增效氮肥综合效应及影响因素研究
发布时间：2021-06-05 11:59
增效氮肥自上世纪60年代发展至今已有50年的历史,因其可以通过控制养分的释放速率或延缓氮素转化过程达到减少损失提高作物吸收的目的,曾一度被认为是解决粮食安全和降低氮素环境污染的有效途径。但实际应用中却发现效果存在很大的变异,增产增效和减排潜力以及环境因素对其影响作用尚不明确,如何合理应用增效氮肥以发挥其最大的综合效益也并不清晰。为此,本研究采用整合分析方法,通过汇总全球不同生态环境条件下四种主流产品,硝化抑制剂、脲酶抑制剂、双抑制剂和高分子包膜控释肥对作物产量和效率的响应及对不同活性氮损失减排的潜力。同时分析了作物体系、土壤、气候和管理条件对增效氮肥综合表现的影响,明确了增效氮肥适宜与不适宜应用的条件。最后在中国小麦玉米体系开展了田间试验研究,探索了增效氮肥结合其他优化措施下的综合效益,旨在为增效氮肥的合理应用提供指导。主要研究结果如下:1.高分子包膜控释肥（PCF）、脲酶抑制剂（UI）、硝化抑制剂（NI）及双抑制剂（DI）施用于农田体系可以显著减少总活性氮损失64%,24%,22%,43%。对于特定形态氮素损失的减排四种增效氮肥作用不同,有些条件下甚至会增加排放。控释肥可以协同减少N...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１氮肥相关的环境污染及连锁效应（修改自Ｓｕｔｔｏｎ２０１３）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃａｓｃａｄｅ?ｃｏｕｐｌｅｄ?ｗｉｔｈ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ??２??
据进行了重新的分析。根据我们的分析共剔除２８个异常值，包括四个增效氮肥＊Ｎ２０排放的１９??组数据，ＮＨ３排放的１组数据，以及产量和效率中的９组数据，重新分析后的结果如表２－６所示。??如图２－１所示我们研究收录的样本涵盖了全球除非洲以外的所有大洲。其中以亚洲、北美以??及欧洲样本为主，实验点占总分布的７５％。其中草地样本大多来自欧洲的爱尔兰和大洋洲的新西??兰，这些地区年均降雨高，气候湿润；旱地样本分布广泛，包含了亚洲、欧洲、北美和南美，气??候条件多样；而水田大部分来自亚洲，少部分来自北美和西欧。研究中的传统氮肥都以尿素为主，??其次是氨态氮肥以及少部分的有机肥。四种增效氮肥中控释肥与硝化抑制剂的研究多于脲酶抑制??剂和双抑制剂。五个研究指标中产量指标的研究多于环境指标，而通常活性氮损失指标的监测很??少同时包含三个损失类型，多数研究监测了两种，此外监测多集中在Ｎ２０指标，而Ｎ０３１?林洗样??本较少。??Ｎ??Ｗ今Ｅ??ｔ?＝广?、?＾＾Ｊ：２〇ｒ＿６；４０＾＾＾＾１２＾００Ｋｍ?＾?＾??图２－１．本研究数据库所收录的实验点的全球分布。不同颜色点代表不同作物体系，绿色点代表草地，蓝色??代表水田，红色代表旱地（小麦，玉米和蔬菜）。数字代表每个大洲分布的样本量。??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ｓｉｔｅｓ?ｉｎｃｌｕｄｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｄａｔａｂａｓｅ?ｆｏｒ?ｍｅｔａ－ａｎａｌｙｓｉｓ．?Ｇｒｅｅｎ?ｄｏｔｓ?ｆｏｒ?ｇｒａｓｓｌａｎｄ
