全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 23 期摇 摇 2011 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
不同海拔高度高寒草甸光能利用效率的遥感模拟 付摇 刚,周宇庭,沈振西,等 (6989)…………………………
天山雪岭云杉大气花粉含量对气温变化的响应 潘燕芳,阎摇 顺,穆桂金,等 (6999)……………………………
春季季风转换期间孟加拉湾的初级生产力 刘华雪,柯志新,宋星宇,等 (7007)…………………………………
降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响 吴新卫,李国勇,孙书存 (7013)……………………………
基于 SOFM网络对黄土高原森林生态系统的养分循环分类研究 陈摇 凯,刘增文,李摇 俊,等 (7022)…………
不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征 王摇 琰,陈建文,狄晓艳 (7031)………………………
盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响 刘慧霞,郭兴华,郭正刚 (7039)…………………………………
高温胁迫对不同种源希蒙得木叶片生理特性的影响 黄溦溦,张念念,胡庭兴,等 (7047)………………………
黄土高原水土保持林对土壤水分的影响 张建军,李慧敏,徐佳佳 (7056)………………………………………
青杨雌雄群体沿海拔梯度的分布特征 王志峰,胥摇 晓,李霄峰,等 (7067)………………………………………
大亚湾西北部春季大型底栖动物群落特征 杜飞雁,林摇 钦,贾晓平,等 (7075)…………………………………
湛江港湾浮游桡足类群落结构的季节变化和影响因素 张才学,龚玉艳,王学锋,等 (7086)……………………
台湾海峡鲐鱼种群遗传结构 张丽艳,苏永全,王航俊,等 (7097)…………………………………………………
洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素 于摇 超,储金宇,白晓华,等 (7104)…………
转基因鱼试验湖泊铜锈环棱螺种群动态及次级生产力 熊摇 晶,谢志才,蒋小明,等 (7112)……………………
河口湿地植物活体鄄枯落物鄄土壤的碳氮磷生态化学计量特征 王维奇,徐玲琳,曾从盛,等 (7119)……………
EDTA对铅锌尾矿改良土壤上玉米生长及铅锌累积特征的影响 王红新,胡摇 锋,许信旺,等 (7125)…………
不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响 卢艳艳,宋付朋 (7133)……………………………………………
垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响 马摇 丽,李潮海,付摇 景,等 (7141)…………………………
DCD不同施用时间对小麦生长期 N2O排放的影响 纪摇 洋,余摇 佳,马摇 静,等 (7151)………………………
氮肥、钙肥和盐处理在冬小麦融冻胁迫适应中的生理调控作用 刘建芳,周瑞莲,赵摇 梅,等 (7161)…………
东北有机及常规大豆对环境影响的生命周期评价 罗摇 燕,乔玉辉,吴文良 (7170)……………………………
土壤施硒对烤烟生理指标的影响 许自成,邵惠芳,孙曙光,等 (7179)……………………………………………
不同种植方式对花生田间小气候效应和产量的影响 宋摇 伟,赵长星,王月福,等 (7188)………………………
西花蓟马的快速冷驯化及其生态学代价 李鸿波,史摇 亮,王建军,等 (7196)……………………………………
温度对麦长管蚜体色变化的影响 邓明明,高欢欢,李摇 丹,等 (7203)……………………………………………
不同番茄材料对 B型烟粉虱个体发育和繁殖能力的影响 高建昌,郭广君,国艳梅,等 (7211)………………
基于生态系统受扰动程度评价的白洋淀生态需水研究 陈摇 贺,杨摇 盈,于世伟,等 (7218)……………………
两种典型养鸡模式的能值分析 胡秋红,张力小,王长波 (7227)…………………………………………………
四种十八碳脂肪酸抑藻时鄄效关系分析的数学模型设计 何宗祥,张庭廷 (7235)………………………………
流沙湾海草床重金属富集特征 许战州,朱艾嘉,蔡伟叙,等 (7244)………………………………………………
基于 QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析 张培峰,胡远满,熊在平,等 (7251)……………………………
景观空间异质性及城市化关联———以江苏省沿江地区为例 车前进,曹有挥,于摇 露,等 (7261)………………
基于 CVM的太湖湿地生态功能恢复居民支付能力与支付意愿相关研究 于文金,谢摇 剑,邹欣庆 (7271)……
专论与综述
北冰洋海域微食物环研究进展 何剑锋,崔世开,张摇 芳,等 (7279)………………………………………………
城市绿地的生态环境效应研究进展 苏泳娴,黄光庆,陈修治,等 (7287)…………………………………………
城市地表灰尘中重金属的来源、暴露特征及其环境效应 方凤满,林跃胜,王海东,等 (7301)…………………
研究简报
三峡库区杉木马尾松混交林土壤 C、N空间特征 林英华,汪来发,田晓堃,等 (7311)…………………………
广州小斑螟发生与环境因子的关系 刘文爱,范航清 (7320)………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*336*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*39*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄12
封面图说: 黄河的宁夏段属于中国的半荒漠地区,这里气候干燥、降水极少(250mm以下)、植被缺乏、物理风化强烈、风力作用
强劲、其蒸发量超过降水量数十倍。 人们从黄河中提水引水灌溉土地,就近形成了荒漠中的绿洲。 有水就有生命,
有水就有绿色。 这种独特的条件形成了人与沙较量的生态关系———不是人逼沙退就是沙逼人退。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 23 期
2011 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 0
Dec. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD10B07);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(2007BS08016)
收稿日期:2010鄄09鄄29; 摇 摇 修订日期:2011鄄04鄄14
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: fpsong@ sdau. edu. cn
卢艳艳,宋付朋.不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响.生态学报,2011,31(23):7133鄄7140.
