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摘要
【目的】氨挥发和氧化亚氮排放是氮素损失的重要途径。内蒙古阴山北麓滴灌马铃薯田种植面积大,普遍存在过量施肥的问题。研究适宜的氮肥用量,利用脲酶抑制剂来抑制氨挥发和氧化亚氮排放,对提高当地氮肥利用率和减缓环境压力具有重要意义。【方法】田间试验分两年在内蒙古武川县两个村庄进行,供试地块种植马铃薯,采用滴灌技术。2015年设置4个处理,分别为:不施氮(CK);优化施氮模式,施N 180 kg/hm2(Opt);优化施氮减半模式,施N 90 kg/hm2(Opt R);农民传统施肥量,施N 270 kg/hm2(Con)。2016年试验处理根据2015年的结果进行调整,设置4个处理:不施氮(CK);优化施氮添加脲酶抑制剂模式,施N 162.6 kg/hm2(Opt I);优化施氮模式,施N 162.6 kg/hm2(Opt);农民传统施肥量,施N 320 kg/hm2(Con)。分别采用静态暗箱法和通气法采集氧化亚氮和氨气,每次施肥后,两天采集一次气体样品,氧化亚氮连续取样三次,氨气持续取样直至气体含量低于仪器检测值下限。【结果】氨挥发速率在施入尿素后第15 d出现峰值。Con处理2015和2016年氨挥发的最大峰值分别是13.2 mg/(m2·d)和5.3 mg/(m2·d),氨挥发累积量分别为N 3.61和3.96kg/hm2;Opt处理的最大峰值分别为8.69 mg/(m2·d)和3.19 mg/(m2·d),累积挥发量分别为N 3.11和2.72 kg/hm2;Opt R处理氨挥发速率最大峰值为5.63 mg/(m2·d),氨挥发累积量为2.66 kg/hm2,Opt I处理氨挥发速率最大峰值为3.67 mg/(m2·d),氨挥发累积量为2.50 kg/hm2。氨挥发累积量随着氮肥用量的增加而增多,Con处理的氨挥发量显著高于其他处理;氧化亚氮排放量在施入尿素后第3 d达到峰值,Con处理2015和2016年的氧化亚氮排放峰值分别达到0.3 mg/(m2·d)和0.2 mg/(m2·d),氧化亚氮累积排放量分别为N 1.96和1.18 kg/hm2,显著高于其他处理;Opt处理两年的排放最大峰值均为0.11 mg/(m2·d),氧化亚氮累积排放量为N 0.95、0.69 kg/hm2;Opt R的氧化亚氮排放量最大峰值为0.09 mg/(m2·d),累积量为0.90 kg/hm2。Opt I的氧化亚氮排放量最大峰值为0.12 mg/(m2·d),氧化亚氮累积量为0.66 kg/hm2。相比Opt,Opt I处理的氨挥发和氧化亚氮累积排放量分别降低了11.8%和16.7%,但未达到显著水平。氨挥发速率与土壤温度呈显著正相关,土壤温度的升高会显著增加氨挥发速率,土壤湿度的增加会抑制氨挥发速率,影响不显著。氧化亚氮的排放与土壤湿度呈显著正相关,土壤中水分增加会显著增加氧化亚氮的排放量,土壤温度与氧化亚氮排放成负相关,影响未达到显著水平。【结论】与农民传统施肥模式相比,优化施氮模式可显著降低氨挥发和氧化亚氮排放量,添加脲酶抑制剂未达到显著降低尿素氨挥发量和氧化亚氮排放的效果。土壤湿度和土壤温度在一定程度上影响着氨挥发速率和氧化亚氮的排放通量。在供试地区马铃薯田的施肥管理中,推荐可有效地降低氨挥发和氧化亚氮排放量的优化施氮模式。
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