不同氮肥品種氮素滲漏及固氮對(duì)比試驗(yàn)

蘭書林　魏新田　魏修山

摘要 通過將不同氮素化肥品種施入土壤后對(duì)其進(jìn)行氮素滲漏試驗(yàn),了解尿素、碳銨及肽能氮施入土壤后氮素的滲漏、空氣揮發(fā)及作物對(duì)氮素的利用率,提出了在今后化肥施用中,選擇肽能氮新型氮肥,可使氮素利用率提高131.77%～155.05%,氮素滲漏率下降75.85%～79.23%,空氣揮發(fā)量下降81.82%～96.15%,使農(nóng)村地下水水質(zhì)得到改善,緩解農(nóng)村地下水化肥污染問題,保證人民身心健康。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村地下水質(zhì);化肥污染;肽能氮

中圖分類號(hào) X523 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2009)13-0274-01

農(nóng)村水質(zhì)富營養(yǎng)化逐年加重,表現(xiàn)在淺層水飲用發(fā)澀、發(fā)苦,開水污垢多,有的地方地下飲用水污染嚴(yán)重,特別是蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)表現(xiàn)得更為突出[1]。這可能與化肥污染有關(guān),尤其是硝酸鹽和亞硝酸鹽與仲胺作用形成的亞硝胺,已證實(shí)是當(dāng)今農(nóng)村各種癌癥頻發(fā)的元兇[2,3]。

2007年從鎮(zhèn)平縣種糧區(qū)、蔬菜區(qū)、淺山丘陵區(qū)所采60處10～20m壓水井水樣分析化驗(yàn)發(fā)現(xiàn),種糧區(qū)硝酸鹽氮平均為25.3mg/L,蔬菜種植區(qū)平均為36.4mg/L,淺山丘陵區(qū)平均為17.2mg/L,比20年前測定分別增高1.5倍、2.2倍、1.3倍。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道:飲用硝酸鹽含量過高的水,對(duì)嬰兒的健康有害;如果飲水中的硝酸鹽大于10mg/L時(shí),硝酸鹽還原成亞硝酸鹽之后,可引起高鐵血紅蛋白癥,對(duì)年齡較大的兒童也可能有危害[4]。國內(nèi)將硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)限定為20mg/L。而鎮(zhèn)平縣的水樣硝酸鹽含量遠(yuǎn)超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),可見淺層地下水遭受化肥污染已相當(dāng)嚴(yán)重。為了有效扼制亞硝酸鹽氮繼續(xù)增高的勢頭,筆者于2008年4～8月,自制土壤淋漏盤,將現(xiàn)常用化肥品種施入土壤后對(duì)其進(jìn)行了養(yǎng)分流失及利用率和施肥技巧研究,篩選固氮性好、不流失的氮素品種及氮、磷、鉀最佳三要素施肥配方,現(xiàn)將結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 土壤淋漏、固氮及作物利用方法的自制設(shè)備

1.1.1 不同氮肥品種氮素滲漏及土壤固氮作用測定設(shè)備。在市場上購買直徑60cm、高50cm的塑料桶3個(gè),底部鉆多個(gè)小孔,及口徑65～70cm的塑盆3個(gè)。

1.1.2 模擬大田不同氮肥品種氮素利用試驗(yàn)設(shè)備。用5cm厚的木板,制成寬2m、長3m、高0.4m的木槽,槽內(nèi)鋪塑料薄膜,下用磚墊起,稍呈5°傾斜,低的底角留一淋水孔,用導(dǎo)管引出,插入有色廣口瓶中。槽內(nèi)裝滿土備用。

1.2 供試化肥品種

供試化肥為:46%尿素(湖北宜化棗陽分廠生產(chǎn));42%肽能氮(河南東信科技發(fā)展有限公司生產(chǎn));17.1%碳銨(枝江三寧化肥廠生產(chǎn));活土免耕肥(河南東信科技發(fā)展有限公司生產(chǎn));12%過磷酸鈣(襄樊磷肥廠生產(chǎn));60%氯化鉀(俄羅斯生產(chǎn))。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 氮素淋漏及土壤固氮能力試驗(yàn)。先在塑料盆內(nèi)放3塊木塊做支墊,將塑料桶底部放入盆內(nèi),桶底鋪3層細(xì)紗布,內(nèi)裝經(jīng)測定過含氮量的土壤壓實(shí),厚度40cm,重量156 kg。將供試的氮肥品種折純含氮相等,即:尿素1.5kg,肽能氮1.643kg,碳銨4.035kg。對(duì)水100kg溶解后緩緩灌入塑料桶內(nèi),測定淋析出的水的氮素含量和土壤中含氮量變化。