第二章增效氮肥减排增产增效的综合潜力??但有些情况下施用增效氮肥会增加排放，产生ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ效应，如硝化抑制剂的施用会不可避免地??显著增加ＮＨ３损失（图２－２），同时脲酶抑制剂仅对ＮＨ３的减排有效果而不能减少Ｎ２０和ＮＯ／淋洗??损失，而双抑制剂也表现出对Ｎ０３＿淋洗损失减排的无效性（图２－２，表２－４），而这种ｔｍｄｅ－ｏｆｆ效果??使得增效氮肥对活性氮损失的净减排量降低。综合ＮＨ３、Ｎ０３＿淋洗、Ｎ２０三种活性氮损失，以累??积总活性ｚ藏损失的形式表示，四种增效氮肥可以平均减少净活性氮损失２２－６６?ｋｇ?Ｎ?ｈａ＇其中控??释肥减排潜力最大（６４％），双抑制剂稍高于脲酶和硝化抑制剂，三者减排率分別为４３％，?２４％和??２２％。硝化抑制剂虽然可以显著降低ＮＣＶ淋洗２７ｋｇ?Ｎ?ｈａ人但由于增加７ｋｇ?Ｎ?ｈａ“的氨挥发导致??综合减排潜力最低。??另外，四种增效氮肥可以不同程度的增加作物产量和效率，但产量增幅较小尤』ｔ－是控释肥（图??２－２，表２－５）。所有作物体系上，硝化抑制剂平均增产５．３％，增效３１．７°／。；脲酶抑制剂＂Ｊ■增产６．２％，??增效２０．１％；双抑制剂仅平均增产４．９％
【参考文献】：
期刊论文
[1]缓控释肥料在水稻上的应用效果综述[J]. 程金秋,朱盈,魏海燕,李宏亮,李晓峰,陈雯,张洪程,戴其根,胡雅杰,崔培媛. 江苏农业科学. 2017(17)
[2]氮肥优化管理对稻花香抗倒伏能力的影响[J]. 彭显龙,梁辰,于彩莲,张晓辉,刘智蕾. 东北农业大学学报. 2017(08)
[3]脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响[J]. 张文学,杨成春,王少先,孙刚,刘增兵,李祖章,刘光荣. 中国水稻科学. 2017(04)
[4]脲酶-硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响[J]. 赵婉伊,徐卫红,王崇力,王卫中,陈永勤,迟荪琳,陈序根,秦余丽,王正银. 水土保持学报. 2017(03)
[5]氮素管理的指标[J]. 巨晓棠,谷保静. 土壤学报. 2017(02)
[6]Impact of dicyandiamide on emissions of nitrous oxide,nitric oxide and ammonia from agricultural field in the North China Plain[J]. Yizhen Zhou,Yuanyuan Zhang,Di Tian,Yujing Mu. Journal of Environmental Sciences. 2016(02)
[7]脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田氨挥发的影响[J]. 张文学,孙刚,何萍,梁国庆,王秀斌,刘光荣,周卫. 植物营养与肥料学报. 2013(06)
[8]不同缓释肥料对黄瓜产量、品质及养分利用率的影响[J]. 朱国梁,毕军,夏光利,孙哲,史桂芳,董浩,衣文平. 中国土壤与肥料. 2013(01)
[9]土壤含水量、pH及有机质对DMPP硝化抑制效果的影响[J]. 薛妍,武志杰,张丽莉,宫平,董欣欣,聂彦霞. 应用生态学报. 2012(10)
[10]脲酶抑制剂在水稻增产中的应用研究进展[J]. 盛素君,王趁义,朱培飞,王乾震,陈志宏,郑纯纯. 安徽农业科学. 2012(21)
硕士论文
[1]不同施肥技术对巢湖流域稻麦轮作农田CH4和N2O排放影响的研究[D]. 左怀峰.安徽农业大学 2014
本文编号：3212125
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１氮肥相关的环境污染及连锁效应（修改自Ｓｕｔｔｏｎ２０１３）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃａｓｃａｄｅ?ｃｏｕｐｌｅｄ?ｗｉｔｈ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ??２??
