星云湖种植空心菜生长量及净化湖水效果分析

针对当前星云湖中度富营养化(劣V类)水质的实际问题,采用漂浮种植设施直接在星云湖湖面种植空心菜(Ipomoea aquatica),开展适应性生长试验和湖水养分吸收净化试验的研究。结果表明:空心菜能够很好地适应生长于低浓度养分的星云湖水体环境(全N 2.41 mg·L^-1、水溶性N 2.00 mg·L^-1、水溶性P 0.46 mg·L^-1),并且前期表现为较短的缓苗期(7 d),后期则枝叶生长旺盛;在空心菜的6次茎叶收割周期中,其生长量呈现出"先增后降"的趋势,且茎叶生长量较高,空心菜的茎叶鲜重达75555 kg·hm^-2·a^-1,生长量为1260 kg·hm^-2·d-1;空心菜的养分含量主要分配在茎叶,茎叶中总N、总P、总K含量分别为3.43%、0.74%、6.25%;空心菜对星云湖湖水养分具有较强的吸收净化能力,吸收星云湖湖水中的N、P、K量分别为259.05、55.21、469.84 kg·hm^-2·a^-1,净化星云湖湖水的量以水溶性N、水溶性P、水溶性K计,分别为129525、120022、34220 m³·hm^-2·a^-1;空心菜的生长量与茎叶养分吸收量和湖水养分量之间存在一定的相关性。利用空心菜漂浮种植于星云湖水面,产生了明显的经济效益及显著的生态效益。     

太行山前平原夏玉米-冬小麦轮作生态系统碳截存及其气体调节价值

应用静态明箱-气相色谱法对4个施氮肥水平NO(0 kg N·hm-2),N200(200 kg N·hm-2),N400(400 kg N·hm-2),N600(600 kg N·hm-2)的夏玉米-冬小麦季CH4、N2O排放进行了研究,同时估算了其年季净固碳量及其O2气体调节价值,计算了年综合气体调节价值.结果表明,夏玉米-冬小麦农田生态系统为CH4吸收汇和N2O排放源,随着氮肥施入量的增加,其对CH4吸收能力减弱,其N2O排放量增加.夏玉米季N400和N600的CH4平均排放速率显著高于NO和N200(P<0.05);冬小麦季NO处理CH4平均排放速率显著低于N600处理(P<0.05),冬小麦季N600的N2O平均排放速率显著高于NO处理(P<0.05).夏玉米-冬小麦轮作农田生态系统NO、N200、N400和N600处理CH4排放总量分别为-2.55、-1.99、-0.94和-0.47 kg·hm-2·a-1;其N2O排放总量分别为1.05、1.45、1.67和2.22 kg·hm-2·a-2.随着氮肥施用量的增加,夏玉米季和冬小麦季转化为NPP的碳量和净固碳量均增加;夏玉米-冬小麦轮作农田生态系统NO、N200,N400和N600处理年季净固碳量分别为6 224.29,13 885.05,14 554.35和14 521.10 kg·hm-2·a-1;其中N200,N400和N600分别比NO处理增加了123.08%、133.83%和133.30%.夏玉米-冬小麦轮作农田生态系统NO,N200,N400和N600处理综合气体调节价值分别为10 560.19、23 602.64、24 727.78和24 634.24 yuan·hm-2·a-1;N200、N400和N600分别比NO处理增加了123.51%、134.16%和133.27%,以N400处理年固碳量最高.     

