氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中农田土壤养分固持中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中农田土壤养分固持中的应用，属于土壤养分管理技术领域。本发明专利技术在小麦玉米轮作体系中，通过秸秆还田深耕，在施基肥的同时添加氮素增效剂，对农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷保持效果最显著，其中对0～20cm土壤碱解氮增幅为8.59％～41.58％，铵态氮增幅范围为8.15％～14.51％，土壤有效磷提高9.1％～26.2％。可有效抑制NH

【技术实现步骤摘要】
氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中农田土壤养分固持中的应用
本专利技术涉及土壤养分管理
，具体涉及一种氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中农田土壤养分固持中的应用。
技术介绍
化肥是现代农业生产不可缺少的养分来源，适量施用化肥可实现提质增产的目的。无论土壤肥力水平高低，氮素均是对产量贡献最大的因子之一。不管是作为单质肥源，还是作为复合肥源，尿素均是生产中施用最为广泛的氮肥。尿素施入土壤后易被脲酶水解为NH3和CO2，NH3从土壤溢失，是氮素损失的主要途径，也是形成大气气溶胶和雾霾的重要来源。在小麦玉米轮作体系中，基肥入土早，氨挥发或转化周期长。尿素在土壤中易被水解成NH4+，而NH4+在通气良好的环境下，容易发生硝化反应；硝态氮在有自然降水和灌溉时，也存在一定程度的淋失，通气不良的条件下，硝态氮在反硝化细菌的作用下，易转化成N2O和N2，从土壤溢失，进一步降低了氮素利用率。脲酶抑制剂可以延缓尿素水解，降低NH3挥发的比例，减缓硝化作用的发生；硝化抑制剂可通过抑制亚硝化单胞菌属活性，抑制NH4+氧化为NO2-，减缓氮素的硝化作用；脲酶抑制剂和硝化抑制剂配合施用，理论上既可降低NH4+的氧化，又可减少NH4+-N向NO3--N转化的比例，是降低氮素损失和减少氮肥污染的有效途径。但脲酶抑制剂和硝化抑制剂对大田作物土壤养分的固持和增产效应研究尚有欠缺，目前还未有关于脲酶抑制剂和硝化抑制剂联合在大田“小麦玉米轮作体系”中连续做一个周期对土壤根层氮素淋(流)失的影响及其生物学效应研究的报道。专利技术内容针对上述现有技术，本专利技术针对黄淮海灌溉区小麦玉米轮作体系，研究基肥配施脲酶/硝化抑制剂对土壤根层氮素淋(流)失的影响及其生物学效应，为氮素高效利用及面源污染防控提供科学依据与技术支持。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中固持农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷含量中的应用。上述应用中，所述氮素增效剂由脲酶抑制剂和硝化抑制剂按重量比(0.3-1.5)：(0.25-7)组成。优选的，所述氮素增效剂由氢醌(HQ)和双氰胺(DCD)按重量比1.5:7组成。上述应用中，所述农田土壤为0-20cm的根层土壤。本专利技术的第二方面，提供一种在小麦玉米轮作体系中固持农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷含量的方法，包括以下步骤：在小麦季，将上一玉米季产生的玉米秸秆还田，然后将氮素增效剂和小麦基施化肥混合均匀后，一次性撒施，翻耕，播种小麦；待小麦收获后，开始玉米季，将小麦秸秆还田，然后将氮素增效剂和玉米基施化肥混合均匀后，一次性撒施，翻耕，播种玉米；所述氮素增效剂由脲酶抑制剂和硝化抑制剂组成。优选的，所述小麦基施化肥的施用量为：纯N225kg/hm2，纯P2O5120kg/hm2，纯K2O105kg/hm2。优选的，所述玉米基施化肥的施用量为：纯N225kg/hm2，纯P2O545kg/hm2，纯K2O60kg/hm2。优选的，所述脲酶抑制剂选自氢醌(HQ)或正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)；其中，HQ的用量为纯N量的1.5％，NBPT的用量为纯N量的0.3％。优选的，所述硝化抑制剂选自双氰胺(DCD)、3，4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)或N-西吡(Nitrapyrin)；其中，DCD的用量为纯N量的7％，DMPP的用量为纯N量的0.5％，Nitrapyrin的用量为纯N量的0.25％。本专利技术的有益效果：本专利技术在小麦玉米轮作体系中，通过秸秆还田深耕，在施基肥的同时添加氮素增效剂，对农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷保持效果最显著，其中对0～20cm土壤碱解氮增幅为8.59％～41.58％，铵态氮增幅范围为8.15％～14.51％，土壤有效磷提高9.1％～26.2％。