尿素氮行为的生态环境效应及其土壤生物化学调控

运用示踪尿素，以壤质草甸棕壤和春小麦分别作供试土壤和作物进行盆栽试验。结果表明，在试验结果时，植株和土壤对尿素氮的回收率及其损失分别占所施氮量17.65～23.69%，43.72～56.32%和19.99～36.77%。氢醌（HQ）和双氰胺（DCD）组合可使土壤、植株尿素氮回收率最高、损失量最低；而单施HQ或DCD均对比无明显影响。在小麦整个生育期内，该组合可增加小麦植株对肥料氮吸收；同时促进茎秆中氮向籽实转移。配施抑制剂时，土壤有机氮占肥料氮回收率相当大的比例，小麦成熟期时可达34.31～51.80%，而单施尿素处理只有9.83%；DCD及其与HQ组合可有效地保持尿素水解后土吉氨态氮含量，并显著降低土中氧化态氮的富集。因此，配施抑制剂，尤其是HQ+DCD，有利于尿素施放后土壤持续有效地保持肥粒氮量。大氮素损失方面，N_2O只占较小的比例；主要部分为NH_3挥发损失。DCD，尤其与HQ组合，可延迟尿纱施入后土壤-小麦系统中N_2O排放高峰的出现，并降低小麦整个生育期内该系统中N_2O排放总量和NH_3挥发量，尤其是后者。配施抑制剂，尤其是DCD及其与HQ组合，可明显促进稻株地上部分生长，制约水稻拔节期前根际内土中尿素水解后无机氮行为；显著提高尿素施入后稻田系统中水-土和根-土界面CH_4氧化潜势，尤其大水稻分蘖-拔节期。表施有机物料可显著削弱上述抑制剂的促进作用。未施有机物料时，配施抑制剂，尤其是DCD及其与HQ组合可显著降低稻株地上部分NO_3~--N含量。其含量与土壤-水稻系统中N_2O排放量呈显著指数正相关；同时无明显稻株释放N_2O，而单施尿素处理却较高，占尿素氮量0.47 ± 0.08%。表施麦秸粉时，HQ+DCD可显著降低土壤和土壤-水稻系统中N_2O排放量；单施尿素处理水稻植株释放N_2O约占尿素氮量1.28 ± 0.18%，而配施DCD-HQ却显著降低，只为0.66 ± 0.08%。回归分析表明，土-水界面土壤中NO_3~--N的反硝化作用是稻田系统中N_2O排放的主要来源，尤其在表施有机物料时。我们研究显示：稻田系统中N_2O和CH_4排放量呈显著对数负相关关系；表施有机物料时，两者虽互为消长关系，但很难定量化。