不同施肥类型下碱性塿土和酸性赤红壤清江白菜种植的氨挥发特征及排放系数

赵瑞，冯雁辉，姚玲爱*，马千里，高加乾，赵学敏

（1.生态环境部华南环境科学研究所，广州 510655；2.广东天禾农资股份有限公司，广州 510080）

当前，农田施肥导致的氨排放是大气氨或铵盐的重要来源之一[1-2]，而氨是形成细颗粒物（PM2.5）的重要前体物，对雾霾的形成起关键作用[3-5]。因此，研究农田氨排放规律和影响因素对雾霾的防治具有一定的科学意义，对于氨减排措施的制定和实施具有一定的现实意义。我国农田氨排放占到氨气排放总量的50%左右[6-9]，影响农田氨排放的因素有以下几个方面，一是如氮肥类型在内的氮肥自身固有特性[10-11]，二是如气候（气温、湿度、光照和风速等）[12-14]和土壤性质（土壤类型和理化特性等）等环境因素[13，15-16]，三是如氮肥施用量和施用方式等种植模式[17-21]。诸多因素中土壤因素对农田氨挥发具有重要影响，土壤因素中的土壤类型、土壤pH及其他理化性质对土壤氮素的迁移转化等都有深刻影响，进而影响农田土壤氨挥发，所以农田土壤pH的不同会导致农田土壤氨挥发量的差异[22-23]。因此，核算酸性和碱性农田土壤不同施肥类型下的氨排放量并估算氨排放系数，为我国氨排放清单的准确估算和大气环境质量的进一步提升具有积极意义。

目前，已有学者针对单一土壤类型对农田氨排放系数的影响开展研究[23-24]，而关于不同区域土壤pH对农田种植氨排放影响的研究较少。通常情况下，土壤pH 是影响菜地氨挥发的重要因素之一[11，22]，很多关于氨挥发模型的研究也均发现土壤pH是影响氨挥发量的重要因素之一[25-26]。我国地域辽阔，秦岭-淮河以北以碱性土壤为主，秦岭-淮河以南以酸性土壤为主，然而鲜见关于南方酸性土壤和北方碱性土壤氨挥发量及氨排放系数的对比研究。目前，关于土壤pH 的研究多局限于北方或者南方部分区域的土壤[13，27]，并且多以室内恒温模拟培养的方式研究单种氮肥类型氨挥发特征规律[28-29]。然而，在没有作物吸收氮素养分的前提下得到的结论，其实际效果是需要通过田间试验进一步研究论证的。因此，本研究以北方碱性土壤塿土和南方酸性土壤赤红壤为研究对象，以清江白菜为试材，采用室外模拟场的方法探究北方碱性土壤和南方酸性土壤在不同施肥类型下土壤氨挥发特征和氨排放系数差异，估算不同施肥类型的氨挥发量关系，以期为核算区域氨排放量和进一步准确制定区域大气污染控制策略提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于广州市黄埔区（23°09′N，113°30′E），属于南亚热带季风气候，具有夏长冬短、终年温暖、偶有奇寒、无霜期长、四季宜耕的特点。年均降雨量2 247 mm，主要集中在4—9 月，这6 个月降雨量占全年的82%。年平均温度为21 ℃，最冷月1月份平均气温为13.3 ℃，最热月7 月份平均气温为28.4 ℃，气温年际变化较小。试验期间，降雨量为310.13 mm，平均气温为24.8 ℃（图1）。

图1 监测期间的气温和降雨Figure 1 Air temperature and precipitation during the monitoring period

