楊俊剛,李艷梅,孫焱鑫,廖上強(qiáng),鄒國(guó)元,顧紅艷
(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所,新型肥料研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),北京 100097;2.北京市緩控釋肥料工程技術(shù)研究中心,北京 100097;3.索爾維中國(guó)公司,上海 201108)
華北、黃淮是我國(guó)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū),約占我國(guó)設(shè)施蔬菜總面積的60%以上[1],隨著這一區(qū)域內(nèi)京津冀一體化發(fā)展進(jìn)程加快,蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也面臨著一些突出問(wèn)題:(1)普通蔬菜季節(jié)性供過(guò)于求,民眾普遍對(duì)綠色、有機(jī)等優(yōu)質(zhì)蔬菜有了更多的需求;(2)設(shè)施生產(chǎn)中勞動(dòng)者高齡化問(wèn)題十分突出,用工成本較高,迫切需要降低用工數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度;(3)華北地區(qū)水資源日益短缺,過(guò)量水肥投入造成的資源環(huán)境問(wèn)題仍然十分嚴(yán)重。發(fā)展資源節(jié)約、高效安全的疏菜生產(chǎn)體系成為當(dāng)前的必然趨勢(shì)。采用新型肥料與滴灌配合的水肥一體化技術(shù)正逐步成為推動(dòng)蔬菜產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的關(guān)鍵技術(shù)措施[2-3]。
水肥一體化技術(shù)因其顯著提升水氮利用效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展十分迅速。隨著水肥一體化進(jìn)程的推進(jìn),水溶肥料的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。然而,當(dāng)前的水溶肥料還是以固體肥為主,溶解性好的價(jià)格高,溶解性差的經(jīng)常堵塞管路,有的農(nóng)戶甚至用普通復(fù)合肥或尿素隨水施用,降低了水氮耦合的效果,影響了滴灌施肥技術(shù)的推廣和大面積應(yīng)用。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,液體肥的使用非常普遍,有的使用率高達(dá)40%以上[4-5]。液體肥分散快,施用方便,不易堵塞管路滴頭,是促進(jìn)水肥一體化發(fā)展的一種理想產(chǎn)品。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營(yíng)和水肥一體化的快速發(fā)展,以及液體肥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量的不斷提升,液體肥將發(fā)揮重要的作用。尿素硝銨溶液(urea and ammonia nitrate,UAN,也稱氮溶液)是目前最主要的一種液體氮肥,也是世界各國(guó)使用最多的一種液體肥[6],其在北美地區(qū)小麥、玉米、番茄等作物上都表現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果[7-9]。UAN 由溶解的尿素和硝酸銨水溶液組成,氮含量在28%~32%之間,含有3種氮素形態(tài)(酰胺態(tài)氮∶硝態(tài)氮∶銨態(tài)氮=2∶1∶1),產(chǎn)品無(wú)需經(jīng)過(guò)造粒與干燥工藝過(guò)程,生產(chǎn)成本較尿素有所降低,三廢排放也較少,是一種相對(duì)環(huán)保的肥料產(chǎn)品。但UAN在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還很少,一些技術(shù)環(huán)節(jié)和施用效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證和完善[10]。為此,本試驗(yàn)采用UAN加氮肥抑制劑的組合通過(guò)滴灌施肥驗(yàn)證其在設(shè)施生菜種植中的農(nóng)學(xué)及環(huán)境效應(yīng),以期為高效施用UAN提供技術(shù)支持。
