全 文 ：中国生态农业学报 2011年 9月 第 19卷 第 5期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2011, 19(5): 1115−1121 农田氮循环与土壤肥力管理


* 中国科学院战略性先导科技专项(XDA0505050202)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-EW-415)和国家重点基础研究发
展计划(973计划)项目(2010CB833501-01-19)资助
** 通讯作者: 胡春胜(1965~), 男, 研究员, 博士生导师, 主要从事农田生态领域的研究。E-mail: cshu@sjziam.ac.cn
董文旭(1976~), 男, 博士, 助理研究员, 主要从事农田碳氮循环及环境效应的研究。E-mail: dongwx@sjziam.ac.cn
收稿日期: 2011-03-12 接受日期: 2011-06-13
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.01115
华北山前平原农田氨挥发速率与调控研究*
董文旭 1 吴电明 1,2 胡春胜 1** 张玉铭 1 杨培培 1,2 王 莹 1,2
(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050022; 2. 中国科学院研究生院 北京 100049)
摘 要 本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦−玉米轮作长期田间试验, 利用双层海绵氨吸收
装置, 分析了不同施肥处理下氨挥发速率和损失量的变化规律; 并采用室内培养试验方法, 分析了浇水和秸
秆还田等不同措施下氨挥发变化特征。结果表明, 肥料施用时间、土壤温度和灌水等因素显著影响土壤氨挥
发速率; 氨挥发损失量在 0.66~35.00 kg·hm−2·d−1之间, 占施肥量的 0.09%~14.90%, 且大部分氨挥发发生在夏
玉米时期。施肥后及时浇水能有效减少氨挥发, 特别是在低初始水分条件下最为明显; 而在高土壤水分含量条
件下, 浇水时间对氨挥发量的影响减弱。与单施化肥相比, 小麦或玉米秸秆混合配施化肥增加了石灰性土壤的
尿素水解速率, 缩短了尿素的氨挥发时间, 并可显著减少氨挥发损失。单施尿素的累积氨挥发损失量占尿素施
用量的 7.2%~9.7%, 而小麦或玉米秸秆配施尿素的累积氨挥发损失量分别占尿素施用量的 1.1%~2.1% 和
2.2%~7.2%。因此, 为了减少农田氨挥发损失, 在施用尿素时应充分考虑土壤水分状况和秸秆类型对氨挥发的
影响。
关键词 小麦−玉米轮作 施肥 土壤水分 秸秆 氨挥发
中图分类号: S19 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)05-1115-07
Ammonia volatilization and control mechanisms in the piedmont of
North China Plain
DONG Wen-Xu1, WU Dian-Ming1,2, HU Chun-Sheng1, ZHANG Yu-Ming1, YANG Pei-Pei1,2, WANG Ying1,2
(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,
Shijiazhuang 050022, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract As an important mode of nitrogen (N) loss, ammonia volatilization in farmlands causes air pollution and water eutrophi-
cation. Increased N application dose should be accompanied with reduced ammonia volatilization to improve N fertilizer efficiency.
