尿素與緩釋尿素配施添加DMPP對砂姜黑土氮素轉(zhuǎn)化的影響①

疏 晴，王香琪，齊永波，穆 靜，張富源，朱 榮，章力干，郜紅建

尿素與緩釋尿素配施添加DMPP對砂姜黑土氮素轉(zhuǎn)化的影響①

疏 晴，王香琪，齊永波，穆 靜，張富源，朱 榮，章力干*，郜紅建

(農(nóng)田生態(tài)保育與污染防控安徽省重點實驗室，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，合肥 230036)

研究尿素與緩釋尿素配施添加硝化抑制劑3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)對砂姜黑土氮素轉(zhuǎn)化的影響，為田間速效與緩釋氮的合理配施提供理論依據(jù)。采用室內(nèi)恒溫、恒濕培養(yǎng)試驗方法，試驗設(shè)不施肥(CK)、單施尿素(N)、單施緩釋尿素(S)、60% 尿素+40% 緩釋尿素(NS)、尿素+DMPP(ND)、緩釋尿素+DMPP(SD)、60% 尿素+40% 緩釋尿素+DMPP(NSD)共7個處理，通過測定不同處理土壤中不同形態(tài)氮素含量，探究添加DMPP在單施尿素、單施緩釋尿素及尿素與緩釋尿素配施上對土壤氮素轉(zhuǎn)化的不同影響。ND處理在培養(yǎng)第1 ～ 35 天內(nèi)銨態(tài)氮含量均顯著高于N處理，并有效延緩了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的時間。SD處理較之S處理在顯著提高土壤中銨態(tài)氮含量的同時，也能有效抑制硝化作用，其硝化抑制有效作用時間在49 d左右，并且在此期間內(nèi)能降低表觀硝化率，提高硝化抑制率。與NS處理相比，NSD處理不僅能夠顯著提高土壤銨態(tài)氮含量，使銨態(tài)氮半衰期延長至18.6 d，硝化抑制率顯著提高，表觀硝化作用有效抑制時間延長了32 d左右。綜合分析表明，尿素與緩釋尿素配施添加DMPP在抑制氨氧化作用中效果明顯，顯著提高硝化抑制率，降低表觀硝化率，有效延長了銨態(tài)氮在土壤中停留的時間，該措施為有效阻控農(nóng)田氮素?fù)p失提供了科學(xué)依據(jù)。

緩釋尿素；DMPP；氨氧化；硝化作用；砂姜黑土

肥料是保障我國糧食安全的關(guān)鍵因素，在作物生長中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，氮肥施用量迅速增加，但是氮素在土壤中容易轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致很大一部分氮素不能被作物完全吸收利用，而以多種形式釋放到環(huán)境中[2]，引起地表和地下水硝酸鹽污染、水體富營養(yǎng)化、大氣溫室效應(yīng)等一系列的環(huán)境問題[3]。新型緩釋肥通過延緩肥料養(yǎng)分在土壤中的轉(zhuǎn)化和釋放，使其與作物吸收同步的方式，成為提高肥料利用率、增加作物產(chǎn)量的有效途徑[4-6]?？扇羧客度爰兙忈尫蕰@著增加施肥成本，不利于大面積的推廣與應(yīng)用[7]。有研究表明，緩釋尿素與普通尿素混施既能滿足作物生育期內(nèi)對養(yǎng)分的需求，又能實現(xiàn)高產(chǎn)高效的簡化施肥目標(biāo)[8-10]。目前緩釋尿素與普通尿素配施已成為一種較為常見的施肥模式。

