抑制剂和生物炭阻控养殖肥液氮素淋失的研究

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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%。
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