城市污水厂污泥快速高效堆肥技术研究

采用好氧发酵仓式堆肥系统,研究了城市污泥处理过程中温度、含水率、pH、有机质、水溶性有机碳和发芽指数等指标参数的变化规律。结果表明,当物料初始含水率控制在60%左右时,在强制通风量为300L·m in-1,搅拌频率为5m in·8h-1～5m in·12h-1的工艺条件下,堆肥过程可以实现顺利升温并在55℃以上维持4d,满足杀灭致病菌要求的条件;14d反应周期结束时,物料含水率、水溶性有机碳和有机质含量显著降低,堆肥产品腐熟,卫生学指标达到了美国E PA污泥产品A类标准;得到的污泥产品成为性质优良的土壤质量调节剂。     

滨海新围滩涂不同改良方式对土壤盐渍化调控效应及其主控因素

土壤盐渍化是制约滨海新围滩涂围垦区土壤质量的最主要因子,严重抑制了作物的生长和产量。试验设置了对照处理(CK)、有机肥(OM)、聚丙烯酰胺+有机肥(PAM+OM)、秸秆覆盖+有机肥(SM+OM)、秸秆深埋+有机肥(BS+OM)和生物菌肥+有机肥(BM+OM)6个处理方式,研究不同改良方式对滨海盐碱地土壤盐渍化的调控效应,明确改良过程中土壤盐渍化程度变异的主控因素。结果表明,表层土壤含盐量、钠吸附比和碱化度随着燕麦生育期的推移逐渐上升,而pH随着燕麦生育期的推移逐渐下降。与CK处理相比,PAM+OM、SM+OM、BS+OM和BM+OM措施能够显著降低0—20cm深度的土壤含盐量、pH、钠吸附比和碱化度。其中,SM+OM措施对土壤含盐量的抑制效果最好,达到68.0%~73.6%;而BM+OM措施对pH、钠吸附比和碱化度的调控效果最佳,分别降低4.5%~8.2%,61.5%~80.8%和55.5%~79.4%。主控因素分析表明环境因子中的土壤容重、土壤含水量和蒸发量对表层土壤盐渍化程度的影响均达到极显著水平(P<0.01),而风速和降水量的影响则达到显著水平(P<0.05)。     

节水条件下盐碱农田施用有机肥的固碳及其生态系统服务价值提升效应

针对中国黄河中上游河套灌区不合理灌溉和施肥造成的盐碱农田碳排放加剧和生态系统服务功能退化等问题，该研究以向日葵盐碱农田为研究对象，开展连续2 a的田间试验，探讨滴灌条件下有机肥施用对盐碱农田生态系统净碳收支和生态系统服务功能价值的影响。试验设置滴灌灌水下限及施肥模式2个因素。灌水下限设置2个水平（W1：土壤基质势阈值为−20 kPa，W2：土壤基质势阈值为−30 kPa），每个灌水下限下设置3种施肥模式（CK：纯施化肥，LBF：褐煤碳基有机肥4.5 t/hm²，SMF：羊粪堆肥5 t/hm²），采用完全随机区组设计。另设畦灌施加化肥处理作为对照（MCK）。对不同处理的生态系统净碳收支及其组成要素以及3种生态系统服务价值（农产品供给功能价值、积累有机质功能价值和气体调节价值）进行了对比分析。结果表明：相同施肥条件下，滴灌处理的土壤有机质含量、作物净初级生产力、籽粒碳输出和土壤碳排放高于畦灌处理，且这些指标的值均随土壤基质势升高而增加。相同灌溉条件下，施加有机肥处理可以显著提高土壤有机质含量、净初级生产力和籽粒碳输出并降低土壤碳排放。其中，滴灌灌水下限−20 kPa与褐煤碳基有机肥用量4.5 t/hm²（W1LBF）相结合的处理有效促进了作物生长，并获得了最高的净初级生产力以及较低的土壤碳排放量，最终获得了最高的生态系统碳汇能力。此外，净初级生产力、土壤有机质和土壤碳排放等指标的变化影响了生态系统服价值。与MCK处理相比，W1LBF处理能够显著提升农产品供给功能价值、积累有机质功能价值和气体调节价值，增幅分别为8004.20、923.9和2094.70元/hm²。综上所述，该研究发现在河套灌区向日葵盐碱农田中，采用滴灌−20 kPa灌水下限结合4.5 t/hm²褐煤碳基有机肥可以增加作物初级净生产力、提高盐碱农田系统的碳汇能力和生态系统服务功能价值。该研究可为干旱半干旱地区盐碱向日葵农田固碳减排和生态系统可持续发展提供科学依据。     

