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%。     

普通和控释尿素配合深施提高冬小麦花期旗叶光合性能与氮素利用效率

【目的】探究在不同尿素类型与施用深度下,冬小麦开花后旗叶光合性能和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及氮素利用的差异,以期为协同提高氮素利用效率与籽粒产量,简化小麦生产过程提供理论依据。【方法】于2015—2016年与2016—2017年冬小麦生长季进行试验,以‘济麦22’为供试材料,采用二因素裂区试验设计,尿素类型处理(T)为主区,施用深度处理(D)为裂区。尿素类型包括普通尿素处理(T1,基追比为4∶6)与普通和控释尿素配施处理(T2,普通尿素、硫包膜尿素、树脂包膜尿素以4∶3∶3混合一次性基施),施用深度为地下5 cm (D1)与10 cm (D2)。测定了开花后旗叶气体交换参数和叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP),及不同生育时期地上植株氮素积累量。【结果】2年试验结果表明,相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦有效穗数和千粒重,对穗粒数影响不显著;施用深度对2016—2017年千粒重影响显著,对2年单位面积有效穗数和穗粒数影响不显著;普通和控释尿素配合深施处理(T2D2)产量显著高于其它处理。尿素类型和施用深度对气体交换参数影响显著,普通和控释尿素配合深施处理可显著提高花后旗叶净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),显著降低胞间CO2浓度(Ci),相对延长了高光合持续期。普通和控释尿素配合处理较普通尿素处理显著提高了旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心对光能的吸收(φPo)、转化(φEo)以及电子在电子传递链中转移的效率(ψo);显著改善了电子传递链供体侧(Wk)和受体侧(Vj)性能,有效提高了产量形成期光合性能的稳定性。同一尿素类型下,深施处理对光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的改善大于浅施处理。相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦生育中后期植株氮素积累量;相较于浅施处理,深施处理对冬小麦不同生育期氮素积累均有不同程度的提高。除对2016—2017年氮素生理利用率(NPE)影响不显著外,普通和控释尿素配合深施处理显著提高了2年冬小麦氮肥农学利用效率(NAE)、氮肥偏肥生产力(PEPN)、成熟期氮肥表观回收率(NRE)和2015—2016年氮素利用效率。【结论】普通尿素与控释尿素配合深施可显著提高冬小麦花期旗叶光合性能,促进氮素利用,增加产量,有利于冬小麦产量与氮肥利用之间的协同提高,省时增效效果明显,是本试验中最佳组合模式。     

设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应

【目的】酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。【方法】田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N75、300、525kg/hm^2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45kPa灌水下限(灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期(2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期(2016年9月)测定0—10、10—20和20—30cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。【结果】9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30cm土层间含量差异显著(P<0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平(P<0.01),水氮交互效应也达显著水平(P<0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关(P<0.05)。番茄产量W1N2(25kPa+N300kg/hm^2)、W2N1(35kPa+N75kg/hm^2)和W1N1(25kPa+75kg/hm^2)处理间差异不显著。【结论】灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平(P<0.01),而对土壤有机碳的影响不显著(P>0.05)。相同施氮量下,0—30cm土层酸解铵态氮和0—20cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20cm土层酸解氨基酸氮含量在施N75kg/hm^2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35kPa、每季随水施N75kg/hm^2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。     

