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2-氯-6(三氯甲基)吡啶(简称CP)是应用较早的一种硝化抑制剂，合理使用可以提高作物产量，减少氮的淋失，降低温室气体排放，目前已经得到广泛的推广使用。但由于CP存在易挥发、易光解，特别是应用于高有机质的土壤时，易被土壤有机质吸附而降低有效性等问题，有必要通过开发新剂型的方式提高CP有效性。本文通过模拟实验、培养实验和田间试验，研究了CP在高有机质含量黑土上有效性降低的机理，探索了通过制备CP新剂型降低有机质对其吸附的作用机制，揭示了CP新剂型影响黑土氮营养转化和增加玉米产量的机理，研究成果对提高氮素利用率和缓解农业面源污染具有重要现实意义。主要研究结论如下：
(1)黑土通过有机质的吸附作用降低CP有效性，主要成分胡敏素和富里酸通过氢键和疏水作用对CP吸附贡献较大。黑土、黑钙土和白浆土对CP的吸附动力学过程表现为初始的快速吸附阶段和随后的慢速吸附阶段，符合准二级动力学方程(R2≥0.8907，P＜0.05)，吸附等温线符合Langmuir方程(R2＞0.9400，P＜0.05)；不同有机质含量黑土对CP的最大吸附量(qm)和吸附常数Kf值与有机质含量呈现显著二次函数相关性(R2≥0.6484，P＜0.05)；胡敏酸(HA)对CP的吸附效率高于富里酸(FA)，HA和FA对CP的吸附机理是通过氢键和疏水作用共同发生的。
(2)利用改性蜜胺树脂作为壁材成功制备CP微囊，实现了CP在不同介质中的缓慢释放。采用原位聚合的手段，利用蜜胺树脂成功制备了球型壳状结构，表面有微孔，囊壁厚度较为均一，具有较好的分散性的CP微囊；当壁材和芯材比为1∶1时具有较小的粒径分布系数(2.65)、较高的包封率(82.40%)、载药量(67.19%)和较优的分散特征；CP微囊通过囊壁上的微孔结构向外界释放CP，不同温度和pH值均能明显影响CP释放速率，当壁材和芯材比例为1∶1时CP微囊在pH=7.0缓冲溶液中的释放时间最长达33天，每增加5℃释放速率提高10%。与传统剂型相比，CP微囊合成时以水为介质，减少了有机物用量，对环境更友好。
(3)CP微囊在黑土中能缓慢释放，降低了有机质的吸附作用，提高了有效性，通过抑制AOB活性和介导激活DNRA活性，实现了长时间维持土壤铵态氮浓度。CP微囊在黑土中呈现初始的快速释放和后期的缓慢释放，符合双向动力学模型y=100-78.5679e(-0.0048x)-18.2582e(-0.0004x)(R2=0.9991，P＜0.05)；不同剂型能够影响黑土对CP的吸附，黑土对乳油剂型CP的吸附率大于对微囊悬浮剂CP的吸附率7倍以上；CP微囊对黑土硝化作用抑制时间较CP乳油长，抑制效果优于CP乳油；对硝化抑制率影响总体表现为CP乳油＜CP微囊(0.1%)＜CP微囊(0.2%)＜CP微囊(0.3%)；对土壤表观硝化率影响总体表现为CP微囊(0.3%)＜CP微囊(0.2%)＜CP微囊(0.1%)＜CP乳油；氮肥尿素的施用增加了AOB功能基因amoA和DNRA功能基因nrfA的丰度，CP对amoA的丰度有负效应，CP对nrfA的丰度有正效应。后期缓慢囊释放的CP通过抑制氨氧化细菌的活性和介导提高DNRA菌群活性影响硝化过程和DNRA过程，降低表观硝化率和增加硝化抑制率，是长时间保持黑土中铵态氮含量的关键机制。
