不同表面分子膜材料抑制稻田氨挥发的效果及其作用途径

王梦凡，俞映倞，杨 梖，谢 斐，侯朋福，杨林章，薛利红*，孙庆业

（1.安徽大学资源与环境工程学院，合肥 230601；2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，农业部长江下游平原农业环境重点实验室，南京 210014；3.江苏省林业科学研究院，南京 211153）

我国是世界上最大的氮肥消费国，2016年，我国农业氮肥用量约为3062万t，占全球总量的31%（粮农组织，2018年）。然而我国的氮肥利用率仅为35%左右，远低于世界发达国家水平[1]。氨挥发是稻田氮素损失的重要途径之一[2]，其损失比例占氮肥施用量的10%～60%，是造成氮素利用率低的主要原因[3]。田间氨挥发主要集中于施肥后一周内，占对应各施肥期氨挥发总量的60%以上[4]。大量的氨挥发还带来了一系列的环境问题，如大气污染、雨水酸化、水体富营养化和生物多样性丧失等[5-8]。无论从农学、生态学还是经济角度上，减少氨排放对于提高氮肥利用率、防止区域空气污染、缓解全球气候变化和保护人类健康都起着重要作用[9]。

以减少氨挥发排放为目的的研究已有不少，目前的主要技术手段有肥料深施[10]、施用缓控释肥[11]、添加相关氮转化抑制剂[12]、利用有机化合物如生物炭等来改进施肥属性[13]等。然而，这些旨在削减氨挥发的手段都或多或少存在一些缺陷，如调整施肥方式需要耗费人力物力且在农业操作中多有不便、成本较高；缓控释肥成本相对较高难以大面积应用[14]；添加相关氮转化抑制剂的效果相对较小，且研究结果不统一[15]；利用有机化合物如生物炭等来改进施肥属性的方式缺乏一定的经济环保性和结论统一性[16]。而施用稻田表面分子膜可以在不改变施肥方式和氮肥属性的条件下通过物理及化学等多方面共同作用抑制氨挥发，且添加材料可逐渐自然降解，不会带来二次污染，因此具有很好的环境经济效应，有利于保护环境和农业可持续发展，是一种截然不同的抑氨途径[17]。前人研究表明，稻田表面分子膜可抑制氮肥的氨挥发损失，减少棵间水分蒸发量，提高田面水的温度，抑制稻田的藻类生长，提高氮肥利用率，从而起到节肥、节水和增产的作用[18]。许前欣等[19]和张桂萍等[20]的研究表明施用表面分子膜可使水稻增产6.5%～7.9%，节约氮肥用量25%。尹斌等[18]的试验结果表明施用液态分子膜能显著减少稻田中的氨挥发损失，减少水分蒸发20%～40%，提高田面温度1～2℃，同时可使水稻产量增加4%～12%，为稻田施用表面分子膜提供了一定的科学依据。然而现有抑氨膜虽然明确了表面分子膜能有效降低稻田的氨挥发，具有一定的稻田增产效果，但对不同添加材料及适宜添加量的选择研究鲜有报道。蔡贵信[21]的研究发现，添加材料存在成膜不稳定、成本高和膜极易破裂或向下风口聚集等问题，同时其适宜添加量和抑制氨挥发的作用途径也不明确，很难进行大规模的田间应用。因此亟需开展表面分子膜材料的筛选，并深入探讨其抑制氨挥发的作用途径等研究。

在抑制氨挥发的成膜材料的选择上，首先应价格低廉容易获取，同时环境友好、可自然降解、不会带来二次污染，而且其降解产物最好能进一步作为有机碳源来调控化肥氮在土壤中的转化、吸附并促进植物的氮素吸收[18]。聚乳酸（PLA）是一种性能优良且具有生物相容性和生物可降解性的聚合物，可通过玉米、木薯、马铃薯和甘蔗等可再生资源发酵产生，最终分解成水和二氧化碳，不污染环境[22]。玉米蛋白是从玉米湿磨工业中的副产物——玉米麸中提取出来的，具有良好的成膜特性，所成膜具有一定韧性，而且光滑、耐水、耐油、防腐[23]；Span 60是一种非离子型表面活性剂，该物质是水、油型优良乳化剂，具有很强的乳化作用和分散效果[24]。