1.2 试验材料

供试蔬菜为全国常见、成活率高、便于水肥管理的清江白菜，此类蔬菜在塿土和赤红壤上均有大量种植。

供试土壤为赤红壤和塿土，基本理化性质见表1。

表1 试验地点耕层土壤理化性质Table 1 Physiochemical properties of experimental soils

供试肥料：尿素、碳酸氢铵、复合肥、有机肥、磷肥和钾肥。各类肥料的有效成分含量等信息详见表2。

表2 供试肥料基本信息Table 2 Basic information of test fertilizers

1.3 试验设计

1.3.1 试验装置

本试验采用室外模拟场的方法，即使用PVC 板制作长×宽×高为1.2 m×0.4 m×0.4 m的土槽，为使模拟状态接近现实，在土槽底部设置20 个直径为0.5 cm的渗漏洞，用于渗水。收集的土壤样品按照0~20 cm和20~30 cm 的顺序依次填入土槽，静置1~2 个月，使土层自然沉降到稳定状态。

1.3.2 试验处理

2018年2—5月选择广东省广州市黄埔区为试验区域，期间广州市平均气温大于20 ℃。选择广东省黄埔区的赤红壤和陕西省杨凌区的塿土分别作为酸性和碱性土壤的研究对象，供试蔬菜为清江白菜，设置5 种氮肥施用类型处理，分别为不施肥、尿素、碳酸氢铵、复合肥、有机肥与尿素混施。开展正交试验，设置土壤pH 类型为A 组，塿土（碱性土壤）为A1，赤红壤（酸性土壤）为A2；施肥类型为B 组，不施肥为B0，尿素为B1，碳酸氢铵为B2，有机肥和尿素混施为B3，复合肥为B4，试验共设置10 个处理，分别为A1B0、A2B0、A1B1、A2B1、A1B2、A2B2、A1B3、A2B3、A1B4和A2B4，每个处理设置4 个重复。清江白菜种植期间施1 次基肥，2 次追肥，采用当地农民习惯施氮量，基肥、第一次追肥和第二次追肥的施氮量分别占氮肥总量的60%、20%和20%。氮肥施用总量为200 kg·hm-2，基肥施氮量为 120 kg·hm-2，两次追肥施氮量均为40 kg·hm-2[30]。对于施用尿素、碳酸氢铵、有机肥与尿素混施的处理组，同时施用与复合肥处理组同量的磷肥和钾肥。基肥中磷、钾肥与氮肥一起覆土沟施，施肥深度为8 cm，施氮肥后盖土；第一次追肥氮肥撒施到土壤表面，第二次追肥采用撒施后灌水的施肥方式。田间水分管理采用当地农民传统的浇灌方法，通常在清江白菜苗移栽当日浇水一次，之后每隔3~4 d浇水1次，或视土壤干湿状况而定。

清江白菜采用育苗移栽的方式：于2018 年2 月14 日播种，塿土是 3 月 16 日施基肥，3 月 25 日第 1 次追肥，4 月 13 日第 2 次追肥；赤红壤是 2018 年 3 月 16日施基肥，3 月 21 日第 1 次追肥，4 月 7 日第 2 次追肥。种植规格为行株距12 cm×15 cm。整个生育期67 d。统一灌溉、除草和喷洒农药防治病虫害等田间管理。

1.4 测定方法

本试验采用通气法监测氨挥发，该方法收集结构简单，操作简便，测定结果的准确度和精确度高，回收率可达99.5%[31]。用PVC（聚乙烯硬质塑料管）制成内径15 cm、高15 cm 的氨气捕获装置，将两块厚度为2 cm、直径为16 cm 的海绵均匀浸以15 mL 的磷酸甘油溶液（50 mL 磷酸+40 mL 丙三醇，定容至1 000 mL），置于硬质塑料管中，下层海绵置于管中部，用于吸收土壤中挥发出来的氨；上层海绵与管顶相平，用于防止外界气体污染。施肥后前6 d每日早上固定时间更换下层海绵，之后每3 d更换一次下层海绵，上层海绵每日更换一次，直到当日监测结果与不施肥处理组相比无明显变化为止。碱性土壤氨挥发监测过程持续了35 d，酸性土壤的氨挥发过程共持续了28 d。整个监测过程氨挥发装置保持固定位置，每日仅更换海绵。下层海绵样品用密封袋封好带回实验室，然后浸泡在300 mL 的1 mol·L-1氯化钾溶液中浸提，浸提液中的铵态氮用靛酚蓝比色法测定。

