楊國英，郭智，劉紅江，王鑫，陳留根

江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院循環(huán)農(nóng)業(yè)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種養(yǎng)結(jié)合重點實驗室，江蘇 南京 210014

中國是世界上主要的產(chǎn)稻國，水稻種植面積和總產(chǎn)量分別占全世界的 18.9%和 28.7%（FAO，2009）。中國也是化肥的主要消費國，氮肥使用量占世界總量的30%（彭少兵等，2002），而中國稻田的氮肥利用率僅為30%—35%；較低的氮素利用率降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，同時也對土壤、水和大氣造成污染，對環(huán)境造成危害。稻田土壤氨揮發(fā)是氮素損失的主要方式，其占施氮量 10%—40%（Sun et al.，2019）。NH3揮發(fā)是指氨從土壤或田面水的表面擴散到空氣中時所發(fā)生的物理化學(xué)變化過程，會影響稻田系統(tǒng)的生產(chǎn)力和水稻氮素利用率（盧麗麗等，2019）。NH3揮發(fā)損失中90%直接進入大氣，從而增加大氣氧化活性和空氣中堿性物質(zhì)含量，加劇大氣污染。揮發(fā)到大氣的NH3可通過氮沉降的方式返回地面，大量的氨通過大氣的傳輸和沉積導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)氮負荷，從而引發(fā)一系列環(huán)境問題，如霧霾（Yi et al.，2014）、土壤酸化（Van et al.，1998）、水體富營養(yǎng)化（Bosch-serra et al.，2014）等。因此，研究氨揮發(fā)損失途徑和影響因子，并探索稻田 NH3揮發(fā)的減排措施，有利于提高水稻氮肥利用率，減少空氣中活性氮的負荷，緩解日益突出的生態(tài)環(huán)境問題，為水稻田的氮素管理提供理論依據(jù)，對節(jié)約資源、提高糧食生產(chǎn)效益以及保護環(huán)境具有重要意義。本文綜述了關(guān)于NH3揮發(fā)影響因素及減排措施的研究進展，為中國稻田NH3揮發(fā)減排提供技術(shù)參考。

1 稻田氨揮發(fā)的機理

稻田氨揮發(fā)過程發(fā)生于土氣界面，與稻田NH3揮發(fā)相關(guān)的化學(xué)平衡為：NH4+(代換性)＜=＞NH4+(液相)＜=＞NH3(液相)＜=＞NH3(氣相)＜=＞NH3(大氣)。稻田作物中國主要耕地類型，氮肥施入稻田后，當(dāng)環(huán)境因素有利于發(fā)生氨揮發(fā)時，氮肥中含有或能產(chǎn)生的 NH4+，便可以與土壤中的水分結(jié)合產(chǎn)生液相的NH3，最終轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的NH3從稻田揮發(fā)到空氣中（朱兆良等，1992）。稻田處于淹水條件下，液相為田面水，氣相為貼近田面水表面的空氣，NH3揮發(fā)便發(fā)生于田面水和大氣的交界面。稻田的土壤和水分、水稻植株、環(huán)境因素以及田間管理措施都會稻田系統(tǒng)中氨揮發(fā)的動力學(xué)變化產(chǎn)生影響（盧麗麗等，2019）。

2 影響稻田氨揮發(fā)的因素

稻田中NH3的揮發(fā)受氣候、土壤以及農(nóng)業(yè)活動等因素影響，這些因素之間又相互影響。其中，氣候條件、土壤因素以及稻田管理措施是影響稻田NH3揮發(fā)的重要因素。

2.1 氣候條件與氨揮發(fā)的關(guān)系

2.1.1 溫度

溫度可從多方面影響NH3揮發(fā)，其升高將加速稻田NH3損失（Cai et al.，2002）。這首先是因為，溫度升高后使液相中的氨態(tài)氮在銨態(tài)和氨態(tài)氮總量中的比例增加，加速了 NH4+向 NH3的轉(zhuǎn)化（吳萍萍等，2009）；其次由于溫度增加使得土壤中脲酶活性增強，加快尿素水解產(chǎn)生銨態(tài)氮，由于水稻未能及時吸收便以 NH3揮發(fā)的形式損失（鄒長明等，2005）。