This could lay a strong theoretical basis for optimal fertilizer use. To that end, a double-layer-sponge-trapping method was used to
measure ammonia volatilization following the application of different N fertilizers in the growing season of wheat-maize double
cropping system and in an incubation experiment with different soil moistures or amended with wheat or corn straw. The experiments
were conducted at the Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station (LAES) of Chinese Academy of Sciences from October
2002 through June 2004. Urea N fertilizer was applied at the rates of 200, 400 and 600 kg(N)·hm−2·a−1, respectively, and with no N
fertilizer as the control. The study showed that ammonia volatilization was significantly affected by the fertilization dose and time,
soil moisture and irrigation mode. For winter wheat, ammonia volatilization occurred immediately after N fertilizer application．It
gradually increased, apparently reaching the maximum in the first 1~5 days after fertilization. Ammonia volatilization was high dur-
ing summer maize growing season, increased sharply after (N fertilizer) dressing, and hit the highest rate on the 1st day after fertili-
zation. N loss via accumulated ammonia volatilization was 0.66~35.00 kg(N)·hm−2·d−1, accounting for 0.09%~14.90% of the applied
fertilizer. Ammonia volatilization largely occurred in summer maize season, accounting for 80% of N loss in the double cropping
system. The high ammonia volatilization in the summer maize season was due mainly to the high temperature and overland broadcast
mode of fertilization. Irrigation reduced ammonia volatilization. The earlier the irrigation after fertilization was conducted, the less
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was ammonia volatilization. Ammonia volatilization also increased with lower initial water content. Amendment with wheat or maize
straw increased the rate of urea hydrolysis in loam soils, triggering peak NH3 loss to occur one day earlier and much lower than
non-amended urea. With urea alone, cumulative NH3 loss was 7.2%~9.7% of applied urea. When urea was amended with wheat or
