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养殖肥液不同灌溉强度下硝化-脲酶抑制剂-生物炭联合阻控氮淋溶的研究

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农业环境科学学报 2020年第10期39卷 2363-2370页

作者：杨涵博罗艳丽赵迪赖睿特张克强梁军锋沈丰菊王风农业农村部环境保护科研监测所天津300191 新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830000

为考察养殖肥液不同灌溉强度下,硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术(Nitrapyrin+NBPT+Biochar)对氮素淋失的抑制效果,本研究采用土柱模拟淋溶试验,测定淋溶液中铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、总氮(TN)的浓度以及土壤中NH4^+-N、NO3^--N的... 详细信息

为考察养殖肥液不同灌溉强度下,硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术(Nitrapyrin+NBPT+Biochar)对氮素淋失的抑制效果,本研究采用土柱模拟淋溶试验,测定淋溶液中铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、总氮(TN)的浓度以及土壤中NH4^+-N、NO3^--N的含量,探究养殖肥液不同灌溉强度下Nitrapyrin+NBPT+Biochar技术对氮素淋失的影响。结果表明:硝化-脲酶抑制剂-生物炭阻控技术使淋溶液中NH4^+-N、NO3^--N、TN浓度降低了25.3%、53.6%、38.2%,累积淋失量减少了34.5%、61.0%、38.6%。该技术在灌溉强度增加30.0%、60.0%和100.0%后,仍使NO3^--N淋失量减少了59.3%、55.1%、46.6%,TN淋失量减少了31.7%、27.1%、15.4%,土壤NH4^+-N增加86.5%、60.0%、44.5%。该研究中养殖肥液灌溉强度越大土壤氮素淋失风险越大,但是硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术明显抑制了氮素淋失,并且在增加一定灌水量范围内仍然有效果。

关键词：灌溉强度硝化抑制剂脲酶抑制剂生物炭养殖肥液

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季铵盐改性秸秆阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失

农业环境科学学报 2021年第11期40卷 2582-2588页

作者：张理胜赵迪薄录吉张克强王风农业农村部环境保护科研监测所天津300191 山东省农业科学院农业资源与环境研究所济南250100

为探究养殖肥液灌溉条件下,季铵盐改性秸秆对土壤氮素淋失的影响及阻控效果,通过室内土柱模拟试验,研究了季铵盐改性秸秆不同施用量(质量分数为0%、1%、2%、4%)和施用方式(0~10 cm混合、0~20 cm混合、10 cm处作为隔层)对不同形态氮素(... 详细信息

为探究养殖肥液灌溉条件下,季铵盐改性秸秆对土壤氮素淋失的影响及阻控效果,通过室内土柱模拟试验,研究了季铵盐改性秸秆不同施用量(质量分数为0%、1%、2%、4%)和施用方式(0~10 cm混合、0~20 cm混合、10 cm处作为隔层)对不同形态氮素(总氮、硝态氮和有机氮)的影响。结果表明:在试验施用量范围内,季铵盐改性秸秆施加量越大对氮素淋失阻控的效果越好,2%和4%季铵盐改性秸秆施加处理的淋溶液中总氮、硝态氮、有机氮淋失量分别比对照(仅施用养殖肥液)降低了47.1%、51.8%、24.7%和78.7%、83.2%、57.6%,且两处理间均达到5%显著差异水平。3种施用方式对土壤氮素淋失的影响不显著,但0~10 cm混合与0~20 cm混合处理与对照相比,季铵盐改性秸秆的施加能抑制养殖肥液灌溉过程中铵态氮向硝态氮的转化,从而降低氮素淋失风险。此外养殖肥液灌溉氮素淋失以硝态氮为主。研究表明,季铵盐改性秸秆施用是阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失的有效措施。

关键词：季铵盐改性秸秆养殖肥液氮素淋失

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硝化抑制剂阻控养殖肥液灌溉土壤氮素淋失

农业环境科学学报 2019年第8期38卷 1751-1758页

作者：杨涵博赖睿特张克强沈丰菊李佳佳高文萱罗艳丽王风新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

为考察硝化抑制剂伴施养殖肥液灌溉条件下土壤氮素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟淋溶试验,设置尿素溶液单施、养殖肥液单施、以及养殖肥液分别伴施双氰胺(DCD,5%、10%和15%)和氯甲基吡啶(Nitrapyrin,0.25%、0.5%和1%)处理,连续监测... 详细信息