基于在砂姜黑土區(qū)所做田間試驗得出的結(jié)果：小麥季秸稈還田條件下配施緩控釋肥處理表層土壤銨態(tài)氮含量隨生育期不斷增加，在抽穗期達到峰值，為21.28 mg/kg，顯著高于同期的秸稈還田條件下的推薦施肥處理(7.00 mg/kg)。但在成熟期時，秸稈還田條件下配施緩控釋肥處理表層土壤硝態(tài)氮含量(48.28 mg/kg)顯著高于同期的推薦施肥處理(33.11 mg/kg)和秸稈還田條件下的推薦施肥處理(24.91 mg/kg)，增加了氮素淋失的風(fēng)險(未發(fā)表數(shù)據(jù))。這表明緩控釋肥配施在作物生長前期通過延緩氮素的釋放，顯著增加土壤銨態(tài)氮含量，但后期隨著緩釋作用減弱，土壤中硝態(tài)氮不斷累積，則增大氮素流失風(fēng)險。

對銨態(tài)氮肥及能形成銨的氮肥來說，抑制或延緩其硝化作用，是減少損失、提高肥料利用率和降低環(huán)境影響的重要途徑之一[11]。硝化抑制劑是目前最為有效且常用的調(diào)節(jié)硝化作用的措施[12-13]，在減少硝態(tài)氮淋失、氮氧化物排放[14-16]等方面效果顯著。白楊等[17]認(rèn)為施用緩釋摻混氮肥配施抑制劑能延遲土壤銨態(tài)氮高峰的出現(xiàn)以及后續(xù)向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，提高固氮作用，從而提高作物產(chǎn)量和氮肥利用率。3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)作為一種新型硝化抑制劑，具有硝化抑制作用時間長、用量少、硝化抑制率高[18]、移動性相對較小不易發(fā)生淋洗、與植物相容性好[19]等優(yōu)勢。Yu 等[20]發(fā)現(xiàn)DMPP添加在有機和無機氮組合施肥中延長了銨態(tài)氮在土壤中的滯留期，顯著降低了土壤硝酸鹽和亞硝酸鹽氮的濃度。并且DMPP可以間接有效控制無機氮淋失，最大限度降低地下水硝酸鹽污染的風(fēng)險[21]。

目前對于DMPP的研究多基于在單一施用普通尿素、氯化銨等氮肥的條件下，關(guān)于尿素與緩釋尿素配施模式下添加DMPP對土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響研究相對較少。本文通過在尿素、緩釋尿素以及尿素與緩釋尿素配施的基礎(chǔ)上，添加DMPP進行室內(nèi)培養(yǎng)試驗，探究不同處理下的硝化抑制效果，以期為砂姜黑土區(qū)速效與緩釋氮肥的合理配伍、提高氮肥利用率及減少土壤硝態(tài)氮的流失提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與試劑

供試土壤為砂姜黑土，采自安徽省宿州農(nóng)科院試驗站，土壤經(jīng)自然風(fēng)干后過2 mm篩。供試土壤的基本理化性質(zhì)：pH 7.55，土壤有機質(zhì)含量25.33 g/kg，全氮含量1.61 g/kg，堿解氮含量91.39 mg/kg，有效磷含量59.21 mg/kg，速效鉀含量272 mg/kg。

供試尿素、3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP≥97%)為分析純試劑，緩釋尿素含氮46%，由茂施公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

試驗共設(shè)7個處理，分別為不施肥(CK)、單施尿素(N)、單施緩釋尿素(S)、60% 尿素+40% 緩釋尿素(NS)、尿素+DMPP(ND)、緩釋尿素+DMPP(SD)、60% 尿素+40% 緩釋尿素+DMPP(NSD)。氮素添加量為N 0.5 g/kg干土，DMPP添加量為施氮量的1%。采用200 ml塑料杯開展室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗，每杯裝風(fēng)干土100 g，用去離子水調(diào)節(jié)土壤含水率至田間最大持水量的60%。供試尿素和DMPP溶解于去離子水施入土壤，緩釋尿素按0.5 g/kg均勻混入土壤，然后以封口膜封口，用針均勻扎孔以保證通氣，每個處理33瓶，一共231瓶。將其放于25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)63 d。培養(yǎng)期間，每隔2 d通過稱量法補足損失的水分，并在培養(yǎng)的第1、3、7、14、21、28、35、42、49、56、63 天取樣。

