玉米秸秆生物炭对暗棕壤性质和氮磷吸附特性的影响

玉米秸秆生物炭在增加土壤肥力、促进作物生长特别是在控制氮磷面源污染方面具有重要作用。以玉米秸秆为生物质材料,在450℃碳化温度下制备了玉米秸秆生物炭,并将玉米秸秆生物炭以不同比例与暗棕壤混合,玉米秸秆生物炭所占质量比分别为0,0.5%,1%,2%,培养30 d后进行土壤基本理化性质测定和对氮磷的模拟吸附试验。结果表明:添加玉米秸秆生物炭能够加深暗棕壤颜色,提高暗棕壤有机质、全氮、全磷以及有效氮、速效磷的含量。可用Lagergren准一级动力学方程拟合添加玉米秸秆生物炭暗棕壤对氮磷的吸附动力学过程;可用Langmuir方程拟合添加玉米秸秆生物炭暗棕壤对氮磷的吸附热力学过程。随着玉米秸秆生物炭添加量的增加,暗棕壤对氮磷的吸附速率常数增大,对氮磷的饱和吸附量增加,对氮磷的固定能力增强。     

改性玉米秸秆吸附磷的动力学和热力学特征研究

为实现玉米秸秆的资源化,对玉米秸秆进行化学改性,制备成了一种阳离子型吸附剂,并对其吸附水溶液中的磷进行了研究。通过改变初始磷浓度、吸附时间、吸附温度等条件,研究了改性玉米秸秆对磷的吸附行为。结果表明:随着反应时间的延长,吸附量开始急剧上升,后缓慢减小至达到平衡,平衡吸附量随着磷初始浓度的增大而增大。在298 K的条件下,改性玉米秸秆对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模式,最大吸附量为12.96 mg·g-1;吸附过程符合伪二级反应动力学模式,且受颗粒内扩散模式控制,吸附过程主要为化学吸附;吸附热力学参数ΔH和ΔG均小于0,表示该过程是一个可自发进行的放热反应。研究表明,改性玉米秸秆对水中的磷有很好的去除效果,是一种良好的磷吸附剂。     

广西蔗渣炭和玉米秸秆炭对水体中铵氮的吸附性能与比较

为进一步利用广西大量的农业有机废弃物资源,实现资源和环境效益的最大化,采用恒温振荡吸附方法,研究蔗渣炭和玉米秸秆炭对NH4Cl溶液中铵氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,分析吸附时间、初始液浓度、添加量对生物质炭吸附铵氮效果的影响。结果表明,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮的吸附平衡时间均为3 h,平衡吸附率分别为39.0%和41.3%。生物质炭对铵氮的吸附率随添加量的增加而增加,但单位吸附量随添加量的增加而减少。对铵氮的吸附符合Langmuir方程和Freundlich方程,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮最大吸附量分别为2.50mg/g和2.88 mg/g。总体上,玉米秸秆炭对溶液中铵氮的吸附性能优于蔗渣炭。     

不同碳化秸秆对养猪场废水中COD去除效果的研究

在pH为6、7、8、9的条件下,水稻碳化秸秆和玉米碳化秸秆对养猪场废水中COD进行处理;通过研究碳化秸秆对水溶性有机物等温吸附特性的影响,来探讨碳化秸秆对养猪场废水中COD的去除机制。结果表明:玉米碳化秸秆对养猪场废水中COD的去除率高于水稻碳化秸秆,且在p H值为9时去除率最大,在p H为7时去除率最小;碳化秸秆对养猪场废水中COD的去除机制主要以分配机制为主。     

南麂列岛铜藻氮磷吸收特征研究

实验室条件下测定了:(1)不同温度下,铜藻的磷吸收动力学;(2)氮磷比对铜藻氮磷吸收速率的影响;(3)不同化合态氮对铜藻氮磷吸收速率的影响;(4)成熟铜藻体内总氮总磷含量。结果显示:(1)20℃时,铜藻对磷的半饱和吸收常数最低,最大吸收速率最大;(2)氮浓度一定时,随着氮磷比值升高,铜藻对氮磷的吸收速率皆下降;磷浓度一定时,随着氮磷比值升高,铜藻对氮的吸收速率增加,对磷的吸收速率下降;(3)磷充足时,铜藻对硝氮的吸收速率随着氨氮硝氮比升高而下降,对氨氮和磷的吸收速率随着氨氮硝氮比升高先上升后下降;(4)干燥铜藻体内总氮总磷含量分别为5.70%和0.18%。     

6种柳树对富营养化灌溉污水的氮磷富集能力比较

利用3种人工富营养盐污水,持续灌溉6个柳树品种或杂种无性系的盆栽苗,比较研究柳树对氮磷的富集能力。结果表明:柳树对氮的吸附转移效果优于磷;氮磷复合处理总体上促进了氮磷在柳树盆栽苗体内的积累和向地上部分转移,处理2条件下最佳,而对磷转运系数的影响不显著;叶片中TN含量和氮富集量最高,根中TP含量和磷富集量最高;不同供试无性系间全株TN和TP含量、氮磷富集量,以及氮磷转运系数均存在显著或极显著差异。     

