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摘要：为研究造粒处理工艺对有机肥养分释放动态的影响，设置了颗粒有机肥与粉状有机肥不同施肥方式处理，通过测定肥料施入淹水土壤后土壤渗漏液中硝态氮、铵态氮、无机磷、钾的含量变化，研究施颗粒有机肥与粉状有机肥处理在淹水土壤中的养分淋漏特性。结果表明，有机肥进行造粒处理后在一定程度上增强了肥料的缓释性能；颗粒状肥料与粉状肥料在养分溶出与渗漏方面存在一定差异，施用颗粒状肥料可以明显减少硝态氮和无机磷的渗漏损失。
关键词：造粒；颗粒有机肥；缓释；渗漏
中图分类号：S147.4 文献标识码：A 文章编号：1006－6500{2008)04－0030－04
我国是世界上水资源极为缺乏的国家之一。同时，我国水域普遍受到不同程度的污染，降低了水资源利用的功能。在工业点源污染得到基本控制的同时，地区性农业面源污染普遍较突出，特别是农田肥料流失对水环境的影响日益严重。由于化肥施用易造成土壤理化性状恶化，肥力下降，污染生态环境等问题，且当前国际能源紧张，化肥价格居高不下，导致农业生产效益不断下降，大力发展有机肥已成为当务之急。我国有机肥发展初期产品为粉状，容易造成离析、难以控制结块、流动性差、难以实现机械化施肥，在施用过程中易形成粉尘而流失，解决途径之一是实现肥料的颗粒化。本研究比较了颗粒有机肥与粉状有机肥在淹水条件下土壤渗漏液中氮素等养分含量释放的特性，探讨造粒工艺对施用商品有机肥的养分释放和渗漏的影响，为实际生产中提高肥料的利用率提供参考。
1 材料和方法
1.1材料
供试土壤为采自江苏省扬州市农科所的砂壤土，pH值8.06，全氮1.305g／kg，碱解氮98.4mg／kg，速效磷29.6mg／kg，速效钾85.9mg／kg，经晒干过筛后备用。供试肥料由南通市绿园有机肥有限公司提供，研究采用的颗粒有机肥由生物发酵鸡粪造粒而成。肥料全氮含量为0.915％，全磷含量为1.011％，全钾含量为1.369％，相对含水量为7.9％。粉状肥料由颗粒肥料碾碎过0.177mm筛而成，以确保其成分保持高度一致。实验培养装置为特制培养柱，下端配有活塞，以定量放取渗漏液。
1.2方法
1.2.1试验设计试验设6个处理，处理1：施10g／kg颗粒肥料于土表；处理2：混匀10g／kg颗粒肥料施入土壤；处理3：施10g／kg颗粒肥料于土表下10cm处；处理4：施10g／kg粉末肥料于土表；处理5：混匀10g／kg粉末肥料施入土壤；处理6：施10g／kg粉末肥料于土表下10cm处，每处理3次重复。将过筛后的风干土装进自制的淋溶柱中，并将所施肥料按上述处理装入柱中，使土柱高度在20cm左右。装柱结束后，从下口吸入水分至饱和，关紧活塞。从上口缓慢注入水分，建立并保持水层高度5cm。培养期间，每天放取渗漏液25mL。
1.2.2样品的测定方法对采集的渗漏水样，及时测定其中的NH4+-N、NO3--N、无机磷、钾的含量。溶液中NH4+-N的测定采用靛酚蓝比色法；NO3--N的测定采用紫外分光光度计法；无机磷的测定采用钼锑抗比色法；钾的测定采用火焰分光光度计法。
2 结果与分析
2.1有机肥造粒处理对土壤渗漏液中养分含量日变化的影响
2.1.1渗漏液中铵态氮浓度的日变化从图1、图2中可以看出，颗粒、粉状有机肥3种不同的施肥方式处理后，土壤渗漏液中铵态氮浓度都呈先上升、后下降的趋势。在第1～4天逐渐上升，第4～7天达到高峰期后保持平稳状态，第7～9天直线下降。图1中颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度最高，达16mg／kg，施于土表下10cm处理的则次之，而施于土表处理最低，与空白无显著差异。但从第10天开始，施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度略高于混匀施入。图2中粉状有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度最高，达18mg／kg。由图2可知，随着培养天数的延长，肥料养分的释放到第16天左右基本趋于稳定。
