全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!& 接受日期：!""#$"’$"!
基金项目：国家科技部“(&%”项目（!""!))&"*!，!""+))&"*"*""!）；国家自然科学基金重点项目（,"%%+",#）资助。
作者简介：刘常珍（*’#(—），男，江西吉安人，硕士，主要从事生态农业研究。-./："+**$(,,*%,’’，01234/：/567389*&%: 5;2
! 通讯作者 -./："!+$(,%’’!*&，01234/：<=6>3;97?38@ .A8@ 57
元素硫和双氰胺对菜地土壤铵态氮
硝化抑制协同效应研究
刘常珍*，!，%，胡正义!，赵言文*，!!，牛高华*，肖 新*，毕冬梅*
（*南京农业大学农学院，江苏南京 !*""’+；!中国科学院南京土壤研究所土壤与持续农业国家重点实验室，
江苏南京 !*"""(；%镇江市农林局，江苏镇江 !*!""*）
摘要：采用好气培养法，研究了双氰胺（BCB）、元素硫（D"）和元素硫分解中间物（D!E! $% ）及其组合对蔬菜地土壤氮素
硝化抑制作用。结果表明，在培养试验 #! A内，BCBF D"、BCB、BCBF G3!D!E% 处理土壤 GHF, $G总量分别是 G处理
的 +:(、+:*、+:’倍；D"、G3!D!E%处理分别是 G处理的 *:(、*:, 倍；而所有硝化抑制剂（BCB、D"、D!E! $% ）处理土壤
GE$% $G含量显著低于 G处理，表明 BCB、D"和 D!E! $% 均能抑制菜地土壤铵态氮硝化。培养试验开始 ( A后，G3!D!E%
和 BCB对铵态氮硝化抑制产生协同效应，*& A后 D"和 BCB对铵态氮硝化抑制也产生协同效应，这可能是由于 D"氧
化中间体 D!E! $% 、D,E&! $具有抑制 BCB降解作用，延长了 BCB硝化抑制作用时间。建议蔬菜生产上推荐使用 BCB
F D"组合，以提高氮素利用率。
关键词：元素硫；双氰胺；菜地土壤；硝化抑制作用；硝态氮
中图分类号：D*+%；D*,%:* F &；D*,%:# F * 文献标识码：) 文章编号：*""($+"+I（!""(）"!$"%%,$"+
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JKL C>37M16>.7*，!，%，HL N>.7M1<4!，NH)E O371=.7*，!!，GKL P3;1>83*，IKG Q47*，RK B;7M12.4*
（! "#$%&’(#)’ *+ ,-&*)*(.，/%)01)- ,-&1234’3&%4 5)16#&71’.，/%)01)- 8!99:;，<=1)%；8 >’%’# ?#. @%A*&%’*&. *+ >*14
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（BCB），./.2.7T3/ W8/Y8V（D"）37A T>;4W8/Y3T.（D!E! $% ）］;7 74TV4Y453T4;7 ;Y GHF, $G 47 3 T. V.1
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植物营养与肥料学报 !""(，*,（!）：%%, $ %%(
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Z/37T G8TV4T4;7 37A [.VT4/46.V D54.75.
土壤中的铵态氮以及施入土壤中的氮肥，在好
气条件下，经硝化作用形成硝态氮，易随水淋入水
体，降低肥料利用率，导致水体富营养化［!］。露地蔬
菜以复种指数高、施肥量大、浇水频繁为特征，其氮
淋失尤其严重。国内外学者除致力于建立和采用合
理的施肥措施外，并研制了大量的硝化抑制剂（如
"#"等），通过施用硝化抑制剂，能有效地提高铵态
氮肥施入土壤中 $%&’ ($含量，削弱 $)(* ($形成，
从而降低氮的淋失［+(,］，但生产运用广泛的硝化抑
制剂双氰胺（"#"）易分解，田间使用效果不稳定。
硫是植物必需的第四大营养元素，而元素硫（-.）施
用方便，是常用硫肥品种之一，它在土壤微生物作用
下氧化为 -)+(’ ，其中间体为 -+)+(* 和 -’)+(/ ［/(0］。研
究表明，-+)+(* 能有效地抑制 $%&’ 向 $)(* 转
化［/，1(2］，-+)+(* 氧化产物也能延缓 "#" 分解，提高
"#"硝化抑制效果［!.(!!］。因此在土壤中施入 -.，可
能具有抑制 $%&’ ($的硝化，提高 "#"硝化抑制效
果的作用。目前，相关研究少有报道。本研究以菜
地土壤为材料，通过好气培养法对 -.、"#" 的硝化