据进行了重新的分析。根据我们的分析共剔除２８个异常值，包括四个增效氮肥＊Ｎ２０排放的１９??组数据，ＮＨ３排放的１组数据，以及产量和效率中的９组数据，重新分析后的结果如表２－６所示。??如图２－１所示我们研究收录的样本涵盖了全球除非洲以外的所有大洲。其中以亚洲、北美以??及欧洲样本为主，实验点占总分布的７５％。其中草地样本大多来自欧洲的爱尔兰和大洋洲的新西??兰，这些地区年均降雨高，气候湿润；旱地样本分布广泛，包含了亚洲、欧洲、北美和南美，气??候条件多样；而水田大部分来自亚洲，少部分来自北美和西欧。研究中的传统氮肥都以尿素为主，??其次是氨态氮肥以及少部分的有机肥。四种增效氮肥中控释肥与硝化抑制剂的研究多于脲酶抑制??剂和双抑制剂。五个研究指标中产量指标的研究多于环境指标，而通常活性氮损失指标的监测很??少同时包含三个损失类型，多数研究监测了两种，此外监测多集中在Ｎ２０指标，而Ｎ０３１?林洗样??本较少。??Ｎ??Ｗ今Ｅ??ｔ?＝广?、?＾＾Ｊ：２〇ｒ＿６；４０＾＾＾＾１２＾００Ｋｍ?＾?＾??图２－１．本研究数据库所收录的实验点的全球分布。不同颜色点代表不同作物体系，绿色点代表草地，蓝色??代表水田，红色代表旱地（小麦，玉米和蔬菜）。数字代表每个大洲分布的样本量。??Ｆｉｇ．?２－１?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ｓｉｔｅｓ?ｉｎｃｌｕｄｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｄａｔａｂａｓｅ?ｆｏｒ?ｍｅｔａ－ａｎａｌｙｓｉｓ．?Ｇｒｅｅｎ?ｄｏｔｓ?ｆｏｒ?ｇｒａｓｓｌａｎｄ
第二章增效氮肥减排增产增效的综合潜力??但有些情况下施用增效氮肥会增加排放，产生ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ效应，如硝化抑制剂的施用会不可避免地??显著增加ＮＨ３损失（图２－２），同时脲酶抑制剂仅对ＮＨ３的减排有效果而不能减少Ｎ２０和ＮＯ／淋洗??损失，而双抑制剂也表现出对Ｎ０３＿淋洗损失减排的无效性（图２－２，表２－４），而这种ｔｍｄｅ－ｏｆｆ效果??使得增效氮肥对活性氮损失的净减排量降低。综合ＮＨ３、Ｎ０３＿淋洗、Ｎ２０三种活性氮损失，以累??积总活性ｚ藏损失的形式表示，四种增效氮肥可以平均减少净活性氮损失２２－６６?ｋｇ?Ｎ?ｈａ＇其中控??释肥减排潜力最大（６４％），双抑制剂稍高于脲酶和硝化抑制剂，三者减排率分別为４３％，?２４％和??２２％。硝化抑制剂虽然可以显著降低ＮＣＶ淋洗２７ｋｇ?Ｎ?ｈａ人但由于增加７ｋｇ?Ｎ?ｈａ“的氨挥发导致??综合减排潜力最低。??另外，四种增效氮肥可以不同程度的增加作物产量和效率，但产量增幅较小尤』ｔ－是控释肥（图??２－２，表２－５）。所有作物体系上，硝化抑制剂平均增产５．３％，增效３１．７°／。；脲酶抑制剂＂Ｊ■增产６．２％，??增效２０．１％；双抑制剂仅平均增产４．９％
【参考文献】：
期刊论文
[1]缓控释肥料在水稻上的应用效果综述[J]. 程金秋,朱盈,魏海燕,李宏亮,李晓峰,陈雯,张洪程,戴其根,胡雅杰,崔培媛. 江苏农业科学. 2017(17)
[2]氮肥优化管理对稻花香抗倒伏能力的影响[J]. 彭显龙,梁辰,于彩莲,张晓辉,刘智蕾. 东北农业大学学报. 2017(08)
[3]脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响[J]. 张文学,杨成春,王少先,孙刚,刘增兵,李祖章,刘光荣. 中国水稻科学. 2017(04)
[4]脲酶-硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响[J]. 赵婉伊,徐卫红,王崇力,王卫中,陈永勤,迟荪琳,陈序根,秦余丽,王正银. 水土保持学报. 2017(03)
[5]氮素管理的指标[J]. 巨晓棠,谷保静. 土壤学报. 2017(02)
[6]Impact of dicyandiamide on emissions of nitrous oxide,nitric oxide and ammonia from agricultural field in the North China Plain[J]. Yizhen Zhou,Yuanyuan Zhang,Di Tian,Yujing Mu. Journal of Environmental Sciences. 2016(02)
[7]脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田氨挥发的影响[J]. 张文学,孙刚,何萍,梁国庆,王秀斌,刘光荣,周卫. 植物营养与肥料学报. 2013(06)
[8]不同缓释肥料对黄瓜产量、品质及养分利用率的影响[J]. 朱国梁,毕军,夏光利,孙哲,史桂芳,董浩,衣文平. 中国土壤与肥料. 2013(01)
[9]土壤含水量、pH及有机质对DMPP硝化抑制效果的影响[J]. 薛妍,武志杰,张丽莉,宫平,董欣欣,聂彦霞. 应用生态学报. 2012(10)
[10]脲酶抑制剂在水稻增产中的应用研究进展[J]. 盛素君,王趁义,朱培飞,王乾震,陈志宏,郑纯纯. 安徽农业科学. 2012(21)
硕士论文
[1]不同施肥技术对巢湖流域稻麦轮作农田CH4和N2O排放影响的研究[D]. 左怀峰.安徽农业大学 2014
本文编号：3212125
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