2.1.2 光照和降雨

以往研究發(fā)現(xiàn)，光照對氨揮發(fā)影響較大，當(dāng)光照較強時，氮素主要通過NH3揮發(fā)的形式損失。如太湖流域水稻田，與光照弱的多云天氣相比，晴天由于光照較強具有更多的 NH3揮發(fā)（宋勇生等，2004）。也有研究認為，光照有利于水稻田中藻類的生長，使稻田地表水的pH值增加，進而加快稻田的氨揮發(fā)（吳萍萍，2008）。但光照對氨揮發(fā)的內(nèi)在驅(qū)動機制尚需進一步研究。

降雨對NH3揮發(fā)存在一定影響，多數(shù)研究認為降雨使氮肥下滲至土壤深處，使得帶正電荷的NH4+更易被土壤顆粒吸附（吳萍萍，2008），也使得氨氣不易擴散到地表，降低土壤表層NH4+-N濃度，進而減少NH3揮發(fā)（田光明等，2001）。

2.1.3 風(fēng)速和濕度

風(fēng)速和空氣濕度對稻田氨揮發(fā)產(chǎn)生影響，但關(guān)于二者對氨揮發(fā)影響的研究結(jié)果并不一致。就空氣濕度而言，有研究認為，較高的空氣濕度降低了土水界面的氣壓差，能將土壤揮發(fā)出的氨氣溶于空氣中，再返還到土壤中，進而減少NH3損失（習(xí)斌等，2010；彭世彰等，2009）；但也有人認為，較高的空氣濕度利于尿素水解成銨態(tài)氮，從而加快氨的揮發(fā)（Cabrera et al.，2010）。就風(fēng)速而言，地表水 NH4+-N濃度、pH值以及溫度等環(huán)境指標(biāo)類似的兩個水稻田，由于風(fēng)速的不同使得兩塊稻田氨揮發(fā)損失量差異較大（宋勇生等，2004）。但Cai et al.（2002）認為稻田由于水稻的覆蓋作用，使得土壤表面風(fēng)速減緩，由此對稻田氨揮發(fā)的作用并不明顯。

2.1.4 空氣污染與氨揮發(fā)

NH3是大氣主要的氣態(tài)污染物，它雖然可以中和空氣中SO2和NOx等酸性氣體，一定程度降低酸雨的形成，但二者形成的銨鹽是大氣顆粒物的前體物（盧麗麗等，2019）。薛文博等（2016）運用WRFCMAQ空氣質(zhì)量模型，定量模擬NH3對PM2.5濃度的影響，結(jié)果表明，NH3排放對全國城市銨鹽年均質(zhì)量濃度貢獻率為99.7%，且NH3排放對PM2.5的貢獻達到30%。歐美國家通過對PM2.5進行控制試驗發(fā)現(xiàn)，在SO2和NOx等污染氣體基本控制的前提下，減少氨氣的排放，可大幅降低空氣中 PM2.5濃度，大幅提升空氣質(zhì)量（Dedoussi et al.，2014）?？梢姡瑥脑搭^上控制氨揮發(fā)，避免氨氣與酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，對降低PM2.5水平、控制霧霾和提升環(huán)境質(zhì)量較為重要。

2.2 土壤因素對氨揮發(fā)的影響

影響氨揮發(fā)的土壤因素主要有土壤pH、陽離子交換量（CEC）、有機質(zhì)和粘土含量（Li et al.，2017）。土壤pH是影響稻田氨揮發(fā)的重要因素（宋勇生等，2004）。土壤pH升高使得稻田氨損失量以及損失率均增加（魏玉云，2006）。也有研究發(fā)現(xiàn)，與土壤pH呈酸性的水稻田相比，CaCO3含量相對較多的稻田土壤中，氨損失量增加（朱兆良等，1989）。