2.1.2渗漏液中硝态氮浓度日变化从图3、图4中可以发现，颗粒、粉状有机肥的3种施肥方式处理后土壤渗漏液中硝态氮浓度均先上升后下降，直至释放完全。在第1-3天急剧上升，第4～6天显著下降，第6-20天养分几乎完全释放，但在第9-12天期间出现较小的一个峰值。颗粒有机肥在第3天施于土表的硝态氮浓度达到最高，约为190mg／kg，肥料施于土表下10cm处理的最低(图3)。粉状有机肥在第3天肥料施于土表处理的土壤渗漏液中硝态氮浓度达到最大，约为225mg／kg，浓度最低的施肥方式是混匀施入(图4)。施用粉状肥料处理的土壤渗漏液中硝态氮含量均显著高于施用颗粒状肥料的处理。
2.1.3渗漏液中无机磷浓度的日变化由图5可知，颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中含磷量最高，最大值为3.8mg／kg，其总趋势是随着培养天数增加，无机磷含量不断上升，且混匀施入处理的土壤渗漏液中无机磷含量显著高于其它施肥方式处理；施于土表和施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中无机磷含量与空白无显著差异。如图6示，粉状有机肥3种施肥方式处理后土壤渗漏液中磷浓度均随培养天数逐渐上升。混匀施入的土壤渗漏液中无机磷含量较高，最高值约7mg／kg。
2.1.4渗漏液中钾浓度日变化如图7示，颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中钾含量较高，第1～5天渗漏液中钾浓度显著增高，最大值为35mg／kg。第6-9天急剧下降，在第10-20天趋于稳定。施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中钾含量约高于施于土表处理的。如图8示，粉状有机肥混匀施入处理土壤渗漏液中钾含量较高，在1～5d渗漏液中钾浓度显著增高，最大值为38mg／kg。6～9d急剧下降，10-20d缓慢下降直至肥料养分释放完全。施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中钾含量约高于施于土表处理的。
3 讨论与结论
根据图1-4的试验结果得知，氮素的渗漏主要以硝态氮为主，颗粒有机肥处理后土壤渗漏液中的硝态氮浓度低于粉状有机肥处理的。在第3天左右颗粒与粉末有机肥处理的土壤渗漏液中硝态氮浓度都出现一个峰值，说明在不同处理下第3天硝态氮的渗漏液均为最高。有机肥经过造粒工艺可以减少土壤硝态氮的渗漏损失，更有效地增加土壤有效氮含量，减少水溶性氮的淋溶损失，提高氮素利用率。
土壤渗漏液中无机磷浓度也是粉末有机肥处理高于颗粒有机肥处理。肥料施于土表处理的土壤渗漏液中无机磷浓度低于其他施肥方式处理，这与施于土表的磷迁移的距离最大，以及磷在土壤中的迁移速度较慢有密切关系。尽管如此，在淹作栽培的土壤中，施用有机肥料可能引起的土壤水溶性磷的淋失还是不容忽视的。这与早些年代，土壤有效磷水平很低，土壤具有较强的吸附、固定能力，磷在土壤中不易发生渗漏的情形已不一样。
不同施肥方式处理土壤渗漏液中铵态氮、无机磷和钾的含量依次为：混匀施入处理>施于土表下10cm处理>施于土表处理，说明有机肥施于土表，可以相对减少耕层土壤铵态氮、无机磷和钾的渗漏损失；渗漏液中硝态氮的含量是施于土表处理高于其他施肥方式处理，这可能是由于有机肥施于土壤后，影响了微生物活性，从而改变了土壤氧化还原电位引起的。
参考文献：
1 冉星彦，浅论城市水环境的治理，北京水利，200l(4)：12－13
2 计建洪，水域污染治理的思路探讨，化工时刊，2003，17(12)：14－16
3 王建华，江东，陈传友，等，中国水环境态势与方略，农业环境与发展，1999，16(1)：8－12
