缓/控释肥料研究进展及其对农田氮素流失的防控效果

缓/控释肥料的养分可以按照设定的释放规律和释放期缓慢或控制释放,延长植物对养分吸收利用的有效期,对于减少化肥施用和提高利用率至关重要.目前,缓/控释肥料应用的效果,以及对农田氮素流失的防控效果的综合性分析还较少.综合分析了国内15年缓/控释肥料的田间应用数据,从缓控释肥料的种类及作用机理,缓/控释肥料的应用效果,缓/控释肥料对农田氮素流失的防控,以及缓/控释肥料推广瓶颈与建议等几个方面,综述了缓/控释肥料的研究进展及其对农田氮素流失的防控效果,以期为缓/控释肥料在农田更好地推广应用提供支撑.     

纳米零价铁改性生物炭对污染土壤中Cd稳定化效果及作用机制研究

为研究纳米零价铁改性生物炭（nZVI-BC）对土壤镉（Cd）的长效稳定机制,特别是生物炭（BC）老化过程中nZVI-BC与Cd的界面相互作用,本研究以玉米秸秆为原料制备了nZVI-BC,采用批吸附与养护试验相结合的方法并利用现代光谱分析手段探究了nZVI-BC对液相Cd （Ⅱ）的吸附和对土壤中Cd的稳定化效果与作用机制。结果表明： nZVI负载显著提高了生物炭对Cd （Ⅱ）的吸附能力,nZVI-BC对Cd （Ⅱ）的饱和吸附量是BC的4.3倍（125.5 mg·g^-1 vs 23.61 mg·g^-1）。nZVI-BC对Cd （Ⅱ）的吸附更符合伪二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主;其等温吸附更符合Langmuir模型,属于单层吸附。随着养护时间的增加,生物炭表面的Cd负载量逐渐增加,老化后BC表面形成的含氧官能团是Cd饱和吸附力增加的主要原因。相比而言,nZVI-BC上Cd的负载量呈先增加后逐渐降低的趋势。沉淀与表面络合是nZVI-BC固定土壤中Cd的主要机制,而Fe含量的降低和Fe的氧化则是导致其Cd固定量降低的主要原因。尽管如此,nZVI-BC对Cd的吸附仍保持在较高水平且远高于BC。综上所述,nZVI-BC可以作为一种能够适用于中度污染农田中Cd修复的高效稳定化材料。     

基于辣椒产量、磷素累积及土壤磷环境风险的磷肥用量研究

针对西南地区辣椒生产中磷素吸收分配及土壤磷素累积特征不明的问题,通过田间试验明确辣椒不同时期各器官的磷素累积、分配及土壤磷累积动态过程,阐明基于辣椒产量、磷素吸收和土壤磷环境风险的最佳磷肥用量。试验于2018年以当地主栽品种开展田间试验,通过设置5个施磷水平(P 0、33、65、131、393 kg/hm²),测定辣椒各器官干重、磷含量、磷累积量及土壤磷累积量、土壤有效磷浓度、土壤水溶性磷浓度等指标。结果表明,随施磷量的增加:初花期和收获期辣椒茎、叶、果的干重均显著增加,施磷使初花期茎、叶干重增幅分别为50.0%～150%、50.0%～175%,施磷使收获期茎、叶、果干重增幅分别为39.7%～122%、66.7%～143%、15.2%～51.0%;磷累积量均显著增加,施磷使初花期茎、叶磷累积量增幅分别为63.6%～200%、40.9%～     

‘云蔗05-51’与‘云蔗081609’苗期氮吸收利用效率的比较研究

甘蔗（Saccharum spp. hybrid）是我国食糖生产的重要原料,当前生产中普遍存在施氮量高而氮肥利用率低的问题。除了优化施肥管理,种植氮高效的甘蔗品种也是减氮增效的重要途径之一。本研究以云南蔗区推广的早熟高产高糖甘蔗品种‘云蔗05-51’和‘云蔗081609’为试验材料,设置0、0.1、0.5、1、5、10 mmol/L 6个供氮水平开展水培试验,在苗期测定植株生物量、根系形态、氮浓度与累积量、氮素吸收利用效率等指标。结果表明：（1）2个品种地上部、根系及整株生物量均随供氮水平的升高呈先升后降趋势,‘云蔗081609’根系生物量先于其地上部达到峰值,‘云蔗05-51’则相反,‘云蔗05-51’和‘云蔗081609’达到最佳生长需要的供氮量分别为0.5、1 mmol/L,相同供氮水平下‘云蔗081609’生物量高于‘云蔗05-51’;（2）随供氮水平上升,2个品种的根系总长度和平均根直径先上升后趋于稳定,根表面积持续增加,比根长先升后降,相同供氮水平下‘云蔗081609’的根系总长度、平均根直径和根表面积高于‘云蔗05-51’,比根长则低于‘云蔗05-51’;（3）2个品种植株氮浓度及累积量随供氮水平的升高总体呈先上升后稳定的趋势,相同供氮水平下‘云蔗081609’的植株氮累积量高于‘云蔗05-51’;（4）随供氮水平的增加,2个品种的单位根长吸氮量呈先升后稳定的趋势,单位根表面积吸氮量则呈先升后降并趋于平稳,氮素生理利用效率均随供氮水平升高显著降低,在0.1~10 mmol/L范围内‘云蔗081609’单位根长的吸氮量高于‘云蔗05-51’,但单位根表面积吸氮量变化趋势基本一致,品种间氮素生理利用效率无差异。综上表明,‘云蔗081609’在苗期对氮的吸收量高于‘云蔗05-51’主要得益于更好的根系生长,苗期适宜需氮量低于‘云蔗05-51’。     