因此，本研究选取PLA、玉米蛋白和Span60三种材料，在四种添加比例条件下进行培养，研究不同添加材料及比例在一定周期内对氨挥发损失过程、水面蒸发速率和水土体系氮素动态的影响，分析影响控制氨挥发损失的关键因素和控制效果，明确最佳的表面分子膜材料及其适宜用量，为减少氨挥发并提高稻田氮素利用率提供一种可选择的技术途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 土壤材料

本实验供试土壤采自江苏省农科院试验基地的长期稻-麦轮作农田（32°03′N，118°51′E），采集时去除表层浮土，取0～20 cm表层土壤，经自然风干后过2 mm孔径筛备用。土壤基本理化性状为：pH 7.10、有机质12.43 g·kg-1、全氮1.75 g·kg-1、全磷0.71 g·kg-1、铵态氮13.29 mg·kg-1、硝态氮72.56 mg·kg-1、速效磷 30.27 mg·kg-1、速效钾101.83 mg·kg-1。

1.1.2 成膜材料

本试验以 PLA[聚乳酸，（C3H4O2）n，购自华创塑化]、玉米蛋白（Zein from corn，蛋白≥90%，N≥14%，购自安耐吉化学）和Span60（C24H46O6，化学纯，购自泸试）为成膜材料。根据各自成膜特性，将各添加材料加入一定比例的无水乙醇（C2H6O，含量≥99.7%，分析纯，购自泸试）乳化后配制成相应的乳液，PLA、Span60、玉米蛋白3种添加材料乳剂与水的比例分别为2∶3、2∶3、1∶4。采用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）观察添加材料所形成的表面分子膜的微观形貌（图1），通过观察含8 g·m-2的PLA、8 g·m-2的玉米蛋白和6 g·m-2的Span60的AFM和SEM图可以看出配制完成的溶液存在一定的表面分子膜结构，整体成膜较均匀且存在一定的膜厚度。

图1 不同添加材料表面分子膜的AFM和SEM图Figure 1 AFM and SEM image of molecular film on different additive materials

1.2 试验设计

试验于2019年2月26日在江苏省农业科学院玻璃温室中进行，温室顶部为透明玻璃，且室内温度在20～35℃之间，防止室内温度过低或过高影响其水土体系微生物及成膜效果[25-26]。试验设置3种材料、4个添加比例（分别记作1、2、3、4）及1个无材料添加的对照（CK），共计13个处理，各3次重复。试验以380 mm×260 mm×130 mm（总容积为12.84 L）PVC箱作为培养容器，且每个培养容器视为一个培养体系，故本试验共涉及培养体系39个。试验开始前一周在每个培养体系中加入4.5 kg土壤（以干土计），实际土层高度为5 cm，并用去离子水进行浸泡，确保试验开始时土壤呈饱和持水状态。试验开始时，向各培养体系中加入30 mg·L-1的氯化铵溶液4 L，使水层高度保持在8 cm。试验期间每日及时补充去离子水，保证培养体系中田面水高度保持一致。表面分子膜添加量的比例通过材料的溶解度和成膜状态确定，其中PLA的添加比例为2、4、6、8 g·m-2（以干性物质计，下同）；玉米蛋白的添加比例为 1、2、4、8 g·m-2；Span60的添加比例为1、2、4、6 g·m-2。

试验周期共为15 d，设置此试验天数的原因主要有以下两点：（1）以往研究表明，稻田氨挥发的排放主要集中于施肥后一周内，峰值出现在施肥后1～3 d内。如彭世彰等[27]和邓美华等[28]指出施肥后一周内的氨挥发排放量约占整个水稻生长周期的60%～85%。（2）由于分子膜材料的添加，有可能会增长氨挥发的排放时间，为了更好地检测分子膜对特定时间段氨挥发损失总量的影响，增长了一定的观察时间。且为合理设置时长，试验前期针对每个研究涉及的分子膜材料做了探索性预试验，15 d的周期设定在本试验添加比例下已能体现添加材料对气液界面氨分子运动的影响。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 田面水铵态氮浓度、蒸发速率、pH

将配制完成的300 mL表面分子膜溶液于2019年2月26日上午用喷壶均匀喷洒于加入氯化铵后的培养容器中，分别在加入表面分子膜后的第1、2、3、5、7、9、11、13、15日上午8：00—10：00进行采样，39个样品各采集1个。为防止破坏表面分子膜的完整性，用针管抽取水样50 mL，将采集后的水样通过0.45 μm的微孔滤膜进行过滤，滤液中铵态氮含量由荷兰Skalar连续流动分析仪进行测定。采集水样的同时使用德国pH 3310 SET 2型便携式pH计和直尺进行箱内pH值和田面水高度的测定，采样完成后用去离子水加至初始高度。液面蒸发速率的计算公式为：式中：A为培养容器的底面积，cm2；h为液面下降高度，cm；D为每次测量的时间，d。