Lu Y Y,Song F P. Effects of different coated controlled鄄release urea on soil ammonia volatilization in farmland. Acta Ecologica Sinica,2011,31 (23):
7133鄄7140.
不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响
卢艳艳1,宋付朋1,2,*
(1. 山东农业大学资源与环境学院, 泰安摇 271018;2. 山东农业大学作物生物学国家重点实验室,泰安摇 271018)
摘要:为了探索包膜控释尿素土壤氨挥发损失规律特征和提高肥料氮素利用率,采用小麦玉米轮作田间试验,通过与普通尿素
进行对比,运用土壤氨挥发原位测定方法———通气法系统研究了硫包膜和树脂包膜控释尿素的施用对小麦玉米轮作农田土壤
氨挥发的影响。 研究结果表明:在两种施氮量水平下(210 kg / hm2和 300 kg / hm2),与普通尿素相比,硫包膜和树脂包膜控释尿
素在小麦基肥期、小麦追肥期和玉米施肥期的施用均减少了土壤氨挥发的累积损失量,分别达 35. 1%—54. 3% 、59. 6%—
75郾 2% 、65. 6%—98. 1% ;有效降低了土壤氨挥发通量峰值且延迟其出现时间 3—8 d,并能延缓土壤氨挥发主要阶段的时间分
别为 4—12 d、5—12 d。 在小麦玉米轮作周年中,控释尿素土壤氨挥发累积损失量为 28. 39—43. 35 kg / hm2,土壤氨挥发损失率
为 4郾 48%—5. 63% ,控释尿素时段土壤氨挥发通量比普通尿素降低了 51. 0%—70. 8% ;且树脂包膜控释尿素的施用降低小麦
玉米轮作农田土壤氨挥发的效果优于硫包膜控释尿素。
关键词:硫包膜;树脂包膜;控释尿素;农田;土壤氨挥发
Effects of different coated controlled鄄release urea on soil ammonia volatilization
in farmland
LU Yanyan1,SONG Fupeng1,2,*
1 College of Recourses and Environment, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China
2 State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China
Abstract: Nitrogen fertilization has become one of the important components of agricultural management to guarantee high
and stable crop production. China has only 7% of the world忆 s arable land but consumes 35% of the global nitrogen
fertilizer. Nitrogen fertilizers are used excessively and the nitrogen use efficiency is only 20%—40% . Apart from some
residuals remaining in the soil, most of the excess nitrogen enters the air or water sources, and therefore causes serious
environmental pollution. Ammonia volatilization is an important pathway through which nitrogen is lost to the atmosphere.
Identifying methods to reduce the ammonia volatilization of nitrogen fertilizer is an important task for agricultural
management. Given the increasing prominence of China忆 s food and environmental safety, improvements in agricultural
management are important. The application of controlled鄄release urea fertilizers may be one of the most effective measures to
solve the problems of high fertilizer usage and low efficiency rate that leads to pollution.
A field experiment was conducted to evaluate the effects of controlled鄄release urea coated with sulfur or with polymer
on soil ammonia volatilization in a wheat鄄corn rotation system. The venting method was used for the in situ determination of
ammonia volatilization from October 2008 to October 2009 at a Huang鄄Huai鄄Hai region test site. The results showed that the
flux and the accumulated loss of ammonia with the controlled鄄release urea fertilizers were significantly lower than those with
the common urea fertilizer when the fertilizers were applied at 210 kg / hm2 or 300 kg / hm2, and at the wheat basal, wheat
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top dressing and maize fertilization stages. The time to reach 80% of total loss of nitrogen through ammonia volatilization
with the controlled鄄release urea fertilizer coated with sulfur and with polymer was 4—12 and 5—12 days longer,
respectively, than that with the common urea fertilizer at the fertilizer rate of 210 kg / hm2 .
During the wheat growth season, the soil ammonia volatilization flux with the two controlled鄄release urea fertilizers
increased slowly, and their flux peaks were significantly lower (by 1. 6—3. 3 kg·hm-2·d-1) and later (by 3—8 days) than
those with the common urea fertilizer. The time ammonia volatilization flux(193 days) and the accumulated loss amounts of
ammonia volatilization over this period with the controlled鄄release urea fertilizers were significantly lower than those with the
common urea fertilizer. The flux and the loss amounts were both lower by 45. 4%—61. 0% . The ammonia volatilization loss
rate of the controlled鄄release urea fertilizers was lower than that of the common urea fertilizer by 4. 7%—5. 7% . The soil
ammonia volatilization flux peak when using the sulfur鄄coated controlled鄄release urea fertilizer was earlier and higher than
that when using the polymer鄄coated controlled鄄release urea fertilizer. The accumulated ammonia loss amounts when using
the sulfur鄄coated controlled鄄release urea fertilizer was higher (by 5. 8%—10. 7% ) than that when using the polymer鄄coated
controlled鄄release urea fertilizer.