抑制作用及机理进行了探讨。
! 材料与方法
!"! 试验材料
试验土壤为黄潮土，采自江苏省睢宁县高作镇
蔬菜地。其基本理化性质为：有机质 !,3! 4 5 64，全
氮 .31/ 4 5 64，$)(* ( $ ,23+ 74 5 64，$%&’ ( $ .30+
74 5 64，8%（%+)）13*.。
供试氮肥为试剂级碳酸氢铵，元素硫（-.）为崩
解形态 -9:;<= 2,（加拿大 -9:;<= >?=6@ ABCD提供），硫
代硫酸钠（$E+-+)*）、硫酸钠和双氰胺（"#"）为试剂
级试剂。
!"# 试验处理
试验以 $%’%#)* 为氮肥源，共设 1 个处理，分
别为：#F（不施氮肥）、$（$%’%#)*）、$ & $E+-)’、$
& -.、$ & -. & "#"、$ & "#"、$ & "#" & $E+-+)*、$ &
$E+-+)*。其中 $E+-+)* 和 $E+-)’ 处理是为了探讨
-.作用机理，鉴于 -. 在微生物作用下逐步转化为
-)+ (’ ，而 -+)+ (* 易分解，硫用量为不等量，本研究仅
定性而不定量探讨 -.作用机理。本试验 $E+-)’（-）
用量为 *+ 74 5 64，-. 用量为 ,.. 74 5 64［!+］，$E+-+)*
（-）用量为 !+1 74 5 64。"#"（含 $ //30G）用量为氮
肥用量（$）的 +G，氮肥用量（$）为 !,. 74 5 64。每个
处理 +’次重复。
分别称取 ,. 4通过 + 77筛的风干土样装入洗
净的带盖塑料瓶中，$E+-)’、$E+-+)*、"#"和碳酸氢
铵以溶液形式加入，-. 崩解后直接加入土壤，充分
拌匀。培养期间土壤水分含量保持在 /.G的田间
持水量。盖上盖子，恒温（+,H）培养。培养期间每
隔一天打开盖子通气 !. @。于培养后第 ’、1、!/、*+、
’1、0+ I 分 / 次取样，每次取其中 ’ 个重复进行分
析。
!"$ 测定方法
土壤中 $)(* ($和 $%&’ ($用 + 7?: 5 J F#:溶液
浸提（土水比 ! K ,），分别用紫外分光光度法和靛酚
蓝比色法测定；土壤 8%值（土水比 ! K +3,）用玻璃
电极法测定［!*］。
# 结果与讨论
#"! 不同处理土壤 %&’( )%和 %*)$ )%含量动态变
化
从图 ! 可看出，在 0+ I的培养时间里，各施氮
处理土壤 $%&’ ($浓度随时间延长不断下降，除施
"#"的 *个处理 $)(* ($浓度不断增加外，其余 ’个
施氮处理先迅速增加，到第 1 I最高，后下降，这可
能是因供试土壤偏碱，反硝化作用较强，使得土壤
$)(* ($转化为 $+)和 $%*挥发损失［!’］。在试验第
1 I时，仅施氮肥的处理土壤 $%&’ ($浓度就达到与
#F处理接近水平，而土壤 $)(* ($浓度则达到最高，
说明该供试条件下氮肥硝化作用在 1 I内完成。在
培养 0+ I内，"#" & -.、"#"、"#" & $E+-+)* 处理土
壤 $%&’ ($ 总量分别是 $ 处理的 ,301、,3.0、,32*
倍，-.、$E+-+)* 处理分别为 $处理的 !30,、!3*1倍；
而土壤 $)(* ($浓度则相反。表明 "#"、-. 和 -+)+ (*
均能抑制蔬菜地土壤铵态氮硝化作用，且 "#" & -.、
"#"、"#" & $E+-+)*抑制效果比 -.、$E+-+)*更强，作
用时间更长。施用 $E+-)’ 处理在 0+ I 内，其土壤
$%&’ ($和 $)(* ($含量变化与施氮处理（$）相似，
说明施用 -. 抑制土壤 $)(* 的形成不是 -)+ (’ 起作
用。据 >ELBM=L4NO［0］研究，-. 在土壤中氧化为 -)+ (’
过程中，形成的两种中间体 -+)+ (* 和 -’)+ (/ 具有抑
制 $%&’ 硝化的作用。本研究看出，"#" & $E+-+)*、
$E+-+)*处理土壤 $%&’ ($ 和 $)(* ($ 含量变化与
"#"& -.、-. 处理类似。因此，可以说 -. 抑制 $%&’
的硝化机理是 -. 氧化中间体 -+)+ (* 和 -’)+ (/ 所起
的作用。
,**+期 刘常珍，等：元素硫和双氰胺对菜地土壤铵态氮硝化抑制协同效应研究
图 ! 不同处理土壤 "#$% &"和 "’&( &"浓度动态变化
)*+,! -./01*23 45 34*6 "#$% &" 0/7 "’&( &" 24/89/8
:;: 不同处理土壤无机氮（"#$% &" $ "’&( &"）动态
变化
表 !看出，经过 "# $的培养，未施氮处理（%&）
无机氮仅增加了 !’() *+ , -+，表明供试土壤中有机
质和矿物氮含量比较低。.%.、.%. / 01 和 .%. /
23#0#4’处理土壤无机氮浓度随着时间延长逐渐递
