生物炭基肥在我国的制备和应用研究进展

生物炭基肥是实现农作物秸秆资源化利用的一种绿色肥料,因其在农业生产中能够显著提高作物产量和品质而受到广泛关注。然而,生物炭基肥的制备过程影响生物炭基肥的缓释、成型和其他功能性效果,进而对作物产量和品质产生的影响缺乏系统而全面的报道。从生物炭原料、炭肥比、制备方法和制备工艺改性研究4部分阐述了生物炭基肥的制备过程对生物炭基肥性能的影响;总结了生物炭基肥的种类、与化肥的配比、施肥方式对其应用效果的影响,展望了生物炭基肥在我国农业作业推广中巨大的应用前景。得出了生物炭基肥的制备和应用规律,为生物炭基肥制备过程的优化、应用体系的完善提供方向,以期生物炭基肥在农业生产中的应用朝着友好的方向发展。     

生物质炭对酸性土壤改良作用的研究进展

由于生物质炭在农业和环境中的巨大应用前景和对土壤碳的增汇减排作用,近期成为土壤学家和环境学家研究的热点。本文综述了生物质炭对热带和亚热带地区酸性土壤的改良作用及其机制,总结了生物质炭对土壤肥力和养分有效性及作物生长和产量的影响的研究进展,分析了该领域未来的发展趋势,可为酸性土壤改良和管理提供参考。     

生物炭对土壤钾素生物有效性影响的研究进展

土壤缺钾已成为影响作物产量和品质,限制我国农业可持续发展的重要因素之一,亟待深入开展如何提高土壤钾素生物有效性的相关研究。本文收集整理了近年来研究者比较感兴趣的生物炭对土壤肥力,特别是对土壤钾素生物有效性影响的相关资料,从生物炭影响土壤温度、水分、p H值、阳离子交换量、微生物生物量与活性、作物根系生长与活动等方面论述了生物炭影响土壤钾素生物有效性的可能机理,并提出了今后需要深入研究的方面。     

生物质炭对植物表型及其相关基因表达影响的研究进展

【目的】生物质炭研究是近十年农业可持续发展研究的重要前沿领域。作为一种良好的土壤改良剂,生物质炭不仅能改善土壤肥力,而且能够通过改变土壤与植物的相互作用关系影响植物生长发育,最终影响作物的生产力。因此,以植物表型及其相关基因表达为视角的生物质炭研究有助于深入了解生物质炭对土壤和植物效应的作用机理,进一步充实生物质炭的农业应用的理论基础。 主要进展本文回顾了近年来国内外关于生物质炭对植物生长影响的研究,从作物生产力、作物根系生长、作物病虫害和作物基因表达四个方面论述了生物质炭对植物表型和相关基因表达的影响;分析了生物质炭对植物表型及其相关基因表达的可能机理,探讨了生物质炭对植物表型及其相关基因表达研究的不足,提出了未来研究的发展方向。 问题与展望未来生物质炭对植物表型和相关基因表达的研究应注重其系统性和全面性,例如建立规范化的生物质炭试验技术,特别是生物质炭相关标准和数据库的建立,同时应加强生物质炭对转基因作物的影响等方面的研究。     

秸秆气化产物对辣椒生长的影响

研究了秸秆气化产物中秸秆炭及秸秆醋液对辣椒的生长影响。研究结果显示:以正常施用化肥,未额外施用其他肥料的辣椒为对照,对比只施用有机肥的辣椒,施用有机肥加秸秆炭以及有机肥加秸秆醋液的小区,辣椒的产量、单果果重、可溶性糖、维生素C含量均有提高,与对照差异达显著水平,对辣椒增产增质有明显作用。因此,秸秆气化产物的使用可以促进辣椒生长,提高辣椒产量、品质、口感,但由于目前还未广泛投入生产,故在农业生产上具有广阔的研究前景。     

