雙氰胺在不同溫度下對堿性土尿素氮轉化的影響

張 露， 皮荷杰， 周細紅， 蔣朝暉， 曾清如

(1.湖南農業大學 資源環境學院， 湖南 長沙 410128； 2.陜西省土地工程建設集團 國土資源部退化

及未利用土地整治工程重點實驗室， 陜西 西安 710075； 3.株洲市環境保護研究院， 湖南 株洲 412007)

雙氰胺在不同溫度下對堿性土尿素氮轉化的影響

張 露1,2， 皮荷杰3， 周細紅1， 蔣朝暉1， 曾清如1

(1.湖南農業大學 資源環境學院， 湖南 長沙 410128； 2.陜西省土地工程建設集團 國土資源部退化

及未利用土地整治工程重點實驗室， 陜西 西安 710075； 3.株洲市環境保護研究院， 湖南 株洲 412007)

摘要：[目的] 為了提高氮素的利用效率，減少—N淋溶污染，本試驗研究了硝化抑制劑雙氰胺(DCD)對堿性土壤中氮素轉化的影響，為氮素的合理高效利用，增加作物產量提供參考。 [方法] 采用實驗室人工氣候箱培養法，研究雙氰胺在15，25和35 ℃不同溫度下對山西省晉城市菜園土(堿性)的pH值、氨揮發量及—N和—N轉化的影響。 [結果] 在堿性土壤中施加雙氰胺后，其pH值高于對照，且pH值隨土壤溫度的升高而升高；同時堿性土壤中氨揮發量也隨溫度升高而增大，每升高10 ℃，氮素以氨氣形式損失的增加率約為6.90%；而土壤—N量卻隨溫度的升高有所下降，其變化趨勢與土壤—N量變化相反，此外溫度的升高可導致—N含量峰值的出現時間提前，每增加10 ℃提前約為1周左右。雙氰胺的施加可減少了—N轉化為—N的量。 [結論] 雙氰胺的施加可減少堿性土壤中氮素轉化為—N所帶來的淋溶污染問題，且隨溫度的升高pH值、氨揮發量和—N量增加。

關鍵詞：雙氰胺； 氮素； pH值； 氨揮發；；

1材料與方法

1.1　供試材料

在山西省晉城市菜園中用取土轉采集土壤剖面0—60 cm的土樣，隨機找3個取樣點，將各自地點所取的土樣混合均勻，剔除有機殘渣和礫石，經自然風干后過10目篩，貯存備用，其土壤基本理化性質詳見表1[4]。

表1　供試土壤基本理化性質

1.2　試驗方法

1.2.1pH值的測定取培養試驗中土樣10 g加入25 ml蒸餾水，在室溫下振蕩20 min，然后用PHS-3C型精密pH計對其pH值進行測定[5]。

1.2.2揮發氨的吸收及測定取供試土樣60 g于玻璃密封瓶中，在3種溫度下采用兩種處理，3個平行(3種溫度和2種處理同1.2試驗方法)。調水分至絕對含水量80%，然后分別置于15,25和35 ℃人工氣候箱中培養。每個玻璃密封瓶內放置一個50 ml小燒杯，小燒杯內盛2%的硼酸指示劑溶液5 ml以吸收揮發的氨。實驗于2013年3月12日開始，每隔一定的時間換取小燒杯測定揮發氨的量[6]。用0.005 M的硫酸滴定吸收了氨氣由紅色轉變為綠色的硼酸吸收液，再將滴定所消耗的硫酸體積進行計算得到揮發氨量[7]。

2結果與分析

2.1　不同溫度下雙氰胺對土壤pH值的影響

圖1為供試堿性土在不同溫度下兩種處理下的pH值變化趨勢圖。從圖1可以看出，兩種處理pH值大體上都呈現出先升高再降低的趨勢。在處理Ⅱ下，15 ℃時pH值從第14 d開始明顯高于對照0.1～1.0，25 ℃時pH值從第4 d以后開始明顯高于對照0.0～1.0，35 ℃時pH值從第4天開始明顯高于對照0.0～1.0。

在堿性土中，添加硝化抑制劑DCD后pH峰值的出現隨溫度的升高而提前(圖1)。在處理Ⅱ下，15 ℃時pH值在第14 d出現峰值，25 ℃時在第7 d出現峰值，35 ℃時在第4 d就出現了峰值。在堿性土中，35 ℃的pH峰值高出25 ℃的0.1，高出15 ℃的0.2。

