新型硝化抑制剂NP对黑土无机氮转化的影响

姜亮，张忠庆，刘金华，杨靖民

（吉林农业大学资源与环境学院，吉林长春130118）

新型硝化抑制剂NP对黑土无机氮转化的影响

姜亮，张忠庆，刘金华，杨靖民*

（吉林农业大学资源与环境学院，吉林长春130118）

硝化抑制剂；黑土；无机氮

2-氯-6（三氯甲基）吡啶（Nitrapyrin）是一种不易溶于水、易溶于无水氨的白色晶体[11]。1962年Goring[12]首次报道其具有硝化抑制剂作用。1974年美国DOW公司利用其硝化抑制剂特性开发并生产了商品名为N-Serve的硝化抑制剂产品，其在美国农业生产特别是玉米生产上得到了广泛应用[13]。Wolt[14]研究表明，施用Nitrapyrin可使各种作物产量提高7%，硝态氮淋失减少16%。许超等[15]研究表明，施用Nitrapyrin不仅能够减少硝态氮的地表径流，而且还能够提高菜心产量和品质。东北地区为我国主要粮食产区，氮肥利用率低的问题不容忽视[16]，因此，筛选合适的硝化抑制剂，对提高当地肥料利用率、增加农民收入、保护生态环境具有重要的理论价值和现实意义。但是，Nitrapyrin在黑土上的研究却并不多见。以黑土为研究对象，采用室内培养的试验方法，分析新型硝化抑制剂2-氯-6（三氯甲基）吡啶微胶囊（NP）对黑土中无机氮转化的影响，确定该新型硝化抑制剂在黑土上的最佳使用量，旨为进一步在生产上应用该硝化抑制剂提供理论依据。

1　材料与方法

试验土壤于2014年6月取自吉林农业大学试验田0～20 cm耕层，土壤类型为草甸黑土，经自然风干后剔除有机残渣和砾石，然后过直径2 mm的筛，贮存备用。其养分含量为碱解氮128.37 mg/kg、有效磷（P）48.26 mg/kg、速效钾（K）187.58 mg/kg、有机质22.94 g/kg，pH值6.38，容重1.07 g/m3[17]。

试验氮肥种类为尿素（N含量46.3%，中化化肥有限公司生产）；硝化抑制剂为采用新工艺合成的新型硝化抑制剂2-氯-6（三氯甲基）吡啶微胶囊剂（NP），其合成工艺为将2-氯-6（三氯甲基）吡啶原药溶于S-200溶剂油中，在与壁材混合形成的连续相中加入异氰酸盐，通过界面迅速的聚合反应生成NP微胶囊。试验设不施肥、单施尿素以及施用尿素+0.5%硝化抑制剂（NP1）、尿素+1%硝化抑制剂（NP2）、尿素+3%硝化抑制剂（NP3）5个处理，3次重复。其中，施肥处理的N施用量均为0.6 g/kg（土），硝化抑制剂的使用量为纯N使用量的比例。试验前将尿素与硝化抑制剂混合均匀，风干、粉碎，备用。然后将尿素-硝化抑制剂混合物与试验土壤155 g（折合含水量后）充分混匀，并转移至塑料烧杯中，调节土壤含水量为田间持水量的65%，覆盖透气性保鲜膜，然后置于25℃的人工气候培养箱中培养42 d。试验期间，每2 d通过称重法补充1次损失的水分。

利用SPSS 17.0软件进行数据处理，釆用单因素方差分析的方法对各处理间的差异进行分析（Duncan，P＜0.05）。

2　结果与分析

2.1NP不同用量对土壤pH值的影响

在培养期内，施肥处理的土壤pH值变化趋势与不施肥处理明显不同，其中，不施肥处理的土壤pH值变化不大；而4个施肥处理的土壤pH值均表现为逐渐降低趋势（表1）。其中，单施尿素处理的土壤pH值在培养的前7 d内下降迅速，之后趋于平缓；而NP处理的土壤pH值在培养的前14 d内降低缓慢、之后下降迅速，其中，前14 d内指标值均显著＞单施尿素处理，第21 d时指标值均显著＜不施肥处理，第28 d时NP1处理与单施尿素处理差异不显著，第42 d时与单施尿素处理差异均不显著。

在整个培养期内，不同NP用量处理的土壤pH值除在培养第21 d和28 d时差异达到了显著水平外，其他时间差异均不显著。

表1　NP不同用量对土壤pH值的影响Table1　The influence of soil pH value under different dosage of NP