玉米秸秆炭与炭化温度和时间的关系

[目的]筛选出最适宜炭化温度和时间条件下的生物炭。[方法]以玉米秸秆为生物质炭制作原料,对比研究不同炭化温度(350、450、550℃)和时间(1.5、2.0、2.5 h)制备的玉米秸秆炭的p H、电导率等特性及有机质、氮、磷、钾等元素含量及其间的相互关系。[结果]玉米秸秆炭有机质含量随炭化温度的升高和时间的延长而降低[62.23%(350℃)48.52%(450℃)35.78%(550℃)];在350℃炭化温度下p H随着时间的延长而增大,450和550℃炭化温度下p H基本保持在10左右;电导率随炭化温度和炭化温度的变化不明显,炭化温度350℃对玉米秸秆炭电导率的影响相对较大。玉米秸秆炭中速效钾含量随着温度的升高和时间的延长逐渐增加,全氮和碱解氮则相反,速效磷含量较高,表现出574.53 mg/kg(450℃)493.75 mg/kg(350℃)283.98 mg/kg(550℃)的变化趋势。[结论]350℃(2.5 h)和450℃(2.0 h)制备的玉米秸秆炭的农业利用预期效应较好,农业价值较高。     

杂交玉米品种内在性状及基因表达的施肥原理

为了探索高产玉米品种营养性状与基因型表达的关系,为诊断玉米营养遗传性状基因型及培育高产玉米品种提供科学依据。通过设计品种与氮、磷不同组合施肥的小区试验,进行了不同玉米品种耐肥性试验,并采用典型品种进行了氮、磷单施与配施的营养遗传性状试验;同时选择4个玉米品种的父母本在氮、磷单施和配施为试验地土壤最大施肥量下培育的12个杂交组合,分别在氮、磷单施各195 kg/hm2和氮磷配施为试验地土壤最大施肥量的组合处理上进行了产量比较试验。结果表明,供试的不同玉米品种最大施氮量介于35.0～601.5 kg/hm2,作物品种和土壤各自存在一个由自身特性决定的最大施肥量,作物品种最大施肥量是品种耐肥性的量度;登海605玉米产量氮磷配施较氮、磷单施分别增产17%和20%;京科665和金满囤玉米产量单施磷较单施氮和氮磷配施增产均在26.8%～39.2%,作物品种施肥比例是由内在性状养分利用效率决定的外在土壤施肥特性。父母本氮磷配施杂交制种的玉米品种,氮磷配施种植比氮、磷单施种植增产,如鑫源596氮磷配施种植分别较氮、磷单施种植增产9.4%和11.2%,较单施氮杂交制种氮磷配施种植增产39.5%;强盛2号父母本单施磷杂交制种的品种单施氮种植的产量反而比氮磷配施下增产17%,但氮磷配施制种品种的产量也以氮磷配施下种植最高。玉米品种高产性状可能是父母本在特定施肥结构下某些基因杂交响应的表达结果。玉米品种耐肥性和养分利用效率可能受品种最大施肥量和施肥结构影响下的营养遗传性状表现基因所制约,施肥则是隐性基因和显性基因转化的基因激活条件。     

生活污水灌溉对稻田土壤磷形态和吸附特征的影响

通过设置不同氮、磷浓度的生活污水进行水稻的盆栽实验,采用改进的Hedley法研究了生活污水灌溉后土壤磷形态和吸附特征的变化。结果表明,相对于施用化肥,生活污水灌溉下养分分散进入稻田,而且氮、磷投入量偏低。这导致了种植水稻后土壤总磷(TP)略有下降,土壤有效磷有显著的降低。施化肥促进了土壤易利用态磷的增加,主要是碳酸氢钠提取态无机磷(NaHCO_3-Pi)的增加。水稻种植条件下生活污水灌溉显著降低了土壤易利用态磷,增加了土壤中等活性磷,主要特征是土壤碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO_3-Po)减少,氢氧化钠提取态无机磷(NaOH-Pi)增加。生活污水灌溉能增加土壤对磷的最大吸附量,增强了土壤对磷的吸附和缓冲能力。生活污水中不同氮、磷浓度对土壤磷的影响主要表现为高磷污水灌溉显著增加了土壤氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)的含量,而高氮污水灌溉促进了水稻生长,提高了土壤溶液磷的平衡浓度,从而促进水稻对磷的吸收并影响土壤的磷形态。生活污水灌溉对土壤有机磷矿化过程影响显著,但其影响机理还需进一步研究。     

间作促进作物磷吸收的氮素调控效应

为探讨通过氮素调控促进间作作物磷吸收利用的效果,阐明间作的氮磷交互作用机理。设置3种种植模式（玉米马铃薯间作、玉米单作和马铃薯单作）、4个施氮水平（N0：不施氮、N1：1/2常规量、N2：常规量、N3：3/2常规量）的田间小区定位试验,研究玉米马铃薯间作对作物磷吸收和利用的影响,并分析磷吸收对施氮量的响应。结果表明：施氮量显著影响间作产量,低氮（N1）水平间作产量优势最大。间作玉米和马铃薯的磷吸收量均随施氮量增加而降低,在N2水平达到最大。在低氮条件下,间作玉米磷吸收量较单作平均提高了42.03%,马铃薯提高了13.46%。随施氮量的增加,玉米马铃薯间作的单位面积磷吸收的优势呈先增加后下降的趋势,在N1水平优势最强。在N1水平中,与单作相比,间作玉米籽粒磷吸收量平均增加86.26%,间作马铃薯块茎磷吸收量平均增加14.28%。因此,在保证作物产量和提高氮磷肥利用率的前提下,合理施入氮肥能够促进间作作物对磷素的吸收与利用。