可有效抑制NH4+-N向NO3--N的转化，使根层(0-20cm)土壤的NH4+-N长时间维持在较高水平。附图说明图1：不同氮素增效剂组合下土壤硝态氮含量。图2：不同氮素增效剂组合下垂直方向土壤硝态氮含量。图3：不同氮素增效剂组合土壤铵态氮含量。图4：不同氮素增效剂组合在垂直方向土壤铵态氮含量。图5：不同氮素增效剂组合下土壤碱解氮含量。图6：不同氮素增效剂组合下垂直方向土壤碱解氮含量。图7：不同氮素增效剂组合土壤全氮的含量。图8：不同氮素增效剂组合下土壤有效磷含量。图9：不同氮素增效剂组合下不同深度土壤有效磷含量。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。正如
技术介绍
部分介绍的，在化学肥料中添加脲酶/硝化抑制剂来调节氮素在土壤中的转化过程以提高肥料的利用率，是一项很有发展潜力的氮肥调控技术。但目前的研究主要集中于如何减少氮的损失、提高氮肥利用率、减少环境污染等方面。关于秸秆还田条件下氮肥增效剂对土壤根层氮素淋(流)失的影响及其生物学效应研究还未见有报道。冬小麦和夏玉米是黄淮海地区的主要粮食作物，在黄淮海冬小麦-夏玉米轮作区域，这两种作物在粮食产量中占有主导。籽粒收获后的秸秆还田是主要的利用方式，也是政府推广的主要措施。秸秆还田后会对土壤的理化性质、土壤生物学性质、脲酶抑制剂和硝化抑制剂的作用效果都会产生一定的影响。基于此，本专利技术针对黄淮海灌溉区小麦玉米轮作体系，研究基肥配施脲酶/硝化抑制剂对土壤根层氮素淋(流)失的影响及其生物学效应，为氮素高效利用及面源污染防控提供科学依据与技术支持。氮素是影响作物生长发育的生命元素，在小麦、玉米产量形成过程中起着重要的作用。土壤碱解氮包括无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白质)，反映近期土壤的氮素供应能力。本专利技术研究发现，基肥配施脲酶/硝化抑制剂，从小麦和玉米两季速效氮变化趋势看，0～20cm碱解氮变化幅度最小，铵态氮和硝态氮逐次降低。小麦苗期土壤铵态氮和硝态氮含量是其它时期的近乎两倍，说明秋播小麦基施的氮肥至第二年返青期长达5个月期间，0～20cm土壤铵态氮和硝态氮均存在损失，基肥配施脲酶/硝化抑制剂具有一定的固肥保肥效果，但难以弥补降雨或灌溉早成的速效氮淋失。六七月份表层土壤铵态氮和硝态氮下行淋失显著增强，导致20～40cm土壤铵态氮和硝态氮显著上升，但0～20cm碱解氮含量变化并不显著，说明表层土壤淋失的氮素主要成分可能是铵态氮和硝态氮等离子态氮素。由于小麦收获季和玉米收获季20～40cm碱解氮与0～20cm相比均有显著提升，而0～20cm相对稳定，推测高温多雨季节深层土壤碱解氮的提升并非来自上层土壤的淋失，可能跟深层氮库微生物的活化有关。小麦收获后底层碱解氮的活化可满足玉米根系对深层氮素的养分需求，促进玉米对土壤养分资源的高效利用，最终提高玉米产量和生物量。脲酶抑制剂可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中固持农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷含量中的应用。/n

【技术特征摘要】
1.氮素增效剂在小麦玉米轮作体系中固持农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷含量中的应用。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氮素增效剂由脲酶抑制剂和硝化抑制剂按重量比(0.3-1.5)：(0.25-7)组成。


3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述氮素增效剂由HQ和DCD按重量比1.5:7组成。


4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述农田土壤为0-20cm的根层土壤。


5.一种在小麦玉米轮作体系中固持农田土壤中碱解氮、铵态氮和有效磷含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在小麦季，将上一玉米季产生的玉米秸秆还田，然后将氮素增效剂和小麦基施化肥混合均匀后，一次性撒施，翻耕，播种小麦；
待小麦收获后，开始玉米季，将小麦秸秆还田，然后将氮素增效剂和玉米基施化肥混合均匀后，一次性撒施，翻耕，播...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔秀敏，娄燕宏，诸葛玉平，王靖荃，董玉秀，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37