全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（１）：１２８－１３７
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０１１４
收稿日期：２０１３－１１－１７　　　接受日期：２０１４－０８－２５
基金项目：农业部“９４８”项目（２０１２－Ｚ３６）；河北省教育厅项目（Ｑ２０１２１３０）资助。
作者简介：张琳（１９８９—），女，汉族，河北廊坊人，硕士研究生，主要从事环境质量评价与监控的研究。
Ｔｅｌ：０３１２－７５２８２１０，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｎｚｈａｎｇ＿２０１３＠１６３ｃｏｍ。　 通信作者 Ｔｅｌ：０３１２－７５２８２１０，Ｅｍａｉｌ：ｌｊ＿ｚｈ２００１＠１６３ｃｏｍ
不同水氮条件下双氰胺（ＤＣＤ）对温室黄瓜
土壤氮素损失的影响
张 琳１，孙卓玲１，马 理２，吉艳芝１，巨晓棠３，张丽娟１
（１河北农业大学资源与环境学院，河北省农田生态环境重点实验室，河北保定 ０７１０００；
２河北省永清县蔬菜管理局，河北廊坊 ０６５６００；３中国农业大学资源与环境学院／教育部
植物－土壤相互作用重点实验室，北京 １００１９３）
摘要：【目的】设施蔬菜习惯“大水大肥”的传统管理模式，不仅影响蔬菜的品质和产量，造成严重的资源浪费，而且
引起的环境污染问题日益受到人们的关注。本研究针对设施蔬菜生产中过量施用氮肥以及不合理的灌溉所导致
的氮肥利用率低、氮素损失等资源浪费和环境的负效应问题，重点研究双氰胺（ＤＣＤ）在设施蔬菜生产体系中的硝
化抑制效果及其影响机制，并筛选出了适用于设施黄瓜生产的最优水氮管理方案。【方法】采用田间原位跟踪法，
对温室黄瓜追肥期间土壤Ｎ２Ｏ排放量、氨挥发损失量、无机氮含量等指标进行了测定。Ｎ２Ｏ气体样品用密闭式静
态箱法采集，用ＡｇｉｌｅｎｔＧＣ６８２０气相色谱仪进行测定。氨挥发样品用密闭室法采集，硼酸溶液吸收，标准硫酸滴定
法测定。新鲜土样用１０ｍｏｌ／ＬＫＣｌ浸提，滤液用ＴＲＡＣＣＳ２０００型流动分析仪测定土壤的ＮＨ＋４Ｎ和ＮＯ
－
３Ｎ含量。
【结果】在不同水氮条件下［传统水氮（Ｔ）的施氮量为Ｎ９８８６ｋｇ／ｈｍ２、灌溉量为７５８８ｔ／ｈｍ２；推荐水氮Ⅰ（Ｒ１）的
施氮量为Ｎ７０９４ｋｇ／ｈｍ２，推荐水氮Ⅱ（Ｒ２）的施氮量为 Ｎ７４６９ｋｇ／ｈｍ２，灌溉量均为５３１２ｔ／ｈｍ２］。加施ＤＣＤ后，
推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理 Ｎ２Ｏ的排放通量分别显著减少了４２１％和６４１％，但氨挥发损失分别显著增加了
３４３％和４０４％；０—１０ｃｍ土层土壤硝态氮与Ｎ２Ｏ排放通量呈极显著的正相关，铵态氮与氨挥发损失呈极显著正
相关。传统水氮处理在０—６０ｃｍ土壤剖面均检测到大量的硝态氮，前两次追肥后尤为明显。在减氮基础上加施
ＤＣＤ有助于减少硝态氮的累积，对０—３０ｃｍ根区硝酸盐淋洗的抑制作用较为明显。在０—３０ｃｍ土壤－蔬菜体系
中，传统水氮处理的氮素表观损失显著高于其他施氮处理。加施ＤＣＤ后，推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理的氮素盈
余和氮素损失率均有所降低。与传统水氮处理相比，推荐水氮Ⅱ ＋ＤＣＤ的处理增产２３３％，经济效益增加 ２５５６０
ｙｕａｎ／ｈｍ２。【结论】在本试验条件下，适度减氮控水措施是切实可行的，不仅满足了作物生长所需要的氮素，而且减
少了氮素的盈余，提高了氮素的利用率，且不影响作物产量。在控水灌溉条件下，推荐施氮Ⅱ ＋ＤＣＤ（氮素用量的
１５％）不仅能减少土壤氮素的盈余量，而且可有效地增加经济效益和环境效益。
关键词：减氮控水；Ｎ２Ｏ排放；氨挥发；无机氮；产量；经济效益
中图分类号：Ｓ１５３６＋１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０１－０１２８－１０
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｃｙａｎｄｉａｍｉｄｅｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｌｏｓｓｆｒｏｍｃｕｃｕｍｂｅｒｐｌａｎｔｉｎｇｓｏｉｌｉｎ
ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ＺＨＡＮＧＬｉｎ１，ＳＵＮＺｈｕｏｌｉｎｇ１，ＭＡＬｉ２，ＪＩＹａｎｚｈｉ１，ＪＵＸｉａｏｔａｎｇ３，ＺＨＡＮＧＬｉｊｕａｎ１
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｂｅｉ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＦａｒｍｌａｎｄ
ＥｃｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｂａｏｄｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ０７１００１，Ｃｈｉｎａ；２ＶｅｇｅｔａｂｌｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＢｕｒｅａｕｏｆＹｏｎｇｑｉｎｇＣｏｕｎｔｙ，
Ｌａｎｇｆａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ０６５６００，Ｃｈｉｎａ；３ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／
ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｌａｎｔＳｏｉｌＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅｏｆｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｖｅｇｅｔａｂｌｅｓｉｓｕｎｄｅｒ“ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆ
ｉｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ”．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｎｏｔｏｎｌｙａｆｅｃｔｓｑｕａｌｉｔｙａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ，ｂｕｔａｌｓｏｃａｕｓｅｓｓｅｒｉｏｕｓｗａｓｔｅ
１期　　　 张琳，等：不同水氮条件下双氰胺（ＤＣＤ）对温室黄瓜土壤氮素损失的影响
ｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｌｏｗｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｃａｕｓｅｄｂｙｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅｉｒｉｇａｔｉｏｎ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｌｏｓｓａｎｄｏｔｈｅｒｗａｓｔｅｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅ
ｅｆｅｃｔｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｖｅｇｅｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｅｃｔａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｉｃｙａｎｄｉａｍｉｄｅ（ＤＣＤ）ｔｏｓｅｌｅｃｔｔｈｅｂｅｓｔｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｐｒｏｇｒａｍｆｏｒｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｃｕｃｕｍｂｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｆｉｅｌｄｉｎｓｉｔｕｔｒａｃｋｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃａｒｉｅｄｏｕｔｔｏ
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎ，ａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｌｏｓｓ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｏｉｌａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅ
ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｃｕｃｕｍｂｅｒｄｒｅｓｓｉｎｇ．Ｎ２Ｏｇａｓｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｏｌｅｃｔｅｄｂｙｅｎｃｌｏｓｅｄｓｔａｔｉｃｂｏｘｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｇａｓｓａｍｐｌｅｓ
ｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｗｉｔｈＡｇｉｌｅｎｔＧＣ６８２０Ａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｏｌｅｃｔｅｄｂｙｃｌｏｓｅｄ
ｃｈａｍｂｅｒｍｅｔｈｏｄ，ａｄｄｅｄ２０ｍＬ２％ ｂｏｒｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｏｅｖａｐｏｒａｔｉｎｇｄｉｓｈｏｆ５０ｍＬ，ａｎｄａｆｔｅｒ２４ｈｏｕｒｓ，
ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉａｉｎｂｏｒｉｃａｃｉｄｗａｓｔｉｔｒａｔｅｄｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ．Ｆｒｅｓｈｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｗｉｔｈ
１０ｍｏｌ／ＬＫＣｌ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｆｏｒＮＨ＋４ＮａｎｄＮＯ
－
３Ｎｕｓｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＲＡＡＣＳ２０００）ｉｎ
ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆⅠａｎｄⅡ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆＤＣＤｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆⅠａｎｄⅡｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｂｙ４２１％ ａｎｄ
６４１％，ｗｈｉｌｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｃｒｅａｓｅａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｌｏｓｓｂｙ３４３％ ａｎｄ４０４％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｏｉｌ
ＮＯ－３ＮａｎｄＮ２Ｏｆｌｕｘ，ＮＨ
＋
４Ｎａｎｄａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｌｏｓｓｉｎ０－１０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒａｒｅｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｅｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ
ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｓｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｏｆＮＯ－３Ｎｉｎ０－６０ｃｍｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙａｆｔｅｒｔｈｅ
ｆｉｒｓｔｔｗｏｄｒｅｓｓｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｐｐｌｙｉｎｇＤＣＤｈｅｌｐｓｒｅｄｕｃｅｔｈｅＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ
ｎｉｔｒａｔｅｌｅａｃｈｉｎｇｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙｅｆｅｃｔｉｓｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｉｎ０－３０ｃｍｒｏｏｔｚｏｎｅ．ＴｈｅＮａｐｐａｒｅｎｔｌｏｓｓｉｎ０－３０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ
ａｎｄｖｅｇｅｔａｂｌｅｓｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆⅠａｎｄⅡ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆ
ＤＣＤｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆⅠａｎｄⅡｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｎｄｌｏｓｓｒａｔｅｏｆ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｃｕｃｕｍｂｅｒｙｉｅｌｄａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔａｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２３３％ ａｎｄ２５５６０ｙｕａｎ／ｈａｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＤＣＤｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔⅡ（ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ，ＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓＮ９８８６ｋｇ／ｈａａｎｄｉｒｉｇａｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅ
ｗａｓ７５８８ｔ／ｈａ，ｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆⅠ ａｎｄⅡ，ＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅＮ７０９４ａｎｄ
７４６９ｋｇ／ｈａ，ａｎｄｉｒｉｇａｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅｗａｓ５３１２ｔ／ｈａ）．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｕｎｄｅｒｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｍｏｄｅｒａｔｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｎｅｅｄｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｃｒｏｐ，ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｕｒｐｌｕｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄ
ｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｎｄｄｏｅｓｎｏｔａｆｅｃｔｔｈｅｏｕｔｐｕｔｏｆｃｒｏｐｓ．ＴｈｅＤＣＤａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（１５％ ｏｆｔｈｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ）ｗｉｔｈｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎⅡ ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｄｉｒｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｏｕｌｄｎｏｔｏｎｌｙｒｅｄｕｃｅｓｏｉｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓｃａｐａｃｉｔｙ，ｂｕｔａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｂｅｎｅｆｉｔｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌ牷Ｎ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎ牷ａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ牷ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ牷
ｙｉｅｌｄ牷ｅｃｏｎｏｍｉｃｐｒｏｆｉｔ
　　我国是世界设施蔬菜生产第一大国，截至到
２０１０年底，设施蔬菜年种植面积约达 ４６６７×１０４