maize straw, cumulative NH3 loss was only 1.1%~2.1% or 2.2%~7.2% of applied urea, respectively. Thus the characteristics of am-
monia loss were dependent on the modes of application of urea and soil moisture conditions.
Key words Wheat-maize rotation system, Urea fertilizer, Soil water content, Wheat/maize straw, Ammonia volatilization
(Received Mar. 12, 2011; accepted Jun. 13, 2011)
华北山前平原的高集约生产强烈依赖于水资源
和肥料的大量投入。其中, 尿素因其廉价、高氮量
和易施用等特点, 是该地区使用最广泛的重要氮肥
品种之一[1]。然而, 尿素容易通过水解形成 NH3并释
放到大气中。这不仅降低了氮素效率, 而且污染大
气、危害人畜健康、引起酸雨危害和水体富营养化
等环境问题[2−3]。华北山前平原为石灰性土壤, 气候
干旱, 土壤 pH 较高, 被认为具有较高的氨挥发潜
势。但从当前研究来看, 石灰性土壤氨挥发损失变
化范围很大 , 损失氮量占施纯氮量的比例在
0.4%~40.0%之间[4−6], 仍具有很大的不确定性。氨挥
发损失受诸如土壤、气候和农业措施等因素的影响,
采用合理的农业管理措施(如施肥量、施肥时间、配
合施肥以及灌溉等)是减少氮肥氨挥发损失的有效
手段[7−8]。其中, 水分管理对氨挥发损失产生重要影
响。已有研究表明, 一般施肥后灌溉显著降低氨挥
发, 并且在旱地条件下土壤水分适中时, 氨挥发最
高, 水分过高或过低时氨挥发都比较少。但关于灌
水时间与用量以及灌水前土壤初始水分含量对氨挥
发损失的影响还不是十分明确[4]。另外, 随着机械化
程度的不断提高 , 华北小麦−玉米轮作区越来越多
的农田采用秸秆还田, 由于能源的加入各个氮肥转
化过程将受到影响, 从而可能改变肥料氮的命运。
但是, 关于不同秸秆还田对氨挥发损失的影响鲜有
报道。为了解冬小麦−夏玉米轮作体系下农田氮肥的
氨挥发损失特点, 寻找减少氮肥损失的理论基础和
方法, 本研究测定了小麦和玉米生长期施用尿素后
氨挥发损失的氮量, 并对影响氨挥发的多种因素进
行初步试验, 提出减少尿素挥发损失的合理管理调
控对策。
1 材料与方法
1.1 试验地点及土壤特性
本试验在中国科学院栾城农业生态系统试验站
(37°53′N, 114°41′E)长期定位试验场内进行。种植制
度为小麦−玉米轮作, 每季作物秸秆直接还田。耕层
土壤有机质含量 12.0~13.0 g·kg−1, 全氮 0.8~0.9 g·kg−1,
pH为 7.6~8.0, 土壤黏粒含量 45.0~47.0 g·kg−1, 阳离
子交换量 11.0~11.5 g·kg−1。
1.2 试验处理
1.2.1 不同氮肥处理下的大田氨挥发测定
试验设 4个处理, 4次重复, 氮肥水平小麦和玉
米季分别为 0(N0)、100 kg(N)·hm−2·a−1(N1)、200
kg(N)·hm−2·a−1(N2)和 300 kg(N)·hm−2·a−1(N3)。氮肥
品种为尿素。小麦季分基肥和追肥两次施用, 每次
施肥为全生育期用量的 1/2, 底肥于小麦播种前撒施
然后旋耕, 追肥于拔节期撒施然后畦灌。玉米季肥
料于拔节期一次施入, 施肥方法为撒施然后畦灌。
磷肥品种为过磷酸钙 , 用量为 65.5 kg(P)·hm−2·a−1,
在小麦播种时一次施入。分别于施肥后的 7 d或 16 d
内连续测定氨挥发量。
1.2.2 室内调控试验
室内调控试验采用培养皿方法。培养皿高 3 cm,
直径 15 cm, 每个培养皿土壤用量为 400 g, 土壤采
自大田试验中 N0处理, 土壤风干粉碎过 2 mm筛装
入培养皿备用, 试验室温条件下培养。具体处理措
施如下:
(1) 不同前期土壤水分与灌水时间对氨挥发的
影响
设置 10%、20%、25% 3个土壤初始水分, 每个
初始水分又分为不浇水(CK)和在施肥后第 1 d、第
2 d、第 3 d浇水, 组成完全方案。共 12个处理, 3次
重复。肥料表施 0.53 g 尿素于 400 g 土中, 相当于
150 kg·hm−2。其中, 除不浇水处理外, 其他处理依据
浇水后土壤水分含量相同进行差额浇水。然后将装
好土样的培养皿放入氨气吸收装置内测定氨挥发量,
直到氨挥发速率降到背景值。
(2) 不同秸秆添加物对氨挥发的影响