During the maize growth season, the soil ammonia volatilization flux peaks with the two controlled鄄release urea
fertilizers were later (by 3—5 days) and the peaks lower (by 1. 9—5. 2 kg·hm-2·d-1) than those with the common urea
fertilizer. The ammonia volatilization flux peak when using the sulfur鄄coated controlled鄄release urea fertilizer was higher than
that when using the polymer鄄coated controlled鄄release urea fertilizer; it increased by 76. 9% and 12. 2% under the high and
low levels of nitrogen fertilizer (300 and 210 kg / hm2), respectively. The time ammonia volatilization flux (67 days) and
the accumulated loss amounts of ammonia volatilization when using the two controlled鄄release urea fertilizers were both lower
(by 65. 6—98. 1% ) than that when using the common area fertilizer. The ammonia loss rates were also lower by 2. 7%—
3. 3% . The accumulated loss amounts with sulfur鄄coated fertilizer was higher than those with polymer鄄coated fertilizer by
19. 7% at the fertilizer rate of 300 kg / hm2; however there was no significant difference at the rate of 210 kg / hm2 .
During the wheat鄄corn rotation growth period, the controlled鄄release urea fertilizers coated with polymer or with sulfur
was able to significantly reduce the time ammonia volatilization flux and loss rate. The time flux was 0. 11—0. 17 kg / (hm2·
d) over the whole period (260 days) . The total loss amount of the soil ammonia when using the controlled鄄release urea
fertilizers (coated with sulfur or with polymer) was 28. 39—43. 35 kg / hm2, which was lower than that of the common urea
fertilizer by 51. 0—70. 8% . The loss rate of soil ammonia of the controlled鄄release urea fertilizers was 4. 48%—5. 63% ,
which was lower (by 3. 7%—4. 5% ) than that of the common urea fertilizer.
Based on our findings, controlled鄄release urea fertilizers can significantly reduce soil ammonia volatilization, and
therefore may cause less pollution than common urea fertilizers. The controlled鄄release urea fertilizer coated with polymer
was found to have more desirable properties than the controlled鄄release urea fertilizer coated with sulfur.
Key Words: sulfur鄄coated; polymer鄄coated; controlled鄄release urea; farmland; soil ammonia volatilization
目前,氮肥的施用成为保障我国农业高产的重要手段。 我国仅占世界 7%的耕地却消耗了全球 35%的氮
肥,氮肥施用过量现象严重,而氮肥利用率仅有 20%—40% [1鄄3],除了残留在土壤中以外,大部分氮素以各种
形式进入到大气或水环境。 这不仅加大氮肥投入,导致氮肥资源的大量浪费,产生巨大的经济损失,而且引起
土壤酸化和水体富营养化等环境问题,对农业生态系统造成严重危害。 其中氨挥发是氮素损失的主要途径之
一,专家估算我国农田氮肥的氨挥发损失率在 11%左右,其对肥料氮损失的贡献率可达 5%—47% [2]。 因此,
降低农田土壤氨挥发能够提高氮肥资源的利用效率,并有利于保护农业生态环境。
降低土壤氨挥发损失的途径有很多种,例如改进施肥技术,添加化学物质(如沸石,硅酸钠,羧甲基纤维
素钠),混施尿素———氯化钾等来降低土壤微域的 pH 值,从而减少土壤氨挥发。 近年来,人们试图通过改变
