全 文 ：中国生态农业学报 2015年 11月 第 23卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2015, 23(11): 13591366


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB417101)资助
** 通讯作者: 苏芳, 主要从事痕量气体的地气交换研究, Email: sufang@cau.edu.cn; 巨晓棠, 主要从事农田氮素管理、碳氮循环与温室气
体减排研究, E-mail: juxt@cau.edu.cn
张翀, 主要从事农田氨挥发及减排措施研究。E-mail: jackzhang@cau.edu.cn
收稿日期: 20150611 接受日期: 20150831
* This study was supported by the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program) (No. 2012CB417101)
** Corresponding author, SU Fang, E-mail: sufang@cau.edu.cn; JU Xiaotang, juxt@cau.edu.cn
Received Jun. 11, 2015; accepted Aug. 31, 2015
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.150683
川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作氨挥发研究*
张 翀 1 韩晓阳1 李雪倩1 黄彬香1 朱 波2 苏 芳1** 巨晓棠1**
(1. 中国农业大学资源与环境学院 北京 100193; 2. 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 成都 610041)
摘 要 大气中过量的氨会造成诸多环境问题并危害人类健康。我国农田氮肥施用后的氨挥发是一个重要的
氨排放源。紫色土的土壤性质以及该区的气候条件导致其氨挥发潜力较大。与其他集约化农作区相比, 该区
农田氨挥发研究相对较少。本文探讨了川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系氨挥发情况, 为开展陆地生
态系统大气碳氮气体交换研究提供基础数据, 同时也为氨排放清单的编制及农田氨减排措施研究提供依据。
选取川中紫色土丘陵区典型的坡耕地作为研究对象, 采用风洞法研究了紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系的氨挥
发动态过程。每次试验设置 1个施肥处理, 3次重复。风速、风向、大气温湿度、土壤温湿度等气象数据由试
验田微型气象站获取。每隔 2~3 d采集土壤样品用以测定土壤 NH4+-N含量。两年的田间试验结果表明, 受氮
肥深施及低温的影响, 冬小麦季氨挥发损失率明显低于夏玉米季; 2013年和 2014年冬小麦季氨挥发损失率分
别为 7.4%和 8.8%; 2013年夏玉米季三叶期氮肥撒施的氨挥发速率为 34.1%; 2014年夏玉米季三叶期氮肥条施
覆土降低了氨挥发损失, 损失率为 21.4%; 2014年夏玉米季十叶期出现极端干旱的气候条件, 撒施氮肥后立即
灌水使氨挥发损失率高达 46.6%, 这是由于干旱条件下施肥灌水提供了利于氨挥发的土壤水分条件。因此在极
端干旱的气候条件下, 应避免采用此施肥方式。综合分析两年的数据可得: 紫色土冬小麦季氨挥发损失占施氮
量的(8.1±1.0)%, 夏玉米氨挥发损失占施氮量的(32.8±1.8)%。
关键词 氨挥发 紫色土 风洞法 冬小麦/夏玉米轮作
中图分类号: S143.1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)11-1359-08
Ammonia volatilization in winter wheat/summer maize rotation system
of purple soil in hilly area of Central Sichuan Basin*
ZHANG Chong1, HAN Xiaoyang1, LI Xueqian1, HUANG Binxiang1, ZHU Bo2, SU Fang 1**, JU Xiaotang 1**
(1. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China)
Abstract Excess ammonia in the atmosphere causes a cascade of environmental and human health issues. In China, ammonia
volatilization (AV) from applied nitrogen fertilizers is a major source of ammonia emission. Purple soils properties and the
climatic conditions of the regions significantly increase the potential for nitrogen loss via AV. However, as compared with
other intensive agricultural regions in China, few researches have focused on nitrogen loss in purple soils via AV. This paper
discussed AV in winter wheat/summer maize rotation system of purple soil in hilly area of Central Sichuan Basin, in order to
provide basic data on atmospheric carbon and nitrogen gas exchange in terrestrial ecosystems. It also contributed to ammonia
emission inventory and emission reduction measures in croplands. The study was conducted in typical sloping croplands in the
Central Sichuan Basin. AV processes in winter wheat/summer maize rotation system were monitored by a wind tunnel system.