三种不同聚合度组成的聚磷酸铵对玉米苗期生长的影响

【目的】了解不同聚合度组成的聚磷酸铵(APP)作种肥对玉米苗期生长的影响。【方法】以磷酸一铵(简称MAP)作对照,比较了3种APP [(简称APP1,低中聚成分为主)、APP2 (中高聚成分为主)、APP3 (低中高聚成分均匀分布)]及APP与MAP配施(APP∶MAP=1∶1,P_2O_5质量比)在砖红壤上作玉米种肥的效果。试验设置了CK (不施磷肥)、MAP、APP1、APP2、APP3、APP1∶MAP、APP2∶MAP和APP3∶MAP共8个处理。播种40 d后,收取玉米苗期植株,采集土壤样品,分别测定玉米植株株高、茎粗、地上和地下部干重、土壤全磷及有效磷含量、植株磷吸收量和磷利用率等指标。【结果】不同聚合度组成APP对玉米苗期生长具有显著影响。单独施用APP时,以APP3的肥效最好,MAP和APP1居中,APP2最差。APP3可以稳定供磷,玉米株高、干重、磷吸收量均最高,表明聚合度组成均匀分布的APP作种肥效果最佳。与单独施用APP相比,APP配施MAP后,显著提高玉米生物产量和磷吸收量,其中以APP3配施MAP效果最好,与MAP相比,APP3∶MAP处理的干物质量和磷利用率分别提高了21.3%、81.6%。【结论】APP作为种肥施用时,聚合度组成会显著影响肥效,以聚合度组成分布均匀的APP效果最佳。此外,配施MAP对中高聚APP的肥效有显著的促进作用。     

添加不同形态化学氮肥对杏鲍菇菌渣堆肥的影响

以杏鲍菇菌渣为堆肥原料,分别添加硝酸钾、硫酸铵和尿素,调节堆体碳氮比(C/N)至20,研究添加不同化学氮肥对杏鲍菇菌渣堆肥的温度、p H、电导率(EC)、氧化还原电位(ORP)及有机(无机)态氮等的影响。结果表明:添加尿素和硫酸铵的堆肥升温较快,达到的最高温度较高,并且具有较低的p H值和较高的ORP值,堆肥最终的腐熟程度比添加硝酸钾的堆肥高;添加3种化学氮肥后,随着堆肥时间的推进,堆肥中的DOC、DON、NH4+–N、NO3––N、NO2––N含量都发生了变化,到堆肥结束时,添加硝酸钾的堆肥中DOC和DON含量高于添加硫酸铵和尿素的堆肥中的含量。综合分析,添加不同形态的化学氮肥对堆肥过程中的温度、酸碱度和氧化还原电位等产生影响,进而导致堆肥的腐熟程度不同。     

包膜尿素与普通尿素配施减氮对夏玉米产量及氮肥效率的影响

为探求减氮增效技术、实现夏玉米科学施肥,通过田间试验,研究了包膜尿素与普通尿素配施及氮肥减施对夏玉米产量、养分吸收利用和土壤氮素的影响。结果表明：夏玉米施氮显著增产7.53%~16.28%,氮素积累量增加15.66%~29.16%,氮肥利用率为19.66%~42.28%;包膜尿素与普通尿素配施一次施肥,提高了夏玉米灌浆期叶绿素含量（SPAD值）,可获得较高产量,且包膜尿素比例越大,氮肥农学效率和利用率越高。本试验条件下,施氮145.6 kg/hm2 （75%包膜尿素+25%普通尿素）基本实现了高产、高效、简化施肥,可在豫北地区推广应用。     

控失尿素与普通尿素配施对水稻产量及氮肥利用效率的影响

为探讨控失尿素与普通尿素配施在海南省水稻上的应用效果,通过 2016 年和 2017 年两季田间试验,采用随 机区组设计,以不施氮肥处理作为对照（CK）,设置常规尿素（CU）与控失尿素（CLU）不同配施比例,在等氮量条 件下,设 100% CU、70% CU+30% CLU、50% CU+50% CLU、30% CU+70% CLU 和 100% CLU 5 个处理,分析水稻叶 绿素含量、稻谷产量及其构成因子、氮吸收累积量、氮肥利用效率以及经济效益等指标。结果显示,施氮显著增加稻 谷产量,与 CK 相比,增幅为 67.2%~82.0%（2016 年）和 36.7%~46.7%（2017 年）。30% CU+70% CLU 的稻谷产量和 有效穗均显著高于 100% CU 处理,产量增幅为 8.8%（2016 年）和 7.3%（2017 年）,有效穗数增幅为 14.2%（2016 年） 和 12.0%（2017 年）。随着 CLU 所占比例的提高,水稻地上部氮吸收累积量、氮肥回收利用率和农学利用率均呈增加 趋势。与 100% CU 处理相比,其余控失尿素处理的氮肥回收利用率增幅为 12.3%~18.4%（2016 年）和 12.7%~17.7%（2017 年）,氮肥农学利用率增幅为 20.8%~21.9%（2016 年）和 16.8%~23.5%（2017 年）。随着 CLU 所占比例的提高,水稻 总产值和相对净收益呈先增加后降低的趋势,30% CU+70% CLU 处理达到最大。综上所述,在本试验条件下,30% CU+70% CLU 能够获得较高的稻谷产量、氮肥利用效率及经济效益,其可作为该地区氮肥施用的推荐比例。     