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肥料本身的特性来抑制土壤氨挥发,提高氮肥利用率,例如脲甲醛、尿酶抑制剂等缓 /控释肥料的开发已成为
国内外的研究热点[4鄄6]。 土壤氨挥发的研究方法有间歇通气法、风洞法、微气象学法、质量平衡法、模型法、密
闭气室法等。 这些方法各有优缺点,其中通气法是在密闭法基础上改进的,与其它方法相比,这种方法装置简
单,组合方便,条件易控,成本低廉,测定结果的准确度和精确度高,回收率高达 99. 51% ,变异系数仅为
0. 77% [7]。
国内外关于土壤氮素淋溶损失的影响研究已有大量报道[8鄄11],而对施用控释肥料土壤氮素挥发损失的影
响研究相对较少,且多以盆栽和室内模拟为主[12鄄13],小麦玉米轮作体系农田土壤氨挥发的田间原位测定试验
更少,尤为缺少硫包膜和树脂包膜控释尿素对小麦玉米轮作体系农田土壤氨挥发的影响研究。 因此本试验采
用通气法研究了硫包膜和树脂包膜控释尿素对粮食主产区黄淮海平原小麦玉米轮作农田土壤氨挥发的影响,
以期验证控释尿素能减少土壤氨挥发,提高氮肥利用率,为从环境友好的角度选择合理肥料及其大面积的推
广应用提供科学依据。
1摇 材料和方法
1. 1摇 供试材料
供试肥料:氮肥品种分别为山东省泰安市肥城阿斯德化工厂生产的普通颗粒尿素(N:46% );山东金正大
生态工程股份有限公司生产的“沃夫特冶硫包膜和树脂包膜控释尿素(《GB / T 23348—2009 缓释肥料》),硫包
膜控释尿素养分量(N)35% ,树脂包膜控释尿素养分量(N)43% ,养分释放期均为 3 个月。 磷肥为湖北祥云
产粉末状过磷酸钙(P2O5 14% )。 钾肥为俄罗斯产红色大颗粒氯化钾(K2O 60% )。
供试作物:小麦品种选用山农 15;玉米品种选用郑单 958。
1. 2摇 试验设计
田间试验布置在山东农业大学南校区黄淮海区域(山东)玉米技术创新中心,供试土壤类型为潮褐土(土
壤系统分类为斑纹简育干润淋溶土),作物种植方式为小麦 /玉米轮作。 该地区地属半湿润暖温带大陆性季
风气候,全年的降水量集中在 6—9 月,年均降水量约为 700 mm,年均温 11—15 益。 耕层土壤部分理化性质
为:pH值 7. 89,电导率 149. 13 滋S / cm,有机质 8. 33 g / kg,速效钾 50. 09 mg / kg,有效磷 22. 68 mg / kg,全氮
0郾 30 g / kg,硝态氮 11. 14 mg / kg,铵态氮 2. 24 mg / kg。
本试验于 2008 年 10 月—2009 年 10 月进行,共设 0,210,300 kg / hm23 个施氮水平 7 个处理:1)无氮肥对
照 CK;2)高量普通尿素 HCU;3)低量普通尿素 LCU;4)高量硫包膜控释尿素 HSU;5)低量硫包膜控释尿素
LSU;6)高量树脂包膜控释尿素 HPU;7)低量树脂包膜控释尿素 LPU。 其中,高量和低量处理的施氮量分别为
300,210 kg / hm2;施磷量和施钾量分别为 105,210 kg / hm2。 每个处理设四次重复,小区面积 22. 5 m2,不同小
区随机排列。 小麦季氮肥施用量各小区按照处理 2 / 3 基施、1 / 3 追施分两次施入土壤;玉米季各处理肥料在
播种之日作基肥一次性施入。 小麦基施和追施为撒施,玉米基施的施肥方式是用耧隔行条施。 小麦基肥,追
肥,玉米施肥分别于 2008 年 10 月 24 日,2009 年 3 月 11 日,2009 年 6 月 22 日进行。
1. 3摇 测定方法
土壤氨挥发的捕获方法采用通气法[7,14],测定采用凯氏定氮法。 在施肥当天开始进行土壤氨挥发气体的
收集,施肥后第 2 天 8:00 取样,试验开始第 1 周,每天取样 1 次;第 2—3 周,每 2 d取样 1 次,以后延长到 7 d
取样 1 次,直至监测不到氨挥发时为止。
1. 4摇 数据分析
试验数据均采用 SAS(SAS Institute, 1999)软件进行统计分析。 田间土壤的氨挥发通量和氨挥发损失率
的计算公式分别为:
土壤氨挥发通量(kg·hm-2·d-1) =单个装置每次所测氨量 / (捕获装置横截面积伊每次连续捕获时间)
土壤氨挥发损失率(% ) = (施肥区土壤氨挥发累积损失量-对照区土壤氨挥发累积损失量) /土壤施氮
量伊100
5317摇 23 期 摇 摇 摇 卢艳艳摇 等:不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响 摇
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2摇 结果与分析
2. 1摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素对小麦玉米不同施肥期土壤氨挥发的影响
2. 1. 1摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素对小麦基肥期土壤氨挥发通量及其累积损失量的影响
小麦基肥期(小麦播种—返青拔节期)控释尿素土壤氨挥发通量及其累积损失量如图 1,图 2 所示。 硫包
膜和树脂包膜控释尿素,普通尿素土壤氨挥发通量峰值分别出现在施肥后第 6,7,3 天,其大小顺序为:普通尿
素>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素。 在两种施氮量水平下(210、300 kg / hm2),与普通尿素相比,硫包膜
和树脂包膜控释尿素土壤氨挥发通量峰值分别降低 1. 8—3. 2 kg·hm-2·d-1和 2. 8—3. 3 kg·hm-2·d-1,峰值出现
时间分别推迟了 3、4 d。 硫包膜控释尿素比树脂包膜控释尿素土壤氨挥发通量峰值高出了 0. 2—0. 9 kg·hm-2·d-1。
0
1
2
3
4
5
6 CKHCULCUHSULSUHPULPU
时间 Time/d
氨挥
发通
量
The f
lux o
f NH
3 vol
atiliz
ation
/(kg.
