全 文 ：梭 农 学 报 。 , 一 弓
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黄泛区潮土一冬小麦系统中
尿素的转化和化肥氮去向
张绍林 朱兆良
一
徐银华
中国科学院南京土城研究所 南京
在田 间条件下 , 用‘“ 标记的徽区试验法研 完 了潮土一冬小 麦 系 统 中 尿 素 的
转化和化肥 氮的去 向 。 结果表明 土攘中尿素水解后 , 主要进行琦化和生物固定 ,
而被拈土矿 物 固定的量很少 小 麦返青后 , 随着气温上升 , 生物 固定的标记氮不断分
解 , 其量可达总生物周 定量的 作为基肥条施的尿素 , 其损 失略高于作返青肥
或拔节肥表施后 随即灌水的处理 。 氮素损 失主要发生在春季气温回升后 的 生 长 期
间 , 当季的淋洗损 失极微
。 在较 为适宜的用量和施 用技术下 , 化肥 氮的损 失仍达
一 , 其中以 碳酸氮按 为最高 , 次 为硫酸按和埔酸按 , 而 尿素和萌酸按中的峭态
氮损 失最低 。
关健词 尿素转化 化肥 氮去 向 化肥氮损 失 小 麦
前 言
一
近年来 , 关于黄淮海地区土壤一作物系统中化肥氮去向的研究已有不少 报 道 , 但多为盆
栽试验的结果 〔‘一 “ , 在 田间进行的研究较少 一 ‘“ 我们采用 飞“ 田间微区的试 验 方 法 ,
研究尿素的转化和化肥氮的损失进程 。
材 料 和 方 法
试验在河南省封丘县潘店乡屯里村的潮土 二合土 上进行
, 前茬玉米 。 耕层土壤的理
化性质 , 有机质 , 全氮 , 质地沙壤土 。 试验设 个处理
无肥 不施肥 无氮 过磷酸钙 作基肥 , 条施 ‘“ 一尿素作基肥条施
‘石 一尿素与 混合后条施 , 作基肥 ’“ 一尿素和 隔行条施 , 作基肥 , 即一行尿素 ,
一行 ’“ 一尿素作返青肥表施 , 随即灌水 返青期灌水后表施 ’ 一尿 素 ‘“ 一
尿素作拔节肥表施 , 随即灌水 一 皆以 条施作基肥 一尿素与 混合后条
施作基肥 , 返青期表施尿素后随即灌水 同处理 , 尿素改为‘“ 一碳酸氢馁 同处理
, 尿素改为‘“ 一硫酸按 同处理 , 尿素改为 ’ ‘ 。 同处 理 , 尿 素 改 为
此文 年 月 日收到 。
核 农 学 报 卷
‘ ‘ 。
试验分小区和微区 , ‘“ 标记氮肥的微区试验共 个处理 , 即 一 , 次 重复 , 随
机区组排列
, 分置于相应处理的小区 内 和 除外 。 微区 由直径为
、
高
的无底塑料筒构成 , 埋入土中
。
年 月 日按处理规定将肥料条施于小麦行 间 深
处 , 随即盖土
。
向时舞种小麦
, 品种为僵师 号 , 播种量“ 以 , 行距 。。
。
施磷 量
为 。 。 年 月 日和 月 日分别按处理规定施用氮 肥 并 灌 水 灌 水 量 为
。 。 只施基肥的处理 。坦一与 也于 月 日灌水一次
, “ 。 各处理母次
施氮量为
。 因此 一 则为
。 供试氮肥的‘ “ 丰度 尿索为 ,
碳酸氢按 , 硫酸铰 , ‘ ” ‘ 。 , ‘“ 。 。 为了利于出
苗和灌浆 , 分别于 年 月 日和 年 月 日灌水 , 灌水量分 别 为 “ 泼浇 和
” 。 年 月 」一 月 日收获
。 生长期 间降水量为 。
为了对作基肥和拔节肥施用的尿素进行动态观测 , 在相应处理的小区 中增加了微区 , 微
区为直径 、 高 的无底塑料 简埋入土中 构成 , 设 个重夏
。
植株样晶 包括根 在 ℃烘干供分析用
。 上样按 为一层 , 分层采至 深 。 动 态
测定的土样 , 采出后随即用 ‘提取 , 一代氏合金分段蒸馏 , 测定铰态氮
、 石肖态
氮 矿质氮总量 及 ’ 丰度 〔“ ’。 提取后 的残渔供测定粘上矿物 固定态钱用 〔‘ “ ’, 并测 定
其‘“ 丰度
。
用水杨酸预处理法测定土壤全氮及其“ 丰度 。 全氮中扣除矿质氮和 固定
飞
态 铰
后计为有机态氮 。 ‘ ” 丰度 由我所质谱组测定 。
结 果 和 讨 论
一 小麦生长下潮土中尿紊的转化
供试土壤的粘土矿物组成以水云母为主 , 并含有较多的蒙脱石 〔‘“ 」, 它们对钱都有较强
