脲醛缓释肥料的施用效果、温室效应及氮素去向研究

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脲醛肥料是化成缓释肥料,比稳定性肥料和基质型缓释肥料的性质稳定、不易淋失流失,特别适于雨水多、温度高的地区施用,在我国农业生产中多年来受到农业的青睐。脲醛缓释氮肥可以为纯品缓释氮肥,也可以与磷钾肥复合制造缓释氮型复合肥。前者氮素肥效长、但是可能由于前期供氮不足,反而造成作物生长不良,且肥料成本高;后者肥料中的氮素部分为脲醛缓释氮,既能发挥脲醛缓释氮的优势,又能保障肥料中有足量适量的速效氮,不仅能满足作物各个阶段的氮素需求又能降低肥料的成本。本文以脲醛氮肥、脲醛缓释复合肥为供试肥料,在以往工作的基础上系统的研究了两种脲醛肥料及其施肥方式对香蕉生物量、氮素利用率、氮素淋溶损失、土壤氮素残留量、土壤氮素平衡等的影响,同时研究了脲醛缓释复合肥对土壤N2O排放的影响,研究结果对评价脲醛缓释肥料的肥效和环境效应有重要的意义,将为脲醛缓释肥料的研发及其在农业中的推广应用提供理论依据。主要研究结果如下:(1)无氮素淋溶损失的条件下,脲醛缓释氮肥和施肥方式对香蕉氮素吸收量的影响不明显。一次施肥和分次施肥各处理香蕉的氮素吸收量在1.11.2g/株之间,脲醛氮肥、常规肥料和脲醛氮肥常规肥混合处理间无显著差异。淋溶条件下,相对于尿素,脲醛缓释肥料可以促进香蕉对氮素的吸收,提高肥料氮素利用率。一次施肥和分次施肥,脲醛氮肥处理香蕉生物量、氮素吸收量分别比常规肥处理增加了10.2%、12.0%和43.7%、21.4%。一次施肥,脲醛复合肥处理香蕉生物量、氮素吸收量分别比常规肥处理增加了20.6%和41.2%。(2)相比尿素,脲醛缓释肥料在一次施肥和分次施肥方式下均能明显减少土壤氮素淋溶损失,脲醛缓释肥料替换尿素也能减少氮素淋溶损失。就氮素淋溶损失量而言,一次施肥和分次施肥时,脲醛氮肥处理和脲醛氮肥尿素混合处理分别是常规肥处理的36.2%、44.7%和44.6%、62.2%。一次施肥,脲醛复合肥和脲醛复合肥尿素混合施肥处理氮素淋失量分别是常规肥处理的73.8%和83.7%。(3)无论是哪种肥料,分次施肥均有利于作物对氮素的吸收,同时能够减少肥料氮素的淋溶损失。与一次施肥相比,脲醛氮肥、脲醛氮肥尿素混合和常规肥料分次施肥处理香蕉的氮素吸收量分别增加了18.8%、39.7%和29.1%,土壤氮素淋溶损失分别减少了23.4%、37.9%和29.4%。在脲醛复合肥试验中,常规肥料分次施用,香蕉氮素吸收量增加了39.5%,土壤氮素淋溶损失减少了20.7%。(4)与常规肥料一次施肥相比,施用脲醛复合肥能明显降低N2O的排放峰值、累积排放量和N2O的全球增温潜势,助于减轻农田生态系统N2O排放对温室效应的不良影响。脲醛复合肥、脲醛复合肥尿素混合和常规肥料处理的最高峰值分别为111.8mg·m-2·d-1、130.7 mg·m-2·d-1和163.1 mg·m-2·d-1,其中常规氮肥处理峰值最高;脲醛复合肥处理的N2O累计排放量是常规肥料处理的82.3%,N2O的全球增温潜势比常规肥料处理低21.8%。(5)有、无淋溶条件下,相对于尿素,脲醛缓释肥料的施用均可以改变氮素的去向,促进氮素向植株吸收和土壤残留方向转移,减少氮素损失。无淋溶时,相比常规肥料处理,一次施肥和分次施肥脲醛氮肥处理土壤氮素残留分别增加了204%和215%,表观损失减少了24.7%和23.0%。淋溶时,相比常规肥料处理,一次施肥和分次施肥脲醛氮肥处理氮素淋溶损失分别减少了63.8%和55.3%。与常规肥一次施肥相比,脲醛复合肥一次施处理氮素淋溶损失、N2O气态氮素损失和其他表观损失分别减少了26.2%、18.0%和51.2%,土壤氮素残留增加了242.7%。
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