1.5 数据分析与处理

每日氨（NH3-N）挥发速率（kg·hm-2·d-1）=通气法单个装置平均每日测得的氨量（mg）/[捕获装置的横截面积（m2）×每次连续收集时间（d）]×10-2

氨挥发累积量（kg·hm-2）即测定时期内每日氨挥发量总和。

氨排放系数（%）=[施肥区氨挥发量（kg·hm-2）-不施肥处理氨挥发量（kg·hm-2）]/总施氮量（kg·hm-2）×100%

采用Excel 2010 计算试验数据，用SPSS16.0 软件进行单因素方差分析，用Duncan 法比较同种土壤不同施肥类型处理间在P=0.05 水平上的差异显著性，用T 检验法比较两种土壤同种施肥类型处理间在P=0.05水平上的差异显著性，采用OringePro9.1绘图。

2 结果与分析

2.1 不同酸碱性土壤的氨挥发特征

2.1.1 碱性土壤氨挥发速率变化

清江白菜施基肥后各施肥类型氨挥发速率日变化不明显，不施肥（A1B0）、尿素（A1B1）、碳酸氢铵（A1B2）、尿素与有机肥混施（A1B3）和复合肥（A1B4）氨挥发速率 10 d 平均值分别为 0.005、0.011、0.007、0.008 kg·hm-2·d-1和0.008 kg·hm-2·d-（1图2），氨挥发平均速率呈现A1B1>A1B4=A1B3>A1B2>A1B0，尿素处理组是不施肥氨挥发平均速率的2 倍，其他氮肥处理类型均与不施肥氨挥发平均速率接近。

第一次追肥期间，尿素（A1B1）和尿素与有机肥混施处理（A1B3）均在施肥后第3 天达到氨挥发的峰值，A1B1 和A1B3 处理的氨挥发速率峰值分别为0.62 kg·hm-2·d-1和0.59 kg·hm-2·d-1，分别占 18 d 氨挥发量的12%和13%；碳酸氢铵处理（A1B2）施肥后第1 天就达到氨挥发的高峰，氨挥发速率峰值为3.40 kg·hm-2·d-1，占 18 d 氨 挥 发 量 的 36%；复 合 肥 处 理（A1B4）的氨挥发速率则在施肥后第4天达高峰，峰值为0.46 kg·hm-2·d-1，占18 d 氨挥发量的16%。不同施肥类型处理 A1B1、A1B2、A1B3 和 A1B4 氨挥发速率18 d 的平均值分别为 0.30、0.53、0.25 kg·hm-2·d-1和0.16 kg·hm-2·d-（1图2）。对比不同施肥类型下追肥1的氨挥发速率平均值，表现为A1B2>A1B1>A1B3>A1B4的规律（图2）。

第二次追肥期间，各施肥类型氨挥发速率与基肥类似，日变化不明显。不施肥（A1B0）、尿素（A1B1）、碳酸氢铵（A1B2）、尿素与有机肥混施（A1B3）和复合肥（A1B4）氨挥发速率10 d 平均值分别为0.008、0.011、0.013、0.017 kg·hm-2·d-1和 0.008 kg·hm-2·d-1（图2），氨挥发平均速率呈现A1B3>A1B2>A1B1>A1B4=A1B0 的规律，但各施肥类型处理组氨挥发速率平均值与不施肥处理差别较小，其中复合肥处理组与不施肥处理氨挥发速率相同。

图2 碱性土壤不同氮肥类型氨挥发速率Figure 2 Rate of ammonia volatilization under different fertilization types in alkaline soil