張慶利等（2002）研究發(fā)現(xiàn)，土壤的氨損失與陽離子交換量和土壤有機質(zhì)顯著負相關(guān)。有人通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，CEC較低的粉砂質(zhì)壤土中，氨損失占總施氮量比例為34%，而CEC相對較高的粘性土壤中NH3揮發(fā)損失只占10%（宋勇生等，2004）。這主要是由于 CEC較高的土壤吸附 NH4+能力較強，從而抑制氨揮發(fā)。土壤有機質(zhì)一方面能夠吸附NH4+，另一方面由于有機質(zhì)被分解成腐殖質(zhì)，使土壤pH值降低，間接抑制氨損失。此外，粘土顆?？梢晕降咎锏乇硭械腘H4+，進而抑制氨揮發(fā)，使粘土的氨揮發(fā)損失量相對壤土較低（Pelster et al.，2019；Lin et al.，2012）。

2.3 農(nóng)業(yè)措施對氨揮發(fā)的影響

2.3.1 施肥

氨揮發(fā)損失與稻田氮肥施用種類、方法以及時期相關(guān)。不同種類的氮肥氨揮發(fā)量與自身的酸堿性以及相伴離子的特征有關(guān)。施用尿素和碳酸氫銨能夠增加稻田地表水的pH值，從而加快氨損失，但硫酸銨則無此作用（魯如坤，1998）。研究表明，施氮量相同情況下，單獨施用尿素的氨損失占總施氮量的比例為 37%，而施用有機肥以及有機無機混施的氨損失占總施氮量的比例僅為0.7%和18.2%，表明施用有機肥能明顯減少稻田氨損失（李菊梅等，2005）。Shang et al.（2014）研究也發(fā)現(xiàn)，與氮磷鉀肥均衡施用相比，氮磷肥配施、氮鉀肥配施和純氮肥施用使雙季稻生長季累積 NH3揮發(fā)量分別增加9.7%、50.6%和37.6%，而有機無機肥配施則使氨揮發(fā)降低24.6%。作為新型肥料，緩控釋肥料的包膜或緩溶性物質(zhì)通過阻隔包膜內(nèi)外的水分運移，延緩氮素溶出過程，從而控制氮素釋放速度，使得稻田土壤和田面水NH4+-N水平較低，并長時間供水稻吸收利用，最終減少稻田土壤NH3揮發(fā)以及提高水稻氮素利用率（Li et al.，2018a；Yang et al.，2019）。目前使用較多的包膜肥料包括樹脂包膜、硫包膜和有機肥包膜等，研究表明，與普通肥料相比，包膜肥料的氨揮發(fā)量減少30%以上（盧艷艷等，2011），并且隨著包膜材料和土壤類型的不同減排效果存在較大差異。此外，草酰胺和聚脲甲醛緩釋肥也能夠降低氨揮發(fā)量（Tang et al.，2018；趙蒙等，2019）。

施肥量直接影響田面水銨態(tài)氮濃度。適宜的肥料可以被植物所吸收（田光明等，2001），過量的施用氮肥則會導(dǎo)致氮損失（高文偉等，2009），并且通常施氮量越多氨損失就越多（Lin et al.，2012；Lin et al.，2007）。氮肥施用方式包括表施（撒施），深施（撒施覆土）以及粒肥深施（播施）等。研究表明，不同施肥方式之間，氨損失存在差異，主要體現(xiàn)在表施大于其他施用方式，而粒肥深施的氨揮發(fā)損失相對較低，不同施肥方式下氨揮發(fā)表現(xiàn)為：表施＞混施＞深施＞粒肥深施（Xu et al.，1993；Li et al.，2018b）。Liu et al.（2015）研究發(fā)現(xiàn)，與表施相比，氮肥深施顯著降低田面水 pH達 2%—4%，銨態(tài)氮濃度降低29%—98%，從而顯著降低累積NH3揮發(fā)量達20%—45%。土壤 NH3損失對施肥深度的響應(yīng)較為敏感，這主要由于氮肥深施后，NH4+-N在土壤中擴散時被土壤所吸附，從而使土壤中NH4+-N濃度降低（Yao et al.，2018b）；并且深施減少了肥料與空氣的接觸，縮短養(yǎng)分向根系移動的時間，增加水稻對氮素的吸收利用，最終降低稻田NH3損失（Yao et al.，2018c）。此外，施肥時期也影響氨揮發(fā)量，如Qi et al.（2012）研究發(fā)現(xiàn)氮肥后移能減少氨揮發(fā)。

