畢業(yè)論文DMPP對(duì)土壤氮素流失影響研究

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目: dmpp對(duì)土壤氮素流失和莧菜硝酸鹽含量及品質(zhì)的影響研究 目 錄中文摘要外文摘要前言11. 材料與方法 2材料2方法22. 結(jié)果與分析 32.1土壤氮素流失的動(dòng)態(tài)變化 32.2土壤氮素流失量變化 42.3莧菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量影響 62.4莧菜營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)含量 73. 結(jié)論與討論8參考文獻(xiàn)9致 謝11dmpp對(duì)土壤氮素流失和莧菜硝酸鹽含量及品質(zhì)的影響研究 摘 要 采用盆栽試驗(yàn)，研究了尿素添加dmpp（3 ，4-二甲基吡唑磷酸鹽 ）硝化抑制劑)和尿素添加有機(jī)肥和dmpp后對(duì)土壤氮素流失及莧菜硝酸鹽含量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在40d內(nèi)，與常規(guī)尿素和尿素添加有機(jī)肥相比，添加dmp

2、p 硝化抑制劑的處理可以降低土壤中硝酸鹽含量，使硝態(tài)氮的累積流失量分別降低61.2% 和40.8%，氨氮流失量提高10.6% 和11.2%，無機(jī)氮降低50.6%和32.5%，減輕氮素向水體遷移的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)添加dmpp 硝化抑制劑的處理，能有效控制莧菜中硝酸鹽積累，使莧菜硝酸鹽含量下降34.9% 和22.4%，產(chǎn)量提高37% 和8.7%，同時(shí)增加莧菜的vc、氨基酸和可溶性糖等營(yíng)養(yǎng)成分含量，改善青菜品質(zhì)。關(guān)鍵詞 dmpp；氮素流失；硝酸鹽積累；莧菜品質(zhì)effect of dmpp on inorganic nitrogen leaching loss, nitrate content and qu

3、ality of three-colored amaranth student: chenlu, college of agriculture, yangtze university tutors: sun zhengxiang, college of agriculture, yangtze university yu qiaogang, zhejiang academy of agriculture sciencesabstract a pot experiment was performed to study the nitrogen leaching loss, nitrate and

4、 quality of three-colored amaranth by applied urea with new nitrification inhibitor 3, 4-dimethylpyrazole phosphate (dmpp) or organic fertilizer in paddy soil. the results showed, compared to the regular urea treatment and the treatment which applied urea and organic fertilizer, within the 40 days o

5、f the experiment, adding dmpp decreased nitrate content of soil, and the accumulative leaching losses of soil nitrate in treatment with dmpp declined 61.2% and 40.8%, respectively,. while the accumulative leaching losses of ammonium nitrogen increased 10.6% and 11.2%, respectively. the accumulative

6、leaching losses of inorganic nitrogen reduced 50.6% and 32.5 %, respectively. nitrate content of three-colored amaranth in adding dmpp treatment reduced 34.9% and 22.4%, respectively. yield increased 37% and 8.7%, respectively. while adding dmpp could improve the contents of vc, amino acids and solu

7、ble sugar. thus, dmpp could effectively control the risk of nitrate transferring to water and improve the quality of three-colored amaranth.key words dmpp；nitrogen leaching; nitrate accumulation; three-colored amaranth qualitydmpp對(duì)土壤氮素流失和莧菜硝酸鹽含量及品質(zhì)的影響研究目前為提高蔬菜產(chǎn)量，超高量使用氮肥的現(xiàn)象十分普遍，為普通大田作物的數(shù)倍甚至數(shù)10倍，導(dǎo)致土壤氮

