彭顯龍，王海含，劉小綸，于彩蓮

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030；2.哈爾濱理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150040）

稻田施尿素后短期內(nèi)氮素分布和氨揮發(fā)損失研究

彭顯龍1，王海含1，劉小綸1，于彩蓮2

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030；2.哈爾濱理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150040）

采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)方法，模擬蘗肥施用后氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程。試驗(yàn)土壤為采自黑龍江省建三江白漿土型水稻土（JSJ）和慶安草甸土型水稻土（QA），采用通氣法測(cè)定NH3揮發(fā)損失，并測(cè)定水層pH，以及水層和不同土層中NH4+-N和尿素態(tài)氮含量。試驗(yàn)結(jié)果顯示，施用尿素后短期內(nèi)水層pH顯著提高，隨后pH甚至低于不施氮肥處理，pH增加因土壤而異；隨施肥時(shí)間推移，水層中氮不斷減少，進(jìn)入土壤中以及揮發(fā)損失的氮不斷增加。JSJ氨揮發(fā)累積量占施氮量13.68%～14.42%，氮量和氨揮發(fā)為線性關(guān)系；QA氨揮發(fā)占施氮量3.39%～7.96%，隨施肥量增加氨揮發(fā)比例增大。施肥后3 d，水層氮占總施肥量24%～33%，有60%～70%氮擴(kuò)散到土壤中；施肥后10 d水層氮只占施肥量5.0%～6.3%；施肥后21 d，進(jìn)入到土壤中氮比例為66%～85%，在pH較低土壤中所占比例更大。尿素轉(zhuǎn)化后銨態(tài)氮主要集中在0～2和2～4 cm土層，下層土壤銨態(tài)氮含量較低，短期內(nèi)表層土壤銨態(tài)氮可反映施肥變化。施肥后第21天，兩地氮素回收率分別為75.71%～86.37%和85.32%～98.29%，另有少量氮進(jìn)入有機(jī)氮庫(kù)或通過(guò)反硝化損失。

尿素；氨揮發(fā)；土壤；銨態(tài)氮；pH

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間2015-12-25 13:11:04[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20151225.1311.042.html

彭顯龍,王海含,劉小綸,等.稻田施尿素后短期內(nèi)氮素分布和氨揮發(fā)損失研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,46(12):24-32.

Peng Xianlong,Wang Haihan,Liu Xiaolun,et al.Study on distribution of N and ammonia volatilization of urea within short time after fertilization in paddy soil[J].Journal of Northeast Agricultural University,2015,46(12):24-32.(in Chinese with English abstract)

水稻高產(chǎn)與氮肥施用密切相關(guān)[1]。目前水稻生產(chǎn)施用氮肥品種主要是尿素，尿素在土壤脲酶作用下迅速水解，除部分被作物吸收利用外，還可通過(guò)氨氣（NH3）形式揮發(fā)進(jìn)入大氣[2]。此外，一部分銨態(tài)氮（NH4+-N）氧化后會(huì)隨灌溉水、降雨等淋洗過(guò)程滲入土壤深層，或通過(guò)反硝化作用損失[3-4]。在稻田中氨揮發(fā)損失所占比例最大，是尿素?fù)p失主要途徑。因此降低尿素氨揮發(fā)損失成為研究熱點(diǎn)。

氨揮發(fā)損失研究大多集中在我國(guó)中、南部地區(qū)[5-7]，鮮有關(guān)于我國(guó)北方寒地稻田氨揮發(fā)損失報(bào)道。黑龍江稻區(qū)屬于高緯度一季粳稻主要產(chǎn)區(qū)，早春常發(fā)生低溫危害，影響水稻分蘗和前期生長(zhǎng)。因此，生產(chǎn)中強(qiáng)調(diào)蘗肥施用。前期研究表明，寒地水稻基蘗肥氮素利用率較低，僅20%左右，在一定范圍內(nèi)，水稻產(chǎn)量隨基蘗肥用量增加而增加，超過(guò)一定氮量后，增施基蘗肥氮?jiǎng)t，反而降低氮效率。究其原因，一方面，過(guò)量施氮造成水稻群體質(zhì)量變差，水稻產(chǎn)量和氮效率降低；另一方面，增施基蘗肥會(huì)增加氨揮發(fā)損失量，這可能是氮效率降低的主要原因之一[8]。因未在田間測(cè)定氨揮發(fā)，尚不清楚尿素用量對(duì)氨揮發(fā)損失影響。此外，施入土壤中尿素存在垂直移動(dòng)，影響水層氮分布，進(jìn)而影響氨揮發(fā)。