hm-2
. d-1 )
1 2 34 5 6 710131619222937516882113
图 1摇 小麦基肥期不同处理的土壤氨挥发通量
摇 Fig. 1摇 Flux of soil ammonia volatilization of different treatments
at wheat basal stage
CK无氮肥对照; HCU高量普通尿素; LCU 低量普通尿素; HSU 高
量硫包膜控释尿素; LSU低量硫包膜控释尿素; HPU高量树脂包膜
控释尿素; LPU低量树脂包膜控释尿素
0
5
10
15
20
25
30
35
40 CK HCU LCUHSU LSU HPULPU
氨挥
发累
积量
Cum
ulativ
e NH
3 vol
atiliz
ation
/(
kg/hm
2 )
时间 Time/d1 2 3 4 5 6 7 10 13 16 19 22 29 37 51 68 82 113
图 2摇 小麦基肥期不同处理的土壤氨挥发累积损失量
摇 Fig. 2摇 Accumulation loss amounts of soil ammonia volatilization
of different treatments at wheat basal stage
在小麦基肥期,硫包膜和树脂包膜控释尿素土壤氨挥发累积损失量显著低于普通尿素,降低百分数分别
为 35. 1%—44. 6%和 53. 0%—54. 3% ;其中硫包膜控释尿素土壤氨挥发累积损失量高于树脂包膜控释尿素,
高出百分数达 5. 8%—14. 3% 。
可见,相同氮肥品种处理不同施氮量水平下,土壤氨挥发通量和氨挥发累积损失量随着施氮量的减少而
降低;不同氮肥品种处理则表现为控释尿素土壤氨挥发通量、氨挥发累积损失量均低于普通尿素,且树脂包膜
控释尿素低于硫包膜控释尿素。
2. 1. 2摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素对小麦追肥期土壤氨挥发通量和累积损失量的影响
小麦追肥期(返青拔节期至成熟期),硫包膜、树脂包膜控释尿素处理与普通尿素处理的土壤氨挥发通量
和氨挥发累积损失量变化趋势与小麦基肥期相似,但数值均低于小麦基肥期(图 3,图 4)。
小麦追肥后,各处理的土壤氨挥发通量和氨挥发累积损失量随着施氮量的增加而增加。 在高、低两种施
氮量水平下(210 kg / hm2和 300 kg / hm2),与普通尿素相比,硫包膜和树脂包膜控释尿素土壤氨挥发通量峰值
出现时间分别延迟了 5、8 d,且二者的土壤氨挥发通量峰值降低范围分别为 1. 6—2. 2 kg·hm-2·d-1和 1. 9—2. 3
kg·hm-2·d-1;其中树脂包膜比硫包膜控释尿素降低 0. 1—0. 3 kg·hm-2·d-1。 各处理土壤氨挥发累积损失量大
小顺序为:普通尿素>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素;在高、低两种施氮量水平下,两种控释尿素土壤氨
挥发累积损失量比普通尿素降低 59. 6%—75. 2% ;硫包膜比树脂包膜控释尿素高了 3. 1%—5. 7% 。
2. 1. 3摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素对玉米施肥期土壤氨挥发通量和累积损失量的影响
摇 摇 在玉米施肥期的土壤氨挥发监测期间,所有氮肥处理的土壤氨挥发通量可分为快速和慢速两个阶段
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CKHCULCUHSULSUHPULPU
氨挥
发通
量
The f
lux o
f NH
3 vol
atiliz
ation
/(kg.
hm-2
. d-1 )
时间 Time/d1 2 3 4 5 6 71013161922293643506480
图 3摇 小麦追肥期不同处理的土壤氨挥发通量
摇 Fig. 3摇 Flux of soil ammonia volatilization of different treatments
at wheat top dressing stage
0
4
8
12
16
20
1 2 3 4 5 6 71013161922293643506480
CK HCU LCUHSU LSU HPULPU
氨挥
发累
积量
Cum
ulativ
e NH
3 vol
atiliz
ation
/(
kg/hm
2 )
时间 Time/d
图 4摇 小麦追肥期不同处理的土壤氨挥发累积损失量
摇 Fig. 4摇 Accumulation loss amounts of soil ammonia volatilization
of different treatments at wheat top dressing stage
(图 5,图 6)。 相同氮肥品种处理的土壤氨挥发通量随着施氮量的减少而降低,且不同施氮量水平下其峰值
出现的时间相同。 两种控释尿素与普通尿素在相同施氮量水平下,土壤氨挥发通量峰值差异显著。 与普通尿
素相比,两种控释尿素土壤氨挥发通量峰值出现的时间延后 3—5 d,峰值降低 1. 9—5. 2 kg·hm-2·d-1;与树脂
包膜控释尿素相比,硫包膜控释尿素峰值出现时间早且其峰值大,在高、低两种施氮量水平下,硫包膜比树脂
包膜控释尿素土壤氨挥发通量峰值分别提高了 76. 9%和 12. 2% 。
2 4 6 9 14 20 33 54
图 5摇 玉米施肥期不同处理的土壤氨挥发通量
摇 Fig. 5摇 Flux of soil ammonia volatilization of different treatments
at maize fertilization stage
图 6摇 玉米施肥期不同处理的土壤氨挥发累积损失量
摇 Fig. 6摇 Accumulation loss amounts of soil ammonia volatilization
of different treatments at maize fertilization stage
在玉米施肥期,硫包膜和树脂包膜控释尿素土壤氨挥发累积损失量显著低于普通尿素,降低范围在
65郾 6%—98. 1% 。 控释尿素的土壤氨挥发累积损失量是先慢后快的变化趋势,高施氮量水平下(300 kg /
hm2),树脂包膜比硫包膜控释尿素降低了 19. 7% ,低施氮量水平下(210 kg / hm2),则差异不明显。
2. 2摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素对小麦玉米轮作农田土壤氨挥发持续时长的影响
将小麦基肥期、追肥期与玉米施肥期土壤氨挥发累积量百分比(各施肥期每次监测土壤氨挥发累积量占
其累积损失总量的百分数)与监测时间进行作图并拟合,得出相应拟合曲线和方程(图 7)。 在 300 kg / hm2与
210 kg / hm2施氮量水平下,土壤氨挥发累积量百分比曲线大体相似,因而仅对低施氮量水平(210kg / hm2)土壤
氨挥发累积量百分比与时间进行拟合。 运用伯恩斯坦定理与 C 语言编程解析拟合方程,得到各处理土壤氨
7317摇 23 期 摇 摇 摇 卢艳艳摇 等:不同包膜控释尿素对农田土壤氨挥发的影响 摇
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挥发累积量百分比为 80%对应持续挥发的天数,并根据小麦和玉米轮作时期不同的土壤条件、气候条件等影
响因子进行选择确定。
根据拟合方程,在 210 kg / hm2施氮量水平下,硫包膜、树脂包膜控释尿素和普通尿素处理土壤氨挥发累积
量百分比为 80%对应持续挥发的天数在小麦玉米轮作体系不同施肥时期各不相同,小麦基肥期分别为 19、
19、7 d;小麦追肥期为 19、19、7 d;玉米生长期为 11、12、7 d。 控释尿素比普通尿素延缓的天数,小麦基肥期为
12 d、小麦追肥期为 12 d、玉米生长期为 4—5 d;在玉米生长期,树脂包膜控释尿素比硫包膜最长能够延续 1 d
左右,而在小麦生长期差异不明显。
图 7摇 小麦基肥期(A)、小麦追肥期(B)、玉米施肥期(C)210 kg / hm2施氮量水平下土壤氨挥发累积量百分比与时间拟合方程