生物炭和炭基肥在烟草农业的应用及展望

烟草是我国重要的经济作物,烟叶提质增效及绿色清洁生产是烟草农业绿色发展的必然趋势。烟秆炭化还田是实现烟秆资源化利用和环境友好发展的双赢途径。生物炭较大的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的官能团、稳定的环状结构以及良好的吸附特性赋予其改良连作障碍烟田土壤、重建健康微生物生境的潜力。炭基肥融合了生物炭与肥料各自的优点,同时具有优于其构成原料的特性,可缓慢释放养分、持久保持肥效,持续改善土壤环境,促进烟草健康生长、烟叶提质增效,在烟草农业应用潜力较大。本文综述了生物炭和炭基肥对植烟土壤理化性质、土壤养分、烟田温室气体排放、土壤微生物及酶活性、烟草生长和烟叶品质、烟草土传病害的影响,分析了生物炭和炭基肥应用中存在的问题,并提出未来应重点关注的问题:(1)生物炭及炭基肥调控植烟土壤质量及烟草生长和品质的机制机理;(2)生物炭及炭基肥施用的生态环境风险评价;(3)生物炭及炭基肥生产技术工艺创新。研究结果可为生物炭和炭基肥在烟草农业的合理应用提供科学依据。     

纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料对作物产量和品质的影响

为了对纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料的缓/控释性能进行准确的评价,以3年6季作物定位施肥试验为基础,对冬小麦和夏玉米的产量及部分品质进行了监测。结果表明,与等量氮磷钾化肥配施相比,4种纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料不同程度地提高了小麦和玉米子粒产量和蛋白质产量,但蛋白质含量增加不显著,可溶性总糖含量反而降低。纳米级材料胶结包膜型缓/控释肥料对提高冬小麦的产量和品质有一定的促进作用,但不同肥料促进作用大小不同。     

水肥耦合改善我国粮食主产区作物产量与品质的研究进展

肥料及水分是农业生产中影响主产区作物生长状况的重要环境因子,水肥耦合是改善我国粮食主产区作物产量与品质的重要途径。研究在分析水肥耦合概念及原理的基础上,探究了水肥耦合效应对作物生长发育的影响。水分与肥料相互作用、相互制约,在作物生长发育过程中体现出明显的耦合作用。基于此,分析了水肥耦合改善我国粮食主产区作物产量与品质的进展,以期为提高我国粮食作物的产量提供参考。     

生物炭对土壤肥力与环境质量的影响机制与风险解析

生物炭作为土壤改良剂和促进作物生长的应用价值已经被很多研究证实。该文综述了生物炭在改善农业土壤质量和作物生长中的应用研究进展,系统阐述了生物炭在提高农业土壤有效水含量,增加土壤矿质元素利用效率,缓解土壤酸化,降低土壤重金属生物有效性和提高农作物产量与质量方面的重要作用与微观机制。特别地,该文强调了生物炭应用于农业生态系统过程中可能引起的多环芳烃、重金属等污染物富集以及氮素根系吸收量下降等不可忽视的潜在问题,并对今后的重点研究方向进行了系统分析总结,以期为生物炭在提高土壤肥力质量与环境质量中的安全与高效利用提供科学参考。     

生物炭及炭基硝酸铵肥料对土壤化学性质及作物产量的影响

为了促进生物炭研究和农用,采用盆栽试验研究了两种生物炭基氮肥及相应生物炭对土壤部分化学性质、养分状况及作物产量的影响。试验结果表明：施用生物炭基氮肥可显著提高土壤有机碳含量,提高土壤pH值、阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和矿质态氮含量,增强土壤保肥能力,促进作物增产。生物炭对土壤化学性质和养分状况虽有一定改善作用,但作物增产效应不明显甚至减产。因此,将生物炭与肥料复合制成生物炭基肥料不但可以保持生物炭改良土壤的功能,还可促进作物生长和增产,有利于生物炭农用效益的提升。     

石墨烯浸种处理对萝卜生长和品质的影响

为了揭示石墨烯浸种和处理对萝卜生长的影响,本研究开展石墨烯4个浓度处理萝卜种子和浇灌土壤,对萝卜发芽和田间生长影响试验,分析石墨烯浸种对萝卜种子发芽、植株生长生理及肉质根品质指标影响。结果发现,石墨烯浓度在20～100 mg/L范围内,对萝卜种子萌发均有促进作用,40 mg/L的石墨烯促进效果最显著;石墨烯施加浓度为40 mg/L时,在萝卜叶片生长旺盛期可显著提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,提高植株对氮吸收能力,并促进植株增高;石墨烯能够提高萝卜肉质根产量3.6%～13.8 %,显著提高萝卜肉质根可溶性糖和维生素A含量。研究结果对促进萝卜生产和品质提高具有较大参考意义。     

Effects of seedbed properties on crop emergence: 1. Temporal effects of temperature and sowing depth in seedbeds with favourable properties

