表明:(1)3种污染水回用均可保证水稻的正常生长,提高了氮肥利用率,对产量则无显著影响。(2)与清水灌溉相比,3种低污染水回用的田面水总氮浓度在基肥期降低21.6%~48.2%,蘖肥期基本持平,穗肥期及灌浆期则明显提高。(3)3种低污染水回用降低了基肥期和穗肥期的日均氨挥发量,增加了蘖肥期和灌浆期的日均氨挥发量,但稻季氨挥发总量(以N计)差异不明显,为41.58~45.45 kg·hm~(-2)。(4)3种低污染水回用均增加了土壤碱解氮、总磷、有效磷和有机碳含量,以生活污水处理尾水回用最为明显。(5)整个生育期稻田可消纳生活污水处理尾水、富营养化河塘水和沼液4 858~5 441 m~3·hm~(-2),回用的氮量分别为107.1、31.4和132.9 kg·hm~(-2),分别替代化肥用量44.41%、12.83%和55.11%。综合产量以及环境效益,生活污水尾水回用显著提高了氮肥利用率,降低了生育前期的径流损失风险,并具有提升土壤肥力的功效。     

新疆盐渍化土壤氮肥氨挥发损失特征初步研究

在室温下应用“静态吸收法”,研究不同盐渍化程度的盐化土壤和碱化土壤上氮肥氨挥发损失特征。结果表明:(1)除碱土外碱化土壤上氮肥氨挥发量随时间延长呈现下降趋势,在盐化土壤上氨挥发量随时间呈现先上升后下降趋势。(2)供试9个典型盐渍化土壤样品上氮肥氨挥发量(Y)与时间(t)关系均符合Y=at2 bt c动力学方程,相关性呈极显著水平。(3)氨挥发总量(Y)、氨挥发速率(Yi)与土壤含盐量(x)呈极显著正相关;氨挥发持续时间随着盐渍化程度的增加而延长。(4)氨挥发总量、挥发速率与盐渍土pH相关性未达到显著水平;盐渍土上pH值对氨挥发的影响需要进一步研究。以上结果表明,盐渍化耕作土壤上氮肥氨挥发的控制要依据盐渍化类型的不同而制定相应的措施。     

表面分子膜降低氨挥发的Logistic模型研究

通过盆钵和田间试验,研究了表面分子膜对水体氨挥发的影响。结果表明,表面分子膜可有效抑制氨的挥发,但抑制效果跟分子膜用量有关。Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型可以很好模拟预测盆钵试验中的氨挥发过程,通过修正氨挥发速率常数ｃ,可较好地模拟田间氨挥发过程。     

太湖地区稻田氮素损失特征及环境效应分析

通过氮肥减量小区试验,研究了太湖地区稻田氮素径流损失、渗漏损失、氨挥发损失以及氨挥发通量的动态变化特征,阐述了氮素损失量、水稻产量与施氮量之间的关系。结果表明：稻季氮素径流损失和氨挥发损失均随施氮量的增加不断增加,而渗漏损失与施氮量没有显著相关性。综合整个稻季,氨挥发损失以分蘖肥期最高,基肥期次之,穗肥期最低。稻季氮素总损失为13.7～59.8 kg·hm-2,占总施氮量的16.5%～22.2%,且随施氮量的增加而不断增加,其中氨挥发损失占42.2%～72.0%,径流损失占22.2%～38.4%,渗漏损失占5.8%～22.7%。稻季181 kg·hm-2的氮肥用量,较常规施氮量减少了33%的氮肥,增加了10.3%的产量,降低了48.5%的氮素损失,较好地兼顾了粮食产量和环境效应;而对于重要环境区域或高污染区域,还可以尝试更低的氮肥投入,以达到更好的环境效益。     