混料设计在辣椒不同类型氮肥配比试验研究中的应用

采用田间试验,研究了混料设计中的单形重心设计在辣椒控释尿素、普通尿素配肥上的应用,测定了辣椒的产量及其构成,配置了各因子的产量回归方程,解析寻优,对肥料效应及经济效益进行了分析.结果表明,三种氮肥比例为普通尿素U=0.20～0.30,控释尿素D60(控释期60天)=0.40～0.60,控释尿素D30(控释期30天)=0.20～0.40(换算为纯氮实际用量U=150.0～225.0 kg/hm2,D60=300.0～450.0 kg/hm2,D30=150.0～300.0 kg/hm2)的方案,预测最高产量可达85.0 t/hm2.控释尿素D30-D60两者配合施用、普通尿素与控释尿素D30-D60三者配合施用均能显著提高辣椒产量,比普通尿素分别增产24.40、28.26 t/hm2,增产率分别为42.0%和49.0%,产量差异均达极显著水平.施肥效应以D30-D60混合最高,为20.88 t/hm2,达极显著水平.经济效益分析表明,U-D30-D60处理施肥利润为2.440万元/hm2,氮素利用率最高,为60.1%.普通尿素与两种控释尿素按一定比例混合施用有利于提高辣椒产量和增加农民的经济收入.     

水肥配比对葡萄生长发育及15N－硫酸铵吸收分配及利用的影响

以无核白鸡心葡萄为试材,采用15N 同位素标记示踪法研究了不同水肥配比对葡萄幼树生长和15 N －硫酸铵吸收、分配及利用的影响。试验设置3个水分处理（75％～80％ FC 、55％～60％ FC 、40％～45％ FC）和3个肥料配比（N∶P∶K ＝2∶1∶3、N∶P∶K ＝2∶1∶5、N∶P∶K ＝2∶5∶3）,共9个处理。结果表明：不同水肥配比处理间葡萄幼树新梢粗度、叶面积、叶绿素含量差异显著,以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理能有效促进植株新梢粗度、叶面积的增大,最适宜葡萄幼树的生长。以40％～45％ FC 、N∶P∶K ＝2∶1∶3的水肥处理更有利于叶绿素的积累。综合生长期光合速率和蒸腾速率,以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理可降低蒸腾速率,提高光合速率。不同水肥配比处理并没有改变树体各器官间15 N 丰度（ Ndff％）的高低顺序和15 N 分配规律,但同一器官的 Ndff％和15 N分配率在不同处理间有所不同,轻中度水分胁迫下,葡萄植株对15N 的征调能力较高。不同水肥处理对葡萄各器官15N 分配率和利用率的影响存在差异,根系的15N 分配率、利用率均显著高于其他器官,分别达43．37％和 11．17％。主干和新梢次之,叶片最小。轻度水分胁迫下增加磷钾肥比例对提高葡萄植株的氮肥利用率有促进作用。综上所述,各肥水配比处理中以55％～60％ FC 、N∶P∶K ＝2∶5∶3的水肥处理为最优处理,建议在无核白鸡心葡萄幼树生产栽培中按照此配比进行肥水管理。