2.1.2 酸性土壤氨挥发速率变化

对于酸性土壤，清江白菜施基肥后各施肥类型氨挥发速率日变化也不明显，监测6 d 后已经与不施肥处理组的氨挥发速率无显著差异，不施肥（A2B0）、尿素（A2B1）、碳酸氢铵（A2B2）、尿素与有机肥混施（A2B3）和复合肥（A2B4）氨挥发速率10 d 平均值分别为 0.001、0.011、0.006、0.013 kg·hm-2·d-1和 0.006 kg·hm-2·d-1（图3），氨挥发平均速率呈现A2B3>A2B1>A2B2=A2B4>A2B0，其中A2B3和A2B1氨挥发平均速率是 A2B0 的 10 倍左右，A2B2 和 A2B4 的氨挥发平均速率则是A2B0处理的6倍左右。

第一次追肥期间，A2B1 处理在施肥后第4 天达到氨挥发的峰值，为 0.15 kg·hm-2·d-1，占 17 d 氨挥发量的15.5%；A2B2处理施肥后第1天就达到氨挥发的高峰，为 3.20 kg·hm-2·d-1，占 17 d 氨挥发量的 60%；A2B3处理施肥后第6天氨挥发速率达到高峰，为0.27 kg·hm-2·d-1，占17 d 氨挥发量的24.9%；A2B4 处理的氨挥发速率则是在施肥后第10 天达高峰，为0.29 kg·hm-2·d-1，占 17 天氨挥发量的 19.6%；A2B1、A2B2、A2B3 和A2B4 氨挥发速率17 d 的平均值分别为0.06、0.34、0.07 kg·hm-2·d-1和0.02 kg·hm-2·d-1（图3）。对比不同施肥类型下追肥1 的氨挥发速率平均值，表现为A2B2>A2B3>A2B1>A2B4的规律（图3）。

图3 酸性土壤不同氮肥类型氨挥发速率Figure 3 Rate of ammonia volatilization under different fertilization types in acid soil

第二次追肥期间，各施肥类型氨挥发速率与基肥类似，日变化不明显。不施肥（A2B0）、尿素（A2B1）、碳酸氢铵（A2B2）、尿素与有机肥混施（A2B3）和复合肥（A2B4）氨挥发速率10 d 平均值分别为0.008、0.011、0.013、0.017 kg·hm-2·d-1和 0.008 kg·hm-2·d-1（图3），氨挥发平均速率呈现A2B3>A2B2>A2B1>A2B4=A2B0 的规律，但各施肥类型处理组氨挥发速率平均值与不施肥处理差别较小，其中A2B4 复合肥处理与不施肥处理氨挥发速率相同。

2.1.3 酸碱性土壤氨挥发平均速率的比较

采用T 检验的方法分析碱性和酸性土壤同种氮肥类型氨挥发平均速率的差异（图4），结果发现，除了不施肥处理两种土壤氨挥发速率无显著差异外，其他施肥处理碱性土壤的氨挥发平均速率显著高于酸性土壤（P<0.05）。

图4 酸碱性土壤氨挥发平均速率Figure 4 Average rate of ammonia volatilization in acid and alkaline soil

2.2 酸碱性土壤氨挥发累积量变化特征

2.2.1 碱性土壤不同施肥时期氨挥发累积量变化

对比不同施肥时期的氨挥发累积量，各施肥处理组均呈现第一次追肥的氨挥发累积量最高（图5），占全生育期氨挥发累积量的92%~97%，其中A1B1、A1B2、A1B3 和A1B4 施肥处理分别占当次氮肥施用量的13%、25%、12%和6%；基肥和第二次追肥的氨挥发累积量相对较低，分别占全生育期的1.4%~5%和1.3%~4.6%，基肥和第二次追肥各施肥类型处理组的氨挥发累积量分别占当次氮肥施用量的0.1%~0.2%和0.2%~0.6%。

