氯化铵中氯的硝化抑制效应研究

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土壤中的铵态氮以及施人到土壤中的氮肥，在好气条件下，很容易经硝化作用形成硝态氮，一方面易随水流失，另一方面也易通过反硝化脱氮损失，这不仅降低肥料利用率，而且极易污染环境，影响人及动物健康，这一问题已引起人们广泛关注。国内外学者除致力于建立和采取合理的施肥措施外，并研制了大量的化合物作为硝化抑制剂，最有代表性的是双氰胺和2一氯一6(三氯甲基)吡啶[1-5]。人们企图使用硝化抑制剂将氮素损失减少到最低限度，然而这些硝化抑制剂或多或少存在成本高，有毒等副作用的缺陷_5 j，没能在生产中广泛应用。一些研究表明，a一能抑制硝化作用[7-9j，通过含氯化肥的平衡施用可能是抑制硝化作用的有效措施之一。

     随着我国联碱工业的发展，近年来氯化铵生产量已达200多万吨，是世界上生产和施用氯化铵最多的国家。国内外的试验研究表明，在多种作物上施用氯化铵具有明显的增产效果[10-12]，当然氮的作用是主要的，而关于氯的作用研究不多。一些研究认为氯化铵中氯的作用在于抑制氮素硝化[7-9J，减少了氮素损失，提高了氮肥肥效。但是，有关这方面的报道多为不种作物的模拟试验。本项研究则是在种作物(玉米)和不种作物的对比条件下，探讨氯化铵中氯的硝化抑制作用及其对玉米营养和生长的影响，为正确评价和合理施用氯化铵肥料提供科学依据。

1 材料与方法
供试土壤为紫色潮沙土，其基本理化性状：p瑚．3、有机质9．7g／kg、全N 0．7g／kg、全P 1．3g／kg、全K14 6g／kg、碱解N 43．0~ ／kg、有效P 7．8rng／kg、速效K 39．7~ ／kg、水溶性a 47．4rng／kg、c~co3 24．8g／。供试玉米品种为金丹2号。
盆栽试验用米氏盆钵，每钵装土10kg。试验设：1)不施氮肥(0()；2)尿素；3)硫酸铵；4)氯化铵；5)1，2尿素+1，2氯化铵(按纯N计，用量各半)；6)1，2硫酸铵+1，2氯化铵；7)硫酸铵+双氰胺(按纯N量的3％
加人双氰胺)共7个处理，9次重复，其中3次重复不种作物，6次重复种玉米。肥料用量为每钵施N2 0 g、P2o51．0 O1．5 g。氮肥按设计要求提供，磷肥用过磷酸钙，钾肥用硫酸钾；所有肥料与土壤混匀后作基
肥一次施人。土壤湿度保持在80％的田问持水量。玉米催芽后播种，于施肥播种后第1、3．6、10、20、30 d
采样分析土壤中NO3一N、NH -N、水溶性a一含量。土壤和植株NO3-一N用酚二璜酸比色法；土壤NH —N用扩散法；土壤水溶性a一用水浸提银量法；植
株a 含量用干灰化银量法。

2 结果与讨论
2．1 不种作物时氯化铵中氯对硝化作用的影响
2．1．1 不同氮肥处理土壤NO3-．N含量变化由图1(a)可见，不同氮肥处理硝化作用强弱(即NO3．N含量多少)顺序为：尿素>硫酸铵>1／2尿素+1／2氯化铵≈1／2硫酸铵+1／2氯化铵>氯化铵 硫酸铵+双氰胺>对照。3种氮肥品种在土壤中的硝化作用以尿素最强，氯化铵最弱。在施肥后第30d，氯化铵处理土壤中NOr．N含量为36．2mg／kg，比尿素和硫酸铵处理NO3-一N含量(64．3和49．5mg／kg)低44％和27％，与硫酸铵+双氰胺处理
NO3一N含量36．0mg／kg相当，说明氯化铵中的氯与双氰胺相似，均能抑制NO3-一N 的生成。
1／2尿素或者1／2硫铵与等氮量氯化铵配合施用的2个处理，在各采样时间土壤中NO3-一N含量均低于单施尿素或单施硫铵处理，表明氯化铵能抑制尿素或硫铵中氮的硝化作用，从而使氮素更多地以NH ．N形态保留于土壤中，减少淋失。
在供试的3个氮肥品种中，尿素的硝化作用最强。可能是由于硝化微生物不仅可利用NH,4+．N，而且可利用酰胺基(一CO—NHz)作为基质，提高了微生物的活性，加强了硝化作用，这与前人的研究结果一致 5 J。单施硫铵与硫铵+双氰胺比较，后者土壤中NO3-．N含量明显低于前者，且随时间推移，后者NO3一N变化曲线平缓，表明硫铵的硝化作用受双氰铵的强烈抑制。无外源氮肥加入的对照处理，土壤NO3-．N含量最低，且随时间的推移，No3一N含量增加不多，在一个月内仅由5．8mg／kg上升到9．2mg／kg，说明紫色潮沙土自身的硝化作用弱，主要是因为土壤中有机质和矿物氨含量均较低。