Abstract

Rapid and uniform crop establishment is a prerequisite for efficient crop production and minimal environmental impact. Experiments were carried out in shallow plastic boxes placed directly on the ground in the field for studies of the effects of seedbed properties on emergence of various crops. This paper presents an analysis of the time required for germination and emergence under near-optimal seedbed conditions. The crops studied were barley, oats, wheat, pea, rape seed, white mustard, sugar beet, red clover and timothy. The time required for germination generally increased with size of the seeds, presumably because larger seeds needed more water to initiate germination. This applied both when comparing different crops and different seed sizes of the same crop. However, considerable differences occurred between seed lots of the same crop and there were greater differences between seed lots of the same crop than between the three small grain crops studied. Growth rate of the seedlings generally increased with seed size, presumably because of increased energy content in the seed. Consequently, the most rapid emergence was obtained from small seeds at shallow sowing and from large seeds at deep sowing. The crops studied had a minimum temperature for germination and seedling growth close to 0 °C. Under optimal seedbed conditions, thermal time required for 50% germination of barley was typically about 65 °C days over this base temperature and for seedling growth about 6 °C days cm^?1. From 4 cm sowing depth, about 80 °C days were required for emergence but with considerable variations between seed lots. For rape seed or white mustard about 40 °C days were required for germination and about 8 °C days cm^?1 for the seedling growth.     

缓/控释肥对杂交水稻根系形态、生理特性和产量的影响

以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区试验研究4 种氮肥种类（尿素一道清、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥）在不同移栽秧龄施肥对水稻不同生育期根系形态及籽粒产量的影响。结果表明,在秧苗3叶1心、 5叶1心移栽时水稻在结实期的总根长、根系体积和根系伤流强度比7 叶1 心移栽时高。与施用尿素相比,施用缓/ 控释肥显著增加了根干重、总根长、根系体积和根系伤流强度。在不同移栽秧龄下,施用缓/控释肥均能促进水稻根系生长并向土壤深层分布,保持根系活力。相关分析表明, 水稻籽粒产量与抽穗后的根干重、总根长、根系表面积、伤流强度和10 cm以下的根系分布比例呈显著或极显著正相关。综合根系形态生理与产量表现,5 叶1心移栽、施用树脂包膜控释肥,为本试验的最佳处理。     

蚯蚓粪肥在农业生产中的应用效果及研究进展

蚯蚓粪肥是将经蚯蚓消化有机废物产生的排泄物进行堆肥而制成的有机肥料，故含有丰富的营养物质和有益微生物。近年来，作物生产的应用效果表明，蚯蚓粪肥能改善土壤结构和微生物种群，促进作物生长、提高作物产量和农产品品质，还能增强植物抵抗病虫害能力，降低土壤中有毒重金属对植物危害。本文对蚯蚓粪肥的作用及相关研究进展进行综述，得出了蚯蚓粪肥制备简单、原料来源广，施入土壤后改善土壤生态环境，能促进作物种子萌发、提高作物产量和改善农产品品质，抑制多种病虫害发生的效果的结论。蚯蚓粪肥可直接用作作物栽培的基质，也可与其他物料（如化肥、生物炭、蛭石等）联合应用；与其它物料联合使用可产生叠加效应。因此，蚯蚓粪肥在作物生产上有着良好的应用前景。     

Crop Nutrients Review and the Impact of Fertilizer on the Plantation in Malaysia: A Mini Review

ABSTRACT

Improving the production of crops is always a concern in the plantation sector since higher production leads to the economic growth of a country. For developing countries, including Malaysia, one of their incomes is crop production. Focusing on crop nutrients supply using fertilizers to increase the production of the crops is better than expanding the plantation areas. The limited knowledge regarding the appropriate nutrients supply and the relation between the nutrients in Malaysia has caused the yield of the crops not meet expectations. Thus, sharing knowledge about the nutrient requirements and the nutrient availability toward the uptake rate of the plants are required. Hence, this work reviews the nutrient supply, the effect of each nutrient on the crop, and the nutrient availability in Malaysia’s plantation. A better understanding of the nutrient requirement to sustain crop health helps to improve the quality of the crop, its yield, and soil performance for future agriculture work. Moreover, this work also discusses the impact of fertilizer on the plantation and different types of fertilizer. Additionally, their nutrient release patterns will be discussed, along with the pros and cons of these existing fertilizers.

