化学生物联用技术对稻秆腐熟的影响及红外光谱研究

采用化学生物联用技术对稻田稻秆进行快速腐熟处理．结果表明,稻秆经化学生物联用技术处理7d,腐熟效果明显,稻秆呈深黑色,容易拉断,腐熟味浓,且水体颜色发黑．利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析表明：稻秆中的酚羟基、醇羟基和甲基的含量增加,脂肪族化合物部分降解,有机态N变成无机态NH4^ 的过程明显,聚合态Si进行了转化,生成无定形SiO2,同时氧化缩合作用增强,芳构化成分增多．腐熟稻秆的结构性变化表明化学生物联用处理技术加速了稻秆的腐殖化进程．     

不同氮水平下有机碳对蕹菜碳氮代谢及生长的影响

碳是植物必需的首要营养元素,但在植物营养、平衡施肥等理论和技术层面上长期被忽略,碳营养已成为影响作物高产优质的短板。本研究分别在三个氮水平下,研究了外源喷施两种不含氮的有机碳对蕹菜鲜重、干重、分枝数、碳氮代谢及营养品质指标的影响。结果表明,在不同氮水平下喷施有机碳有促进蕹菜生长的作用,效果因不同的氮水平及有机碳源而异。中氮(100 mg kg~(-1))水平下,以丙三醇的效果最好,其鲜重、干重、全碳含量及全氮含量与CK相比均有显著提高,增幅分别为12.88%、15.48%、7.05%和8.33%,且铁(Fe)含量与CK相比也显著提高,增幅高达16.2%,亚硝酸盐及钾(K)含量显著降低。高氮(120 mg kg~(-1))水平下,以α-酮戊二酸的效果最好,其鲜重、干重、全碳及全氮与CK相比均差异显著,增幅分别为17.97%、20.91%、7.97%和9.56%,蕹菜中的锌(Zn)与CK相比也显著提高,增幅高达16.18%,亚硝酸盐及K含量显著降低。在试验的三种氮水平下,有机碳处理可使蕹菜叶片中水溶性碳占全碳的百分比(WC/TC)及水溶性氮占全氮的百分比(WN/TN)下降,表明外源有机碳可促进蕹菜碳氮的合成代谢,从而促进生长,改善品质。研究结果提供了一条通过施肥补碳调控碳氮平衡实现蔬菜高产优质的新途径。     

潲水油醇解制备固液反应型包膜控释肥膜材的方法及膜控释性能

探讨以潲水油为主要原料制备包膜缓/控释肥膜材的工艺方法,并采用固液反应包膜工艺制备了6种包膜尿素,通过水浸泡法对包膜尿素的氮素控释性能进行了研究。结果表明:潲水油精制以添加浓硫酸2.6%、水40%和6次水洗可获得较高的回收率,比采用磷酸精制经济;醇解工艺中潲水油与多羟基化合物物质的量比为1.0∶0.7~1.0∶0.9时可获得适宜粘度和羟值的醇解产物;醇解潲水油与多聚异氰酸酯不同配比的膜材预聚体与膨润土制得的膜对尿素饱和溶液中尿素透过量测定结果显示,膜的通透性随膜材预聚体中醇解潲水油比例的增加而增大;分别采用2种不同羟值醇解潲水油与多聚异氰酸酯按质量比2.0∶1.0、2.5∶1.0和3.0∶1.0配制膜材预聚体制备的6种包膜尿素水中溶出率试验结果表明,6种包膜尿素均具有良好的控释效果,养分水中24 h溶出率为8.9%~11.1%,7 d累计溶出率为35.7%~42.1%。     