1.3 測定與計算方法

土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮采用1 mol/L KCl溶液浸提((KCl)︰(土)=10︰1，振蕩30 min)，用SKALAR連續(xù)流動分析儀測定。土壤pH(用無CO2蒸餾水，(蒸餾水)︰(土)=2.5︰1浸提，pH計測定)。土壤含水量用烘干稱重法測定。土壤酶活性采用酶活試劑盒(SUE-1-Y，蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測定。

經(jīng)過回歸分析得到氨氧化速率和培養(yǎng)時間之間的函數(shù)表達式：

=a×e-kt(1)

式中：是土壤中的NH4+含量(mg/kg)，是培養(yǎng)的時間(d)，k為氨氧化速率常數(shù)，a為常數(shù)。

土壤表觀硝化率(%)=(NO– 3-N/NO– 3-N+NH4+-N)×100 (2)

硝化抑制率(%)=(–)/×100 (3)

式中：為添加尿素培養(yǎng)后土壤硝態(tài)氮含量(mg/kg)；為添加緩釋尿素、DMPP培養(yǎng)后土壤硝態(tài)氮含量(mg/kg)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010、SPSS 19和Origin 2019軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與作圖。處理間差異性比較采用單因素方差分析，多重比較采用最小顯著法(LSD)進行顯著性檢驗(<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤銨態(tài)氮含量和氨氧化速率的影響

2.1.1 土壤銨態(tài)氮含量變化 各處理的土壤銨態(tài)氮含量在整個培養(yǎng)時期內(nèi)總體呈下降趨勢，其中S與SD處理呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖1)。N處理的土壤銨態(tài)氮含量在培養(yǎng)的第21 天就已經(jīng)下降了99.2%，而ND處理則在培養(yǎng)的第35 天土壤銨態(tài)氮含量下降了99.4%，并且其在第35 天之前的各培養(yǎng)時間里銨態(tài)氮含量均顯著高于N處理(<0.05)。尿素添加DMPP處理(ND)較之單施尿素處理(N)能有效抑制氨氧化的作用，延緩了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的時間。S與SD處理后，土壤銨態(tài)氮含量在整個培養(yǎng)時間里呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，S處理銨態(tài)氮含量在培養(yǎng)的第14 天達到峰值(4.87 mg/kg)，而SD處理則在培養(yǎng)的第35 天達到峰值(31.92 mg/kg)，并且在第14 ～ 42 天內(nèi)銨態(tài)氮含量均能保持較高水平。緩釋尿素添加DMPP處理與單施緩釋尿素處理相比，在有效延長抑制硝化作用時間的同時，還能有效提高土壤銨態(tài)氮含量。NS處理在培養(yǎng)的第28 天銨態(tài)氮含量下降了97.6%，NSD處理則在培養(yǎng)的第56 天銨態(tài)氮含量下降了98.0%，并在培養(yǎng)的前28 d內(nèi)銨態(tài)氮含量均保持較高水平，顯著高于NS處理(<0.05)，且其最小銨態(tài)氮含量出現(xiàn)時間較NS滯后了28 d。尿素與緩釋尿素配施添加DMPP不僅能夠顯著提高土壤銨態(tài)氮含量(<0.05)，還能延長抑制硝化作用的時間。

2.1.2 氨氧化速率常數(shù)和半衰期變化 表1為不同處理氨氧化速率常數(shù)和銨態(tài)氮半衰期，可以看出，施用DMPP的處理均能顯著降低氨氧化速率常數(shù)并相應(yīng)地延長銨態(tài)氮的半衰期(<0.05)。與N處理(銨態(tài)氮半衰期1.5 d)相比，施用DMPP處理土壤中銨態(tài)氮的半衰期延長至11.5 ～ 18.6 d，說明施用硝化抑制劑DMPP能夠有效抑制氨氧化作用的進程。NS處理較之N處理氨氧化速率常數(shù)有所提高，且銨態(tài)氮半衰期縮短了0.1 d，差異不顯著。NSD處理氨氧化速率常數(shù)低于其他3個處理，并且銨態(tài)氮半衰期延長至18.6 d，明顯高于其他處理，這表明尿素與緩釋尿素配施，再添加DMPP后在抑制氨氧化作用上效果顯著，能夠有效延長土壤中銨態(tài)氮的滯留時間。