为考察硝化抑制剂伴施养殖肥液灌溉条件下土壤氮素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟淋溶试验,设置尿素溶液单施、养殖肥液单施、以及养殖肥液分别伴施双氰胺(DCD,5%、10%和15%)和氯甲基吡啶(Nitrapyrin,0.25%、0.5%和1%)处理,连续监测了5个灌溉周期土壤淋溶液中铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)、总氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)淋失特征。养殖肥液单施比尿素溶液单施显著减少碳氮的淋失浓度和淋失量。养殖肥液伴施DCD和Nitrapyrin淋溶液中TN、NH4^+-N、NO3^--N、DOC浓度分别比单施养殖肥液降低27.19%、35.69%、45.89%、53.69%和24.86%、30.87%、21.10%、64%,处理间均达到5%显著水平。从抑制效果及经济节约角度,推荐5%DCD伴施养殖肥液是优化的养分淋溶阻控模式。此外,发现养殖肥液连续饱和灌溉条件下土壤淋溶液硝态氮浓度与氧化还原电位间存在显著的相关性(R^2=0.602 8*,n=34)。养殖肥液伴施硝化抑制剂是抑制养分淋失、提高养分利用效率和控制硝态氮淋溶污染的有效措施,但抑制剂的作用效果、抑制时间与施用方式之间的关系还需要进一步研究。

关键词：养殖肥液双氰胺氯甲基吡啶氮素淋失

养殖肥液施用方式配合NBPT-DCD对土壤N_(2)O的减排效应

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节水灌溉 2021年第7期 26-30,35页

作者：颜青赖睿特张克强梁军锋杨涵博王风农业农村部环境保护科研监测所天津300191

为探究不同养殖肥液施用方式(漫灌和覆土)配合脲酶-硝化抑制剂组合(N-丁基硫代磷酰三胺NBPT+双氰胺DCD)对土壤N_(2)O排放的影响。通过室内培养试验,设置不施氮(CK)、漫灌施用(S)、覆土施用(D)、漫灌施用+NBPT-DCD组合(S+UI+NI)、覆土施... 详细信息

为探究不同养殖肥液施用方式(漫灌和覆土)配合脲酶-硝化抑制剂组合(N-丁基硫代磷酰三胺NBPT+双氰胺DCD)对土壤N_(2)O排放的影响。通过室内培养试验,设置不施氮(CK)、漫灌施用(S)、覆土施用(D)、漫灌施用+NBPT-DCD组合(S+UI+NI)、覆土施用+NBPT-DCD组合(D+UI+NI)共5个处理。结果表明:养殖肥液施用方式显著影响土壤N_(2)O排放。肥液漫灌明显促进了土壤N_(2)O排放,其累积排放量最高达2420.39μg/m^(2);肥液覆土施用显著降低土壤N_(2)O排放峰值,并延迟出峰时间,其N_(2)O累积排放量与漫灌施用相比减少21.94%~72.90%。添加NBPT-DCD有利于降低土壤N_(2)O排放,其中D+UI+NI处理的土壤N_(2)O累积排放量较D处理减少5.96%~33.80%,表观硝化率在各施肥处理中最低仅40.65%。因此,覆土施肥可以有效减少养殖肥液漫灌造成的土壤N_(2)O排放,配合NBPT-DCD施用后N_(2)O减排效果更佳。

关键词：养殖肥液覆土 NBPT DCD N2O

硝化/脲酶抑制剂及生物质炭对养殖肥液灌溉土壤氮素转化的影响

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农业资源与环境学报 2020年第4期37卷 537-543页

作者：赖睿特杨涵博张克强梁军锋高文萱赵迪沈丰菊王风农业农村部环境保护科研监测所天津300191

化学氮肥添加硝化/脲酶抑制剂和生物质炭均可起到减少硝态氮淋溶损失或气态损失的作用。为研究以有机氮素和无机氮素复合系统的养殖肥液为主体的新型肥料对减少氮素损失的作用,在控制施氮量相同的前提下,通过设置不同种类的抑制剂和抑... 详细信息

化学氮肥添加硝化/脲酶抑制剂和生物质炭均可起到减少硝态氮淋溶损失或气态损失的作用。为研究以有机氮素和无机氮素复合系统的养殖肥液为主体的新型肥料对减少氮素损失的作用,在控制施氮量相同的前提下,通过设置不同种类的抑制剂和抑制剂组合方式:养殖肥液单施(CK)、尿素单施(U)、养殖肥液+双氰胺(DCD)、养殖肥液+氢醌(HQ)、养殖肥液+双氰胺+氢醌(DCD+HQ)、养殖肥液+生物质炭(B),探究硝化抑制剂、脲酶抑制剂单施或配施及生物质炭的添加对养殖肥液施用后土壤氮素转化的影响。结果表明,土壤N2O-N累积排放量抑制率呈现DCD+HQ>HQ>DCD>B,抑制率依次为21.97%、19.39%、18.55%和10.71%;土壤氮素矿化速率依次为DCD+HQ>DCD>HQ>B>CK>U;土壤氮素硝化速率由大到小依次为CK>HQ>B>DCD+HQ>DCD>U。研究表明,DCD+HQ抑制剂组合模式更加有利于防控养殖肥液灌溉过程土壤氮素的损失。