試驗(yàn)于北京市大興區(qū)長(zhǎng)子營(yíng)鎮(zhèn)北蒲州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的溫室內(nèi)(116°34′49′′N(xiāo),39°39′46′′E)進(jìn)行,供試土壤為壤質(zhì)潮土,其主要理化性狀見(jiàn)表1。研究區(qū)域?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候,雨熱同季,多年平均降水量為585 mm,主要集中在6~8月,設(shè)施蔬菜種植制度多為一年二季,冬春茬和秋冬茬連作。該試驗(yàn)站主要種植生菜,一年4季周年供應(yīng),冬春2茬,秋冬2茬,試驗(yàn)前上茬作物為散葉生菜,本季試驗(yàn)為結(jié)球生菜,品種為“射手101”。常規(guī)日光溫室,三面磚墻,頂覆聚乙烯薄膜,長(zhǎng)70 m,寬8 m,東西走向。
表1 播前土壤理化性狀
采用小區(qū)試驗(yàn),共設(shè)5個(gè)處理,分別為:1)不施氮(CK);2)施用尿素硝銨溶液(UAN):用量N 144 kg/hm2,滴灌施肥,分別在移栽后第33 d和第42 d追肥,每次用量為總氮量的50%;3)UAN添加雙效氮肥抑制劑5 kg/t(ND5):抑制劑在追肥前加入,用量2.25 kg/hm2,分2次添加,每次50%,UAN用量及施肥方法同UAN處理;4)UAN添加雙效抑制劑8 kg/t(ND8):抑制劑追肥前添加,用量3.60 kg/hm2,分2次添加,每次50%,UAN用量及施肥方法同UAN處理;5)UAN添加雙效抑制劑10 kg/t(ND10),抑制劑追肥前添加,用量4.50 kg/hm2,分2次添加,每次50%,UAN用量及施肥方法同UAN處理。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積為16 m2,同一處理的3個(gè)小區(qū)相鄰排列成一組,方便共用施肥罐進(jìn)行滴灌施肥,5組隨機(jī)排列。
試驗(yàn)用UAN由化肥公司提供(N 32%),含酰胺氮16%,NO-3-N 8.0%,NH+4-N 8.0%。氮肥抑制劑由公司提供,為藍(lán)色水溶性液體,含水0.5%,含固定比例的脲酶抑制劑正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制劑氫醌(DCD)。各處理的磷鉀肥和有機(jī)肥用量均一致,磷肥以P2O5計(jì)為90 kg/hm2,鉀肥以K2O計(jì)150 kg/hm2,有機(jī)肥以實(shí)物計(jì)7.5 t/hm2(N +P2O5+K2O≥4%,其中N含量1.78%)。磷肥為過(guò)磷酸鈣,鉀肥為硫酸鉀,與有機(jī)肥一起全部做基肥,翻耕施入。
生菜于2017年4月8日移栽,6月10日收獲。移栽前東西向起壟覆膜,畦面寬55 cm,溝寬25 cm,壟上雙行交錯(cuò)定植,行距30 cm,株距35 cm,密度為10株/m2。全試驗(yàn)區(qū)安裝滴灌系統(tǒng),采用壓差式施肥罐控制氮肥用量和種類(lèi),每個(gè)處理安裝一個(gè)施肥罐,每個(gè)壟的膜下鋪一根滴灌管,滴頭流量1.5 L/h,滴頭間距20 cm。生育期共灌水4次,2次與施肥同時(shí)進(jìn)行,2次單獨(dú)灌水,主管路安裝水表記錄灌溉量,每次灌溉量分別為50、35、30、25 mm,總量140 mm。其他農(nóng)藝管理與病蟲(chóng)害防治同習(xí)慣。灌溉水硝態(tài)氮含量N 3.56 mg/L。
土壤礦質(zhì)氮:生菜收獲后,每個(gè)小區(qū)分層取土,取樣深度為0~100 cm,分5層,每層20 cm,每個(gè)土樣測(cè)定硝態(tài)氮、銨態(tài)氮。新鮮土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后立即過(guò)5 mm篩,充分混勻后取20 g放入鋁盒中,105 ℃下烘干測(cè)定土壤水分,另取12 g鮮土,加入100 mL 0.01 mol/L CaCl2浸提液振蕩60 min,過(guò)濾后采用流動(dòng)分析儀(TRAACS 2000,Bran and Luebbe,德國(guó))測(cè)定土壤礦質(zhì)氮(硝態(tài)氮和銨態(tài)氮)含量。
葉片SPAD值:于第一次追肥完成后和第二次追肥前,用SPAD 502測(cè)定植物生長(zhǎng)點(diǎn)以下第二片完全展開(kāi)葉的SPAD值,監(jiān)測(cè)葉綠素含量。
產(chǎn)量測(cè)定:收獲期一次性采收,每小區(qū)收3 m2,稱量總生物量(毛菜總重)、單棵重及凈菜總重,凈菜由毛菜統(tǒng)一去掉外側(cè)一層葉片所得。凈菜率用以下公式計(jì)算:
