不同水肥制度下稻田氨挥发变化规律

１ 材 料 与 方 法
１．１ 试 验 区 概 况 试验在江西省灌溉试验中心站（１１６°００′Ｅ，２８°２６′Ｎ，海 拔 ２２ ｍ）进 行，该 站 属 于 典 型 的 亚 热 带 湿 润 季 风
性气候区，年平均气温１７．５ ℃，年平均日照１ ７２０．８ｈ，年平均蒸发量 １ １３９ ｍｍ，年 平 均 降 雨 量 １ ７４７ ｍｍ。 试验区耕作层土壤质地为粉壤 土，土 壤 密 度 为 １．３４ｇ／ｃｍ３。 耕 层 土 壤 全 氮 量 为 １．０２ｇ／ｋｇ，全 磷 量 为 ０．２９ ｇ／ｋｇ，有机质质量分数为１７．３３ｇ／ｋｇ，ｐＨ 值为６．８，速效钾质量分数为７４．８ｍｇ／ｋｇ。 １．２ 试 验 设 计
图 １ 不 同 水 肥 处 理 下 氨 挥 发 速 率 的 变 化
从 图 １ 可 看 出 ，施 肥 后 １～３ｄ 氨 挥 发 速 率 出 现 峰 值 ，基 肥 和 早 稻 分 蘖 肥 引 发 的 氨 挥 发 在 施 肥 后 持 续 ７～ １０ｄ，而穗肥和晚稻分蘖肥施用后引发的氨挥发则在施肥后持续 ３～５ｄ。 晚 稻 施 肥 后 氨 挥 发 的 速 率 变 化 是 一个先升后降的过程，而早稻则显示出波动性。对于早稻，氨挥发主要发生在 分 蘖 肥 施 用 后，而 晚 稻 则 主 要 发 生 在 基 肥 和 分 蘖 肥 施 用 后 ，拔 节 孕 穗 肥 施 用 后 早 、晚 稻 田 间 氨 挥 发 速 率 均 明 显 低 于 基 肥 和 分 蘖 肥 施 用 后 。 影响稻田氨挥发速率及总量的因素包括施肥量、肥料种类、施肥方式、气 象 条 件（气 温、光 照、风 速、降 雨
２
等）、土壤环境、管理措施等 。 ［６］ 如表２所示，早、晚稻生长 期 间 气 象 条 件 差 异 很 大，这 是 导 致 早、晚 稻 氨 挥 发 变 化 规 律 差 异 的 主 要 原 因 。 施 肥 后 气 温 高 、光 照 充足 有 利 于 尿 素 水 解 和 氮 素 在 田 间 扩 散 ，因 此 氨 挥 发 速 率 表 现为晴天大、阴雨天小。早稻生长前期气温低、日照时间短、风速小，导致氨 挥 发 持 续 时 间 较 长，同 时 晴 雨 变 化频繁、逐日气象条件变化大，导致早稻氨挥发变化曲线出现波动性。而晚稻 生 长 期 间 持 续 晴 热 高 温，施 入 稻田的氮素生化反应快，氨挥发剧烈，相应的氨挥发变化曲线峰值大。由于基 肥 为 复 合 肥，并 且 撒 施 后 在 田 面 用 耙 子 再 次 整 平 的 过 程 中 埋 入 了 泥 土 表 层 ，这 就 延 缓 了 氮 素 向 田 面 水 及 大 气 运 移 转 化 的 进 程 ，所 以 基 肥 引 发的氨挥发持续时间较长。
常 规 气 象 观 测 在 试 验 站 内 气 象 园 进 行 。 数 据 采 用 ｅｘｃｅｌ２００７、ＳＰＳＳ１９．０ 进 行 统 计 分 析 。
２ 结 果 与 分 析
２．１ 不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥 发 变 化 规 律 不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥 发 速 率 的 变 化 如 图 １ 所 示 ，图 １ 中 箭 头 表 示 氮 肥 追 肥 时 间 。
日均２ ｍ 风速／（ｍ·ｓ－１） １．２ １．２ １．２ １．６ １．５ １．３
降雨次数 ３ ９ ２ ０ ３ ３
２．２ 不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥 发 量 及 差 异 性 分 析 不同水肥制度下水稻不同生育期氨挥发量及其占施氮量的比例如表 ３、表４所示。
表 ３ ２０１４ 年 早 稻 不 同 生 育 期 氨 挥 发 氮 素 损 失 量 及 占 施 氮 量 比 例
视挥发速率大小，每１～３ｄ取样１次，抜节孕穗期以后取样间隔延 长 到 ４～６ｄ，直 到 水 稻 收 获。 取 样 后，用
