氮肥配施生化抑制剂对黄泥田土壤钾素淋溶特征的影响*

周 旋, 吴良欢, 董春华



氮肥配施生化抑制剂对黄泥田土壤钾素淋溶特征的影响*

周 旋1,2,3, 吴良欢1,2**, 董春华3

(1.教育部环境修复与生态健康重点实验室/浙江大学环境与资源学院 杭州 310058; 2.浙江省农业资源与环境重点实验室 杭州 310058; 3. 湖南省农业科学院土壤肥料研究所 长沙 410125)

中国南方黄泥田土壤中养分淋失严重, 尤其是氮(N)和钾(K), 不仅造成资源浪费和潜在环境威胁, 还严重制约作物的可持续生产。采用室内土柱模拟培养, 研究尿素(U)和尿素硝铵(UAN)中单独添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP), 及两者配合施用对黄泥田土壤中K素淋溶特征的影响, 探讨提高黄泥田供钾能力的施肥技术。不同氮肥种类淋溶液中, K+平均浓度大小表现为UAN处理(103.0 mg∙kg-1)高于U处理(93.9 mg∙kg-1), 且抑制剂处理间存在明显差异。培养结束时(第72 d), UAN处理K+淋失量较U处理高6.7%。U各处理淋溶液中K+累积量大小表现为U>U+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP>CK, 其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别降低8.7%、20.2%和14.9%; UAN各处理淋溶液中K+累积量表现为UAN>UAN+NBPT>UAN+NBPT+CP>UAN+CP>CK, 其中UAN+NBPT、UAN+CP和UAN+NBPT+CP处理较UAN处理分别降低6.0%、13.8%和9.2%。不同施肥处理K+淋溶率表现为UAN> UAN+NBPT>U>UAN+NBPT+CP>UAN+CP>U+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP。培养中期(第36 d), U和UAN处理肥际微域中土壤速效钾含量显著降低, 而添加CP处理有效维持土壤中较高的速效钾含量。与单施NBPT相比, 配施CP可以减少黄泥田土壤中NO3-淋溶, 增加土壤晶格对K+的固定, 减轻K+淋溶风险, 有效时间超过72 d。对各处理淋溶液中K+累积量()随NO3-累积量()的变化进行拟合, 其中以线性方程(=+)和Elovich方程(=ln+)的拟合度最高, 且抑制剂处理间、值均存在明显差异。总之, 在黄泥田土壤中单施CP, 或与NBPT配施可以有效增加K+吸附, 降低土壤中K+淋溶损失, 减轻养分淋失风险, 提高肥料利用率。

钾淋溶; 黄泥田土壤; 脲酶抑制剂; 硝化抑制剂; 尿素; 尿素硝铵

钾(K)是植物生长发育所必需的大量营养元素, 在生长代谢中发挥着重要作用[1-2]。土壤缺K会造成作物因生理失调而减产[3], 施用钾肥是缓解土壤K素亏缺的重要途径[4]。目前, 我国已成为世界主要钾肥消费国[5], 同时钾肥资源匮乏[6], 进口量位居世界第一[7]。

黄泥田属于渗育型水稻土亚类, 是我国南方稻区重要的中低产田之一[8], 面积约有140万hm2。其主要分布在山地丘陵坡上, 以耕层浅薄、土质黏重、熟化度低为主要障碍特征[9]。黄壤成土母质为酸性结晶岩、砂岩等风化物及部分第四纪红色黏土, 由于中度风化和强度淋溶, 呈酸性至强酸性, pH 4.5~5.5; 土壤交换性盐基含量最低, B层盐基饱和度小于35%[10]。可见, 黄泥田土壤速效养分含量低, 肥力低下, 保肥性能差, 盲目施肥易导致养分的大量损耗[11]。其中, 缺K现象极其严重[12]。

影响K素淋溶的土壤性质主要有pH[13]、土壤矿物类型[14]、交换性K含量[15]和质地[16]等。研究表明, 偏酸性土壤中Al和羟基铝离子可占据K+的选择结合位, 抑制土壤矿物对K+的吸附, 使K+不易进入复合体而大部分留存在土壤溶液中, 从而加剧淋失[17-18]。NH4+和K+的离子半径相近, 会竞争土壤的吸附位点, 施用氮(N)肥必然影响土壤对K+的吸附[13]。马茂桐[19]研究发现, 施用尿素促进红壤中K+的流失。杜振宇等[20-21]研究发现, 铵钾肥共施显著提高肥际微域中的水溶态K含量, 减少土壤晶格对K的固定。