表2　NP不同用量对土壤含量的影响（mg/kg）Table2　The influence of soilvalue under different dosage of NP

表2　NP不同用量对土壤含量的影响（mg/kg）Table2　The influence of soilvalue under different dosage of NP

处理不施肥单施尿素NP1NP2NP3第1 d 14.98±0.04 a 232.55±4.16 b 229.07±4.20 b 231.65±2.47 b 232.94±0.05 b第3 d 14.71±0.03 a 427.46±7.13 b 460.97±2.06 c 452.96±6.79 c 459.55±4.54 c第7 d 14.49±0.03 a 139.65±7.33 b 439.61±6.39 c 428.61±4.19 c 427.34±3.72 c第14 d 14.53±0.04 a 22.13±1.29 a 425.85±3.14 b 417.76±6.08 b 413.24±5.92 b第21 d 14.73±0.05 a 16.70±1.04 a 347.63±5.50 b 367.07±5.10 c 382.51±2.59 d第28 d 14.53±0.05 a 15.18±0.03 a 243.95±7.41 b 254.17±5.98 b 255.76±6.44 b第42 d 14.64±0.04 a 14.71±0.35 a 114.87±0.36 b 114.88±0.60 b 115.86±0.37 b

表3　NP不同用量对土壤含量的影响（mg/kg）Table3　The influence of soilvalue under different dosage of NP

表3　NP不同用量对土壤含量的影响（mg/kg）Table3　The influence of soilvalue under different dosage of NP

处理不施肥单施尿素NP1NP2NP3第1 d 21.28±0.60 a 21.55±0.47 a 21.27±0.72 a 21.61±0.81 a 21.54±0.68 a第3 d 21.21±0.53 a 60.64±1.06 b 47.66±2.65 c 49.81±1.75 c 51.26±0.88 c第7 d 21.67±0.36 a 246.60±3.03 b 63.22±1.74 c 65.23±1.95 c 60.24±2.42 c第14 d 21.73±0.30 a 323.89±3.16 b 123.64±3.96 c 118.26±2.41 dc 110.63±1.78 d第21 d 21.38±0.51 a 342.75±4.52 b 215.62±4.22 c 220.11±1.46 c 210.74±3.63 c第28 d 21.60±0.25 a 363.97±3.25 b 292.74±5.63 c 288.98±2.50 c 287.77±2.70 c第42 d 21.84±0.34 a 367.38±2.34 b 368.83±2.00 b 371.12±3.34 b 369.19±4.58 b

图1　NP不同用量对土壤含量的影响Fig.1　The influence of soilvalue under different dosage of NP

3　结论与讨论

［1］朱兆良.农田中氮肥的损失与对策［J］.土壤与环境，2000，9（1）：1-6.

［2］武志杰，陈利军.缓释/控释肥料：原理与应用［M］.北京：科学出版社，2003：16.

［3］巨晓棠，张福锁.中国北方土壤硝态氮的累积及其对环境的影响［J］.生态环境，2003，12（1）：24-28.

［4］孙志梅，武志杰，陈利军，于德清.3，5-二甲基吡唑对尿素氮转化及淋溶的影响［J］.环境科学，2007，（1）：176-181.

［5］Liang L，Nagumo T，Hatano R.Nitrogen cycling with respect to environmental load in farm systems in southwestChina［J］.NutrinetCyclinginAgroecosystems，2005，73（2）：119-134.

［6］李俊良，陈新平，李晓林，张福锁.大白菜氮肥施用的产量效应、品质效应和环境效应［J］.土壤学报，2003，40（2）：261-266.

［7］余光辉，张杨珠，万大娟.几种硝化抑制剂对土壤和小白菜硝酸盐含量及产量的影响［J］.应用生态学报，2006，17（2）：247-250.

［8］许超，吴良欢，张立民，巨晓棠，张福锁.含硝化抑制剂DMPP氮肥对小白菜硝酸盐累积和营养品质的影响［J］.植物营养与肥料学报，2005，11（1）：137-139.

［9］李兆君，马国瑞，王申贵，陆欣.腐殖酸长效尿素在土壤中转化及其对玉米增产的效应研究［J］.中国生态农业学报，2005，13（4）：121-123.