珠江三角洲典型流域颗粒态氮磷负荷估算研究

珠江三角洲地区菜果花农业发达,农业化学物质投入量大,区域N、P等养分流失迅速,水环境问题尤为突出.选取广州流溪河为研究对象,应用GIS和USLE模型结合土壤污染实测数据,采用源类型法估算流溪河流域的颗粒态N、P污染负荷.结果表明:(1)流溪河流域的颗粒态N、P总流失量分别为582.49 t·a-1和424.74t·a-1,其中N流失量中水田贡献最大占40.02%,其次为林地占26.31%;P流失量中旱地贡献最大占28.75%,其次为水田占26.94%.(2)流域不同源类型单位面积颗粒态N、P流火量差异显著,旱地的N、P单位面积流失量均为最高,分别是7.72 kg·hm-2和9.50 kg·hm-2;其次为果园,N、P分别是7.20 kg·hm-2和6.56 kg·hm-2.(3)流域颗粒态N、P流失总量及其单位负荷受农业施肥影响,农业生产过程产生的过量N、P物质是流溪河流域重要的N、P负荷污染来源.     

氮沉降对木荷马尾松林叶片元素计量比的影响

为研究氮沉降对不同林龄木荷—马尾松混交林养分的影响,在室外分别设置了N0(0 kg·hm-2·a-1)、N1 (50 kg·hm-2·a-1)、N2(100 kg·hm2·a-1)和N3(150 kg·hm-2·a-1)4个处理的浓度,进行1 a的氮沉降模拟试验结果表明,N1、N2和N3处理在试验后期均使30、50年生林木叶片中碳、氮、磷含量较试验前期有所增加,40年生林木叶片碳、氮含量增长明显,而磷含量在N2、N3处理较试验前期有所下降.30、50年生林木叶片氮磷比值主要在14-16之间,说明30、50年生林木同时受到氮、磷的限制,而40年生林木叶片氮磷比值均大于16,说明40年生林木主要受到磷的限制,但不同林龄叶片碳氮比值在试验后期均低于试验前期,下降明显.因此,氮沉降对不同林龄木荷—马尾松混交林叶片的碳、氮、磷含量及其计量比有着不同的影响     

施用控释肥对设施番茄NO-3-N淋洗、N2O排放及产量与品质的影响

以京郊番茄为对象,研究了聚合物包膜控释肥不同用量与有机肥配合施用对设施生产体系产量和品质、硝态氮淋洗和N2O排放的影响。试验设对照(CK)、有机肥(N 134kg·hm-2,OM)、控释肥低量(控释N300kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N1)、控释肥中量(控释N 450 kg·hm-2+有机肥N 134kg·hm-2,N2)、控释肥高量(控释N600kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N3)、习惯施肥(速效N600 kg·hm-2+有机肥N 134 kg·hm-2,N4)共6个处理,用土壤溶液提取器测定淋洗液硝态氮浓度,静态箱法测定N2O排放。结果表明,与习惯处理(N4)相比,3个控释肥处理(N1、N2、N3)氮素淋洗损失明显减少,60 cm和100 cm土层的提取液硝态氮平均浓度降幅分别为15.4%~24.0%和17.8%~30.0%,拉秧后0~100cm土壤剖面硝态氮残留降低21.0%~59.8%。各处理N2O平均排放通量为60~144μg N·m-2·h-1,实际排放量为2.47~5.33kg·hm-2,施肥造成的N2O排放损失率为0.08%~0.39%;与习惯处理相比,控释肥处理平均减排38.1%~47.0%。番茄产量介于113~132 t·hm-2,N2处理产量最高,但处理间未见显著差异;N4处理的番茄硝酸盐含量最高,与对照差异显著。与习惯处理的多次施肥相比,控释肥与有机肥混配一次性基施显著降低了硝态氮淋洗量和N2O排放损失,控释肥高氮水平下氮素损失风险有增加趋势。试验结果显示施用中低量控释肥为协调番茄高产、高效与环保的较好选择。     

单季晚稻测土配方施肥试验初报

在浙江省义乌市进行单季晚稻测土配方施肥试验,结果显示,从产量和投入回报率综合评价,其配方为N2P2K3(N229.5kg·hm-2,P45.0kg·hm-2,K169.5kg·hm-2)和N2P3K2(N229.5kg·hm-2,P67.5kg·hm-2,K112.5kg·hm-2)。     