凈菜率(%)=凈菜重/毛菜重×100
生菜品質(zhì):收獲同時(shí)取樣測(cè)定凈菜中的硝酸鹽、Vc、可溶性糖以及全氮含量。硝酸鹽含量、Vc、可溶性糖分別采用紫外分光光度法、2,6-二氯靛酚滴定法、硫酸蒽酮法測(cè)定[11],全氮采用半微量凱氏定氮法測(cè)定[12]。
氮素表觀損失=氮素輸入-氮素輸出
氮素輸入(N kg/hm2) = 0~40 cm播前土壤礦質(zhì)氮+化肥氮用量+灌溉水帶入氮+有機(jī)肥氮
氮素輸出(N kg/hm2) = 0~40 cm收獲后土壤礦質(zhì)氮+作物吸收氮
葉類(lèi)蔬菜根系分布較淺,大部分集中在0~40 cm土層,養(yǎng)分分布超出40 cm后很難再利用,因此本文表觀平衡分析以0~40 cm土壤為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。
產(chǎn)投比=總收入/總投入
采用SAS 9.1中ANOVA 程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,LSD檢驗(yàn),5%顯著水平。
添加氮肥抑制劑顯著增加了生菜產(chǎn)量(表2),與未添加抑制劑的UAN處理相比,添加雙效抑制劑的處理(ND5,ND8,ND10)增產(chǎn)幅度較大,達(dá)到18%~21%。凈菜產(chǎn)量也有相同趨勢(shì),添加抑制劑的處理與UAN處理相比,均達(dá)到顯著增產(chǎn)水平,說(shuō)明添加抑制劑對(duì)生菜產(chǎn)量的增產(chǎn)作用比較明顯。隨抑制劑數(shù)量增加,產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的規(guī)律,當(dāng)抑制劑用量達(dá)到10 kg/t時(shí),產(chǎn)量出現(xiàn)下降,ND8處理凈菜產(chǎn)量顯著高于ND10處理,增幅為10%。單棵重是形成產(chǎn)量的重要基礎(chǔ),從表2可見(jiàn),UAN處理的單棵重顯著低于其他處理,添加抑制劑處理之間無(wú)顯著差異。凈菜率以ND8處理最高,顯著高于UAN和ND10處理,凈菜率是提升經(jīng)濟(jì)收益的關(guān)鍵指標(biāo),ND8處理凈菜率達(dá)到82%,比UAN處理提升7個(gè)百分點(diǎn),有利于提高收入。
表2 生菜產(chǎn)量、單棵重與凈菜率
不同處理間生菜品質(zhì)指標(biāo)差異顯著(表3)。與CK相比,UAN處理和ND5處理的硝酸鹽含量表現(xiàn)為增加,其中ND5處理達(dá)到顯著水平,而ND8和ND10處理與CK相比,沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明隨著雙效抑制劑添加量的增加,生菜硝酸鹽含量出現(xiàn)下降,而添加0.5%的抑制劑(ND5處理)幾乎沒(méi)有降低硝酸鹽含量的作用。施氮和添加抑制劑均可以增加葉片Vc含量,其中ND10處理的Vc含量顯著高于CK,說(shuō)明添加抑制劑到一定水平可以顯著升高Vc含量。施氮和添加抑制劑對(duì)生菜可溶性糖含量的影響不明顯,但隨著抑制劑用量的增加,ND10處理的可溶性糖含量顯著高于ND5處理。造成ND5處理可溶性糖含量較低的原因是否與其較高的硝酸鹽含量有關(guān),有待研究。施氮和添加抑制劑均能增加生菜全氮含量,其中ND8處理顯著高于CK。綜合各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看,ND10處理對(duì)生菜品質(zhì)的改善比較明顯,其次是ND8處理,而UAN處理和ND5處理對(duì)品質(zhì)的改善很少。一般而言,葉用蔬菜中硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)產(chǎn)品安全性最重要的指標(biāo),對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)起著決定性作用,因此降低硝酸鹽含量是施肥措施首先要考慮的,基于這一點(diǎn)來(lái)看,在UAN中添加合適比例的雙效抑制劑是一種非常有效而且安全的措施,其中以ND8和ND10處理的綜合品質(zhì)較好,不僅硝酸鹽含量最低,而且其他品質(zhì)也得以改善。
表3 生菜品質(zhì)與全氮含量