8、素?fù)p失嚴(yán)重1, 2。流失是土壤氮素?fù)p失的基本途徑之一34， 流失的氮約占 2% 10% 5，流失的氮雖然不高，但是氮肥通過流失進(jìn)入地下水，對(duì)地下水的污染已日益引起廣泛關(guān)注6。硝態(tài)氮是農(nóng)田向地下水體輸送氮的主要形態(tài)7。且蔬菜是一種容易富集硝酸鹽的作物，尤其是葉菜類和根菜類，極易富集硝酸鹽8。人體攝入的硝酸鹽有81.2%來自蔬菜9。硝酸鹽在一定條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，對(duì)人體產(chǎn)生直接危害，破壞血紅蛋白中的 fe2+ 等。超高量氮肥的使用，導(dǎo)致菜園土壤酸化、蔬菜產(chǎn)量降低、品質(zhì)惡化，引起硝酸鹽累積、重金屬含量超標(biāo)以及一系列的生態(tài)和環(huán)境問題912。蔬菜之所以會(huì)積累硝酸鹽是因?yàn)橛捎谕寥乐写罅肯跛猁}的累積導(dǎo)致

9、蔬菜過度的吸收13。因此，控制或延緩氨氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化有助于減少土壤氮素向水體的遷移和如何控制蔬菜硝酸鹽含量，使其在安全范圍之內(nèi)，已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題之一。而施用硝化抑制劑是延緩氨氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，提高氮素利用率，減少土壤氮素?fù)p失和發(fā)展無公害蔬菜的重要對(duì)策之一14。目前，由德國(guó) basf公司開發(fā)的歐盟專利產(chǎn)品3，4-二甲基吡唑磷酸鹽 ( 3，4-dimethylpyrazolephsphate, dmpp)是一種新型、高效、廣受歡迎的新型硝化抑制劑，與其它的硝化抑制劑相比，其具有用量小、殘留量小、自身難以流失、抑制作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，且對(duì)作物沒有毒害。許多研究表明硝化抑制劑能夠抑制土壤中

10、銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少土壤中硝酸鹽的濃度1516，從而減少蔬菜的硝酸鹽積累。為此，以常規(guī)尿素和常規(guī)尿素添加有機(jī)肥作對(duì)比，就添加新型硝化抑制劑3,4-二甲基吡唑磷酸鹽對(duì)土壤氮素流失變化及對(duì)蔬菜產(chǎn)量、硝酸鹽累積及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，以期為減少菜地土壤氮素流失和提高蔬菜品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。1 材料與方法1.1 材料供試土壤選用浙江海寧的水稻土，其基本性狀見表1.供試氮肥為常規(guī)尿素和添加 1% dmpp 硝化抑制劑的尿素，氮素用量水平為純氮200kg/ha，有機(jī)氮用量為總施氮量的30%，磷肥用量為80kg/ha(p2o5)，鉀肥用量為80kg/ha(k2o)，種植的蔬菜選用莧菜。 表1 供試土

11、壤的基本性狀 土壤phc/n有機(jī)質(zhì)/(gkg-1)全氮/(gkg-1)速效磷/(mgkg-1)速效鉀/(mgkg-1)壤質(zhì)堆疊土7.4411.430.51.9075.5241.01.2 試驗(yàn)處理采用盆栽種植，每盆裝土3 kg。試驗(yàn)設(shè)計(jì)5個(gè)處理：不施肥(ck) ； 常規(guī)尿素 (u) ；dmpp +尿素 (du) ；有機(jī)肥+尿素（mu）；有機(jī)肥+尿素+dmpp（mdu），5個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4次。將肥料一次性施入表層土壤，把盆栽放置露天場(chǎng)地一個(gè)星期左右種植莧菜苗，每個(gè)處理種植4株莧菜，在溫度為1822的人工氣候室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始后，按照當(dāng)?shù)氐哪昃涤炅考扒{菜生長(zhǎng)需要澆水，盆栽下面套塑料桶收集

12、滲漏水。每隔 10d 采集 1 次滲漏水（100ml）和表層(02 cm) 土壤測(cè)定其氮素含量，試驗(yàn)結(jié)束后采取莧菜可食部分計(jì)產(chǎn)量，同時(shí)測(cè)定莧菜中硝酸鹽含量、vc、可溶性糖、氨基酸含量。1.3 測(cè)定方法 將滲漏液過濾，用奈氏試劑比色法測(cè)定氨氮，紫外分光光度法測(cè)定硝態(tài)氮28。土壤鮮樣用 2 mol/l kcl浸提( 土水比 15 )流動(dòng)分析儀測(cè)定氨氮和硝態(tài)氮，同時(shí)用烘干法測(cè)定土壤含水量。莧菜中vc采用2，6-二氯靛酚滴定法29；氨基酸采用氨基酸分析儀測(cè)定；可溶性糖采用費(fèi)林氏滴定法測(cè)定，數(shù)據(jù)用excel 和spss 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2 結(jié)果與分析2.1 土壤氮素流失的動(dòng)態(tài)變化圖1所示為不同處理土壤