氮沉降对杉木人工林土壤有机碳和全氮的影响

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加对杉木人工林土壤有机碳、全氮及C/N比的影响。试验设计为4种处理,分别为N0(0 kg.hm-2.a-1)、N1(60 kg.hm-2.a-1)、N2(120 kg.hm-2.a-1)、N3(240 kg.hm-2.a-1),每处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过2 a的处理后发现,随着氮沉降水平的增加,土壤有机碳呈下降趋势,而全氮含量则不断上升,致使土壤C/N比降低。     

双季晚稻测土配方施肥试验初报

在浙江省义乌市双季晚稻中进行配方施肥试验,结果显示,从谷物产量和肥料投入回报率综合评价,以N2P2K2(N 229.5 kg·hm-2,P 45.0 kg·hm-2,K 112.5 kg·hm-2)和N2P3K2(N 229.5 kg·hm-2,P67.5 kg·hm-2,K 112.5 kg.hm-2)配方为最佳。     

东南沿海沙地2种人工林营养元素生物循环

对闽东南滨海沙地8年生卷荚相思和木麻黄人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的质量分数、积累、分配和生物循环进行研究。结果表明,卷荚相思和木麻黄林5种营养元素质量分数以树叶为最高,干材最低,林木各器官营养元素质量分数排序均为NCaKMgP;营养元素总积累量分别为282.79kg·hm-2和1 160.25kg·hm-2;各器官营养元素积累量卷荚相思林为枝干皮叶根,木麻黄林为叶枝干皮根;各营养元素积累量排序,卷荚相思林为NKCaMgP,木麻黄林为NCaKMgP;养分年存留量分别为35.35、140.61kg·hm-2·a-1,年吸收量为97.01kg·hm-2·a-1和312.65kg·hm-2·a-1,总归还量为61.66kg·hm-2·a-1和172.04kg·hm-2·a-1。卷荚相思和木麻黄林营养元素的循环系数分别为0.64和0.54,利用系数分别为0.34和0.27,周转期分别为4.59a和6.74a;各营养元素利用系数和循环速率均为MgCaNPK,周转期则相反。卷荚相思林5种营养元素利用系数、循环速率均高于木麻黄林,而周转期均低于木麻黄林,有利于林地养分维持。P可能是限制卷荚相思生长关键营养元素之一,因此应采取施P肥等措施以提高林地生产力。     

不同氮磷钾配施对棉花干物质积累、养分吸收及产量的影响

研究不同氮磷钾配施下棉花干物质积累与养分吸收分配的特点,为结合棉花生育特性制定高产施肥措施提供理论依据.不同施肥处理在整个生育期内植株干物质积累量较对照高9.68％～119.70％,氮、磷、钾吸收量分别较对照高12.52％～231.80％、14.92％～170.15％和13.00％～263.10％;各施肥处理籽棉和皮棉产量分别较对照提高9.42％～81.71％和15.51％％～136.96％.不同处理干物质积累和养分吸收量均大于对照,且差异显著(P＜0.05),干物质积累以N3P2(N 360 kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2)处理最高,氮、磷素吸收以N3P2处理最高,钾素吸收以N2P2K2(300kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2,K2O 75 kg·hm2)处理最高,籽棉和皮棉产量以N3P2处理最高.N3P2处理在生育期内干物质总积累为23 218.00 kg·hm-2,氮总吸收量为548.11 kg·hm-2,磷(P2O5)总吸收量为183.62 kg·hm-2,钾(K2O)总吸收量为668.98 kg·hm-2.籽棉产量为5 627.00 kg· hm-2,皮棉产量为2 622.33 kg·hm-2.每生产100 kg皮棉,适宜氮磷钾的养分吸收量分别为N 2.21 kg、P2O5 0.91 kg和K2O1.41kg,植株吸收养分适宜比例[m(N)∶ m(P2O5)∶m(K2O)]为2.42∶1.00∶1.55.     