1.3.2 氨挥发的采集与测定

氨挥发收集采用通气法[29]。收集装置由聚氯乙烯硬质塑料管（PVC）制成，内径为10 cm，高为15 cm，将厚度1.5 cm、直径11 cm的海绵均匀浸以磷酸甘油溶液（50 mL磷酸+40 mL丙三醇，定容至1000 mL）后，置于硬质塑料管中，其中下层2 cm塑料管埋入土壤中，海绵与管顶部相平，氨挥发在加入表面分子膜的当日开始收集，与水样的采集同时进行。取样时，将海绵取出，迅速编号后分别装入自封袋密封，同时换上另一块刚刚浸过磷酸甘油的海绵。将收集的海绵带回实验室后分别装入500 mL的塑料瓶中，加入200 mL 2 mol·L-1的KCl溶液，使海绵完全浸于其中，在25 ℃、180 r·min-1下恒温振荡1 h，过滤，采用荷兰Skalar连续流动分析仪测定滤液中的铵态氮含量。氨挥发积累量为试验周期内测定氨挥发日通量的总和，其计算公式为：

式中：M为通气法或密闭法单个装置平均每次测得的氨量（NH+4-N），g；A为捕获装置的横截面积，cm2；D为每次连续捕获的时间，d；c为KCl浸取液中NH+4-N含量，mol·L-1；V为KCl浸取液的体积，本试验取0.2 L；Mo为氨的摩尔质量，取17 g·mol-1。

1.3.3 土壤的采集与测定

分别在实验开始前和结束后进行土壤采集，将采集后的土样编号后分别装入自封袋中带回实验室，称取6 g的土壤分别装入100 mL的塑料瓶中，加入50 mL 2 mol·L-1的KCl溶液进行浸提，在25℃、180 r·min-1下恒温振荡1 h，过滤，采用荷兰Skalar连续流动分析仪测定滤液中的铵态氮和硝态氮含量。

1.3.4 水分蒸发比阻的测定

通过水分蒸发比阻的测定来表征不同添加材料抑制水分蒸发的能力，在田面水上方5 cm处放置一盛有相同质量氯化钙颗粒的滤网，直径为10 cm，底部孔径为3 mm，可容水汽通过。经过一定时间后称取其质量。蒸发比阻（r）的计算公式为：

式中：A为水蒸气通过的面积，cm2；W、W0分别为水面和干燥剂上的水蒸气平衡浓度；mf、m0分别为存膜和无膜时干燥剂的吸水量，g；t为测量时间，h。

1.3.5 温度的测定

玻璃温室的室内温度由国产Elitech RC-4型温度记录仪进行记录。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2015软件进行数据计算和绘图，SPSS 24.0软件进行统计分析，LSD法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同添加材料及比例对氨挥发损失的控制效果

不同添加材料及比例的氨挥发日通量均随肥后时间推移而逐渐减少（图2）。PLA处理多数添加比例在肥后7 d内氨挥发日通量低于对照（除PLA2外），而7～15 d时则高于对照。玉米蛋白材料有效降低了肥后3 d内的氨挥发日通量，此后则出现了一定程度上的促进效应。Span60材料添加在肥后5 d以后才显示出一定的氨挥发控制效果，但多数时候作用并不显著。

不同添加材料及比例下的氨挥发积累损失量如图3和图4所示。施肥后一周内与施肥后15 d内的氨挥发积累量规律一致，且各添加材料及比例抑制氨挥发的效果主要集中于一周内。15 d试验周期内PLA和玉米蛋白材料的添加能够降低1.04%～12.46%的氨挥发累积损失，且玉米蛋白2能够降低12.46%的氨挥发积累量，抑制氨挥发的效果最佳。玉米蛋白随着添加比例的增加呈现抑制效果先增强再减弱的趋势，而Span60和PLA材料类似，不同添加比例对氨挥发的抑制效果无明显差异。

图3 施肥后一周内不同添加材料及比例的氨挥发积累量Figure 3 Ammonia volatilization accumulation of different added materials and proportions within one week after fertilization