表1 添加DMPP對氨氧化速率常數(shù)及銨態(tài)氮半衰期的影響

2.2 不同處理對土壤硝態(tài)氮含量的影響

所有處理土壤硝態(tài)氮含量在整個培養(yǎng)期內(nèi)呈上升的趨勢(圖2)，但土壤硝態(tài)氮含量前期在N處理中急速上升，而在其他施肥處理中上升緩慢。N處理在培養(yǎng)前14 d中硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理，硝化作用強烈(<0.05)。在第1 ～ 28 天中，N處理硝態(tài)氮含量顯著高于ND處理(<0.05)，在第49 天時，N處理硝態(tài)氮含量達到峰值(88.96 mg/kg)，而ND處理則在培養(yǎng)的第56 天達到峰值(86.98 mg/kg)。S處理硝態(tài)氮含量在培養(yǎng)前期呈緩慢增加趨勢，但在第28天后硝態(tài)氮增加速度加快，顯著高于N處理(<0.05)。在培養(yǎng)的1 ～ 49 d，SD處理的硝態(tài)氮含量顯著低于S處理(<0.05)，表明緩釋尿素添加DMPP具有較好的硝化抑制效果，并且其硝化抑制有效作用時間在49 d左右。NS處理硝態(tài)氮含量在第14 天后迅速增加，而后其硝態(tài)氮含量一直保持較高的水平。在第1 ～ 42 天，NSD處理硝態(tài)氮含量顯著低于NS處理(<0.05)，并且其硝態(tài)氮含量的增加也較為緩慢。在培養(yǎng)的第1 ～ 3 天，添加DMPP的3個處理中NSD處理硝態(tài)氮含量低于ND和SD處理，第7 ～ 35 天，SD處理硝態(tài)氮含量顯著低于ND和NSD處理(<0.05)，第42 ～ 63 天，ND處理顯著低于SD和NSD處理(<0.05)。

2.3 不同處理對土壤表觀硝化率的影響

由圖3A可見，隨培養(yǎng)時間的增加，不同處理土壤表觀硝化率呈增加趨勢。在培養(yǎng)的第21 天，N處理表觀硝化率達到99.7%，而ND處理則到培養(yǎng)的第35 天達到99.7%，并且在第1 ～ 28 天，ND處理表觀硝化率都顯著低于N處理(<0.05)，表明添加DMPP在培養(yǎng)前期能有效抑制氨氧化作用。S處理的表觀硝化率一直維持一個較高的水平，只在第7 ～ 14 天有所降低；而 SD處理在培養(yǎng)的第7 ～ 42天表觀硝化率顯著低于S處理(<0.05)，表明緩釋尿素添加DMPP能有效延長抑制氨氧化作用的時間。NS處理在培養(yǎng)的第3 天表觀硝化率就達到90.9%，并隨著培養(yǎng)時間不斷升高。NSD處理則在培養(yǎng)的第35 天硝化抑制率達到93.3%，較之NS處理其抑制硝化作用時間延長了32 d左右，并且在培養(yǎng)的1 ～ 56 d表觀硝化率均顯著低于NS處理(<0.05)，表明尿素與緩釋尿素配施添加DMPP較之單一的配施不僅可以延長抑制硝化作用的時間，還能有效降低硝化作用的強度。

