高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果研究

以不同类型和吸水倍率的高吸水性树脂为包膜材料，以大颗粒尿素和改性矿物包膜尿素为核心肥料，研制出高吸水性树脂单层包膜尿素、高吸水性树脂复式包膜尿素系列产品。通过盆栽玉米试验，在养分淋失和水分胁迫条件下研究了肥料的水肥一体化调控效果。结果表明：在高吸水性树脂与核心肥料配比为6∶100、9∶100时，高吸水性树脂包膜尿素能显著延缓氮素释放速率，减少淋溶损失量，降低耗水量，玉米生物量、水分利用效率和氮肥利用效率较核心肥料均显著提高。高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果主要与肥料包膜状况、内膜材料的性质、高吸水     

水肥调控技术及其功能性肥料研究进展

综述水肥调控的有关技术,以及以高吸水性树脂 (super absorbent polymer,SAP) 为保水、缓/控释材料制备保水型缓/控释肥料的研究进展,为今后此类肥料的开发、应用提供依据。水分和养分是限制我国旱地农业可持续发展的主要因子,以肥调水,以水促肥,充分发挥水肥的协同效应是提高水肥利用率的关键。目前,水肥调控 (耦合) 技术的实施主要通过农艺措施和施肥灌溉技术来完成。近年来,随着SAP性能的不断改善和使用的普及,人们对SAP在吸水保水的同时,对土壤肥料养分的保持和缓释作用开始给予了重视,以SAP为保水、缓释材料的保水型缓/控释肥料的研究成为水肥调控研究的热点。SAP与一般聚合物不同之处是它具有高度亲水性,聚合物的骨架是一个适度交联的网状结构,进入树脂分子内的养分离子或分子可以以各种结合形式被暂时固定而延缓了养分的释放。土壤中可溶性盐对SAP吸水性能有重要影响,但尿素分子影响甚小。保水型缓/控释肥料可通过养分负载、复混或包膜等工艺制备。保水型缓/控释肥料是水肥调控 (耦合) 技术、化学制剂保水节水技术和肥料缓/控释技术的综合运用和物化的载体,兼具吸水、保水和养分缓/控释功能,实现水肥在同一时空条件下的一体化调控,同时提高水分和肥料的利用效率,在农业、林业、环境修复、生态工程等领域具有广阔的应用前景。未来工作是进一步寻求合适的SAP制造原料和工艺,降低成本;应用分子设计,改善SAP的结构,提高生物降解性,控制盐分的不利影响,提高肥料的吸水、保水和对养分的缓释性能;加强养分释放机理和不同于普通缓/控释肥料评价方法的研究。     

FA旱地龙对温室辣椒节水效应及产量品质的影响

通过抗早节水剂FA早地龙在辣椒应用中的温室小区试验，分析抗早节水剂对土壤含水率、辣椒产量、辣椒品质的影响。试验设置5个处理区，早地龙喷施浓度分别为250和350倍液，早地龙随水浇灌量为30kg／hm^2和60kg／hm^2。结果表明：早地龙起到了蓄水保墒的作用，随着早地龙喷施浓度增加，土壤含水率提高0．38％～2．12％，土壤含水量变化幅度减小；施用早地龙的辣椒产量明显增加，产量增幅为5．0％～11．7％，同时叶面喷施FA早地龙能明显优化辣椒单果性状，平均单果质量增加7．6％～24．3％；辣椒的Vc和辣椒寨含量均随施用早地龙的浓度增大而增加，果实品质得到显著改善。早地龙对提高土壤含水率及辣椒的品质和产量起着积极作用。     