國(guó)內(nèi)外鮮有關(guān)于氮素垂直移動(dòng)與稻田氨揮發(fā)關(guān)系研究。為此采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)方法，研究尿素用量對(duì)稻田氨揮發(fā)影響以及氨揮發(fā)與氮素分布關(guān)系。對(duì)深入了解稻田生態(tài)系統(tǒng)氮素循環(huán)過(guò)程，提出減少氮素?fù)p失策略，以提高氮利用率具有重要意義。

1　材料與方法

1.1材料

供試土壤為黑龍江省建三江白漿土型水稻土（JSJ）和慶安草甸土型水稻土（QA），兩地水稻種植年限均在10年以上。在每地稻田中隨機(jī)選擇3個(gè)稻池，每個(gè)稻池按對(duì)角線選擇5點(diǎn)，采集0～20 cm耕層土壤帶回實(shí)驗(yàn)室。土壤樣品經(jīng)風(fēng)干、過(guò)2 mm土篩后混勻備用。采用常規(guī)分析方法測(cè)定土壤養(yǎng)分，供試土壤肥力情況見(jiàn)表1。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2013年室內(nèi)模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)使用通氣法NH3揮發(fā)吸收裝置。該裝置由硬質(zhì)有機(jī)玻璃管制成，分A、B兩組，A組用于揮發(fā)NH3采集，B組用于土壤樣品和田面水樣采集。兩組裝置內(nèi)徑分別為5和3.5 cm，高度均為20 cm（上蓋5 cm，瓶身15 cm）。A組裝置上蓋內(nèi)置兩塊浸以4 mL磷酸甘油溶液（50 mL磷酸+40 mL丙三醇，定容至1 000 mL），厚1.5 cm、直徑6 cm海綿[9]，兩層海綿相隔2 cm。上層海綿用于阻斷空氣中氮干擾，下層海綿用于吸收揮發(fā)NH3。各管內(nèi)裝入10 cm高風(fēng)干土，保持土壤容重約1.3 g·cm-3。隨后加入蒸餾水，保持水層3 cm，泡田10 d。共設(shè)置0（N0）、30（N1）、65（N2）和100（N3）四個(gè)施尿素水平（kg·hm-2），并按照土柱面積計(jì)算氮肥施用量。其中N0處理設(shè)3次重復(fù)，其他處理4次重復(fù)，隨機(jī)排列。尿素直接施入水層中。施肥后立即旋扣浸有磷酸甘油的海綿上蓋。將裝置存放在室溫（20～22℃）下培養(yǎng)3周。

施肥后第3、7、10、14和21天上午8:00取出A組通氣裝置下層海綿，并迅速替換另一塊浸有磷酸甘油的海綿。取下的海綿通過(guò)1 mol·L-1氯化鉀浸提，過(guò)濾后測(cè)定銨態(tài)氮含量。上層海綿視其干濕情況每4～5 d更換1次；施肥后第1、3、5、7、10、14和21天測(cè)定水層pH；施肥后第3和第10天，收集B組裝置內(nèi)田面水樣，第21天采集A組裝置水樣，2 mol·L-1氯化鉀定容至100 mL，測(cè)定尿素態(tài)氮和銨態(tài)氮含量。收集水樣后使用取土工具由裝置底部向上緩慢推出土壤，每2 cm采集1個(gè)土壤樣品，土壤混勻后取出約13 g土樣，加入100 mL 2 mol·L-1氯化鉀浸提，過(guò)濾后測(cè)定尿素態(tài)氮和銨態(tài)氮含量。

表1　土壤理化性質(zhì)Table 1Chemical and physical properties of soil

1.2.2測(cè)定方法

采用電位法測(cè)定水層pH；使用德國(guó)AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定樣品液中NH4+-N含量；采用二乙酰一肟比色法測(cè)定田面水和土壤中尿素態(tài)氮含量[10]。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)間變異分析和方差分析均使用SAS 9.0軟件。使用Sigma Plot 10.0軟件繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1尿素用量對(duì)水層pH影響

如表2所示，土壤類(lèi)型和施氮量對(duì)水層pH影響顯著，在某些時(shí)期存在交互作用。氮肥施用后，兩種土壤水層pH逐漸上升，第5天達(dá)到峰值，隨后逐步下降，至14 d恢復(fù)上升趨勢(shì)（見(jiàn)圖1）。在試驗(yàn)周期內(nèi)，慶安土壤水層pH均低于建三江土壤。