13、滲漏液硝態(tài)氮含量變化及其添加dmpp 的影響。ck（對(duì)照處理）土壤滲漏液中硝態(tài)氮含量隨時(shí)間的增加變化不大。含有尿素的所有處理的土壤滲漏液中硝態(tài)氮含量顯著增加，并在20d天達(dá)到滲漏高峰。其u（常規(guī)尿素處理）和du（常規(guī)尿素添加dmpp處理）中的濃度分別達(dá)13.11mg/l和11.42mg/l水平，mu（常規(guī)尿素添加有機(jī)肥處理）和mdu(常規(guī)尿素添加有機(jī)肥和dmpp處理)中的濃度分別達(dá)到7.61mg/l和7.28mg/l水平，之后至40d土壤滲漏水硝態(tài)氮的濃度保持緩慢下降的趨勢(shì)，但分別維持在5.02mg/l、3.64mg/l、2.76mg/l、2.32mg/l以上的水平。添加dmpp的兩個(gè)處理du

14、和mdu其硝態(tài)氮的濃度變化范圍分別是2.733.64mg/l與1.642.32mg/l，遠(yuǎn)低于同期u和mu處理土壤滲漏水的硝態(tài)氮濃度。抑制劑顯著減少了土壤滲漏水中硝態(tài)氮的濃度，兩者之間的差異較為顯著。從結(jié)果可以看出，u和mu處理土壤硝態(tài)氮滲漏損失大，尤其是在前期土壤滲漏液硝態(tài)氮濃度高，對(duì)地下水有污染趨勢(shì)。使用硝化抑制劑dmpp 后，土壤硝態(tài)氮流失減少，土壤滲漏液硝態(tài)氮濃度低，對(duì)地下水污染的趨勢(shì)降低。圖1 滲漏液中硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化圖2為不同處理土壤滲漏液中氨氮的變化動(dòng)態(tài)。從圖3可以看出ck處理土壤滲漏液中氨態(tài)氮濃度變化不大。含有尿素的所有處理土壤滲漏液中氨氮的含量在第10d出現(xiàn)高峰，土壤氨氮流失

15、較大，其中u處理土壤滲漏液氨氮含量為6.43 mg/l，而du處理氨氮的含量為7.72 mg/l， mu處理氨氮的含量為5.18 mg/l，mdu處理中氨氮的含量為7.12 mg/l，添加dmpp的兩個(gè)處理du和mdu其氨氮含量略有升高。30d后，4個(gè)處理中氨氮的含量與對(duì)照差異不明顯，土壤氨氮流失十分低。圖2 滲漏液中氨氮的動(dòng)態(tài)變化2.2 土壤氮素流失量變化隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，硝態(tài)氮的滲漏累積量明顯增加(圖3)，ck處理土壤經(jīng)過40d 的滲漏有2.4mg的硝態(tài)氮發(fā)生滲漏，u和mu處理其硝態(tài)氮的累積滲漏量顯著增加，40d內(nèi)，分別有32.35mg和27.71mg的硝態(tài)氮發(fā)生滲漏，比ck增加了29.95

16、mg和25.31mg。加入dmpp 的處理，硝態(tài)氮的滲漏損失減少，40d 內(nèi)，du和mdu處理分別有12.54mg和16.41mg的硝態(tài)氮發(fā)生滲漏，分別比對(duì)照增加了10.14mg和14.01mg，但du比u減少了61.2% 的硝態(tài)氮損失，mdu比mu減少了40.8% 的硝態(tài)氮損失。土壤硝態(tài)氮累積流失量的動(dòng)態(tài)變化表明，添加dmpp能有效阻控土壤硝化進(jìn)程，減少同期土壤硝態(tài)氮的流失。圖3 土壤硝態(tài)氮累積流失量動(dòng)態(tài)變化氨氮的累積滲漏量隨時(shí)間的增加而增加（圖4）。ck處理土壤氨氮累積滲漏量的增加非常緩慢，經(jīng)過40d 的滲漏后，有1.85mg氨氮的滲漏損失。使用尿素后，不同處理土壤氨氮滲漏累積量均有增加，