2．1．2 不同氮肥处理的硝化率及硝化进程硝化率(％)指施氮肥处理NO3一N含量与不施氮(对照)处理NO3一N含量之差占施人总氮量的百分数，硝化率越大，肥料在土壤中的硝化作用越强。由表l可见，3个氮肥品种的硝化率为尿素>硫铵>氯化铵。施人土壤的尿素在施肥后20d就有50％经硝化作用转化为NO3-．N，而氯化铵仅有22％转化为NO；．N，氯化铵的硝化率仅为尿素的一半，与双氰胺处理相近；尿素或硫铵与氯化铵配合的2个处理，其硝化率比单施尿素或者硫铵的2个处理低，说明氯化铵中的氯能抑制尿素和硫铵的硝化作用。从表1和图1还可以看出，随着氯化铵用量的增加，土壤中NO3- N含量和硝化率也呈现有规律的变化。如等氨量的各处理，氯化铵施用水平从0增加到0．5和1水平，即随着氯离子浓度的升高 土壤中NO3 N含量和硝化率也随之降低。相关分析表明，各处理硝化率与相应处理土壤中氯含量呈负相关，其回归方程为：Y=47．78—0．09725x(r=-0．891～ ，Y硝化率，x指土壤含氯量mg／kg)。

不同氮肥施人土壤后，硝化率随时间进程的变化可用幂函数方程Y=A 描述(表1)，从各方程的回归截距A和回归系数B可看出均以氯化铵和硫酸铵+双氰胺最小，这进一步说明氯化铵中的氯有类似于双氰胺的硝化抑制作用。

2．2 种植玉米条件下氯化镘中氯对硝化作用的影响
图1看出，种玉米条件下，不同氮肥处理硝化作用强弱与不种作物条件基本相似，即尿素>硫铵>1／2尿素+1／2 氯化铵-'~I／2 硫铵+1／2 氯化铵>氯化铵>硫铵+双氰胺>对照。氯化铵同样表现出与双氰胺相似的硝化抑制作用。但是各种氮肥的硝化进程与不种作物相比却发生了变化。不同氮肥施入土壤前3d其硝化作用种玉米与不种玉米相当，但第3～ 10d种玉米土壤中NOr．N含量比不种作物大大增加，以后随着玉米对氮的吸收，NO；．N含量又随之下降。由此看出，种植玉米促进了氮素的硝化作用，这可能是玉米根系分泌物促进硝化细菌活性所致。

2．3 氯化铵中氯的硝化抑制效应
硝化抑制作用大小可用硝化抑制率表示：
式中A为尿素或硫铵处理硝态氮含量，B为同期尿素或硫铵与氯化铵(或双氰胺)配合处理硝态氮含量。硝化抑制率越高，硝化抑制效应越强。无论种作物与否，氯对尿素的硝化抑制作用比对硫铵的硝化抑制作用强。不种作物时，双氰胺的硝化抑制率最高为38．7％，氯化铵最高也达34．8％，二者的硝化抑制作用基本相当。双氰胺的硝化抑制作用在施肥后10d达最大，之后随时间有降低的趋势；而氯化铵中氯对尿素的硝化作用有随时间而增加的趋势，到第30d时其硝化抑制率超过了双氰胺。在种植玉米的条件下，30d内氯化铵中氯和双氰胺对尿素或硫铵的硝化抑制作用都高于不种作物(表2)，说明氯和双氰胺能有效地抑制根际硝化微生物的活性。在种植玉米的条件下，氯化铵中氯的硝化抑制效应明显低于双氰胺。在第10d时，氯化铵中氯对尿素和硫铵的硝化抑制率达最大，分别为40．0％和38．6％ ，而双氰胺为61．0％，随着玉米的生长，氯化铵和双氰胺的硝化抑制作用都逐渐降低。主要是因为玉米对氯的吸收和对双氰胺的分解加强，保留于土壤中的氯和双氰胺减少，从而使硝化抑制作用减弱。上述结果表明，氯化铵中氯对硝化作用有明显的抑制作用，抑制作用大小受氮肥品种、作物生长等多种条件的控制。因此，可以根据作物需氯特性，在我国用量大、硝化作用强的氮肥品种—— 尿素中加入一定量氯化铵，能减少尿素的硝化淋失和反硝化脱氮损失，这对提高氮肥利用率有重要意义。