Fig. 7摇 Fitted equations of the percent of soil ammonia vitalization accumulation amounts and time at wheat basal stage, top dressing stage
and maize fertilization stage under 210 kg / hm2(N)
LCU低量普通尿素; LSU低量硫包膜控释尿素; LPU低量树脂包膜控释尿素
由于普通尿素施入土壤后水解成铵态氮而挥发迅速,因此普通尿素处理土壤氨挥发主要集中于施肥后一
周内;而包膜控释尿素对养分的控释是通过膜上的微孔和裂隙来实现的,包膜材料阻隔了尿素与部分土壤尿
酶的直接接触,减少了参与土壤氨挥发的底物氮素[15],从而有效延缓了土壤氨挥发的主要阶段,最长能够比
普通尿素推迟 12 d。 硫膜与树脂膜相比,硫膜易溶解和破碎,所以树脂包膜控释尿素降低土壤氨挥发效果优
于硫包膜控释尿素。
2. 3摇 硫包膜和树脂包膜控释尿素小麦玉米轮作周期时段土壤氨挥发通量和累积损失量的影响
小麦玉米轮作体系中,在低量(210 kg / hm2)和高量(300 kg / hm2)两种施氮水平下,硫包膜、树脂包膜控释
尿素处理时段土壤氨挥发通量和累积损失量与普通尿素处理相比差异显著(表 1)。
8317 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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小麦季,控释尿素时段土壤氨挥发通量、累积损失量和损失率分别为 0. 11—0. 16 kg·hm-2·d-1、20. 53—
31. 24 kg / hm2和 5. 98%—7. 75% ;玉米季,控释尿素时段土壤氨挥发通量、累积损失量和损失率分别为
0郾 11—0. 18 kg·hm-2·d-1、7. 37—12. 11 kg / hm2和 2. 76%—3. 51% 。 与普通尿素相比,小麦季时段土壤氨挥发
通量和累积损失量均降低 45. 4%—61. 0% ,损失率降低了 4. 7%—5. 7% ;玉米季时段土壤氨挥发通量和累积
损失量均降低 65. 6%—98. 1% ,损失率降低了 2. 7%—3. 3% 。
表 1摇 不同监测期的土壤氨挥发累积损失量、损失率和通量
Table 1摇 Accumulative loss amounts, loss rate and flux of soil ammonia volatilization in different monitoring periods
处理
Treatments
小麦季节(监测期 193d)
Wheat growth season
累积损失量
/ (kg / hm2)
Accumulative
loss amounts
损失率 / %
Loss rate
时段氨挥
发通量
/ (kg·hm-2·d-1)
Time flux
玉米季节(监测期 67d)
Maize growth season
累积损失量
/ (kg / hm2)
Accumulative
loss amounts
损失率 / %
Loss rate
时段氨挥
发通量
/ (kg·hm-2·d-1)
Time flux
小麦玉米轮作周期(共 260d)
Wheat鄄corn rotation growth period
累积损失量
/ (kg / hm2)
Accumulative
loss amounts
损失率 / %
Loss rate
时段氨挥
发通量
/ (kg·hm-2·d-1)
Time flux
CK 7. 98d 0. 04 1. 58e 0. 02 9. 56e 0. 04
HCU 45. 41a 12. 48 0. 24 20. 05a 6. 16 0. 30 65. 46a 9. 32 0. 25
LCU 32. 37b 11. 61 0. 17 14. 37a 6. 09 0. 21 46. 74b 8. 85 0. 18
HSU 31. 24b 7. 75 0. 16 12. 11b 3. 51 0. 18 43. 35b 5. 63 0. 17
LSU 21. 72c 6. 54 0. 11 7. 37d 2. 76 0. 11 29. 09d 4. 65 0. 11
HPU 28. 21b 6. 74 0. 15 10. 12c 2. 85 0. 15 38. 33c 4. 80 0. 15
LPU 20. 53c 5. 98 0. 11 7. 86d 2. 99 0. 12 28. 39d 4. 48 0. 11
摇 摇 同一列内同一品种不同字母表示差异达 5%显著水平(n=3)
在整个小麦玉米轮作周期,各试验处理的时段土壤氨挥发通量均有一定差异。 硫包膜、树脂包膜控释尿
素时段土壤氨挥发通量比普通尿素分别降低 51. 0%—60. 7%和 64. 6%—70. 8% ,而树脂包膜比硫包膜控释
尿素处理降低了 2. 5%—13. 1% 。
土壤氨挥发累积损失量大小顺序均为:普通尿素>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素;其中,两种包膜
控释尿素周年土壤氨挥发累积损失量和损失率在 28. 39—43. 35 kg / hm2和 4. 48%—5. 63% ,比普通尿素分别
降低 51. 0%—70. 8%和 3. 7%—4. 5% 。 两种控释尿素土壤氨挥发损失差异不显著,硫包膜比树脂包膜控释
尿素土壤氨挥发累积损失量、损失率分别要高 2. 5%—13. 1%和 0. 2%—0. 8% 。 与杜建军[15]模拟试验得出
的控释氮肥比普通尿素减少氨挥发损失达 30%以上的结果相近,只是降低幅度更大,且与赵斌[16]等在玉米田
间试验的研究结果一致。
3摇 结论
(1)在小麦基肥期、小麦追肥期和玉米施肥期,与普通尿素相比,硫包膜和树脂包膜控释尿素均能推迟土
壤氨挥发通量峰值的出现 3—8 d,降低了土壤氨挥发通量峰值,最大降幅达 1. 9—5. 2 kg·hm-2·d-1;3 个时期
显著减少土壤氨挥发累积损失量分别达 35. 1%—54. 3% 、59. 6%—75. 2% 、65. 6%—98. 1% ;树脂包膜控释
尿素在两种施氮量水平下土壤氨挥发降低效果优于硫包膜控释尿素。
(2)硫包膜和树脂包膜控释尿素均能有效延缓土壤氨挥发的主要阶段,普通尿素施用后 7 d 内土壤氨挥
发累积量达到 80% ,硫包膜和树脂包膜控释尿素比普通尿素分别延迟了 4—12 d、5—12 d。
(3)硫包膜和树脂包膜控释尿素能够明显降低小麦季、玉米季和轮作周年时段土壤氨挥发通量和损失
率,控释尿素的不同时段土壤氨挥发通量均在 0. 11—0. 18 kg·hm-2·d-1范围内;损失率最高仅为 7. 75% 。 在
整个轮作周期,控释尿素土壤氨挥发累积损失量为 28. 39—43. 35 kg / hm2;土壤氨挥发损失率为 4. 48%—
5郾 63% ,比普通尿素分别降低了 51. 0%—70. 8%和 3. 7%—4. 5% ;硫包膜和树脂包膜控释尿素具有较高的生
态环境效应和推广应用价值。
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0417 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 23 December,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Satellite鄄based modelling light use efficiency of alpine meadow along an altitudinal gradient
FU Gang, ZHOU Yuting, SHEN Zhenxi, et al (6989)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Changes in the concentrations of airborne Picea schrenkiana pollen in response to temperature changes in the Tianshan Mountain