2.3.2 耕作方式

耕作方式不同導(dǎo)致土壤氨揮發(fā)量產(chǎn)生差異。有研究發(fā)現(xiàn)，免耕時氮肥在表層土壤富集，增加氨揮發(fā)（Rochette et al.，2009；李詩豪等，2018）；而深耕使土壤疏松，便于養(yǎng)分下滲進土壤，同時深耕的方式使土壤耕層變厚，促進水稻植株根系的生長，促進其對氮素的吸收，減少NH3揮發(fā)；另外，翻耕也能使NH3揮發(fā)顯著降低30%（曹湊貴等，2010）。

2.3.3 灌溉

研究發(fā)現(xiàn)，灌溉時間、灌水量（徐萬里等，2011）和灌溉方式（馬騰飛等，2010）等都對氨揮發(fā)產(chǎn)生不同程度的影響。當(dāng)施肥量相同、土壤含水量和灌水量相同時，延長灌水時間使氨揮發(fā)速率加快。若加大稻田灌入的水量，反而減少土壤氨揮發(fā)損失（Alberto et al.，2010）。He et al.（2019）研究發(fā)現(xiàn)，隨著水位的增加，控制性灌溉的水稻田淺水層保持時間延長，可減少施肥后第一周氨揮發(fā)損失，控制性灌溉和控制性排水的結(jié)合是一種有效的水管理方法，用來減少稻田氨揮發(fā)損失。此外，肖新等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，水氮耦合可顯著降低稻田氨揮發(fā)損失。

3 稻田氨揮發(fā)減排措施

3.1 稻漁共作

稻漁共作是將水稻與水產(chǎn)動物生產(chǎn)相結(jié)合，在中國水稻生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用（Li，1988）。以稻魚共作系統(tǒng)而言，Li et al.（2008）研究發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)殖魚類使稻田氨揮發(fā)降低。這主要由于，一方面魚類的生長抑制了稻田中藻類的繁殖，能夠避免稻田中藻類進行光合導(dǎo)致的田面水 pH值升高的問題，進而抑制NH3揮發(fā)；另一方面稻田養(yǎng)殖魚類，需在稻田設(shè)置環(huán)溝，這使田面水體積相對增大，當(dāng)?shù)咎锸┤肽蛩睾?，可使水體銨態(tài)氮濃度大幅降低，從而降低氨揮發(fā)（Liao et al.，2015）。

稻蟹共作作為另一種稻漁共作的模式，同樣在中國稻田被廣泛使用，具有較好的效益（Li et al.，2007）。王昂等（2018）研究表明，與常規(guī)稻田相比，稻蟹共作水稻田NH3揮發(fā)量降低28.4%。這一方面是因為稻田養(yǎng)蟹使得水體變渾，抑制浮游植物生長，能避免因植物光合導(dǎo)致的田面水pH值升高；同時河蟹自身的呼吸作用增加水體中CO2，使田面水pH值降低（孫文通等，2014），從而減少氨氣的產(chǎn)生和揮發(fā)（張啟明等，2006）。另一方面，河蟹能夠使土壤質(zhì)地得到改善，增強稻田土壤對銨態(tài)氮的固定作用（汪清等，2011）。水稻根系對氮素的吸收能力也由于河蟹擾動作用得以增強，最終降低田面水銨態(tài)氮濃度。有人認為，河蟹代謝產(chǎn)物和殘余餌料會增加稻田的氮素總量，但由于這些主要是有機氮，需緩慢礦化成無機氮，不會使稻田水體銨態(tài)氮濃度升高（郝曉暉等，2007）。此外，楊亞男等（2015）研究也表明，水稻立體種養(yǎng)模式，即水稻-魚-蝦-蟹共作，使稻田土壤NH3揮發(fā)量顯著降低58.64%。