17、u和mu處理分別有5.49mg和5.07mg 氨氮的滲漏損失，比ck增加了3.64mg和3.22mg。添加dmpp 抑制劑的處理中氨氮的累積量有所升高，du和mdu 40d 內(nèi)氨氮的累積量分別為6.14mg 和5.71mg，分別比ck增加了4.29mg和3.86mg。du比u增加了10.6%的氨氮損失，mdu比mu增加了11.2% 的氨氮損失。圖4 土壤氨氮累積流失量動(dòng)態(tài)變化從無機(jī)氮的滲漏流失總量可以看出（表2），土壤的氮素流失以硝態(tài)氮為主，氨氮含量十分低。在40d內(nèi)，du和mdu處理其氮素流失總量分別為18.68mg、22.12mg，而u和mu氮素流失總量分別為37.84mg、32.78mg

18、，du比u減少50.6% 的無機(jī)氮流失，mdu比mu減少32.5% 的無機(jī)氮流失。結(jié)果表明，常規(guī)尿素添加dmpp和常規(guī)尿素添加有機(jī)肥和dmpp都能顯著減少無機(jī)氮滲漏損失。原因在于dmpp能長(zhǎng)時(shí)間抑制氨氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，使土壤中氨氮含量高，硝態(tài)氮含量低；另一方面則是由于土壤膠體帶負(fù)電荷，根據(jù)吸附理論，土壤膠體可以有效吸附帶正電荷的氨氮，而對(duì)帶負(fù)電荷硝態(tài)氮?jiǎng)t起排斥作用，從而使土壤氨氮不易發(fā)生遷移，硝態(tài)氮?jiǎng)t極易隨水分的運(yùn)動(dòng)發(fā)生滲漏遷移流失。表2 土壤無機(jī)氮流失總量處理nh4-nno3-ntotal-nck1.85a2.4a4.25au5.49b32.35b37.84adu6.14c12.54c18.

19、68cmu5.07b27.71b32.78bmdu5.71bc16.41c22.12c2.3 莧菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量影響試驗(yàn)結(jié)果（表3）表明，使用硝化抑制劑dmpp對(duì)莧菜有明顯的增產(chǎn)及降低硝酸鹽含量的作用。du和u相比，du處理莧菜增產(chǎn)37%，硝酸鹽含量下降34.9%；mdu和mu比較，mdu處理莧菜增產(chǎn)8.7%，硝酸鹽含量下降22.4%。表3 莧菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量變化處理產(chǎn)量（kg）硝酸鹽含量（mg/kg）ck51.67.6u170.646.1du233.730.0mu204.937.9mdu222.829.4尿素一般以銨態(tài)氮的形式存在，當(dāng)銨態(tài)氮和硝化抑制劑一起使用時(shí)，銨態(tài)氮在土壤中長(zhǎng)時(shí)間保持

20、較高濃度，便于作物對(duì)銨態(tài)氮的大量吸收。dmpp促進(jìn)作物增產(chǎn)的原因可能與植物偏愛銨態(tài)氮營(yíng)養(yǎng)有關(guān)，與硝態(tài)氮相比，作物吸收銨態(tài)氮消耗的能量少17，特別是在高銨態(tài)氮供應(yīng)的情況下。銨態(tài)氮能直接用于蛋白質(zhì)代謝，銨態(tài)氮對(duì)多胺、赤霉素、細(xì)胞分裂素也起著積極的作用18，能增加硝酸還原酶的活性19，在nh4+ 和no3- 共存時(shí)更有利于合成2022。dmpp抑制土壤氨氧化過程的發(fā)生， 降低土壤中硝酸鹽的含量，這對(duì)作物生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。2.4 莧菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量影響 由表4可見，使用硝化抑制劑dmpp可顯著增加青菜中vc 和氨基酸含量，與u相比，du處理vc 含量增加6.6%，氨基酸含量增加37.7%；mdu