图4 施肥后15 d内不同添加材料及比例的氨挥发积累量Figure 4 Ammonia volatilization accumulation of different added materials and proportions within 15 days after fertilization

2.2 不同添加材料及比例对田面水相关属性的影响

田面水pH值和铵态氮浓度是决定氨挥发的两个主要因素。3种不同添加材料及比例下田面水相对

pH值的变化规律一致（图5），均呈现先增加后降低最后增加趋于稳定的趋势。在1～3 d内，田面水pH值较对照均有一定程度的上升，且Span60-4增加程度最高，较对照增加了5.90%；在5～10 d时段内，分子膜均降低了田面水pH值，且第7 d的pH值降低效果最为显著，其中玉米蛋白降低田面水pH值的效果最佳，较对照降低了11.26%；而后逐渐上升趋于稳定，与对照无明显差异。

3种添加材料对田面水铵态氮浓度的影响主要发生在肥后一周内，田面水铵态氮浓度在肥后一周下降至0～1 mg·L-1（图6）。PLA、玉米蛋白及Span60对田面水铵态氮浓度的有效作用时间分别为5、3、7 d（图7）。所有材料在添加第1 d内均降低了田面水铵态氮浓度，其中玉米蛋白的降低比例最高，较对照降低了43.70%；在2～7 d时段内，Span60较对照出现了增加；后期7～15 d时段内，田面水铵态氮浓度逐渐趋于平稳，各添加材料及比例较对照无明显差异。

2.3 不同添加材料及比例下田面水属性与氨挥发损失的相关性

为了深入分析pH值和田面水铵态氮浓度对氨挥发的影响，将pH值作为分组依据，以0.3为一个梯度从小到大排列，将对应田面水铵态氮浓度和氨挥发日通量分为低（6.85～7.15）、中（7.15～7.45）、高（7.45～7.75）、较高（7.75～8.05）4组，田面水铵态氮浓度作为自变量，氨挥发日通量作为因变量，分析不同pH值组别下田面水铵态氮浓度与氨挥发日通量的相关性。将田面水铵态氮浓度的变化阶段作为分组依据时，将pH值和氨挥发日通量分为低（0～2 mg·L-1）、中（2～6 mg·L-1）、高（6～12 mg·L-1）3组，pH值作为自变量，氨挥发日通量作为因变量，分别分析不同田面水铵态氮浓度组别下pH值与氨挥发日通量的相关性。结果表明（图8和图9），当以田面水铵态氮浓度为自变量，pH值为7.15～7.75时，田面水铵态氮浓度与氨挥发日通量呈显著正相关（P＜0.05）。当以pH为自变量，田面水铵态氮浓度为12～6 mg·L～1时，随着铵态氮浓度的降低，田面水pH与氨挥发日通量呈负相关，但相关性不显著。在铵态氮浓度为6～2 mg·L-1时，为显著正相关（P＜0.05）。而在低田面水铵态氮浓度（2～0 mg·L-1）下，田面水pH值与氨挥发日通量呈极显著负相关（P＜0.01）。

图5 不同添加材料及比例的田面水相对pH值变化Figure 5 Relative pH changes of surface water with different added materials and ratios

图6 不同添加材料及比例的田面水铵态氮浓度变化Figure 6 Variation of ammonium nitrogen concentration in the surface water with different added materials and ratios

图7 不同添加材料及比例的田面水相对铵态氮浓度变化Figure 7 Variation of relative ammonium nitrogen concentration in surface water with different added materials and ratios

图8 不同pH值组别下田面水铵态氮浓度与氨挥发日通量的相关性Figure 8 Correlation between the ammonium nitrogen concentration in the surface water and the daily flux of ammonia volatilization in different pH groups

2.4 不同添加材料对田面水蒸发速率的影响

3种添加材料均对田面水蒸发产生了抑制作用（图10）。PLA在整个观测期内田面水蒸发速率低于对照，侧面反映其田面水停留时间较长。玉米蛋白不同添加比例在前期稍有不稳定，但在3～9 d时段内均低于对照。Span60在1～7 d时段内田面水蒸发速率低于对照（除Span60-3外）。田面水分子膜的添加均会降低田面水蒸发比阻，但不同添加材料之间差异不显著，PLA、玉米蛋白和Span60的田面水蒸发比阻较对照分别降低了21.97%、12.56%、23.31%。