(4)CP微囊通过较长时间增加黑土中铵态氮浓度促进了玉米生长发育，提高了玉米籽粒产量。CP微囊均可明显提高叶片SPAD值、株高、茎粗、地上部和根部干重，CP微囊的作用效果及时间较CP乳油长；CP微囊通过提高玉米穗长、行粒数和百粒重等生长指标，促进了玉米产量提高，2.0%CP微囊处理玉米增产率最高达到6.63%；CP微囊不仅在玉米生育前期增加了土壤中铵态氮含量，后期缓慢释放的CP使玉米生育中后期土壤中保持一定浓度的铵态氮，玉米关键生育期生育指标和产量与土壤中铵态氮含量显著正相关。
(1)黑土通过有机质的吸附作用降低CP有效性，主要成分胡敏素和富里酸通过氢键和疏水作用对CP吸附贡献较大。黑土、黑钙土和白浆土对CP的吸附动力学过程表现为初始的快速吸附阶段和随后的慢速吸附阶段，符合准二级动力学方程(R2≥0.8907，P＜0.05)，吸附等温线符合Langmuir方程(R2＞0.9400，P＜0.05)；不同有机质含量黑土对CP的最大吸附量(qm)和吸附常数Kf值与有机质含量呈现显著二次函数相关性(R2≥0.6484，P＜0.05)；胡敏酸(HA)对CP的吸附效率高于富里酸(FA)，HA和FA对CP的吸附机理是通过氢键和疏水作用共同发生的。
(2)利用改性蜜胺树脂作为壁材成功制备CP微囊，实现了CP在不同介质中的缓慢释放。采用原位聚合的手段，利用蜜胺树脂成功制备了球型壳状结构，表面有微孔，囊壁厚度较为均一，具有较好的分散性的CP微囊；当壁材和芯材比为1∶1时具有较小的粒径分布系数(2.65)、较高的包封率(82.40%)、载药量(67.19%)和较优的分散特征；CP微囊通过囊壁上的微孔结构向外界释放CP，不同温度和pH值均能明显影响CP释放速率，当壁材和芯材比例为1∶1时CP微囊在pH=7.0缓冲溶液中的释放时间最长达33天，每增加5℃释放速率提高10%。与传统剂型相比，CP微囊合成时以水为介质，减少了有机物用量，对环境更友好。
(3)CP微囊在黑土中能缓慢释放，降低了有机质的吸附作用，提高了有效性，通过抑制AOB活性和介导激活DNRA活性，实现了长时间维持土壤铵态氮浓度。CP微囊在黑土中呈现初始的快速释放和后期的缓慢释放，符合双向动力学模型y=100-78.5679e(-0.0048x)-18.2582e(-0.0004x)(R2=0.9991，P＜0.05)；不同剂型能够影响黑土对CP的吸附，黑土对乳油剂型CP的吸附率大于对微囊悬浮剂CP的吸附率7倍以上；CP微囊对黑土硝化作用抑制时间较CP乳油长，抑制效果优于CP乳油；对硝化抑制率影响总体表现为CP乳油＜CP微囊(0.1%)＜CP微囊(0.2%)＜CP微囊(0.3%)；对土壤表观硝化率影响总体表现为CP微囊(0.3%)＜CP微囊(0.2%)＜CP微囊(0.1%)＜CP乳油；氮肥尿素的施用增加了AOB功能基因amoA和DNRA功能基因nrfA的丰度，CP对amoA的丰度有负效应，CP对nrfA的丰度有正效应。后期缓慢囊释放的CP通过抑制氨氧化细菌的活性和介导提高DNRA菌群活性影响硝化过程和DNRA过程，降低表观硝化率和增加硝化抑制率，是长时间保持黑土中铵态氮含量的关键机制。
(4)CP微囊通过较长时间增加黑土中铵态氮浓度促进了玉米生长发育，提高了玉米籽粒产量。CP微囊均可明显提高叶片SPAD值、株高、茎粗、地上部和根部干重，CP微囊的作用效果及时间较CP乳油长；CP微囊通过提高玉米穗长、行粒数和百粒重等生长指标，促进了玉米产量提高，2.0%CP微囊处理玉米增产率最高达到6.63%；CP微囊不仅在玉米生育前期增加了土壤中铵态氮含量，后期缓慢释放的CP使玉米生育中后期土壤中保持一定浓度的铵态氮，玉米关键生育期生育指标和产量与土壤中铵态氮含量显著正相关。