保水剂(PAM)施用量对尿素氨挥发的影响

2022-03-04孟婷婷

绿色科技 2022年2期

孟婷婷，魏静

(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 710075；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075；4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 710075；5.自然资源部土地工程技术创新中心，陕西西安 710075)

1 引言

氮是作物生长必需的大量元素之一，氮肥的施用能促进作物生长发育、提高作物产量、改善土壤环境[1]，但是土壤中的氮肥通过径流、淋溶以及氨挥发等途径大量流失。我国的氮肥利用效率在35%左右，损失率高达45%，经济损失相当严重[2，3]。其中，氨挥发已成为氮素流失的主要途径之一，如何有效降低氮素氨挥发，提高氮肥利用率，是当前急需解决的问题。

提高氮肥利用效率一方面是增加土壤对氮素的固持能力，另一方面是减少氮素的氨挥发损失。基于此，前人陆续开展了减氮配施有机物质[4]，采用不同灌溉模式[5]，添加硝化抑制剂[6]等一系列研究来固持土壤中的氮素，减少氮素损失。近年来，保水剂在土壤改良方面越来越受到人们的关注，保水剂具有较强的保水和提供植物水分的释水特性，有土壤“微型水库”之称[7]。

PAM即聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)，是一种新型高分子聚合物材料[8]。PAM具有增加土壤表层颗粒间的凝聚力，维系良好的土壤结构，防止土壤结皮、增加土壤水分入渗及抑制土壤水分蒸发等作用[9，10]，且表层土壤含水率随PAM添加量的增加而升高[11]。PAM在土壤干旱方面应用比较广泛[12，13]。但在对肥料的作用效果的研究还很少。

土壤中施入保水剂能减少氮、磷、钾养分的淋溶损失[14]；并且随着保水剂用量的增加，土壤的保氮能力增加[15]。由于保水剂种类繁多，不同保水剂的保水、保肥功能差异悬殊，因此，保水剂类型、用量与土壤的相互影响程度及对养分保持和缓释的作用机制还需要进一步研究。为此，通过室内模拟试验，研究了保水剂(PAM)用量对持水保肥性差的砂土氨挥发的影响，为更好的利用保水剂从源头削减肥料污染提供参考。

2 材料和方法

2.1 试验材料

试验采用榆林市靖边县农田砂土作为供试土壤。保水剂(PAM)主要成分是聚丙烯酰胺，尿素含氮量为46%，试验在秦岭野外监测中心站(107°53′E，34°8′N)温室大棚内进行。

2.2 实验设计

保水剂设0%(P0)、0.08%(P1)、0.16%(P2)和0.24%(P3)，试验采用室内盆栽培养方法，每个塑料盆中称取500 g过2 mm筛的风干土壤并加入0.7 g尿素，其中先称取400 g，压实，加入保水剂与100 g土壤混匀后加入盆中，压实整平。然后加入去离子水，加水至田间持水量的75%，使土壤充分湿润，置于温室内培养。

2.3 指标测定方法

采用“静态吸收法”[5]测定氨挥发量，在每个塑料盆内土壤表面放置25 mL的小烧杯，内装2%硼酸和定氮混合指示剂的混合溶液，盖上用透明胶带密封好。分别于试验的第2、3、4、5、6、7、8、11、14、17、20、26、32 d取出烧杯，用0.1 mol/L硫酸滴定氨吸收量。

2.4 数据处理及分析

数据处理采用excel2010，绘图采用Origin 2018。

3 结果与分析

保水剂施用量对尿素氨挥发的影响如图1(a)所示，P0、P1、P2和P3处理在培养期32 d内氨挥发量范围分别为0.32～4.90 mg，0.24～4.21 mg，0.32～4.35 mg和0.27～3.68 mg，且在第2、3、4、6、7、8、11、14、17、26d的氨挥发量均为P0>(P1、P2和P3)，即表明施用保水剂可以减少氨挥发量。随着培养时间的增加，各处理氨挥发量表现为先增加后减少，在培养期内的第6、7、8、11 d氨挥发量较大。

保水剂施用量对尿素氨累计挥发量的影响如图1(b)所示， P0、P1、P2和P3处理在培养32 d后，氨累计挥发量为23.06 mg、19.69 mg、17.13 mg和14.56 mg，表现为P0>P1>P2>P3；加入保水剂的P1、P2和P3处理比不施保水剂P0处理氨挥发总量分别减少14.61%、25.72%和36.86%，即表明保水剂用量越大土壤氨挥发量越少。