PAM调控土壤养分元素迁移与流失试验研究

[目的]研究聚丙烯酰胺(PAM)对氮磷钾素在砂土中的迁移和淋溶损失的影响,为探索PAM对控制养分元素的迁移、淋溶损失,提高水肥利用率的作用机制提供理论依据。[方法]采用室内土柱模拟淋溶试验,共设置5个不同质量分数水平(0,0.02%,0.05%,0.1%和0.2%)的阴离子型聚丙烯酰胺处理组,观察PAM对氮磷钾淋溶和迁移的影响。[结果]PAM能降低土壤淋溶液中的氮浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中氮浓度降低了28.8%~45.5%,同时能抑制土壤中的氮向下迁移;PAM促进了土壤对氮的吸附与固定,各处理组土壤中的氮含量与对照组相比增加了135.2%~285.7%;PAM能够降低土壤淋溶液中的钾浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中钾浓度降低了33.2%~51.8%,同时能抑制土壤中的钾向下迁移;PAM促进了土壤对钾的吸附与固定,各处理组土壤中的钾含量与对照组相比增加了42.5%~65.7%;PAM不能减少土壤溶液中磷的淋溶损失,对土壤吸附固定磷没有明显的作用,反而减弱了土壤对磷的吸附固定能力。[结论]土壤中施加PAM能有效减少氮、钾在土壤中的淋溶损失,增加土壤对氮、钾的保持固定作用,但对磷的作用效果并不理想。     

生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响

为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3~-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3~-—N浓度及土壤NO_3~-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆稻壳松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳松木玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3~-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3~-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3~-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆稻壳松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3~-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3~-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3~-—N的淋失量。     

添加不同碳源对苹果园土壤氮磷淋溶损失的影响

采用土柱室内模拟方法,通过模拟降雨研究添加不同碳源对苹果园土壤氮磷淋溶损失的影响.结果表明:NP与CK间土壤淋溶液体积无显著差异,但均显著高于G+NP和B+NP处理.淋溶液电导率的峰值均出现在试验开始后的第17天,添加外源碳显著提高了淋溶液的电导率,B+NP处理最大.各处理土壤淋溶液的NH,+-N和NO3-N浓度变化趋势一致,均先升高后降低,然后逐渐稳定.与单施NP处理相比,添加外源碳处理显著降低了土壤淋溶液的NH4+-N和NO3-N浓度及其累积量.到试验结束时,B+NP和G+NP处理的氮素淋失量仅为NP处理的57.87％和82.73％.施肥对可溶性磷的淋失量无显著影响,但各施肥处理的总磷淋失量却显著高于CK.与NP处理相比,添加外源碳处理显著降低了总磷的淋失量,以B+NP处理效果最好.     

减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响

通过田间试验研究了减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响。结果表明:春甘蓝N、P、K习惯施肥用量分别为其吸收量2.64倍、5.8倍、1.02倍,长期施肥使菜园土壤有效P大量累积,土壤养分不平衡加剧,一些中微量元素成为新的养分限制因子。习惯施肥N、P向下层淋失明显,改进减量施肥技术使N、P淋失量分别减少90.0%、78.4%。不平衡减量施肥降低春甘蓝产量和经济效益,配合S、B、Zn的改进减量施肥技术能显著促进春甘蓝吸收养分,提高产量,经济效益超过习惯施肥处理。结论:在菜园土上推广平衡施肥技术可显著减少春甘蓝的施肥量,提高肥料利用率,增加产量和经济效益,并能减少N、P养分淋失,减轻施肥的面源污染。     

施肥对喀斯特地区植草土壤活性有机碳组分和牧草固碳的影响

通过盆栽试验,研究施肥对喀斯特地区植草土壤不同活性有机碳组分和牧草固碳的影响。试验处理包括CK（不施肥）、 N1 （N 150 mg/kg）、 N2 （N 250 mg/kg）、 N1P1 （P2O5100 mg/kg）、 N2P2 （P2O5150 mg/kg）、 N1P1K1 （K2O 70 mg/kg）、 N1P1K2 （K2O 105 mg/kg）和N2P2K1和N2P2K2。结果表明,与对照（不施肥）相比,施肥处理增加植草土壤有机碳、 微生物量碳和易氧化碳,有机碳日矿化量和累积矿化量以及牧草固碳量。其中N1P1K1处理土壤有机碳和易氧化碳最高,N1P1处理土壤微生物量碳最高,N2P2K1处理土壤可溶性碳最高,N2P2K2处理牧草地上部及根系固碳量、 有机碳日矿化量和累积矿化量均最高。综上,低量氮磷钾肥配施有利于土壤活性有机碳的积累,高量氮磷钾平衡配施牧草固碳效果最佳。     