关键词：养殖肥液双氰胺氢醌生物质炭土壤氮素

硝化/脲酶抑制剂和生物质炭联合施用对养殖肥液滴灌土壤氮淋失及油菜品质的影响

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农业环境科学学报 2019年第12期38卷 2808-2815页

作者：赖睿特杨涵博张克强沈丰菊高文萱赵迪梁军锋王风农业农村部环境保护科研监测所

为探究硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合施用对养殖肥液滴灌后土壤不同形态氮素淋失及白菜型油菜品质的影响,采用土柱培养试验,设置不同硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合方式,共6组处理:单施养殖肥液(CK),养殖... 详细信息

为探究硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合施用对养殖肥液滴灌后土壤不同形态氮素淋失及白菜型油菜品质的影响,采用土柱培养试验,设置不同硝化/脲酶抑制剂、表面活性剂和生物质炭的组合方式,共6组处理:单施养殖肥液(CK),养殖肥液+表面活性剂+生物质炭(YB),养殖肥液+双氰胺+氢醌(DH),养殖肥液+双氰胺+氢醌+表面活性剂(DHY),养殖肥液+双氰胺+氢醌+生物质炭(DHB),养殖肥液+双氰胺+氢醌+生物质炭+表面活性剂(DHBY)。结果表明,土壤硝态氮淋失量呈现CK>YB>DH>DHY>DHBY>DHB,油菜的硝酸盐含量呈现CK>YB>DHY>DH>DHBY>DHB,DHB处理下土壤硝态氮的淋失减少27.62%,油菜鲜重和株高分别增加1.42倍和1.29倍,油菜硝酸盐含量降低32.25%。可见硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合模式能更好地防控养殖肥液滴灌过程中土壤氮素的淋失,减少作物中硝酸盐的积累,显著提高作物品质。

关键词：养殖肥液硝化抑制剂脲酶抑制剂生物质炭硝态氮淋失

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抑制剂和生物炭阻控养殖肥液氮素淋失的研究

抑制剂和生物炭阻控养殖肥液氮素淋失的研究

作者：杨涵博新疆农业大学

学位级别：硕士

目前养殖肥液作为发展前景较好的有机肥料在农业生产中广泛应用,但是由于其是无机态氮和有机态氮混合的肥料,大水大肥的灌溉方式易造成土壤氮素大量淋失,引起地下水环境污染,养殖肥液灌溉带来的氮素淋失问题亟需解决。本研究利用土柱模... 详细信息

目前养殖肥液作为发展前景较好的有机肥料在农业生产中广泛应用,但是由于其是无机态氮和有机态氮混合的肥料,大水大肥的灌溉方式易造成土壤氮素大量淋失,引起地下水环境污染,养殖肥液灌溉带来的氮素淋失问题亟需解决。本研究利用土柱模拟淋溶装置共设置了三组试验,在养殖肥液灌溉条件下,连续监测5个灌溉周期,分析土壤淋溶液中铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总氮(TN)和可溶性有机碳(DOC)的淋失特征,探究硝化抑制剂类型及用量阻控氮淋失的效果,硝化抑制剂双氰胺(DCD)和2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)、脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和氢醌(HQ)与生物炭(B)组合阻控氮淋失的效果,验证优化淋溶阻控技术模式在不同养殖肥液灌溉强度下的抑制效果,为养殖肥液安全有效利用提供理论依据。主要研究结果如下:1、养殖肥液的施用降低了碳氮淋失的风险,养殖肥液单施比尿素溶液单施、硫酸铵溶液单施显著减少碳氮的淋失浓度和淋失量。养殖肥液伴施DCD和CP淋溶液中TN、NH4+-N、NO3--N、DOC浓度分别比单施养殖肥液降低27.2%、35.7%、45.9%、53.7%和24.9%、30.9%、21.1%、64%,处理间均达到5%显著水平。2、硝化抑制剂、脲酶抑制剂组合以及与生物炭组合模式可以有效地抑制养分淋失、提高氮素利用率,是阻控土壤氮素淋溶污染的有效措施。与单施养殖肥液相比,DCD+HQ、DCD+NBPT、CP+HQ、CP+NBPT 组合可以显著降低淋溶液中 TN、NH4+-N、NO3--N 和 DOC 的淋失,平均降低了 30.6%、54.1%、37.1%、22.3%;DCD+HQ+B、DCD+NBPT+B、CP+HQ+B、CP+NBPT+B 处理淋溶液中 TN、NH4+-N、NO3--N 的淋失,平均降低了 45.2%、34%、48.3%,但增加了 DOC的淋失风险。从抑制氮淋溶角度推荐DCD+HQ+B和CP+NBPT+B作为优化的阻控模式。3、养殖肥液灌溉强度越大,土壤氮素淋失风险越大。本试验中CP+NBPT+B组合模式配施土壤在养殖肥液增加30%、60%和100%的灌水量后,对NO3--N、TN的淋失仍然有抑制效果,NO3--N累积淋失量分别减少了 59.3%、55.1%和46.6%,TN累积淋失量分别减少了 31.7%、27.1%和15.4%。