相关研究报道, 由于硝化抑制剂的施用显著降低土壤硝酸盐的淋溶损失, 根据溶液等电荷平衡原理, 一些土壤阳离子如K+、Ca2+、Mg2+等的淋溶损失也会相应降低[22-24]。同时, 脲酶抑制剂可以抑制土壤中脲酶活性, 减缓尿素态氮水解为NH4+-N[25]。目前, 有关不同氮肥种类对南方酸性土壤中养分淋失特征的影响研究较少, 且主要集中在N素方面。而关于配施抑制剂对K素淋溶特征的影响研究鲜见报道。因此, 采用室内模拟试验, 开展不同氮肥种类结合不同抑制剂组合对黄泥田土壤中K素淋溶特征的影响研究, 以期为中低产田更优化的施肥管理措施提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为黄泥田水稻土, 由第四纪红壤发育而成, 于2013年10月采自浙江省金华市婺城区琅琊镇金朱村(29°01¢19²N, 119°27¢96²E)的0~20 cm耕层土壤。该地区地处金衢盆地东缘, 属于中亚热带季风气候, 海拔86 m, 年均降雨量1 424 mm, 年均气温17.5 ℃。新鲜土样采回后剔除杂物及根系, 风干后过2 mm筛备用。供试土壤基本理化性质为pH(H2O)5.2(土∶水=1∶1), CEC 7.3 cmol·kg-1, 有机质26.2 g·kg-1, 全氮1.3 g·kg-1, 碱解氮132.3 mg·kg-1, NH4+-N 53.4 mg·kg-1, NO3--N 17.8 mg·kg-1, 有效磷4.4 mg·kg-1, 速效钾79.0 mg·kg-1, 砂粒32.8%, 粉粒44.1%, 黏粒23.1%。

供试尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O512%)、氯化钾(含K2O 60%)为分析纯, 由国药集团化学试剂有限公司生产; 尿素硝铵(含N 32%)为分析纯, 由中化作物营养有限公司生产; 脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)24%乳油剂型为分析纯, 由浙江奥复托化工有限公司生产。

1.2 试验装置

模拟土柱装置为内径10 cm、高度40 cm的PVC圆柱管[26], 底部铺2 cm厚、粒径1~2 mm的干燥石英砂, 管柱下开一个2 cm的孔, 连接塑料管以便柱内渗滤液流出, 管底及砂粒与土壤接触面分别铺一层200目的尼龙滤布。按照1.25 g·cm-3土壤容重将已处理好的风干土样装入PVC圆柱管中, 形成高约30 cm的模拟土柱。

1.3 试验设计

试验于2015年4—6月在浙江省杭州市浙江大学紫金港校区实验室进行, 室内温度基本保持在25~35 ℃, 不种任何作物。试验共2组, 每组设置9个处理, 重复3次, 如表1所示。装土柱时, 将土壤分为两层装入, 0~10 cm和10~30 cm(从上到下)。尿素/尿素硝铵和生化抑制剂混匀, 再与过磷酸钙和氯化钾同0~10 cm土壤充分混匀后, 填装在土壤表面。N用量为300 kg·hm-2, P2O5和K2O用量均为150 kg·hm-2。

表1 不同氮肥配施生化抑制剂下土柱试验处理

NBPT: N-丁基硫代磷酰三胺; CP: 2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。NBPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide; CP: 2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine.

1.4 试验方法

1.4.1 样品收集

土柱安装好后每天从顶部用注射器缓慢注入200 mL水(参照当地平均降雨量25.5 mm)[26]。为接近自然降水状态, 采用间歇淋溶法, 让土壤有一定的反应时间。待有淋溶液流出, 从第6 d开始模拟降雨, 每隔6 d一次, 每次200 mL, 尔后收集淋溶液, 并记录淋溶液量, 共13次。在试验开展的第1 d、6 d、12 d、18 d、24 d、30 d、36 d、42 d、48 d、54 d、60 d、66 d、72 d收集水样。第36 d和72 d时, 各取1组土柱进行土样分层采集(0~5 cm、5~10 cm、10~15 cm、15~20 cm、20~25 cm、25~30 cm共6层), 用于检测土壤剖面速效钾含量随土层深度的动态分布。