葉片葉綠素含量可以表征作物生長(zhǎng)狀況和氮素供應(yīng)情況。從第一次追肥后第9 d的葉片SPAD值(圖1)可以看出,不同處理之間存在顯著差異,施氮增加了葉片葉綠素含量,添加雙效抑制劑有增加葉綠素含量的作用,但不同處理效果不同。與UAN處理相比,ND5處理的SPAD值顯著增加,而ND8、ND10處理相比UAN則未達(dá)到顯著水平,說(shuō)明抑制劑不同添加數(shù)量對(duì)氮素及葉綠素含量產(chǎn)生了影響,較低濃度的添加量(5 kg/t)對(duì)氮供應(yīng)和葉片SPAD影響最大,繼續(xù)增加抑制劑濃度,葉片SPAD值不再增加??梢钥闯觯煌种苿┨砑恿扛淖兞说氐墓?yīng)強(qiáng)度,對(duì)葉綠素含量產(chǎn)生影響,但這種影響與增產(chǎn)和品質(zhì)改善不是完全呈正相關(guān)關(guān)系。
圖1 生菜第一次追肥后葉片SPAD值
生菜收獲后0~100 cm土壤不同土層中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的分布見(jiàn)圖2。剖面殘留氮素以硝態(tài)氮為主,銨態(tài)氮的比例較小,占比不到5%。不同土層之間,表層(0~20 cm)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分布較多,尤其是表層銨態(tài)氮含量是下層的2倍甚至3倍以上。不同處理間的硝態(tài)氮不僅在表層存在較大的差異,而且在下層也出現(xiàn)較大的變化,UAN處理在20~40、40~60、60~80 cm 3個(gè)土層中硝態(tài)氮含量均較高,其中在60~80 cm土層顯著高于其他處理,存在著較大的淋洗損失風(fēng)險(xiǎn)(圖2a)。同時(shí)UAN處理表層銨態(tài)氮含量顯著高于ND5處理,進(jìn)一步說(shuō)明添加抑制劑可以改變氮素的供應(yīng)形態(tài),導(dǎo)致氮素殘留形態(tài)發(fā)生變化(圖2b)。下層銨態(tài)氮含量較少,處理間的差異也在變小,其中20~40和60~80 cm土層內(nèi)處理間未見(jiàn)顯著差異。CK、UAN、ND5、ND8、ND10各處理0~100 cm土壤硝態(tài)氮?dú)埩艨偭糠謩e為261、631、429、511、519 kg/hm2,添加抑制劑的處理硝態(tài)氮降幅為18%~31%,減小了硝態(tài)氮淋洗損失的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2 收獲后不同土層硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量
生菜屬于淺根系作物,大部分根系集中在土壤30 cm之內(nèi),氮素分布超出40 cm之下,很難被作物吸收。因此本試驗(yàn)計(jì)算了0~40 cm土層的氮素輸入輸出平衡,兩者差值一般視為氮素表觀損失(表4)。輸入項(xiàng)中,除CK外,其他處理的氮素總輸入均為380 kg/hm2,其中灌溉水帶入氮 4.98 kg/hm2,由于優(yōu)化的滴灌量和水中較低的硝態(tài)氮含量,灌水帶入氮量占比較小。不同處理間氮素輸出存在顯著差異,施氮處理的吸氮量與CK相比有增加趨勢(shì),其中ND8處理達(dá)到顯著水平。施氮處理0~40 cm土壤礦質(zhì)氮累積量均顯著高于CK,各施氮處理間未出現(xiàn)顯著差異。不同處理的表觀損失介于55.3~112 kg/hm2之間,除ND8之外,其他施氮處理的氮損失均顯著高于CK,施氮處理中,ND5的表現(xiàn)損失顯著高于ND8處理,但未與UAN處理形成差異。綜合來(lái)看,ND8處理促進(jìn)了氮素的吸收,維持了較低氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)。
表4 生菜生育期氮素表觀平衡 (N kg/hm2)
以氮肥和抑制劑為基礎(chǔ),計(jì)算了4個(gè)施肥處理的投入產(chǎn)出情況(表5)。投入項(xiàng)上,添加氮肥抑制劑成本增加124~248元/hm2,與不添加抑制劑相比,成本增幅為10.2%~20.4%。收入上,施用氮肥抑制劑與UAN的組合實(shí)現(xiàn)增收0.93萬(wàn)~1.37萬(wàn)元/hm2,增幅達(dá)到18.8%~31.5%,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)投比的提升。隨著抑制劑添加量的增加,成本增加較多,ND10處理的產(chǎn)投比出現(xiàn)下降,說(shuō)明較大的添加量在經(jīng)濟(jì)上不再合算。而ND5和ND8處理的產(chǎn)投比均高于UAN處理,增幅為13.0%~15.8%,表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)效益。