21、比mu處理的vc 含量增加13.5%，氨基酸含量增加25.6%，均達(dá)到顯著水平。可溶性糖略有增加，但未達(dá)到顯著水平。dmpp使用降低根際土壤的ph值，提高了其他營(yíng)養(yǎng)元素的有效性，尤其是微量元素的有效性23，從而可能提高氨基酸含量；dmpp 降低土壤中硝酸鹽的含量，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的比例越低則蔬菜硝酸鹽含量越低24，這對(duì)作物品質(zhì)改善有一定的促進(jìn)作用。表4 莧菜中vc、氨基酸、可溶性糖含量處理vc（mg/kg）氨基酸（mg/kg）可溶性糖（g/kg）ck5.67.3568.5u36.97.8670.2du39.510.8275.8mu33.97.5172.6mdu39.29.4373.53 結(jié)論與討

22、論本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用常規(guī)尿素和尿素添加有機(jī)肥后土壤氮素流失嚴(yán)重，短期內(nèi)會(huì)使地下水硝態(tài)氮的濃度增加，對(duì)地下水有污染趨勢(shì)，而使用dmpp 后，顯著降低土壤氮素流失，地下水硝態(tài)氮的濃度接近于不施肥處理，土壤中氨氮的流失在前期有所增加，但由于土壤對(duì)氨氮的強(qiáng)吸附特性，遷移總量十分低，不會(huì)對(duì)地下水造成污染的風(fēng)險(xiǎn)。尿素添加dmpp和尿素添加有機(jī)肥和dmpp后均具有顯著的氨氧化抑制作用，長(zhǎng)時(shí)間有效延緩莧菜地土壤氨氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，氮素縱向遷移明顯降低，可減少32.5%50.6% 的無機(jī)氮進(jìn)入地下水體，降低氮素向地下水體遷移的流失。本試驗(yàn)結(jié)果還看出，與常規(guī)尿素處理和尿素添加有機(jī)肥處理相比較，添加dmpp后的兩

23、個(gè)處理能長(zhǎng)時(shí)間有效地延緩菜地土壤氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，能使莧菜中硝酸鹽含量下降22.4%34.9%，其差異達(dá)顯著水平；產(chǎn)量比常規(guī)尿素處理和尿素添加有機(jī)肥處理增加8.7%37%；可溶性糖含量略有增加，vc、氨基酸含量顯著提高。說明硝化抑制劑dmpp對(duì)蔬菜硝酸鹽含量積累有較好的抑制效果。這可能是在硝化抑制劑dmpp的作用下，肥料中的氮以nh4+ 的形式在土壤中以較高濃度存在較長(zhǎng)一段時(shí)間，在這種情況下，植物吸收大量的nh4+ - n而不是no3- - n25。nh4+ 被植物吸收后立即參加有機(jī)氮合成，而 no3- 則要先還原，這一過程需要消耗額外能量并在相應(yīng)酶系參與下進(jìn)行2627。這也可能是莧菜氨基酸含

24、量顯著提高的原因。我們對(duì)常規(guī)尿素添加dmpp與尿素添加有機(jī)肥和dmpp作比較，結(jié)果表明前者比后者少23.6% 的土壤硝態(tài)氮流失和7% 的土壤氨氮流失；對(duì)于莧菜產(chǎn)量，前者比后者增產(chǎn)4.9%，硝酸鹽含量減少2%，氨基酸含量增加14.7%，可溶性糖和vc含量略高一點(diǎn)但未達(dá)到顯著水平。說明常規(guī)尿素添加dmpp對(duì)土壤氮素流失和降低莧菜硝酸鹽含量，提高莧菜產(chǎn)量品質(zhì)具有很好的效果。而尿素添加有機(jī)肥和dmpp略低一籌的原因可能與有機(jī)肥施入土壤中發(fā)酵增加土壤微生物活動(dòng)，改變土壤ph和理化性狀從而影響硝化抑制劑的效果有關(guān)。因此，dmpp結(jié)合施用的高效技術(shù)值得關(guān)注。參考文獻(xiàn)1 insaf s, mohamed aa

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