不同钾镁比对缺镁土壤上两种柑橘砧木生长和养分吸收的影响

土壤缺镁日益成为制约我国柑橘生产的重要因素,土壤中过量的钾可通过钾镁拮抗作用进一步降低根系镁素吸收和转运,进而导致柑橘地上部镁素不足而影响生长。为此,在盆栽模拟条件下设置了高钾(300 mg·kg-1)、适宜钾(150 mg·kg-1)2个施钾水平及5个施肥钾镁比(K/Mg,4∶0,4∶1,4∶2,4∶3,4∶4),并研究了两种典型柑橘砧木——香橙(Citrus junos Sieb. ex Tanaka)和枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]在上述条件下的生长及养分吸收差异,为明确适宜的土壤K/Mg和平衡施肥提供依据。与适宜钾处理相比,高钾处理的香橙、枳株高分别降低7.7和11.7 cm,地上部和根系生物量及钾、镁累积量均显著降低。当施肥K/Mg从4∶0减少到4∶4,土壤交换性镁含量从61增加至166 mg·kg-1,叶片镁含量从1.09增加至4.14 g·kg-1,生物量先增加后减少。回归方程表明,施肥的K/Mg介于4∶1～4∶2时,两种砧木的生物量和各部位干重最大。镁过量导致土壤K/Mg和地上部K/Mg降低,进而抑制柑橘砧木的生长。高钾和适宜钾处理下,枳根中镁含量/地上部镁含量均显著低于香橙。在酸性缺镁土壤上施用过量钾肥会加剧柑橘缺镁症状,将土壤K/Mg维持在1.5～2.0之间有利于柑橘生长;相比香橙,枳对缺镁的耐受性更强,能把更多的镁转运到地上部。综上,在合理施用钾肥的基础上,注重钾镁平衡施用和选择合适的砧木品种可以缓解柑橘生产中镁缺乏的问题。     

西北地区玉米生产投入及生态环境风险评价

[目的]明确西北地区玉米生产的投入与生态环境风险.[方法]基于生命周期评价(LCA)方法对西北地区六省或自治区(新疆、陕西、山西、宁夏、内蒙古、甘肃)15年间(2004-2018年)玉米生产的投入(肥料、农药、柴油、地膜、种子及人工)与生态环境风险(温室气体排放、土壤酸化、水体富营养化及人体毒性)进行评价,定量化该地区...     

果园绿肥对土壤磷组分及磷素有效性的影响

以天津市桃园土壤为研究对象,采用Tiessen磷分级方法研究绿肥栽培并利用条件下土壤磷组分含量变化和磷素活化周转特征。试验共设3个处理：绿肥覆盖（SC）、翻压（BU）和清耕对照（CT）处理。分别于绿肥处理1,4,7年后采集0—20,20—40 cm的土壤样品,测定全磷、活性磷库（Resin—P_i和NaHCO₃—P）、中稳性磷库（NaOH—P）和稳定态磷库（Dil.HCl—P_i、Conc.HCl—P和Residual—P）含量。结果表明,与CT处理相比,SC和BU处理在各采样年份均提高了土壤全磷、Resin—P_i、NaHCO₃—P、NaOH—P和Residual—P含量,降低Dil.HCl—P_i和Conc.HCl—P含量,处理间差异性随绿肥利用年限的增加而增加;其中,各指标BU处理均优于SC处理,且0—20 cm土层变化最为明显。绿肥利用7年后,BU处理0—20 cm土壤Resin—P_i、NaHCO₃—P、NaOH—P和Residual—P含量较CT处理分别显著增加48.82%~128.41%,145.93%~231.16%,206.26%~590.06%和34.67%~37.66%,Dil.HCl—P_i和Conc.HCl—P含量分别显著降低12.37%~15.79%和43.72%~91.39%。综上,相对于清耕对照处理,果园绿肥栽培并利用可显著增加土壤活性磷库和中稳性磷库的比例,并显著降低稳定态磷库的比例;同时,随着绿肥利用年限的增加,土壤活性磷库和中稳性磷库的比例随之增加,稳定态磷库的比例随之降低。研究结果表明,果园绿肥栽培并利用可以有效促进土壤难溶性磷的活化周转,提高土壤磷素生物有效性。     