基于Web of Science和万方专利对土壤酸化和改良材料研究的计量分析

土壤酸化问题在近年来广受土壤和环境领域关注。为探索土壤酸化和改良材料应用现状，本文以Web of Science核心合集和万方专利数据库为基础，以“acid* soil*” or “soil acidi*”为检索式检索1990-2019年的期刊论文，以“酸化/酸性土壤改良剂/调理剂”为主题词检索2010-2019年的发明专利，分别检索出10193篇期刊论文和297篇发明专利，采用VOSviewer、CiteSpace和HistCite等可视化软件对关键词、期刊、作者、机构、国家等字段进行共现、共被引和引文分析等。结果表明土壤酸化及其改良材料得到越来越多的重视，进一步加强土壤酸化及其改良研究对土壤基础科学发展具有重要意义；研究领域聚焦于土壤酸化的生物化学过程、土壤铝毒及其防治、土壤重金属活化及其钝化、土壤酸化及其改良材料应用四大方面；近10年来，土壤酸化改良主要聚焦于石灰、农业废弃物/副产品、工业废弃物/副产品和矿物类等热点改良材料，而生物质炭、天然高分子、腐植酸盐和微生物菌剂等新型热点材料越来越受到学者的关注；高产国家美国、中国和澳大利亚等农业大国合作关系密切；高产机构中国科学院、中国科学院大学和西澳大学等机构有密切合作关系；高产作者Baligar VC，Xu renkou，Fageria NK等有密切合作关系。本研究有助于全面了解土壤酸化及其改良研究领域现状和趋势，为土壤酸化调控和可持续发展提供重要参考和依据。     

盐渍化土壤改良剂对草坪根际土壤细菌群落多样性的影响

针对兰州新区城市绿化带土壤盐分含量高严重影响苗木和草坪成活率的问题，以兰州新区绿化带盐渍化土壤为研究对象，采用温室盆栽法，以不施肥为对照(CK)，研究了添加禾康(T₁)、乳酸菌(T₂)、磷石膏(T₃)、炭基肥(T₄)、免申耕(T₅)和磷酸脲(T₆) 6种盐碱土改良剂对草坪根际土壤化学、生物学特性的影响。结果表明：与CK处理相比，施用6种改良剂均能降低草坪根际土壤pH，提升有机质、速效磷、微生物生物量碳氮磷含量及碱性磷酸酶、脱氢酶活性；显著降低土壤细菌群落丰富度和多样性指数(Chao1和Shannon-wiener)；根际土壤细菌群落均以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门为主，其中T₄、T₆处理显著提高了变形菌门的相对丰度，T₂处理显著增加了放线菌门的相对丰度，T₁处理显著提升了芽单胞菌门和酸杆菌门的相对丰度。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显...     

厨余垃圾沼渣堆肥与化学改良剂对城市搬迁地土壤团聚体形成的影响

为改善城市土壤团粒结构，以上海典型搬迁地土壤为研究对象，通过室外培养试验，研究了不同用量厨余垃圾沼渣堆肥和化学改良剂分别单施以及混施对土壤水稳定性团聚体、团粒结构形成的影响。结果表明：20%、30%沼渣堆肥单施处理可显著增加搬迁地土壤0.5~1.0、1.0~2.0 mm粒径大团聚体以及0.106~0.25 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05），而显著降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。化学改良剂β-环糊精单施处理可显著增加土壤微团聚体总量（P<0.05）；3 kg/m³用量硫酸钙、氧化铁单施处理均可显著促进土壤大团聚体的形成（P<0.05）。沼渣堆肥和化学改良剂混施处理较单施处理显著增加土壤>2.0、0.25~0.5 mm粒径大团聚体质量分数（P<0.05），而降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。在沼渣堆肥处理中，以20%沼渣堆肥添加量对土壤团粒结构改良效果最佳；在化学改良剂处理中，以3 kg/m³硫酸钙处理对土壤团粒结构改良效果最佳，其次是3 kg/m³氧化铁处理。WG₂₀+SM_mix处理（20%沼渣堆肥+化学改良剂混施）对搬迁地土壤团粒结构改良效果最佳，团粒结构达19.03%，较CK（对照组）、SM_mix（化学改良剂混施）、WG₂₀（20%沼渣堆肥）处理分别提高了94.0%、73.5%和26.0%。     

Biochar derived from agricultural wastes and wood residues for sustainable agricultural and environmental applications

Lignocellulosic biomass can be circulated to produce many materials and products, including biochar. This study analyzed five different types of biochar produced from agricultural wastes and wood residues. The raw materials included three agricultural by-products: corncob, cassava rhizome, rice husk, and two types of wood residues: rain tree (Samanea saman (Jacq.) Merr.) and krachid (Streblus ilicifolius (Vidal) Corner.). The biochar were made in patented retorts with locally-appropriated technology at a temperature range of 450–500°C. This research focuses on the primary physicochemical properties and biochar components, allowing biochar to become a vital material to support sustainable agriculture and the environment. Biochar properties used for agriculture consist of specific surface area, total pore volume, average pore diameter, pH, electrical conductivity (EC), and cation exchange capacity (CEC). The properties that benefit the environmental purposes are the element: carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), oxygen (O), and the molar ratio of H/C, O/C, and C/N. The study found that all five types of biochar contained suitable properties for soil amendment and carbon sequestration. However, significant differences were shown in specific surface area, average pore diameter, pH, CEC, and EC of various biochar. Based on O/C and H/C ratios, all five types of biochar persisted in soil from 100 to over 1,000 years.     

