生物炭及炭基硝酸铵肥料对土壤化学性质及作物产量的影响

为了促进生物炭研究和农用,采用盆栽试验研究了两种生物炭基氮肥及相应生物炭对土壤部分化学性质、养分状况及作物产量的影响.试验结果表明:施用生物炭基氮肥可显著提高土壤有机碳含量,提高土壤pH值、阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和矿质态氮含量,增强土壤保肥能力,促进作物增产.生物炭对土壤化学性质和养分状况虽有一定改善作用,但作物增产效应不明显甚至减产.因此,将生物炭与肥料复合制成生物炭基肥料不但可以保持生物炭改良土壤的功能,还可促进作物生长和增产,有利于生物炭农用效益的提升.     

新型生物炭基氮肥对土壤-冬小麦系统氮素累积及相关生物活性的影响

通过田间试验,研究了掺混型、吸附型和反应型3种新型生物炭基硝酸铵氮肥在冬小麦生长过程中对土壤氮素累积及冬小麦对氮素的利用状况和相关生物活性的影响。试验处理包括CK(不施氮肥,不施生物炭)、硝酸铵氮肥、生物炭、掺混型生物炭基氮肥、吸附型及反应型生物炭基氮肥。研究结果表明:不同工艺制备的生物炭基氮肥对土壤铵态氮的累积具有显著影响,吸附型和反应型处理在冬小麦生长季铵态氮平均值大于对照(CK),对于总氮、硝态氮和亚硝态氮累积量的影响不显著。除了生物炭单施处理外,其他处理均比CK显著提高冬小麦地上部的总氮累积量,但对冬小麦的氮素利用状况无显著影响,且三种炭基氮肥处理间无显著差异;施用不同类型生物炭基氮肥对土壤微生物量氮含量和硝酸还原酶活性具有提高作用,而对微生物量碳含量、亚硝酸还原酶和脲酶活性无显著影响。     

生物炭生产与农用的意义及国内外动态

近年来,生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备受重视。生物炭在土壤中能够保持数百年至数千年,实现碳的封存固定,生物炭还可以改善土壤理化性质及微生物的活性,培肥土壤肥力,延缓肥料养分释放,降低肥料及土壤养分的损失,减轻土壤污染。生物质的热裂解及气化均可产生生物炭,但是慢速热裂解和热水炭化工艺的生物炭产率最大,同时还可获得生物油及混合气,生物油及混合气可升级加工为氢气、生物柴油或化学品,这有助于减轻对化石能源或原料的依赖。生物炭的生产及农用是碳减排的过程,废弃生物质生产生物炭及其农用的效益是多赢的。国外在废弃生物质热裂解生产生物炭及农用方面做了许多研究工作。中国在生物质热裂解获得生物能源方面做了较多工作,但对生物炭的生产及农用重视不够。今后,中国应以废弃生物质生产生物炭,并将生物炭农用作为生物能源、环境及农业可持续发展的战略。     

凝胶型保水缓释氮肥形貌结构及盐分的影响

采用环境扫描电镜和红外光谱观察和解析凝胶型保水缓释氮肥的形貌及物理结构和化学特征。结果表明,保水缓释氮肥干样品相结构是一个整体不均匀而局部较均匀的凝胶。保水缓释氮肥凝胶吸水膨胀体为透明的水凝胶,具有网络结构和孔隙,这是其存贮水分的物理空间。盐分影响或破坏保水缓释氮肥的物理和化学结构,破坏程度为氯化钠小于氯化钙,氯化钙对保水缓释氮肥网络物理结构的破坏用蒸馏水洗涤几乎不可逆转。因此,提高保水缓释氮肥的耐盐性是提高保水缓释氮肥吸水倍率的重要因素。     

生物炭用量对模拟土柱氮素淋失和田间土壤水分参数的影响

利用土柱模拟试验和田间试验,把由果树废枝干制备的生物炭以0,20,40,60 t·hm^-2和80 t·hm^-2的用量施入土壤,以探明不同用量的生物炭对土壤硝铵态氮素淋失和土壤水分的影响。结果表明,施用生物炭可降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N累积淋溶量,其中用量为80 t·hm^-2处理较对照分别降低了41%和18.6%（P＜0.05）;NO₃^--N淋溶主要集中在前三次,其淋溶量占总量的97.3%～98.8%,生物炭能增加NO₃^--N在土壤中的滞留时间,延缓淋失;在整个淋洗过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋失,其累积淋溶量占NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶总量的97.3%～98.14%;施用生物炭种植春玉米后,土壤含水率和总孔隙度增加不显著。     

控效肥料的研究进展

随着人们对常规化学肥料在土壤中损失所产生的经济损失及环境污染认识的日益增深,控效肥已成为化学肥料研究与开发的热点。本文对控效肥的概念、类型、控释材料,控释特征与机理研究、肥效及其影响因素,以及控效肥应用诸方面进行了较详细地综述,并指出了控效肥研究中的问题与未来方向。     

土壤水分、有机质和总氮含量的近红外光谱分析研究

本文首次采用了近红外光谱分析法对我国黄土区土壤水分,有机质和总氮含量进行主人分析。结果表明,该法与实验室化学分析法之间相关性高,误差小,５２份样品定标结果：水分,有机质和总氮的复合相关系数分别为０．９７４,０．９３８和０．９４２;标准误差分别为１．０８,０．２３和０．０４２。７４份样品的检验结果;相关系数分别为０．９６９,０．９２１和０．９２８;估测标准误差分别为１．１４,０．２８和０．０４６。三     

长期施肥条件下设施蔬菜地土壤养分变化研究

设施蔬菜地土壤与其相邻露地菜田土壤比较,有机质、N、P、K、有效S、有效Mg、有效Mn、有效B、有效Zn和有效Cu含量随着设施蔬菜地使用时间延长而增加,其中有机质和N、P、K增加幅度为:磷钾氮有机质;但土壤有效Ca和有效Fe含量明显下降,且种植蔬菜时间越长含量越低。设施蔬菜地土壤及其地下水硝态N含量也显著增加,其中土壤耕作层和地下水硝态N含量分别增加2.10～8.44mg kg和5.56～49 25mg L。     

保水包膜尿素肥料理化特征

保水肥料是缓/控释肥料剂一个新的发展方向。本文中作者对研发的一种保水缓释包膜尿素肥料的包膜物理化学特征,养分缓释机制进行了研究。电镜观察显示,保水材料包膜上存在网状孔隙,膜厚度0.12mm~0.30mm,是水分贮存的物理空间。红外光谱分析表明,保水材料与尿素表面存在着氢键作用,这种氢键作用使保水包膜材料对尿素有一定吸附作用,这是保水包膜尿素具有养分缓释的一种机制。吸水倍率测定表明,保水包膜材料吸水倍率在70倍以上,吸水达饱和的时间为1.4小时,在盐水中还有一定的吸水倍率,pH为6.87。因此,保水包膜尿素肥料是水肥复合一体化的缓释肥料。     

纳米肥料研究进展与前景

我们承担了国家"十五"863 "纳米肥料关键技术研究"课题.现将有关纳米肥料研究现状、前景以及所取得的初步研究成果,简要介绍如下: