尿素添加脲酶硝化抑制剂对不同类型土壤氮素含量的影响

1、尿素添加脲酶/硝化抑制剂对不同类型土壤氮素含量的影响1 材料与方法1.1 试验材料供试土壤为草地暗栗钙土，采自青海省同德县牧草良种繁殖场，地处35°09N、 100°09E，位于同德巴滩地区，海拔3280 m，年均降水量429.8 mm，年均温0.2 ，大于0的活动积温1503.0，牧草生长季内的活动积温1309.0，无绝对无霜期，地势平坦。天然草地植被类型为温性草原，以禾本科芨芨草属（Achnatherum）、针茅属（Stipa）、固沙草属（Orinus），菊科蒿属（Artemisia）、紫菀属（Aster）等为优势种。土壤类型为暗栗钙土，基本理化性质：土壤总碳18.9

2、g kg-1，有机碳10.6 g kg-1，全氮2.4g kg-1，土壤pH为7.8。供试土壤为高寒草甸土，采自青海省海北州青海省门源种马场田间0-20cm的表层土壤，年日照时数2440-3140h，年均气温-0.7，最高温27，最低温-39，年降水量500mm，无绝对无霜期，草地类型为高寒草甸，优势种为高寒矮嵩草（Kobresia humilis）和金露梅（Dasiphora parvifolia）。土壤基本理化性质土壤有机碳51.4 g·kg-1、全氮1.3 g·kg-1、pH8.0。1.2供试氮肥、抑制剂供试氮肥均为含N 46.0%的尿素。供试抑制剂均为：正丁基硫代磷

3、酸三胺（NBPT，C4H14N3PS），购自上海容立化工有限公司；3,4二甲基吡唑磷酸盐（DMPP，C5H11N2O4P），购自郑州灵达生物科技有限公司，均为分析纯试剂。1.3试验设计本试验2种土壤类型各设置1组无肥对照和4组施肥处理，每组处理3个重复，分别为：（1）不施肥对照CK；（2）单施尿素CO(NH2)2处理U；（3）尿素CO(NH2)2+硝化抑制剂DMPP处理U1；（4）尿素CO(NH2)2+脲酶抑制剂NBPT处理U2；（5）尿素CO(NH2)2+脲酶抑制剂NBPT+硝化抑制剂DMPP处理U3；各处理尿素施用量为120kg·hm-2，氮含量为55.20 kg N hm-2计

4、算；硝化抑制剂与脲酶抑制剂的用量分别为施氮量的1 %和0.5 %。硝化抑制剂DMPP的施用量为552 g·hm-2计算；脲酶抑制剂NBPT的施用量为276 g·hm-2计算。1.4 土壤中铵态氮和硝态氮含量的测定土壤中铵态氮和硝态氮含量的测定在培养缸中多样点采集 5 g 土壤，形成混合土样，将土样放于 -4 条件下进行保存。测定前将土样取出，待常温后充分混匀，加入 50 mL、0.5 mol·L-1的K2SO4溶液。将装有K2SO4溶液的锥形瓶置于转速为130 r·min-1 的振荡器中振荡 30 min 后过滤，得土壤浸提液。采用连续流动注射分析仪测定

5、土壤浸提液的 NH4+-N 和 NO3-N 含量。1.5 土壤中有机碳、全氮含量的测定将取出的土壤样品，风干，研磨，过200目土筛，称取2mg至于锡杯中，用ECS4020元素分析仪测定土壤有机碳和全氮含量。2统计与分析 通过一元方差分析（ANOVA,LSD）检验参数在各处理之间的差异显著性关系。以上分析均在Microsoft Excel和SPSS 17.0统计软件上完成，由origin8.0作图软件制图。3结果与分析3.1 尿素配施脲酶/硝化抑制剂对不同土壤铵态氮与硝态氮浓度的影响各处理经过23天后，室内培养试验同德暗栗钙土土壤铵态氮与硝态氮浓度如图4.6所示。各处理下铵态氮的含量依次为2.4

6、1mg·kg-1、2.50mg·kg-1、2.76mg·kg-1、2.51mg·kg-1、8.83mg·kg-1。其中尿素+NBPT+DMPP处理铵态氮含量显著高于其他各组处理，比单施尿素高出约3.5倍，其它各组之间均无显著性差异。可以看出：同时施用脲酶/硝化抑制剂可以显著延长尿素在土壤中的存放时间。硝态氮含量依次为13.40 mg·kg-1、16.25 mg·kg-1、15.24 mg·kg-1、16.92 mg·kg-1、16.46 mg·kg-1。除CK外，各组之间均无显著性差异，但从均值

7、上来看，尿素+NBPT > 尿素 > 尿素+NBPT+DMPP > 尿素+DMPP，可以看出：尿素+DMPP处理下的硝态氮含量最低，因为硝化抑制剂抑制铵态氮向硝态氮方向的转化，降低了土壤硝态氮的含量。AAAABBabbbb图4.6 尿素配施脲酶/硝化抑制剂对同德暗栗钙土土壤 NH4+-N、NO3-N 含量影响Figure 4.6 The distance soil NH4+-N, NO3- N content for dark chestnut soil under urea with urease/nitrification inhibitors 尿素配施脲酶/硝化抑制剂对

8、室内培养试验海北高寒草甸土土壤 NH4+-N、NO3-N 含量影响如表4.1所示。CK处理在第5、10、16、22天铵态氮与硝态氮含量一直保持在较低的水平。与单施尿素相比，第5天、第10天、第16天的尿素+NBPT与 尿素+NBPT+DMPP均可显著抑制土壤中铵态氮的浓度，分别降低50.51%、55.27%、37.37%（尿素+NBPT）；51.54%、58.12%、63.25（尿素+NBPT+DMPP）；在第22天时，尿素+NBPT与尿素+NBPT+DMPP含量有所增加。而对于尿素+DMPP来说，除第10天铵态氮含量与单施尿素呈显著性差异外，其余各天与单施尿素铵态氮含量均无显著性差异。在土壤

9、硝态氮含量中，第5天尿素+NBPT+DMPP处理硝态氮含量显著低于单施尿素处理，降低14.86%。在第10天与第16天中，各施尿素与抑制剂处理之间硝态氮浓度无显著性差异。在第22天，尿素+DMPP与尿素+NBPT+DMPP处理硝态氮含量显著高于单施尿素处理，增加约7.60%、7.78%。从铵态氮与硝态氮含量随天数变化情况来看，CK处理一直保持在较低的水平浮动范围为6.39mg mg·kg-1-26.33 mg·kg-1。单施尿素铵态氮含量呈先上升后下降的趋势，在第10天达到最高547.12 mg·kg-1，在第22天含量最低87.82 mg·kg-1；其

10、硝态氮含量保持在相对稳定的状态，浮动范围在72.75 mg·kg-1-80.83 mg·kg-1。尿素+DMPP处理铵态氮含量呈下降的趋势，在第5天和第22天铵态氮含量达最高值与最低值分别为585.08 mg·kg-1、91.35 mg·kg-1；其硝态氮含量呈先上升后下降在上升的趋势，范围为72.22 mg·kg-1-91.35 mg·kg-1。尿素+NBPT处理铵态氮含量在第5、10、16天含量保持在较高的水平244 mg·kg-1-259.49 mg·kg-1，在第22天降低至122.92 mg·k

11、g-1；其硝态氮含量整体上呈先上升后下降的趋势，分别在第10天和第22天达到最大值与最小值，79.78 mg·kg-1、69.87 mg·kg-1。尿素+NBPT+DMPP处理铵态氮含量整体上呈下降趋势，其最高值与最低值分别为253.96 mg·kg-1和108.89 mg·kg-1；其硝态氮含量保持在相对稳定的数值，浮动范围为68.82 mg·kg-1-78.89 mg·kg-1。表4.1 尿素配施脲酶/硝化抑制剂对海北高寒草甸土土壤 NH4+-N、NO3-N 含量影响（mg·kg-1）Table 4.1 The dist

12、ance soil NH4+-N, NO3- N content for alpine meadow soil under urea with urease/nitrification inhibitors in Haibei处理第5天第10天第16天第22天NH4+-NNO3-NNH4+-NNO3-NNH4+-NNO3-NNH4+-NNO3-NCK14.66 ±0.46c6.56 ±0.36c17.12 ±1.30d6.00 ±0.21c20.69 ±2.20d26.33 ±2.02b23.71 ±1.76d6.39 &#

13、177;0.90cA1524.02 ±2.36a80.83 ±4.55a547.12 ±8.50a80.56 ±3.46a414.33 ±7.21b80.73 ±5.44a87.92 ±1.28a72.75 ±2.15bA2585.06 ±6.64a72.22 ±2.63ab456.68 ±2.28b87.47 ±3.31a441.35 ±3.58a74.43 ±4.65a91.35 ±2.10a78.98 ±0.20aA3259.35

14、 ±9.51b76.03 ±2.98a244.72 ±9.79c79.78 ±2.45a259.49 ±4.25c76.53 ±2.96a122.92 ±2.54b69.87 ±0.38bA4253.96 ±5.45b68.82 ±1.18b229.14 ±2.56c78.03 ±2.92a152.25 ±2.36d77.72 ±2.65a108.29 ±1.56c78.89 ±0.50a注：同列数值后不同字母表示每列差异达5%的显著水

15、平（P<0.05）；数值为平均值±标准误。3.2 尿素配施脲酶/硝化抑制剂对不同土壤有机碳、全氮含量的影响对同德暗栗钙土进行LSD多重比较检验发现，尿素配施脲酶/硝化抑制剂对土壤有机碳和全氮具有不同的影响。其中尿素+DMPP与尿素+NBPT显著低于单施尿素含量，分别降低约20.12%、24.92%，CK、单施尿素、尿素+NBPT+DMPP之间均无显著性差异。对海北站高寒草甸土进行多重比较检验发现，尿素+NBPT+DMPP处理有机碳含量显著高于单施尿素、尿素+DMPP及尿素+NBPT处理，与CK对照无显著性差异。与单施尿素相比，尿素+NBPR+DMPP增加约1.15%。表4.2

16、尿素配施脲酶/硝化抑制剂对不同土壤有机碳、全氮含量的影响Table 4.2 The different soil organic carbon, total nitrogen content under urea with urease/nitrification inhibitors处理同德暗栗钙土C含量g/kg N含量g/kg海北站高寒草甸土C含量g/kg N含量g/kgCK3.14±0.02a0.29±0.00a8.71±0.02a0.71±0.01b尿素3.33±0.11a0.29±0.00a8.59±0.08b0.

17、69±0.02b尿素+DMPP2.66±0.10b0.26±0.00b8.64±0.03b0.71±0.02b尿素+NBPT2.50±0.20b0.25±0.02b8.59±0.05b0.71±0.01b尿素+NBPT+DMPP3.16±0.05a0.29±0.01a8.69±0.03a0.74±0.01a注：本数据采用室内培养实验最后一天的数据；每列数值为重复平均值±均值标准误，每列字母不同代表差异达显著性水平P<0.05.4 讨论从同德暗栗钙土和

18、海北站高寒草甸土对氨挥发损失的结果来看，单施尿素均在第2天达到最高值，占培养期间氨挥发累积损失量的22.03%和31.09。彭玉净等研究稻田氨挥发损失表明，施入基肥后氨挥发损失占氨挥发累计损失量的35%114。与之较为相似，暗栗钙土偏低的原因可能是因为，土壤理化性质不同，使得结果有所偏差。培养期内两种类型土壤尿素+NBPT与尿素+NBPT+DMPP均能显著延缓氨挥发出现的高峰，且降低峰值，这与Rawluk115研究结果相同。施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂对减缓尿素水解， 降低氨挥发损失效果显著。从氨挥发累积损失量来讨论，暗栗钙土中尿素+NBPT与尿素+NBPT+DMPP处理氨挥发累积损失量占总施氮量的18.15%和15.88%；高寒草甸土中尿素+NBPT与尿素+NBPT+DMPP处理氨挥发累积损失量占总施氮量的6.98%和7.20%。相较于暗栗钙土，以上两种处理对高寒草甸土氨挥发累计损失量抑制效果更为明显。焦晓光等116通过研究草甸棕壤尿素态 N 转化发现，尿素配施脲酶抑制剂(NBPT)与硝化抑制剂(DCD)增加了土壤铵态氮含量约 2%-53%, 并且显著降低氧化态氮的浓度, 抑制土壤中铵态氮的氧化。与本研究结果相同，无论对于暗栗钙土亦或是高寒草甸土铵态氮含量均有增加9.42%-71.69（暗栗钙土）、3.75%-28.47%（高寒草甸土）。原因