稻田轮作系统的生态学分析

针对目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利因素，根据5a田间定位试验，从土壤理化性状、作物产量变化、病虫害发生发展规律、能流及养分平衡状况等角度对稻田连作耕作制度和轮作系统进行生态学分析。结果表明，与连作耕作制度相比较，在试验设计范围内，稻田轮作系统明显改善了土壤的理化性状，使得土壤随着耕种年限增加，容重下降，而孔隙度增加，固相比率下降，气相比率上升，气液比值增大，土壤通透性大大增强，有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化，提高土壤pH值；改变了植株病原菌寄生，增强了植株的抵抗能力，对作物病、虫、草害产生了一定的抑制作用。同时，稻田轮作系统的总初级生产力、光能利用率、辅助能利用率分别比连作系统高17．47％、9．87％和5．0％。N、P、K的养分利用率也同样明显高于连作系统。提出了合理轮作的优化模式和复种模式。     

连续三年不同有机肥替代率对小麦产量及土壤养分的影响

  【目的】  探究不同有机肥替代化肥比例对土壤养分含量、植株养分吸收量、肥料利用率以及作物产量的影响，为实现作物高产稳产、土壤培肥提供科学施肥方案。  【方法】  2018—2020年，以新春38号小麦为供试作物，在新疆石河子大学农学院连续进行了3年定点大田试验，试验土壤为灰漠土。试验设置不施肥 (CK)，常规施化肥 (CF) 和以有机肥分别替代化肥氮磷投入量的6%、12%、18%、24%，共6个处理。有机肥全部基施，追施氮磷养分量不变，小麦收获后秸秆全部还田。于2020年，在6个小麦生育期取植株样，分析氮、磷含量和干物质积累量，在收获期测定产量和产量构成因素。同时取0—20 cm土壤样品，分析速效氮、磷和有机质含量。  【结果】  连续3年施用不同量有机肥后，土壤速效氮、磷、钾养分和有机质含量均随有机肥替代比例的增加而增加，有机肥替代率18%和24%处理的土壤速效养分和有机质含量在灌浆期和收获期显著高于对照和CF。小麦扬花期、灌浆期和收获期的干物质积累量和养分积累量均随有机肥替代率提高而增加，有机肥替代率18%和24%处理显著高于CF处理。氮磷肥料利用率、偏生产力和农学利用效率同样有所提高，有机肥替代率18%处理和24%处理高于其他处理。有机肥替代率6%、12%和24%处理的小麦穗数、千粒重、产量与CF相比差异不显著，而有机肥替代率18%显著高于CF。  【结论】  连续使用有机肥替代部分化肥可增加小麦生育后期土壤中速效养分含量，提高肥料利用率，最终实现稳产甚至显著增产。有机肥替代化肥的比例不能过低，本试验条件下，有机氮磷替代率为18%～24%时，可在实现作物高产稳产的同时，增加土壤速效养分含量、提高肥料利用率，但小麦产量受有机肥替代比例的影响较小。从肥料低投入高回报的角度，推荐有机肥替代18%的化肥氮磷养分较为可行。     

不同腐殖酸复合肥施用量对辣椒产量及其养分利用率的影响

试验研究不同腐殖酸复合肥施用量对辣椒产量及其养分利用率的影响结果表明 ,随施肥量的增加而辣椒叶片N、P、K累积量逐渐增大 ,果实N、P、K累积量呈二次抛物线趋势变化 ,且施肥量过大时不利于营养元素向果实中的转移。肥料生产效率及N、P、K养分利用率均随施肥量的增大而降低 ,肥料对辣椒产量的贡献率以及辣椒产量随施肥量的变化与辣椒果实营养元素累积量变化趋势相一致     

施肥量与肥料利用率关系研究与应用

在其它环境因素相对稳定的条件下,单一肥料的利用率与其施用量呈直线递减函数关系;在不同类型土壤、不同肥力土壤上,肥料利用率和肥料实际可提供的养分量都存在着极限,肥料效应和作物产量都受到其限制,只有从改善环境条件、改善管理措施等方面入手突破极限,肥料利用率和作物产量才能得到提升;Stanford平衡施肥公式中同时存在两个未知参数,应用时需要修正,修正公式的参数可以通过单因素试验获得。依据施肥量与肥料利用率关系函数,建立施肥量、肥料利用率和肥料实际可提供养分量对照表,进行推荐施肥。     