During every experimental period, there was only 1 treatment with 3 replicates. Wind speed and direction, air temperature and
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relative humidity, soil temperature, relative humidity, and others meteorological data were obtained from micro-weather
stations in the field. Soil samples (from the 020 cm depth) were collected every 23 days and then mixed evenly before
analysis for NH4+-N. The results showed that due to deep placement of nitrogen fertilizer and lower temperature, the rate of loss
of N via AV in winter wheat growing season was obviously less than that in maize growing season. AV loss in winter wheat
growing season was 9.7 kg(N)hm2 in 2013 and 11.4 kg(N)hm2 in 2014, respectively, accounting for 7.4% and 8.8% of
applied N. In maize growing season, banding fertilization followed by covering of soils was an effective way to reduce AV loss.
The rate of loss N via AV during 3-leaf stage of summer maize in 2013 (broadcasting) and 2014 (banding) were 34.1% and
21.4%, respectively. It was extremely dry weathers before fertilization at 10-leaf stage period of maize in the summer of 2014.
About 30 mm of irrigation water was immediately applied after urea spread application, and the highest AV loss occurred
during this period. This was mainly due to the suitable soil water condition provided by irrigation water in extremely dry
weathers. Therefore, it was necessary to avoid the application of nitrogen under dry soil conditions. The results suggested that
in winter wheat/summer maize rotation system in the purple soil of hilly area of Central Sichuan Basin, AV loss in winter
wheat growing season and summer maize growing season, respectively, accounted for (8.1±1.0)% and (32.8±1.8)% of the N
application.
Keywords Ammonia volatilization; Purple soil; Wind tunnel method; Winter wheat/summer maize rotation
氨是大气中含量最多的活性氮气体[1]。进入20
世纪以来, 由人类活动引起的氨排放量急剧增加[23]。
大气中高浓度氨会对生态系统和人类健康产生很多
负面影响。氨与大气中的酸性物质如SO2、NOx可反
应形成直径小于2.5 μm的颗粒物, 若被吸入肺中可
引发支气管炎、哮喘等疾病。大气中的颗粒物还会
降低能见度[46]。大部分氨最终会以干湿沉降形式返
回到地表[2], 会造成水体富营养化、土壤酸化、生物
多样性减少等诸多环境问题[78]。
我国因农田施用氮肥造成的氨挥发可占整个氨
排放总量的33%[4]。这与我国氮肥高投入及高损失有
关[911]。农田氨挥发损失受土壤性质(pH、CEC、容
重、脲酶活性等)、气象条件(气温、风速、降雨、湿
度等)、田间管理措施(肥料类型、施肥量、施肥时间、
施肥方法等)等影响[1214]。农田氨排放有明显的时空
变异性 [4], 夏季氨排放明显高于其他季节 , 这与夏
季高温以及频繁的施肥操作有关。我国幅员辽阔 ,