3.2 稻田套養(yǎng)浮萍

浮萍是稻田中普遍存在的典型水生漂浮植物，研究發(fā)現(xiàn)稻田套養(yǎng)浮萍能降低稻田土壤氨揮發(fā)總量（Yao et al.，2017；Li et al.，2009）。Sun et al.（2019）研究表明，尿素與浮萍配合施用降低施氮后NH3揮發(fā)量達55.2%。這主要由于一方面，就稻田田面水pH值而言，浮萍覆蓋田面，使田面水中光線降低，從而抑制藻類生長。此外，唐萍等（2001）通過將柵藻與浮萍共同培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)浮萍能夠降低柵藻葉綠素含量，增加細胞丙二醇濃度，降低超氧物歧化酶活性，促進藻類細胞衰老死亡。胡洪營等（2006）研究也發(fā)現(xiàn)，水生植物的浸提液能夠抑制小球藻的生長。藻類生長受到抑制后，稻田水體中HCO3-濃度得以維持，防止田面水pH值升高，從而降低氨揮發(fā)。

另一方面，就田面水銨態(tài)氮濃度而言，浮萍對田面水中的銨態(tài)氮具有吸收和吸附作用。研究表明，浮萍更偏向吸收田面水中銨態(tài)氮，即便田面水中總氮濃度較低，浮萍也先吸收銨態(tài)氮；同時微生物能夠吸附在浮萍的下葉面和根部形成微生物膜，這能夠吸附田面水中的銨態(tài)氮，進一步降低田面水銨態(tài)氮濃度（沈根祥等，2006）。

再者，從浮萍對微生物的影響來看，周影茹等（2010）通過模擬太湖流域水稻田的水體氮磷環(huán)境，發(fā)現(xiàn)浮萍可能通過釋放次生代謝物或化感物質(zhì)，改變水體微環(huán)境，利于微生物生存。同時，浮萍的根部能夠吸附稻田中的有機物，提供微生物生存的場所（吳曉磊，1995）。此外，浮萍具有發(fā)達的通氣系統(tǒng)，能將氧氣從莖葉轉(zhuǎn)移到根部，根部再將氧氣釋放，使根區(qū)氧氣濃度相對高于根區(qū)以外區(qū)域，為硝化與反硝化功能微生物的生存提供適宜的環(huán)境，從而促進土壤硝化與反硝化（吳曉磊，1995），降低稻田水體中NH4+-N濃度，從而減少氨揮發(fā)。

3.3 稻田放養(yǎng)滿江紅

滿江紅（Azolla）又稱紅萍或綠萍，與浮萍不同，它常與有固氮作用的魚腥藻共生，是一種高固氮的水生蕨類植物，其廣泛用作綠肥（Yao et al.，2018a）。研究發(fā)現(xiàn)，稻田放養(yǎng)滿江紅可提高土壤總氮、有機質(zhì)以及速效磷含量，能夠保持土壤養(yǎng)分平衡，增加土壤孔隙度，使容重降低，改善土壤結(jié)構(gòu)，利于增產(chǎn)培肥（Kollah et al.，2016）。稻田放養(yǎng)滿江紅是減少氨揮發(fā)的有效途徑（Macale et al.，2004），其主要通過影響田面水銨態(tài)氮濃度、pH及溫度等因子來影響稻田氨揮發(fā)（Kollah et al.，2016；Yang et al.，2020）。研究表明，稻田放養(yǎng)滿江紅減少氨揮發(fā)比例達10%—50%（Yao et al.，2018a）。