［10］Rodgers G A，Penny A，Hewitt M V.Effects of nitrification inhibitors on uptakes of mineralised nitrogen and on yieldsofwintercerealsgrownonsandysoilafter ploughing old grass-land［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1985，36（10）：915-924.

［11］孙志梅，武志杰，陈利军，贾立斌.土壤硝化作用的抑制剂调控及其机理［J］.应用生态学报，2008，19（6）：1389-1395.

［12］Goring C A I.Control of nitrification by 2-Chloro-6-（Trichloro-methyl）Pyridine［J］.Soil Science，1962，93（3）：211-218.

［13］Trenkel M E.Controlled-Release and Stabilized Fertilizers in Agriculture［M］.Paris：International Fertilizer Industry Association，1997.

［14］Wolt J D.Ameta-evaluation of nitrapyrin agronomic and environmental effectiveness with emphasis on corn pro-duction in the Midwestern USA［J］.Nutrient Cycling in Agroecosystems，2004，69（1）：23-41.

［15］许超，邝丽芳，吴启堂，吴良欢.2-氯-6（三氯甲基）吡啶对菜地土壤氮素转化和径流流失及菜心品质的影响［J］.水土保持学报，2013，（6）：26-30.

［16］郝蕾，张民，王丽霞.不同控释肥类型及施肥方式对肥料利用率和氮素平衡的影响［J］.水土保持学报，2006，20（6）：115-119.

［17］鲍士旦.土壤农化分析［M］.北京：中国农业出版社，2000：432-437.

［18］皮荷杰，曾清如，蒋朝晖，奉小忧，孙毓临.两种硝化抑制剂对不同土壤中氮素转化的影响［J］.水土保持学报，2009，（1）：68-72.

［19］石美，梁东丽，满楠，郭璐，赵文龙，王朝辉.不同浓度DMPP和DCD对石灰性土壤中氮素转化的影响［J］.中国农业科学，2012，45（22）：4635-4642.

［20］冉炜，沈其荣，郑金伟，曹志洪.土壤硝化作用过程中亚硝态氮的累积研究［J］.土壤学报，2000，（4）：474-481.

［21］Smith R V，Bums L C，Doyle R M，Lennox S D，Kelso B H L，Foy R H，Stevens R J.Free ammonia inhibition of nitrification in river sediments lesding to nitrite accumulation［J］.Journal of Environmental Quality，1997，26（4）：1049-1055.

［22］俞巧钢，陈英旭.尿素添加硝化抑制剂DMPP对稻田土壤不同形态矿质态氮的影响［J］.农业环境科学学报，2011，30（7）：1357-1363.

［23］杨剑波.硝化抑制剂DMPP对氮素转化的影响［D］.南京：南京农业大学，2012.

［25］Jacinthe PA，Pichtel JR.Interaction of nitrapyrin and dicyandiamide with soil humic compounds［J］.Soil Science Society of Americal Journal，1992，56（2）：465-470.

［26］Puttanna K，Nanje Gowda N M，Prakasa Rao E V S. Effect of concentration，temperature，moisture，liming and organic matter on the efficacy of the nitrification inhibitors benzotriazole，o-nitrophenol，m-nitroaniline and dicyandiamide［J］.Nutrinet Cycling in Agroecosystems，1999，54（3）：251-257.

［27］Wessen E，Nyberg K，Jansson J K.Responses of bacterial and archaeal ammonia oxidizers to soil organic and fertilizer amendments under long-term management［J］. Applied Soil Ecology，2010，45（3）：193-200.

［28］薛妍，武志杰，张丽莉，宫平，董欣欣，聂彦霞.土壤含水量、pH及有机质对DMPP硝化抑制效果的影响［J］.应用生态学报，2012，23（10）：2663-2669.

Effects of New Nitrification Inhibitor on Inorganic Nitrogen Transformation in Black Soil

JIANG Liang，ZHANG Zhong-qing，LIU Jin-hua，YANG Jing-min*
（College of Resources and Environment，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China）

Nitrification inhibitor；Black soil；Inorganic nitrogen

S143.1

A

1008-1631（2016）05-0040-05

2016-03-28

姜亮（1990-），女，吉林长春人，硕士研究生在读，主要从事作物养分高效利用研究。E-mail：jiangliang2015cc@163.com。

杨靖民（1970-），男，吉林榆树人，教授，博士，主要从事肥料与平衡施肥研究。Tel：0431-84533238；E-mail：yangjingmin2001@163.com。