土壤和气候类型多样及区域经济发展不平衡也导致
农田氨排放有明显的地域性差异。
受资金及技术条件的限制, 目前国内氨挥发的
研究方法多为通气法[15]、间歇式通气法[16]等。这些
方法操作简便且易于做多处理对比试验。但其所用
箱体内外气象因子存在较大差异, 测定结果不能更
真实地反映氨的实际排放量。微气象法虽被认为是
最可靠的氨挥发测定方法, 但只能在较大面积的农
田上开展[17]。为此, 本研究氨挥发的测定采用风洞
法。与其他氨挥发的测定方法相比, 风洞法能够保证
箱体内外温湿度、光照等气象因子尽可能一致, 从
而能够更好地模拟田间试验条件, 因此测定结果更
具有真实性[18]。此外, 风洞能够实现24 h连续监测,
因此测定结果更加准确。
紫色土是四川盆地丘陵区重要的耕地资源。紫
色土有机质含量较低、耕层容重较轻等特性[19], 加
之夏季高温高湿的气候条件都为氨挥发创造了适宜
的条件。尤其在pH较高的石灰性紫色土上, 氮肥的
氨挥发损失更为明显。目前, 国内关于农田氨挥发
的研究多集中于华北平原小麦/玉米轮作体系[2021]、
长江中下游地区水稻/小麦轮作体系[2223]等。关于长
江上游紫色土区域旱作农田氨挥发研究相对较少。
本研究旨在用风洞法测定紫色土的氨挥发特征及影
响因素 , 为进一步开展长江流域陆地生态系统大
气碳氮气体交换规律与调控研究提供认识、方法和
基础数据, 同时也为氨排放清单的编制及农田氨减
排措施研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验点位于中国科学院盐亭紫色土农业生态试
验站(31°16′N, 105°28′E), 地处川中丘陵区域, 海拔
高度为400~600 m。该区属亚热带季风气候, 年均气
温为17.3 ℃。多年平均降雨量为826 mm, 且季节分
布不均, 春季占5.9%, 夏季占65.5%, 秋季占19.7%,
冬季占8.9%(1981—2006年)。土壤类型为石灰性紫
色土, 土层厚度为30~80 cm[24]。供试土壤(0~20 cm)
的基本理化性质为: 土壤有机质含量10.1 gkg1, 全
氮0.7 gkg1, 碱解氮72.9 mgkg1, 有效磷8.9 mgkg1,
速效钾67.9 mgkg1, 容重为1.35 gcm3。土壤pH为
7.8(水土比为2.5︰1)。
1.2 试验设计
本研究所用田块为坡度为6°的坡耕地, 面积为
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55 m×35 m。作物种植类型为冬小麦/夏玉米轮作。
冬小麦播种时, 用翻耕机松土后, 均匀播撒小麦种
(播种量为150 kghm2), 再用翻耕机将小麦种带入
土壤中。夏玉米采用人工开穴播种, 行距80 cm, 株
距25 cm。冬小麦季施氮与播种同步, 在播种时同时
将氮肥均匀撒施后随种子一起翻耕入土。2013年玉
米季仅在三叶期一次性施用氮肥, 2014年夏玉米季
分三叶期和十叶期两次施用氮肥。每次试验具体的
施氮量、时间及方式见表 1。冬小麦季磷钾肥在播
种期施用 , 夏玉米季在三叶期施用。磷肥为过磷酸
钙 , 施用量为90 kghm2(以P2O5计 ); 钾肥为氯化
钾 , 施用量为36 kghm2(以K2O计)。撒施灌水量为
30 mm。撒施翻耕深度为0~15 cm, 条施覆土深度为
5 cm, 宽度为5 cm。
表 1 氮肥施用量、时间及方式
Table 1 N application rates, dates and methods
作物生育期
Crop growth period
氮肥形态
N fertilizer type
施氮方式
N application method
施氮日期(年-月-日)
N application date
(year-month-day)
施氮量
N application rate
(kghm2)
2013年夏玉米季三叶期
3-leaf stage of summer maize in 2013
尿素
Urea
撒施
Broadcast
2013-06-26 175
2013年冬小麦季播种期
Seeding stage of winter wheat in 2013
碳铵
Ammonium bicarbonate
撒施翻耕
Incorporation after broadcast
2013-11-08 130
2014年夏玉米季三叶期
3-leaf stage of summer maize in 2014
尿素
Urea
条施覆土
Earthing after banding
2014-06-21 90
2014年夏玉米季十叶期
10-leaf stage of summer maize in 2014
尿素
Urea
撒施灌水
Irrigation after broadcast
2014-07-29 60
2014年冬小麦季播种期
Seeding stage of winter wheat in 2014
尿素
Urea
撒施翻耕
Incorporation after broadcast
2014-11-05 130

1.3 测定项目与方法
1.3.1 氨挥发
氨挥发的测定采用风洞法 , 每次试验设置1个
施肥处理, 3个风洞沿坡向平行排列, 为3次重复。本
研究所用风洞是由Martin Kogge等在对Braschkat