ｈｍ２，分别占我国设施栽培面积的９５％和世界设施
园艺的８０％［１］。与水田和旱作农业相比，设施菜田
施肥量大，加之频繁的灌水，施入的氮肥只有小部分
被作物吸收，氮肥利用率仅在１４５％ ２２５％［２］。
损失的氮素主要以硝酸盐的形式流失或淋溶到土壤
深层，或经氨挥发、硝化—反硝化作用，以氨
（ＮＨ３）、氮氧化物（ＮＯｘ）等气体形式进入大气
中［３］，从而造成了地下水的污染、水体富营养化及
土壤中温室效应气体Ｎ２Ｏ的排放等
［４－５］一系列环境
问题。研究表明，适当的减氮控水措施能有效地控
制氮素转化，减少氮素损失［６－７］。为了进一步提高
氮肥利用率，许多国家已经将硝化抑制剂应用到生
产实 际 中。在 众 多 硝 化 抑 制 剂 中，双 氰 胺
（Ｄｉｃｙａｎｄｉａｍｉｄｅ，简称 ＤＣＤ，化学式为 Ｃ２Ｈ４Ｎ４，一般
为白色结晶粉末）因具有价格低廉、易溶于水、含
氮量高、降解产物无污染等优点而备受人们青
睐［８］。Ｎ２Ｏ是一种重要的痕量气体，对全球气候变
暖和臭氧层破坏具有十分重要的意义［９］。农田生
９２１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
态系统因施氮引起的 Ｎ２Ｏ排放占大气 Ｎ２Ｏ总排放
的１３％［１０］。设施蔬菜种植体系中，通常施入大量
的肥料，不仅造成了肥料浪费，而且会导致温室气体
排放量增加［１１］。国内外研究表明，施用 ＤＣＤ对减
少土壤中Ｎ２Ｏ的排放有显著效果。Ｄｉｎｇ等
［１２］研究
表明，ＤＣＤ能减少小麦生长期 ３９０％的土壤 Ｎ２Ｏ
排放；季加敏等［１３］在室内培养的试验结果表明，与
单施尿素相比，添加 ＤＣＤ能降低 Ｎ２Ｏ排放总量的
９７１％。尽管ＤＣＤ对减少 Ｎ２Ｏ排放和硝态氮的淋
溶效果较为明显，但对氨挥发的影响还存在争
议［１４－１５］。虽然双氰胺能有效减少氮素损失，但大多
数研究集中在农田三大主要粮食作物，设施蔬菜生
产中的相关研究较少。本研究小组针对设施蔬菜种
植体系中ＤＣＤ的施用效果进行了深入研究。聂文
静等［１６］研究表明，采取减氮控水同时配施 ＤＣＤ（氮
素用量的 １０％）的方法能减少氮素损失；杨威
等［１７］在此基础上对 ＤＣＤ的配比浓度做了进一步
研究，结果表明，ＤＣＤ用量为氮素投入量的１５％时
效果最显著。因此，本研究将 ＤＣＤ浓度设定为氮
素用量的１５％，采用田间原位跟踪的方法，在大幅
度减氮和合理灌溉的基础上配施 ＤＣＤ，通过监测
追肥期间 Ｎ２Ｏ排放通量、氨挥发速率及土壤中无
机氮的动态变化，明确氮肥与 ＤＣＤ配施对设施菜
田土壤氮素损失的影响，进而筛选最佳的田间管
理措施，为我国北方设施蔬菜的氮肥高效管理提
供科学指导。
１　材料与方法
１１　试验地概况
试验于２０１２年９月至２０１３年１月在河北农业
大学永清县现代蔬菜产业科技创新示范基地
（Ｅ１１６°５′，Ｎ３９°３２′）进行。该试验地０—３０ｃｍ土壤
有机质含量１２５ｇ／ｋｇ、硝态氮１４５７ｍｇ／ｋｇ、铵态
氮４３ｍｇ／ｋｇ、速效磷 ７０２ｍｇ／ｋｇ、速效钾 ２７２２
ｍｇ／ｋｇ、ｐＨ８１、土壤容重１３ｇ／ｃｍ３。
１２　试验设计
供试蔬菜为黄瓜（ＣｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓＬ．），试验共
设６个处理，每处理３次重复，具体处理及施氮情况
见表 １。试验小区面积 ２６４ｍ２，田间随机区组排
列。磷、钾肥均作为基肥在黄瓜种植前一次施入，
所有处理磷、钾肥施用量相同，磷肥用量为 ３８６２
ｋｇ／ｈｍ２，钾肥用量为 ２８９５ｋｇ／ｈｍ２。氮肥为尿素
（含Ｎ４６％），磷肥用过磷酸钙（含Ｐ２Ｏ５１２％），钾肥
用硫酸钾（含 Ｋ２Ｏ５０％）。灌溉情况：对照和传统
处理按传统灌溉量，为７５８８ｔ／ｈｍ２，其他处理进行
控水灌溉，灌水量为传统灌溉量的 ７０％，为 ５３１２
ｔ／ｈｍ２，整个生育期共进行７次灌溉，追肥期间肥料
随水灌溉。本试验于２０１２年９月１９日定植，定植
前撒施基肥并翻耕，收获时间为２０１３年１月２７日。
试验地总面积５８７７ｍ２，黄瓜栽培模式为传统的畦
栽，畦宽１２ｍ，畦间 ０４ｍ，株距 ０３ｍ，行距 ０８
ｍ，种植密度为４９×１０４ｐｌａｎｔ／ｈｍ２。在黄瓜整个生
长期，按照当地传统习惯进行田间管理。
表１　试验设计
Ｔａｂｌｅ１　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
代号
Ｃｏｄｅ
氮肥施用时期和用量（Ｎｋｇ／ｈｍ２）Ｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｒａｔｅ
２０１２－０９－０６ ２０１２－１１－１４ ２０１２－１２－１０ ２０１３－０１－０８ 总计Ｔｏｔａｌ
对照 ＣＫ ＣＫ ０ ０ ０ ０ ０
传统水氮（Ｔ）
Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ
Ｔ ５８４４ １６１７ １６１７ ８０８ ９８８６
推荐水氮Ⅰ（Ｒ１）
Ｒｅｃｏｍ．ｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎⅠ
Ｒ１ ５８４４ ５００ ５００ ２５０ ７０９４
推荐水氮Ⅱ（Ｒ２）
Ｒｅｃｏｍ．ｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎⅡ
Ｒ２ ５８４４ ６５０ ６５０ ３２５ ７４６９
推荐水氮Ⅰ＋ＤＣＤ（Ｒ１＋ＤＣＤ）
Ｒｅｃｏｍ．ｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎⅠｗｉｔｈＤＣＤ
Ｒ１＋ＤＣＤ ５８４４ ５００ ５００ ２５０ ７０９４
推荐水氮Ⅱ＋ＤＣＤ（Ｒ２＋ＤＣＤ）
Ｒｅｃｏｍ．ｗａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎⅡｗｉｔｈＤＣＤ
Ｒ２＋ＤＣＤ ５８４４ ６５０ ６５０ ３２５ ７４６９
０３１
１期　　　 张琳，等：不同水氮条件下双氰胺（ＤＣＤ）对温室黄瓜土壤氮素损失的影响
１３　测定项目与分析
１３１Ｎ２Ｏ气体的采集与测定　采用密闭式静态箱
法测定。每次灌水施肥后第１天开始连续一周采样
（若水肥管理间隔时间较长，酌情加密采样），采样
时间为每天上午９：００ １１：００，每隔２０ｍｉｎ采样１