對(duì)于建三江白漿土型水稻土土壤，尿素施用后1～5 d，水層pH顯著提高（P＜0.05），并且施肥量越大水層pH上升越明顯；與對(duì)照相比，施氮處理此階段水層pH提高0.21～0.48個(gè)單位。由于不施肥處理水層pH一直增加，而施肥處理pH有短暫降低，因此施肥后7～10 d，施尿素與不施尿素處理間水層pH均沒(méi)有明顯差異；而施肥14 d后，施尿素處理水層pH反而低于不施肥處理，尤其是高量施肥處理pH更低，比不施肥處理低0.20～0.41個(gè)單位。

圖1　不同施氮量水層pH變化Fig.1Change of pH in water layer from different nitrogen rates

與白漿土型水稻土相似，尿素施用后短期內(nèi)草甸土型水稻土水層pH顯著提高，與不施肥相比提高0.13～0.85個(gè)pH單位，可見(jiàn)草甸土型水稻土pH增加更明顯，表明其pH緩沖能力較差。與白漿土型水稻土不同的是，肥料施用14 d內(nèi)，草甸土型水稻土高氮處理水層pH一直高于對(duì)照處理。施肥后第21天各處理水層pH無(wú)明顯差異。

2.2田面水不同形態(tài)氮含量

2.2.1水層尿素態(tài)氮含量

本試驗(yàn)中，肥料施用后第3天檢測(cè)到水層尿素態(tài)氮的存在（見(jiàn)圖2）。施肥后第3天，白漿土型水稻土N1、N2和N3處理水層尿素態(tài)氮含量為1.21、6.13和8.19 kg N·hm-2，分別占施氮量8.77%、 20.50%和17.80%；草甸土型水稻土各施氮處理水層尿素態(tài)氮含量為2.28、2.74和4.04 kg N·hm-2，分別占施氮量16.52%、9.16%和8.78%。施肥后第3天，低氮處理（N1、N2）平均水解率超過(guò)85%，高氮處理（N3）水解率接近89%。高施用水平下尿素在草甸土型水稻土中的水解轉(zhuǎn)化更快，施氮量越多水層中尿素含量越高。

表2　不同施氮量水層pH變異分析Table 2Variable analysis of pH in water from different nitrogen rates

圖2　施肥后水層尿素態(tài)氮含量Fig.2Urea-N concentration in water layer after fertilization

圖3　施肥后水層銨態(tài)氮含量Fig.3-N concentration in water layer after fertilization

2.2.2水層銨態(tài)氮含量

由表3可知，施氮顯著影響水層銨態(tài)氮含量，施肥10 d后不同土壤水層銨態(tài)氮含量無(wú)顯著差異。隨時(shí)間推移，水層銨態(tài)氮含量逐漸下降（見(jiàn)圖3），兩種土壤水層銨態(tài)氮含量均隨施氮量增加而增加。施肥后第3天水層銨態(tài)氮含量最高，白漿土型水稻土N1、N2、N3處理分別達(dá)到2.34、4.25和4.99 kg N·hm-2，占氮素施用量10.9%～16.9%；草甸土型水稻土相應(yīng)占10.9%～12.3%。第10天，施氮處理水層銨態(tài)氮占施氮量3.1%～6.9%。至施肥后21 d，施氮處理水層銨態(tài)氮進(jìn)一步降低，僅占施氮量0.94%～3.14%?？梢?jiàn)尿素施用后，短期內(nèi)水層含氮量較高，施氮10 d后含量較低。

2.3尿素用量對(duì)氨揮發(fā)的影響

由圖4可知，施氮量和土壤類(lèi)型對(duì)氨揮發(fā)影響顯著。培養(yǎng)期間，兩種土壤氨揮發(fā)總量及占施氮量比例均隨施氮量增加而增大，草甸土型水稻土氨揮發(fā)累積量和損失率均低于白漿土型水稻土（見(jiàn)圖4）。白漿土型水稻土N1、N2和N3處理氨揮發(fā)損失量為1.97、4.09和6.63 kg N·hm-2，分別占施氮量14.28%、13.68%和14.42%；草甸土型水稻土氨揮發(fā)累積量為0.47、1.24和3.66 kg N·hm-2，分別占施氮量3.41%、4.25%和7.96%，可見(jiàn)高施氮量會(huì)顯著增加氨揮發(fā)損失。