2.4 不同處理對土壤硝化抑制率的影響

圖3B表明，各處理硝化抑制率整體呈先上升后逐漸降低的趨勢，在培養(yǎng)的前7 d內(nèi)，ND、S、NS、NSD處理的硝化抑制能力達到較高的水平，SD處理的硝化抑制率則在培養(yǎng)的第35 天達到最高。ND處理的硝化抑制率在培養(yǎng)的21 d中一直保持一個較高水平(27% ～ 50%)；S處理硝化抑制率在前7 d內(nèi)增幅較快，并在第7 天達到峰值(62.5%)，隨后則快速下降。SD處理硝化抑制率在培養(yǎng)的第35 天達到峰值(34.9%)，并且在第21 ～ 56 天內(nèi)均顯著高于其他處理(<0.05)，表明緩釋尿素添加DMPP較之單施緩釋尿素能夠較好地抑制土壤銨硝化。NS處理硝化抑制率在第7 天達到峰值(27.0%)之后開始緩慢下降，第28 天之后快速下降，而NSD處理硝化抑制率較之NS處理則在整個培養(yǎng)時期內(nèi)都維持了一個較高的水平，表明在尿素與緩釋尿素配施的基礎(chǔ)上添加DMPP能有效提高硝化抑制率，增加對土壤銨硝化過程的抑制強度。

2.5 不同處理對土壤pH的影響

尿素施入土壤中，土壤pH會隨著尿素水解而短暫升高，隨后發(fā)生的硝化作用則導(dǎo)致土壤pH的下降[22]。由圖4可知，除N和NS處理外，其他施肥處理pH在培養(yǎng)的第3 天達到最高值，N和NS處理則在培養(yǎng)的第7 天升至最高值，而后各處理隨培養(yǎng)時間呈下降趨勢，并在培養(yǎng)21 d后逐漸穩(wěn)定。在培養(yǎng)過程中，N處理pH始終維持在較低水平，ND處理pH在培養(yǎng)前21 d前均顯著高于N處理(<0.05)。S處理pH在培養(yǎng)前21 d一直高于SD處理，而在培養(yǎng)的第28 ～ 42 天內(nèi)SD處理pH則高于S處理。培養(yǎng)前期，NSD處理pH高于NS處理，但在第28 天之后NSD處理與NS處理間pH無顯著性差異。

2.6 不同處理對土壤脲酶活性的影響

脲酶是參與尿素水解的專用酶，它的活性可以表征土壤氮素狀況[23]。由圖5可以看出，在整個培養(yǎng)期間，各處理脲酶活性變化幅度不大，呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。N處理土壤脲酶活性在培養(yǎng)的第49 天出現(xiàn)活性高峰，達到785.30mg/(g·d)，ND處理在培養(yǎng)的第14 ～ 49 天均低于N處理，表明尿素添加DMPP在此期間能抑制土壤酶活性，減緩尿素水解的速度。在培養(yǎng)的前28 d，SD處理脲酶活性均低于S處理，緩釋尿素添加DMPP在培養(yǎng)前期能起到降低土壤酶活性的作用。NS處理與NSD處理在整個培養(yǎng)期間脲酶活性均無顯著性差異。

3 討論

3.1 緩釋尿素添加DMPP對土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響

緩釋尿素具有控制肥料養(yǎng)分釋放的作用，本研究中單施緩釋尿素處理較之單施尿素處理能利用其緩釋作用減慢尿素水解的速度，使硝化細(xì)菌因缺乏底物而減少了硝態(tài)氮的形成，在培養(yǎng)的前21 d內(nèi)作用顯著(<0.05，圖2)，這與任先順等[24]研究結(jié)果相一致。緩釋尿素添加DMPP處理與單施緩釋尿素處理相比，顯著提高土壤中銨態(tài)氮含量(<0.05，圖1)，其硝化抑制有效作用時間在49 d左右(圖3)，且抑制硝化作用效果明顯。李玉等[25]研究也發(fā)現(xiàn)含有硝化抑制劑涂層的包膜尿素能明顯抑制土壤銨態(tài)氮的硝化，降低土壤銨態(tài)氮的表觀硝化率，從而減少土壤硝態(tài)氮的淋溶損失。

