黏土矿物混合生物炭包膜尿素的制备及其氮素污染减排潜力

为促进氮肥高效利用,实现氮素污染减排,选用膨润土和生物炭作为包膜材料,结合硝化抑制剂制备包膜尿素。设置包膜尿素淋溶模拟试验收集淋溶液,结合静态箱法收集N₂O,通过分析NH₄⁺-N,NO₃^--N淋失量和N₂O排放通量对包膜尿素氮素污染减排潜力进行了评估。结果表明:（1）膨润混合土生物炭包膜尿素（F₄）NH₄⁺-N淋溶损失率最低,较纯化肥尿素（F₁）NH₄⁺-N淋溶损失率降低19.76%。（2）硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素（F₅）NO₃^--N淋失率最低,较F₁降低16.74%。（3）F₅同时具有最优的N₂O减排效果,N₂O排放量较F₁降低77.8%。F₅氮素减排效果最优,其减排机制在于一方面硝化抑制剂可以从化学过程控制硝化和反硝化进程,延缓尿素酰胺态氮的水解和铵态氮的硝化,在降低NO₃^--N淋失的同时可以实现N₂O减排。另一方面F₅的包膜材料膨润土和生物炭可以通过吸附作用将更多的NH₄⁺-N富集在土壤表层,从而显著降低NH₄⁺-N淋失。综上所述,硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素氮素污染减排潜力最优,可使NH₄⁺-N,NO₃^--N和N₂O分别减排15.24%,16.74%和77.8%。     

UPLC-MS/MS同时测定土壤中19种植物激素方法的建立和验证

[目的]本文旨在建立土壤中多种植物激素的提取及超高效液相色谱串联质谱法,并用此方法同时测定土壤中茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素,玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯、脱落酸、赤霉素、水杨酸共19种植物激素含量。[方法]以根标土壤为试验材料,采用异丙醇水甲酸(80∶19∶1,V/V/V)作为提取剂,经过超声、离心后得到植物激素提取液,提取液于常温条件下真空浓缩至干,采用甲醇进行复溶,得到植物激素待测液。采用Waters ACQUITYUPLC■HSST3色谱柱对19种植物激素进行分离,以0.30 mmol/L甲酸铵水溶液(含0.01%甲酸)作为流动相A和0.30 mmol/L甲酸铵乙腈(含0.01%甲酸)作为流动相B进行梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,柱温为30℃;采用超高效液相色谱串联质谱,多反应监测离子模式进行定性定量分析,其中,茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素、玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯采用正离子模式扫描,脱落酸、赤霉素、水杨酸采用负离子模式扫描;采用外标法测定植物激素回收率。[结果]在本试验浓度范围内,上述19种植物激素浓度与对应峰面积的相关系数(r)均大于0.99,检出限介于0.02~1.06 ng/g之间,19种植物激素的加标回收率为70.2%~117%,相对标准偏差介于0.20%~7.3%之间。采用优化后的实验方法测定土壤中的植物激素,结果检测出吲哚-3-乙酸、吲哚-3-羧酸、吲哚-3-乙酸甲酯、水杨酸和独角金内酯5种植物激素,含量为0.55~5.79ng/g。[结论]本方法前处理不需要过夜浸提,加入二氯甲烷后,超声离心浓缩复溶后可直接进样检测,大大缩短了样品的前处理时间,超高效液相色谱串联质谱法操作简单,选择性好,灵敏度高,可实现土壤样品中多种植物激素的同时检测,为土壤中植物激素的深入研究提供了一种有效的研究方法。     

基于可见光谱色彩指标Otsu 法的水稻冠层图像分割

水稻冠层数字图像分析技术在水稻生长监测、氮营养诊断及产量预测上具有应用潜力,而水稻像元精确分割、提取是水稻冠层数字图像分析结果准确、稳定、可靠的前提。最大类间方差法(Otsu法)具备分割质量稳定、自适应强的特性,分割效果较好,是一种常用的阈值分割方法。通过提取计算水稻冠层图像9种图像色彩指标R、G、B、CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*、b*分量、HSV色彩空间的H分量、绿度叶片指数(GLD)以及植被指数(VIGreen),并以各种图像色彩指标的Otsu法对水稻冠层图像进行分割,比较其图像分割效果。结果表明,水稻和土壤像元的a*、b*、GLD、VIGreen色彩指标双峰性明显,且重叠性小,可作为分割水稻与土壤背景的候选图像色彩指标;基于a*、GLD、VIGreen色彩指标的Otsu法的分割精度较高,且基于a*色彩指标的Otsu法对水稻冠层图像分割效果的信噪比最大、误差率最低,其次是基于VIGreen色彩指标的Otsu法;基于CIEL*a*b*色彩空间的a*色彩指标是Otsu法的水稻冠层图像分割中较优的图像色彩指标。     