滿江紅直接吸收田面水中氮素是降低氨揮發(fā)的重要途徑，其最大吸氮量占總施氮量的 68%（Cisse et al.，2003），水稻成熟期滿江紅植株殘留氮占總施氮量的5%—14%（Macale et al.，2004）。與其他水生植物一樣，滿江紅對銨態(tài)氮的吸收優(yōu)于其他氮源（易厚燕，2013），并且滿江紅也表現(xiàn)出對NH3的偏好吸收，具有直接從水中吸收NH3的能力（Selvarani et al.，2015）。此外，滿江紅根部滲出的質(zhì)子與水中NH3結(jié)合形成NH4+，也有利于其對氮素的吸收（Vlek et al.，1995），從而減少氨揮發(fā)。同時，研究表明，滿江紅通過吸收光合輻射，使田面水中光照強度降低，從而抑制藻類的光合作用，減少田面水含氧量，增加田面水中溶解性CO2，進而降低田面水pH（Kollah et al.，2016）。同時，由于滿江紅的覆蓋作用，使田面水溫度降低，這與田面水pH值、NH4+-N濃度，共同降低稻田土壤氨損失。

3.4 秸稈直接還田與炭化還田

關(guān)于秸稈還田對稻田氨損失的影響研究結(jié)果不一致。多數(shù)研宄發(fā)現(xiàn)秸稈還田后，能夠增加土壤有機質(zhì)，有機質(zhì)分解產(chǎn)生有機酸能夠形成腐殖質(zhì)，提高土壤吸附 NH4+的能力的同時也降低了稻田土壤的 pH值，從而抑制土壤氨揮發(fā)（李菊梅等，2005）。但也有研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后形成的有機質(zhì)，減少了土壤對NH4+-N的固定，并且秸稈降解后產(chǎn)生的有機基團能夠中和稻田水體中酸根離子，使水體pH值增加，對氨揮發(fā)起到促進作用（Sun et al.，2018）。

秸稈炭化成生物炭，可作為土壤改良劑重新施入稻田。生物炭添加對稻田氨揮發(fā)損失影響的研究結(jié)果不盡相同。生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積較大，吸附能力較強，對氨氣和銨態(tài)氮均有較強的固持作用（Asada et al.，2006；Sun et al.，2018；Liu et al.，2020）。生物炭中酸性官能團起主導(dǎo)作用，可通過其表面的陽離子與NH4+-N發(fā)生靜電交換作用，實現(xiàn)對NH4+-N的吸附（Hale et al.，2013；Sha et al.，2019）。也有研究表明，稻田施用生物炭可通過影響土壤微生物的活動來降低稻田氨揮發(fā)損失（Sanchita et al.，2019；Sun et al.，2019），但也有研究認為生物炭可能通過影響pH和硝化作用增加氨揮發(fā)損失（Feng et al.，2017）。

就生物炭施加方式而言，F(xiàn)eng et al.（2017）研究認為，考慮到NH3揮發(fā)，應(yīng)以較低的速率施用生物炭。He et al.（2018）研究發(fā)現(xiàn)，稻田添加生物炭后，使第一個水稻生長季NH3損失增加，但第二個水稻季 NH3損失減少 6.8%，這可能是由于其對NH4+的高吸附能力和硝化作用的增加。當(dāng)生物炭和脲酶抑制劑（HQ）的結(jié)合使NH3損失降低10.5%—23.4%；當(dāng)生物炭與 HQ和硝化抑制劑（DCD）聯(lián)合施用時，對第一季NH3損失沒有影響，但第二年NH3揮發(fā)減少19.8%；而生物炭與過磷酸鈣混合后與尿素配施，能有效地降低NH3的損失達39.2%（He et al.，2018）。此外，Sun et al.（2020）研究發(fā)現(xiàn)，將碳化過程的液體副產(chǎn)物木醋液，配合生物炭施用能減少稻田氨揮發(fā)量達13.6%。