area PAN Yanfang, YAN Shun, MU Guijin, et al (6999)…………………………………………………………………………
Primary production in the Bay of Bengal during spring intermonsoon period
LIU Huaxue, KE Zhixin, SONG Xingyu, et al (7007)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of rainfall regimes on the decomposition rate of yak dung in an alpine meadow of northwest Sichuan Province, China
WU Xinwei, LI Guoyong, SUN Shucun (7013)
…………
……………………………………………………………………………………
SOFM鄄based nutrient cycling classification of forest ecosystems in the Loess Plateau
CHEN Kai,LIU Zengwen,LI Jun, et al (7022)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Characterization of the responses of photosynthetic and chlorophyll fluorescence parameters to water stress in seedlings of six
provenances of Chinese Pine (Pinus tabulaeformis Carr. ) WANG Yan, CHEN Jianwen, et al (7031)…………………………
Effect of silicon supply on Tall Fescue (Festuca arundinacea) growth under the salinization conditions
LIU Huixia, GUO Xinghua, GUO Zhenggang (7039)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of high鄄temperature stress on physiological characteristics of leaves of Simmondsia Chinensis seedlings from different
provenances HUANG Weiwei, ZHANG Niannian, HU Tingxing, et al (7047)……………………………………………………
Soil moisture dynamics of water and soil conservation forest on the Loess Plateau ZHANG Jianjun,LI Huimin,XU Jiajia (7056)……
The distribution of male and female Populus cathayana populations along an altitudinal gradient
WANG Zhifeng, XU Xiao, LI Xiaofeng, et al (7067)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Analysis on the characteristics of macrobenthis community in the North鄄west Daya Bay of South China Bay in spring
DU Feiyan, LIN Qin, JIA Xiaoping, et al (7075)
…………………
…………………………………………………………………………………
The effects of season and environmental factors on community structure of planktonic copepods in Zhanjiang Bay, China
ZHANG Caixue, GONG Yuyan, WANG Xuefeng, et al (7086)
……………
……………………………………………………………………
Population genetic structure of Pneumatophorus japonicus in the Taiwan Strait
ZHANG Liyan, SU Yongquan, WANG Hangjun, et al (7097)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
Seasonal variation of nitrogen and phosphorus in Miju River and Lake Erhai and influencing factors
YU Chao, CHU Jinyu, BAI Xiaohua, et al (7104)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Population dynamics and production of Bellamya aeruginosa (Reeve) (Mollusca: Viviparidae) in artificial lake for transgenic fish,
Wuhan XIONG Jing, XIE Zhicai, JIANG Xiaoming, et al (7112)………………………………………………………………
Carbon, nitrogen and phosphorus ecological stoichiometric ratios among live plant鄄litter鄄soil systems in estuarine wetland
WANG Weiqi, XU Linglin, ZENG Congsheng, et al (7119)
……………
………………………………………………………………………
Effects of EDTA on growth and lead鄄zinc accumulation in maize seedlings grown in amendment substrates containing lead鄄zinc
tailings and soil WANG Hongxin,HU Feng,XU Xinwang, et al (7125)…………………………………………………………
Effects of different coated controlled鄄release urea on soil ammonia volatilization in farmland LU Yanyan,SONG Fupeng (7133)………
Effects of ridge planting on the photosynthetic characteristics and yield of summer maize in high鄄yield field
MA Li, LI Chaohai, FU Jing, et al (7141)
…………………………
…………………………………………………………………………………………
Effect of timing of DCD application on nitrous oxide emission during wheat growing period
JI Yang,YU Jia,MA Jing, et al (7151)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………………
The role of the fertilizing with nitrogen, calcium and sodium chloride in winter wheat leaves adaptation to freezing鄄thaw stress