的固定能力 。 对 以尿素与 混合作基肥 的动态观测结果列入表
、 。 由表 表 明
土壤固定态铰含量在 一 之间 , 低于 已有的结果 〔‘ 毛
。 从表 看 , 越冬前 , 固 定
态按达最大值 , 但只 占施入氛量的
。
随着小麦的生 长和对氮的吸收 , 其量逐步 降 低 ,
但大体上稳定在占施入氮量的 左右
。 这表明 , 对供试土壤来说 , 粘上矿物 固定钱和 钱 的
释放不是尿素转化重要过程 ,
’
已对小麦的氮索营养没有明显的影响 。
表 结果还 表明 , 在越冬前 , 施入的尿素氮主要以硝态和有机态存在 , 分别约占施 入 氮
量的 和 。 结合上述固定态铰的结果米看 , 施入的尿索水解成按后 , 迸 一 步 的 转化
过程主要是硝化和生物固定
。 山于供试上壤的 很高 , 我们曾怀疑足否有业硝态氮的积累 ,
但用氨基苯磺酸法检测表明 , 只是在施肥后的第 天 , 施肥处局部发现少量的亚硝态 氮 积累
, 而在施肥处以外的土壤 中很低 , 大多不足 。 至越冬前 月 卜 检测 , 均未
检出其存在 看来 , 在这种碱性土壤中施用尿素 , 一般不致发生亚硝酸盐对作物的毒害 〔‘ 。
随着小麦的生长 , 土壤 中呈硝态存在的标记氮量迅速降低
。 至返青时 月 日 , 其量
已极微 。 但是 , 呈有机态存在的标记氮虽则仍 占施入氮量的 , 而 与越冬前的测定结果相
近 , 只是到拔节期 月 日 及其后 的 一段时间
, 其量才逐渐地明显降低
。 这表明 , 随春李
气温上升 , 呈生物固定态存在的标记氮逐步转入再矿 化
。 这 与 和 〔’ 。 ’在 春
小麦的盆栽试验 中得到的结果不同 。 在他们的试验 中 , 呈有机态存在的标记氮在当季作物生
乍
期 黄泛区潮上 冬小麦系统中康素的转化和化肥氮去向 立主
衰 土班的固定态傲含盆
垃 ‘ 一 参
一
一 滩瑟深度
五
样品数 平 均 含 量
也 ⋯
。
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‘
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变异系教
肠
一
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。
百
。
多 表 土城中作甚肥条施的尿素 一 ’“ 的转化 占施入 的
一 ‘
采样日期 月 日
二
采样深度
耸
交换性
一
‘ 名一
固定态
一
一
有机态
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一
。
一
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一
。
一
。
一
‘ 。 。
痕迹
多
长期间没有明显的再矿化 。
二 翻土一小麦系统中尿素振的损失进程
动态观测结果表明 表 , 尿素作基肥条施 , 在越冬前 , 标记氮在小麦中的数量 与 土
壤 中的残留量之和超过了施入氮量 , 使损失项出现负值 , 显然是属于测定误差 。 这意味着 ,
尿素施入土壤后的近两个月时间内 , 尽管在土壤中含有
、
大量硝态氮 , 但没有发生 氮 素 损 失
雌 核 农 学 报 卷
衰 土城一小斑系统中尿举一 的去向 占施入 的写
只 一
处 翠
叉
采样日期 月 日 小麦全株回收
, 目
节
。一 土层中
的 残 留
一
一
基肥条施
。
拔节肥表施
。
王
同一列中带有相同英文字母的救揖之间的差异未达到 肠显著水准
·
新复全距测验 下同
肠
表 。 拔节期测定 , 上壤 中残留的标记氮量比越冬前降低约 表 。 其中除一部分
被小麦吸收外 , 已出现了明显的损失 。 结合表 来看 , 残留氮量的减少主要是硝 态 氮被耗竭
的结果 , 同时 , 呈有机态存在的标记氮也有了明显的矿化和消耗 。 此后土壤中残留氮量的继
续减少 , 则主要是有机态标记氮的不断矿化
。 但是 , 从拔节期开始 , 小麦对作基肥施用的尿
素氮的吸收不再明显增加
。 即在此期间 , 有机态标记氮矿化后未被小 麦 吸 收 利用 , 主要是