Abbreviations: ATP: Adenosine Triphosphate; SRF: Slow-release fertilizers; CRF: Controlled release fertilizer; SCU: Sulfur-coated urea fertilizer; PCU: Polymer-coated urea fertilizer; SRB: Slow release blending fertilizer; NUE: Nitrogen-use efficiency; AV: Ammonia volatilization; CRNF: Controlled release nitrogen fertilizer     

作物植硅体形态的应用及其封存有机碳研究进展

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，在维系生命的生长发育和环境的动态平衡等方面起着至关重要的作用，在其生长发育和环境演变的过程中储存大量的环境变化信息，能够反映古农业的发展变迁。植硅体是一种长期稳定存在于土壤中的非晶质二氧化硅颗粒物，它可以指示气候变化。近年来，植硅体分析主要应用在农业考古、古气候重建、生物地球化学循环和全球碳汇潜力估算的研究中。世界上作物分布广泛，作物栽培历史悠久，研究作物植硅体与植硅体碳，对探讨农业起源与发展，估算农田生态系统植硅体碳汇潜力，应对全球气候变化具有重要意义。本文在查阅国内外与作物植硅体研究相关文献的基础上，综述了作物植硅体的形态研究、植硅体在考古学中的应用、作物植硅体碳含量与分布、碳汇潜力以及植硅体碳汇在全球碳汇中的贡献，阐明了作物植硅体未来的研究方向。1）不同作物产生的植硅体形态不同，而且对作物植硅体形态的研究较多处于优势的禾本科中，其他作物的研究较少；2）作物植硅体碳含量与其本身的固碳能力和效率有关，不完全由植硅体含量的多少决定，此外，植硅体碳含量的多少也可能受生长环境和植物基因型的影响；3）不同生态系统中气候、地表植被、土壤环境等诸多因素直接或间接地影响区域植硅体的碳汇潜力；4）农田生态系统不同作物植硅体碳汇存在显著差异，施加硅肥或硅-磷复合肥、种植高植硅体含量和高植硅体碳含量的作物等均可显著提高农田生态系统碳汇潜力。今后应进一步研究不同作物植硅体碳汇，以帮助识别过去的农业碳汇，评估当前农业碳汇潜力；加强植物、根系、土壤迁移规律的探讨，进一步分析不同作物植硅体积累与碳汇效应；阐明不同植物吸硅机制、植物根系硅化过程与其植硅体含量、植硅体碳含量间的关系；了解西南喀斯特生态脆弱区农业碳汇潜力，以期为作物科学种植、农田生态系统碳汇估算等提供参考。     

不同缓/控释氮肥对基质栽培甜瓜生理特性与品质的影响

【目的】缓/控释氮肥的养分释放速率因介质而异,应根据作物种类、 栽培模式及土壤等环境条件合理选择缓释肥类型。本试验以异丁叉二脲(IBDU)、 硫包衣尿素(SCU)、 脲甲醛(UF)、 亚甲基脲(MU)、 树脂包膜尿素(ESN)5种不同缓/控释氮肥为试材,通过研究在等养分水平下对基质栽培甜瓜生理特性及品质的影响,筛选出适宜基质栽培的缓/控释氮肥,以期为西北地区非耕地甜瓜的高品质、 简约化栽培提供理论依据。【方法】采用基质盆栽(草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩=3 ∶1 ∶1,V ∶V)试验,设CK(不施氮肥)、 U(普通尿素)、 IBDU、 SCU、 UF、 MU和ESN 7个处理。幼苗长至2~3片真叶时,定植于高30 cm、 直径30 cm的盆中,在甜瓜营养生长旺盛期即开花期取功能叶片进行生理生化指标的测定。【结果】与普通尿素相比,5种缓/控释氮肥可不同程度地提高甜瓜开花期叶片的叶绿素含量、 净光合速率、 蒸腾速率、 氮含量和根系活力;缓/控释氮肥处理均能显著提高甜瓜单瓜重,有效改善甜瓜品质。效果表现为亚甲基脲(MU)异丁叉二脲(IBDU)脲甲醛(UF)树脂包膜(ESN)硫包衣尿素(SCU),化学型缓/控释氮肥(MU、 IBDU、 UF)好于物理型缓/控释氮肥(ESN、 SCU)。其中MU缓/控释氮肥处理的甜瓜叶片叶绿素a、 叶绿素b和叶绿素a+b含量分别较U处理增加了41.0%、 31.0%和38.3%,叶片光合速率和蒸腾速率提高了28.9%和95.5%,叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮含量分别增加了23.7%、 24.3%、 269.7%,根系活力提高了37.5%,果实单瓜重、 中心可溶性固形物、 可溶性糖、 Vc含量分别提高了54.5%、 4.1%、 10.6%、 16.7%,硝酸盐含量降低了9.9%。【结论】缓/控释氮肥可提高基质栽培甜瓜叶片的叶绿素含量,改善光合作用,增强甜瓜根系吸收功能,促进氮素的吸收和同化,进而提高产量和品质。缓/控释氮肥处理的甜瓜产量和品质与叶绿素、 光合速率、 叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮、 根系活力等生理指标有一定的相关性。     