表3　不同施氮量水層銨態(tài)氮含量變異分析Table 3Variable analysis of NH4+-N concentration in water from different nitrogen rates

圖4　不同施氮量下累計(jì)氨揮發(fā)量Fig.4Cumulative losses of NH3from different nitrogen rates

表4　不同施氮量下累計(jì)氨揮發(fā)量變異分析Table 4Variable analysis of the cumulative losses of NH3from different nitrogen rates

2.4土壤中不同形態(tài)氮含量

2.4.1土壤中尿素態(tài)氮含量

在施肥后第3天檢測(cè)到0～2 cm土層中有尿素態(tài)氮存在，其他土層未檢出。白漿土型水稻土隨施氮量增加，尿素態(tài)氮含量增加，而草甸土型水稻土表層尿素態(tài)氮含量在65 kg N·hm-2氮素施用水平下最高（見(jiàn)圖5）。施肥后第3天，白漿土型水稻土尿素態(tài)氮含量為0.49～0.70 kg N·hm-2，占施氮量1.53%～3.55%；草甸土型水稻土尿素態(tài)氮含量為0.39～0.78 kg N·hm-2，占施氮量0.83%～3.84%。說(shuō)明尿素在土壤中水解轉(zhuǎn)化較快，尿素態(tài)氮?dú)埩糨^少。

2.4.2土壤銨態(tài)氮

由表5可知，施肥后10 d內(nèi)施氮量對(duì)0～2 cm土層銨態(tài)氮影響顯著，2 cm以下土層土壤銨態(tài)氮含量因土壤類(lèi)型而異，但不受施氮量影響。施肥后3～10 d，施氮處理0～2 cm土層銨態(tài)氮含量約為對(duì)照處理的2～4倍（見(jiàn)圖6），并隨施肥量增加而增加。施肥后3 d，JSJ和QA水稻土表層（0～2 cm）土壤銨態(tài)氮增量分別占氮肥施用量53%和57%，施肥后10 d相應(yīng)值為60%和75%?？梢?jiàn)尿素施用后大部分氮轉(zhuǎn)化后進(jìn)入土壤。

圖5　施肥后第3天2 cm土層內(nèi)尿素態(tài)氮含量Fig.5Urea-N concentration in 0-2 cm soil layer on the 3rd day

表5　施肥后3、10和21 d不同土層銨態(tài)氮變異分析Table 5Variable analysis of soil NH4+-N from different nitrogen rates on 3rd,10th and 21st day

圖6　施肥后3、10和21 d施氮量對(duì)土壤中銨態(tài)氮垂直分布影響Fig.6Effect of nitrogen rates on downward movement of NH4+-N in soil on 3rd,10th and 21st day after fertilization

尿素施用21 d后，0～2 cm和2～4 cm土層銨態(tài)氮含量均受施氮顯著影響，4 cm以下土層銨態(tài)氮含量受土壤類(lèi)型顯著影響，而與施氮量關(guān)系不大。表明施肥后21 d尿素水解產(chǎn)生的銨態(tài)氮已擴(kuò)散到2～4 cm土層。整體上，白漿土型水稻土4 cm以下土層銨態(tài)氮含量要高于草甸土型水稻土，表明白漿土型水稻土含氮量較高。

2.5氮素表觀平衡

尿素施入土壤后氮素主要有三個(gè)去向：①被當(dāng)季作物吸收利用；②在土壤中以有機(jī)或無(wú)機(jī)形態(tài)殘留；③通過(guò)氨揮發(fā)和淋洗等途徑損失在大氣和水體中。是建三江和慶安兩地稻田土壤不同施氮處理氮素表觀平衡情況見(jiàn)表6，7。

由表6可知，施肥后第3天，白漿土型水稻土水層氮含量平均占施肥量的32.7%，氨揮發(fā)損失約2%，約有60%氮進(jìn)入土壤表層；到施肥后第10天，水層氮含量、氨揮發(fā)以及土壤含氮量分別占施氮量6.4%、11%和70%，水層氮明顯減少，而揮發(fā)損失和進(jìn)入土壤的氮明顯增加；至施肥后21 d，水層氮所占比例較低，而氨揮發(fā)損失的氮增至14%，土壤氮沒(méi)有顯著變化。無(wú)論在哪個(gè)階段，水層氮所占比例均隨施氮量增加而增加，土壤中氮所占比例隨之減小，而氨揮發(fā)所占比例差異不明顯。這表明一次施肥量過(guò)高，進(jìn)入土壤中的氮減少，損失風(fēng)險(xiǎn)隨之增加。