不同施氮量对蓖麻产量和生物及营养性状的影响

为确定绿洲灌溉区蓖麻栽培的最佳施氮量,采用田间试验方法,对不同施氮量下蓖麻产量和生物、营养性状的变化规律进行了研究。结果表明：(1) 通过数据拟合得出：蓖麻种植的最佳施氮量为195 kg·hm^-2,预计最高产量为8×10³ kg·hm^-2;(2) 蓖麻株高、茎粗和穗数等生物性状总体上随施氮量提高逐渐增大,而主穗长、主穗种仁数、百粒重及产量均随施氮量增加呈现出抛物线变化趋势,其中产量峰值出现在施氮量200 kg·hm^-2时,其余指标均在施氮量150 kg·hm^-2时达到最高值;(3) 在花果期,增加氮肥施用量能够促进蓖麻对氮素和钾素的积累,磷素积累量随施氮量增加呈抛物线上升的趋势,峰值出现在施氮量150 kg·hm^-2时;(4) 施氮量与叶片氮素、磷素含量表现出明显的相关性。蓖麻在灌浆期对钾素的需求很高,叶片钾素大量转移到穗部。     

不同品种空心菜对重污染土壤砷的吸收累积及其亚细胞分布

采用水泥池小区试验研究了土壤As污染(66.4 mg·kg-1)胁迫对19种空心菜生长、As累积以及As的亚细胞分布的影响。结果表明,各品种空心菜均能生长,但不同品种空心菜生物量及As累积量存在显著差异(P0.05),地上部As含量范围为0.73~191.12 mg·kg-1,均超出食品中污染限量的标准(0.5 mg·kg-1)。台湾白骨柳叶空心菜、泰国白梗柳叶空心菜、油青空心菜3个品种为相对低累积品种;台湾大叶白骨空心菜、菜农D-95空心菜、港种青绿梗叶空心菜、泰国竹叶空心菜4个品种为相对高累积品种。19个品种空心菜亚细胞中固持As含量大小顺序为胞质(49.06%~77.44%)细胞器(19.90%~46.82%)细胞壁(2.22%~16.73%)。     

密肥互作对全膜双垄沟播玉米产量及水分利用效率的影响

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同密度和施肥水平对全膜双垄沟播玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：6.75×10⁴株·hm^-2种植密度下玉米产量和水分利用效率显著高于4.50×10⁴株·hm^-2密度处理。不同施肥处理条件下,玉米穗 行数和产量均以施纯氮180 kg·hm^-2,施过磷酸钙144 kg·hm^-2处理最高;玉米百粒重和 水分利用效率均以施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2最高;6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2处理互作效应显著,玉米百粒重、产量和水分利用效率均高于其他处理。说明6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2是当地全膜双垄沟播玉米生产中比较理想的种植密度和施肥水平。     

基于种养平衡的吉林省辽河流域农田畜禽粪便负荷研究

为明确吉林省辽河流域畜禽养殖污染现状,优化调整产业养殖生产布局,结合国内外相关研究核算了畜禽粪便产生量和农田负荷量,并基于种养平衡理论进行畜禽养殖环境承载力分析。结果显示:2017年吉林省辽河流域畜禽粪便产生量达537.59万t,农田粪便平均负荷量为5.43 t·hm^-2·a^-1,其中辽源市区的农田粪便负荷量最大,为12.09 t·hm^-2·a^-1。畜禽养殖氮、磷环境承载力平均值分别为131.39 kg·hm^-2和20.65 kg·hm^-2,其中四平市区的氮环境承载力最小(78.64 kg·hm^-2),辽源市区的磷环境污染风险值最大(1.08),东辽县的氮和磷污染风险等级均达到Ⅱ级。畜禽养殖环境承载力和粪便负荷风险评估表明,辽源市区畜禽粪便污染情况最为严重,该区域属于氮和磷污染中等风险区,已对农田环境产生了威胁,此外四平市区属于氮污染中等风险区和磷污染低风险区,东辽县属于氮和磷污染低风险区。流域内其余市县的畜禽养殖环境承载力和粪便负荷量则处于安全范围,对周围农田环境基本无影响。     