表5 投入產(chǎn)出分析
UAN具有多種氮肥形態(tài),與尿素相比,玉米施用UAN可促進(jìn)增產(chǎn)并提高氮肥利用率[10],但氮肥的活性普遍較強(qiáng),易發(fā)生各種損失,研究表明配施抑制劑可進(jìn)一步提高氮素吸收,降低氮肥損失及其對(duì)大氣的污染[13]。本試驗(yàn)表明在UAN中添加雙效氮肥抑制劑可以促進(jìn)增產(chǎn)和品質(zhì)改善,同時(shí)減少了土壤剖面硝態(tài)氮的殘留,有利于協(xié)調(diào)生菜產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。添加不同用量的抑制劑,與ND8處理相比,ND5處理的葉片硝酸鹽含量顯著增加,ND10處理凈菜產(chǎn)量和凈菜率顯著降低,綜合來(lái)看,以ND8處理的表現(xiàn)最好。究其原因,添加氮肥抑制劑延緩了氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)換速度和強(qiáng)度,降低了氮肥的供應(yīng)強(qiáng)度,與作物的吸收更加匹配,提高了作物的吸收效率。本試驗(yàn)中的氮肥抑制劑為硝化抑制劑DCD與脲酶抑制劑NBPT的復(fù)合制劑,理論上對(duì)氮肥形態(tài)的延緩具有雙重作用。研究表明,硝化抑制劑與氮肥配合施用可以抑制硝化細(xì)菌的活性,使施入土壤中的N 較長(zhǎng)時(shí)間以NH4+-N 的形態(tài)存在,促進(jìn)對(duì)氮素的吸收[14]。尿素配施NBPT可以增加土壤有效氮的積累量,提高作物氮素回收率[15],進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量[16]。UAN液體肥含有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮3種形態(tài),與抑制劑相伴進(jìn)入土壤中,硝態(tài)氮可以直接被根系吸收,而銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮?jiǎng)t會(huì)延緩硝化和水解,在時(shí)間維度上的氮素供應(yīng)更加平緩,同時(shí)由于銨態(tài)氮存在的時(shí)間延長(zhǎng),改變了土壤中的銨硝比例,對(duì)根系生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收具有促進(jìn)作用。前人研究表明,銨硝配施供應(yīng)較硝態(tài)氮單獨(dú)供應(yīng)增加了娃娃菜根系的傷流強(qiáng)度,表明根系活力增強(qiáng)[17],通過(guò)分根試驗(yàn)也得出,銨硝混合氮源生長(zhǎng)的植物根系要優(yōu)于單一供給銨態(tài)氮或硝態(tài)氮[18-19]。添加氮肥抑制劑使得UAN氮肥中不同形態(tài)氮素在時(shí)間維度上更加合理的供應(yīng),與常規(guī)尿素前期NH4+-N濃度過(guò)高,隨后NO3--N大量形成相比,氮素供應(yīng)更加平穩(wěn),比例更加合理,是實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)和提高利用效率的可能原因。但目前關(guān)于抑制劑的研究主要集中在大田作物上,尤其是玉米和水稻[15,20-21],有的也沒(méi)有出現(xiàn)增產(chǎn),大田和設(shè)施在生產(chǎn)環(huán)境上存在較大的差異,其增產(chǎn)的效果仍需更多的試驗(yàn)支持。本試驗(yàn)中單獨(dú)施用UAN的處理和CK之間的產(chǎn)量差異并不顯著。雖然CK處理沒(méi)有追施化肥,但底肥施用了有機(jī)肥,播前礦質(zhì)氮含量也較高,保證了氮素的供應(yīng),甚至略有盈余(表4)。設(shè)施土壤養(yǎng)分含量較高,往往當(dāng)季不施肥不會(huì)造成減產(chǎn),但連續(xù)多季不施肥則產(chǎn)量下降[22]。因此合理施肥并提高利用效率是必要的,在本試驗(yàn)中添加了氮肥抑制劑使氮肥效率提高,均表現(xiàn)出增產(chǎn)。