Interactive effects of deficit irrigation and vermicompost on yield,quality, and irrigation water use efficiency of greenhouse cucumber

Water scarcity is the most significant barrier to agricultural development in arid and semi-arid regions. Deficit irrigation is an effective solution for managing agricultural water in these regions. The use of additives such as vermicompost (VC) to improve soil characteristics and increase yield is a popular practice. Despite this, there is still a lack of understanding of the interaction between irrigation water and VC on various crops. This study aimed to investigate the interaction effect of irrigation water and VC on greenhouse cucumber yield, yield components, quality, and irrigation water use efficiency (IWUE). The trials were done in a split-plot design in three replicates in a semi-arid region of southeastern Iran in 2018 and 2019. Three levels of VC in the experiments, i.e., 10 (V₁), 15 (V₂), and 20 t/hm² (V₃), and three levels of irrigation water, i.e., 50% (I₁), 75% (I₂), and 100% (I₃) of crop water requirement were used. The results showed that the amount of irrigation water, VC, and their interaction significantly affected cucumber yield, yield components, quality, and IWUE in both years. Reducing the amount of irrigation water and VC application rates reduced the weight, diameter, length, and cucumber yield. The maximum yield (175 t/hm²) was recorded in full irrigation using 20 t/hm² of VC, while the minimum yield (98 t/hm²) was found in I₁V₁ treatment. The maximum and minimum values of IWUE were recorded for I₁V₃ and I₃V₁ treatments as 36.07 and 19.93 kg/(m³?hm²), respectively. Moreover, reducing irrigation amount decreased chlorophyll a and b, but increased vitamin C. However, the maximum carbohydrate and protein contents were obtained in mild water-stressed conditions (I₂). Although adding VC positively influenced the value of quality traits, no significant difference was observed between V₂ and V₃ treatments. Based on the results, adding VC under full irrigation conditions leads to enhanced yield and IWUE. However, in the case of applying deficit irrigation, adding VC up to a certain level (15 t/hm²) increases yield and IWUE, after which the yield begins to decline. Because of the salinity of VC, using a suitable amount of it is a key point to maximize IWUE and yield when applying a deficit irrigation regime.     

复合改良剂对盐碱土改良及植物生长的影响

为探寻更加高效的复合型改良剂，本研究通过田间试验，对土壤理化性质和植物生长指标进行分析，探讨了脱硫石膏、黄腐酸钾和稻壳三种物料不同配比施用对盐碱土理化性质及植物生长状况的影响，筛选出最佳复合物料添加比例，旨在为盐碱地改良与合理利用提供参考依据。结果表明：与对照组相比，不同处理下0-20和20-40 cm土壤pH均有显著降低，分别降低了4.2%~9.6%和4.5%~9.4%。0-20 cm土层的土壤盐分含量也显著降低，土壤中〖HCO〗_3^-、〖Cl〗^-、〖Na〗^+含量分别降低了6.1~39.4%、18%~43.1%和6.2%~33.2%，其中稻壳、黄腐酸钾和脱硫石膏配比为5-1.2-9 t/hm2和15-0.4-9 t/hm2时对〖HCO〗_3^-、〖Cl〗^-、〖Na〗^+降低效果最为明显。复合改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮和有效磷含量与景天植株生物量。与对照组相比，有机质增加了3%~46%、碱解氮增加了16.1%~111.8%、有效磷增加了59.5%~154.8%和景天生物量增加了7.1%~47.6%。效应综合评价的主成分分析结果表明，稻壳、黄腐酸钾和脱硫石膏配比为5-1.2-9 t/hm2时是滨海盐碱土壤最适宜的生物化学复合改良剂组分。     

秸秆还田地不同水氮条件对水稻产量及土壤肥力的影响

[目的]研究秸秆还田地不同水氮管理对水稻产量、土壤养分以及土壤酶活性的影响,为发展优质、高效生态农业提供理论支持。[方法]通过田间小区试验,设计了3种灌溉方式共9个处理,并设置3个麦秆不还田处理为对照。[结果]施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉模式有利于控制水稻茎蘖量,降低水稻株高,形成合理的群体结构;不同水氮管理对水稻产量构成因素中的每穗总粒数、结实率无显著影响,水稻有效穗数受灌溉措施及施氮量的影响较大,浅湿调控灌溉可以显著提高水稻有效穗数和千粒重,从而提高水稻产量;施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾的含量。秸秆还田可以显著提高土壤蔗糖酶活性,降低土壤脲酶活性,而对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。秸秆还田地施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉对土壤蔗糖酶活性的提高最为显著,而不同水氮条件对土壤脲酶活性的影响并不显著。[结论]在秸秆还田地,当施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高水稻产量及土壤肥力。