水肥一體化配合硝化/脲酶抑制劑實(shí)現(xiàn)油菜減氮增效研究

宋燕燕，趙秀娟，張淑香*，白中科，龍懷玉，岳繼生，趙來(lái)明

水肥一體化配合硝化/脲酶抑制劑實(shí)現(xiàn)油菜減氮增效研究

宋燕燕1,2，趙秀娟1，張淑香1*，白中科2,3，龍懷玉1，岳繼生4，趙來(lái)明4

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083；3 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035；4 新疆慧爾農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，新疆昌吉 831100）

【目的】研究水肥一體化方式下減氮施肥并添加硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜生長(zhǎng)及土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響，旨在篩選出配合硝化/脲酶抑制劑施用的最適減氮量，為減少氮素?fù)p失、提高蔬菜生產(chǎn)中氮素利用率和降低蔬菜硝酸鹽含量提供理論依據(jù)。 【方法】采用盆栽試驗(yàn)，利用負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng) [(–5 ± 1) kPa]，設(shè)不施氮肥 (T1)、尿素 150 kg/hm2(T2)、尿素 150 kg/hm2+ 10%DCD (雙氰胺) + 1%HQ (氫醌)(T3)、尿素 127.5 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ (T4)、尿素 105 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ (T5) 共 5 個(gè)處理。監(jiān)測(cè)了油菜生長(zhǎng)期間供水量、土壤含水量、油菜生長(zhǎng)指標(biāo)及土壤硝態(tài)氮與銨態(tài)氮含量的變化，分析調(diào)查了收獲后油菜的產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)和養(yǎng)分含量。 【結(jié)果】在油菜生長(zhǎng)期間，負(fù)壓灌溉各處理的總出水量非常接近 (12174～13869 mL)。當(dāng)施肥量相同時(shí)，與不添加抑制劑處理 (T2) 相比，施用硝化和脲酶抑制劑 (T3) 能夠有效抑制土壤中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，提高葉長(zhǎng)、葉寬和葉綠素含量，顯著提高油菜產(chǎn)量 25.2%，提高氮肥利用率 85.2%，硝酸鹽含量顯著降低 51.9%。與不添加抑制劑處理 (T2) 相比，減氮 15%～30% 同時(shí)添加硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收也均有不同程度的促進(jìn)效果，并能夠抑制硝化作用，減少土壤中硝態(tài)氮累積，減氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制劑的處理 (T5) 能將油菜產(chǎn)量提高 15.9%，氮、磷、鉀含量分別提高 8.4%、21.5% 和 27.8%，氮肥利用率提高 1.26 倍，油菜體內(nèi)硝酸鹽含量降低 66.6%。 【結(jié)論】適當(dāng)減氮并添加硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收均有明顯的促進(jìn)效果，而且能減少油菜硝酸鹽含量和土壤中硝態(tài)氮累積。在本試驗(yàn)負(fù)壓水肥一體化條件下，減氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制劑，即尿素 105 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ 不僅效果最佳，還降低了因氮肥投入高而造成硝酸鹽累積的風(fēng)險(xiǎn)。

硝化抑制劑；脲酶抑制劑；負(fù)壓灌溉；產(chǎn)量；氮肥利用率；硝酸鹽

蔬菜是人們生活中必不可少的食品，但是葉菜類(lèi)蔬菜很容易富集硝酸鹽[1]。當(dāng)前的蔬菜生產(chǎn)施肥量大，氨揮發(fā)和氮氧化物損失比例較大，加之頻繁的灌水，不僅導(dǎo)致氮素以硝酸鹽淋溶損失，造成地下水污染等環(huán)境問(wèn)題，而且使得氮肥利用率降低，同時(shí)也會(huì)造成蔬菜對(duì)硝酸鹽的過(guò)量吸收，進(jìn)而對(duì)人體健康造成危害[2–3]。應(yīng)用硝化抑制劑和脲酶抑制劑來(lái)協(xié)調(diào)土壤中氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程是提高氮素利用率和減少蔬菜中硝酸鹽富集的一種有效途徑[4–6]。目前對(duì)硝化抑制劑雙氰胺 (DCD) 和脲酶抑制劑氫醌 (HQ) 組合的研究較多，國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，兩者同時(shí)施用，可以在減緩尿素水解的同時(shí)，保證 NH4+-N 在土壤中存留較長(zhǎng)時(shí)間，增加土壤氮素肥力和作物對(duì)氮素的吸收，并減少 NO3–-N 累積，可以在一定程度上降低作物體內(nèi)的硝酸鹽含量[6–10]。負(fù)壓灌溉技術(shù)是一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)，與水溶肥配合使用可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)供水供肥，能有效地節(jié)水節(jié)肥，并且使植物生長(zhǎng)在一個(gè)穩(wěn)定、適宜的水肥環(huán)境中[11–12]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于硝化和脲酶抑制劑施用效果的研究多集中于以固體肥形式直接施入田間或盆栽土壤中，以及進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)[13–17]，肥料接觸面較小，肥效相對(duì)較差；少數(shù)研究將抑制劑以隨水灌溉方式進(jìn)行追肥[18]；但目前在水肥一體化方式下對(duì)硝化和脲酶抑制劑施用效果的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究將負(fù)壓灌溉水肥一體化方式與硝化和脲酶抑制劑結(jié)合起來(lái)，通過(guò)盆栽試驗(yàn)方法，研究負(fù)壓灌溉下減施氮肥并添加硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收及土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響，進(jìn)而篩選出配合硝化/脲酶抑制劑施用的最適施氮量，為減少氮素?fù)p失、提高蔬菜生產(chǎn)中氮肥利用率和降低蔬菜硝酸鹽含量提供理論依據(jù)，也為硝化/脲酶抑制劑與負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置

