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化学氮肥的长期过量使用不仅降低作物氮肥利用效率,而且增加氮素通过氨挥发、淋溶、径流损失风险,引起一系列环境问题。目前,缓/控释氮肥以其缓慢或可控的养分释放期和强度,使肥料的养分释放与作物的需氮规律在时间上尽可能吻合,从而提高作物的氮素利用效率、减少施肥次数、降低氮素损失和环境污染风险,逐渐成为肥料领域的研究热点。草酰胺是一种含氮31.8%,微溶于水,本身具有良好氮素缓释能力的酰胺类物质,其养分释放主要依赖于土壤微生物作用。作为一种新型缓释肥料,关于草酰胺养分释放特征、影响因素以及应用效果和环境影响还缺乏系统性和深入性的研究。 因此,本研究选用草酰胺颗粒作为供试材料,采用土壤培养法研究温度、土壤含水量和粒径大小对草酰胺缓释肥养分释放特征的影响,并利用养分释放数据进行了释放动力学特性研究;通过盆栽试验,研究草酰胺颗粒的养分释放特征与辣椒和水稻需氮规律之间关系,明确养分适用周期;在大田条件下,比较研究了不同氮肥用量下一次性施用的草酰胺缓释氮肥和分次施用的尿素以及不同种类缓/控释氮肥一次性施用后对水稻生长、氮肥利用的影响,并通过田间原位氨挥发和淋溶监测装置,进行了不同肥料及用量的环境效应评价;在不同地区、不同作物上开展田间草酰胺及草酰胺减氮应用效果的比较研究,进一步考察草酰胺推广应用的可能性和减氮增效潜力。具体结果如下: (1)草酰胺养分释放受肥料粒径大小、温度和土壤水分条件影响。粉末状草酰胺(Φ<0.25mm)养分释放期仅有14天,通过造粒可以减缓草酰胺养分释放速率,颗粒草酰胺养分稳定释放期可持续70天以上。温度升高可以显著加快草酰胺养分释放,在15℃、22℃和30℃时,草酰胺氮素累积释放50%分别需要约70d、42d、21d。土壤水分含量的提高有利于草酰胺养分释放,在30%、25%和15%含水量条件下,草酰胺养分释放50%分别需要约28d、42d和105d以上。为预测草酰胺氮素释放,选择一级反应动力学方程Nt=N0[1-e-bx]、Elovich方程Nt=a+blnx和Logistic方程Nt=K/(1+ae-bx)对草酰胺释放曲线进行拟合,其中,一级反应动力学方程和Logistic方程描述的拟合度最好,r2达到0.94以上。 (2)在旱地作物辣椒和水田作物水稻上的盆栽试验表明,分次施用的尿素在作物生长对氮素需求较弱的前期即释放出大量氮素营养,而草酰胺的氮素释放曲线与作物的需氮规律更吻合,因此,能够获得更高的氮肥利用率,分别达到55.5%和57.5%。 (3)两年的大田试验表明,草酰胺一次性施用与尿素分次施用,能够获得相同的产量,在减氮30%条件下,水稻产量有所降低但差异不显著,而减氮50%后,草酰胺和尿素处理均出现显著的减产。常规用量和减氮30%的草酰胺处理氮肥利用率略高于对应的尿素处理,且在高产量年份差异更明显。降低氮肥用量可以减少氮肥通过氨挥发和渗漏损失。尿素处理下稻田氨挥发峰值出现在每次施肥后1-2天,呈锐增锐减趋势,而草酰胺施用后稻田氨挥发速率变化呈抛物线型,波动幅度小于尿素,施用的氮肥通过氨挥发损失的比例中尿素处理显著高于草酰胺。尿素处理通过渗漏损失的氮量高于草酰胺。 (4)草酰胺与硫包尿素和树脂包膜尿素缓/控释氮肥相比,对水稻产量和氮素利用没有显著的影响,通过氨挥发和渗漏损失的氮量也没有显著的差异。 (5)草酰胺以及草酰胺减氮30%与尿素相比,对甘蔗的产量与品质无显著的影响;草酰胺与尿素相比,对辣椒产量及氮肥利用率无显著差异,而草酰胺减氮30%后,辣椒产量未出现显著减产,但氮肥利用率显著的提高;在小麦上的应用表明,在施用等氮量水平下,草酰胺氮肥利用率比尿素常规提高了4.7%,草酰胺减氮30%氮肥利用率较尿素提高10.5%,而对产量无显著影响;在水稻上的应用,草酰胺减氮15%水稻产量较常规施肥提高5.04%-10.8%;在实际生产中,草酰胺一次性施用能达到稳产增收的目的。