尿素水解時產(chǎn)生的OH–會導(dǎo)致土壤pH短暫升高，隨后的硝化作用則會使土壤pH降低[22]。在培養(yǎng)的第1 ～ 21 天內(nèi)，單施緩釋尿素處理與緩釋尿素添加DMPP處理的土壤pH顯著高于單施尿素處理pH(<0.05，圖4)，表明緩釋尿素與DMPP的施用，能抑制硝化作用，使土壤中較長時間保持較高的銨態(tài)氮含量和較低的硝態(tài)氮含量，造成土壤pH的升高[26]。

單施尿素、緩釋尿素處理的脲酶活性與施用DMPP的各處理之間無顯著性差異(圖5)，這與華建峰等[27]研究結(jié)果一致，說明尿素的水解過程受硝化抑制劑的影響較小，脲酶活性與硝化抑制劑的施用無顯著關(guān)系[28]。

3.2 尿素與緩釋尿素配施添加DMPP對土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響

尿素與緩釋尿素配施是目前常見的一種輕簡化施肥模式，本研究發(fā)現(xiàn)，尿素與緩釋尿素配施后并沒有因為緩釋氮的配伍而增加土壤銨態(tài)氮的供給(圖1)，反而因配施緩釋尿素較之單施尿素處理提高了氨氧化速率常數(shù)，縮短了銨態(tài)氮半衰期(表1)，表明尿素與緩釋尿素配施較單一尿素處理加快了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致土壤中硝酸鹽的累積增加。這與我們在砂姜黑土區(qū)的田間試驗結(jié)果一致：在小麥季成熟期時，秸稈還田條件下配施緩控釋肥處理表層土壤硝態(tài)氮含量(48.28 mg/kg)顯著高于同期的推薦施肥處理(33.11 mg/kg)和秸稈還田條件下的推薦施肥處理(24.91 mg/kg)，盡管緩釋氮肥配伍能夠增加小麥生長中后期土壤硝態(tài)氮的供給，但也存在增加麥田中后期氮素淋失的風(fēng)險。李澤麗等[29]研究也表明，控釋尿素較尿素處理可避免小麥越冬期氮素過剩造成的資源浪費，但同時也會顯著增加返青后土壤中硝態(tài)氮含量。在供氧充足的條件下，銨的硝化作用加劇，會造成硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的累積，在作物不能充分吸收利用的情況下會增大硝態(tài)氮的淋失風(fēng)險[3]。

本研究中，尿素與緩釋尿素配施添加DMPP不僅能夠顯著提高土壤銨態(tài)氮含量，還能延長抑制硝化作用的時間(圖1)。且配施添加DMPP在抑制氨氧化作用上效果明顯，能夠有效延長土壤中銨態(tài)氮的停留時間，同時，硝化抑制率得到顯著提高，抑制表觀硝化作用有效時間延長了32 d左右(圖3)。

土壤pH是影響硝化作用的一個重要因素[3,30]，與硝化速率呈顯著正相關(guān)[31]。尿素與緩釋尿素配施添加DMPP處理土壤pH在培養(yǎng)的第3 ～ 21天隨硝化作用的進行呈下降趨勢(圖4)，與其硝化抑制率的變化趨勢相同(圖3)，即培養(yǎng)21 d天前的硝化抑制率高于25%，同時也與配施添加DMPP有效降低氨氧化速率，使銨態(tài)氮半衰期延長至18.6 d的結(jié)果相印證(表1)。這與石美等[16]研究結(jié)果相一致，但在田間實際應(yīng)用中DMPP添加方式、效應(yīng)時間及其對土壤無機氮形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響還需要進一步深入研究。