应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征

以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。     

黄绵土营养诊断与双低油菜平衡施肥研究

采用温室盆栽与田间试验研究甘肃省高寒阴湿区黄绵土养分状况。结果表明,盆栽诊断黄绵土缺N、P、S和Zn,未表现缺B、Cu和Mn,Fe和Mo元素充足,N、P肥为大田该黄绵土种植油菜的主要限制因子,其次为S、B和Zn,土壤中不缺K,OPT中氮量适中。与OPT相比,减N、P、S、B和Zn油菜分别减产24.5%、27.1%、13.5%、16.8%和8.8%,而增加N用量则产量降低12.2%。推荐施肥N、P2O5、S、B、Zn分别为90、90、105、3.75、3.75kg·hm-2。盆栽诊断与大田平衡施肥间有很好的相关性,可用来指导大田试验。     

基于养分平衡理论的商洛市畜禽粪污土地承载力研究

为了合理调控商洛市畜禽养殖规模和结构,促进土壤—种植—养殖的良性循环发展,也为保护丹江水源地水质安全提供基础数据,本研究基于土壤养分平衡理论,并运用《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》,评估了2016年商洛市及其各区县畜禽粪污土地承载力水平。结果表明:2016年商洛市畜禽粪污(肥)施用比例为14.65%,畜禽粪污土地承载力按照氮磷养分估算分别为72.99万头猪当量和85.09万头猪当量,远低于实际存栏187.50万头猪当量;如果把畜禽粪肥施用比例提高到50%,商洛市畜禽粪污土壤承载力按氮磷养分估算可分别提高到249.11万头猪当量和290.41万头猪当量。在承载力249.11万头猪当量的理想状态下,全市耕地畜禽粪肥氮磷养分负荷分别为89.35 kg·hm~(-2)·a~(-1)和15.32 kg·hm~(-2)·a~(-1),耕地负荷较为安全;按2016年当季播种面积估算的承载力为5.07头·hm~(-2)·a~(-1),符合《指南》推介的标准。综上,商洛市2016年畜禽粪污土地承载力较低,应大幅度增加畜禽粪肥施用比例,减少化肥施用量,提高种植业和养殖业的生产潜力。     

施氮量对稻茬麦土壤速效磷质量分数及磷素平衡的影响

以宁麦9号和豫麦34为材料,研究施氮量(0、75、150、225、300kg·hm-2)对土壤速效磷质量分数变化、植株磷素吸收、土壤磷素平衡的影响。结果表明,各处理植株磷素吸收均以拔节至开花期为积累高峰期,且随施氮量增加,磷素吸收呈先增后降的趋势,以N225处理最高。磷肥施用显著提高0~40cm土层速效磷质量分数,随施氮量的增加,土壤速效磷质量分数呈降低趋势。土壤-小麦系统磷素平衡呈明显的阶段性,播种至拔节期磷素出现大量的盈余,拔节至成熟期磷素出现不同程度的表观亏缺。在全生育期,2品种磷素表观盈余量均以N225处理最低,N0处理最高。综合考虑小麦产量和磷素平衡特征,宁麦9号和豫麦34在105kg·hm-2的施磷量基础上可分别再降低P2O5用量7kg·hm-2和10kg·hm-2,配施225kg·hm-2施氮量,能够获得较高的小麦产量并减少磷素损失。     

河西走廊绿洲灌区循环模式"农田-食用菌"生产系统氮素流动特征

河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力.本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型“农田-食用菌”生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征.结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10％左右,秸秆还田氮输入量(165.6kg· hm-2·a-1)占农田氮素总输入量的37.1％,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径.但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg·hm-2· a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键.