2.5 不同添加材料及比例对土壤矿质态氮含量的影响

由试验周期结束后测定的土壤矿质态氮含量（图11）可知：PLA和玉米蛋白添加较对照处理增加了土壤矿质态含量，且玉米蛋白的增加效果更为显著，达28.1%～50.19%；不同添加材料中，PLA2、玉米蛋白3及Span60-1对土壤矿质态含量提升效果最为显著，较对照处理分别提高了12.96%、50.19%、15.14%。

3 讨论

3.1 田面水中影响氨挥发日通量的关键因子及其作用效果

图9 不同田面水铵态氮组别下pH值与氨挥发日通量的相关性Figure 9 Correlation between pH and ammonia volatilization flux under different ammonium water groups in different fields

图10 不同添加材料及比例的田面水蒸发速率Figure 10 Evaporation rate of field water with different added materials and ratios

图11 不同添加材料及比例的土壤矿质态氮含量Figure 11 Soil mineral nitrogen content of different added materials and ratios

氨挥发作为氮肥施入土壤后的主要氮素气态损失形式之一，发生在气-液交界面上，因此田面水铵态氮浓度和pH值等田面水属性对氨挥发过程起主导作用[30～32]。而土壤及田面水微生物种群变化并非本研究的重点，相关微生物机理将立足于本研究已有结果相继展开。本研究发现，不同pH值环境下，氨挥发日通量对田面水铵态氮含量的响应有所不同。在低pH值条件下（pH为值6.86～7.15时），氨挥发日通量对田面水铵态氮含量的变化不敏感；随着pH值的增加（＞7.15时），氨挥发日通量随着田面水铵态氮浓度增加而增加，呈显著正相关（P＜0.05），且田面水铵态氮浓度每增加1 mg·L-1，氨挥发日通量增加0.38～0.52 kg·hm-2·d-1；但是当pH上升到8.05以上时，田面水铵态氮浓度与氨挥发日通量又再次相关性不显著。出现这一现象的原因可能是：在pH值范围适宜时，pH值的升高会促进铵离子向氨气转化，引起氨挥发通量的增加[33]；但当pH值为8.05～8.35时，试验处于后期阶段，水体中的铵态氮含量低至0～0.5 mg·L-1，差异不显著。Kavitha等[34]的研究显示，低氧和外加碳源有利于反硝化反应的进行。此时水土体系中氮含量和氧气含量较低，同时有一定的外加碳源加入，因此猜测此现象可能与反硝化细菌有关。而反硝化细菌受温度的影响较大，因此田面水铵态氮浓度影响氨挥发日通量的效果较弱，外界环境条件（如温度与光照）可能是影响氨挥发日通量的主要因素。不同田面水铵态氮浓度下，氨挥发日通量对田面水pH值的响应程度也有所不同。在田面水铵态氮浓度大于6 mg·L-1时，水体中氮含量较高且氧气充足，有利于氨化过程，氨挥发量随着田面水铵态氮浓度的增加而增加，而对田面水pH值的变化较不敏感。随着田面水铵态氮浓度降低至小于6 mg·L-1时，水土体系中铵离子和氧气可能会发生硝化作用而将铵离子生物氧化为硝酸根[25]，对田面水pH值变化的敏感度随之增加，呈显著正相关（P＜0.05）。田面水pH值每增加1，氨挥发日通量增加3.32 kg·hm-2·d-1。而当田面水铵态氮浓度降低至小于2 mg·L-1时，氨挥发日通量与田面水pH呈极显著负相关（P＜0.01）。

在临近施肥时间，田面水铵态氮浓度较高，此时田面水处于高铵态氮浓度和高pH值状态，氨化过程较强，氨挥发量较高。而此时气-液界面的分子膜结构完整，一方面其物理阻隔作用对氨挥发过程产生显著抑制，另一方面由于外加碳源能够导致氮的固定，从而减少氨挥发[35]。氨挥发日通量与对照相比有所降低，田面水铵态氮浓度和pH值对氨挥发日通量的影响均未达到显著。随着时间推移，表面分子膜因微生物作用和环境因素等原因逐渐分解，对氨挥发日通量的影响较弱。另外，藻类等微生物在外来碳氮源的促进下迅速生长，生物量及代谢均有所增加，氮转运过程加快，田面水铵态氮浓度不断降低，环境pH值成为调节氨挥发日通量的主要因素[36]。