采用負(fù)壓灌溉水肥一體化裝置進(jìn)行供水供肥[19](圖 1)。裝置包括負(fù)壓發(fā)生器、灌水器、儲(chǔ)水器和輸水管四部分。

圖1 負(fù)壓灌溉裝置示意圖Fig. 1 Schematic description of the negative pressure irrigation device

負(fù)壓發(fā)生器利用電磁閥和數(shù)顯開(kāi)關(guān)來(lái)控制壓力。數(shù)顯開(kāi)關(guān)用來(lái)設(shè)置和顯示負(fù)壓值。當(dāng)土水勢(shì)小于負(fù)壓發(fā)生器設(shè)定的壓強(qiáng)時(shí)，灌水器中的水在土壤吸力作用下流入土壤，輸水管內(nèi)形成負(fù)壓，儲(chǔ)水器中的水被壓入水管，補(bǔ)充流入土壤的水分，保證水在整個(gè)系統(tǒng)能不間斷地運(yùn)行。吸水后系統(tǒng)壓強(qiáng)小于負(fù)壓發(fā)生器設(shè)定的負(fù)壓值時(shí)，負(fù)壓發(fā)生器上的電磁限壓閥打開(kāi)進(jìn)氣，直到系統(tǒng)壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定的負(fù)壓值時(shí)，電磁限壓閥關(guān)閉，停止進(jìn)氣，使負(fù)壓發(fā)生器維持恒壓，從而保證灌水器的恒壓供水。灌水器采用陶土頭，是一種新型高分子陶瓷滲水材料，長(zhǎng) 25 cm，外徑 1.8 cm，具有透水不透氣的性能，固定在盆的中部。儲(chǔ)水器由供肥桶和供水桶組成，內(nèi)徑 19 cm，中間由三通連接，開(kāi)關(guān)控制；供肥時(shí)開(kāi)供肥開(kāi)關(guān)，供水時(shí)開(kāi)供水開(kāi)關(guān)，負(fù)壓值在換水換肥中不受到影響，保證了在生長(zhǎng)過(guò)程中負(fù)壓值的穩(wěn)定。各部分裝置通過(guò)內(nèi)徑 12 mm 的輸水管連接牢固，使得整個(gè)系統(tǒng)處于嚴(yán)格密封狀態(tài)。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2015 年 8 月至 9 月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)室內(nèi) (E116.3°，N39.9°) 進(jìn)行。試驗(yàn)采用油菜品種‘華綠 4 號(hào)’作為供試作物。供試土壤為褐土，質(zhì)地為粘土，取自山東省諸城市賈悅鎮(zhèn)，取土深度為0—20 cm。土壤有機(jī)質(zhì)含量 7.44 g/kg、全氮含量0.53 g/kg、有效磷含量 16.67 mg/kg、速效鉀含量93.00 mg/kg、pH 6.52，土壤經(jīng)風(fēng)干挑選出雜物過(guò)2 mm 篩。盆栽試驗(yàn)所用塑料盆長(zhǎng) 41.5 cm、寬 26 cm、高 26 cm，每盆裝土 28 kg。試驗(yàn)所用肥料為尿素 (N 46.2%)，磷酸二氫鉀 (P2O552%、K2O 34%)，硫酸鉀 (K2O 50%)。硝化抑制劑采用雙氰胺 (DCD)，施用量為氮肥用量的 10%；脲酶抑制劑采用氫醌(HQ)，施用量為氮肥用量的 1%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以盆栽連接負(fù)壓灌溉水肥一體化裝置進(jìn)行，根據(jù)不同負(fù)壓下土柱試驗(yàn)所測(cè)定的土壤含水量結(jié)果，設(shè)定負(fù)壓值為 (–5 ± 1) kPa。油菜于 2015 年 8月 10 日播種，8 月 20 日移栽，每盆定苗 8 株，9 月28 日收獲，生長(zhǎng)期共 49 天。試驗(yàn)期間其他管理栽培措施按照常規(guī)方法進(jìn)行。

試驗(yàn)設(shè)置 5 個(gè)處理，所有處理均采用負(fù)壓灌溉方式供水供肥，其中 T1 為無(wú)氮對(duì)照，T2 為常規(guī)施氮量配比，T3 為常規(guī)施氮量添加硝化和脲酶抑制劑，T4、T5 分別減氮 15%、30% 并添加硝化和脲酶抑制劑，所有處理磷、鉀肥用量相同，具體肥料配方詳見(jiàn)表 1。每個(gè)處理重復(fù) 3 次，隨機(jī)區(qū)組排列。施肥量按照每公頃耕層土重 2250 噸來(lái)折算出每公斤土施肥量。所有處理在肥料中加入油菜生長(zhǎng)所需的微量元素，其中，由于油菜需硼量高，硼營(yíng)養(yǎng)狀況會(huì)對(duì)油菜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)和品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，因此在阿農(nóng)微量元素營(yíng)養(yǎng)液配方的基礎(chǔ)上增加硼的用量 (15 kg/hm2)，每盆微量元素用量為硼酸 1200.08 mg、四水氯化鎂 50.68 mg、七水硫酸鋅 6.16 mg、五水硫酸銅 2.24 mg、四水錳酸 2.52 mg。根據(jù)氮磷鉀肥料的施用量，配制濃度為 0.15% 的水溶性肥料，并用 0.5 mol/L 稀鹽酸將其 pH 調(diào)至 5.8 ± 0.1。水溶性肥料分三次施入，自 8 月 28 日開(kāi)始施肥，每 10天施一次，三次施肥比例分別為 30%、40%、30%。