如表7所示，草甸土型水稻土水層、土層和氨揮發(fā)損失變化與JSJ水稻土基本一致，施肥后擴(kuò)散入土壤中的氮最多。施肥后3 d，水層氮約占24%，擴(kuò)散進(jìn)入表層土壤中的氮約為70%，而氨揮發(fā)不足1%；隨時(shí)間延長(zhǎng)，水層中氮逐漸減少，而土壤中氮和揮發(fā)的氮所占比例增加，到21 d時(shí)，土壤中氮占施肥總量85%，而揮發(fā)損失不足3%，大部分氮存在于土壤中。由于土壤pH較低，因此氨揮發(fā)損失的氮也比較少。以上結(jié)果顯示，pH較低土壤，施用尿素更容易擴(kuò)散進(jìn)入土壤，氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)降低。

表6　建三江稻田土壤氮素表觀平衡Table 6Nitrogen apparent balance of applied N fertilizer in Jiansanjiang(kg N·hm-2)

表7　慶安稻田土壤氮素表觀平衡Table 7Nitrogen apparent balance of applied N fertilizer in Qing'an (kg N·hm-2)

3　討論與結(jié)論

土壤pH變化與土壤中氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程密切相關(guān)，淹水還原條件會(huì)消耗土壤中H+，因此不施氮肥處理水層pH持續(xù)升高，而施氮處理由于發(fā)生氮素的各種轉(zhuǎn)化過(guò)程，pH變化較復(fù)雜。尿素水解過(guò)程也會(huì)消耗土壤中H+，從而造成施氮處理pH先增加（高于不施肥處理），隨尿素水解，土壤表層銨態(tài)氮含量增加，而土壤表層0～1 cm屬于氧化層，存在明顯的氧化還原過(guò)程，氮素發(fā)生硝化作用而產(chǎn)生H+，這是施肥后5～7 d田面水層pH降低的原因。同時(shí)硝化作用強(qiáng)度和土壤pH有關(guān)，土壤酸性越強(qiáng)，硝化作用越弱。因此，偏酸草甸土型水稻土硝化作用不明顯，水層pH稍有降低。而土壤pH較高的白漿土型水稻土硝化作用更明顯，因此pH下降較多。此后兩種土壤水層pH均有所增加，可能與土壤中發(fā)生反硝化過(guò)程有關(guān)，因?yàn)榉聪趸^(guò)程也會(huì)消耗土壤中H+。

氨揮發(fā)是農(nóng)田氮素不可避免的損失途徑，受多種因素影響[11-13]。土壤pH和水層銨態(tài)氮是影響氨揮發(fā)主要因素，施尿素后3和10 d，白漿土型水稻土和草甸土型水稻土水層銨態(tài)氮差異不明顯，但白漿土型水稻土氨揮發(fā)是草甸土型水稻土的2～3倍，主要是因?yàn)榘诐{土型水稻土pH高于草甸土型水稻土。對(duì)于低pH的草甸土型水稻土，有較多H+和水解所產(chǎn)生氨結(jié)合，因此有更多氮進(jìn)入表層土壤。而pH高的白漿土型水稻土，供H+能力差，擴(kuò)散進(jìn)入土壤中的氮較少，揮發(fā)損失多。對(duì)于高pH土壤，氨揮發(fā)量占施氮量比例與施氮關(guān)系不大，但是對(duì)于低pH土壤，施氮量越高，氨揮發(fā)比例越高。許多研究者發(fā)現(xiàn)施氮量和氨揮發(fā)為線性關(guān)系或?yàn)橹笖?shù)函數(shù)關(guān)系[14-15]，但是何種因素控制這種關(guān)系尚不清楚，氮量和氨揮發(fā)損失關(guān)系是否受pH控制需深入研究。

水稻插秧前一般泡田水比較多，插秧時(shí)可能需排水。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，施肥后10 d，每公頃施尿素量為65 kg處理田面水中的氮占施肥量5.3%～6.3%，而施肥3 d水層中氮占總量比例為21.6%～37.3%，因此泡田10 d以上排水氮損失較小，而施肥后短期內(nèi)排水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)比較大，如果施肥后21 d再排水基本沒(méi)有氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)。另外，水層中氮所占比例和施肥量為指數(shù)關(guān)系，施氮量越高水層中所占比例越高，因此每次施用尿素用量不能太高，過(guò)高氮量會(huì)造成水層長(zhǎng)時(shí)間維持較高氮量，增加環(huán)境損失風(fēng)險(xiǎn)。尤其是前期水稻吸氮能力較差條件下，更不要一次大量施氮。

