氮掺杂碳纳米粒子施用对稻田氮素利用率与水稻产量的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素利用效率和水稻产量的影响,采用田间小区试验,对不同用量N-CNPs配施尿素时稻田氮素利用率和水稻产量进行研究。结果表明,配施N-CNPs能有效提升稻田氮肥利用率,1‰、5‰和15‰NCNPs用量处理氮肥利用率分别为37.28%、43.74%和35.84%,高于单施尿素处理的33.6%;配施5‰N-CNPs较单施尿素处理水稻产量增加398.9 kg/hm~2,增幅达4.78%,进一步提升N-CNPs用量至15‰,水稻产量反而较单施尿素处理降低2.76%。可见,田间条件下尿素配施5‰N-CNPs能提升氮肥利用效率,实现增加水稻产量的目的 。     

交联聚丙烯酰胺配施尿素对香蕉苗期生长及氮素去向的影响

采用盆栽试验,研究3种粒径交联聚丙烯酰胺与尿素配施对香蕉苗期生长及氮素吸收、淋失、残留、表观损失等氮素去向的影响。结果表明,与尿素1次单独施用相比,交联聚丙烯酰胺(CPA)配施尿素1次施用能显著提高香蕉的苗期株高,平均提高13.19%,氮素淋失量显著减少,平均减少15.92%,氮素残留量明显增加,平均增加13.42%;L粒径(粒径在1.6~4.0 mm之间)CPA配施尿素能显著提高香蕉苗期的干物质质量及氮素吸收量,分别较无CPA处理提高58.42%、59.86%,与尿素分3次施用处理无显著性差异;L粒径CPA配施尿素处理的氮素表观损失量有显著减少,分别比尿素1次施用和分3次施用降低33.40%、28.99%。香蕉苗期使用L粒径CPA与尿素配施,将有助于促进香蕉生长、氮肥吸收利用,减少氮素淋溶和表观损失,增加氮素的残留。     

施用保水剂对土壤氮素淋溶及脲酶活性的影响

为了分析保水剂对土壤氮素淋溶效应和土壤脲酶活性影响,通过模拟试验,对施用同量尿素条件下,三种不同类型高分子保水剂(聚丙烯酸钠保水剂、有机-无机复合保水剂、腐植酸型保水剂)对尿素淋溶和土壤脲酶活性进行比较。多次灌水淋溶实验表明,三种保水剂都明显降低了土壤尿素淋失,保肥效果明显。在前三次灌水淋溶中,三种保水剂施用的土壤脲酶活性略高于未施尿素的对照,之后灌水时基本相同,说明保水剂对脲酶活性有一定促进作用,有利于植物更好的吸收氮素。随灌水次数增加,所有处理的土壤脲酶活性都有明显减少,与淋溶液氮素淋出量趋势相同。其中施用聚丙烯酸钠盐保水剂降低氮素流失,提高肥料利用效率效果较优。     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用生物炭包膜尿素与普通尿素的氮损失研究（英文）

[目的]为滇池柴河流域蔬菜种植区更科学、合理使用氮肥以及当地农业面源污染控制提供依据。[方法]通过盆栽试验,比较施用炭基包膜尿素与普通尿素对柴河周边蔬菜地土壤氨挥发和氮淋失的影响。[结果]氮损失量与施氮量呈正比,氮素淋失量均高于氨挥发量;同一施肥水平的两种肥料氨挥发、氮素淋失和氮素损失量间差异在0.05水平显著(普通尿素>生物炭包膜尿素);在施氮量为320和280mg/kg的水平下,生物炭包膜尿素处理比普通尿素处理氮损失低43.5%~45.5%,其中氨挥发低3.7%~21.7%,氮淋溶低49.8%~52.1%,而硝态氮是氮素淋溶的主要形式占总氮淋出的76.0%~95.7%(普通尿素处理)和51.6%~53.5%(生物炭包膜尿素处理)。[结论 ]生物炭包膜尿素主要通过减少硝氮淋失来控制氮损失。减量施氮并结合生物炭包膜尿素的施用,对控制该地区氮肥施用带来的水体污染具有现实指导作用。     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。     