污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。     

膨润土保氮增产效果研究

通过油菜盆栽试验，研究了膨润土的保氮增产效果。膨润土用量在土重的0．5％范围内，随着用量增加，可明显减少氮素养分的淋溶损失，保氮能力增强，明显促进植株出苗和生长，提高作物产量。膨润土在砂质土壤上的最佳经济施用量为土壤重量的5％。     

基于养分专家系统推荐施肥在东北玉米上的长期综合效应

为明确养分专家系统推荐施肥对东北玉米产量与收益、肥料利用率与土壤养分的长期综合效应,于2012-2020年开展了田间定位试验,共设置5处理：分别为1）不施肥（CK）;2）农民习惯施肥（FP）;3）养分专家系统推荐施肥（NE）;4）在NE基础上配施缓/控释氮肥（NER）;5）土壤测试推荐施肥（ST）。探究9 a 产量与收益、肥料利用率、土壤养分和养分平衡的变化规律。结果表明,NE和ST处理较FP处理显著降低了氮磷肥用量（P<0.05）,显著增加了钾肥用量（P<0.05）。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了玉米产量、收益及其稳定性。其中均以NE处理最高,之后依次为ST和NER处理。NE、NER和ST处理肥料平均回收利用率、农学利用率和偏生产力较FP处理分别提高了29.0%～40.1%（P<0.05）、31.3%～44.3%（P<0.05）和22.0%～31.7%（P<0.05）,且均以NE处理最高。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了0～30 cm土壤无机氮含量,降低了30～90 cm土壤无机氮和0～30 cm土壤有效磷含量,而不同施肥处理土壤速效钾含量差异未达显著水平（P>0.05）,其中NE处理与试验起始养分含量最为接近。9 a养分平衡结果显示,FP、NE、NER和ST处理氮、磷均表现为盈余,而钾素表现为亏缺,且NE处理氮、磷盈余量和钾亏缺量均为最低。综上,与农民习惯施肥和土壤测试推荐施肥相比,养分专家系统推荐施肥不仅可提高玉米产量、收益和肥料利用效率,并可保持土壤养分稳定。因此,它是一种适用于中国东北玉米的推荐施肥方法。     

生物质炭对砖红壤性质与养分及硝化作用的影响

土壤性质制约着作为氮转化重要环节的硝化作用,生物质炭显著影响与硝化作用密切相关的土壤性质,可能对硝化作用产生影响。本文利用培养试验研究生物质炭对砖红壤性质及硝化作用的影响。试验设生物质炭+淹水、生物质炭+75%田间持水量、空白+淹水及空白+75%田间持水量4个处理。研究表明,生物质炭能显著提高土壤pH值和有机碳含量以及N、P、K养分元素的有效性。水分条件差异影响生物质炭的作用效果,淹水更利于提高砖红壤的pH值,但显著降低了磷的有效性。添加生物质炭后,土壤硝化作用进程加速,硝化彻底。在利用生物质炭改良砖红壤时,应根据土壤改良目的调整土壤水分,以防硝态氮淋失风险和氨挥发的可能。     

氮肥品种对砖红壤中钾素淋溶特征的影响

通过室内盆载试验研究不同氮肥品种对砖红壤中钾素淋溶特征的影响,结果表明,不同氮肥品种处理的渗漏液中,K 浓度大小顺序为复混肥b>碳铵≈尿素>复混肥a;对各处理渗漏液中K 淋溶量Yt随时间t的变化用7种方程进行拟合,其中对照、碳铵和复混肥b处理中,K 淋溶量可以用二级动力学方程1/Y=a b/t来描述,尿素和复混肥a处理,以抛物线方程Yt1/2=a bt拟合效果较好;从渗漏液中K 累计淋溶量来看,复混肥b>碳铵≈尿素>复混肥a,且各处理中种植玉米均能显著减少K 累计淋溶量;最后对土壤剖面中速效钾含量进行分析,结果显示,种植玉米处理中在25 cm处有累积效应,且稍高于对应的休闲处理。     