次，在０、２０、４０ｍｉｎ时采集气样并同步测定箱内温
度。Ｎ２Ｏ气体样品用ＡｇｉｌｅｎｔＧＣ６８２０气相色谱仪进
行分析。
Ｎ２Ｏ的排放通量的计算公式
［１８］为：
Ｆ＝ρ×Ｖ／Ａ×ｄｃ／ｄｔ×２７３／（２７３＋Ｔ）×６０
式中：Ｆ为Ｎ２Ｏ排放通量［μｇ／（ｍ
２·ｈ）］；ρ为标准
状态下 Ｎ２Ｏ的密度，其值为１２５ｋｇ／ｍ
３；Ｖ表示密
闭箱内温室气体所能容纳的有效体积（ｍ３）；Ａ为箱
内土面面积（ｍ２）；ｄｃ／ｄｔ表示单位时间内密闭箱内
Ｎ２Ｏ浓度的变化量［／（１０
９·ｍｉｎ）］；Ｔ为测定时密
闭箱内平均温度（℃）。
１３２ＮＨ３挥发的采集与测定　采用密闭室法测
定，与 Ｎ２Ｏ气体同步监测。试验时将２０ｍＬ２％的
硼酸溶液加入到５０ｍＬ的蒸发皿中，吸收２４ｈ后用
标准硫酸滴定硼酸中所吸收的氨。
氨挥发速率计算公式为［１９］：υ＝Ｍ／Ａ／Ｄ×１０－２
式中：υ为氨挥发速率［ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ）］；Ｍ为密闭法
单个装置每次测得的氨量（ＮＨ３－Ｎ，ｍｇ）；Ａ为捕获
装置的横截面积（ｍ２）；Ｄ为每次连续捕获的时间
（ｄ）。
１３３土壤样品的采集与测定　每次追肥后第 １、
３、５、７、９ｄ采集０—１０ｃｍ表层鲜土，用于测定土
壤中无机氮的变化情况；在前两次追肥后半个月左
右分别采集０—９０ｃｍ土层（间隔３０ｃｍ）样品，定植
前和第３次追肥后半个月左右（即收获后）分别采
集０—１８０ｃｍ土层土样，用于测定土壤剖面中的硝
态氮含量，研究其分布和淋移状况。采集的新鲜土
样用１０ｍｏｌ／ＬＫＣｌ浸提，过滤后滤液放入－２０℃冰
柜中保存，用连续流动分析仪（ＴＲＡＣＣＳ２０００）测定
滤液中的无机氮含量。
１３４产量的测定　第一次采收前在各小区中间两
畦标记１０株黄瓜进行计产。每次采收时，对各试验
小区标记的黄瓜植株进行采收，用电子台秤称重后，
以小区为单位记录黄瓜产量。
１３５土壤基本理化性质的测定　土壤容重采用环
刀法；ｐＨ用电位计（土水比为１∶２５）测定；有机质
用重铬酸钾容量法；无机氮用１０ｍｏｌ／ＬＫＣｌ浸提，
流动分析仪测定；速效磷用 ０５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３浸
提，钼锑抗比色法测定；速效钾用 １０ｍｏｌ／Ｌ
ＮＨ４ＯＡＣ浸提，火焰光度法测定
［２０］。
１４　数据处理与统计分析
Ｎ２Ｏ排放系数 ＝以 Ｎ２Ｏ形式损失的氮量／所施
用的氮量［２１］。
氮素平衡计算公式：
氮素表观损失＝氮素输入量－氮素输出量
氮素盈余量＝氮素输入量－作物吸收的氮素
氮素损失率 ＝１－氮素输出量／氮素输入量
×１００％
其中：氮素输入量包括种植前土壤中的氮素、有机
氮素表观矿化量、肥料中的氮素和随灌溉水带入的
氮素；氮素输出量包括作物吸收的氮素和土壤残留
的氮素。
试验数据采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ进行处理，用ＳＡＳ
８０统计软件进行单因素方差分析，显著性水平设
定为α＝００５。
２　结果与分析
２１　土壤Ｎ２Ｏ排放通量
２１１Ｎ２Ｏ排放通量的变化　在黄瓜生长期追施氮
肥能显著提高 Ｎ２Ｏ排放（图１），每次施用氮肥后，
无论添加 ＤＣＤ与否，所有施氮处理的 Ｎ２Ｏ排放通
量均呈先升高后降低的趋势。在整个监测期间，施
氮处理土壤的 Ｎ２Ｏ排放高峰均出现在施肥灌水后
的第３ｄ；与传统水氮处理相比，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１＋ＤＣＤ
和Ｒ２＋ＤＣＤ处理的 Ｎ２Ｏ排放通量的峰值范围分别
降低了６５３％ ８０９％、４８７％ ８４４％、７４３％
９３２％和９１４％ ９７５％，说明在减氮基础上添
加ＤＣＤ能显著降低土壤Ｎ２Ｏ的排放。
２１２Ｎ２Ｏ累积排放量　由图２可知，在整个监测
期间，对照处理（ＣＫ）土壤的 Ｎ２Ｏ排放总量较低，
Ｎ２Ｏ累计排放量（以Ｎ计）只有０１２ｋｇ／ｈｍ
２。在各
施氮处理中，传统水氮管理（Ｔ）显著高于其他减氮
控水处理，Ｎ２Ｏ累积排放量达到 ２３９ｋｇ／ｈｍ
２。Ｒ１
和 Ｒ２处理的土壤 Ｎ２Ｏ排放总量分别为 ０３９
ｋｇ／ｈｍ２和０５０ｋｇ／ｈｍ２，施用 ＤＣＤ后（Ｒ１＋ＤＣＤ和
Ｒ２＋ＤＣＤ）减少至０２３ｋｇ／ｈｍ２和０１８ｋｇ／ｈｍ２，分
别减少了４２１％和６４１％的 Ｎ２Ｏ排放。进一步分
析表明，Ｔ处理的土壤 Ｎ２Ｏ排放系数比减氮控水处
理高，排放系数（ＥＦ）为０５６％。Ｒ１和Ｒ２土壤Ｎ２Ｏ
的排放系数分别为０２１％和０２４％，加施 ＤＣＤ后，
Ｒ１＋ＤＣＤ和 Ｒ２＋ＤＣＤ的土壤 Ｎ２Ｏ排放系数减少
至００８％和００４％。
１３１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
图１　不同水氮管理下土壤氧化亚氮的排放通量
Ｆｉｇ．１　Ｎ２Ｏｆｌｕｘｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：箭头表示施肥日期Ａｒｏｗｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｄａｔｅｓｏｆｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．］
图３　不同水氮管理下土壤的氨挥发速率
Ｆｉｇ．３　ＲａｔｅｏｆＮＨ３ｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：箭头表示施肥日期Ａｒｏｗｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｄａｔｅｓｏｆｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．］
图２　设施黄瓜生育期内土壤氧化亚氮的累积排放量
Ｆｉｇ．２　ＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎ
ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示同一时期处理间差异达５％水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ
ａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
２２　土壤氨挥发损失
２２１氨挥发速率的变化　氨挥发是氮肥损失的重
要途径，氮肥施入土壤后会迅速溶解转化成铵态氮，
有一部分以氨的形式挥发损失到大气中。本试验对
黄瓜追肥期间氨挥发速率的动态变化进行了监测，
由图３可以看出，每次追肥灌水后，各施氮处理的氨
挥发速率均表现出相似的变化趋势，即在施肥灌水
后第１ ２ｄ达到最高峰，之后呈现逐渐降低的趋
势。在整个监测期间，传统水氮处理（Ｔ）由于较高
的氮输入量，因而氨挥发速率相对较高，变化范围为
００１ ０３２ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ）；Ｒ１和Ｒ２的氨挥发峰值
均为０１９ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ），施加ＤＣＤ后，Ｒ１＋ＤＣＤ和
Ｒ２＋ＤＣＤ 的 氨 挥 发 峰 值 显 著 增 加 至 ０２５
ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ）和０３５ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ），这表明 ＤＣＤ在
一定程度上增加了氨挥发损失的风险。
２２２氨挥发损失量　分析黄瓜追肥期间土壤氨挥
发累积排放量（图４），结果表明，ＣＫ的氨挥发累积
２３１
１期　　　 张琳，等：不同水氮条件下双氰胺（ＤＣＤ）对温室黄瓜土壤氮素损失的影响
图４　设施黄瓜生育期内土壤氨挥发的累积排放量
Ｆｉｇ．４　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆａｍｍｏｎｉａｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示同一时期处理间差异达５％水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ
ａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
量为１１３ｋｇ／ｈｍ２，显著低于各施氮处理。Ｔ处理的
氨挥发累积量为３０９ｋｇ／ｈｍ２，显著高于 Ｒ１、Ｒ２和
Ｒ１＋ＤＣＤ处理，但与 Ｒ２＋ＤＣＤ无显著差异。Ｒ１和
Ｒ２的氨挥发累积量分别为 １７０ｋｇ／ｈｍ２和 １７１
ｋｇ／ｈｍ２，施用ＤＣＤ后，Ｒ１＋ＤＣＤ和 Ｒ２＋ＤＣＤ处理
的氨挥发累积量显著增加至 ２５９ｋｇ／ｈｍ２和 ２８６
ｋｇ／ｈｍ２，分别增加了 ３４３％和 ４０４％的氨挥发损
失。进一步分析表明，Ｒ１和 Ｒ２中施入的氮素以
ＮＨ３挥发形式损失的量分别占氮素总投入量的
０４６％和 ０３５％，施用 ＤＣＤ后这一比值增加至
１１７％和１０６％。
图５　不同水氮管理下土壤剖面硝态氮的分布
Ｆｉｇ．５　ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮＯ－３Ｎｉｎｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：图（ａ）、（ｂ）、（ｃ）为三次追肥后土壤剖面硝态氮分布情况
Ｆｉｇｕｒｅｓ（ａ），（ｂ）ａｎｄ（ｃ）ｉｎｄｉｃａｔｅＮＯ－３Ｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅａｆｔｅｒｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｄｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｔｈｒｅｅｔｉｍｅｓ．］
２３　土壤剖面硝态氮的分布及淋移潜势
土壤硝态氮的剖面分布情况如图５所示。在整
个监测期间，ＣＫ处理的土壤剖面中硝态氮含量一
直处于较低水平。Ｔ处理在０—６０ｃｍ土壤剖面均
检测到大量的硝态氮，与其他处理差异显著，在前两
次追肥后尤为明显，表明传统施肥灌溉会导致表层
土壤硝态氮的大量累积，存在较强的向下层淋溶趋
势。各减氮处理均在不同土层出现硝态氮的累积
峰，３次追肥后累积峰分别出现在３０—６０ｃｍ、６０—
９０ｃｍ和９０—１２０ｃｍ土层，表明在黄瓜生长期间，
土壤硝态氮已经有向下层淋洗的趋势。在前两次追
肥后，Ｒ１处理０—３０ｃｍ和３０—６０ｃｍ土层的硝态
氮含量均显著高于 Ｒ１＋ＤＣＤ处理；Ｒ２处理０—３０
ｃｍ土层的硝态氮含量均显著高于 Ｒ２＋ＤＣＤ处理；
在第３次追肥后，Ｒ１处理在０—３０ｃｍ土层的硝态
氮含量显著高于Ｒ１＋ＤＣＤ处理，Ｒ２处理也高于Ｒ２
＋ＤＣＤ处理。由此可见，ＤＣＤ有助于减少硝态氮的
累积，对０—３０ｃｍ根区硝酸盐淋洗的抑制作用较为
明显。
２４　黄瓜生长期的氮素损失
从表２可以看出，在黄瓜生育期内，０—３０ｃｍ
土壤－蔬菜体系中，传统水氮处理（Ｔ）的氮素表观损
失显著高于其他施氮处理。从氮素盈余量来看，Ｔ
处理的氮素盈余显著高于其他施氮处理，Ｒ１和 Ｒ２
处理的氮素盈余量无显著差异；施用ＤＣＤ后氮素盈
余显著降低，表明加施ＤＣＤ能够有效提高氮素的利
用率，减少土壤氮素盈余。从氮素损失率来看，Ｔ处
理的氮素损失率为５３３％，高于其他处理；其中 Ｒ１
＋ＤＣＤ和 Ｒ２＋ＤＣＤ处理的氮素损失率比相应的
Ｒ１和Ｒ２处理有所降低，表明加施ＤＣＤ对减少土壤
氮素损失有一定的作用。
３３１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表２　设施黄瓜生育期的氮素损失
Ｔａｂｌｅ２　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｌｏｓｓｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
输入 Ｉｎｐｕｔ（ｋｇ／ｈｍ２）
种植前
ＰＰ
肥料
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
灌溉
Ｉｒｉｇａｔｉｏｎ
净矿化
ＮＭ
输出 Ｏｕｔｐｕｔ（ｋｇ／ｈｍ２）
作物吸收
ＣＡ
土壤残留
ＳＲ
氮素表观损失
ＮＡＬ
（ｋｇ／ｈｍ２）
氮素盈余
ＮＳ
（ｋｇ／ｈｍ２）
氮损失率
ＮＬＲ
（％）
Ｔ １５００ ９８８６ １０ ３１３ １９７７ ３４９４ ６２３７ａ ９７３１ａ ５３３