小麦-玉米轮作期间不同施肥处理氮素的淋溶形态及数量

利用大型回填土渗漏池研究了陕西关中平原小麦-玉米轮作年生长周期内塿土不同施肥处理氮素淋溶的动态变化.结果表明,小麦-玉米期间土壤淋溶的氮素以硝态氮(NO-3-N)为主,溶解性有机氮(DON)次之,铵态氮(NH+4-N)最低,占淋失总氮的比例平均分别为72.1%、26.2%和1.7%,说明除NO-3-N外,DON也是不可忽视的土壤氮素淋失形态.与施氮磷化肥(NP)相比,氮磷化肥和有机肥配施处理(NPM)明显降低了淋溶到100 cm深度土层的氮量;在小麦-玉米生长期间,NPM处理NO-3-N、DON和NH+4-N的累积淋溶量比NP处理分别降低了64.4%、42.9%和54.8%,这与配施有机肥后提高了土壤的持水保肥能力有关,说明有机肥与化肥合理配合施用可以降低氮素的淋溶损失.     

辽北棕壤土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下土壤氮素在东北棕壤土中的淋溶特征。结果表明:铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而提高;肥料中氮的淋失率在35.85%~47.50%之间,总氮的淋失量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟y=0.4817x+197.07(R2=0.9991)。棕壤土的土壤氮素淋溶流失以硝态氮为主要形态,经过12次土壤淋洗以后,硝态氮淋失量占氮素淋失总量70%以上,而铵态氮的比例不到3%;铵态氮淋失主要集中在前5次淋洗,硝态氮和总氮的淋失持续时间更长。     

施用保水剂对土壤氮素淋溶及脲酶活性的影响

为了分析保水剂对土壤氮素淋溶效应和土壤脲酶活性影响，通过模拟试验，对施用同量尿素条件下，三种不同类型高分子保水剂(聚丙烯酸钠保水剂、有机-无机复合保水剂、腐植酸型保水剂)对尿素淋溶和土壤脲酶活性进行比较。多次灌水淋溶实验表明，三种保水剂都明显降低了土壤尿素淋失，保肥效果明显。在前三次灌水淋溶中，三种保水剂施用的土壤脲酶活性略高于未施尿素的对照，之后灌水时基本相同，说明保水剂对脲酶活性有一定促进作用，有利于植物更好的吸收氮素。随灌水次数增加，所有处理的土壤脲酶活性都有明显减少，与淋溶液氮素淋出量趋势相同。其中施用聚丙烯酸钠盐保水剂降低氮素流失，提高肥料利用效率效果较优。

     

农肥和化肥对黑土氮素淋溶的影响

采用树脂袋法,研究了培肥措施对黑土氮素淋溶的影响。结果表明,①2006年和2007年施化肥的3个处理土壤NO3--N淋失量显著高于施农肥处理,其中2006年化肥高量、化肥低量和农化1:1的3个处理分别是对照的36.88、28.91和27.06倍,是农肥高量处理的8.29、6.49和6.08倍;2007年不同培肥处理总体表现为化肥高量化肥低量农肥高量农化1:1农肥低量对照,各处理60 cm土层NO3--N淋溶量均大于30 cm土层NO3--N淋溶量;②不施肥处理比施肥处理土壤NO3--N淋溶量低,在施用等量氮素条件下,农肥施用处理的淋失率要远远小于化肥施用处理,玉米氮的平均淋失损失占所施氮肥的1.4%～13.6%,单施用农肥NO3--N淋失率才只有1.4%～5.2%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达12.5%～15%;大豆氮的平均淋失损失占所施氮肥的0.5%～4.3%,单施用农肥NO3--N淋失率只有0.5%～0.81%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达2.97%～4.3%;③土壤pH与土壤NO3--N淋失量呈负相关;④土壤NO3--N含量与土壤NO3--N淋溶量呈正相关,随着土层的加深,土壤NO3--N含量降低,深层土壤NO3--N含量对土壤NO3--N淋溶影响更显著;⑤土壤NO3--N淋溶量随土壤硝化强度的增强而增加,硝化作用强度是影响土壤NO3--N淋溶主要因素。     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用生物炭包膜尿素与普通尿素的氮损失研究