1.4.2 测定项目与方法

土壤基本理化性状采用常规方法测定[27]。在每次收取淋溶液后, 将其充分混匀, 测量淋溶液体积, 采用火焰光度计法测定淋溶液中K+浓度, 采用紫外分光光度法测定淋溶液中NO3--N浓度。每次淋溶量相加得到累积淋溶量[28]。分层采集的土样立即用1 mol∙L-1NH4AC浸提, 采用火焰光度计法测定浸提液中K+浓度。

1.4.3 计算公式

K+淋溶率(%)=(施N处理K+累积淋溶量-CK处理K+累积淋溶量)/施K量×100%[29-30](1)

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0数据分析软件进行统计分析, 处理间差异显著性比较采用邓肯氏新复极差检验法。

2 结果与分析

2.1 氮肥配施生化抑制剂下土壤淋溶液中K+浓度

由图1可知, 整个培养期间各处理土壤淋溶液中K+浓度变化总体保持平稳, CK处理幅度为55.8~92.0 mg·kg-1, U各处理为62.0~112.3 mg·kg-1, UAN各处理为71.5~137.5 mg·kg-1。不同氮肥种类处理土壤淋溶液中, K+平均浓度表现为UAN处理(103.0 mg·kg-1)高于U处理(93.9 mg·kg-1), 各抑制剂处理间存在差异。培养前期(第18 d), U各处理土壤淋溶液中K+浓度为U(104.3 mg·kg-1)>CK(84.5 mg·kg-1)>U+NBPT(82.8 mg·kg-1)>U+NBPT+CP(70.5 mg·kg-1)>U+CP(66.8 mg·kg-1), UAN各处理为UAN(124.5 mg·kg-1)>UAN+NBPT(86.8 mg·kg-1)>UAN+NBPT+CP(86.5 mg·kg-1)>CK(84.5 mg·kg-1)> UAN+CP(82.5 mg·kg-1)。说明培养期间, 不同种类氮肥施用会加剧土壤K+的淋失, 其中以UAN处理较高; 添加抑制剂可以有效缓解土壤K+淋失风险, 其中以CP处理效果较好。

图1 不同氮肥配施生化抑制剂处理下土壤淋溶液中K+浓度

2.2 氮肥配施生化抑制剂下淋溶液中K+累积量

由图2可知, 整个培养期间各处理土壤淋溶液中K+累积量变化总体呈上升趋势。随着时间延长, 处理间差异变大。培养中期(第36 d), UAN处理土壤K+淋失累积量较U处理增加9.9%。U各处理土壤淋溶液中K+累积量表现为U>U+NBPT>U+NBPT+CP> U+CP>CK, 其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别降低12.5%、22.3%和22.7%; UAN各处理表现为UAN>UAN+NBPT+CP>UAN+CP> UAN+NBPT>CK, 其中UAN+NBPT、UAN+CP和UAN+NBPT+CP处理较UAN处理分别降低15.2%、15.2%和12.5%。培养结束(第72 d), UAN处理土壤K+淋失累积量较U处理增加6.7%。U各处理土壤淋溶液中K+累积量表现为U>U+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP> CK, 其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别降低8.7%、20.2%和14.9%; UAN各处理表现为UAN>UAN+NBPT>UAN+NBPT+CP>UAN+ CP>CK, 其中UAN+NBPT、UAN+CP和UAN+ NBPT+ CP处理较UAN处理分别降低6.0%、13.8%和9.2%。说明添加CP和NBPT可以有效降低黄泥田土壤中K+的淋溶损失, 且U处理配施CP较UAN处理作用效果更好, 可能与尿素水解过程及肥料N素形态变化有关。

图2 不同氮肥配施生化抑制剂处理下土壤淋溶液中K+累积淋失量

2.3 氮肥配施生化抑制剂下土壤K+淋溶率

由图3可知, 培养结束(第72 d), UAN处理(13.7%)土壤K+淋溶率较U处理(10.8%)增加26.7%。U各处理土壤K+淋溶率表现为U>U+NBPT>U+NBPT+CP>U+ CP, 其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别显著降低34.6%(<0.05)、80.6%(<0.05)和59.7%(<0.05); UAN各处理表现为UAN>UAN+NBPT> UAN+NBPT+CP>UAN+CP, 其中UAN+NBPT、UAN+ CP和UAN+NBPT+CP处理较UAN处理分别降低20.1%、46.3%(<0.05)和31.0%(<0.05)。说明添加CP和NBPT可以显著降低黄泥田土壤中K+的淋溶损失, 且U添加CP较UAN作用效果更好。

图3 不同氮肥配施生化抑制剂处理下土壤K+淋溶率

柱上不同字母表示处理间差异达5%显著水平. Different letters above the bars mean significant differences among treatments at 5% level.