3.2 不同添加材料及比例的抑氨过程及效果

表面分子膜材料通过物理阻隔和对田面水相关属性调控的共同作用，影响氨挥发过程[37]，而不同添加材料及比例的表面分子膜的阻隔作用及影响田面水属性效果有所不同，导致一定时段氨挥发积累量有所不同。

PLA材料降低了田面水铵态氮浓度和pH值，但各添加比例间无显著差异。PLA1、PLA3、PLA4的氨挥发积累量低于对照，PLA2的氨挥发积累量高于对照。结合其他属性，推测PLA主要是通过其表面分子膜的物理阻隔作用和降低田面水铵态氮浓度共同抑制氨挥发。PLA材质本身具有结晶度差异较大和易脆的特性，可能在一定程度上影响成膜效果[38]。添加比例较低时，其结晶速率较高，成膜会抑制氨挥发；添加比例较高时，会使其膜延展率较高，也会抑制氨挥发。PLA虽然具有较好的成膜和阻隔性能，但温度会影响其结晶度从而影响成膜效果[39-40]。因此，PLA在通过降低田面水铵态氮浓度和pH值共同抑制氨挥发的同时，各添加比例的成膜效果和环境因素（如温度）也会显著影响抑制其氨挥发的效果。玉米蛋白和Span60不同添加比例影响氨挥发通量的规律一致，在一定范围内，随着添加比例的增加，氨挥发抑制效果增大，但超过一定临界点时，抑制氨挥发的效果有所降低，甚至起促进作用。出现这一现象的原因可能是因为乳剂有一定的凝聚点，当用量超过临界点时，因发生凝聚而使得在高用量时的成膜效果变差，抑制效果也就随之降低[41]。对于玉米蛋白来说，不同添加比例的玉米蛋白均会降低田面水铵态氮浓度和pH值，降低程度高于PLA和Span60，但随着添加比例的增加，其降低液面铵态氮浓度和pH值的程度越低，且各添加比例间无显著差异。这可能是由于在乙醇溶液中制备时，玉米蛋白添加比例过高使其不能完全展开，发生凝聚结块现象，膜出现裂口和碎片，成膜效果较差，影响膜的阻隔性，从而影响氨挥发的抑制效果[42]。这说明玉米蛋白添加比例不宜过高，且它主要是通过降低液面铵态氮浓度和pH值共同作用来抑制氨挥发。对于Span60来说，随着添加比例的增加，其降低田面水铵态氮浓度和pH值的程度越低；低添加比例的Span60会使田面水铵态氮浓度降低，而高添加比例会使田面水铵态氮浓度增高，从而使氨挥发量增加。庄舜尧等[41]指出，pH值主要是通过影响铵离子的平衡浓度从而影响氨挥发量，而田面水铵态氮浓度则主要是通过影响氨挥发速率常数来影响氨挥发量。因此，Span60主要是通过降低田面水铵态氮浓度影响氨挥发速率常数来抑制氨挥发，但添加比例过高会增加田面水铵态氮浓度不利于抑制氨挥发。结合不同添加比例的氨挥发抑制效果，玉米蛋白2显著降低了液面铵态氮浓度和pH值，使水土体系处于一个低氮浓度、低pH值的状态，氨挥发积累量最低。因此，从氨挥发抑制效果和经济环保的角度来说，玉米蛋白为较适宜添加材料，添加量为2 g·m-2。

4 结论

（1）表面分子膜均有降低水土体系中氨挥发通量的作用效果。与对照相比，施肥后一周内PLA、玉米蛋白、Span60的降低氨挥发积累量的比例范围分别为6.61%～18.10%、6.71%～21.78%、4.32%～9.51%。且3种添加材料的最佳添加比例分别为PLA4、玉米蛋白2、Span60-1。在田间实施表面分子膜材料对稻田氨挥发具有一定的抑制作用，且添加量的高低也会影响氨挥发的抑制效果。

（2）3种添加材料抑制氨挥发的作用途径有所不同，其添加材料的选择也是影响抑制稻田氨挥发的一个重要因素。PLA、玉米蛋白影响氨挥发的规律一致，是通过降低田面水铵态氮浓度和pH值共同作用抑制氨挥发；Span60主要是通过降低田面水铵态氮浓度抑制氨挥发，但添加比例过高会增加田面水铵态氮浓度。

（3）综合考虑材料的成本及抑制氨挥发的效果，2 g·m-2的玉米蛋白为适宜添加材料及比例，可降低整个试验周期肥后15 d总氨挥发损失量12.46%。