表1 不同處理養(yǎng)分量、折合肥料施用量Table1 Nutrient and equal fertilization amounts in the treatments

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤基本理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化—容量法測(cè)定，全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，有效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨提取法測(cè)定，pH 采用電位法 (土水比為 1∶2.5)測(cè)定。

供水量：從儲(chǔ)水器水位管上讀出水位差，根據(jù)儲(chǔ)水器內(nèi)徑計(jì)算供水量。

土壤水分含量：每 7 天取一次土，用烘干法測(cè)定土壤水分含量。

油菜鮮重、干重：收獲時(shí)將地上部和地下部分開(kāi)，測(cè)定每盆油菜產(chǎn)量 (鮮重)，并取一部分地上部鮮樣測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)，剩余部分沖洗并稱(chēng)重后 105℃殺青30 min，60℃ 烘干至恒重，稱(chēng)重并根據(jù)植株含水量折算出地上部總干重。

油菜生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)：自施肥 10 天后，每隔 10天測(cè)定一次，株高用直尺測(cè)量植株從露出土壤根部至頂端的距離；葉長(zhǎng)用直尺測(cè)量植株頂部倒數(shù)第 3片展開(kāi)葉葉尖至葉基的距離；葉寬用直尺測(cè)量倒數(shù)第 3 片葉最寬部分距離；葉綠素用 SPAD-502 葉綠素儀測(cè)量倒數(shù)第三片葉。

油菜品質(zhì)指標(biāo)：取新鮮的油菜地上部樣品，采用 2% 草酸溶液將油菜樣品研碎，定容并過(guò)濾，以2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定維生素 C 含量；將油菜樣品剪碎，于沸水浴中提取 30 min 并提取 2 次，采用蒽酮比色法在 630 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定可溶性糖含量；將油菜樣品剪碎并用沸水浴提取 30 min，采用水楊酸比色法在 410 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定硝酸鹽含量[20]。

油菜養(yǎng)分含量：將烘干的油菜地上部植株樣品磨碎并過(guò) 0.25 mm 篩，經(jīng)濃 H2SO4–H2O2高溫硝化后，以半微量開(kāi)氏定氮法測(cè)定全氮含量，以鉬銻抗比色法在 700 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定全磷含量，以火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量[21]。

土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量：在盆栽內(nèi)距陶土頭約 5 cm 的位置分 3 鉆取土并混合，用 2 mol/L KCl溶液浸提，利用瑞士 FOSS 公司制造的 FIAstar 5000連續(xù)流動(dòng)注射分析儀測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

氮肥利用率 = (施氮區(qū)地上部吸氮量 – 不施氮區(qū)地上部吸氮量)/施氮量 × 100%[22]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖；采用 SAS 9.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，顯著性水平設(shè)定為 α = 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理水肥供應(yīng)特征和土壤含水量變化

在負(fù)壓值為 –5 kPa 條件下，各處理的總出水量在 12174～13869 mL 范圍內(nèi)，處理間無(wú)顯著差異(圖 2)。其中，所有處理均在移栽后 1～8 天出水量較少；移栽后第 9～18 天，即開(kāi)始施肥后，油菜生長(zhǎng)速度開(kāi)始增快，與移栽后第一周相比，各處理出水量均明顯增加；到移栽后 19～28 天時(shí)，各處理出水量均有所減少；移栽后 29～38 天時(shí)，各處理出水量達(dá)到最大。

圖2 不同處理出水量Fig. 2 Water yield amounts of different treatments[注（Note）：柱上不同字母表示處理間差異達(dá) 5% 顯著水平Different letters above the bars mean significant among the treatments at the 5% level.]

在油菜生長(zhǎng)期間，土壤含水量的變化趨勢(shì)與出水量變化趨勢(shì)大體一致，所有處理均在移栽后第 8天，即開(kāi)始施肥時(shí)，土壤含水量達(dá)到峰值，之后整體呈逐漸降低趨勢(shì)，到第 36 天時(shí)，土壤含水量比之前有所升高。且不同處理間的含水量差異不大，在整個(gè)生長(zhǎng)期間，含水量變化幅度均較小，變化范圍為 9.8%～12.6% (圖 3)。這個(gè)結(jié)果也排除了水分對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成差異的可能，為下文提供了依據(jù)。

圖3 不同處理土壤含水量變化Fig. 3 Soil moisture content of different treatments

2.2 硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜產(chǎn)量的影響

在磷、鉀量一致時(shí)，所有添加硝化和脲酶抑制劑處理的油菜產(chǎn)量均顯著高于不施抑制劑的常規(guī)處理 T2 (圖 4)。在施肥量相同時(shí)，添加硝化和脲酶抑制劑處理 T3 比 T2 油菜產(chǎn)量提高 25.2%，T4 和 T5的油菜產(chǎn)量分別比 T2 提高了 11.1% 和 15.9% (P < 0.05)。