黄淮海平原夏玉米一次性施肥肥料产品的筛选与产量效应

【目的】筛选能保证黄淮海夏玉米实现高产、稳产、可持续性的一次性施用缓(控)释肥产品。【方法】选取山东、河南、河北3个玉米种植大省的4个试验点作为玉米一次性施肥定位试验点,选取CRFA、CRFB、CRFC、CRFD、CRFE、CRFF、CRFG、CRFH、CRFI和CRFJ(控释肥代码)10种的缓(控)释肥作为供试肥料,研究不同缓(控)释肥产品的一次性施用对玉米产量的影响。【结果】不同试验点、不同年度间玉米产量差异均达到了5%的显著水平(F=40.67、F=2.95),但不同施肥处理间差异不显著,同年度、同区域不同缓(控)释肥一次性施用和优化施肥没有显著性差异,可以实现一次性施肥;不同缓(控)释肥处理产量可持续性均高于优化施肥(OPT处理),可持续性指数(SYI)范围在0.65—0.70;除了CRFE处理,不同处理产量稳定性均高于OPT处理,变异系数(CV)范围在3.19%—7.32%。山东德州试验点不同处理玉米年均产量与OPT处理相比均无显著差异,CRFC处理玉米年均产量最高,为10 734.06 kg·hm~(-2);不同缓(控)释肥处理产量可持续性均高于OPT处理,其中CRFI、CRFD和CRFB处理的SYI值大于0.70;不同缓(控)释肥处理产量稳定性均高于OPT处理,CV值范围在14.00%—21.77%。本研究中玉米产量可持续性与产量高低没有明显的相关关系;德州试验点各处理玉米产量SYI值与CV值呈极显著的负相关关系,产量越稳定,产量可持续性越好。【结论】本研究选用的缓(控)释肥在玉米上一次性施用均起到了增产的效果,从提高产量的角度考虑,黄淮海区域可实现夏玉米一次性施肥的缓(控)释肥料产品为CRFC、CRFA和CRFB,德州试验区域为CRFC、CRFJ、CRFB和CRFI。从产量可持续性方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFG、CRFD、CRFH;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。从产量变异性较小方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFH、CRFB、CRFG;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。     

养分专家系统推荐施肥对小麦玉米产量、效益及养分平衡的影响

针对传统推荐施肥方法周期长、成本高及难以适合分散小地块的弊端,本研究利用养分专家系统(Nutrient Expert)在山东省小麦-玉米轮作模式下进行3周年的推荐施肥试验,通过作物产量、收益分析及表观养分平衡计算,综合评价养分专家系统的实际应用效果。试验在143户的小麦-玉米轮作地块进行,设置空白处理(CK,不施肥)、农民习惯施肥处理(FP)、当地官方推荐施肥处理(OPTS)和养分专家系统推荐施肥处理(OPTE),比较不同施肥处理间产量、效益及养分平衡情况。结果表明:与不施肥相比,各施肥处理产量增加明显,玉米增产幅度在15.1%~29.5%,小麦增产幅度在25.6%~37.2%。各施肥处理间产量无显著性差异,但OPTE处理相比FP、OPTS处理养分投入量降低,提高了种植效益,产投比明显高于其余两个处理。养分表观平衡计算结果表明,OPTE处理氮磷钾养分盈余量同其他处理相比最小。综合产量、效益及养分收支平衡各方面,养分专家系统推荐施肥优于传统推荐施肥方法,在小麦玉米生产上能够稳产增收、降低环境污染风险。     