雷州半岛桉林—砖红壤水分状况及其意义

雷州半岛浅海沉积物发育的桉林地砖红壤贮水量较低 ,0— 10 0 cm土层只有 15 0 m m;主要受降雨分布的影响 ,呈明显的季节性变化 ,季节性干旱时间较长 ;即使在雨季 ,由于气温较高 ,土壤水分在短期内也可出现较大幅度的变化 ,容易产生干旱。如何减少干旱威胁是桉树生产必须解决的重要课题。     

雷州半岛桉林—砖红壤水分状况及其意义

雷州半岛浅海沉积物发育的桉林地砖红壤贮水量较低,0—100cm土层只有150mm;主要受降雨分布的影响,呈明显的季节性变化,季节性干旱时间较长;即使在雨季,由于气温较高,土壤水分在短期内也可出现较大幅度的变化,容易产生干旱。如何减少干旱威胁是桉树生产必须解决的重要课题。     

滴灌条件下砖红壤水分运动试验研究

为了研究砖红壤水分入渗特性，并为雷州半岛旱作节水农业提供依据，在室内滴灌条件下进行了砖红壤水分入渗的试验研究。在有机玻璃容器中对0.5、1.0和3.0 L/h 3种滴灌流量下土壤水分入渗湿润峰进行试验分析，结果表明砖红壤水分的水平扩散、垂直扩散都与滴灌时间呈指数关系，并与流量成正相关关系。当流量为0.5和1.0 L/h时，砖红壤中水分扩散运动分为二个阶段：由开始的水平扩散速率大于垂直扩散速率过渡到水平与垂直等速扩散。在土箱中监测了0.3、0.6、0.9和1.2 L/h 4种滴灌流量下土壤水分分布，分析表明对于砖红壤土质，为了能使水分入渗达到一定深度，选择流量0.9~1.2 L/h对短期浅根作物连续滴灌4 h是合理的。     

施用保水剂对旱地赤红壤持水能力及氮肥淋失的影响

为探明保水剂在旱地赤红壤对水分和氮素养分的保持效果,用土柱开展旱地赤红壤施用保水剂试验。结果表明,保水剂具有明显的保水保肥效果。添加土重1‰的保水剂,土壤吸持的水量增加18%～50%。保水剂的吸水能力在土壤水分处于饱和状态时为64～71g/g,在田间持水量状态时为112～115g/g,当土壤水分处于较低的供给水平时,保水剂的保水效果更明显。相比保水剂在不受土壤颗粒约束(无空间限制)的条件下,对0.01%～0.1%NaCl溶液及去离子水235～539g/g吸水能力的表现,表明土壤固相的限制和土壤盐分或电解质的影响,妨碍了保水剂吸水能力的发挥。保水剂的保肥效果也值得关注,在10mm/d的灌水强度下经过35d淋溶,施用保水剂的处理0-30cm土层的氮肥淋失率从26.2%降至17.1%,氮肥淋失减少了34.7%。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

关于水权及水权交易的若干法理思考

水资源是人类生存之本,有效的水权理论以及水权交易体制是保障水资源高效利用的重要条件。目前,我国法律对水权概念界定模糊,水权交易体制存在较大弊病,因此,有必要明确水权的内涵及其法律特征,对现行水权交易体制进行改革。     

水土流失对东平湖水质的影响研究

东平湖作为南水北调东线工程中重要的水利枢纽 ,其水质状况和生态环境对整个工程产生着重要的影响。水土流失是产生水污染的一个重要因素。以东平湖为例 ,分析了东平湖水土流失的现状及其对水质产生的影响 ,探讨了有效防治湖泊水污染的水土保持措施     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。