2.3 硝化/脲酶抑制劑對(duì)油菜生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

所有處理油菜的株高、葉長(zhǎng)、葉寬均在移栽后28～38 天之間增加幅度較大，即第三次施肥后，但葉綠素含量則是在 18～28 天之間快速增加 (圖 5)。在磷鉀量一致的條件下，無(wú)氮處理 T1 油菜的各項(xiàng)指標(biāo)均明顯低于施氮處理。3 個(gè)添加硝化和脲酶抑制劑處理 (T3、T4、T5) 的油菜株高、葉長(zhǎng)、葉寬等生長(zhǎng)指標(biāo)均高于不施抑制劑處理 T2，但差異未達(dá)到 5%顯著水平 (圖 5)。葉綠素含量的變化趨勢(shì)是隨著施氮量的增加而增加，其中減氮并添加抑制劑處理 T4、T5 的油菜葉綠素含量均低于不施抑制劑處理 T2；與不施抑制劑處理 T2 相比，添加抑制劑處理 T3 可以將油菜葉綠素含量提高 1.8%。

圖4 不同處理的油菜產(chǎn)量Fig. 4 Yields of rape under different treatments[注（Note）：柱上不同字母表示處理間差異達(dá) 5% 顯著水平Different letters above the bars mean significant among the treatments at the 5% level.]

圖5 不同處理油菜植株的生長(zhǎng)指標(biāo)Fig. 5 Growth indices of rape plants under different treatments

2.4 硝化/脲酶抑制劑對(duì)油菜品質(zhì)指標(biāo)的影響

所有處理油菜的硝酸鹽含量均未超過(guò)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害蔬菜安全要求 (葉菜類(lèi)蔬菜硝酸鹽≤ 3000 mg/kg)[23]，其中常規(guī)處理 T2 的硝酸鹽含量高于葉菜類(lèi)蔬菜允許生食的硝酸鹽安全殘留量標(biāo)準(zhǔn)(432 mg/kg)。與不施抑制劑的常規(guī)處理 T2 相比，3個(gè)添加硝化和脲酶抑制劑的處理均能提高油菜維生素 C 含量，并顯著降低油菜的硝酸鹽含量，差異達(dá)5% 顯著水平。處理 T3、T4、T5 的維生素 C 含量分別比 T2 提高了 15.6%、22.1%、40.1%，硝酸鹽含量分別降低了 51.9%、40.5%、66.6%，均達(dá)到葉菜類(lèi)蔬菜允許生食的標(biāo)準(zhǔn) (432 mg/kg)。在這 3 個(gè)處理中，減氮 30% 并添加抑制劑的處理 T5 油菜的維生素 C 含量和可溶性糖含量最高，硝酸鹽含量最低，品質(zhì)最好 (表 2)。

2.5 負(fù)壓灌溉下硝化/脲酶抑制劑對(duì)油菜養(yǎng)分吸收的影響

與無(wú)氮處理 T1 相比，施氮處理 T2 顯著提高了油菜植株內(nèi)的氮素含量，但對(duì)全磷和全鉀含量無(wú)顯著影響。與不施抑制劑的常規(guī)處理 T2 相比，所有添加硝化和脲酶抑制劑的處理氮、磷、鉀含量均有提高 (表 3)。其中減氮 30% 并添加抑制劑處理 T5 的氮、磷、鉀含量均顯著高于處理 T2，分別提高了8.4%、21.5% 和 27.8%；減氮 15% 并添加抑制劑處理 T4 的氮、磷、鉀含量也分別比 T2 提高了 0.2%、27.1%、20.7%。另外，T2 和 T3 所施氮、磷、鉀量相同，但添加抑制劑處理 T3 顯著提高了油菜的全氮含量，全磷和全鉀含量也有所提高。

由于濁音的激勵(lì)信號(hào)具有準(zhǔn)周期特征,能良好體現(xiàn)不同麥克風(fēng)信號(hào)間的相關(guān)性,因此本文設(shè)計(jì)中僅選取語(yǔ)音信號(hào)的濁音段進(jìn)行時(shí)延估計(jì)。利用濁音信號(hào)LPC預(yù)測(cè)增益明顯高于清音信號(hào)的特點(diǎn),本文選擇用預(yù)測(cè)增益進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)濁清音的簡(jiǎn)單判別。

2.6 硝化/脲酶抑制劑對(duì)油菜氮肥利用率的影響

不同處理油菜的氮肥利用率在 30.7%～69.2% 范圍內(nèi)。與不施抑制劑的常規(guī)處理 T2 相比，所有添加硝化和脲酶抑制劑的處理均顯著提高了油菜的氮肥利用率 (圖 6)。其中當(dāng)?shù)?、磷、鉀施用量相同時(shí)，添加硝化和脲酶抑制劑 (T3) 可將油菜的氮肥利用率在T2 基礎(chǔ)上提高 85.2%；減氮 15% 并添加硝化和脲酶抑制劑處理 (T4) 可將氮肥利用率提高 41.9%；在減氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制劑 (T5) 時(shí)，氮肥利用率達(dá)到最高，比 T2 提高了 1.26 倍 (圖 6)。

表2 不同處理油菜的品質(zhì)指標(biāo)Table2 Quality indices of rape under different treatments

表3 不同處理油菜植株全氮、全磷、全鉀含量 (%)Table3 Total N, P and K contents of rape plants under different treatments

圖6 不同氮肥用量配合硝化/脲酶抑制劑處理油菜氮肥利用率Fig. 6 Nitrogen use efficiency of rape under different nitrogen treatments[注（Note）：柱上不同字母表示處理間差異達(dá) 5% 顯著水平Different letters above the bars mean significant among the treatments at the 5% level.]