4 张维理，武淑霞，冀宏杰，等中国农业面源污染形势估计及控制对策1.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计，中国农业科学，2004，37(7)：1008－1017
5 陈冬梅，张爱军，姜波，等，化肥对环境的污染及防治措施，邯郸农业高等专科学校学报，2005，22(2)：4－5
6 余雄波，稻田施用不同有机肥的效益，作物研究，2006(2)：121－123
关键词：造粒；颗粒有机肥；缓释；渗漏
中图分类号：S147.4 文献标识码：A 文章编号：1006－6500{2008)04－0030－04
我国是世界上水资源极为缺乏的国家之一。同时，我国水域普遍受到不同程度的污染，降低了水资源利用的功能。在工业点源污染得到基本控制的同时，地区性农业面源污染普遍较突出，特别是农田肥料流失对水环境的影响日益严重。由于化肥施用易造成土壤理化性状恶化，肥力下降，污染生态环境等问题，且当前国际能源紧张，化肥价格居高不下，导致农业生产效益不断下降，大力发展有机肥已成为当务之急。我国有机肥发展初期产品为粉状，容易造成离析、难以控制结块、流动性差、难以实现机械化施肥，在施用过程中易形成粉尘而流失，解决途径之一是实现肥料的颗粒化。本研究比较了颗粒有机肥与粉状有机肥在淹水条件下土壤渗漏液中氮素等养分含量释放的特性，探讨造粒工艺对施用商品有机肥的养分释放和渗漏的影响，为实际生产中提高肥料的利用率提供参考。
1 材料和方法
1.1材料
供试土壤为采自江苏省扬州市农科所的砂壤土，pH值8.06，全氮1.305g／kg，碱解氮98.4mg／kg，速效磷29.6mg／kg，速效钾85.9mg／kg，经晒干过筛后备用。供试肥料由南通市绿园有机肥有限公司提供，研究采用的颗粒有机肥由生物发酵鸡粪造粒而成。肥料全氮含量为0.915％，全磷含量为1.011％，全钾含量为1.369％，相对含水量为7.9％。粉状肥料由颗粒肥料碾碎过0.177mm筛而成，以确保其成分保持高度一致。实验培养装置为特制培养柱，下端配有活塞，以定量放取渗漏液。
1.2方法
1.2.1试验设计试验设6个处理，处理1：施10g／kg颗粒肥料于土表；处理2：混匀10g／kg颗粒肥料施入土壤；处理3：施10g／kg颗粒肥料于土表下10cm处；处理4：施10g／kg粉末肥料于土表；处理5：混匀10g／kg粉末肥料施入土壤；处理6：施10g／kg粉末肥料于土表下10cm处，每处理3次重复。将过筛后的风干土装进自制的淋溶柱中，并将所施肥料按上述处理装入柱中，使土柱高度在20cm左右。装柱结束后，从下口吸入水分至饱和，关紧活塞。从上口缓慢注入水分，建立并保持水层高度5cm。培养期间，每天放取渗漏液25mL。
1.2.2样品的测定方法对采集的渗漏水样，及时测定其中的NH4+-N、NO3--N、无机磷、钾的含量。溶液中NH4+-N的测定采用靛酚蓝比色法；NO3--N的测定采用紫外分光光度计法；无机磷的测定采用钼锑抗比色法；钾的测定采用火焰分光光度计法。
2 结果与分析
2.1有机肥造粒处理对土壤渗漏液中养分含量日变化的影响
2.1.1渗漏液中铵态氮浓度的日变化从图1、图2中可以看出，颗粒、粉状有机肥3种不同的施肥方式处理后，土壤渗漏液中铵态氮浓度都呈先上升、后下降的趋势。在第1～4天逐渐上升，第4～7天达到高峰期后保持平稳状态，第7～9天直线下降。图1中颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度最高，达16mg／kg，施于土表下10cm处理的则次之，而施于土表处理最低，与空白无显著差异。但从第10天开始，施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度略高于混匀施入。图2中粉状有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中铵态氮浓度最高，达18mg／kg。由图2可知，随着培养天数的延长，肥料养分的释放到第16天左右基本趋于稳定。