[目的]为滇池柴河流域蔬菜种植区更科学、合理使用氮肥以及当地农业面源污染控制提供依据。[方法]通过盆栽试验,比较施用炭基包膜尿素与普通尿素对柴河周边蔬菜地土壤氨挥发和氮淋失的影响。[结果]氮损失量与施氮量呈正比,氮素淋失量均高于氨挥发量;同一施肥水平的两种肥料氨挥发、氮素淋失和氮素损失量间差异在0.05水平显著(普通尿素生物炭包膜尿素);在施氮量为320和280 mg/kg的水平下,生物炭包膜尿素处理比普通尿素处理氮损失低43.5%~45.5%,其中氨挥发低3.7%~21.7%,氮淋溶低49.8%~52.1%,而硝态氮是氮素淋溶的主要形式占总氮淋出的76.0%~95.7%(普通尿素处理)和51.6%~53.5%(生物炭包膜尿素处理)。[结论]生物炭包膜尿素主要通过减少硝氮淋失来控制氮损失。减量施氮并结合生物炭包膜尿素的施用,对控制该地区氮肥施用带来的水体污染具有现实指导作用。     

用模拟酸雨淋溶法研究红壤和红色石灰土的盐基迁移状况

用模拟酸雨对红壤和红色石灰土的原状土柱进行连续淋溶,探讨土壤盐基的淋溶强度、容量以及土壤pH和交换性盐基的变化规律。结果指出,酸雨对红色石灰土的盐基淋溶强度和容量大于红壤。交换性盐基的淋溶速率也有同样趋势;土层厚度的增加能大大降低酸雨对盐基的淋溶强度、容量和淋溶速度;红壤的pH对酸雨淋溶较敏感。而红色石灰土的交换性盐基对酸雨的反应较敏感。所以就土壤酸化速率而言,以土壤pH为指标时,则红壤大于红色石灰土;但以盐基淋失量为指标时则相反。     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用控释尿素与普通尿素的氮损失比较

在滇池柴河流域,蔬菜地施用的氮肥通过径流、淋溶和氨挥发等途径向水体迁移,对周围水体质量有较大影响。通过盆栽试验比较了控释尿素(3个氮水平:0 mg N/kg土、280 mg N/kg土和320 mg N/kg土)与普通尿素(4个氮水平:0 mg N/kg土、280 mg N/kg土、320 mg N/kg土和400 mg N/kg土)施用在柴河流域土壤所表现出的肥料氨挥发和氮淋失特征。结果表明,两种氮肥所有施氮水平处理的氮淋溶量都显著大于氨挥发量。在两种施氮水平下(320 mg N/kg土和280 mg N/kg土),施用普通尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和3.57%,而施用控释尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和2.78%;施用普通尿素产生的氮淋失量分别占施氮量的14.38%(其中硝态氮占85.34%)和14.46%(其中硝态氮占95.70%),施用控释尿素产生的氮淋溶量分别占施氮量11.60%(其中硝态氮占91.05%)和8.37%(其中硝态氮占96.84%)。硝态氮淋溶可能是柴河流域蔬菜地肥料氮素向水体迁移的主要途径。随着施氮量的减少,控释尿素的氮淋失量显著下降,而普通尿素的氮淋失量差异不显著。相同施氮水平下,普通尿素氮淋失量显著大于控释尿素。由此可见,控释尿素主要通过减少氮淋溶途径来减少氮损失。减量施氮结合控释尿素的施用对控制该地区氮肥施用对水体污染具有实际的指导意义。     