控释肥的物理-生化复合控释技术及其效果研究

为突破采用单一技术手段生产控释肥的技术常规,探索物理-生化复合控释手段在包膜控释肥生产中应用的可行性,在包膜材料中加入具有脲酶抑制和硝化抑制功能的氨氧化木素AOL制得包膜尿素(PAU),以单一物理控释包膜尿素(PRU)为对照,对两者的控释性能、控释机理和肥效进行了比较研究.包膜尿素在水中溶出率的测定结果表明:PAU的水中初次溶出率和微分溶出率均高于PRU;2种包膜尿素在土壤中溶出的氮素转化动态变化试验结果显示,从膜中溶出的AOL对土壤中尿素的水解以及铵态氮的转化具有明显的抑制作用,表现为加入PAU的处理在培养期间土壤铵态氮和硝态氮所占比例较低.玉米盆栽试验结果显示,与普通尿素相比,供试2种包膜尿素处理均能显著提高作物生物量和当造氮肥利用率,PAU处理两造累积生物量较PRu处理提高15.35%,第1造氮肥利用率提高13.6个百分点.盆栽玉米收获后土壤残留矿质氮分析结果表明,PAU处理土壤残留矿质氮中铵态氮含量明显高于PRU处理,而硝态氮则明显低于PRU.物理-生化复合控释手段在包膜控释肥生产技术开发中的应用为提高产品控释性能、降低生产成本提供了一条新的技术途径.     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

重视有机营养研究与有机碳肥创新—关于植物营养经典理论的现代思考

碳是17种必需营养元素之首,但长期以来对碳营养,尤其是有机碳营养的系统研究几乎为空白,由此导致了对作物碳饥饿的忽视。虽然作物可以通过光合作用从大气中获得碳,但仅能满足作物生长所需碳营养的1/5。实践已经证明,通过施肥补充碳营养供给是作物高产优质的有效技术途径,生产可有效提供碳素营养的肥料也为现代化肥工业提供了新的发展机遇。为适应这种需求,迫切需要拓展现有经典的矿质营养框架,在有机营养理论方面取得突破,构建有机矿质营养理论的新体系。本文提出了有机碳肥的概念,分析了有机碳肥的特点及施肥补碳的重要性,讨论了有机碳肥在平衡施肥中的应用,指出基于有机碳概念的新型肥料研发是重大技术前沿和现代植物营养理论中富有生机的学术生长点。     

鸡粪好氧堆肥过程氨气与温室气体排放特征及协同减排机制

为研究畜禽粪便好氧堆肥过程氨气(NH₃)与温室气体的排放特征及协同减排机制,以鸡粪与蘑菇渣为原料,设置9组不同条件的好氧堆肥正交实验,并进行为期45 d的跟踪监测,了解好氧堆肥过程基本理化参数变化,分析NH₃和温室气体的排放规律及最佳减排条件,探究微生物群落与环境因子、气体排放通量之间的相关性。结果表明:含水率与碳氮比(C/N)变化影响整个堆肥进程,经45 d堆肥后,大多数处理组的堆肥均已经完全腐熟,且添加一定比例的椰壳生物炭与钙镁磷肥可以提高堆肥腐熟度。NH₃和4种温室气体(CH₄、N₂O、CO、CO₂)在堆肥前期(1~22 d)排放通量较高,人工翻堆会增加气体排放通量。NH₃和温室气体排放的影响因子和最佳减排条件各不相同,存在"此消彼长"的关系。对NH₃、CH₄、N₂O排放影响较大的因子是椰壳生物炭占比、钙镁磷肥占比和通风速率,有利于这3种气体协同减排的条件为含水率60%、椰壳生物炭0或5%、钙镁磷肥0或5%或10%、通风速率0.12 L·min^-1·kg^-1,其中含水率60%、椰壳生物炭占比5%、通风速率0.12 L·min^-1·kg^-1是NH₃和CH₄协同减排的最佳条件。整个堆肥过程中,门水平与属水平的微生物群落相对丰度均发生明显变化,C/N和温度是微生物群落变化的主要驱动因素;堆肥前期(22 d前),门水平的优势菌为Firmicutes、Actinobacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria,其中Firmicutes对NH₃与温室气体的排放具有显著影响。研究表明,鸡粪好氧堆肥过程中影响NH₃和温室气体排放的因子很多,通风条件下进行调理剂种类及配比优选有望实现NH₃、CH₄和N₂O的协同排放。