等 [25]设计的风洞基础上进行改进设计的。该型风洞
的回收率能达90%左右, 其具体设计见文献[26]。风
洞法测定氨挥发的原理如图1所示。在风扇(FC050,
ZIEHL-ABEGG)驱动下, 气流稳定地流过风洞洞体,
只要测量风洞进气前后的氨气质量差, 就可以获得
氨挥发通量。进气口和出气口的空气在真空泵
(N840.1.2FT.18, KNF Neuberger)驱动下并在转子流
量计(D10A1197D, Bailey Fischer & Porter)的控制下
以恒定流速分别经过150 mL浓度为0.025 mol·L1的
稀硫酸, 最终将氨吸收在稀硫酸溶液中。每天在固
定时间更换并采集气体收集瓶中的稀硫酸, 收集到
的溶液用靛酚蓝分光光度法测定其 NH4+-N含量, 从
而计算出氨挥发速率(计算公式见1.4)。每次施肥结
束后立即开启风洞系统开始氨挥发的测定, 测定周
期在两周左右。

图 1 风洞法测定氨挥发的原理图
Fig. 1 Schematic diagram of measuring ammonia volatilization by wind tunnel method
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1.3.2 环境因子
风洞所在的试验田装有微型气象站, 用以监测
所在田块风速及风向, 风洞内外的大气温湿度、土
壤温湿度等气象因子。降雨量数据由距试验田50 m
的试验站综合气象场获取。微型气象站以CR1000
(Campbell scientific)数据采集器为核心 , 集成了风
速风向仪(Met One 034B, Campbell Scientific)、空气
温湿度传感器(HMP155, VAISALA)、土壤温度(109,
Campbell Scientific)、湿度传感器 (CS616, Campbell
scientific)以及风洞内的风速传感器(8455, TSI)。微型
气象站数据采集时间分辨率为10 min。
1.3.3 土壤指标
施肥前及氨挥发测定期间每隔2~3 d采集对应
施肥小区0~20 cm新鲜土壤样品并过2 mm土筛, 测
定土壤NH4+-N含量。称取12.00 g土样于250 mL塑料
瓶中, 加入100 mL 0.01 molL1 CaCl2溶液。振荡1 h
后用无铵滤纸过滤至10 mL离心管中, 放入20 ℃
冰箱冷冻保存 , 待上连续流动分析仪 (TRAACS
2000, Bran and Luebbe)测定NH4+-N含量。与此同时,
称取25 g左右土样放入铝盒中 , 在105 ℃下烘干
24 h测定土壤质量含水量。
1.4 数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 2010处理, 采用
Sigmaplot 12.5绘图。
风洞进出气口氨的质量计算式为:
M(mg)=CVN (1)
式中: C(mg·L1)代表某一时间段采集到的吸收液氨
氮浓度; V(L)是吸收液的体积; N为流经风洞气体体
积除以抽气体积所得倍数, N=vta/(ft), v(ms1)为
风洞内风速 , t(s)为测定时间 , a(m2)为风洞截面积 ,
f(m3s1)为抽气总流量。若C为24 h内采集到的吸收
液的氨氮浓度, 则日氨挥发速率计算式为:
NH3-N(kghm2·d1)=[(MoMi)/S]102 (2)
式中: Mo(mg)、Mi(mg)分别为流经出气口、进气口氨
的总质量; S(m2)为风洞试验区面积, 本研究所用风
洞试验区面积为1.05 m2; 102为单位换算系数。
2 结果与分析
2.1 紫色土冬小麦季氨挥发的变化
2013年冬小麦季所用氮肥为碳酸氢铵, 由于碳
铵没有水解过程, 施入土壤后NH4+-N会迅速进入土
壤溶液中。氨挥发启动速度快, 持续时间短。施肥
前2 d土壤温度也相对较高, 氨挥发速率在施肥后第
2 d即达到最大峰值2.8 kg(N)hm2d1。随后氨挥发
速率保持在0.2~0.8 kg(N)hm2d1的较低范围内直
至测定结束。土壤NH4+-N含量于施肥第3 d达到最大
值, 之后逐渐降低为施肥前水平(图2)。测定期间土
壤湿度变化很小。由于施肥方式为撒施后翻耕加之
冬季气温(测定期间平均气温为12.4 ℃)较低, 施氮
肥后11 d内土壤氨挥发累积量仅为9.7 kg(N)hm2,
占施氮量的7.4%。

图 2 2013(a)和 2014(b)年紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系冬小麦季施氮肥后土壤氨挥发及环境因子变化
Fig. 2 Changes of soil ammonia volatilization and environmental factors after N fertilization in winter wheat growing season of
winter wheat/summer maize rotation system in purple soil in 2013 (a) and 2014 (b)
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2014 年冬小麦季施肥前降雨较多使土壤湿