设添加秸秆和水分两个因素。添加秸秆设 3 个
处理, 分别为尿素(U)、尿素+小麦秸秆(W)、尿素+
玉米秸秆(C); 尿素施用量为每个培养皿 0.53 g，土
壤用量 400 g, 相当于大田 100 kg·hm−2的施用量, 小
麦秸秆和玉米秸秆用量分别为每个培养皿 30 g, 相
当于大田 6 000 kg·hm−2的施用量。水分设两个处理,
每皿浇水量分别为 70 mL和 110 mL, 土壤含水量为
18%和 27.5%。共 6个处理, 分别用 U70、U110、W70、
W110、C70、C110表示, 3次重复。试验开始时将尿素、
小麦秸秆以及玉米秸秆粉碎后与粉碎风干土壤完全
第 5期 董文旭等: 华北山前平原农田氨挥发速率与调控研究 1117


混匀, 装入培养皿中, 水量一次性浇足。将装好土样
的培养皿放入氨气吸收装置内测定氨挥发量, 直到
氨挥发速率降到背景值。
1.3 氨挥发的取样测定
氨挥发的测定采用双层海绵吸收法, 其详细介
绍见文献[9]。土壤氨挥发的采集于施肥后立即开始,
在各小区的不同位置, 分别放置 4 个通气法的采集
装置, 次日早晨 8:00 取样。取样时, 将通气装置下
层的海绵取出, 迅速按小区分别装入塑料袋中, 密
封; 同时换上另一块刚浸过磷酸甘油的海绵。上层
的海绵视其干湿情况 3~7 d 更换 1 次。密闭装置蒸
发皿中的硼酸, 分别倒入 100 mL的三角瓶中, 用橡
皮塞塞紧。同时再向蒸发皿中加入 200 mL的硼酸溶
液。变动摆放位置后, 将装置重新放好, 开始下一次
田间吸收。把取下的海绵及装有硼酸的三角瓶带回
试验室, 测定其中吸收的氨。
室内调控试验中，将处理好的培养皿装入 PVC
罐中并密封底部，上部用浸有磷酸甘油的海绵双层
海绵覆盖。其他测定步骤与大田试验相同。
1.4 统计分析
采用 Excel 2003和 SPSS 11.5 软件进行试验数
据分析, 采用 LSD 方法分析数据间的差异显著性
(P<0.05, P<0.01)。
2 结果与分析
2.1 大田施肥后氨挥发速率变化
大田试验于 2002年 10月至 2004年 7月之间完
成, 分别为 2次小麦基肥试验、2次小麦追肥试验和
2次玉米追肥试验, 共计 6次。下面按照施肥时期进
行分析。
试验结果表明, 尿素施入土壤之后, 在土壤尿
酶作用下很快水解成铵态氮发生氨挥发反应。从图
1可以看出, 氨挥发速率随时间有着明显的变化。基
施尿素挥发高峰期在前 5 d, 且最初几天氨挥发逐日
变化波动明显, 除对照外各施肥处理每天的氨挥发
速率都达到显著或极显著差异水平, 到第 6 d 以后
由于降雨土壤 NH4+减少, 肥料氨挥发基本结束。第
2年基肥挥发与第 1年明显不同(图 2)。施肥后第 1 d
具有较高的挥发量, 与第 1 年范围基本一致; 在施
肥后第 2 d 出现降雨与气温下降, 导致氨挥发速率
迅速下降, 基本在 0.01～0.05 kg·hm−2·d−1 范围内低
速挥发, 同样到施肥后第 6 d挥发基本结束。
小麦追施尿素的氨挥发明显比基肥要快(图 1和
图 2), 2003年和 2004年均在施肥后第 2 d出现挥发
速高峰, 并且随后迅速下降, 到施肥后第 10 d 各施
肥处理与 N0处理已没有明显差异。说明尿素在土壤
中的水解和挥发过程非常快, 或者说水解后的氮素
很快被土壤固定或者转化为其他形态的氮。
玉米季施肥是在大喇叭口期一次性施入。由图
1可以看出, 第 1年玉米追肥和小麦追肥的氨挥发速
率变化趋势非常相似, 但前者显著高于后者。当肥料
施入土壤后, 氨挥发迅速增高, 玉米施肥后第 2 d氨挥
发速率即达到最高峰, N0、N1、N2、N3 处理峰值分
别为 0.1 kg·hm−2·d−1、3.7 kg·hm−2·d−1、5.6 kg·hm−2·d−1
和 9.5 kg·hm−2·d−1, 此后迅速下降。7 d后, 除 N3处
理外, 不同施肥处理氨挥发速率无明显差异, 介于
0.01~0.05 kg·hm−2·d−1。而 N3处理在 12 d以后仍有
持续的挥发, 在 0.06~1.20 kg·hm−2·d−1上下波动。第
2 年玉米追肥后氨挥发更为强烈(图 2), 即在施肥后
第 1 d 达到最大挥发值(0.05~39.00 kg·hm−2·d−1), 明



图 1 2002~2003年不同施肥处理下施肥后小麦及玉米土壤氨挥发速率变化
Fig. 1 Rates of ammonia volatilization after fertilization during wheat and corn seasons from 2002 to 2003
N0: 0 kg(N)·hm−2·a−1; N1: 100 kg(N)·hm−2·a−1; N2: 200 kg(N)·hm−2·a−1; N3: 300 kg(N)·hm−2·a−1. 下同 The same below.