2.7 硝化/脲酶抑制劑對(duì)土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響

在油菜生長(zhǎng)過(guò)程中，常規(guī)處理 (T2) 的土壤硝態(tài)氮含量始終處于最高水平，而所有添加抑制劑處理土壤硝態(tài)氮含量均明顯低于常規(guī)處理 (圖 7)。其中在施肥開(kāi)始后的第 8 天時(shí)，各添加抑制劑處理 T3、T4、T5 土壤中硝態(tài)氮含量分別比 T2 降低了 67.7%、11.4%、29.5%，其中 T3、T5 與 T2 差異達(dá)到 5% 顯著水平。在油菜收獲時(shí)，各添加抑制劑處理 T3、T4、T5 土壤中硝態(tài)氮含量分別比 T2 降低了 42.2%、43.0%、10.0%，其中 T3、T4 與 T2 差異達(dá)到 5% 顯著水平。

與硝態(tài)氮含量的變化情況相反，除無(wú)氮對(duì)照 T1之外，常規(guī)施氮處理 T2 的土壤銨態(tài)氮含量在油菜生長(zhǎng)過(guò)程中始終處于最低水平，而所有添加抑制劑處理的土壤 NH4+-N 含量均比 T2 明顯提高 (圖 7)。其中，在施肥開(kāi)始后的第 8 天時(shí)，常規(guī)施氮處理 T2 的銨態(tài)氮含量急劇下降，而各添加抑制劑處理 T3、T4、T5 土壤銨態(tài)氮含量分別比 T2 提高了 99.1%、138.6%、95.8% (P < 0.05)。在油菜收獲時(shí)，各添加抑制劑處理 T3、T4、T5 土壤中銨態(tài)氮含量分別比T2 (1∶0.5∶1) 提高了 13.9%、13.1%、40.1%。

3 討論

有研究表明，在溫度濕度一定的室內(nèi)土柱模擬條件下，負(fù)壓灌溉的入滲量隨著時(shí)間的推移有逐漸減小的趨勢(shì)[12]。根據(jù)油菜盆栽試驗(yàn)的出水量和油菜生長(zhǎng)指標(biāo)結(jié)果，在油菜生長(zhǎng)速度較快的時(shí)期，各處理出水量相應(yīng)較大；當(dāng)油菜生長(zhǎng)速度相對(duì)減緩時(shí)，出水量有所減少，這表明負(fù)壓灌溉水肥一體化能夠一定程度上實(shí)現(xiàn)水分與養(yǎng)分的同步供應(yīng)主要由作物的生長(zhǎng)速度控制。負(fù)壓灌溉水肥一體化供肥方式是利用土壤基質(zhì)勢(shì)自動(dòng)從供肥桶中吸收水分和養(yǎng)分的，在同一負(fù)壓值下 (–5 kPa)，各處理出水量和土壤含水量無(wú)顯著差異，表明負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)是較為穩(wěn)定的，在同一負(fù)壓值下可以保證穩(wěn)定的水肥供應(yīng)，使油菜生長(zhǎng)在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的含水量環(huán)境中，且本次試驗(yàn)中每 10 天供一次水溶肥，每次供肥持續(xù)5～7 天，在油菜生長(zhǎng)過(guò)程中供肥較為均勻，有利于油菜生長(zhǎng)。

在目前的研究中，硝化和脲酶抑制劑施用提高作物產(chǎn)量的效果有所爭(zhēng)議。Pasda 等進(jìn)行的百余個(gè)田間試驗(yàn)結(jié)果表明，硝化抑制劑 DMPP 可顯著提高糧食作物 (小麥、玉米、水稻等)、經(jīng)濟(jì)作物 (馬鈴薯、甜菜等)、蔬菜 (萵苣、花椰菜、芹菜) 等多種作物的產(chǎn)量[24]；但也有研究表明，施用 DCD 后，小麥產(chǎn)量降低了 9%，牧草的產(chǎn)量變化不大[25]。這可能與氮肥施用量、土壤類(lèi)型、質(zhì)地、肥力和作物類(lèi)型等因素有很大關(guān)系。在本試驗(yàn)條件下，添加硝化和脲酶抑制劑可以將油菜產(chǎn)量提高 11.1%～25.2%，說(shuō)明本試驗(yàn)的施肥量較為合適，且由于硝化抑制劑 DCD 的存在，抑制了亞硝化細(xì)菌的活性，從而延緩了尿素水解后 NH4+-N 向 NO3–-N 的轉(zhuǎn)化，提高了土壤中銨態(tài)氮含量，加之脲酶抑制劑 HQ 抑制了尿素水解速度，減少了 NH4+的揮發(fā)，延長(zhǎng)了尿素肥效，使在油菜生長(zhǎng)后期養(yǎng)分最大吸收期仍然有充足的肥力供油菜植株生長(zhǎng)；另一方面，由于銨態(tài)氮供應(yīng)量高，油菜植株吸收銨態(tài)氮較多，相對(duì)吸收硝態(tài)氮來(lái)說(shuō)消耗的能量較少，特別是銨態(tài)氮能直接用于蛋白質(zhì)代謝，有利于促進(jìn)油菜植株生長(zhǎng)[26]。

圖7 不同處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的動(dòng)態(tài)變化Fig. 7 Dynamic change of soil nitrate nitrogen and ammonium nitrogen contents under different treatments

硝化和脲酶抑制劑施用可以將油菜硝酸鹽含量降低 40.5%～66.6%，同時(shí)提高油菜植株體內(nèi)全氮含量和提高氮肥利用率。這可能是由于尿素水解以后，氮素以 NH4+-N 形態(tài)在土壤中以較高濃度存在較長(zhǎng)時(shí)間，使油菜對(duì)氮肥的利用效率提高，因此油菜吸收 NH4