圖1　供試堿性土硝化抑制劑對土壤pH值的影響

2.2　不同溫度下雙氰胺對氨揮發的影響

圖2為供試堿性土在不同溫度下兩種處理下的揮發氮量變化。從圖2可以看出，兩種處理的氨揮發量都是先增加后減少，這和pH值的變化趨勢一致，說明氨揮發量與土壤pH值成正相關。施加硝化抑制劑DCD前后氨的變化趨勢，添加DCD后氨氣揮發量要普遍大于沒添加的，說明DCD能加大氨氣的揮發量。在堿性土壤中，添加硝化抑制劑DCD后，在3種溫度下，都是從第4 d起NH3開始揮發，15 ℃時在第14 d達到峰值，25 ℃時在第7 d達到峰值，35 ℃時在第4 d達到峰值(圖2)，可以看出在堿性土中添加硝化抑制劑DCD后隨著溫度的升高氨氣揮發量出現峰值的時間提前。在處理Ⅱ下測定時間內氨氣揮發總量為15 ℃時為7.4 mg/kg，占全氮的0.31%，25 ℃時為21.5 mg/kg，占全氮的0.89%，35 ℃時為36.2 mg/kg，占全氮的1.51%，所以從15~35 ℃，每升高10 ℃，氮素以氨氣形式損失的增加率約為6.90%，說明溫度越高NH3的揮發量越大。

2.3　硝化抑制劑對土壤-N和的影響

圖3為供試堿性土在不同溫度下兩種處理下的銨態氮含量變化。

圖2　供試堿性土硝化抑制劑對氨揮發的影響

圖3　供試堿性土硝化抑制劑對-N的影響

圖4　供試堿性土硝化抑制劑對-N的影響

3討 論

4結 論

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Effects of Dicyandiamide on Urea Nitrogen Transformation in Alkaline Soil in Different Temperatures

ZHANG Lu1,2, PI Hejie3, ZHOU Xihong1, JIANG Zhaohui1, ZENG Qingru1

(1.CollegeofResourceandEnvironment,Hu’nanAgriculturalUniversity,Changsha,Hu’nan410128,China； 2.ShaanxiLandConstructionGroup,KeyLaboratoryofDegradedandUnusedLandConsolidationEngineeringoftheMinistryofLandandResourcesofChina,Xi’an,Shaanxi710075,China； 3.ZhuzhouEnvironmentalProtectionInstitute,Zhuzhou,Hu’nan412007,China)

Abstract：[Objective] In order to increase the utilization efficiency of nitrogen, reduce the leaching pollution of nitrifying nitrogen, the study explored the effect of nitrification inhibitor DCD on nitrogen transformation in alkaline soils, which may provide a reference for rational and efficient use of nitrogen and increasing crop yields. [Methods] The laboratory artificial climate chamber culture was used to study the effects of DCD on pH value, ammonia volatilization, nitrifying nitrogen and ammonia nitrogen conversion of Jincheng City of Shaanxi Province(alkalinity) garden soils in different temperatures of 15 ℃, 25 ℃ and 35 ℃. [Results] The result indicated that the pH value with DCD was higher than the control, which increased with the temperature increasing. The ammonia volatilization increased with the temperature increasing in alkaline soil, so the temperature increase by 10 ℃, the increasing rate of nitrogen loss in the form of ammonia was about 6.90%. The nitrifying nitrogen content decreased with temperature increasing, whose variation was opposite with ammonia nitrogen content. Moreover, the peak time of ammonia nitrogen content with temperature increasing was about one week ahead with the increase of temperature by each 10 ℃. DCD reduced the conversion of ammonia nitrogen to nitrifying nitrogen. [Conclusion] DCD can reduce the leaching pollution problems by lowering the nitrogen conversion to nitrifying nitrogen, and the pH value, ammonia volatilization and ammonia nitrogen increase with the temperature increasing.

Keywords:dicyandiamide; nitrogen; pH value; ammonia volatilization; nitrifying nitrogen; ammonia nitrogen

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)06-0172-06

中圖分類號：S158.5

通信作者：曾清如(1964—)，男(漢族)，湖南省邵陽縣人，教授，主要從事環境污染化學的教學與科研工作。E-mail:qrzeng@163.com。

收稿日期：2014-10-29修回日期：2014-11-25

資助項目：農業部重大專項“湖南省重金屬污染耕地修復及農作物種植結構調整”(農辦財函〔2014〕28號)

第一作者：張露(1987—)，女(漢族)，四川省南部縣人，博士研究生，研究方向為土壤物理及其改良。E-mail:luluqiaofeng@126.com。