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农业生产中氮肥施用是引起农田面源污染主要原因之一。控制农田氮损失不仅能提高氮肥利用率，减少农业成本，对控制农业面源污染具有重要的意义。施用包膜缓释尿素可以减少氮损失，其效果不仅与包膜肥料种类有关，也与土壤-作物系统有关。因此，研发高效、低成本缓释包膜尿素，探明不同缓释尿素施用和土壤-作物系统减少氮损失，对合理施用包膜缓释尿素实现兼顾经济、环保双赢目标，具有重要实际意义。 本研究首先以Agrium公司生产的树脂包膜控释尿素(PCU)为对象，评价其在稻-麦轮作条件下控制氮损失的效果。并自主研发了环保型生物炭包膜尿素(BCU)，利用盆栽实验进行农学和环境效应评价。采用田间蔬菜轮作试验比较PCU和BCU对控制氮损失的效果。主要结果总结如下: (1)树脂包膜尿素(PCU)在稻-麦轮作条件下（无锡）对控制氮损失的效果。试验设3个处理(不施氮空白-CK、树脂包膜尿素-PCU、常规尿素-UR)，每个处理三个重复;水稻季和小麦季施氮量分别为255 kg N ha-1和225 kg N ha-1;其中，PCU在水稻和小麦季全部用于基肥;UR在水稻季基肥和追肥分别占70％和30％，而在小麦季基肥占50％，2次追肥各占30％和20％。两年田间试验结果表明，两个稻麦轮作季，施用UR和PCU作物产量及植株吸氮量无显著的差异。UR处理氨挥发比PCU处理分别高61.4％和57.3％，且氨挥发主要发生在水稻季节，PCU和UR处理水稻淹水期氨挥发量分别占其稻麦轮作季氨挥发48.2-49.6％和67.2-70.4％，占其水稻季氨挥发的83.2-86.6％和95.5-96.9％。降雨对氨挥发有重要影响，水稻季降雨量与氨挥发之间呈显著负相关(r2=0.702-0.887)，小麦季施氮肥前降雨促进了氨挥发，施肥后的降雨减少了氨挥发的产生。因此，水稻季节施用PCU更有利于控制稻麦种植期间氨挥发;为了减少氨挥发，施肥期应该考虑降雨因素;两个轮作季后PCU处理土壤氮素含量有显著增加，因此推荐施氮量应考虑不同氮肥种类的土壤氮残留。 (2)生物炭包膜尿素配方研发及评价:采用圆盘造粒方法，研究生物炭(10％、20％、30％)、硝化抑制剂（双氰胺DCD，2％、3％）添加比例制备的缓释包膜尿素氮释放的影响。结果表明，以生物炭含量占30％、双氰胺占2％，尿素占55％，酸化剂和粘结剂等占13％缓释包膜尿素配方氮素释放性能最优，其28d氮素累积溶出率未超过75％。以最优配方制备的生物炭基尿素（氮含量为29％）为材料，通过小油菜盆栽实验研究不同肥料处理(BCU和UR)在不同施氮水平(0 mg kg-1、280 mg kg-1、320 mg kg-1和400 mg kg-1)下，BCU控制氮损失途径及效果。结果表明，与UR相比，BCU可以减少氨挥发2.5-11.2％，减少氮淋溶55.4-58.5％。以BCU作为氮源，减少30％施氮量，均对生物量没有影响。可见，BCU具有控制氮损失潜力。 (3)比较PCU和BCU控制蔬菜轮作（荷兰豆-西葫芦-甜玉米，昆明）条件下氮损失。试验包含三种氮肥处理(PCU，BCU和UR)，三个施氮水平每季(0 kg N ha-1、当地习惯施氮水平300 kg N ha-1，减氮水平210 kg N ha-1)，PCU作为基肥一次性施入，BCU基肥占50％、一次追肥占50％，普通尿素基肥占20％，三次追肥分别占30％、30％和20％。田间管理与当地高产条件相同，降雨和灌溉共同来满足作物需水。三季田间试验结果表明，施用两种包和膜缓释尿素210 kgN ha-1处理作物产量和作物吸收氮量稍大于300 kg N ha-1处理，而尿素处理则相反，可见该地区如果施用包膜缓释尿素，可以减少施氮量。基于每季210 kgN ha-1施氮水平的氨挥发及氮淋溶观测结果表明，与UR处理比较，施用PCU处理，在荷兰豆季减少氮损失49.12 kg N ha-1，其中减少氨挥发贡献占39.8％，在西葫芦季减少氮损失39.38 kgN ha-1，其中减少氨挥发贡献占72.1％，在甜玉米季减少氮损失18.73 kg N ha-1，其中减少氨挥发贡献占37.8％;而施用BCU处理，在荷兰豆季减少氮损失46.24 kg Nha-1，其中减少氨挥发贡献占26.0％，在西葫芦季减少氮损失39.96 kg N ha-1，其中减少氨挥发贡献占35.9％，在甜玉米季减少氮损失30.49 kg N ha-1，其中减少氨挥发贡献占2.50％。在半雨季和雨季（荷兰豆、甜玉米），PCU主要通过控制氮淋溶来减少氮损失，在旱季（西葫芦），PCU主要通过控制氨挥发来减少氮损失;BCU主要都是通过控制氮淋溶来减少氮损失。可见，雨季施用BCU更有利于发挥缓释肥控制氮损失作用，旱季施用BCU或PCU都能有效控制氮损失。包膜缓释尿素控制氮损失途径不仅与肥料品种有关，也与降雨有关。 综上，缓释氮肥施用都能有效减少氮损失，缓释氮肥减少氮损失途径与效果与缓释氮肥品种，降雨，以及轮作系统有关。因此，应该因地制宜推荐施用缓释氮肥。