施氮对紫色土硝酸根和盐基离子耦合迁移的影响

通过室内土柱模拟试验,研究氮肥种类及施用量对紫色土硝酸根离子和盐基离子淋溶特征的影响。结果表明:(1)施氮能增加土壤中NO3-和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的淋失量,且施氮量越大,土壤中的盐基离子淋失越多。(2)施用不同种类氮肥,土壤中NO3-淋失有一定差异,在施用浓度较低(纯氮100,200mg/kg)时,表现为硝铵>尿素>硫铵;在施用浓度较高(纯氮300,400mg/kg)时,则表现为尿素>硝铵>硫铵;在试验浓度范围内,淋溶液中盐基离子累积淋失量在3个施肥阶段均表现为硫铵>硝铵>尿素>空白。(3)3个施肥淋溶阶段,淋溶液中NO3-和K+、Ca2+、Mg2+浓度均呈极显著正相关,而NO3-与Na+的相关性只在施用100,200,300mg/kg尿素和硝铵的处理中达显著水平,在其他处理中均不显著。     

生物炭对紫色土中腐植酸淋溶的影响

为了减少紫色土腐植酸的流失,提高龙川江流域紫色土肥力,采用土柱室内模拟方法,通过模拟降雨淋溶,研究了不同生物炭处理下(CK、1%、3%、5%和10%)对紫色土淋溶液p H值、电导率、体积以及胡敏酸和富里酸的影响。结果表明:在29 d试验过程中,淋溶液的p H值和电导率随着生物炭比例增加而增加;与CK相比,在1%、3%、5%和10%的生物炭处理条件下紫色土水分损失分别减少了6.33%、10.13%、16.46%和25.32%;胡敏酸浓度和累积淋失量随着生物炭比例增加而减小;除了1%和3%之外,富里酸浓度和累积淋失量也随着生物炭比例增加而减小;生物炭比例为10%的处理条件下对紫色土淋溶液中胡敏酸和富里酸浓度及累积淋失量最小,胡敏酸浓度和累积淋失量分别为1.46 mg/L、0.12 mg,富里酸浓度和累积淋失量分别为149.64 mg/L、29.60 mg,该处理有利于更大程度吸附胡敏酸和富里酸,减少其流失。     

氮肥配施生化抑制剂对黄泥田土壤钾素淋溶特征的影响

中国南方黄泥田土壤中养分淋失严重,尤其是氮(N)和钾(K),不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约作物的可持续生产。采用室内土柱模拟培养,研究尿素(U)和尿素硝铵(UAN)中单独添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP),及两者配合施用对黄泥田土壤中K素淋溶特征的影响,探讨提高黄泥田供钾能力的施肥技术。不同氮肥种类淋溶液中,K~+平均浓度大小表现为UAN处理(103.0 mg·kg~(-1))高于U处理(93.9 mg·kg~(-1)),且抑制剂处理间存在明显差异。培养结束时(第72 d),UAN处理K~+淋失量较U处理高6.7%。U各处理淋溶液中K~+累积量大小表现为UU+NBPTU+NBPT+CPU+CPCK,其中U+NBPT、U+CP和U+NBPT+CP处理较U处理分别降低8.7%、20.2%和14.9%;UAN各处理淋溶液中K~+累积量表现为UANUAN+NBPTUAN+NBPT+CPUAN+CPCK,其中UAN+NBPT、UAN+CP和UAN+NBPT+CP处理较UAN处理分别降低6.0%、13.8%和9.2%。不同施肥处理K~+淋溶率表现为UANUAN+NBPTUUAN+NBPT+CPUAN+CPU+NBPTU+NBPT+CPU+CP。培养中期(第36 d),U和UAN处理肥际微域中土壤速效钾含量显著降低,而添加CP处理有效维持土壤中较高的速效钾含量。与单施NBPT相比,配施CP可以减少黄泥田土壤中NO_3~-淋溶,增加土壤晶格对K~+的固定,减轻K~+淋溶风险,有效时间超过72 d。对各处理淋溶液中K~+累积量(y)随NO_3~-累积量(x)的变化进行拟合,其中以线性方程(y=ax+b)和Elovich方程(y=alnx+b)的拟合度最高,且抑制剂处理间a、b值均存在明显差异。总之,在黄泥田土壤中单施CP,或与NBPT配施可以有效增加K~+吸附,降低土壤中K~+淋溶损失,减轻养分淋失风险,提高肥料利用率。     