进一步损失了 。 这一现象有待进一步研究
。 与此不同 , 尿素作拔节肥表施 , 在施肥后约一个
月 月 日 , 小麦对标记氮的吸收和标记氮的损失都已达最大值 ,
、此后即无显著变化 。
从以上结果来看 , 似可认为 , 在本区潮土一小麦系统 中 , 化肥氮的损失主要发生在 春 天
气温回升以后的一段时间内 。
三 湘土一小麦系统中化肥氮的去向
小麦对化肥氮的回收
表 结果表明 , 尿素作基肥的三个处理 一 中 , 小麦对标记氮的回收在 一 之
间 , 而无明显的差异 , 它们都低于作返青肥或拔节肥表施后随即灌水的处理 和 ,
后者为 一 写
。 不同时期追肥的处理之间也无明显差异 。 小麦对标记氮的回收 , 返青期先
灌水后表施尿素的处理 略低于先表施后 灌水的处理
。
从不同氮肥的处理来看 , 似以硝态氮的回收率最高 , 尿素与其相近 , 硫 酸铰
和硝酸按中按的回收率略低 , 而 以碳酸氢按的回收率为最低 。
小麦吸收的化肥氮主要分配在籽粒中 , 其次是茎叶 , 而以根 中最少 。 个处理
一
乎均 , 籽
粒 中的化肥氮占全株总 回收量的比 例 为 士 土 , 下 同
、 茎 叶 为 土
, 根为 土
。 相对说来 , 化肥氮作基肥施用时 , 总回收氮的分 配 在 根 中 的 比
例略大于作追肥 。 上述相对值与小麦吸收土壤和肥料氮 尝量在不同部位中的分配比例 依次
、期 黄泛区潮土一冬小麦系统中尿索的转化和化肥氮去尚
一 一一一
‘‘ 幽时 , , ‘
一一
,
裹 土滚一小安系统中化肥氮的去向 占施入 的
一
乓 ,
一
处理号
卜
小麦植株中回收 不同士层 中的残留
。 损 失
籽粒 茎叶
不
根 乡计
。一 。一 ⋯
。一 。一 。一 穿计
叉
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、 士 和 士 。 十分相近 。
土壤 中化肥氮的残留量
表 结果表明 , 一 。土层 中化肥氮的残留量古施入氮量的 一 , 作返青肥或 拔
节肥施用的尿素 , 其残留量略高于作基肥施用 。 从残留氮在剖面中的分布来看 , 其主要部分
集巾在 一 土层 中 , 而在 一 和 一 土层 中的残留量 , 除个别例外 , 都在
左右或更低 这表明 , 在本区潮土中 , 在冬春比较干旱
、 灌水量又不大的情 况下 , 化肥氮在
当季的淋洗损失是极少的 。 这与邵则瑶等 ‘ 对北京地区冬小麦地的观测结果是一致的 。
化肥氮的损失
表魂结果表明 , 在当季小麦生长期间 , 化肥氮的损失在 一 之间
。 其中
毋作基肥条旗的尿素 , 其损失约为 ”“ , 尿幸单施 “ , ”
、 尿素与 夕混 合后 条 施
核 农 学 报 卷
和尿素
、
隔行条施 三个处理之间没有差异 , 磷肥未表现出减少尿素氮
损失的作用 。 作返青肥或拔节肥表施后 随即灌水的处理 和 , 尿素氮的损失只了
一 , 明显低于作基肥施用
。 这可能 与此时小麦的吸收能力较冬前高有关 。 在返青期先
灌水后表施尿素的处理 , 其氮素损失比先表施后灌水处理 高 , 但统计上未
达到显著水准 。 这意味着 , 尿素表施后随即灌水可起部分深施的作用 , 从而有利于提高其利
用率和发挥其增产效应 〔‘ 吕 ’‘ 。 。
②从不同氮肥处理来看 , 氮素的损失在 一 之间 , 彼此间无统计上的差异
。 但是 ,
从趋势上看 , 则 以碳酸氢馁 的氮素损失最高 , 其次是硫酸按 和硝酸按
中的钱 , 而 以尿素 和硝酸按中的硝态氮 的损失最低 。 这些处
理的总施氮量为 , 施用时期和施用方法也都比较合理 , 由此得 出的氮素损失结果似
可作为当前生产中在较为合理的施用技术下化肥氮的损失程度看待 。 据此 , 并结合我国当前
氮肥 中以碳酸氢按为主的实际情 况 , 可 以得出这样的印象 , 即在本区潮土上施于冬小麦的氮
肥 , 其损失是 比较严重的 。 减少损失
、
提高氮肥的利用率仍是一个值得进一步研究的问题 。
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