模拟酸雨下生物炭添加对土壤盐基离子淋失的影响

通过室内土柱试验,研究模拟酸雨淋洗下添加生物炭对土壤交换性盐基离子(Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+)的影响。采用双因素全面试验法,在pH值3.5、5.6和7.0的3种模拟酸雨条件下,设置0、0.5%、1%和2%的4个生物炭添加量,测定淋出液及淋洗后土壤中4种盐基离子含量。结果表明:酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,较高生物炭添加量(2%和1%)会增加盐基离子的淋失总量。同一处理淋出液中,Ca^2+的淋失总量最大,Mg2+最易淋失。相同生物炭添加量下,4种盐基离子淋出总量均随淋洗液pH值升高而降低,淋洗液pH值为3.5时各盐基离子的淋出总量均最高;相同pH值淋洗液下,Ca^2+、Mg^2+、K^+的淋出总量为2%生物炭>1%生物炭>无生物炭处理>0.5%生物炭,而Na^+的淋出总量为2%生物炭>无生物炭处理>1%生物炭>0.5%生物炭。在酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,添加生物炭的处理可提高土壤pH值及交换性盐基离子的含量,生物炭添加量为2%时对土壤交换性盐基离子的提升效果最佳。淋洗后各处理土壤中4种盐基离子含量表现为Ca^2+>K^+>Mg^2+>Na^+。研究表明,在生物炭添加下,酸沉降同样会加剧土壤盐基离子的淋洗损失。与无生物炭处理相比,模拟酸雨条件下,生物炭添加量增加提高了pH值及盐基离子含量,其中以添加2%生物炭的处理效果最佳。     

模拟酸雨淋溶下中原地区幼褐土壤中营养元素的流失规律研究

[目的]研究酸雨对中原地区土壤中氮、磷、钾的淋溶特性的影响,以期为土壤养分缺失的综合防治和土壤酸化的控制提供科学依据。[方法]取郑州地区土壤作为试验土样,配制模拟酸雨进行淋溶试验。[结果]土壤中总氮、总磷和总钾的淋失量随酸雨pH增大而下降;与对照相比,不同酸度酸雨对磷、钾淋失量均无显著差异,而且淋失量很少。随着模拟酸雨淋滤速率的降低,土壤中N、P、K淋失量均增大,且增大幅度显著,在同一pH和同一淋滤速率条件下土壤中营养元素溶出量大小顺序均为N〉P〉K。[结论]强酸性酸雨会促进土壤营养元素的淋失,相对来说土壤中磷、钾对酸雨不敏感。长期的酸雨淋洗会导致土壤养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠。     

不同类型尿素配施对加工番茄产量、品质及氮肥利用率的影响

为了明确氮肥在加工番茄上的最佳施用量以及缓释尿素与普通尿素配合施用的效果,在河套灌区研究了不同类型尿素配施对加工番茄的产量、品质、氮素利用率及土壤氮素残留的影响。结果表明:加工番茄施用氮肥比不施氮肥果实和茎叶产量都有显著增加,施用氮肥后果实产量平均增加99.7%,同时施用氮肥加工番茄的可溶性固形物增加0.34%~1.34%。施用缓释尿素的氮素利用率较高,100%推荐施氮量用缓释尿素或缓释尿素与普通尿素配合施用较单施尿素氮肥利用率高15.2%~20.2%,80%推荐施氮量用缓释尿素或缓释尿素与普通尿素配合施用比单施尿素氮肥利用率高20.3%~21.8%。施用缓释尿素或缓释尿素与普通尿素配合使用可以减少20%施氮量,不显著影响加工番茄的产量,而且肥料利用率较高。在各处理中表现最好的处理是100%推荐施氮量采用60%缓释尿素做基肥,20%尿素在花期追肥,20%尿素在果实膨大期追施的产量最高、经济效益最好、氮肥利用率最高。施用缓释尿素0~20 cm耕层土壤氮素没有残留,20~40 cm土层土壤氮素没有淋失。     