镊 子 将 下 层 海 绵 放 入 大 小 合 适 的 密 封 袋 内 ，然 后 换 上 新 鲜 的 涂 有 药 品 的 海 绵 ，上 层 海 绵 视 其 干 湿 状 况４～５ｄ
更换１次。在密封袋内加入２００ｍＬ １．０ｍｏｌ／Ｌ 的 ＫＣｌ溶液，用手挤压海绵数次，将密封袋放入 １Ｌ 的塑料
水稻是我国重要的粮食作物之一，全国种植面积达３ １００万 ｈｍ２。我国农田土壤 普遍 缺 氮，氮 肥增产 效 果显著［１］，单 季 水 稻 平 均 施 氮 量 达 １８０ｋｇ／ｈｍ２，比 世 界 平 均 水 平 高 ７５％［２］，而 氮 的 利 用 率 却 只 有 ３０％ 左 右 。 ［３］ 稻田氮素损失路径多样，其中氨 挥 发 损 失 占 施 氮 量 的 １０％ ～６０％［４］，是 稻 田 氮 素 损 失 最 主 要 的 途 径 之一。稻田氮素以 ＮＨ３ 形式进入大气，然后又通过干湿沉降返回地面，这不仅是一种肥料资源的浪费，对环 境也会产生严重影响，比如破坏臭氧层、导致水体富 营 养 化 等 ［５］ 。前 人 对 稻 田 氨 挥 发 的 变 化 规 律、影 响 因 素 以及减少稻田氨挥发的措施进行了很多研究［６］，但关于不 同 灌 溉 制 度 配 合 不 同 施 肥 制 度 下 的 稻 田 氨 挥 发 变 化 规 律 的 报 导 尚 鲜 见 。 为 此 ，通 过 江 西 省 灌 溉 试 验 中 心 站 的 田 间 对 比 试 验 ，观 测 分 析 不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥发变化规律，以期为水稻合理灌水施肥以及减少稻田氮素损失提供理论依据 。
收 稿 日 期 ：２０１４－１０－０９ 基 金 项 目 ：高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金 项 目 （２０１３０１４１１１００１４）；水 利 部 ９４８ 项 目 （２０１２２９）；中 美 国 际 合 作 项 目 （２０１１１０１７） 作 者 简 介 ：余 双 （１９９０－），男 ，湖 北 公 安 人 。 硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 水 稻 水 肥 耦 合 技 术 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：９８７５２０４５２＠ｑｑ．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：崔 远 来 （１９６６－），男 ，江 西 武 宁 人 。 教 授 ，主 要 从 事 节 水 灌 溉 理 论 与 技 术 研 究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ＹＬＣｕｉ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
处理
返青期挥发量／ 占基肥 分蘖期挥发量／ 占分蘖肥 孕穗期损失量／ 占穗肥 剩余时期损失量／ 总挥发量／ 占总施氮 （ｋｇ·ｈｍ－２） 比例／％ （ｋｇ·ｈｍ－２） 比例／％ （ｋｇ·ｈｍ－２） 比例／％ （ｋｇ·ｈｍ－２） （ｋｇ·ｈｍ－２） 量比例／％
磷肥用量为６７．５ｋｇ／ｈｍ２（以 Ｐ２Ｏ５ 计），全部作基肥
施用，品种为钙镁磷肥；钾肥用量为１５０ｋｇ／ｈｍ２（以 Ｋ２Ｏ 计），品种为 ＫＣｌ，按：ｍ（基肥）∶ｍ（穗肥）＝４５％∶５５％
比例施用。早稻品种为两优２８７，晚稻品种为９２３。
１．３ 观 测 内 容 与 方 法
采 用 通 气 法［７］观 测 稻 田 氨 挥 发 速 率 。 氨 气 采 集 装 置 为 上 下 无 底 透 明 玻 璃 圆 柱 筒 （内 径 １０ｃｍ、高 ２０ｃｍ）。
瓶 中 ，振 荡 １ｈ，浸 提 液 中 的 铵 态 氮 用 纳 氏 试 剂 比 色 法 测 定 。 田 间 氨 挥 发 速 率 计 算 式 为 Ｖ ＝０．１ Ｍ／Ａ，式 中 Ｖ