稻田氮、磷损失与过程监测方法研究进展

水稻是我国主要的粮食作物之一。水稻生产过程中土壤和肥料中的部分氮磷元素以溶质或颗粒形态通过淋溶、径流迁移至周围水体,造成地下水污染和水体富营养化。稻田土壤中氨挥发产生的氨气和反硝化反应产生的氧化亚氮气体进入大气,加剧了温室效应。笔者围绕稻田氮磷的气体挥发、径流和淋溶3个流失途径介绍了国内外常用的监测方法,并进一步讨论了针对径流和淋溶这2种流失途径的监测指标、监测频率和监测深度等问题,总结了2种流失途径的主要氮磷流失形态,根据产流特征和施肥时间确定监测时间节点,综合考虑植物吸收和地下水深度确定淋溶监测深度,以期为稻田氮磷流失监测提供相关技术支持和科学依据。     

橡胶林下砖红壤不同氮肥处理氨挥发特征

氨挥发是氮肥气态损失的重要途径,显著地影响了区域氮循环,导致了一系列严重的环境问题。目前对橡胶(Hevea brasiliensis)林下酸性砖红壤施用尿素后的氨挥发损失了解还不多。采用通气法田间原位研究了酸性砖红壤施用尿素后的氨挥发特征及相应调控措施,为橡胶树氮肥优化管理提供一定的科学依据。试验共设6个处理,分别为:不施氮;尿素深施;尿素表施后灌水(模拟降雨);尿素配施有机肥;尿素添加脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT);尿素表施。结果表明,尿素表施后,表层土壤pH迅速升高。施肥3d后土壤pH达到最大值6.87,之后迅速下降,7d后恢复至试验前水平。其氨挥发动态变化与表层土壤pH和铵态氮浓度变化大致同步,整个氨挥发损失过程基本在7d内完成,损失率高达28.19%;尿素添加脲酶抑制剂NBPT延迟了氨挥发峰值的出现,氨挥发损失过程在12d内完成,损失率为30.27%。与尿素表施相比,尿素添加NBPT并没有降低氨挥发损失;尿素配施有机肥、尿素深施和尿素表施后灌水的氨挥发损失也基本在7d内完成,氨挥发损失率分别为13.23%、5.39%和1.52%。与尿素表施相比,这3种方法分别显著降低了53.05%、80.87%和94.61%的氨挥发损失。由此可见,尿素配施有机肥、尿素深施和尿素表施后灌水是橡胶林下酸性砖红壤施用尿素的氨挥发减排的有效措施。     

稻田甲烷氧化与铵氧化关系研究进展

稻田生态系统中存在着好氧微域,其中同时发生甲烷氧化和铵氧化。甲烷和铵氧化过程具有极为相似的微生物机理。稻田土壤中的甲烷可能影响铵氧化过程;施用铵态氮肥对甲烷的氧化也有强烈影响。本文对稻田土壤中甲烷氧化与铵氧化关系做一简要综述。     

不同品种尿素施入土壤后pH值的变化和氨气释放差异

通过室内模拟研究了4种尿素(普通尿素、保水型控释尿素、德国缓释尿素、矿物改性包膜尿素)施入土壤后pH值的变化和氨气释放的差异.结果表明,施入德国缓释尿素pH值下降速度最慢,但氨气挥发量最多,五周内在冲积菜园土中为25.65%,红菜园土中为16.68%.施入矿物改性包膜尿素pH值下降最快,但氨气挥发量最少,五周内在冲积菜园土中为8.07%,红菜园土为5.19%.这是由于德国缓释尿素中含有双氰胺(DCD),抑制硝化反应,因此,pH值下降缓慢,氨气挥发量大.矿物改性包膜尿素外层为磷矿粉,能缓解尿素的溶解,降低氮的释放,减少氨气挥发.     