度较高 , 尿素施入土壤后 , 在施肥后第 2 d 出现
了最大氨挥发峰值 , 为 3.5 kg(N)hm2d1; 随后
又在施肥后第 4 d 出现了第 2 个氨挥发峰值 , 为
2.3 kg(N)hm2d1。土壤 NH4+-N含量在第 10 d达到
峰值 , 氨挥发速率也在第 10 d 出现一个峰值。测
定期间累积降雨量仅为 7.3 mm。施氮肥后 16 d 内
土壤氨挥发累积量为 11.4 kg(N)hm2, 占施氮量的
8.8%。
2.2 紫色土夏玉米季氨挥发的变化
2013 年夏玉米季三叶期施肥方式为撒施, 由图 3
可以看出, 在施肥后第 4 d氨挥发出现第 1个峰值, 随
后出现降雨及降温天气, 氨挥发速率减小。而后随着
气温上升, 第 8 d出现了最大峰值 9.4 kg(N)hm2d1。
这与土壤 NH4+-N含量变化趋势基本一致。第 8 d后
氨挥发速率逐渐减小至平稳。土壤 NH4+-N含量在第
17 d出现峰值可能是采样点在施肥集中的区域所致。
2013年夏玉米季氨挥发累积量为 59.7 kg(N)hm2, 占
施氮量的 34.1%。
2014 年夏玉米季三叶期施肥方式为条施覆
土 , 在施肥后的第 1 d 出现了氨挥发最高峰值 2.3
kg(N)hm2d1(图 4a)。这是由于此时土壤 NH4+-N含
量为测定期间最高值, 可能是由于条施深度较浅的
缘故。随后氨挥发速率随着土壤温度先降低后升
高并在第 6 d 出现第 2 个峰值。氨挥发速率在第
14~20 d 维持在较高的水平。一方面这是由于土壤
NH4+-N 含量还比较高; 另一方面, 由于土壤温度和
湿度较前几天高 , 使土壤中残余的尿素转化为
NH4+-N从土壤中挥发出来。在测定第 20 d由于仪器
故障未能继续测定 , 但由于降雨降温以及土壤
NH4+-N 底物较低可以推断在第 20 d 后的氨挥发量
在施氮量中所占比例很小。因此, 仍以测定期间的
氨挥发量作为三叶期的氨挥发累积量。三叶期氨挥
发累积量为 19.3 kg(N)hm2, 占施氮量的 21.4%。

图 3 2013年紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系夏玉米季撒施氮肥后土壤氨挥发及环境因子变化
Fig. 3 Changes of soil ammonia volatilization and environmental factors after N fertilizer broadcasting in summer maize growing
season of winter wheat/summer maize rotation system in purple soil in 2013
2014年夏玉米季十叶期施肥前适逢当地大旱 ,
试验开始前两周几乎未出现降雨, 土壤体积含水量
仅为8.1%。施肥后氨挥发峰值出现在施肥后的第 2 d
和第 4 d, 分别为: 5.2 kg(N)hm2d1、4.8 kg(N)hm2d1。
十叶期氨挥发累积量为28.0 kg(N)hm2, 占施氮量
的46.6%(图4b)。由图4b还可以看出, 高温及降雨较
少的气象条件使土壤湿度下降很快, 测定后期土壤
NH4+-N含量还较高, 但由于土壤湿度很低, 导致氨
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挥发速率较小。
由图 3可以看出, 2014年夏玉米季两次测定期
间土壤 NH4+-N含量均较小。三叶期施肥方式为条施
覆土 , 土样采集的是施肥带和玉米行中间的条带 ,
因此测得的土壤 NH4+-N 含量较小。十叶期由于施氮
量很少, 仅为 60 kg(N)hm2, 所以土壤 NH4+-N含量也
较小。
2.3 紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系氨挥发损失
表 2 对每个作物季的施氮量及氨挥发损失进行
了汇总分析。2013—2014年紫色土冬小麦/夏玉米轮
作体系冬小麦季氨挥发损失占施氮量的(8.1±1.0)%,
夏玉米季氨挥发损失占施氮量的(32.8±1.8)%。

图 4 2014年紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系夏玉米季施氮肥后土壤氨挥发及环境因子变化
Fig. 4 Changes of soil ammonia volatilization and environmental factors after N fertilization in summer maize growing season of
winter wheat/summer maize rotation system in purple soil in 2014
a: 夏玉米三叶期条施氮肥后覆土; b: 夏玉米十叶期撒施氮肥后灌水后。For figure a, fertilization time is the 3-leaf stage, fertilization
method is earthing after banding. For figure b, fertilization time is the 10-leaf stage, fertilization method is irrigation after broadcast.