Impact of cycocel on seed germination and growth in some commercial crops under osmotic stress conditions

Most of plant growth regulators are known to alleviate negative effects of osmotic stress on crop growth. To evaluate the effects of cycocel (CCC), as a growth regulator, on crop seed germination, early growth, and vegetative growth under osmotic stress conditions, a study was conducted under controlled conditions. Six crops, wheat, barley, maize, sunflower, safflower, and rapeseed were grown under five osmotic potentials (0, as non-stress, ?0.5, ?1.0, ?1.5, and ?2.0 MPa), which were raised from seeds treated with three CCC concentrations (0, 2.5, and 3.5 g l^?1). Reduced germination, seedling and vegetative growth as well as enhanced leaf free proline and chlorophyll content index were observed under osmotic stress. The extent of these changes depended on the type of the used crops. Priming with optimum CCC concentration mitigated to great extent stress-induced adverse effects on these crops. The positive effect of CCC priming on wheat, maize, and rapeseed was observed only at moderate osmotic levels, whereas on barley and safflower the priming effects were found in all levels of osmotic stress. However, sunflower did not respond to CCC priming treatments which might have been due to its thick achene coat. CCC priming was found to be effective in diverting a major proportion of assimilates to root, because root to shoot dry weight ratio increased due to CCC application under all osmotic stress regimes. Since barley and safflower were found to be most responsive to CCC priming, further research for better understanding of mechanisms of CCC priming on their germination and vegetative growth is recommended.     

结晶有机肥对油菜产量品质的影响

盆栽试验结果表明 ,结晶有机肥比尿素增产 2 0 86% ,达 1%显著水准 ;与普通复合肥处理产量无显著差异。结晶有机肥利于菜籽中蛋白质和脂肪的积累 ,与尿素、普通复肥比 ,结晶有机肥增加脂肪含量分别为 14 48%、13 2 5% ,增加蛋白质含量分别为 11 16%、14 0 5%均达到 5%显著水准。结晶有机肥和尿素两处理的菜籽中芥酸、硫甙含量比普通复肥处理显著增加。苹果酸处理抑制了分枝数、角果数、千粒重的提高 ,因而产量最低 ,后期追肥增加菜籽中蛋白质含量却降低了脂肪的含量     

不同施肥处理对连续三季作物氮肥利用率及其分配与去向的影响

采用室外盆栽试验系统研究了不同施肥处理对连续3个生长季作物生长状况、标记^15N利用率及其分配与去向的影响。结果表明,高量氮肥的施用能显著提高作物的生长和产量,而化肥配施玉米秸秆在第1生长季表现为抑制,第2、第3生长季则相反。作物体内来自标记氮肥的含量和比例随生长季的增加显著下降,高量氮肥和玉米秸秆的施用能显著提高其含量和比例（P〈0.05）。标记氮肥在土壤中的残留率随作物生长季的增加而降低,而标记氮肥的累积作物利用率和总损失率随着生长季的增加而增加,经过连续3季作物的吸收利用,标记氮肥在土壤中的残留率、累积作物利用率和总损失率分别平均为15．82％、61．11％和23．07％。标记氮肥的作物利用率和损失率主要发生在第1生长季内,高量氮肥的施用降低了标记肥料氮在土壤中的残留率,增加了氮素损失率;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆能明显增加标记肥料氮在土壤和作物中的回收率,降低氮素损失率,提高比例为21．74％,从而说明在施肥当季,通过施入高C/N比有机物料玉米秸秆合理调节土壤中C源和N素营养的施用比例,可以达到增加氮肥在土壤中的残留率,提高氮肥利用率的目的。