氮输入对纳帕海沼泽湿地土壤氨挥发和反硝化的影响

选取纳帕海常见湿地植物茭草（Zizania caduciflora）和水葱（Scirpus validus）]及其生长土壤为对象,通过培养实验,研究了3个不同氮输入水平[0g-m^2（对照,NO）、20g-m^2（N20）、40g-m^2。（N40）]对茭草和水葱湿地土壤氨挥发和反硝化的影响。结果表明：氮输入促进了茭草和水葱湿地土壤氨挥发化作用,增加了湿地土壤氨挥发的累积量。适量的氮输入对湿地土壤氨挥发促进显著。在培养前期适量氮输入下的氨挥发积累量高于高水平氮输入的,随着培养时间的延长,后期适量氮输入下的积累量明显下降;而高水半氮输入处理下氨挥发积累量的明显增加,适量氮输入下茭草氨挥发积累大于水葱。氮输入增强了菱草和水葱湿地土壤反硝化作用,加快了反硝化N2O的排放。适量的氮输入促进茭草反硝化作用和反硝化损失量增加明显,培养的前期的适量氮输入处理下的反硝化作用和反硝化N2O的排放增强不明显,随着培养时间的延长,高水平氮输入处理下的反硝化损失量越明显,并且水葱较茭草更为明显。后期适量氮输入下的反硝化损失速率和反硝化损失量高于高水平氮输入,适量氮输入较高水平氮输人促进明显,高水平的氮输入限制了反硝化损失,反硝化N2O的排放总量下降,土壤中氮富集增大。     

Effect of water and temperature on ammonia volatilization of maize straw returning

ABSTRACT

Ammonia volatilization is an important nitrogen (N) loss pathway in agricultural production and consequent significant atmospheric pollutant. The primary objective of this study was to (1) examine effects of environmental factors such as temperature and soil water capacity, as well as crop residue (CR) addition as fertilizer, on ammonia (NH₃) volatilization, and (2) search for a comprehensive management strategy to reduce accumulative ammonia volatilization (AAV). A bench-scale cultivated experiment was conducted at two environment temperatures (15 or 25 °C), three forms of soil water capacity (30%, 50%, or 70% soil field moisture capacity), and two treatments of fertilizers (conventional fertilizer urea and straw returning – 10% of total N application arising from maize straw and remainder from conventional urea). Results showed that AAV was markedly decreased by adjusting soil water capacity, temperature, and CR addition. Significant quantified exponential correlation between AAV and soil moisture was observed. More than 70% AAV was reduced in intermediate 50% and high 70% soil moisture compared to low 30%. AAV was less sensitive to temperature than soil moisture using black soils. Only in low soil moisture, AAV rose with increasing of temperature. Straw restoration addition decreased significantly the AAV loss.     

外源硫输入对稻田土壤硒流失的影响

土壤中硒的甲基化可能会导致硒的挥发,加剧土壤硒的流失,而农田土壤硒的缺乏会造成农作物中硒含量偏低。施用硫肥是保障作物增产、增收的一种重要农艺措施,外源硫输入对土壤硒的含量可能产生重要的调控作用。本研究模拟稻田淹水环境,通过添加典型有机硫(甲硫氨酸)和无机硫(硫酸钠),测定硒的挥发量以及土壤中残留的硒含量,以揭示外源硫输入对土壤硒流失的影响机制。结果显示,外源性有机硫和无机硫的输入均会促进土壤中硒的流失。其中,甲硫氨酸的输入会导致土壤总硒含量下降了15.9%-35.7%,这可能是由于甲硫氨酸向土壤提供甲基供体并促进硒的甲基化(土壤硒挥发量增加88.4%-308%);而添加硫酸盐可能会促进土壤亚硒酸盐的溶出,进而导致土壤总硒含量下降了4.67%?25.5%。以上结果表明农田土壤播撒硫肥所引起的“硒流失”应予以重视。     

水中氨氮挥发影响因素探讨

本文介绍了水中氨氮挥发的影响因素。水中氨氮挥发速率常数随水的ｐＨ值和水温升高而增加，水面风速大则常数值也大，大气压高的地区的挥发速率常数小于大气压低者。与蒸馏水体系相比，在实验条件相同时滇胡水中氨氮挥发速率常数小。