就新型生物炭而言，余姍等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，水熱碳化法制備的水熱炭能顯著降低氨揮發(fā)量和單位產(chǎn)量NH3揮發(fā)量，相比常規(guī)施肥處理分別減少32.42%和47.61%，而水洗水熱炭處理對氨揮發(fā)的減排效果稍弱，相比常規(guī)施肥處理分別減少10.14%和27.71%。Chu et al.（2020c）將活性污泥以不同混合溶液為反應(yīng)介質(zhì)，制備成3種污泥水熱炭，并應(yīng)用于稻田，研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸鎂與稀硫酸為反應(yīng)介質(zhì)制備的改良水熱炭，由于自身較低pH值和較大的吸附能力使稻田氨揮發(fā)量顯著降低。若將水熱炭結(jié)合厭氧發(fā)酵技術(shù)制成微生物陳化水熱炭，減少了水熱炭溶解性有機物，使其比表面積增加，炭的pH趨于中性，施加到稻田后，雖然單位產(chǎn)量氨揮發(fā)量與對照相比沒有差異，但水稻氮素利用率的提升有顯著作用（Chu et al.，2020b）。此外，將膨潤土和水熱炭制成的復(fù)合材料，用于稻田土壤，由于其具有較大的孔徑和比表面積，同時顯著降低土壤 amoA基因的豐度，可能抑制了硝化作用，增加了土壤對NH4+的固持，從而減少氨揮發(fā)量達 41.8%（Chu et al.，2020a）。可見，通過改變生物炭的施用量、施用方式以及研發(fā)新型生物炭，對稻田氨揮發(fā)減排具有重要意義。

4 結(jié)論與展望

稻田系統(tǒng)氨揮發(fā)，已成為國內(nèi)外科學(xué)家關(guān)注的一個重要領(lǐng)域。就影響氨揮發(fā)的因素而言，稻田氨揮發(fā)最主要的影響因素是施肥，而施肥后影響NH3揮發(fā)的因素有氣象條件和土壤理化性質(zhì)，其中最主要的氣象因素為溫度和土壤pH。隨著對稻田NH3揮發(fā)機理的深入研究，對NH3揮發(fā)的影響由單因素到多因素交互作用，今后研究可從以下幾方面入手：（1）通過研究水稻不同栽培管理模式下，NH3揮發(fā)的變化差異，并在深入研究栽培管理模式基礎(chǔ)上，加強稻田NH3揮發(fā)的研究力度；（2）將稻田NH3揮發(fā)與水稻氮素利用率、產(chǎn)量、氣象因素和土壤中氨氧化功能微生物相結(jié)合，分析和總結(jié)NH3揮發(fā)的規(guī)律及影響因素；（3）加強對稻田 NH3揮發(fā)機理研究，為水稻最佳栽培管理模式提供理論依據(jù)。

就稻田氨揮發(fā)減排措施而言，基本思路主要包括設(shè)法防止水稻田面水pH上升，以及采取措施降低稻田水體中NH4+-N濃度。由于稻田是開放生態(tài)系統(tǒng)，降低肥料氨揮發(fā)損失，需考慮水稻生產(chǎn)過程中可產(chǎn)生NH3揮發(fā)的主要環(huán)節(jié)。應(yīng)改變傳統(tǒng)粗放式的種植方式，綜合使用多種配套措施，包括合理施肥、化肥減量，深耕與粒肥深施相結(jié)合，以及水分管理措施等。其次，覆蓋也能有效降低稻田NH3揮發(fā)，如秸稈還田覆蓋能起到保水、保肥和減少氨揮發(fā)損失的作用。此外，生物措施也是控制稻田氨揮發(fā)的重要手段（彭世彰等，2009），稻田通過套萍和放養(yǎng)滿江紅，降低田面水銨氮濃度，從而減少NH3揮發(fā)。今后對稻田氨揮發(fā)減排措施的研究主要集中在以下幾個方面，即：（1）定量估計不同栽培措施下稻田 NH3揮發(fā)量；（2）探索減少氨揮發(fā)的不同技術(shù)途徑；（3）有針對性地提出綜合的氨揮發(fā)減排技術(shù)體系，如從有機肥、化肥、緩控釋肥配施、精準(zhǔn)施肥和覆土深施等方面構(gòu)建稻田氨揮發(fā)最佳防控技術(shù)體系。