[发明专利]一种减少双季稻田氮素挥发损失的方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻的水肥管理技术领域，尤其涉及一种减少双季稻田氮素挥发损失的方法。

背景技术

近年来，我国雾霾天气频发，引起社会各界的广泛关注。研究发现，在细颗粒物(PM_2.5)的形成过程中，气态氨(NH₃)对雾霾的形成起着关键性作用。一方面由于NH₃作为大气中唯一的碱性气体，是大气PM_2.5形成的重要前体；另一方面是细粒子的生成速度在NH₃参与下会明显加快。可见，从源头上减少NH₃的排放，可以降低大气环境中PM_2.5浓度，实现环境空气质量的提升，提高社会效益。

我国施用化肥排放的NH₃为3.55Tg·NH₃-N·yr^-1，占全国每年NH₃排放总量的61.5％。水稻是我国最重要的粮食作物，稻谷产量占全国谷物总产的40％以上。我国双季稻种植面积约占水稻种植面积的60％左右，双季稻区长期的连作种植模式，使其复种指数较高，肥料用量较大，肥料效应逐步下降，导致氮肥利用率仅30％-40％，损失率高达40％-60％。而氨挥发是稻田氮素损失的主要方式之一，农田氨挥发损失的氮素可占总施氮量的9％-40％；我国北方稻作系统中稻季氨挥发损失占总施氮量的30％-39％，南方太湖地区稻作系统稻季氨挥发损失占总施氮量的5％-18％；其他南方部分地区由于过量施用氮肥或施用碳酸氢铵，其氨挥发损失可超过40％。产生氨挥发的内在原因是稻田施用碳铵、尿素等易溶性氮肥后，田面水中氨及铵态氮含量快速升高，且田面水中pH值呈碱性，导致大量氮素以氨挥发形式损失。可见，农田减少氮素的氨挥发损失，可以保障作物产量，提高氮素利用率，有效防控农业面源污染，提高经济效益和生态效益。

目前，减少稻田氨挥发的措施主要包括：

(1)利用施肥技术：①粒肥定位深施技术，该技术对减少氮肥损失、提高氮肥增产效果的作用已经得到了广泛的证明。蒋能慧等模拟水田条件下尿素深施比表施减少氨挥发23.7％。②水肥一体化技术，该技术是借助压力灌溉系统，将灌溉与施肥融为一体，把可溶性固体肥料或液体肥料混配而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤的农业新技术。③测土配方肥技术，该技术是根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，强调氮磷钾和微量元素适当用量、比例的施肥技术。配方肥技术的推广应用改变了盲目施肥、单一施肥的弊端，给作物定量、合理的提高养分元素。

(2)利用新型肥料技术：①包膜肥料技术，目前使用的包膜肥料有树脂包膜、硫包膜和有机肥包膜等，它们主要是通过控制氮素释放速度，使土壤或田面水保持较低的铵态氮水平，并长期供给作物吸收利用，从而减少氨损失和提高氮素利用率。但包膜肥料技术对降低氨挥发量的效果仅在基肥期比较明显，后期的效果不明显。②稳定性肥料技术，该技术是在肥料中添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂，使肥料具有“长效、缓释、节能、环保”的特点，通过延长氮肥肥效，提高氮素利用率。含硝化抑制剂的尿素(DMPP)配施高C/N比的生物秸秆，可延缓尿素水解，增加尿素随水分运动渗入深层土壤的机会，可抑制氨挥发损失。

(3)使用表面分子膜，该技术能控制田面水蒸发，降低氨挥发速率。水稻田间试验中，使用16烷醇或18烷醇的乙醇溶液能显著降低田间尿素氨挥发量，对抑制氨挥发损失有很好的效果。但是这些表面膜不能长期维持，易被分解和飘移，而且酒精用量大，成本太高，缺乏实用价值。

(4)水分管理，控制灌溉稻田在由施肥时建立的薄水层变为无水层的过程中，肥料水解后产生大量的铵离子随水向土壤下层迁移，减少了表层土壤溶液中的铵离子，从而降低了氨分压和氨挥发。控制灌溉模式在节水的同时，减少了稻田的氨挥发损失，提高了氮肥利用率，有利于改善大气环境。从整体上来说，水分管理技术在能保证作物产量的情况下，减少氨挥发的作用效果不大，减少量一般在20％之内。

通过研究减少稻田氨挥发损失各种措施，减少稻田氮素损失对环境带来的风险，对促进我国农业的可持续发展具有十分重要的意义。以上措施中较常用和适用性广的是包膜肥料技术，以及水分管理技术，其单一实施的效果并不显著，将减量施用控释氮肥与水分管理结合，从而减少稻田氨挥发损失的研究，至今未见报道，值得进一步研究。

发明内容