聚丙烯酰胺对磷素在土壤中吸附-解吸的影响

聚丙烯酰胺（PAM）在农业上作为扰侵蚀剂、保水剂被广泛应用，但施用后对土壤养分保持和释放的影响研究较少。本文采用向土壤（塿土）中添加不同比例（0．1％，0．2％，0．4％占土壤的比例）的PAM溶液，通过磷素等温吸附解吸试验，探讨了PAM对磷素在土壤中吸附和解吸的影响。结果表明。和原土样相比．土壤经PAM处理后抑制了土壤对磷的物理吸附，导致吸附量减小．最大吸附量（Xm）降低，而对磷素在土壤中的化学吸附影响较小．被吸附磷尤其是物理吸附磷的解吸率升高。     

不同施氮水平对大棚蔬菜氮磷钾养分吸收及土壤养分含量的影响

采用田间试验方法,在大棚栽培条件下,研究了不同N肥施用量对一年中两季蔬菜(黄瓜和番茄)N、P、K养分吸收和土壤养分含量的影响.结果表明,与当地农民的习惯施N处理相比,理论施N处理在保证生物量的同时,未减少植株对P、K的吸收,显著降低了NO3-N在土壤中的过量累积,降低了土壤盐分累积.     

寒区旱区间歇性干旱对接种根瘤菌苜蓿草地土壤养分动态的影响

通过盆栽法模拟田间土壤的干湿交替变化过程和强度,研究了寒区旱区间歇性干旱条件对接种根瘤菌(Rhizobia)苜蓿(Medicago sativa L.)草地土壤养分的影响。结果表明:1年龄苜蓿接种根瘤菌能显著提高土壤全N、有机质、速效N、速效K和速效P含量,而对土壤pH和全P含量影响不大,间歇性干旱处理能显著降低土壤全N、有机质、全P、速效N、速效P和速效K含量,且土壤养分下降量总体上为有机质>全P>全N>速效K>速效N>速效P;通过相关和回归分析,土壤全P和有机质含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线正相关(P<0.05),土壤速效K和速效P含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线负相关(P<0.05);当干湿交替间隔周期相同时,土壤全N、全P、速效N和有机质含量的下降量,50%田间持水量的处理大于80%田间持水量的处理,而土壤速效K和速效P含量的下降量,50%田间持水量的处理小于80%田间持水量的处理。     

PAM与PG对土壤水分蒸发的影响

干旱地区地表蒸发引起土壤水的散失是造成作物低产的重要原因之一。聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)是效果良好的土壤结构改良剂,用于改良土壤结构,可能影响土壤水分的运动/输运及蒸发过程。本研究以不同PAM与PG用量的组合,定量研究这两种土壤结构改良剂用量对土壤水分蒸发的作用效果及其作用机理。在实验室人工气候箱内,采用不同的土柱高度(10,20,30cm)、PAM用量(0、1、2、4gm-2)、及PG用量(0、200、400、800gm-2),在温度为恒定(15、25、25℃)、相对湿度为(50±2)%的条件下,用称重法逐日测量各处理的土壤蒸发动态过程。实验结果表明,土壤结构改良剂对蒸发确有抑制作用,且随着PAM用量的增加,累积蒸发量和蒸发失水比均有所降低;而PG的作用效果则不同,表现为随着PG用量的增加,累积蒸发量有所增加,且这种差异随着用量渐趋明显,而蒸发失水比在各PG用量间差异不显著。     

生态施肥技术对桔园土壤生态环境和柑桔产量及品质的影响

根据柑桔树体对土壤生态环境和营养元素的季节性需求变化特点,综合考虑各营养元素间的平衡、有机养分与无机养分之间的协调、土壤生物和土壤物理性状的改善,提出不同因子组合处理,进行了3年定位试验。结果表明:新型生态施肥技术,对桔园土壤生态环境和柑桔产量、品质有明显的效果,有效地提高了土壤有机质、全N、P、K和速效N、P、K含量,以速效P增幅最大,三年增26.92%~40.0%;除能提高所施用微量元素含量水平外,还提高土壤有效态Fe、Cu含量水平;土壤容重三年降低了0.04 g cm-3~0.10 g cm-3,总孔隙度增加10.4%~16.8%,通气孔隙增加19.9%~30.1%,全容水量增加7.0%~12.1%;有效地改善了柑桔的品质,增加了果实的单果重、可溶性固形物含量、可溶性糖含量以及Vc含量。     