重庆市花椒生产的产量差及影响因素分析

基于重庆市2017年以来的225份调研数据,以产量数据前5%的平均值为产量潜力,产量水平为分类依据,分析当前小农户生产的施肥现状、产量差及其影响因素、化肥减施潜力,以期为区域花椒生产增产增效提供参考依据。重庆花椒平均产量为8.66 t/hm²,产量潜力为16.7 t/hm²,产量差达8.02 t/hm²,当前椒农平均生产水平仅实现了产量潜力的52%,高、中、低产农户的产量差分别为3.11、7.84、12.2 t/hm²;椒园氮、磷、钾化肥用量分别为N 283 kg/hm²、P2O5 182 kg/hm²、K2O 237 kg /hm²。高产组椒农的化肥减施潜力大,其氮、磷和钾肥可分别减施36%、19%和16%;农户平均施肥以及中、低产组农户施肥水平均低于线性-平台模型拟合的合理施肥量,高产组农户是化肥减量和效益提升的主要对象。当前生产条件下,优化施肥量(氮肥N 299 kg/hm²,磷肥P2O5 228 kg/hm²,钾肥K2O 307 kg/hm²)、施肥次数(4～5次)、种植密度(密植,2000株/hm²以上)和整枝管理(果枝长度1.5 m以上,单株结果枝条数47～48条/株)能有效削减花椒产量差15.4%～43.3%;其中,施肥量、施肥次数和种植密度是影响花椒产量的主要因素,三者的贡献率高达52%。综上所述,重庆花椒生产上农户间产量、施肥量差异较大,提升农户科学施肥认识、整枝管理水平、耕地保护意识以及合理密植观念有利于削减花椒产量差和提高花椒生产效率,同时助力农业可持续发展。     

基于ITA的三峡库区地温时空演变格局

自2003年三峡工程蓄水以来,库区地表水陆面积占比发生变化,水热条件需适应新的空间格局.为探讨三峡工程建设前后库区范围地表温度的时空演变特征,以三峡库区1981-2014年21个气象站的日地表温度为研究数据,利用创新趋势分析(Innovative Trend Analysis, ITA)方法的微趋势识别优势,探讨研究区内地表温度在不同尺度的时空格局特征.结果表明：(1)三峡库区平均、最高和最低地表温度在研究时段内均呈增加趋势,区域内温差分布特征为西北高、东南低;(2)以2003年为蓄水分界时期,对比前后地表温度变化特征,显示蓄水前平均地表温度多呈增加趋势,而蓄水后增加速度放缓,距离三峡大坝最近的区域E放缓程度最为明显,蓄水后平均、最高和最低地表温度分别增加了0.52,0.94,0.71℃,其中分区D增加幅度最大,平均地表温度增加4.68%,最高地表温度增加9.35%;(3)在年内的水位变动期,4-5月和9-10月的日平均地表温度较蓄水前增加了0.42℃和0.50℃,但统计参数表明,研究区在三峡水库蓄水前后,两个时段内的平均地表温度表现出不同的变化趋势.研究结果可为改善三峡库区生态建设、...     

新型硝化抑制剂DMPSA对甜玉米产量和氮素吸收利用的影响

甜玉米是西南地区主要蔬菜作物之一。当前氮肥用量高、施肥次数频繁、施肥后大水漫灌等不合理管理方式制约着甜玉米绿色高效生产。为优化我国甜玉米生产氮肥管理,于2018至2019年在云南省玉溪市通海县开展田间试验,探究减氮配施新型硝化抑制剂DMPSA对甜玉米产量、植株氮素吸收和氮肥利用率的影响。共设不施氮肥、农民习惯和减氮配施新型硝化抑制剂DMPSA的硫铵、硝酸铵钙和尿素5个处理。结果表明:与农民习惯处理相比,添加新型硝化抑制剂DMPSA的优化施肥处理在降低66.8%～76.8%氮肥用量条件下使产量保持稳定,有利于促进植株氮吸收,同时优化施肥处理显著降低氮盈余约90%并显著提高了195%～210%的氮肥偏生产力、170%～240%的氮肥农学效率和14.5%～20.3%的氮肥回收利用率。在经济效益方面,优化施肥处理平均净收入提高了2703元/hm²。不同氮形态配施硝化抑制剂DMPSA处理间在产量、植株氮吸收、氮盈余、氮肥利用率上没有显著差异。综上所述,减氮配施DMPSA策略在甜玉米生产中具有减氮增效、稳产增产,并兼顾经济效益最大化和环境友好的特点,有助于实现西南地区甜玉米绿色生产。