对比不同施肥时期各施肥类型的氨挥发累积量，基肥时期各个施氮处理的氨挥发累积量之间差异不显著，但第二次追肥A1B2、A1B3 和A1B4 施肥处理之间存在显著差异，呈现A1B3>A1B2>A1B4 的趋势。第一次追肥各施肥处理间也存在显著差异，呈现A1B2>A1B1>A1B3>A1B4的趋势（图5）。

对比不同施肥方式下的氨挥发累积量，第一次追肥（表面撒施）单次施肥的氨挥发累积量高于第二次追肥（撒施后灌水）的氨挥发累积量和基肥（沟施覆土）的氨挥发累积量（图5）。

图5 碱性土壤不同施肥时期氨挥发累积量Figure 5 Accumulative ammonia emission relative to different fertilization periods in alkaline soil

2.2.2 酸性土壤不同施肥时期氨挥发累积量变化

对比不同施肥时期的氨挥发累积量，各施肥处理组均呈现第一次追肥的氨挥发累积量最高（图6），占全生育期氨挥发累积量的85%~98%，其中A2B1、A2B2、A2B3和A2B4分别占当次氮肥施用量的3.4%、14.7%、2.2%和0.8%；基肥和第二次追肥的氨挥发累积量相对较低，分别占全生育期的0.6%~7.5%和1.3%~13.9%，基肥和第二次追肥各施肥类型处理组的氨挥发累积量分别占当次氮肥施用量的0~0.1%和0.1%~0.2%。

对比不同施肥时期各施肥类型的氨挥发累积量，基肥时期A2B1、A2B2 和A2B3 施肥处理之间差异不显著，而A2B1 和A2B3 的氨挥发累积量则显著高于A2B4；第二次追肥则是A2B1 处理氨挥发累积量显著高于A2B3和A2B4，其他施肥类型之间则不存在显著差异。第一次追肥则是A2B2 处理显著高于其他处理，而其他处理之间差异不显著，但与碱性土壤类似，也呈现A2B2>A2B1>A2B3>A2B4的趋势（图6）。

对比不同施肥方式下的氨挥发累积量，也呈现第一次追肥（表面撒施）单次施肥的氨挥发系数高于第二次追肥（撒施后灌水）和基肥（沟施覆土）的氨挥发系数（图6）。

图6 酸性土壤不同施肥时期氨挥发累积量Figure 6 Accumulative ammonia emission relative to different fertilization periods in acid soil

2.3 酸碱性土壤氨挥发累积量及氨排放系数比较

从清江白菜全生育期氨挥发累积量看（表3），碱性土壤尿素（A1B1）、碳酸氢铵（A1B2）、有机肥与尿素混施（A1B3）和复合肥（A1B4）处理的氨挥发累积量之间差异显著（P<0.05），呈现A1B2>A1B1>A1B3>A1B4的趋势，不同氮肥处理间氨挥发系数也表现为同样的变化趋势。不同施肥类型氨挥发总量和氨排放系数之间的比值关系A1B1∶A1B2∶A1B3∶A1B4为3∶5∶2∶1。

酸性土壤尿素（A2B1）、碳酸氢铵（A2B2）、有机肥与尿素混施（A2B3）和复合肥（A2B4）处理的氨挥发总量之间也呈现A2B2>A2B1>A2B3>A2B4 的趋势，不同氮肥类型间氨挥发系数也表现为同样的变化趋势，但酸性土壤的碳酸氢铵（A2B2）的氨挥发量显著高于其他氮肥（P<0.05），其他氮肥类型间氨挥发总量间差异不显著。不同施肥类型氨挥发总量和氨排放系数之间的比值关系A1B1∶A1B2∶A1B3∶A1B4 为 3∶15∶3∶1（表 3）。

表3 酸碱性土壤氨挥发累积量及氨排放系数Table 3 Accumulative ammonia volatilization and ammonia volatilization coefficient in acid and alkaline soil