2.4 氮肥配施生化抑制剂下土壤K+与NO3-淋溶特征曲线拟合

由图4可知, 土壤淋溶液中NO3-淋失累积量整体上呈上升趋势。CK处理呈较低水平, 整个培养期间平稳增加, 无较大波动。U和UAN淋溶液中NO3-淋失累积量前期增长缓慢, 分别于第42 d和第24 d开始急剧增加。

对黄泥田土壤各处理土壤淋溶液中K+累积量()随NO3-累积量()的变化, 分别以=+、=ln+、=ax、ln=+方程进行回归分析(表2)。各拟合方程2值均达到极显著水平(<0.01), 说明各处理土壤K+淋溶量均随NO3-淋溶量的增加而增加。对于U和UAN处理均以直线方程=+拟合效果较好, 说明=+能较好地描述土壤K+淋溶量随NO3-淋溶量的动态变化特征。其中,表示K+随NO3-变化的速率。U各处理值表现为UU+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP; UAN各处理大小表现为UAN>UAN+NBPT>UAN+NBPT+ CP>UAN+CP。说明黄泥田土壤K+淋失与NO3-变化密切相关; 添加抑制剂可以维持土壤中N素的存在形态, 改变NO3-的存在时间, 从而影响K+的吸附与解析。

图4 不同氮肥配施生化抑制剂处理下土壤淋溶液中NO3-淋失累积量

表2 不同氮肥配施生化抑制剂处理土壤K+淋失量(y, kg×hm-2)与NO3-淋失量(x, kg×hm-2)的拟合方程

**表示在0.01水平上显著相关。** means significant correlation at 0.01 probability level.

2.5 土壤剖面速效钾分布

由图5可知, 黄泥田土壤肥际微域中不同处理速效钾含量在0~30 cm土层均随距施肥点距离增加而逐渐降低, K+在表层土(0~10 cm)中迁移速度较快。U和UAN处理培养期间较CK处理促进K+的垂直迁移。培养中期(第36 d), U处理0~5 cm土层速效钾含量较UAN处理高9.2%。U各处理0~5 cm速效钾含量表现为U+CP>U+NBPT+CP>U+NBPT>U, 其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别提高2.0%、35.0%和6.2%; UAN各处理表现为UAN+CP>UAN+NBPT>UAN+NBPT+CP>UAN, 其中UAN+NBPT、UAN+CP和UAN+NBPT+CP处理较UAN处理分别提高27.1%、28.7%和24.7%。说明添加CP和NBPT可以维持黄泥田土壤中有效钾含量, 且U中添加抑制剂较UAN作用效果更好, 可能与尿素水解时间有关。

图5 不同氮肥配施生化抑制剂处理下K+在黄泥田土壤肥际微域中的迁移量

3 讨论

3.1 氮肥种类对土壤K素淋溶的影响

林清火[31]研究发现, 氮肥种类对砖红壤盐基离子淋失的影响表现为硫酸铵>硝酸铵>尿素。罗微等[30]通过盆栽试验研究发现, 不同氮肥种类的砖红壤淋溶液中, K+浓度及累计淋溶量大小表现为复混肥b>碳铵≈尿素>复混肥a。余泺等[28]研究发现, 盐基离子淋溶总量(kg·hm-2)表现为硫酸铵(1 821.1)>硝酸铵(1 080.3)>尿素(872.2)>N0(417.2); 迁移速率表现为硫酸铵(26.3%)>硝酸铵(13.4%)>尿素(11.8%)。本研究结果与余泺等[28]研究结果相似, 不同氮肥种类处理对K+在黄泥田土壤中淋溶特征的影响较大。培养期间K+平均浓度表现为UAN>U。培养结束(第72 d), UAN处理K+淋失量和淋溶率均高于U处理, 说明K+在黄泥田土壤中淋溶特征与肥料中N素存在形态有关。每1 mol NH4+转化为NO3-释放出4 mol的H+, NH4+-N较尿素施入土壤产生更强的酸化作用, H+越多越易将土壤胶体上的盐基离子替换[28]。UAN中含大部分NH4+-N和NO3--N, 较尿素更直接与土壤作用。培养期前18 d内, K+淋溶量随时间的推移缓慢上升, 且处理间差别不大; 之后, 各处理淋溶液中K+累积量迅速增加, 曲线斜率不断增大, 淋溶速率加快(图2), 与尿素水解过程有关[25]。尿素经土壤脲酶水解为NH4+-N, 再由硝化作用转化为NO3--N, 作用过程需要一定的时间。