增，培养期间均低于同期的 2处理，并在 ’# $内与
同期的 2处理均达到显著性差异，而 01 和 23#0#4’
处理则分别在培养前 ’# $和 !5 $低于 2处理，这是
因为元素硫、双氰胺及其组合施入土壤抑制了 26/7
的硝化，从而增加了 26/7 在土壤中的暂时固定，随
着抑制作用的减弱，固定的氮将逐步释放。表 !还
看出，在试验期间，施 01、.%.和 23#0#4’ 处理土壤
无机氮浓度高峰均出现在 "#$，而施 2和 23#047 处
理则出现在第 8$，同样表明施用 01、.%.和 23#0#4’
具有硝化抑制作用，可推迟土壤无机氮出现的高峰
期，达到与作物生长需肥进程同步，从而提高氮肥的
利用率，减少氮肥前期的淋失。
表 ! 不同处理土壤中无机氮动态（1+ < =+）
>0?69 ! -./01*23 45 34*6 */4@+0/*2 /*8@4+9/
处理 培养天数 .39: ;< =>?@A3B=;>（$）
CDE3B*E>B: 7 8 !5 ’# 78 "#
%& )1(" E. )8(5 EF 87(7 E. 8G(’ E. )G(1 AH !17(5 ?%
2 !)#(’ 3I ##5(’ AH !8"(" 3I !85(8 3AI !)7(8 3I #!#(G 3IH
2 / 23#047 !8"(# 3I #’8(1 3I !"7(! AIH !8!(’ AI !8"() 3I #!G(1 3I
2 / 01 !"7(# AH #1)(! ?% !"#(7 AIH !8#(" AI !)G(5 3I #!’(7 3I
2 / 01 / .%. !G)(8 $% !"7() $. !G’(G $% !77(! $% !87(# 3I #1)(1 3IH
2 / .%. !5"(G ?H% !"8(" $. !"!(’ A?H !57(" ?H !8!(G 3I #!1(1 3IH
2 / 23#0#4’ / .%. !5G(1 ?$% !""(1 $. !5!(! ?$H% !57(G ?H !)’() 3I !)’(1 AH
2 / 23#0#4’ !"5(1 AH ##G(5 AH !8"(1 3I !)G(’ 3I !)1(’ 3I ##!(7 3I
注（2;BE）：大小写字母分别表示处理差异达 !J和 GJ显著水平。.=<B ?3K=B3L 3>$ :*3LL LEBBED: *E3> :=+>=<=?3>B 3B !J 3>$ GJ LEMEL，
DE:KE?B=MEL9N
:;( 不同硝化抑制剂硝化抑制效果比较
从表 #和表 ’ 可知，01 和 23#0#4’ 处理硝化抑
制效果随时间延长逐渐减弱，且硝化抑制作用持续
时间分别为 ’# $ 和 !5 $，这种差异主要与 01 和
23#0#4’的氧化速率有关。0#4# O’ 易氧化，而 01 则先
氧化为 0#4# O’ ，后转化成 04# O7 ，其较 0#4# O’ 氧化时间
长［"］。对于 .%. / 01、.%. / 23#0#4’ 和 .%.处理，
其硝化抑制作用时间最长（"# $），硝化抑制效果也
显著高于同期的其它各处理；同时，.%. / 01 和
.%. / 23#0#4’ 处理硝化抑制效果分别在第 !5 $和
8 $后高于同期的 .%.处理，说明在本供试条件下，
01与 .%. 、23#0#4’与 .%.对铵态氮硝化抑制产生
协同效应时间分别为试验后 8 和 !5 $。01、.%.、
23#0#4’三者比较，以 .%.硝化抑制作用最强，其次
是 01。在 .%. / 01 和 .%. / 23#0#4’ 处理中 .%.
的作用下，土壤 26/7 O2平均浓度分别较单施 .%.
5’’ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !7卷
作用下高 !"#$%和 &!#’%，()*& 平均抑制率分别较
单施 +,+ 作用下高 -#.% 和 !/#-%。说明 0/、
(1202)&与 +,+配合施用可以增强 +,+的硝化抑制
性，这是由于 0/ 在土壤中的氧化物（ 02)2 *& 和
0-)2 *" ）延缓了 +,+的降解，使 +,+抑制效果增强。
表 ! "#、$%$和 &’!"!()对土壤铵态氮硝化抑制效果（*）
+’,-. ! /’0.1 23 45065357’0524 5485,50524 9:. 02 ’;;-57’0524 23 "#，$%$ ’49 &’!"!()
项目 培养时间 3456 78 49:;<1=479 平均 总平均
>=65 - ? . ? !" ? &2 ? -. ? $2 ? @A6B1C6 37=1D 1A6B1C6
0/的抑制作用 >9E4<4=479 6886:= 78 0/ !!#!
