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双季稻田添加脲酶抑制剂NBPT氮肥的最高减量潜力研究

张文学  孙刚  何萍  梁国庆  余喜初  刘光荣  周卫  
【摘要】:【目的】添加脲酶抑制剂(Urease inhibitor,UI)是提高肥料利用率的有效途径,在尿素(Urea,U)中添加1%的脲酶抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)是目前研究使用证明效果最可靠的添加比例。针对当前稻田氮肥施用水平过高的问题,本文采用田间小区试验研究了目前脲酶抑制剂添加比例下稻田氮肥的减施潜力以及脲酶抑制剂的节肥增效机理。【方法】本试验在我国长江中下游的双季稻田进行,脲酶抑制剂用量NBPT为尿素用量的1%。尿素用量设五个水平为N 90、112.5、135、157.5和180 kg/hm2,分别依次记为U1、U2、U3、U4和U5,7个处理为CK(不施氮肥)、U1+UI、U2+UI、U3+UI、U4+UI、U5+UI、U5(U5为传统施氮量,N 180 kg/hm2为农民习惯施氮量),三次重复。U1~U5处理施氮量分别是在农民习惯施氮量的基础上降低50%、37.5%、25%、12.5%、0%。通过取样分析水稻分蘖期和孕穗期各处理对土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物量碳、氮的含量,研究NBPT对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率来得出氮肥的减施潜力,在此基础上通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂(NBPT)在双季稻田的增效机理。【结果】1)在双季稻田,添加NBPT后,施氮量为N 135 kg/hm2的籽粒产量达到最高。与传统施氮(单施尿素N 180 kg/hm2)处理相比,早、晚稻可分别增产8.54%和12.87%,氮肥当季利用率分别提高6.78%和9.46%,可节约氮肥25%;2)与传统施氮相比,添加NBPT显著降低了水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高了孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,NBPT对两个时期的硝酸还原酶活性、硝态氮含量及微生物量碳、氮含量均无明显影响,可见基施的NBPT主要是降低尿素水解速率方面效果显著,并且NBPT具有时效性,其主要是在水稻孕穗期之前起作用,在生态上较为安全;3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响。【结论】由于脲酶抑制剂NBPT减缓了分蘖期尿素的水解作用,提高了孕穗期土壤中的铵态氮含量,为水稻后期生长提供充足的氮肥,在双季稻减肥方面具有显著的效果。在本试验土壤条件下,尿素中添加1%的NBPT,可在提高产量的同时,将传统施氮肥量减少25%,是适于稻田应用的脲酶抑制剂。

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