3.2 抑制剂对土壤K素淋溶的影响

NO3--N在土壤中不易被胶体吸附、移动性强, 成为N素淋失的主要形式; NH4+-N在土壤中易被胶体吸附和被矿物晶格固定, 其淋溶损失不如NO3--N强烈, 但由于土壤胶体吸附阳离子的能力有限, 当施肥量超过吸附容量时, NH4+-N也存在明显的淋溶损失[31-32]。NH4+与K+有几乎相同的离子半径和水化能, 会被黏土矿物晶格固定。由于NH4+与K+竞争固定位点, 其存在可能改变K+的固定及释放特征[33]。Di等[34-35]研究发现, 硝化抑制剂减少草地土壤中阳离子(如K+、Ca2+、Mg2+等)的淋失, 而NO3-浓度与阳离子总量呈线性关系。本研究结果表明, 添加抑制剂可以有效维持土壤中较高的速效钾含量, 减缓土层中K+向下迁移, 并提高土壤表层K素有效性, 与NO3-淋失特征有关(表2)。NBPT延缓尿素水解, CP有效降低NO3-的淋失, 且两者配施具有一定的协同抑制效应[25]。各处理K+淋溶率表现为UAN>UAN+ NBPT>U>UAN+NBPT+CP>UAN+CP>U+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP。添加CP有效降低淋溶液中K+浓度及累积量, 而添加NBPT较CP对淋溶液中K+的影响较小。在一定施肥量条件下, 单施CP或与NBPT配施均可显著降低黄泥田土壤中K+淋失量, 减轻养分淋失风险。

3.3 黄泥田土壤K素淋溶特征

研究表明, 氮肥用量、降雨量、气温以及土壤性质均会影响K素的移动与淋失[13,36]。占丽平等[37]研究认为, 土壤黏粒含量越高, 吸持K+数量越多, 阻滞因子与各土层黏粒含量呈极显著线性关系。酸性土壤为高度风化的淋溶土纲, 黏粒含量较高, 土壤颗粒所吸附或固定的K+在淋溶初期较多被交换淋溶[38], 又随着施肥淋溶的不断进行, H+不断积累, 土壤电化学平衡被打破后, K+与土壤的结合能量随pH降低而急剧减少, 使淋溶后期K+释放加剧[28]。杜振宇等[20]研究发现, 随着培养时间增加, NH4+在土壤中逐渐被硝化减少, 所产生的H+相应增多, 其吸附能力较大, 对K+的交换能力要强于NH4+。林清火等[39]研究发现, NO3-淋溶量与盐基离子的耦合性较好, 随着NO3-淋失量的增加, 盐基离子淋失量增大; 砖红壤上盐基离子随NO3-的迁移速率表现为硫酸铵>硝酸铵>尿素。南方黄泥田的主要特征是土壤熟化度低、有机质缺乏、有效磷钾低、酸性强以及耕性不良[40-42]。在盈余条件下, 由于红壤性稻田主要以非胀缩性的高岭土矿物为主, 固钾能力较低[40], 增加的水溶性钾或交换性钾离子难以进入矿物层间而被固定。本研究结果表明, 黄泥田土壤中, U和UAN处理肥际微域中土壤速效钾含量显著降低, 减少土壤晶格对K+的固定; H+的存在和NO3-的淋失导致土壤对K+的吸持比例减小, 加大K+淋溶风险。土壤K+的淋失与土壤NO3-淋失具有耦合迁移特征。

4 结论

本试验条件下, 不同处理K+淋溶率表现为UAN>UAN+NBPT>U>UAN+NBPT+CP>UAN+CP> U+NBPT>U+NBPT+CP>U+CP。不同氮肥种类处理淋溶液中K+累积量()随NO3-累积量()的变化特征均可用线性方程和Elovich方程进行描述。在黄泥田土壤中单施CP, 或与NBPT配施可以有效增加K+吸附, 降低土壤中K+淋溶损失, 减轻养分淋失风险, 提高肥料利用率。目前的试验结果是在室内模拟下, 没有作物吸收养分的前提下所得出的结论, NBPT+CP组合在黄泥田中实际施用效果需要进行田间试验进一步研究。

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Effects of combined nitrogen fertilization with biochemical inhibitors on leaching characteristics of soil potassium in yellow clay soils*