1.3.2 模擬大田不同氮肥品種氮素利用試驗(yàn)。設(shè)3個(gè)處理,分別為:尿素230g+過磷酸鈣300g+氯化鉀200g(A),碳銨620g+過磷酸鈣300g+氯化鉀200g(B),肽能氮252g+活土免耕肥225g(C)。撒施木槽內(nèi),混土10cm。開溝撒種菠菜。自然降雨不計(jì),干旱時(shí)每5d向槽內(nèi)灌水至飽和量(20～30kg),待廣口瓶中滲漏液達(dá)半瓶時(shí)取下?lián)Q上新瓶,將滲漏液進(jìn)行化驗(yàn),測定含氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素淋漏及土壤固氮能力試驗(yàn)

選用不同氮肥產(chǎn)品,均折成690g純氮含量,經(jīng)相同量水溶后用于土壤淋析結(jié)果表明,經(jīng)淋漏后肽能氮的氮素有80.5%固定于土壤膠體中,而參試的尿素和碳銨此功能甚微,僅分別為2.5%、2.7%;淋漏液量差異不大,但其中含氮量分別比肽能氮高出16.5個(gè)百分點(diǎn)、15.6個(gè)百分點(diǎn);淋漏率分別比肽能氮高63.1個(gè)百分點(diǎn)、59.7個(gè)百分點(diǎn);整個(gè)試驗(yàn)肽能氮氮素?fù)p失率為8.5%(認(rèn)定為空氣揮發(fā)),比尿素、碳銨分別降低14.9個(gè)百分點(diǎn)、18.1個(gè)百分點(diǎn)。

2.2 模擬大田不同氮素肥料品種施入土壤后氮素滲漏情況

處理C即以肽能氮為主體處理區(qū),在菠菜生長季節(jié)3次所測滲出液總量為1.479kg,總氮量達(dá)6.66g,氮素滲漏率為0.45%;以尿素為主體的處理A區(qū),所測滲出液總量為1.443kg,總氮量達(dá)76.69g,氮素滲漏率為5.32%,比處理C高4.87個(gè)百分點(diǎn);以碳銨為主體的處理B區(qū),滲出液總量為1.479kg,氮素總量為84.25g,氮素滲漏率為5.70%,比處理C高5.25個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 不同氮素肥料品種氮素隨水流失、揮發(fā)及利用情況

處理C施入總氮量為50.4g,3次測得滲漏氮量合計(jì)為6.66g,滲漏率為13.20%,空氣揮發(fā)率為0.20%,作物利用率達(dá)87.10%。處理A雖氮素施入總量比C處理多69.2g,但其滲漏氮量高達(dá)76.69g,滲漏率達(dá)64.12%,空氣揮發(fā)率為1.10%,作物利用率為34.15%,但滲漏氮量、滲漏率、空氣揮發(fā)率比處理C分別高出70.03g、50.92個(gè)百分點(diǎn)、0.90個(gè)百分點(diǎn),作物利用率低60.79%。處理B氮素施入總量比處理C多102.6g,而滲漏氮素量達(dá)84.25g,滲漏率55.06%,空氣揮發(fā)率5.20%,作物利用率37.58%;其滲漏氮量、滲漏率、空氣揮發(fā)率比處理C分別高出77.59g、41.86個(gè)百分點(diǎn)、5.00個(gè)百分點(diǎn),作物利用率低56.85%。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)村淺層地下水水質(zhì)污染問題日漸加劇,我國農(nóng)田每年通過淋溶滲漏、空氣揮發(fā)損失純氮素肥料約900萬噸,價(jià)值400億元,使人們的飲水安全受到很大威脅,長期飲用這些硝酸鹽超標(biāo)的地下水,對(duì)人民健康造成很大隱患。改革目前農(nóng)村長期施用高滲漏、高揮發(fā)、低利用率的化肥狀況勢在必行。試驗(yàn)結(jié)果表明,使用肽能氮新型氮肥,施入土壤后很快能與土壤膠離子產(chǎn)生反應(yīng),被膠離子吸附形成球狀氣體包圍圈,使氮素不易隨水滲漏、揮發(fā)、淋溶,避免地下水污染,使氮素得到充分的利用。此外,經(jīng)肽化處理后的氮素中,由于其所含的亞硝酸鹽氮被剝離,因此生產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品中不含硝酸鹽成分,達(dá)到了有機(jī)、綠色、無公害的標(biāo)準(zhǔn)。加上肽能氮與硅鉀鎂礦質(zhì)肥及活土免耕肥生物菌肥共同搭配使用,使農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)有更大提高。至于在不同農(nóng)作物上使用的增產(chǎn)和品質(zhì)提升的幅度,有待做更深一步的研究。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李瑞芝.地下水污染及其防治措施的分析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1995(1):103-105.

[2] 黃民生.略論地下水硝酸鹽氮污染及其防治措施[J].上海環(huán)境科學(xué),1995(9):29-31.

[3] 孫彭力,王慧君.氮素化肥的環(huán)境污染[J].環(huán)境污染與防治,1995(1):41-44.

[4] 呂書君.我國地下水污染分析[J].地下水,2009(1):1-5.