The efficiency of nitrogen in cattle manures when applied to a double‐annual forage cropping system

The use of cattle manure (CM) for fertilization presents challenges for optimizing nitrogen (N) use. Our work aimed to assess N efficiencies, in a 6‐year experiment with three biennial rotations of four crops: oat–sorghum (first year) and ryegrass–maize (second year) in a rainfed humid Mediterranean area of Spain. Fertilization treatments included the following: control (no N), 250 kg mineral N ha^?1 year^?1 (250MN), three CM rates (supplying 170, 250 and 500 kg N ha^?1 year^?1) and four treatments where the two lowest CM rates were complemented with either 80 or 160 kg mineral N ha^?1 year^?1. Treatments were distributed randomly in each of three blocks. Maximum dry‐matter yield (~44–49 t ha^?1 rotation^?1) was achieved in the third rotation, and only the control and the 170CM yielded significantly less. Within the limitations of the EU Nitrate Directive, the N steady state supply of 170CM always requires a complement of mineral N (80 kg N ha^?1) to maximize N agronomic efficiency. The maximum N‐fertilizer replacement value (250CM vs. 250MN) was 0·67, without significant differences between the two treatments in other N‐related efficiency indexes, which indicates that plants took advantage of residual‐N effects. Nitrogen losses by leaching in the 250CM treatment were around 5–7% of the N applied. This reinforces the sustainability of manure recycling in long cropping seasons.     

旱地有限补充供水与覆盖保水效果研究

本文针对旱地作物长期受水分亏缺制约的问题，为了使有限降水资源得以高效利用，研究了几种作物需水关键期有限补充供水以及覆盖保水的效应，表明旱地有限供水的高效性和对提高经济效益的显著作用。提出了实现有限降水资源富集叠加高效利用建设旱区高产高效农田的技术途径。     

Impact of pig slurry on soil properties, water salinization, nitrate leaching and crop yield in a four-year experiment in Central Spain

Abstract. The repeated application of pig slurry to agricultural soils may result in an accumulation of salts and a risk of aquifer pollution due to nitrate leaching and salinization. Under Mediterranean conditions, a field experiment on a sandy loam soil (Typic Xerofluvent) was performed with maize (Zea mays) in 1998, 1999 and 2001 to study the effects of applying optimal (P1) and excessive rates (P3) of pig slurry on soil salinization, nitrate leaching and groundwater pollution. The rate of pig slurry was established considering the optimal N rate for maize in this soil (170, 162 and 176 kg N ha^?1 for 1998, 1999 and 2001, respectively). Pig slurry treatments were compared to an optimal N rate supplied as urea (U) and a control treatment without N fertilizer (P0). The composition of the slurries showed great variability between years. Mean NO₃^? leaching losses from 1998 to 2001 were 329, 215, 173 and 78 kg N ha^?1 for P3, P1, U and P0 treatments, respectively. The amount of total dissolved salts (TDS) added to the soil in slurry application between 1998 and 2001 was 2019 kg TDS ha^?1 for the P1 treatment and 6058 kg TDS ha^?1 for the P3 treatment. As a consequence, the electrical conductivity (EC) of the slurry‐treated soils was greater than that of the control soil. The EC correlated significantly with the sodium concentration of the soil solution. Over the entire experimental period, 2653, 2202 and 2110 kg Na ha^?1 entered the aquifer from the P3, P1 and P0 treatments, respectively. The P3 treatment did not significantly increase grain production in 1999 and 2001 compared with that achieved with the optimal N rate treatment (P1). This behaviour shows the importance of establishing application guidelines for pig slurry that will reduce the risk of soil and groundwater pollution.     

福建省将乐县金溪建电站前后雨水情变化分析

本文通过对将乐县金溪建电站前的1953～1978年、建电站后的1990～2009年雨水情进行分析,结果表明:自然状态下的将乐县(1953～1978年)无论雨水大小,每年都有洪水超过警戒水位,年最大洪水发生时间在4～7月;1953～1978年有16年的当年最大洪峰水位发生在当年最大日降雨量当日至第16日内,频率为61.5...     

淹水条件下改良剂对苏打盐化草甸土的洗盐效应

为明确改良剂在苏打盐化草甸土不同深度土层的改良效果,采用室内淋溶土柱的试验方法,设置S0、S1、S2、S3、S4和S5(每个土柱横截面积0.0113 m~2)分别施用改良剂0.00、0.01、0.05、0.10、0.50 g和1.00 g,折合成公顷用量分别为0.0、8.9、44.3、88.5、442.5 kg·hm~(-2)和885.1 kg·hm~(-2))6个处理,分析淹水条件下不同改良剂用量对苏打盐化草甸土的洗盐效应。结果表明,与未施改良剂处理(S0)相比,S3、S4和S5处理显著降低不同土层(0～30cm)土壤容重(降幅3.88%～8.87%)、增加土壤孔隙度(增幅3.82%～9.38%)、降低土壤pH值(降幅2.36%～8.05%);S2、S3、S4和S5处理显著提高20～40 cm土壤水分入渗量,增幅55.9%～294.6%(P0.05);施用改良剂处理交换性Na~+含量在0～10 cm和10～20 cm土层显著降低,降幅4.84%～56.5%(P0.05),20～30 cm和30～40 cm土层中增幅1.09%～17.1%;S3、S4和S5处理0～10 cm土层电导率显著降低,降幅49.0%～60.4%(P0.05),20～40 cm土层显著增加,增幅3.68%～19.8%(P0.05);S2、S3、S4、S5处理10～20 cm土层碳酸根含量显著降低,降幅5.98%～23.4%(P0.05),S3、S4、S5处理0～30 cm土层碳酸氢根含量降幅1.49%～18.0%;S2、S3、S4和S5处理显著提高0～30 cm≥0.25 mm水稳性团聚体,增幅达16.4%～161.7%(P0.05);S3、S4和S5处理0～30 cm土层MWD显著增加,增幅达5.78%～161.7%(P0.05)。针对本次供试土壤盐渍化程度,综合改良效果及改良剂施用量,改良剂适宜用量为每个土柱0.10 g(88.5 kg·hm~(-2))(S3处理),可达到最优淋洗效果。     