种间互作对苹果/白三叶复合系统根系生长及分布的影响

设置苹果(Malus demestica Borkh)和白三叶(Trifolium repens L.)单作与间作栽培处理,通过根箱试验研究种间互作对苹果、白三叶根系生长及其分布的影响。结果表明:种间互作导致苹果根系生长发育的正效应和白三叶根系生长发育的负效应;苹果、白三叶不同径级根系对种间互作的响应能力不同,细根比粗根表现出较强的可塑性;苹果细根占总根中的比例提高,而白三叶细根占总根中的比例则降低;种间互作对苹果、白三叶不同径级根垂直分布格局影响不明显,但对不同径级根在各土层中的分布比例产生了明显影响,苹果粗根和细根均有下移的趋势,细根下移的趋势更明显,而白三叶细根分布有上移的趋势,粗根则无明显变化。总之,种间互作对苹果、白三叶根系生长发育及其垂直分布产生了一定的影响,对不同径级根生长及其垂直分布的影响不同。     

‘砂糖橘’养分累积分布特性研究

为明确矿质养分在‘砂糖橘’（Citrus reticulata Blanco cv. Shiyue Ju）树体的分布规律,以7年生中高产‘砂糖橘’树为试材,采用挖取全株、分解取样的方法,研究了‘砂糖橘’养分累积及其分布特性。结果表明：为生产50 kg果实,‘砂糖橘’树体需要累积N 0.393 kg、P 0.040 kg、K 0.366 kg、Ca 0.161 kg、Mg 0.043 kg、S 0.083 kg、Fe 7 865 mg、Mn 1 837 mg、Cu 175 mg、Zn 1 356 mg、B 1 161 mg、Mo 2.6 mg。在成熟期每收获50 kg果实,其果实带走的养分量为N 0.208 kg、P 0.025 kg、K 0.237 kg、Ca 0.033 kg、Mg 0.017 kg、S 0.035 kg、Fe 702 mg、Mn 151 mg、Cu 87 mg、Zn 228 mg、B 573 mg、Mo 0.9 mg,养分比例N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S为1 ∶ 0.12 ∶ 1.14 ∶ 0.16 ∶ 0.08 ∶ 0.17。同时,阐明了‘砂糖橘’不同部位养分含量和不同养分在‘砂糖橘’不同部位的分配模式。     

粤北鹰嘴桃流胶病的病原全型特征分析

鹰嘴桃是粤北地区重要的优稀水果,具有重要的经济价值和社会效益,但流胶病的发生危害严重影响地方产业的可持续发展。对粤北主要种植区鹰嘴桃流胶病病害进行调查研究,根据全型形态特征、培养特性、ITS及EF1-α序列分析,将鹰嘴桃流胶病的病原鉴定为葡萄座腔菌[Botryosphaeria dothidea（Moug. in Fr.）Ces. & De Not],证实该病菌有性态与无性态的关联,并对鹰嘴桃流胶病的致病因子进行分析与探讨,为该病害的防治提供重要的科学依据。     

不同施肥方案对巨峰葡萄产量及品质的影响

以八年生巨峰葡萄为试验材料,研究了全程营养解决方案与农民习惯施用对葡萄产量及品质的影响。结果表明,与习惯施肥相比,全程营养解决方案处理葡萄叶片厚度、重量及叶绿素含量分别提高7. 8%、14. 5%、12. 0%,有利于葡萄产量及品质的提高,最终产量增幅21. 0%。通过测定,可溶性固形物、维生素C含量、可溶性蛋白含量分别达16. 9%、8. 94 mg/100g、0. 2614mg/g,较习惯施肥提高11. 2%、7. 6%、15. 1%,总酸度下降10. 5%,固酸比提高24. 3%,葡萄口感更好。全程营养解决方案处理葡萄整体优于习惯施肥处理,具有推广应用价值。     

酸性土壤专用液体菌剂对番茄产量、品质的影响

酸性土壤中病原微生物和有毒元素严重影响作物的产量和品质,而酸性土壤专用液体菌剂富含高活性有益菌以及功能性物质,合理应用酸性土壤专用液体菌剂可有效改善上述现象。基于此,本文通过对土壤酸性较为严重的番茄试验地开展菌剂田间验证试验,说明酸性土壤专用液体菌剂可有效改善作物品质,提高作物产量。