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氨挥发损失是氮肥损失的重要途径之一,同时氨氮也是造成大气污染和水体富营养化的重要原因。伴随农田氮肥用量的加大和氮肥利用率的降低,需要深入开展氨挥发现状和降低氨挥发损失对策的研究,为合理施肥提供科学依据。
本文针对河北平原现有施肥管理模式,紧密结合中科院知识创新项目开展试验,分别采用室内模拟和田间原位测定的方法,着重研究不同管理因素(不同浇水、秸秆还田、土壤肥力)对氨挥发的影响和不同施肥处理下冬小麦和夏玉米的氨挥发损失变化规律,并为本区降低氨挥发、提高氮肥利用率提供合理对策。同时对氨挥发测定的双层海绵吸收装置进行回收率试验,以及与自然挥发的对比研究,为准确测定氨挥发提供依据。
本文试验于2002年10月至2004年5月在中国科学院栾城农业生态试系统试验站进行,首先在大田对不同施肥处理的氨挥发进行测定,然后田间取土对不同措施下氨挥发进行模拟研究,最后再采用RZWQM(根区水质)模型对玉米季氨挥发速率变化和损失量进行模拟,初步得出以下结论:
1、双层海绵吸收装置测定肥料在无土培养和土培条件下回收率分别在96.6%和97.3%以上,变异系数在3.7%和1.5%以内。吸收装置的海绵虽然有较好通透性,但是对空气流动以及内外交换存在一定的抑制作用,装置内氨挥发量是自然挥发85%左右。通过系数校准,可以使测定值更加接近氨挥发实际值。
2.、添加秸秆和浇水对氨挥发有一定的抑制作用。施肥后浇水能够使尿素氨挥发损失量最大减少57%,随着浇水时间拖后,降低氨挥发损失的效果减小;而随着土壤初始水分含量减小效果越明显。小麦秸秆和玉米秸秆与尿素混施均能降低氨挥发损失量,高土壤水分含量比低水分条件下效果明显,另外小麦秸秆优于玉米秸秆。长期施肥能够使土壤有机质含量提高29.9%,增强了对铵态氮的吸附作用,降低了氨挥发损失,同时合理氮磷配比能够减少包括硝化-反硝化在内的氮肥气态损失。
3、冬小麦和夏玉米的氨挥发损失占施肥量的比例在0-8:9%之间,由于施肥方式和气象条件的不同,各期施肥的氨挥发速率以及损失量具有明显的不同,玉米季追肥由于是表面撤施浇水,并且土壤水分充足和温度高,是轮作周期内氨挥发的主要时期,占周期总损失的80%以上。
4、施用过磷酸钙能够降低土壤酸度,在小麦基肥当季氨挥发损失降低40%以上,并且在小麦追肥和玉米追肥期氨挥发损失也有一定降低。在施用过磷酸钙的基础上施用氯化钾,使硝化作用减弱,氨挥发损失量有所增加,但是增加幅度不大,因氯化钾对氮素影响复杂,需进一步研究氯化钾对氨挥发的影响。
5、RZWQM对氨挥发速率变化模拟效果基本理想,玉米季氨挥发速率日变化的模拟值与实测值之间相关系数r值达到0.964,但挥发损失量模拟结果略有偏低。从土壤水分蒸散模拟结果来看,模型对农田蒸散土壤水分的日变化较为理想,而从铵态氮和硝态氮含量变化模拟效果较差,需要对土壤化学等参数进行修正。