岩石-土壤-四川牡丹元素迁移体系中的微生物效应

[目的]研究四川牡丹岩土环境背景以及微生物在元素迁移过程中的作用,为了解营养元素的表生地球化学行为规律及微生物在元素迁移体系中的作用提供理论依据。[方法]利用ICP-OES测定四川牡丹生境母岩、土壤以及种子的大量(P,S,K,Ca,Na,Mg,Al)、微量(Fe,Mn,Cu)营养元素含量,同时利用Illumina高通量测序技术测定根际土壤中细菌、真菌的组成和结构。[结果](1)四川牡丹生长土壤以弱碱富钙为主要特征,元素组成基本保留了母岩特征;(2)元素从母岩到土壤中的迁移富集系数排序为:CaNaSPMgKAlFeMnCu,植物吸收系数排序为:PSKCuMgCaNaMnFeAl;(3)碱土金属淋溶率和铝铁率对土壤细菌的多样性(Alpha)影响显著,但对真菌的影响不显著;(4)P,Mn的迁移主要受母岩控制,而Ca,Mg,Fe,S等元素的迁移富集受到了微生物的影响。[结论]细菌和真菌在元素迁移体系中的作用相似,主要参与Fe,S,Mg,Ca的相关反应过程。     

磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效,分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥(MAPC)产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效,并与普通化肥(CCH)、普通堆肥(CCO)、磷酸铵镁肥(MAP)3种肥料进行对比。结果表明:在整个淋溶过程中,CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高;MAP肥具有缓释性,且堆肥对其养分释放具有促进作用;CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗(即第5次)后,总氮及总磷养分浓度排序均为:CCHMAPCMAPCCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长,且与对照(不施肥)处理相比,MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时,CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量,TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg~(-1)和1.54 g·kg~(-1)。研究表明,4种肥料均可改善油菜的生长发育情况,且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO,在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素,提高堆肥产品肥效。     

改性尿素追施对冬小麦和夏玉米季氮素挥发和淋溶的影响

以NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为复合抑制剂,利用转鼓喷涂工艺,开发出新型复合型抑制剂涂覆尿素肥料,采用扫描电镜和能谱仪分析其涂覆效果。通过田间试验系统对比评价了追施不同氮肥对调控氮素的特征效果。试验设置5个处理:(1)不施氮肥(CK);(2)农民习惯追施尿素(CU);(3)优化追施尿素(CUU);(4)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY1);(5)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY2)。在夏玉米喇叭口期、冬小麦拔节期追施氮肥后的15天内进行田间原位连续动态观测。电镜和能谱结果表明,复合抑制剂均匀涂覆于尿素表面,形成薄而致密、光滑的涂覆层,该涂覆层均匀分布有磷和硫2种元素,表明复合抑制剂与尿素已有效结合。田间试验结果表明,在同等优化施氮量下与普通尿素相比,夏玉米和冬小麦季追肥后CUY1和CUY2处理氨挥发分别降低55.19%,32.15%和52.46%,39.43%。夏玉米季追肥后,0-20 cm土层CU、CUU处理土壤硝态氮含量于第5天达到峰值,到后期已显著低于CUY1、CUY2处理,CUY2处理稳定硝态氮的效果更好。冬小麦季追肥后,0-20 cm土壤硝态氮含量CU、CUU处理分别在第5,3天达到峰值,CUY1、CUY2处理于第11天达到峰值后,硝态氮含量已显著高于相同施氮量的CUU处理。在保证产量和净收益的同时,抑制剂涂覆尿素显著降低了追施氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,其中冬小麦季CUY1处济效益较好,夏玉米季CUY2调控氮素的效果最佳,减少向下淋溶的效果明显。     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征和健康风险评估

[目的] 了解山地校园不同下垫面雨水径流重金属污染特征及雨水径流中重金属元素对于人体的健康风险，为山地海绵城市建设提供径流污染控制参考和人员健康保护基础数据。[方法] 2019年7月22日在重庆交通大学针对屋顶、道路、停车场和广场4种典型的下垫面进行了雨水径流的取样监测，并统计分析场次降雨平均浓度（EMC）、电导率（EC）、钠吸附率（SAR）、危险商（HQ）和危险指数（HI）。[结果] 广场径流过程中重金属元素整体变化波动较大，道路雨水径流的重金属健康风险最大而屋顶健康风险最小；大多重金属污染物在产流后的10 min内出现了降幅，其中Fe和Mn的降幅较大，Zn的降幅中等，Cu的降幅最低；As和Cr是雨水径流中健康风险最高的重金属污染物。[结论] 山地校园重金属污染物冲刷速度较快，人流大的下垫面雨水径流中重金属元素变化波动较大，但健康风险较低；车流大的下垫面雨水径流中重金属元素波动较为稳定，但健康风险较高。