LIU Jianfang, ZHOU Ruilian, ZHAO Mei, et al (7161)
………
……………………………………………………………………………
Environment impact assessment of organic and conventional soybean production with LCA method in China Northeast Plain
LUO Yan, QIAO Yuhui, WU Wenliang (7170)
…………
……………………………………………………………………………………
Effects of selenium added to soil on physiological indexes in flue鄄cured tobacco
XU Zicheng, SHAO Huifang, SUN Shuguang, et al (7179)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Influence of different planting patterns on field microclimate effect and yield of peanut (Arachis hypogea L. )
SONG Wei, ZHAO Changxing,WANG Yuefu, et al (7188)
…………………………
………………………………………………………………………
Rapid cold hardening of Western flower thrips, Frankliniella occidentalis, and its ecological cost
LI Hongbo, SHI Liang, WANG Jianjun, et al (7196)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of temperature on body color in Sitobion avenae (F. ) DENG Mingming, GAO Huanhuan, LI Dan, et al (7203)……………
Development and reproduction of Bemisia tabaci biotype B on wild and cultivated tomato accessions
GAO Jianchang, GUO Guangjun, GUO Yanmei, et al (7211)
…………………………………
……………………………………………………………………
Study on ecological water demand based on assessment of ecosystem disturbance degree in the Baiyangdian Wetland
CHEN He, YANG Ying, YU Shiwei, et al (7218)
…………………
…………………………………………………………………………………
Emergy鄄based analysis of two chicken farming systems: a perspective of organic production model in China
HU Qiuhong, ZHANG Lixiao, WANG Changbo (7227)
…………………………
……………………………………………………………………………
Mathematical model design of time鄄effect relationship analysis about the inhibition of four eighteen鄄cabon fatty acids on toxic
Microcystis aeruginosa HE Zongxiang, ZHANG Tingting (7235)……………………………………………………………………
Enrichment of heavy metals in the seagrass bed of Liusha Bay XU Zhanzhou, ZHU Aijia,CAI Weixu, et al (7244)…………………
A gradient analysis of urban architecture landscape pattern based on QuickBird imagery
ZHANG Peifeng, HU Yuanman, XIONG Zaiping, et al (7251)
………………………………………………
……………………………………………………………………
Landscape spatial heterogeneity is associated with urbanization: an example from Yangtze River in Jiangsu Province
CHE Qianjin,CAO Youhui,YU Lu, et al (7261)
…………………
……………………………………………………………………………………
CVM for Taihu Lake based on ecological functions of wetlands restoration, and ability to pay and willingness to pay studies
YU Wenjin, XIE Jian, ZOU Xinqing (7271)
…………
………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Progress in research on the marine microbial loop in the Arctic Ocean HE Jianfeng, CUI Shikai, ZHANG Fang, et al (7279)………
Research progress in the eco鄄environmental effects of urban green spaces
SU Yongxian, HUANG Guangqing, CHEN Xiuzhi, et al (7287)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Source, exposure characteristics and its environmental effect of heavy metals in urban surface dust
FANG Fengman, LIN Yuesheng, WANG Haidong, et al (7301)
……………………………………
…………………………………………………………………
Scientific Note
Spatial structures of soilcarbon and nitrogen of China fir and Masson pine mixed forest in the Three Gorger Reservoir Areas
LIN Yinghua, WANG Laifa, TIAN Xiaokun, et al (7311)
…………
…………………………………………………………………………
The relationship between Oligochroa cantonella Caradja and environmental factors LIU Wenai,FAN Hangqing (7320)………………
4237 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 23 期摇 (2011 年 12 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 31摇 No郾 23摇 2011
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