为田间单位面积单位时间内氨氮挥发量（ｋｇ／（ｈｍ２·ｄ））；Ｍ 为海绵１ｄ内捕获的氨氮量（μｇ／ｄ）；Ａ 为玻璃 圆 筒 横 截 面 积 （ｃｍ２）。
１
平分别为：Ｎ０（０ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ１（１３５ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ２（１８０ｋｇ／ｈｍ２）；２ 种 氮 肥 施 肥 方 式 分 别 为：Ｆ１（基 肥、蘖 肥 的
比 例分别为５０％、５０％）和 Ｆ２（基肥、蘖肥、穗肥的比例分别为５０％、３０％、２０％）。具体组合方式见表１，其中
Ｗ０Ｎ２Ｆ１ 为 当 地 传 统 水 肥 管 理 模 式 。
Ｗ０Ｎ２Ｆ１
Ｗ０
Ｎ２
Ｆ１
（Ｐ２Ｏ５）∶ｍ（Ｋ２Ｏ）＝１５∶１５∶１５），不 足 氮 肥 部 分
Ｗ１Ｎ１Ｆ２
Ｗ１
Ｎ１
Ｆ２
用尿素补 充，均 匀 撒 施 后 用 耙 子 对 田 面 再 次 整 平。
Ｗ１Ｎ２Ｆ１
Ｗ１
Ｎ２
Ｆ１
Ｗ１Ｎ２Ｆ２
Ｗ１
Ｎ２
Ｆ２
追 肥 采 用 尿 素 ，各 处 理 磷 、钾 肥 施 用 标 准 相 同 。 其 中
早稻试验于２０１４年进行，试验设２种灌溉方式、３个施氮水平和 ２ 种 施 肥 方 式，共 ６ 个 处 理，３ 次 重 复， 各小区随机区组排列，每小区面积 ７５ ｍ２，四 周 为 埋 深 ６０ｃｍ 的 水 泥 田 埂。２ 种 灌 溉 方 式 分 别 为 淹 灌 （记 为 Ｗ０，除分蘖后期晒田和黄熟期落干外，其余时间淹水）和间歇灌溉（记为 Ｗ１，除分蘖后期晒田和黄熟期落干 外，其余时间采取浅水层与干４ｄ（早稻）或干３ｄ（晚稻）相间的水分控制方式）；３ 个 氮 肥（以 纯 氮 计）施 肥 水
表 １ 处 理 设 计
晚 稻 试 验 于 ２０１３ 年 进 行 ，场 地 条 件 和 试 验 设 计
处理
灌水模式
施肥水平
施肥方式
与２０１４年早稻试验相同，但 只选 择 Ｗ０Ｎ０、Ｗ１Ｎ０、
Ｗ１Ｎ０
Ｗ１
Ｎ０
／
Ｗ０Ｎ２Ｆ２、Ｗ１Ｎ２Ｆ２ 处 理 进 行 观 测 。
Ｗ０Ｎ０
Ｗ０
Ｎ０
／
基肥 氮 肥 品 种 为 ４５％ 的 复 合 肥 （ｍ （Ｎ）∶ｍ
采样过程中将２块厚度２ｃｍ、直径１０．５ｃｍ 的海绵均匀涂以６ｍＬ 磷酸甘油溶液（５０ｍＬ 磷酸加４０ｍＬ 丙三
醇，定容至１ ０００ｍＬ），置于玻璃圆筒中，上层海绵与圆筒顶部齐平，下层海绵与上层海绵间隔 １ｃｍ，下层海
绵吸收田面挥发的 ＮＨ３，上层海绵防止外部空气中 ＮＨ３ 进入玻璃圆筒。施肥后 １ 周 内 每 天 取 １ 次 样，然 后
摘 要 ：通 过 田 间 对 比 试 验 ，运 用 通 气 法 观 测 分 析 了 不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥 发 的 变 化 规 律 。 结 果 表 明 ，在 中 等 施 氮水平与２次追肥的情况下，早、晚 稻 氨 挥 发 总 量 分 别 为 ２２．５６ｋｇ／ｈｍ２ 和 ６８．５４ｋｇ／ｈｍ２，分 别 占 当 季 施 氮 量 的 １２．５％、３８．１％；间歇灌溉模式下的稻田氨挥发总 量 大 于 淹 灌 模 式，但 差 异 不 显 著；穗 肥 施 用 后 引 发 的 稻 田 氨 挥 发 量很小，通过把仅追施分蘖肥改为追施分蘖肥和拔 节 孕 穗 肥 能 显 著 减 少 稻 田 氮 素 氨 挥 发 损 失 。 不 论 是 早 稻、中 稻 还 是 晚 稻 ，穗 肥 施 用 后 产 生 的 氮 素 氨 挥 发 损 失 占 穗 肥 的 比 例 都 明 显 小 于 分 蘖 肥 。 关 键 词 ：稻 田 ；水 肥 制 度 ；氨 挥 发 中图分类号：Ｓ１４３．１＋９ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０３．００１ 余 双 ，崔 远 来 ，韩 焕 豪 ，等 ．不 同 水 肥 制 度 下 稻 田 氨 挥 发 变 化 规 律 ［Ｊ］．灌 溉 排 水 学 报 ，２０１５，３４（３）：１－５．