采用T 检验的方法分析碱性和酸性土壤同种氮肥类型氨挥发累积量的差异，结果发现相同氮肥类型处理呈现碱性土壤氨挥发累积量显著高于酸性土壤，具体表现为 A1B1>A2B1（T=40.55，P<0.05），A1B2>A2B2（T=114.44，P<0.01），A1B3>A2B3（T=22.87，P<0.05），A1B4>A2B4（T=23.83，P<0.05）。碱性土壤各施肥处理氨挥发总量显著高于酸性土壤，具体表现为碱性土壤尿素（A1B1）、碳酸氢铵（A1B2）、有机肥与尿素混施（A1B3）和复合肥（A1B4）处理氨挥发总量分别是酸性土壤 A2B1、A2B2、A2B3 和 A2B4 处理氨挥发总量的4.83、1.76、5.05倍和5.75倍（图7）。

图7 酸碱性土壤氨挥发累积量Figure 7 Accumulative ammonia emission relative to acidity and alkalinity soil

3 讨论

3.1 不同氮肥类型对氨挥发的影响

本研究发现无论是碱性土壤还是酸性土壤，在相同的施氮量和施肥方式下，尿素B1、碳酸氢铵B2、尿素与有机肥混施B3 和复合肥B4 施用后的全生育期氨挥发量和氨挥发系数均呈现B2>B1>B3>B4 的趋势，尿素和碳酸氢铵的氨挥发损失率比其他氮肥类型高。研究表明，尿素和碳酸氢铵是我国使用的主要氮肥类型，也是挥发量最大的两种氮肥类型，施用碳酸氢铵后的氨挥发速率大于尿素[22，32]。本研究也发现第1 次追肥时采用表面撒施的方式施用碳酸氢铵后第1 天就会达到氨挥发速率高峰，而尿素则是在施用后第3、4 天达到氨挥发速率的高峰，其他研究也有类似的结果[33-34]。这是因为碳酸氢铵在所有氮肥中最易挥发，撒施到土壤表层后不需经过转化直接以铵根离子的形态存在，氨挥发非常迅速。而尿素需要经过2~3 d 脲酶水解转化为碳酸铵才能挥发，因此挥发速率相对碳酸氢铵小[22，28]。本研究发现尿素与有机肥混施处理组（比例为1∶1）氨挥发量相对单施尿素处理分别降低了14%（碱性土壤）和17%（酸性土壤），前人研究也发现增加氮肥中有机肥比例可有效降低氨挥发。贾明飞等[35]研究发现日光温室番茄生产过程中，增施有机肥和减少氮肥用量的施肥方案氨挥发累积量较常规施肥方案分别降低8%~26%和14%~34%。郝小雨等[12]的研究表明，与传统施肥相比，有机与无机肥配施可有效降低47.9%~50.0%的氨挥发损失。这是因为有机质在分解过程产生的有机酸使土壤pH降低，有效阻止由尿素水解引起的土壤pH升高，同时增加的腐殖质增强了土壤的吸附能力，可以起到抑制氨挥发的作用[10，36-37]。此外，有机肥配施氮肥能够向土壤供应充足的碳源和氮源，促进土壤微生物分解有机质，而分解过程会将无机氮固定转化成有机氮，从而减少了产生氨的无机氮数量，最终降低氨挥发损失量[23]。此外，用有机肥替代部分化肥后，减少了无机氮的投入量，进而导致土壤铵态氮相对降低，能够明显降低氨挥发损失量。本研究发现碱性土壤复合肥施用后氨挥发量相比尿素和碳酸氢铵处理分别减少60%和78%，酸性土壤复合肥施用后氨挥发量相比尿素和碳酸氢铵处理分别减少66%和93%，相比添加有机肥，施用复合肥的减排效果更明显。究其原因，可能在于复合肥不同于尿素和碳酸氢铵的氮素形态，以及施用后对土壤铵离子的浓度影响受制于水解或者酶解的速度[33]。从氨挥发损失率看，酸性塿土呈现碳酸氢铵>尿素>尿素与有机肥混施>复合肥的规律，碱性土壤也呈现同样的规律，表明复合肥是氨挥发风险较低的氮肥类型。