以往研究者多分析施氮肥后0～20 cm土壤中銨態(tài)氮含量，發(fā)現(xiàn)施肥3周以上，是否施加氮肥對(duì)土壤銨態(tài)氮無(wú)明顯差異。本試驗(yàn)對(duì)10 cm土層內(nèi)每2 cm土層銨態(tài)氮分析結(jié)果表明，施氮肥后21 d氮主要存在0～4 cm土層，施氮后只有0～4 cm土層NH4+-N含量變化明顯，且隨施氮量增加，氮肥殘留量增加。而4 cm以下土層土壤，各施氮處理NH4+-N含量幾乎沒(méi)有差異，下層土壤銨態(tài)氮幾乎不受施氮影響。這是由于淹水條件下土壤中氮主要以銨態(tài)氮形態(tài)存在，移動(dòng)主要靠擴(kuò)散，土壤吸附能力強(qiáng)，因此移動(dòng)較慢。本試驗(yàn)中，如果不分層次測(cè)定土壤，而只測(cè)定0～20 cm土層銨態(tài)氮含量，相當(dāng)于把表層氮稀釋5倍，處理間差異會(huì)被縮小，因此建議分層次測(cè)定土壤無(wú)機(jī)氮，而表層（0～4 cm）土壤無(wú)機(jī)氮能反映施氮變化，可作為測(cè)定土壤氮狀況指標(biāo)。

施肥后21 d，兩種土壤回收氮平均為81%～91%，有10%～20%氮不知去向。這些氮可能因反硝化作用損失，由于稻田淹水階段反硝化作用較徹底，主要反硝化產(chǎn)物是N2，雖然無(wú)環(huán)境危害，卻可能是氮素?fù)p失主要原因。而稻田反硝化作用產(chǎn)生N2O氣體僅占氮損失較少部分，在損失中不會(huì)占比較大。同時(shí)，可能還有一定比例氮被微生物固定，轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮，試驗(yàn)未測(cè)定該部分氮。

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Study on distribution of N and ammonia volatilization of urea within short time after fertilization in paddy soil

PENG Xianlong1,WANG Haihan1,LIU Xiaolun1,YU Cailian2(1.School of Resources and Environmental Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.Institute of Chemical and Environmental Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150040,China)

Laboratory study was conducted to study the transformation process of applied urea-N fertilizer.The tested soils were albic rice soil from Jiansanjiang and meadow paddy soil from Qing'an in Heilongjiang Province.Every chamber was sampled to determine the pH in water,the ammonia volatilization loss,NH4+-N and urea-N contents in water and different soil layers after nitrogen fertilizer application.Experiment results showed that pH in the water layer increased significantly within short-term after fertilization,then decreased and even lower than no urea treatments subsequently.The pH in water differed from soil types.The accumulated ammonia losses in the treatments of N applied inJSJ and QA were 13.68%-14.42%and 3.39%-7.96%,respectively,with clearly positive liner and exponential correlations(P＜0.05).There were 60%-70%applied N diffused into soil on the 3rd day after fertilization.The N in water was accounted for 24%-33%of total application N rate,corresponding value was 5.0%-6.3%on 10 days.The 66%-85%of N diffused into soil on 21 days after fertilization. Meanwhile,soil with low pH had high proportion N in soil layer.The NH4+-N,as the hydrolysis products of urea,were mainly concentrated in 0-2 cm and 2-4 cm soil layer,while muted impact on the lower soil layer.The NH4+-N content of surface soil shortly after urea application could react the variation of fertilization.The N recovery rates at 21st day after fertilization were 75.71%-86.37%in JSJ and 85.32%-98.29%in QA,respectively.There were small amout of applied N transformed to organic-N or lost through denitrification.

urea;NH3volatilization;soil;ammoniam;pH

S147.1+1

A

1005-9369（2015）12-0024-09

2015-04-01

國(guó)家自然科學(xué)基金（41101281）

彭顯龍（1964-），男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹参餇I(yíng)養(yǎng)與施肥。E-mail:pxl0508@163.com