关键词：硝化抑制剂脲酶抑制剂生物炭养殖肥液氮素淋溶

抑制剂对养殖肥液滴灌蔬菜生长及氮损失的影响

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抑制剂对养殖肥液滴灌蔬菜生长及氮损失的影响

作者：赖睿特中国农业科学院

学位级别：硕士

随着畜禽粪污发酵后产生的养殖肥液进行大田作物或设施蔬菜应用越来越普遍,在控制养殖污染的同时也实现了畜禽粪污资源化。但是,养殖肥液不合理施用及因施用引起的土壤氮损失的问题日益凸显。硝化/脲酶抑制剂和生物质炭被广泛应用于传... 详细信息

随着畜禽粪污发酵后产生的养殖肥液进行大田作物或设施蔬菜应用越来越普遍,在控制养殖污染的同时也实现了畜禽粪污资源化。但是,养殖肥液不合理施用及因施用引起的土壤氮损失的问题日益凸显。硝化/脲酶抑制剂和生物质炭被广泛应用于传统化肥施用条件,能有效减少土壤NH挥发、氮淋溶和硝化-反硝化途径造成的氮损失。养殖肥液作为一种有机和无机氮素复合体系的新型液体肥料,氮素形态和组成复杂,硝化/脲酶抑制剂等材料在养殖肥液施用条件下是否能够起到相同的氮损失阻控效果,以及对设施蔬菜产量品质的影响不得而知。本研究通过室内培养试验、土柱滴灌-淋溶模拟试验和盆栽滴灌培养试验,探讨了养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂或生物质炭组合配施对土壤氮素转化特征;优化养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合模式及对油菜生长的影响;通过生菜、小白菜和油麦菜进一步验证了养殖肥液与抑制剂优化组合配施模式应用效果。养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施后延缓了土壤NO排放,减少其累积排放量,并且有效抑制了土壤NO-N淋失,显著提高了蔬菜的产量与品质,得到了以下三个主要结论:(1)与施用尿素处理相比,施用养殖肥液土壤NO-N含量减少33.89%。养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂组合配施土壤NO-N累积明显少于单施养殖肥液或养殖肥液与单一抑制剂配施。单施养殖肥液和养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂或生物质炭组合配施相比单施尿素处理显著降低土壤NO排放通量,土壤NO累计排放量减少7.83%～37.53%。(2)与单施养殖肥液相比,养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施显著降低土壤淋溶液NO-N浓度和TN浓度,降幅分别为36.99%～46.75%和32.54%～45.93%。相比单施养殖肥液,养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施显著提高白菜型油菜的鲜重、株高、叶片数和叶宽,增幅分别达142.67%、129.18%、48.18%和98.65%,叶片硝酸盐含量降低32.25%。养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施在抑制氮素损失以及提高作物生长和品质方面的效果显著。(3)相比传统铵态氮肥,养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施模式应用于生菜、小白菜和油麦菜显著降低土壤淋溶液中NO-N浓度,降幅分别为88.78%～402.58%,92.69%～337.02%和69.46%～462.05%;降低土壤NO-N淋失量,降幅分别为51.67%～57.13%、30.52%～56.61%和47.87%～70.28%。同时,组合配施模式显著提高生菜、小白菜和油麦菜的鲜重、株高和叶宽,其中鲜重增幅分别为32.21%～38.60%、17.80%～20.29%和18.26%～21.90%;此外,叶片硝酸盐含量分别降低8.15%～18.25%、10.29%～48.89%和26.32%～31.44%,氮素利用率提高9.55%～19.64%。养殖肥液与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施模式比较广泛地适用于多种叶菜类蔬菜生产应用,其应用效果显著。与传统施肥模式相比,施用养殖肥液可以降低土壤中氮素多途径损失的风险。与硝化/脲酶抑制剂和生物质炭组合配施有效抑制土壤氮素损失、提高氮素利用率。为推动养殖肥液农田高效地资源化循环利用,提高氮肥利用率提供了技术支撑。

关键词：养殖肥液硝化抑制剂脲酶抑制剂生物质炭设施蔬菜