模拟降雨条件下聚丙烯酰胺应用对径流、侵蚀和土壤养分流失的影响

Soil erosion affects soil productivity and environmental quality.A laboratory research experiment under simulated heavy rainfall with tap water was conducted to investigate the effects of anionic polyacrylamide(PAM) application rates(0,0.5,1.0,and 2.0 g m-2) and molecular weights(12 and 18 Mg mol-1) on runoff,soil erosion,and soil nutrient loss at a slope of 5°.The results showed the two lower rates of PAM application decreased runoff while the highest rate increased runoff as compared with the control.Sediment concentration and soil mass loss increased significantly with the increasing PAM application rate.Compared with the control,PAM application decreased K+,NH4+,and NO3-concentrations in sediment and K+ and NH+4 concentrations in runoff,but significantly increased the mass losses of K+,NH4+,and NO-3 over soil surface except for the NH4+ at PAM application rate lower than 1.0 g m-2.PAM application decreased the proportion of K+ loss with runoff to its total mass loss over soil surface from 60.1% to 16.4%.However,it did not affect the NH4+ and NO3-losses with runoff,and more than 86% of them were lost with runoff.A higher PAM molecular weight resulted in less soil erosion and K+ mass loss but had little effect on runoff and NH+4 and NO3-losses.PAM application did not prevent soil erosion and the mass losses of K+ and NO3-under experimental conditions.     

不同肥料组合对生姜产量和品质的影响

通过田间小区试验研究了酸性土壤不同养分组合对生姜产量、品质及养分比例的影响.结果表明,N、P、K养分组合能使生姜显著或极显著增产(11.1%～79.4%),增产效果以高N(N2)组合大于低N(N1)组合,以配施Mo肥(N2P1K2Mo)组合增产最为显著.不同肥料组合使生姜粗蛋白、可溶性糖、淀粉含量分别增加1.3%～35.5%(N1P2K2、N2P1K1组合除外)、5.5%～92.7%(N2P2K3组合除外)和2.9%～36.7%(N2P2K3、N2P2K2Mo组合除外),降低粗纤维含量2.8%～11.9%(N2P2K2Mo组合除外),改善生姜品质.不同肥料组合降低生姜地上部全N、P、K含量和根茎全P、K含量,提高地下部全N含量.不同肥料组合提高生姜根茎N/P和N/K,降低K/P,而对生姜地上部N/P、N/K、K/P作用不一致.综合产量和品质效应,以N2P2K1处理最佳.     

施肥对菜园土壤养分淋溶流失浓度的影响

利用盆栽种植空心菜和菜心并收集测定土壤渗漏水氮磷钾养分浓度，研究了不同施肥水平对土壤氮磷钾淋溶流失浓度的影响。试验表明，在较大施肥量或化肥当季损失量范围内，土壤渗漏水硝态氮、总磷和钾浓度与氮、磷、钾施肥量或损失量之间呈非线性关系，但在中低施肥量时则表现为线性关系。化肥当季损失量与土壤渗漏水养分浓度呈显著水平的线性正相关，由此提出“双速率转折点”概念用以评价土壤养分流失潜力。当施肥量或化肥当季损失量超过双速率转折点X0后，土壤淋溶排水养分浓度将以非线性形式急剧增加。因此，从环保角度看，施肥量不应超过X0。盆栽试验表明，以化肥当季损失量为基础的灰泥土、灰黄泥土和黄泥土的氮肥X0分别为每盆N 0.35、0.32和0.34 g，磷肥X0分别为每盆P 0.06、0.06和0.09 g，灰泥土和灰黄泥土的钾肥X0则分别为K 0.17和0.18 g；与土壤渗漏水养分浓度为基础所确定的氮、磷、钾X0有显著水平的线性正相关。以环保为目标的氮磷钾用量X0大多数低于以产量为目标的经济施肥量。化肥当季损失量参数较易获得，可作为环保施肥的依据。     