几种施肥模式对红壤氮素形态转化和pH的影响

【目的】为合理施用氮肥减缓红壤酸化,研究不同施肥措施下红壤酸度与氮矿化的关系。【方法】采用室内恒温培养试验研究不同施氮模式（不施肥（CK）,20 mgN•kg-1（25%N）,40 mgN•kg-1（50%N）,80 mgN•kg-1（100%N,尿素,常规施氮量）,160 mgN•kg-1（200%N）,100%N加化学磷肥（100%N+P）,100%N+P加化学钾肥（100%N+PK）,100%N+PK加玉米秸秆（100%N+PKS）,70%N+PK配施30%有机氮（70%N+PK+30%M）,50%N+PK配施50%有机氮（50%N+PK+50%M）,30%N+PK配施70%有机氮（30%N+PK+70%M）和100%有机氮（100%M,猪粪））下红壤中NH4+-N、NO3--N和pH的动态变化,并分析相关关系。【结果】与CK相比,各施肥处理均提高了土壤NO3--N、硝化潜势（Np）,且尿素氮施用量越大其增幅越大,随有机氮替代尿素氮比例增加其增幅减小。Np最大的是200%N处理（335.62 mg•kg-1）;其次为100%N（152.48 mg•kg-1）、100%N+P（153.36 mg•kg-1）、100%N+PK（148.17 mg•kg-1）和100%N+PKS（148.62 mg•kg-1）处理;而100%N+PKS处理硝化速率k（0.039 d-1）显著低于100%N、100%N+P和100%N+PK处理（k分别为0.051、0.051和0.054 d-1）。各施肥处理土壤NH4+-N和pH均呈先增加,后逐渐下降趋于稳定的变化趋势。培养结束后,与CK相比,土壤pH随尿素氮施用量的增加而显著降低,200%N处理降幅最大,下降了0.92个pH单位;而有机氮替代尿素氮能缓解红壤pH降低。土壤pH与NH4+-N含量呈极显著正相关,而与NO3--N含量和Np之间存在极显著负相关。【结论】施用尿素氮能促进红壤（pH 5.7）硝化作用,加速土壤pH降低,施氮量是影响红壤酸化的主要原因之一;配施玉米秸秆能降低红壤硝化速率,减小NO3--N累积;有机氮替代尿素氮能降低硝化潜势,从而减小红壤酸化的风险。     

不同种植模式下丘岗红壤的酸性和交换性能研究

通过野外采样和室内测定,研究湖南永州市和浏阳市柑橘、油茶、西瓜单作和柑橘间套作、油茶间套作以及荒地模式下的丘岗红壤的酸性和交换性状况。结果表明:不同种植模式下土壤的酸化情况严重(pH值约为4.0);土壤保肥能力均为中等偏下(CEC为8.7~10.96 cmol/kg),相比较而言,以油茶间套作土壤的保肥能力较强;柑橘间套作土壤的交换性酸和交换性Al3+最低,其潜性酸最低,土壤的交换性盐基总量和盐基饱和度最高,其肥力、保肥和缓冲能力最强;供试土壤的交换性酸均以交换性Al3+为主,占比为92.5%~95.1%,交换性盐基主要为交换性Ca2+、Mg2+,占比为82.7%~91.8%;不同种植模式土壤的CEC含量差异显著,土壤pH,交换性酸,交换性Al3+和交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量差异均不显著。     

生物炭对土壤氮磷流失和油菜产量的影响

明确生物炭对土壤氮磷流失和作物产量的影响是生物炭应用技术中的关键问题。采用测筒试验,在20 cm土壤中添加不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)的生物炭,并模拟降雨淋溶后收集测筒淋溶液分析氮磷含量,研究生物炭对土壤氮磷淋溶流失和油菜产量的影响。结果表明:(1)与不施用生物炭处理相比,1.5%生物炭处理极显著降低了TN淋溶损失量、TN淋溶浓度比率、NO~-_3-N淋溶损失量、NO~-_3-N淋溶浓度比率、TP淋溶损失量和TP淋溶浓度比率;各处理间NH~(+2)_4-N和PO~-_4-P淋溶损失量差异不显著。(2)油菜生长期间,TN、NO~-_3-N的淋溶损失量随生物炭施用量增加而减少,且以NO~-_3-N的淋溶流失为主;受施肥和作物生长吸收利用的影响,NH~+_4-N、TP和PO~(2-)_4-P的淋溶流失规律不明显。(3)施用生物炭增加了油菜的产量,主要表现为油菜一次有效分支数、单株有效角果数和每果粒数的增加。