Ｒ１ １５００ ７０９４ ０７ ３１３ １２５７ ２９６７ ４６８９ｂ ７６５７ｂ ５２６
Ｒ２ １５００ ７４６９ ０７ ３１３ １９２９ ２６８０ ４６８０ｂ ７３６０ｂ ５０４
Ｒ１＋ＤＣＤ １５００ ７０９４ ０７ ３１３ １９７６ ２３８１ ４５５６ｂ ６９３７ｂ ５１１
Ｒ２＋ＤＣＤ １５００ ７４６９ ０７ ３１３ ２３５６ ２６０４ ４３２８ｂ ６９３２ｂ ４６６
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＰＰ—Ｐｒｅｐｌａｎｔｉｎｇ；ＮＭ—Ｎｅｔｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ；ＣＡ—Ｃｒｏｐａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ＳＲ—Ｓｏｉｌｒｅｓｉｄｕａｌ；ＮＡＬ—Ｎａｐｐａｒｅｎｔｌｏｓｓ；ＮＳ—Ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓ；
ＮＬＲ—Ｎｉｔｒｏｇｅｎｌｏｓｓｒａｔｅ．
２５　土壤无机氮与气态损失的相关性分析
通过对本试验表层土壤无机氮含量与气态损失
的相关分析（图６）可以看出，在黄瓜追肥期间，表层
土壤硝态氮含量与 Ｎ２Ｏ排放通量呈极显著的正相
关（ｒ＝０７６５４）；铵态氮与氨挥发损失呈极显著
的正相关（ｒ＝０６５７６）。
图６　土壤无机氮与气态损失的相关关系
Ｆｉｇ．６　ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｇａｓｅｏｕｓｌｏｓｓｏｆＮ
２６　产量及经济效益分析
Ｒ２＋ＤＣＤ处理的小区黄瓜产量为 １７８３
ｋｇ／ｐｌｏｔ，与Ｔ处理相比，增产率为２３３％，显著高于
其他处理；Ｔ处理的小区黄瓜产量为１４４６ｋｇ／ｐｌｏｔ，
与Ｒ１、Ｒ２和 Ｒ１＋ＤＣＤ处理间差异不显著。以上
数据表明，各减氮处理基本达到稳产，其中 Ｒ２＋
ＤＣＤ处理的增产效果明显。
从经济效益的角度分析，适当减氮控水能降低
投入成本。表３显示，Ｒ２和 Ｒ２＋ＤＣＤ处理的经济
效益分别为１１１７００和１３１１００ｙｕａｎ／ｈｍ２，均高于其
他处理；其中 Ｒ２＋ＤＣＤ处理的效果更明显，与 Ｔ处
理相比，经济效益增加２５５６０ｙｕａｎ／ｈｍ２。以上分析
表明，在控水灌溉条件下，采用推荐施氮Ⅱ ＋ＤＣＤ
（施氮量的１５％）的施肥管理措施能有效提高经济
效益和生态效益。
３　讨论
目前硝化抑制剂在提高氮素利用率、减少 Ｎ２Ｏ
排放等［２２］方面起到了很好的效果。本试验研究表
明，采取减量施氮和控水灌溉的措施是切实可行的，
并在此基础上施用硝化抑制剂 ＤＣＤ，不仅保证蔬菜
获得一定的产量，而且减少了氮素损失对生态环境
的威胁。在整个监测期间，施氮处理土壤 Ｎ２Ｏ排放
高峰均出现在施肥灌水后的第 ３ｄ。与郝小雨等
人［２３］的研究结果有所差异，其原因可能是种植季节
不同，秋冬季由于棚内温度处于较低状态，土壤Ｎ２Ｏ
排放量降低且高峰期推迟［２４］。在不考虑施肥种类
４３１
１期　　　 张琳，等：不同水氮条件下双氰胺（ＤＣＤ）对温室黄瓜土壤氮素损失的影响
表３　设施黄瓜生育期内黄瓜产量及经济效益分析
Ｔａｂｌｅ３　Ｃｕｃｕｍｂｅｒｙｉｅｌｄａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
氮施用量
Ｎａｐｐｌ．ｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
产量
Ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
增产率
Ｉｎｃｒ．ｙｉｅｌｄ
（％）
节氮
ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＮ
（％）
节水
Ｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｗａｔｅｒ
（ｔ／ｈｍ２）
节本
Ｓａｖｉｎｇｃｏｓｔ
（ｙｕａｎ／ｈｍ２）
增收
Ｉｎｃｒ．ｒｅｖｅｎｕｅ
（ｙｕａｎ／ｈｍ２）
经济效益
Ｅｃｏｎｏｍｉｃｐｒｏｆｉｔ
（ｙｕａｎ／ｈｍ２）
Ｔ ９８８６ ５４７９１ｂｃ １０５５００
Ｒ１ ７０９４ ５１２８７ｃ －６４ ２８２ ２２７６ １１７１０ －７００８１ ９９７００
Ｒ２ ７４６９ ５７３３９ｂ ４７ ２４４ ２２７６ １０７４４ ５０９６８ １１１７００
Ｒ１＋ＤＣＤ ７０９４ ５３８４２ｂｃ －１７ ２８２ ２２７６ ２６８７ －１８９７９ １０３９００
Ｒ２＋ＤＣＤ ７４６９ ６７５３３ａ ２３３ ２４４ ２２７６ ７９０ ２５４８４０ １３１１００
　　注（Ｎｏｔｅ）：经济效益＝总产出－总投入（包括施肥成本、ＤＣＤ成本和灌溉成本）Ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｉｓｅｑｕａｌｔｏｔｈｅｔｏｔａｌｏｕｔｐｕｔｍｉｎｕｓｔｏｔａｌ
ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＤＣＤａｎｄｉｒｉｇａｔｉｏｎｃｏｓｔｓ）．
的情况下，低水平施肥能有效地减少 Ｎ２ＯＮ的损
失，通常情况下，Ｎ２Ｏ排放量占肥料使用量的
００１％ ２００％［２５］。邱炜红等［２１］研究表明，施用
ＤＣＤ显著减少了菜地（小白菜和辣椒）农田土壤
Ｎ２Ｏ的排放。本研究中Ｒ１和 Ｒ２施加 ＤＣＤ的处理
显著减少了４２１％和６４１％的Ｎ２Ｏ排放；Ｎ２Ｏ排放
系数分别从 ０２１％和 ０２４％减少至 ００８％和
００４％。大量施用氮肥可显著促进土壤 Ｎ２Ｏ排放，
并随着施氮量的增加而增加［２４］。研究表明，超过正
常施肥量，土壤中硝态氮浓度随施氮量的增加呈线
性增长趋势［２６］。本试验在不考虑各处理之间差异
的条件下，表层土壤硝态氮含量与 Ｎ２Ｏ排放通量呈
极显著正相关。
　　在本试验中，温室黄瓜土壤氨挥发损失的峰值
出现在追肥后的第１ ２ｄ，之后呈现逐渐降低的趋
势。原因可能是菜田土壤含水量长期保持在较高水
平，含水量较高会加快氮肥的水解和硝化作用的进
行［２７］。在整个追肥期间，Ｒ１和 Ｒ２施用 ＤＣＤ的处
理氨挥发累积量分别增加了 ３４３％和 ４０４％，以