减施磷肥提高设施番茄氮磷钾生理效率并减少土壤速效磷累积

【目的】设施蔬菜生产中过量施肥现象普遍存在，本研究针对设施番茄磷肥过量施用问题，定位研究减施磷肥对番茄产量、干物质量、养分吸收、分配及土壤速效磷状况的影响，旨在为设施栽培磷肥减量提供科学依据。【方法】以习惯施肥为对照 (CK)，2015年设磷肥减量50% (P1)、磷肥减量70% (P2) 2个减磷处理，2016年增设不施磷 (P0) 处理，共3个减磷处理。2016年在膨果期、盛果期采集植株样品，测定根、茎、叶、果干重，及各器官氮、磷、钾养分含量；在定植前、盛果期和拉秧期采集0—60 cm土层土壤样品，测定土壤速效磷含量。【结果】在基础速效磷含量较高 (约220 mg/kg) 的土壤，连续两年减磷70%或一年不施磷肥不影响番茄产量，2015年和2016年番茄产量分别为53.9～55.1 t/hm2和50.2～52.7 t/hm2。各减磷施肥处理与CK相比，均显著提高盛果期果实干物质量和N、P、K养分分配率，降低叶片干物质量、干物质分配率和N、P、K养分分配率。膨果期番茄植株62.8%～65.7%干物质分配于叶片，植株氮、磷、钾携出量分别为83.2～89.9 kg/hm2、10.3～11.1 kg/hm2、75.0～85.9 kg/hm2，此时番茄叶片和茎杆是养分的主要累积部位，茎叶氮、磷、钾分配率之和分别为84.4%～86.4%、79.4%～83.4%、76.9%～82.3%，番茄氮、磷、钾吸收比例为1∶0.12∶0.84～0.96。盛果期43.0%～44.6%和37.0%～44.6%的干物质分配于果实和叶片，此时番茄果实和叶片为养分主要累积部位，果实和叶片氮、磷、钾分配率之和分别为84.6%～86.7%、78.5%～82.7%、81.4%～83.9%，植株氮、磷、钾携出量分别为197～226 kg/hm2、33～37 kg/hm2、200～247 kg/hm2。CK处理番茄叶片、果实全钾含量及钾吸收量显著高于减磷处理，可见减施磷肥可降低番茄对钾素的奢侈吸收。经过两年的减磷处理，表层土壤速效磷累积量显著降低，但各处理土壤剖面出现磷素向下迁移，膨果期0—20 cm土层土壤速效磷含量较种植前减少27.0～60.9 mg/kg，20—60 cm土壤速效磷增量在11.8～50.1 mg/kg，减磷处理显著降低20—60 cm土壤速效磷增加量。【结论】在基础磷素含量较高的土壤上，较农民习惯施磷连续两年减少70%的磷肥用量没有影响番茄产量，降低番茄对钾素的奢侈吸收，减缓土壤速效磷累积。两年连续减施磷肥的土壤速效磷含量仍处于较高水平，可见该研究区域设施蔬菜生产减磷潜力仍较大。     

不同土壤调理剂对土壤性质和烟叶产量、质量的影响

为明确不同土壤调理剂对烟株生长发育和土壤性质的影响,在襄县和方城设置壳寡糖（chitosan oligosaccharide, 简称COS）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide,简称PAM）、纳米几丁质（Nano-chitin,简称NCT）、聚乙烯醇（poval,简称POV）4种不同土壤调理剂处理进行田间试验,研究对土壤性质、烟株生长、烟叶化学成分的影响。结果表明:土壤调理剂对土壤性质和烟株生长具有积极影响。施用不同土壤调理剂后,土壤容重下降,土壤含水率高。在成熟期,与对照CK相比,COS和PAM处理土壤速效钾分别显著提高21.81%和19.38%,COS处理烟株株高、茎围和叶片数以及根、茎、叶干物质积累数量显著增加,COS、PAM、NCT、POV处理烤后烟叶总氮和烟碱含量分别下降11.69% ~ 14.03%和12.26% ~ 33.70%,总糖和还原糖含量分别升高15.40% ~ 22.92%和11.43% ~ 27.68%,化学成分协调性增强,烟叶产量、产值和上等烟比例分别增加11.49% ~ 27.99%、16.44% ~ 37.07%和5.28% ~ 22.80%;在采收后,施用土壤调理剂COS、PAM、NCT、POV,土壤碱解氮含量有下降趋势,但土壤速效钾含量的变化规律不明显;不同处理间综合表现以COS和NCT最佳。施用COS和NCT是改善连作烟田土壤性质和烟叶产质量的有效措施。     

聚丙烯酰胺（PAM）对黄土坡地降雨产流产沙过程的影响

从防治水土流失和提高降水资源利用率的角度出发，为使PAM能在黄土地区广泛使用，该文通过室内人工模拟降雨和冲刷试验，研究了黄土坡地土壤表层施加PAM对产流产沙过程的影响，分析了产流、径流累计量、泥沙累计量随时间的变化过程，建立了相应的相关关系。比较了不同PAM用量的作用效果及不同土壤对PAM施用效果的影响。试验结果表明，当坡度为15°，雨强1.2 mm/min，降雨历时为30 min时，每平方米土壤表层施加0.8 g PAM后的产流量减少16%，产沙量不到1 kg，减沙率达87.87%；连续冲刷试验结果表明PAM施放在(土娄)土上的效果远优于黄绵土。