草炭对尿素在土壤中转化的影响

草炭对尿素在土壤中转化的影响

随着大量化肥（硫酸钠）的引入，作物产量也增加了。然而，由于化肥容易分解和分解，这将导致许多损失。尤其是在新疆干旱地区和半干旱地区形成的碱性土壤中，化肥的分解损失最为显著。因此，显著降低了化肥利用率，防止未经处理的氮氮污染。许多学者都致力于寻找对策来提高化肥的利用率同时减少对环境的污染,现已研究出一些行之有效的脲酶抑制剂抑制尿素的分解。但是由于使用费用高而推广受到了限制,为了降低成本寻求一种易推广的方法来达到同样的效果。草炭不仅改良土壤的理化性状也是一种很好的有机肥料,而且富含有一些促进植物生长的激素和其它腐植酸,据报道泥炭腐植酸有抑制尿素分解的作用。为了充分发挥草炭的功能,进一步挖掘草炭潜力,同时减少化肥的挥发,提高化肥的利用率,作者利用草炭对化肥(尿素)的影响进行了初步探索。1土壤的预处理土壤采自中国科学院阜康荒漠生态观测试验站北沙窝沙漠碱土。其基本性状见表1,石河子草炭采自石河子兵团,加拿大草炭通过JICA渠道购于加拿大。通过两种方式进行实验,一种是恒温室内好气培养与测试同时进行。分别在250ml广口瓶(内径62mm)装125ml的供试土壤(对照、5%石河子、5%加拿大),并且在各处理中加入尿素(375kg/hm2)然后浸在30℃恒温水槽中试验。在试验瓶前用一盛水广口瓶吸收空气中的易溶于水的气体,而在试验瓶后用盛有2%硼酸的集气瓶采集气体。最后用一抽气泵使整个装置内的气体处于流动状态以保证土壤在好气条件下培养。然后定时测定集气瓶中的铵态氮的含量。另一种是利用盆栽用钵分别把经过处理好的土壤(对照、5%石河子、2%加拿大)装好,并且在各处理中加入尿素(375kg/hm2),按照土壤的田间持水量100%进行灌水,然后定时采样测定其中的铵态氮、硝态氮、碱解氮以及其中微生物量,试验开始的前段时间每三天采样分析,整个试验进行一个月。其中铵态氮和碱解氮采用常规分析方法,硝态氮利用比色法进行测定,土壤中的微生物量采用AF-100型号的ATP分析仪测定其含量。2结果与分析2.1花卉和育种中石河子草素和加拿大草素对土壤中铵氮的影响2.1.1炭的种类及用量恒温好气培养的土壤介质中铵态氮的变化情况见表2对照中氨的挥发在实验三天后挥发量为10.3%,5%石河子草炭仅为5.0%,5%加拿大草炭为4.8%。2周后对照中氨的挥发量达到41.4%,5%石河子草炭仅为21.4%,5%加拿大草炭为23.6%,4周后对照中氨的挥发量达到46.9%,5%石河子草炭仅为22.4%,5%加拿大草炭为24.9%,由此可见,草炭的加入明显降低了尿素的挥发,即抑制了尿素的分解,对土壤具有保肥作用。2.1.2炭对土壤铵态氮的影响从表3中明显地发现不论是加拿大草炭或是石河子草炭对铵态氮有固持作用,在培养3天后5%石河子草炭处理土壤中的铵态氮是对照的2.8倍,2%加拿大草炭处理的是对照1.48倍,在培养1周后,土壤中铵态氮含量达到最大值,随后开始降低,但是由于加拿大草炭具有很高的碳氮比(71∶1),因此一个月之后其铵态氮的含量反而低于对照,5%石河子草炭能够在较长的时间内保持较高的铵态氮含量。2.2不同的土壤微生物和atp含量在4周后采样分析发现尿素氮的挥发量,对照是46.9%而含5%石河子和5%加拿大草炭的土壤则分别是22.4%、24.9%。土壤中硝态氮含量以5%石河子草炭的最高为74.9%而5%加拿大草炭只有32.3%,低于对照的51.3%。同时知道,4周后在土壤中微生物量有着很大的差异,5%加拿大草炭的微生物量为7.32nmol/kg土,是对照土壤中的14倍,5%石河子草炭的是3.87nmol/kg土是对照7倍,在5%加拿大草炭的土壤中微生物把无机氮转化成有机氮,这样对无机氮进行了固定,从而有效地防止了尿素的挥发。从表中可知道5%加拿大草炭的土壤中测定铵态氮和硝态氮以及挥发量之和只有61.2%,可见还有40%左右氮未测出,可能被微生物所固定。而对照和5%石河子草炭的则无此现象。从表中土壤ATP含量的数据可以发现5%加拿大草炭的土壤中ATP含量是对照的14倍,也是5%石河子草炭土壤的2倍。因此可以认为加拿大草炭在尿素的分解过程中氮被微生物所固定而达到降低尿素挥发的效果。2.3不同加拿大草炭土壤水分变化上图1、2分别是对照、5%石河子草炭、2%加拿大草炭土壤中硝态氮与含水量随时间的变化曲线,对照中土壤中硝态氮在第10天达到最大值后开始降低,降低的幅度较大。5%石河子与2%加拿大均在第14天达到最大值,随之降低,但是5%石河子草炭降低比较平缓。而在水分变化曲线中,草炭的加入明显增加土壤中水分含量,土壤水分对土壤中微生物影响很大。土壤含水量间接影响微生物对尿素的分解与固持。石河子草炭与加拿大草炭能够使土壤中尿素缓慢分解,因而减少氨的挥发达到提高尿素的有效利用。2.4减少土壤碱解氮,增加作物吸收利用土壤中的碱解氮,对照在培养后第10天达到最大,但是随之急剧降低,到27天时,土壤中仅有极少量的碱解氮,可见由于反硝化造成氮的大量损失。而加入石河子与加拿大的土壤在培养后的第6天就达到最大,加入5%石河子草炭的介质中碱解氮降低速率较慢,即使27天后,介质中仍有较高的碱解氮,从而有利于作物吸收利用。至于2%加拿大草炭的介质,由于加拿大草炭本身的C/N值大,微生物进行矿化时利用土壤中的氮,因此在培养10天后就降低,并且此时的碱解氮含量低于对照,但是,在20天之后土壤中碱解氮基本稳定,且其含量高于对照,同样对碱解氮有反硝化抑制作用。2.5石河子和2%加拿大草炭对土壤微生物量的影响ATP含量的高低作为衡量土壤中微生物量多少的标准,微生物对土壤中氮的转化起着举足轻重的作用。5%石河子与2%加拿大草炭处理的介质中微生物量在培养时间均明显高于对照。特别2%加拿大草炭处理的介质土壤在培养10天微生物量达到最大,而且保持较高的水平。微生物能够把无机氮转化为有机氮,而降低尿素分解挥发。3生长土壤微生物,