氮肥與抑制劑配合施用可以增加糧食產(chǎn)量和降低凈溫室氣體排放[23]。Qiao等[24]對(duì)全球不同地區(qū)施用硝化抑制劑的試驗(yàn)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)施用硝化抑制劑可以使N2O和NO的排放降低44%和24%,減少硝酸鹽淋溶損失48%,增加氨揮發(fā)20%,總計(jì)可減少凈氮排放16.5%,同時(shí)能夠增產(chǎn)增收。Guardia等[25]在滴灌施肥中添加氮肥抑制劑顯著降低了N2O和NO的排放,并維持玉米的產(chǎn)量不降低。目前來(lái)看氮肥抑制劑的增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)的效果以及降低氮素?fù)p失的效果均得到證明,但氮肥抑制劑屬于化工成品,生產(chǎn)成本均較高,其高效低成本的應(yīng)用仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。田間條件下,DCD的添加比例為氮素的10%時(shí),可以達(dá)到協(xié)調(diào)產(chǎn)量與減少氮素?fù)p失的目的[21,26]。脲酶抑制劑用量相對(duì)DCD較小,NBPT或NBPT與DMPP組合的用量為尿素的0.5%[14,20]。盆栽條件下添加氮素3%的DCD是一個(gè)適宜數(shù)量[27]。本試驗(yàn)中ND5、ND8和ND10處理中抑制劑添加量分別為氮素的1.6%、2.5%和3.1%,其中大于3%產(chǎn)投比不再增加,在經(jīng)濟(jì)效益上不再提高,同時(shí)土壤剖面硝態(tài)氮含量上升,0~40 cm土層氮素表觀損失有增加趨勢(shì)。而當(dāng)添加量為1.6%時(shí),雖然經(jīng)濟(jì)效益最高,但表觀損失沒(méi)有降低,且葉片硝酸鹽含量顯著增加,因此本試驗(yàn)中以添加2.5%的ND8處理為協(xié)調(diào)產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益的較好組合。本試驗(yàn)中以較少的抑制劑添加量和較低的成本實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)和環(huán)境效益協(xié)同,除了雙效抑制劑和合理搭配外,施用液體形態(tài)的氮肥與液體型抑制劑也非常重要,液體狀態(tài)下有利于充分發(fā)揮二者的相溶性和快速分散性。以往的試驗(yàn)多以尿素為基礎(chǔ)添加固體態(tài)的抑制劑,固體與固體間的混勻往往比較難,尤其是比例懸殊的混配,兩種物質(zhì)難以全面接觸,抑制劑的作用無(wú)法充分發(fā)揮,如果提高抑制劑添加比例則成本增加?,F(xiàn)代新型抑制劑的添加量往往很少,而液體氮肥與液體抑制劑間的混勻則非常容易,一旦混合均勻,抑制劑與氮肥的組合更容易發(fā)揮作用,也更利于提高效率,降低成本。
添加抑制劑延緩了UAN氮素形態(tài)的改變,尤其是脲酶抑制劑增加了銨態(tài)氮在土壤中的存留時(shí)間,在北方石灰性土壤中有可能增加氨揮發(fā)損失的幾率。關(guān)于施用抑制劑與氨揮發(fā)損失還沒(méi)有定論,已有研究表明大田作物上使用固體氮肥和抑制劑的組合會(huì)增加氨揮發(fā)的數(shù)量[24],而隨著抑制劑添加量的增加,氨揮發(fā)損失有繼續(xù)增加的可能[28]。但也有研究表明施用抑制劑可降低氨揮發(fā)的損失[15]。本試驗(yàn)采用了液體肥與抑制劑滴灌施用的方式,氮肥與抑制劑均勻的分散性和設(shè)施環(huán)境中經(jīng)常濕潤(rùn)的土壤狀態(tài)有利于減少氨氣的排放,與大田相比有減少氨揮發(fā)的可能性[26],但目前設(shè)施生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)較少,仍需進(jìn)一步研究。同時(shí),本試驗(yàn)對(duì)象為生菜,葉類(lèi)蔬菜葉片硝酸鹽容易累積,因此鹽酸鹽含量是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo),但茄果類(lèi)蔬菜的硝酸鹽含量沒(méi)有葉菜累積明顯,添加低量抑制劑對(duì)果菜品質(zhì)的影響如何值得進(jìn)一步探討。
綜上,液體氮肥UAN中添加中等用量(8 kg/t)的雙效抑制劑,不僅可以增加生菜的產(chǎn)量,而且可以減少葉片中硝酸鹽含量,改善品質(zhì),還可以減少土壤剖面中硝態(tài)氮含量,降低氮素淋洗的風(fēng)險(xiǎn)。較低的添加量(5 kg/t)對(duì)葉片硝酸鹽含量沒(méi)有顯著改善,但增產(chǎn)增收效益較好,較高的添加量(10 kg/t)經(jīng)濟(jì)效益較低。因此建議以添加中量的雙效抑制劑為兼顧產(chǎn)量與環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益的適宜用量。