ＮＨ３形式损失的量占氮素总投入量的比值分别增
加至１１７％和１０６％。以上数据表明，ＤＣＤ的施用
使土壤较长时间保持较高的铵态氮浓度，虽然有助
于减少Ｎ２Ｏ的排放量和硝酸盐的淋失，但却提高了
氨挥发的威胁。Ｔａｏ等［２８］认为添加 ＤＣＤ会降低土
壤氨挥发损失量，与本试验结果有差异，原因在于作
物生长体系和ＤＣＤ设定浓度不同。习斌等［２９］研究
表明，在没有任何限制因素存在的条件下，表层土壤
铵态氮含量与氨挥发速率之间呈显著正相关。本试
验中氨挥发损失量随表层土壤铵态氮含量的增加而
增大，两者呈极显著正相关。
从硝态氮剖面分布情况来看，各减氮控水处理
土壤硝态氮累积峰逐渐下移，表明土壤硝态氮已经
有向下层淋洗的趋势。施加 ＤＣＤ有助于减少硝态
氮的累积，对根区硝酸盐淋洗抑制作用较为明显，可
能由于施加ＤＣＤ后，土壤对有效态氮的固持以及增
加的氨挥发潜势占相对优势，最终使土壤中的硝态
氮累积量降低［３０］。寇长林等［３１］研究结果表明，中
国北方集约化大棚蔬菜种植体系氮素年盈余量介于
６２０ ８０８４ｋｇ／ｈｍ２之间，本试验中氮素年盈余量
２５０９ ５１３２ｋｇ／ｈｍ２，与其平均值基本相当。传统
水氮处理由于施氮量和灌溉量较大，因而在０—３０
ｃｍ土层的氮素盈余量显著高于其他施氮处理。施
用ＤＣＤ后能有效地提高氮素的利用率，对减少土壤
氮素损失有一定的作用。
适当减氮控水不仅能够满足作物生长所需要的
氮素，而且有利于提高氮素利用率，减少资金的投
入。研究表明，传统水氮并不能显著提高蔬菜的氮
素吸收量，对增产无显著效果［３２］。在本试验中，推
荐水氮Ⅱ＋ＤＣＤ（Ｒ２＋ＤＣＤ）处理的小区黄瓜产量
为１７８３ｋｇ／ｐｌｏｔ，增产高达２３３％。与传统处理相
比，推荐水氮Ⅱ＋ＤＣＤ的处理节本增收效果最为明
显，经济效益增加 ２５５６０ｙｕａｎ／ｈｍ２。有研究表明，
ＤＣＤ浓度设定为氮素用量的１０％时能显著抑制硝
化作用进程［３３］，以往在农民的意识中，增施 ＤＣＤ等
硝化抑制剂会大大增加成本，但实际生产中，适量施
氮同时添加ＤＣＤ（氮素用量的１５％）不仅使产量和
经济效益增加，而且对保护环境具有重大意义。
５３１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
４　结论
１）在本试验条件下，适度减氮控水措施是切实
可行的。既满足了作物生长所需要的氮素，又减少
了氮素的盈余，提高了氮素的利用率，且不影响作物
的产量。
２）减氮控水同时配施ＤＣＤ的氮素管理措施，虽
然增加了氨的挥发损失，但对减少土壤 Ｎ２Ｏ排放量
和氮素盈余的效果更为明显。
３）在控水灌溉条件下，推荐施氮Ⅱ ＋ＤＣＤ（氮
素用量的１５％）处理效果最佳，黄瓜产量及经济和
环境效益均高于其他水氮管理措施。
参 考 文 献：
［１］　喻景权．“十一五”我国设施蔬菜生产和科技进展及其展望
［Ｊ］．中国蔬菜，２０１１，（２）：１１－２３
ＹｕＪＱ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｐｒｏｔｅｃｔｅｄｖｅｇｅｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈ
ｄｕｒｉｎｇ‘Ｔｈｅｅｌｅｖｅｎｔｈｆｉｖｅｙｅａｒｐｌａｎ’ｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ
Ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ，２０１１（２）：１１－２３
［２］　曹兵，贺发云，徐秋明，等．南京郊区番茄地中氮肥的气态氮
损失［Ｊ］．土壤学报，２００６，４３（１）：６２－６８
ＣａｏＢ，ＨｅＦＹ，ＸｕＱＭｅｔａｌ．ＧａｓｅｏｕｓｌｏｓｓｅｓｆｒｏｍＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ
ａｐｐｌｉｅｄｔｏａｔｏｍａｔｏｆｉｅｌｄｉｎＮａｎｊｉｎｇｓｕｂｕｒｂｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｄｏｌｏｇｉｃａ
Ｓｉｎｉｃａ，２００６，４３（１）：６２－６８
［３］　ＨｅＦＦ，ＪｉａｎｇＲＦ，ＣｈｅｎＱｅｔａｌ．Ｎｉｔｒｏｕｓｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｆｒｏｍａｎ
ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙｍａｎａｇｅｄｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｖｅｇｅｔａｂｌｅｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
ＮｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｕｔｉｏｎ，２００９，１５７（５）：
１６６６－１６７２
［４］　ＦｏｒｔｕｎａＡ，ＨａｒｗｏｏｄＲＲ，ＲｏｂｅｒｔｓｏｎＧＰｅｔａｌ．Ｓｅａｓｏｎａｌｃｈａｎｇｅｓ
ｉｎｎｉｔｒｉｆｉａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｎｄｃｏｍｐｏｓｔｉｎｍａｉｚｅｓｙｓｔｅｍｓｏｆｓｏｕｔｈｗｅｓｔＭｉｃｈｉｇａｎ［Ｊ］．
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００３，９７：２８５－２９３
［５］　张丽娟，巨晓棠，刘辰琛，等．北方设施蔬菜种植区地下水硝
酸盐来源分析—以山东省惠民县为例［Ｊ］．中国农业科学，
２０１０，４３（２１）：４４２７－４４３６
ＺｈａｎｇＬＪ，ＪｕＸ Ｔ，ＬｉｕＣ Ｃ ｅｔａｌ．Ａ ｓｔｕｄｙｏｎｎｉｔｒａｔｅ
ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｉｎａｒｅａｓｏｆｐｒｏｔｅｃｔｅｄ
ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓｇｒｏｗｉｎｇｆｉｅｌｄｓ—Ａ ｃａｓｅｓｔｕｄｙｉｎ Ｈｕｉｍｉｎ Ｃｏｕｎｔｙ，
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