此外，本研究中，尿素與緩釋尿素配施處理與配施添加DMPP處理的土壤脲酶活性無顯著性差異(圖5)，表明脲酶活性與硝化抑制劑的施用無顯著關(guān)系[28]。這可能與DMPP是通過抑制氨氧化細(xì)菌(AOB)的生長而抑制硝化作用有關(guān)[32]。在土壤中添加適量的硝化抑制劑，能有效抑制土壤AOB的增值，并在施用前期，會為微生物生長提供可利用的碳源或能源，刺激土壤三大微生物群落的生長[33]。通過抑制土壤AOB的生長，抑制氨氧化作用，延長銨態(tài)氮在土壤中停留時間，刺激微生物活性，利用微生物的固持作用，使得更多的銨態(tài)氮被固定在土壤中，減少土壤中硝酸鹽的累積。關(guān)于DMPP對氨氧化細(xì)菌的活性的影響還需要進一步的試驗驗證。

4 結(jié)論

1)緩釋尿素添加DMPP能有效抑制硝化作用，顯著提高土壤中銨態(tài)氮含量，且硝化抑制有效作用時間達49 d左右。

2) 尿素與緩釋尿素配施添加DMPP對氨氧化過程有較強的抑制作用，可有效延長銨態(tài)氮在土壤中停留的時間，減少硝化作用，提高氮素利用率，減少硝態(tài)氮淋失風(fēng)險，為砂姜黑土上速效氮與緩釋氮的優(yōu)化配伍以及作物一次性施肥技術(shù)提供理論依據(jù)。

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Effects of Combined Application of Urea and Slow-release Urea Plus DMPP on Nitrogen Transformation in Lime Concretion Black Soil

SHU Qing, WANG Xiangqi, QI Yongbo, MU Jing, ZHANG Fuyuan, ZHU Rong, ZHANG Ligan*, GAO Hongjian

(Anhui Province Key Lab of Farmland Ecological Conservation and Pollution Prevention, School of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)

A indoor constant temperature and humidity incubation experiment was conducted in which the dynamic changes of soil nitrogen forms during a 63 d incubation period was studied to explore the influences of the combined application of urea and slow-release urea plus 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) on nitrogen transformation in lime concretion black soil.Seven treatments were designed, which included: 1) CK (without fertilization), 2) N (only urea), 3) S (only slow-release urea), 4) NS (60% urea and 40% slow-release urea), 5) ND (urea plus DMPP), 6) SD (slow-release urea plus DMPP), and 7) NSD (60% urea and 40% slow-release urea plus DMPP).The results showed that: 1) the content of ammonia nitrogen was significantly higher in ND than that in N during prior 35 d incubation period, which indicated that the addition of DMPP could effectively delay the process of ammonium oxidation.2) Similarly, ammonia nitrogen content was higher in SD than that in S.Moreover, oxidation of ammonium was inhibited up to day 49 with reduced apparent nitrification rate, while the nitrification inhibition rate was enhanced.3) Compared to NS, the content of ammonia nitrogen was significantly higher and the half-life of ammonia was extended up to 18.6 d in NSD.In addition, the nitrification inhibition rate in NSD increased significantly and the inhibition continued up to day 32.In conclusion, the ammonia oxidation processes were significantly inhibited and the residence time of ammonium in soil were significantly prolonged by the addition of DMPP in the treatment of urea combined application with slow-release urea, which exhibited a relative higher nitrification inhibition rate and a relative lower apparent nitrification rate.These findings provide scientific reference for application of urea and slow-release urea to prevent loss of nitrogen in farmland.

Slow-release urea; DMPP;Ammoxidation; Nitrification; Lime concretion black soil

S143.1+6

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.05.008

疏晴, 王香琪, 齊永波, 等.尿素與緩釋尿素配施添加DMPP對砂姜黑土氮素轉(zhuǎn)化的影響.土壤, 2021, 53(5): 945–951.

國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFD0800301)、安徽省重點研發(fā)計劃項目(1804a07020113)和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)人才基金項目(yj2018-30)資助。

通訊作者(zhligan@ahau.edu.cn)

疏晴(1995—)，女，安徽池州人，碩士研究生，主要研究方向為植物營養(yǎng)與新型肥料研發(fā)。E-mail: 2048163256@qq.com