+-N 的比例高于對(duì)照處理，而常規(guī)施肥處理則吸收更多的 NO3–-N[24]。NH4

+-N 被植物吸收后會(huì)立即參與有機(jī)氮合成，而且油菜植株吸收的少量硝態(tài)氮能夠在體內(nèi)不斷地同化，不致使硝態(tài)氮產(chǎn)生過(guò)量累積，從而使植株體內(nèi)硝態(tài)氮含量降低，全氮含量上升[26-27]。硝化和脲酶抑制劑的添加也會(huì)影響蔬菜的維生素 C 和可溶性糖含量等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。許超等研究表明 ASN 和 DMPP 配合施用可使小白菜維生素 C 含量比常規(guī)尿素處理提高 3.6%，可溶性糖含量提高 12.5%[26]。Pasda 等的田間試驗(yàn)表明，硝化抑制劑 DMPP 可使甜菜、馬鈴薯等淀粉含量提高，但卻降低了冬小麥籽粒的粗蛋白含量[24]。在本試驗(yàn)中，3 個(gè)添加硝化和脲酶抑制劑的處理能將油菜維生素 C 含量提高 15.6%～40.1%，但可溶性糖含量與 T2 相比有所降低。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加硝化和脲酶抑制劑可以促進(jìn)油菜對(duì)磷素的吸收，與前人的結(jié)果相似[29]。這是由于硝化抑制劑能夠使土壤中保持較多的 NH4+，被作物吸收時(shí)會(huì)伴隨著大量的 H+釋放，導(dǎo)致作物根際周?chē)兯醄30]，酸性環(huán)境能改善土壤中磷素的有效性，使土壤磷素活化，促進(jìn)作物對(duì)磷素的吸收[31]。另外，由于 NH4

+(0.286 nm) 和 K+(0.266 nm) 半徑基本相等，兩者之間存在拮抗作用[32]，在 NH4+被作物吸收時(shí)導(dǎo)致的酸性環(huán)境下，加大了土壤 K+的淋失風(fēng)險(xiǎn)，不利于作物對(duì) K+的吸收。但在本試驗(yàn)中，添加硝化和脲酶抑制劑能夠不同程度地提高油菜全鉀含量，具體原因仍需進(jìn)一步研究與論證。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)負(fù)壓灌溉條件下，當(dāng)?shù)租浭┯昧肯嗤瑫r(shí)，與不施抑制劑處理相比，添加硝化和脲酶抑制劑能夠有效抑制土壤中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，提高油菜葉長(zhǎng)、葉寬和葉綠素含量等生長(zhǎng)指標(biāo)，油菜產(chǎn)量顯著提高 25.2%，并明顯促進(jìn)油菜植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，氮肥利用率顯著提高 85.2%，硝酸鹽含量顯著降低 51.9%。適當(dāng)減氮并添加硝化和脲酶抑制劑對(duì)油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收也均有明顯的促進(jìn)效果，并且減少油菜硝酸鹽含量和土壤中硝態(tài)氮累積。綜合油菜產(chǎn)量、氮肥利用率和品質(zhì)分析，在負(fù)壓水肥一體化條件下，減氮 30% 并添加 10%DCD 和 1%HQ 不僅產(chǎn)量效果最佳，也提高了氮肥的利用率。

[1]劉勤, 張新, 趙言文, 等. 土壤植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及人畜健康關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2001, 12(4): 623–626. Liu Q, Zhang X, Zhao YW, et al. Relationships between soil-plant nutrition, quality of agricultural products and human and livestock health[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2001, 12(4): 623–626.

[2]曹兵, 賀發(fā)云, 徐秋明, 等. 南京郊區(qū)番茄地中氮肥的氣態(tài)氮損失[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2006, 43(1): 62–68. Cao B, He FY, Xu QM, et al. Gaseous losses from Nfertilizers applied to atomato field in Nanjing suburbs[J]. Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(1): 62–68.

[3]He FF, Jiang RF, Chen Q, et al. Nitrous oxide emissions from an intensively managed greenhouse vegetable cropping system in Northern China[J]. Environmental Pollution, 2009, 157(5): 1666–1672.

[4]Di HJ, Cameron KC. Reducing environmental impacts of agriculture by using afine particle suspension nitrification inhibitor to decrease nitrate leaching from grazed pastures[J]. Agriculture Ecosystems and Environment, 2005, 109: 202–212.

[5]Moir JL, Cameron KC, Di HJ. Effects of the nitrification inhibitor dicyandiamide on soil mineral N, pasture yield, nutrient uptake and pasture quality in agrazed pasture system[J]. Soil Use and Management, 2007, 23: 111–120.

[6]徐星凱, 周禮愷, Oswald VC. 脲酶抑制劑/硝化抑制劑對(duì)土壤中尿素氮轉(zhuǎn)化及形態(tài)分布的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2000, 37(3): 339–345. Xu XK, Zhou LK, Oswald VC. Effect of urease, nitrification inhibitors on the distribution of transformed urea-N forms in soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 2000, 37(3): 339–345.

[7]邱永祥, 謝小珍, 蔡南通, 等. 不同氮素及硝化抑制劑對(duì)葉菜用甘薯光合特性、莖葉產(chǎn)量及硝酸鹽含量的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2006, 34(12): 58–64. Qiu YX, Xie XZ, Cai NT, et al. Studies on the effects of different fertilizers and nitrification inhibitor on photosynthetic and vine yield and nitrate accumulation in vine-vegetable sweet potato[J]. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition), 2006, 34(12): 58–64.