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图 2 2003~2004年不同施肥处理下施肥后小麦及玉米土壤氨挥发速率变化
Fig. 2 Rates of ammonia volatilization after fertilization during wheat and corn seasons from 2003 to 2004

显大于第 1 年挥发速率, 随后挥发速率显著下降,
第 2 d施肥处理已降到 2.6~8.3 kg·hm−2·d−1范围以内,
5 d后不同施肥处理氨挥发速率无明显差异。
2.2 不同施肥时期的肥料氨挥发损失率
施肥后土壤中挥发氨的来源一是土壤原来残留
的氮素, 二是肥料的氮素。假定施肥小区土壤残留
氮素的氨挥发量等于不施氮小区的挥发量, 那么施
氮小区来自肥料的挥发氨量可由其与不施肥小区的
差值来估算, 并依此计算氨挥发量所占施肥量的比
例(氨挥发率)。
比较不同生长季节的氨挥发率表明(表 1), 小麦
−玉米轮作周期内 3次施肥的氨挥发率有明显不同。
玉米追肥氨挥发率极显著高于小麦基肥和小麦追
肥。小麦基肥的氨挥发率最小, 在 2002 年和 2003
年不同施肥处理的平均氨挥发率仅为施氮量的
0.39%和 0.09%, 而 2次玉米追肥不同施肥水平的平
均氨挥发率分别达到 7.1%和 14.9%, 其中 2004 年
N3 处理最高达到 18.9%, 占轮作周期总损失的 90%
以上。小麦追肥的氨挥发率介于小麦基肥和玉米追
肥之间, 2003年和 2004年分别为 1.89%和 0.51%。
2.3 土壤水分及灌溉对氨挥发的影响
灌溉对尿素的转化和分布过程以及氨挥发具有
一定程度的影响。图 3b和图 3c所示, 中等初始水分
处理和高初始水分处理灌溉显著降低土壤氨挥发量,
土壤水分含量分别为 20%和 25%时, 施肥后不浇水
时氨挥发损失量分别达 55 kg·hm−2和 43 kg·hm−2, 而
施肥后第 1 d浇水处理的氨挥发量分别为 23 kg·hm−2
和 25 kg·hm−2, 比相应不灌溉 CK 处理减少 57%和
40%。当土壤含水量为 10%时(图 3a), 浇水与不浇水处
理之间的氨挥发差异减小, 不浇水处理挥发时间延长,
主要由于此时土壤水分含量很低, 土壤微生物活性降
低, 抑制了尿素水解和 NH4+的硝化过程[10]。
从浇水时间看, 总的趋势是随着浇水时间的推
后, 氨挥发损失逐渐增大。当水分含量为 10%时, 施
肥后第 1 d浇水处理比第 2 d和第 3 d浇水处理氨挥
发损失量减少 6.8 kg·hm−2和 10.7 kg·hm−2, 但随着土
壤初始水分的增加 , 浇水处理之间差异越来越小 ,
当水分含量为 25%时, 第 1 d浇水处理比第 2 d和第
3 d浇水处理氨挥发损失量仅减少 0.1 kg·hm−2和 2.7
kg·hm−2。
2.4 秸秆施用对氨挥发的影响
作物秸秆和尿素混施于土壤中, 可改变氮素的
转化过程, 引起氨挥发损失的差异。从图 4 可以看
出, 各施肥处理在施肥后都出现明显的氨挥发损失

表 1 不同施肥处理下不同施肥期的氨挥发量占施肥量的比例
Table 1 Ratio of ammonia volatilization to fertilizer applied in different periods under different fertilization treatments
%
小麦基肥 Wheat basic dressing 小麦追肥 Wheat top dressing 玉米追肥 Corn top dressing 处理
Treatment 2002年 10月
Oct. 2002
2003年 10月
Oct. 2003
2003年 4月
Apr. 2003
2004年 4月
Apr. 2004
2003年 7月
Jul. 2003
2004年 7月
Jul. 2004
N1 0.30 0.04 1.92 0.53 8.2 8.7