ZHOU Xuan1,2,3, WU Lianghuan1,2**, DONG Chunhua3

(1. Key Laboratory of Environmental Remediation and Ecosystem Health, Ministry of Education / College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment, Hangzhou 310058, China; 3. Soil and Fertilizer Institute, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, China)

Soil nutrient leaching in yellow clay soils, especially nitrogen (N) and potassium (K) leaching, is extremely serious in South China. This has resulted in not only waste of resources and potential environmental threat, but also in serious restriction on sustainable production of crops. In this study, the effects of urease inhibitor [N-(n-butyl) thiophosphoric triamide, NBPT], nitrification inhibitor [2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine, CP] and their combined application on leaching characteristics of K in yellow clay soils were investigated in an indoor soil column simulation with urea (U) and urea ammonium nitrate (UAN) application. The study aimed to improve the capability of soil K through rational application of biochemical inhibitors. In the leaching solution of different N fertilizers, higher average K+concentration was obtained under UAN treatments (average in 103.0 mg∙kg-1) than under U treatments (average in 93.9 mg∙kg-1), with obvious differences among inhibitor treatments. At the end of incubation (72 days after incubation), UAN treatments increased K+leaching average by 6.7% more than U treatments. K+accumulation in leaching solution under U treatments was in the order of U > U+NBPT > U+NBPT+CP > U+CP > CK. Compared with U treatment, U+NBPT, U+CP and U+NBPT+CP treatments reduced K+accumulation by 8.7%, 20.2% and 14.9%, respectively. K+accumulation under UAN treatments was in the order of UAN > UAN+NBPT > UAN+NBPT+CP > UAN+CP > CK. Compared with UAN treatment, K+accumulation in UAN+NBPT, UAN+CP and UAN+NBPT+CP treatments were reduced respectively by 6.0%, 13.8% and 9.2%. Additionally, leaching rate of K+across different treatments was in the order of UAN > UAN+NBPT > U > UAN+NBPT+CP > UAN+CP > U+NBPT > U+NBPT+CP > U+CP. In the middle of incubation (36 days after incubation), soil available K content of fertilizer microsites under U and UAN treatments decreased significantly. The addition of CP effectively maintained high availability of K content in the topsoil. Compared with the addition of NBPT alone, combined application of NBPT and CP reduced NO3-leaching, increased K+fixation on soil lattice and mitigated leaching risk of K+for more than 72 days in yellow clay soils. Equation models were used to describe the relationship between K+accumulation () and NO3-accumulation () in leaching solution. The linear equation (=+) and Elovich equation (=ln+) fitted well, withandvalues for inhibitor treatments obviously different. In conclusion, the application of CP alone or in combination with NBPT in yellow clay soils effectively increased the adsorption of K+, minimized soil K+leaching loss, mitigated the risk of nutrient leaching and improved fertilizer utilization rate.

Potassium leaching; Yellow clay soil; Urease inhibitor; Nitrification inhibitor; Urea; Urea ammonium nitrate

, E-mail: finm@zju.edu.cn

Aug. 22, 2017;

Oct. 10, 2017

10.13930/j.cnki.cjea.170766

F323.21

A

1671-3990(2018)05-0737-09

吴良欢, 主要从事有机营养与养分综合管理研究。E-mail: finm@zju.edu.cn 周旋, 主要从事肥料与养分资源综合管理研究。E-mail: zhouxuan_123@126.com

2017-08-22

2017-10-10

* The study was supported by the National Key Technology R&D Program of China (2015BAD23B03), the National Program on Key Basic Research Project of China (2015CB150502), the Rural Non-point Pollution Control Technology Integration and Scale Demonstration Project of Tiaoxi Catchment of Zhejiang Province, China (2014ZX07101-012), the “San Nong Liu Fang” Research Plan of Zhejiang Province and the Cooperation Project of Zhejiang University-Zhejiang Aofutuo Chemical Limited Company, China.

* 国家科技支撑计划项目(2015BAD23B03)、国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB150502)、苕溪流域农村污染治理技术集成与规模化工程示范(2014ZX07101-012)、浙江省“三农六方”科研协作计划项目和浙江大学-浙江奥复托化工有限公司合作项目资助

周旋, 吴良欢, 董春华. 氮肥配施生化抑制剂对黄泥田土壤钾素淋溶特征的影响[J]. 中国生态农业学报, 2018, 26(5): 737-745

ZHOU X, WU L H, DONG C H. Effects of combined nitrogen fertilization with biochemical inhibitors on leaching characteristics of soil potassium in yellow clay soils[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(5): 737-745