3.2 基肥和追肥氨挥发的差异

从清江白菜不同施肥时期看，碱性土壤清江白菜种植全生育期的氨挥发量90%以上来自第一次追肥，剩余10%左右来自于基肥和第二次追肥的氨挥发量；酸性土壤清江白菜种植全生育期的氨挥发量85%以上来自于第一次追肥，15%左右由基肥和第二次追肥贡献。对于酸性和碱性土壤，基肥的施肥量比第一次追肥多20%，然而不同施肥处理尿素、碳酸氢铵、尿素与有机肥混施和复合肥的氨挥发量却比第一次追肥少95%~96%、98%~96%、91%~96%和98%~95%。第二次追肥的施氮量与第一次追肥相同，而不同施肥处理尿素、碳酸氢铵、尿素与有机肥混施和复合肥的氨挥发量却比第一次追肥降低了93%~97%、94%~99%、95%~99%和88%~98%。这主要是施肥方式的差异，本次基肥是采用沟施覆土的施肥方式，施肥深度为8 cm 左右。有研究发现氨挥发量会随着施肥深度的增加而降低[38]。与项目组前期研究结果（酸性土壤尿素沟施覆土氨挥发损失率7%）相比[21]，本次研究酸性土壤基肥阶段氨挥发速率（尿素沟施覆土氨挥发损失率0.6%）非常低，可能与沟施覆土的深度有关，前期沟施覆土深度为2~3 cm，而本次深度则为8 cm。有学者在酸性土壤上的研究发现尿素表施的氨挥发损失率为50%，每深施1 cm 可减少7%的氨挥发损失率，当施肥深度大于7.5 cm 时，氨挥发损失可忽略不计[39-40]。ROCHETTE 等[39]和张翀等[41]研究均发现尿素深施比表面撒施可减少90%左右的氨挥发，具有很好的减排效果。另外，基肥施用前期的大量降雨（第4、5天两天降雨量达到268 mm）也可能是造成其氨挥发速率低的关键因素。研究表明，当土壤较为干燥时，少量降雨或灌溉会加速尿素的水解，同时还会阻碍空气进入土壤，抑制氨氧化过程的发生，增加液相中铵根离子所占氮素的形态比，进而促进氨挥发，增加氨挥发损失量。但当降雨量或者灌溉水量较大时，尿素在水解前会随水下渗到深层土壤中，增加了土壤颗粒对铵态氮的吸附概率或者被作物吸收的概率，从而抑制土壤中的氨挥发[12-13，15，19]。本试验中，第二次追肥期间采用撒施后灌溉的施肥方式，可能与灌溉水量大，有利于肥料随水下渗到深层土壤导致氨挥发速率降低有关，这也与项目组前期研究结果一致。有学者综合大量研究结果分析发现氮肥深施或者表施后灌水均是减少氨挥发的有效措施，分别能降低55%和35%的氨挥发损失[42]。由此可见，氮肥深施和表施后灌水可以作为塿土和赤红壤农业种植氨减排的有效措施。