N2 0.33 0.06 1.57 0.56 8.6 17.2
N3 0.59 0.07 2.17 0.47 4.2 18.9
平均 Average 0.39 0.09 1.89 0.51 7.1 14.9
第 5期 董文旭等: 华北山前平原农田氨挥发速率与调控研究 1119




图 3 施肥后不同时间灌溉对初始含水量为 10%(a)、20%(b)和 25%(c)的土壤氨挥发量的影响
Fig. 3 Effect of irrigation time after fertilization on ammonia volatilization of soil with 10% (a),
20% (b) and 25% (c) initial soil moisture



图 4 不同秸秆处理的土壤氨挥发速率和累积氨挥发量变化
Fig. 4 Rate and accumulation of soil ammonia volatilization amended with different straws
U70、U110: 仅施用尿素 100 kg·hm−2, 土壤含水量分别为 18%和 27.5%。U70 and U110 are treatments of 100 kg·hm−2 urea fertilization with 18%
and 27.5% soil water content respectively. W70、W110: 施用尿素 100 kg·hm−2和小麦秸秆 6 000 kg·hm−2, 土壤含水量分别为 18%和 27.5%。W70 and
W110 are treatments of 100 kg·hm−2 urea fertilization plus 6 000 kg·hm−2 wheat straw with 18% and 27.5% soil water content respectively. C70、C110: 施
用尿素 100 kg·hm−2和玉米秸秆 6 000 kg·hm−2, 土壤含水量分别为 18%和 27.5%。C70 and C110 are treatments of 100 kg·hm−2 urea fertilization plus
6 000 kg·hm−2 corn straw with 18% and 27.5% soil water content respectively.

高峰, 其中仅施氮肥的U70和U110 2个处理挥发最为
剧烈, 在施肥后第 3 d 达到挥发高峰, 挥发速率为
2.5 kg·hm−2·d−1和 2.3 kg·hm−2·d−1, 之后逐渐降低, 到
第 9 d以后, 则在 0.01~0.05 kg·hm−2·d−1之间上下波
1120 中国生态农业学报 2011 第 19卷


动。施用小麦秸秆和玉米秸秆后, 尿素的氨挥发时
间缩短, 在施肥后第 2 d出现挥发高峰, 最高挥发速
率为 0.5~1.5 kg·hm−2·d−1, 显著低于只施氮肥处理。
其中小麦秸秆抑制氨挥发效果优于玉米秸秆, 可能
是由于小麦秸秆的 C/N 大于玉米秸秆。不同土壤水
分含量对尿素的水解进程影响不大, 所以各处理前
期挥发速率曲线变化趋势一致。只是在土壤水分含
量低的情况下, 氨挥发的速率较大。值得注意的是,
C70和 U70 2个低水分处理在施肥后第 10 d以后挥发
速率略有上升, 挥发量在 0.2~0.5 kg·hm−2·d−1范围内
浮动。
作物秸秆具有较高的 C/N 比, 施入土壤前期一
般产生生物固氮作用, 几乎没有矿化作用, 因此在
本试验中认为施肥后 15 d内氨挥发主要是尿素水解
产生。测定氨挥发总量结果见图 4, 其变化范围为
1.3~10 kg·hm−2, 顺序为 U70>U110>C70>C110>W70>W110,
其中U70处理最高, 基本达到施肥量的 10%; 而W110
最小, 仅为 1.1%。值得注意的是, C70处理氨挥发损