2．4 土壤中NH4~"．N含量的变化
由表3可见，施肥后第ld尿素处理土壤中NI-I4+．N 含量与其它铵态氮肥处理基本相当，表明施人土壤中的酰胺态氮能快速水解成铵态氮，这与陶运平等人的结果一致 。随着时间的推移，土壤中NH4+．N含量逐渐降低，NCh-．N则逐渐升高，二者的变化呈互为消长的关系，但NI-I4+．N下降幅度比NCh-．N上升幅度大。在30d内，不种作物的6个施肥处理NI-I4+-N 平均下降55．4mg／kg，而NCh-．N平均升高24．tmg／kg，说明土壤铵态氮的减少除经硝化作用形成NCh-．N外，还存在其它的转化过程，如铵态氮的固定、挥发以及反硝化和淋洗损失等。
氯化铵以及氯化铵与尿素或硫铵配合施用的3个处理，土壤中铵态氮含量均高于尿素、硫铵2个处理，与双氰胺相当。施肥后30d，不种作物的前3个处理NH4+．N含量分别为45．6、35．0、37．2mg／kg，后2个处理则为26．2和26．1mg／kg，这再一次证实了氯化铵中的氯能抑制硝化作用，使更多的氮素以NH ．N形式保存在土壤中。不种作物与种植玉米的变化趋势大体相似。但施肥10d后，种植玉米系列中NH ．N含量明显低于不种作物，表明玉米在吸收NCh-．N 的同时也吸收了相当数量的NI-I4+．N。

2 5 硝化作用对玉米生长的影响
不同氮肥处理玉米生物产量以氯化铵最高，其次是1／2尿素+1／2氯化铵，以单施尿素处理最低(表4)。硫铵和硫铵与双氰胺或与氯化铵配施的3个处理产量基本相当，说明加入一定量的双氰胺或氯对玉米生长无不良影响。土壤中NCh-一N含量越高即硝化作用越强的处理，玉米吸收的NO3- N也较多，但并不是NO3-一N含量越高，玉米生长越好。如尿素处理玉米植株中NCh-一N含量最高，比氯化铵处理高65％ ，但生长30d收获的玉米生物产量却比氯化铵低21％ ，这一方面说明NCh-一N是玉米易于吸收的氮素形态，另一方面也表明玉米吸收NCh-．N和NH4-．N要有一定比例，才利于作物生长。表4还看出，尿素处理，土壤中NH4+．N：NO3- N最低，为1：2，玉米生物产量也最低；硫铵+双氰胺处理NHl『．N：NO3-一N最高，为1：0．4，但产量也较低；而氯化铵处理NH4+一N：NO3- N比值为1：0．7，产量却最高。由此看出，土壤中NH4+一N与NO3-一N之比过高或过低，即硝化作用过强或过弱，都不利于玉米苗期生长。本试验条件下，土壤N} 一N：NO3-．N 以1：0．7～1为宜。在尿素的基础上配施氯化铵，由于氯化铵抑制了尿素的硝化作用，调节了土壤中NH4+一N与NO3-．N的比例，由单施尿素时的1：2调节到1：1，玉米生物产量提高17％。尿素，1／2尿素+1／2 氯铵和氯铵3处理玉米收获时土壤中含氯量分别为19、156、204Ⅱ1g／kg，土壤NH4+．N与NO3-一N比值依次为1：2、1：1、1：0．7，玉米生物产量若以尿素100％计，其余二处理分别为121％和117％。
由此看出，适量的氯不仅可以抑制土壤硝化用，而且可以调节土壤中NH4+一N与NO3．N的比例，以达到作物阴阳离子平衡营养之需要，有利于作物生长。当然，科学地确定不同土壤，不同作物的耐氯临界值 是掌握含氯化肥用量及其与其它化肥合理配施的基本前提，也是充分发挥氯硝化抑制作用和调节养分平衡的保证。

chenhaijunsjy

好东西，学习学习啊