2.1.2渗漏液中硝态氮浓度日变化从图3、图4中可以发现，颗粒、粉状有机肥的3种施肥方式处理后土壤渗漏液中硝态氮浓度均先上升后下降，直至释放完全。在第1-3天急剧上升，第4～6天显著下降，第6-20天养分几乎完全释放，但在第9-12天期间出现较小的一个峰值。颗粒有机肥在第3天施于土表的硝态氮浓度达到最高，约为190mg／kg，肥料施于土表下10cm处理的最低(图3)。粉状有机肥在第3天肥料施于土表处理的土壤渗漏液中硝态氮浓度达到最大，约为225mg／kg，浓度最低的施肥方式是混匀施入(图4)。施用粉状肥料处理的土壤渗漏液中硝态氮含量均显著高于施用颗粒状肥料的处理。
2.1.3渗漏液中无机磷浓度的日变化由图5可知，颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中含磷量最高，最大值为3.8mg／kg，其总趋势是随着培养天数增加，无机磷含量不断上升，且混匀施入处理的土壤渗漏液中无机磷含量显著高于其它施肥方式处理；施于土表和施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中无机磷含量与空白无显著差异。如图6示，粉状有机肥3种施肥方式处理后土壤渗漏液中磷浓度均随培养天数逐渐上升。混匀施入的土壤渗漏液中无机磷含量较高，最高值约7mg／kg。
2.1.4渗漏液中钾浓度日变化如图7示，颗粒有机肥混匀施入处理的土壤渗漏液中钾含量较高，第1～5天渗漏液中钾浓度显著增高，最大值为35mg／kg。第6-9天急剧下降，在第10-20天趋于稳定。施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中钾含量约高于施于土表处理的。如图8示，粉状有机肥混匀施入处理土壤渗漏液中钾含量较高，在1～5d渗漏液中钾浓度显著增高，最大值为38mg／kg。6～9d急剧下降，10-20d缓慢下降直至肥料养分释放完全。施于土表下10cm处理的土壤渗漏液中钾含量约高于施于土表处理的。
3 讨论与结论
根据图1-4的试验结果得知，氮素的渗漏主要以硝态氮为主，颗粒有机肥处理后土壤渗漏液中的硝态氮浓度低于粉状有机肥处理的。在第3天左右颗粒与粉末有机肥处理的土壤渗漏液中硝态氮浓度都出现一个峰值，说明在不同处理下第3天硝态氮的渗漏液均为最高。有机肥经过造粒工艺可以减少土壤硝态氮的渗漏损失，更有效地增加土壤有效氮含量，减少水溶性氮的淋溶损失，提高氮素利用率。
土壤渗漏液中无机磷浓度也是粉末有机肥处理高于颗粒有机肥处理。肥料施于土表处理的土壤渗漏液中无机磷浓度低于其他施肥方式处理，这与施于土表的磷迁移的距离最大，以及磷在土壤中的迁移速度较慢有密切关系。尽管如此，在淹作栽培的土壤中，施用有机肥料可能引起的土壤水溶性磷的淋失还是不容忽视的。这与早些年代，土壤有效磷水平很低，土壤具有较强的吸附、固定能力，磷在土壤中不易发生渗漏的情形已不一样。
不同施肥方式处理土壤渗漏液中铵态氮、无机磷和钾的含量依次为：混匀施入处理>施于土表下10cm处理>施于土表处理，说明有机肥施于土表，可以相对减少耕层土壤铵态氮、无机磷和钾的渗漏损失；渗漏液中硝态氮的含量是施于土表处理高于其他施肥方式处理，这可能是由于有机肥施于土壤后，影响了微生物活性，从而改变了土壤氧化还原电位引起的。
参考文献：
1 冉星彦，浅论城市水环境的治理，北京水利，200l(4)：12－13
2 计建洪，水域污染治理的思路探讨，化工时刊，2003，17(12)：14－16
3 王建华，江东，陈传友，等，中国水环境态势与方略，农业环境与发展，1999，16(1)：8－12
4 张维理，武淑霞，冀宏杰，等中国农业面源污染形势估计及控制对策1.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计，中国农业科学，2004，37(7)：1008－1017
5 陈冬梅，张爱军，姜波，等，化肥对环境的污染及防治措施，邯郸农业高等专科学校学报，2005，22(2)：4－5
6 余雄波，稻田施用不同有机肥的效益，作物研究，2006(2)：121－123