失累积量为 7.6 kg·hm−2, 而C110处理仅为 2.2 kg·hm−2。
并且只有C70处理第 2周挥发量仍占总损失量的 20%
以上。所以在农业生产实践中, 实施玉米秸秆还田
时要进行充分灌溉, 以达到减少氨挥发损失提高氮
肥利用率的效果。
3 讨论与结论
本次试验尿素氨挥发损失率在 0.1%~15%之间,
平均为7.6%, 这一结果与王珏等[11]和苏芳等[12]在黄淮
海平原小麦季与玉米季氮肥氨挥发损失率基本一致,
因此可以认为这一结果基本反映田间实际情况。
试验结果表明随着施肥量的增加各施肥时期的
氨挥发量也增加, 但氨挥发占施入氮的比值(即挥发
率)在不同年际和施肥时期明显不同, 分析其原因主
要有 3个方面: (1)施肥方法的不同。基肥是施用尿素
之后进行旋耕, 使肥料与土壤有较充分的混合, 因
而水解后的铵态氮被土壤吸附, 降低氨挥发潜力。
而小麦追肥采用表面撒施浇水, 即使一部分尿素随
水分渗入到土壤深层, 土壤表层肥料含量仍然高于
底层, 提高了氨挥发潜力。因此不同施肥方法引起
氨挥发的很大差异。(2)3次施肥分别在 10月中旬和
第 2 年的 4 月上旬和 7 月下旬, 施肥时的温度有明
显差异。如在 2003年整个轮作周期施肥时的地面平
均温度分别为基肥 16.4 ℃, 追肥 16.6 ℃, 玉米追肥
26.4 ℃, 可见玉米追肥期的温度明显高于小麦基肥
和小麦追肥期, 而研究表明氨挥发与温度有显著正
相关关系[13]。这可能是不同施肥期氨挥发差异的主
要原因之一。(3)小麦追肥与玉米追肥的氨挥发差异
可能还有如下原因: 一是夏玉米生长季节正值夏季,
为简便起见, 农民一般采用大喇叭口期一次性追肥,
故玉米季追肥肥料施用量是小麦季用量的 2 倍, 不
能被作物利用的肥料大量积累在土壤表层, 增加了
肥料损失率。
除此之外, 土壤水分和秸秆添加对氮素的物理
和微生物转化利用过程有显著影响, 也是影响氨挥
发的重要因素。室内调控试验表明, 初始水分含量
与浇水时间均对氨挥发有显著影响。本试验中不浇
水、25%初始土壤水分含量时氨挥发速率最大, 说明
氨挥发的适宜土壤水分含量为 25%左右。但无论初
始土壤水分含量的高低, 浇水均显著降低氨挥发损
失率。其原因可能是浇水不仅具有稀释作用, 而且
通过水分淋洗导致表层挥发底物 NH4+含量降低。本
试验也证明, 施肥后及时浇水能有效减少氨挥发[12],
特别是在低初始水分条件下最为明显。而在高土壤
水分含量条件下, 浇水时间对氨挥发量的影响减弱。
这可能是由于高土壤水分含量时, NH4+浓度不是氨
挥发主导因素, 水分散失量则是主要控制因素[14]。而
此时土壤水分充足, 水分散失量较接近, 因此对氨
挥发量的影响减弱。这一结果具有现实指导意义 ,
即在玉米季施肥, 尽量选择低土壤水分含量时施肥,
并立即浇水; 而在较高水分条件下施肥时, 可以适
当延迟浇水时间, 避免肥料的大量淋洗损失, 综合
提高肥料利用率[15]。
本试验中, 与单施化肥相比, 秸秆混合配施化
肥可显著减少氨挥发损失。这主要是由于秸秆配施
氮肥能够向土壤供应充足的碳源和氮源, 促进土壤
微生物活动, 而微生物在分解有机质的过程中将无
机氮固定转化成有机氮, 减少氨挥发基质, 从而减
少氨挥发量 [16]。其中小麦秸秆效果好于玉米秸秆 ,
则主要由于小麦秸秆的 C/N 大于玉米秸秆, 分解等
量有机碳时需固定更多的无机氮。另外, 微生物分
解有机物时释放有机酸, 使土壤 pH降低[17−18], 也是
氨挥发量减少的一个原因。在本文大田试验中, 由
于玉米秸秆还田并与肥料混合施入土壤, 也是降低
小麦基肥时期氨挥发量的原因之一。而在玉米季 ,
小麦秸秆则是整秸覆盖地表, 未能有效促进土壤微
生物对无机氮肥的固定, 因此氨挥发量相对较高。
综上所述, 充分利用土壤水分的调节作用与小
麦秸秆的固定作用等管理措施, 从而减少尿素氨挥
发损失, 具有重要的应用前景。
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