[8]雋英華, 陳利軍, 武志杰, 等. 脲酶/硝化抑制劑在土壤氮轉(zhuǎn)化過(guò)程中的作用[J]. 土壤通報(bào), 2007, 38(4): 773–780. Juan YH, Chen LJ , Wu ZJ, et al. Effect of urease and nitrification inhibitor on soil-N transformation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2007, 38(4): 773–780.

[9]焦曉光, 梁文舉, 陳利軍, 等. 脲酶/硝化抑制劑對(duì)土壤有效態(tài)氮、微生物量氮和小麥氮吸收的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 15(10):1903–1906. Jiao XG, Liang WJ, Chen LJ, et al. Effects of urease/nitrification inhibitors on soil available Nand microbial biomass Nand on N uptake of wheat[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2004, 15(10): 1903–1906.

[10]黃益宗, 馮宗煒, 王效科, 等. 硝化抑制劑在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 土壤通報(bào), 2002, 33(4): 310–314. Huang YZ, Feng ZW, Wang XK, et al. Research progress of nitrification inhibitors applied in agriculture[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2002, 33(4): 310–314.

[11]江培福, 雷廷武, Vincent FBralts, 等. 土壤質(zhì)地和灌水器材料對(duì)負(fù)壓灌溉出水流量及土壤水運(yùn)移的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2006, 22(4): 19–22. Jiang PF, Lei TW, Bralts VF, et al. Effects of soil textures and emitter material on the soil water movement and efficiency of negatively pressurized irrigation system[J]. Transactions of the CSAE, 2006, 22(4): 19–22.

[12]梁錦陶. 負(fù)壓灌溉土壤水分運(yùn)移特征研究[D]. 山西太原: 太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2011. Liang JT. The research on the characteristics of soil water movement under negatively pressurized irrigation system [D].Taiyuan, Shanxi: MS Thesis of Taiyuan University of Technology, 2011.

[13]Zerulla W, Pasda G, H?hndel R, et al. The new nitrification inhibitor DMPP (ENTEC?) for use in agricultural and horticultural crops-an overview[J]. Developments in Plant and Soil Sciences, 2001, 92: 754–755.

[14]Guo YJ, Di HJ, Cameron KC, et al. Effect of application rate of a nitrification inhibitor, dicyandiamide (DCD), on nitrification rate, and ammonia-oxidizing bacteria and archaea growth in agrazed pasture soil: An incubation study[J]. Journal of Soils and Sediments, 2014, 14(5): 897–903.

[15]Di HJ, Cameron KC. Inhibition of ammonium oxidation by aliquid formulation of 3,4-Dimethylpyrazole phosphate (DMPP) compared with adicyandiamide (DCD) solution in six New Zealand grazed grassland soils[J]. Journal of Soils and Sediments, 2011, 11(6): 1032–1039.

[16]串麗敏, 趙同科, 安志裝, 等. 添加硝化抑制劑雙氰胺對(duì)油菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 29(5): 870–874. Chuan LM, Zhao TK, An ZZ, et al. Effects of adding anitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) on the growth and quality of rape[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2010, 29(5): 870–874.

[17]孫志梅, 劉艷軍, 梁文舉, 等. 新型脲酶抑制劑 LSN 與雙氰胺配合施用對(duì)菜田土壤尿素氮轉(zhuǎn)化及蔬菜生長(zhǎng)的影響[J]. 土壤通報(bào), 2005, 36(5): 803–805. Sun ZM, Liu YJ, Liang WJ, et al. Synergistic effect of anovel urease inhibitor LNS and anitrification inhibitor DCD on urea-N transformation and vegetable growth[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2005, 36(5): 803–805.

[18]張琳, 孫卓玲, 馬理, 等. 不同水氮條件下雙氰胺(DCD)對(duì)溫室黃瓜土壤氮素?fù)p失的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2015, 21(1): 128–137. Zhang L, Sun ZL, Ma L, et al. Effects of dicyandiamide on nitrogen loss from cucumber planting soil in intensive greenhouse under different irrigation and nitrogen conditions[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(1): 128–137.

[19]龍懷玉, 張認(rèn)連. 一種施肥裝置及施肥方法[P]. 中國(guó)專(zhuān)刊: 201110 093923.2, 2011-10-19. Long HY, Zhang RL. Fertilizing device and fertilizing method[P]. Chinese Patent: 201110093923.2, 2011-10-19.

[20]王學(xué)奎. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006. Wang XK. Principle and technology of plant physiological and biochemical experiments [M]. Beijing: Higher Education Press, 2006.

[21]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000. Lu RK. Soil agricultural chemical analysis method [M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2000.

[22]李韻珠, 王鳳仙, 黃元仿. 土壤水分和養(yǎng)分利用效率幾種定義的比較[J]. 土壤通報(bào), 2000, 31(4): 150–155. Li YZ, Wang FX, Huang YF. Comparison for various definitions about soil water and nutrient use efficiency[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2000, 31(4): 150–155.

[23]GB/T 18406.1-2001. 農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害蔬菜安全要求[S]. GB/T 18406.1-2001. Safety qualification for agricultural productsafety requirements for non-environmental pollution vegetable[S].

[24]Pasda G, Hahndel R, Zerulla W. Effects of fertilizers with the new nitrification inhibitor DMPP (3, 4-dimethyl pyrazole phosphate) on yield and quality of agriculture and horticultural crops[J]. Biology and Fertility of Soil, 2001, 34: 85–97.

[25]Cookson WR, Cornforth IS. Dicyandiamide slows nitrification in dairy cattle urine patchs: Effects on soil solution composition, soil pH and pasture yield[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2002, 34: 1461–1465.