3.3 酸性和碱性土壤氨挥发的比较

土壤pH 是影响菜地氨挥发的重要因素之一[22，43]。研究表明，土壤 pH 和 H+的缓冲能力是影响氮肥氨挥发的一个主要因子。碱性条件有利于水溶态NH3的形成，进而促进氨挥发。酸性或中性条件下H+浓度较高，会降低水溶态NH3的产生，提高的浓度，进而抑制氨挥发[44]。在气温25 ℃、pH 值为6.0 时土壤液相的氨氮比例很低，仅占氨氮和铵根离子的0.06%，氨挥发潜力非常弱[15]；另外，酸性土壤由于土壤pH 较低，对氨具有较强的中和、吸附作用，其氨挥发损失一般较低。土壤高pH有利于铵根离子向氨气的转化，能够促进氨挥发[45]。有研究发现pH 为7.3~8.5的土壤氨挥发量比pH 为5.5~7.3的土壤高39%[29]。还有研究发现，在土壤pH 介于6~8 时，每增加一个pH 单位，-N 含量占其总量的比例约增加10 倍，当土壤pH 介于8~9 时，又增加5~10 倍。土壤中氨的挥发速率也随着表层土壤-N 浓度的增大而增加[22]。在相同的环境和施肥处理条件下，本研究发现施肥后碱性土壤（塿土）的氨挥发累积量和氨挥发系数都显著高于酸性土壤（赤红壤），碱性土壤A1B1、A1B2、A1B3 和A1B4 处理的氨挥发量和氨挥发系数分别是酸性土壤的 4.89、1.76、5.05 倍和 5.75 倍，充分说明酸性土壤氨挥发损失率小于碱性土壤。另外，相比环保部《大气氨源排放清单编制技术指南》针对碱性土壤（20~30 ℃，尿素16.66%，碳酸氢铵7.84%）和酸性土壤（20~30 ℃，尿素4.50%，碳酸氢铵3.52%）氨排放系数，本研究结果碱性土壤（20~30 ℃，尿素2.73%~3.03%，碳酸氢铵5.27%~5.31%）整体偏低。一方面是施肥方式的影响，本研究基肥采取的是沟施覆土的施肥方式，基肥的施氮量占40%，但氨气挥发量却仅占全生育期氨挥发量的7.5%以下；第二次追肥采用的是表面撒施后灌水的施肥方式，施氮量与第一次追肥相同，但氨气挥发量却仅占到全生育期氨挥发累积量的14%以下，氮肥深施和表施后灌水都会减少氨挥发，从而降低了氨挥发系数。另一方面，通气法可能由于收集装置的空间狭小，限制了空气正常流通，进而低估了氨气的挥发[24，46]，所以后续采用多样化的监测方法，有助于对酸性和碱性土壤氨挥发系数的进一步优化。另有研究发现，土壤pH 相近但土壤质地不同也会导致氨挥发系数的差异，例如砂姜黑土因其黏性较高与粉砂土壤相比氨挥发量低很多，后续研究也需关注土壤质地对氨挥发影响的差异。此外，本研究所用的塿土主要分布于陕西省的关中平原，该区域属暖温带半湿润季风气候，年均温12~14 ℃，年均降雨量530~750 mm[47]，与试验地所在区域气候差异较大，可能与塿土实际所在区域氨挥发情况存在差异，后续研究需要关注并根据气候差异调整塿土的氨挥发系数。

4 结论

（1）清江白菜种植过程中的氨挥发几乎全部来自追肥，追肥期间碱性土壤氨挥发累积量占全生育期氨挥发累积量的97%~98%，酸性土壤氨追肥期挥发累积量占全生育期氨挥发累积量的99%。

（2）碱性土壤（塿土）不同施肥处理氨挥发累积量之间差异显著（P<0.05），碳酸氢铵和尿素是氨挥发量较大的两种施肥类型，复合肥是氨挥发风险较低的施肥类型；酸性土壤不同施肥处理中碳酸氢铵是氨挥发量最大的施肥类型，其他氮肥处理氨挥发差异不显著。

（3）20~30 ℃气温条件下，碱性土壤各施肥处理的氨挥发累积量显著（P<0.05）高于酸性土壤各施肥类型的氨挥发累积量。

（4）根据本研究结果，推荐塿土和赤红壤农业种植过程中采用氮肥深施和表施后灌水的施肥方式，同时采用氨挥发风险较低的氮肥类型，可以有效降低氨挥发损失。