（(F 0/）* ( 2’#" !&#& .#2 2#2 !2#&
（(F 0/ F +,+）*（(F +,+） !#. "#/ !G#G 2/#$ G#. /#. G#.
+,+的抑制作用 >9E4<4=479 6886:= 78 +,+ 2.#2
（(F +,+）* ( &"#’ -G#2 &2#’ 2"#" !’#& !#& 2"#G
（(F 0/ F +,+）*（(F 0/） !"#! --#G -!#! -/#’ 2&#G 2#- 2.#2
（(F (1202)& F +,+）*（(F (1202)&） 2!#" ’2#! -2#- &-#2 !&#’ !-#/ 2G#$
(1202)&的抑制作用 >9E4<4=479 6886:= 78 (1202)& $#!
（(F (1202)&）* ( 2!#/ !#! /#2 $#-
（(F (1202)& F +,+）*（(F +,+） 2#’ "#G !-#. "#& /#- G#& "#$
表 ) "#、$%$及 &’!"!()对土壤中 &<=> ?&浓度的影响（@A B CA）
+’,-. ) D33.701 23 "#，$%$ ’49 &’!"!() ’;;-57’0524 24 125- &<=> ?& 7240.40
项目 培养时间 3456 78 49:;<1=479 平均 总平均
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（(F 0/）* ( 2!#/ !2#! !"#"
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(1202)&的抑制作用 >9E4<4=479 6886:= 78 (1202)& .#!
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（(F (1202)& F +,+）*（(F +,+） "#! .#’ .#- !2#G 2#’ $#$
!E> 不同处理土壤 ;<值动态变化
各处理土壤 HI值均较高（ J $#.），这与供试土
壤本底值有关。在整个试验过程中，各处理土壤 HI
值均先随时间延长而下降，到 -. ?达最低，随后递
增，这是试验前期，氮肥施入土壤，(IF- 向 ()*& 的
不断转化及 (I& 的挥发，导致土壤 IF的释放使土
壤 HI降低。施 0/ 和 (1202)& 处理土壤 HI值一直
低于对照处理，表明施用硫素可以降低土壤 HI，这
是由于硫素施入土壤在微生物作用下慢慢氧化成
0)2 *- ，同时也产生等当量的 IF，导致土壤 HI下降。
+,+ F 0/ 和 +,+ F (1202)&、+,+处理分别在试验前
!" ?和 -. ?土壤 HI值显著高于对照处理（图 2），这
主要与 +,+的弱碱性和强硝化抑制性有关。据杜
玲玲［!’］研究得出，+,+施入土壤减弱了硝化作用，
从而也减弱了硝化过程中产生的 IF引起的酸化作
用，使得 HI升高。整个试验结束后，以施 0/和 +,+
F 0/ 处理土壤 HI 最低，分别较 ( 处理低 /#!’ 和
/#!$个 HI单位（图 2）。
$&&2期 刘常珍，等：元素硫和双氰胺对菜地土壤铵态氮硝化抑制协同效应研究
图 ! 不同处理土壤 "#值动态变化
$%&’! ()*+,%-. /0 ./%1 "# %* 2%00343*5 543+5,3*5.
6 结论
本试验研究表明，!"、!#$# %& 均具有与双氰胺
（’(’）类似的硝化抑制效果，抑制 )*+, 向 )$%& 转
化，降低土壤 )$%& 浓度，减少蔬菜地土壤硝态氮肥
的淋失。!"、!#$# %& 与 ’(’配合施用均对铵态氮硝
化抑制产生协同效应，延长硝化抑制作用时间，增强
硝化抑制作用强度，提高氮肥利用率，但鉴于元素硫
施用方便，也是作物必需营养元素，蔬菜生产上推荐
’(’ + !"组合使用。同时，施用硫素还可降低土壤
-*，因而，特别适用于偏碱性土壤，可以降低因过高
-*值导致土壤氮以 )*&形式挥发损失的危险。
参 考 文 献：
［.］ 朱兆良 / 中国土壤氮素［0］/ 南京：江苏科学技术出版社，
.11#2 #34%#5.2
678 6 9/ ):;<=>?@ :@ A=:BA =C (7:@D［0］/ )D@E:@>：F:D@>A8 !G:?@G?
D@H I?G7@=B=>J K［#］ 刘常珍，赵言文，胡正义，等 / 硫元素对蔬菜地土壤 )$%& 淋溶
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