[26]串麗敏. 硝化/脲酶抑制劑對(duì)土壤氮素遷移轉(zhuǎn)化及油菜生長(zhǎng)的影響[D]. 石家莊: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2010. Chuan LM. Effects of nitrification/urease inhibitor on nitrogen migration, transformation and rape growth [D]. Shijiazhuang: MS Thesis of Agricultural University of Hebei, 2010.

[27]孫愛(ài)文, 石元亮, 張德生. 硝化/脲酶抑制劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 土壤通報(bào), 2004, 35(3): 357–361. Sun AW, Shi YL, Zhang DS. Application of nitrification-urease inhibitors in agriculture[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2004, 35(3): 357–361.

[28]許超, 吳良?xì)g, 張立民, 等. 含硝化抑制劑DMPP氮肥對(duì)小白菜硝酸鹽累積和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(1): 137–139. Xu C, Wu LH, Zhang LM, et al. Effect of nitrogen fertilizer with nitrification inhibitor DMPP on nitrate accumulation and nutritional quality of Brassica campestris L. ssp. Chinensis[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(1): 137–139.

[29]Rahmatulah, Gill MA, Wissemeier AH, et al. Phosphate availability from phosphate rock as related to nitrogen form and the nitrification inhibitor DMPP[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2006, 169: 675–678.

[30]伍少福. 硝化抑制劑DMPP對(duì)土壤硝酸鹽淋失的影響及其蔬菜應(yīng)用效果研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2006. Wu SF. Effects of nirtification inhibitor DMPP on soil nitrate leaching and vegetable production [D]. Hangzhou: MS Thesis of Zhejiang University, 2006.

[31]孫志梅, 武志杰. 硝化抑制劑的施用效果、影響因素及其評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(7): 1611–1618. Sun ZM, Wu ZJ. Application effect, affecting factors, and evaluation of nitrification inhibitor: A review[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(7): 1611–1618.

[32]Azam F, Farooq S. Nitrification inhibition in soil and ecosystem functioning: An overview[J]. Pakistan Journal of Biological Sciences, 2003, 6: 528–535.

Reducing nitrogen input and improving yield and quality of rape through combination of fertigation and nitrification/urease inhibitor addition

SONG Yan-yan1,2, ZHAO Xiu-juan1, ZHANG Shu-xiang1*, BAI Zhong-ke2,3, LONG Huai-yu1, YUE Ji-sheng4, ZHAO Lai-ming4
( 1 Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2 School of Land Science Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 3 Key Lab of Land Consolidation, Ministry of Land and Resources, Beijing 100035, China; 4 Xinjiang Huier Agriculture Group Co., Ltd., Changji 831100, China )

【Objectives】The paper was aimed at the selection of the optimum reduction of nitrogen with nitrification and urease inhibitors application, to provide theoretical basis for reducing nitrogen losses, improving nitrogen use efficiencies and reducing nitrate contents in vegetables with fertigation management. 【Methods】A pot experiment was carried out using negative pressure irrigation [(–5 ± 1) kPa] method. Five treatments were set up as: no N(T1), urea 150 kg/hm2(T2), urea 150 kg/hm2+ 10%DCD (dicyandiamide) + 1%HQ (hydroquinone) (T3), urea 127.5 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ (T4), and urea 105 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ(T5). Water supply amounts, soil moisture contents, rape growth indicators, soil nitrate nitrogen and ammonium nitrogen contents during the period of rape growth were analyzed, and the yield, quality, nutrient content of rape after the harvest were determined. The optimum formula was acquired through comprehensive analysis.【Results】During the rape growth, the total water yield amounts were very close among the treatments (12174–13869 mL). In the condition of the same fertilizing amount, compared with the no inhibitor added treatment (T2), T3 could effectively inhibit the conversion of ammonium nitrogen to nitrate nitrogen in the soil, increase the leaf length, leaf width and chlorophyll contents, promote rape plants to absorb nutrients, significantly increase the rape yield by 25.2% and nitrogen use efficiency significantly by 85.2%, and at the same time significantly reduce the nitrate content by 51.9%. Compared with the no inhibitor added treatment (T2), decreasing 15%–30% of nitrogen input rate and adding nitrification and urease inhibitors also had similar effect on rape yield, quality and nutrient absorption, and could restrain the nitrofication process and reduce nitrate accumulation in the soil. Among them, the treatment T5 improved rape yield by 15.9%, increased total N, P and Kcontents by 8.4%, 21.5% and 27.8%, which led to 1.26 times of increase in the nitrogen use efficiency, and 66.6% of reduce in the nitrate content in rape. 【Conclusions】Under the condition of negative pressure irrigation, moderate reduction of nitrogen with addition of nitrification and urease inhibitors have obvious promoting effect on yield and nitrogen use efficiency of rape, and reducing effect on the nitrate content of rape and soil nitrate accumulation. Under the experimental condition, urea 105 kg/hm2+ 10%DCD + 1%HQ, reducing 30% of nitrogen with addition of 10%DCD and 1%HQ shows the best effect, reducing the risks of nitrate accumulation caused by high nitrogen input at the same time.

nitrification inhibitor; urease inhibitor; negative pressure irrigation; yield; nitrogen use efficiency; nitrate

2016–04–20 接受日期：2016–10–13

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863 計(jì)劃）（2013AA102901）；國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201503120）資助。

宋燕燕（1992—），女，山西晉城人，碩士研究生，主要從事土壤學(xué)方面的研究。E-mail：songyy109@163.com

* 通信作者 E-mail：zhangshuxiang@caas.cn