表 2 2013—2014冬小麦/夏玉米轮作体系的氨挥发量及氮肥的氨挥发损失率
Table 2 Ammonia volatilization loss and loss rate of winter wheat/summer maize rotation system in 20132014
作物季
Crop
施氮量
N application rate
[kg(N)hm2]
氨挥发损失量
Ammonia volatilization loss
[kg(N)hm2]
氨挥发损失率
Ammonia volatilization loss
rate (%)
2013年夏玉米季 Summer maize season in 2013 175 59.7 34.1
2013年冬小麦季 Winter wheat season in 2013 130 9.7 7.4
2014年夏玉米季 Summer maize season in 2014 150 47.3 31.5
2014年冬小麦季 Winter wheat season in 2014 130 11.4 8.8

3 讨论
本研究结果表明, 紫色土冬小麦/夏玉米轮作体
系中冬小麦季氨挥发损失低于夏玉米季, 这与苏芳
等[27]和Cai等[28]在华北平原的研究结果一致。其原因
主要有两个方面: 首先是施肥方式, 本研究冬小麦
季的施肥方式为撒施翻耕, 氮肥深施能够有效地将
氨挥发底物带入深层土壤从而减少氨挥发[29]; 其次
是温度对氨挥发的影响, 温度是通过影响土壤的化
学过程进而影响氨挥发的, Simpson等[30]报道当土壤
温度由1 ℃上升到25 ℃时 , 尿素水解速率可增加
2~6倍 , 温度升高还可加速NH4+向NH3的转化以及
NH3向大气中扩散, 冬小麦季试验期间平均气温较
低, 测定期间平均气温比夏玉米季低14 ℃。
很多研究结果表明夏玉米季氮肥条施覆土可减
少氮肥氨挥发损失。Rochette等[31]通过田间试验以及
对大量文献分析认为当施肥深度大于7.5 cm时, 氮
肥的氨挥发损失可以忽略不计。但Rochette等[32]在干
第 11期 张 翀等: 川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作氨挥发研究 1365


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燥的酸性土壤上发现: 与撒施尿素相比, 条施覆土
(条施深度5 cm)能明显增加氨挥发。因为条施覆土能
使施肥条带附近土壤pH和NH4+-N含量迅速升高, 从
而强烈促进氨挥发。本研究在2014年夏玉米三叶期
条施覆土的氨挥发损失率明显比2013年三叶期散施
的低。但由于条施覆土的施肥深度较浅, 且玉米行
距较大, 两行玉米间一条施肥带可能造成了氮肥相
对集中, 氨的减排效果不明显。因此, 采用条施覆土
的施肥方式时要适当增加施肥深度, 作物行距大时
可采用增加施肥条带的方法避免施肥过于集中。
2014年夏玉米十叶期撒施灌水的氨挥发损失率
是夏玉米季中最高的, 其氮肥的氨挥发损失量也较
高。大量文献报道撒施后立即灌水能减少氮肥的氨
挥发损失。由于土壤初始含水量、缓冲能力、CEC
的不同[33], 能够有效减少氨挥发的灌水量的范围较
大, 在5~75 mm范围内[34]。大部分研究者认为在土壤
含水量较低的情况下需要更足量的灌水量或降雨量
才能够明显降低氨挥发。本研究中, 由于试验前适
逢当地大旱, 施肥当天测得的土壤体积含水量仅为
8.1%, 虽施肥当天灌水 30 mm, 但之后土壤湿度下
降很快, 高温干旱条件下施肥灌水可能是导致氨挥
发损失量较大的原因。由于土壤起始含水量很低 ,
30 mm的灌水进入土壤中可能会提供了一个利于尿
素水解的土壤含水量; 此外由于试验期间气温很高,
蒸发强烈, 毛管上升水将下层的NH4+底物带到土壤
表层从而促进氨挥发[35]。而关于极端干旱条件下施
肥后立即灌水的氨挥发损失还鲜有报道, 因此还需
要做进一步的验证研究。川中丘陵区属典型的雨养
农业区, 灌溉设施投资相对较少, 加之近些年局部
山丘区极端气候易造成工程性缺水[36]。此外, 紫色
土坡耕地在夏季NO3淋洗很强烈, 可导致浅层地下
水污染[24]。Zhou等[37]认为NO3淋洗是紫色土坡耕地
氮素损失的主要途径 , 其损失量可占施氮量的
6.7%~19.0%。因此 , 施肥后立即灌水会增加硝酸
盐淋洗的风险。综上所述 , 受水资源、环境效应的
影响 , 施肥后灌水不是紫色土丘陵区氨减排的适
宜措施。
4 结论
本研究表明, 川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米
轮作体系冬小麦季氨挥发损失占施氮量的(8.1±1.0)%,
夏玉米季氨挥发损失占施氮量的(32.8±1.8)%。施氮
方式显著影响紫色土夏玉米季氨挥发，氮肥撒施时
氨挥发损失率高达34.1%。采用条施覆土的氮肥深施
方式时，应避免施肥过浅或过于集中。夏玉米季极
端干旱气候条件下施肥后立即灌水会促进氨挥发 ,
应避免采用此施肥方式。
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