超声提取-气相色谱法测定土壤1,9-癸二醇

1,9-癸二醇是由水稻根系分泌物中发现的一种新型生物硝化抑制剂,在农业生产中可提高氮肥利用率,减少氮素损失。为建立一套超声波提取-气相色谱检测土壤中1,9-癸二醇的方法,分别对超声波提取条件(提取剂、提取次数、液料比、超声时间)和气相色谱检测参数(进样口温度、检测器温度、升温程序)进行研究。结果表明,超声波提取土壤1,9-癸二醇的最佳方法为甲醇作为提取剂超声提取1次,液料比40mL·g~(–1),超声时间30 min。气相色谱Agilent8890测定1,9-癸二醇的最佳条件为进样口温度250℃;氢火焰离子化检测器(FID)温度310℃;升温程序:初始柱温60℃,保持2 min,以20℃·min~(–1)的速率升至150℃,然后以3℃·min~(–1)的速率升至180℃,保持2 min,最后以20℃·min~(–1)的速率升至270℃。在最佳提取和测定条件下,不同浓度1,9-癸二醇的加标回收率为90.58%～94.55%。超声提取-气相色谱法检测限低、灵敏度和精密度高,快速高效、重复性好,为今后1,9-癸二醇的实际应用工作奠定了基础。     

太湖地区设施番茄水肥一体化技术增效减排效果评价研究

太湖地区设施蔬菜集约化程度高,劳动力需求大,化肥用量大,面源污染问题突出。水肥一体化技术在节工、增效和减排上具有较好潜力。该技术在北方设施蔬菜种植上的研究较多,然而,尚缺乏在太湖水网地区应用效果的评价。为明确太湖地区水肥一体化技术在设施番茄上的化肥减施、增效和环境减排上的效果,通过田间试验,设置常规化肥氮(FD)处理,并在此基础上分别减化肥氮10%(R10%)、15%(R15%)、20%(R20%)、25%(R25%)和30%(R30%)以及不施化肥氮(CK)处理,分析水肥一体化技术对设施番茄产量、氮肥利用率、土壤氨挥发和经济效益的影响。结果表明:在水肥一体化模式下设施蔬菜氮肥减施10% ～ 20% 具有一定的增产效果,其中R15% 处理在产量、氮肥利用率和经济效益上均为最高。与FD 处理相比,R15% 处理可增产6.1%,氮肥表观利用率达41.3%,毛利润增加8.4%,并且减少17.7% 的氨挥发排放。研究可为水肥一体化技术在太湖地区的合理应用和推广提供科学指导。     

采用响应面模拟法优化过氧化氢提高腐殖酸羧基含量的反应条件

【目的】腐殖酸的生物活性与其羧基含量密切相关,本文以过氧化氢为氧化剂,采用响应面模拟法研究获取提高腐殖酸羧基含量的最佳反应条件。【方法】以风化煤腐殖酸为原料,6%过氧化氢为氧化剂,选取pH、反应时间和液固比为自变量进行单因素试验,以腐殖酸羧基的红外光谱峰面积为响应值,根据响应面模拟 (Box-Benhnken) 试验设计原理,采用三因子四水平的分析法模拟得到二次多项式回归方程的预测模型,优化过氧化氢提高腐殖酸羧基含量的反应条件。以650FTIR傅里叶红外变换光谱仪测定并计算了产物中腐殖酸的羧基峰面积。【结果】在pH因素试验中,腐殖酸羧基含量在pH 为7时达到最大值,与未处理腐殖酸相比,腐殖酸羧基含量提高了192.2%。随着反应时间的延长,腐殖酸羧基的含量在反应时间为120 min时达到最大值,并随着反应时间的延长呈现下降的趋势,与未处理腐殖酸相比,在反应时间为180和240 min时,腐殖酸羧基含量可分别提高83.0%和48.5%。腐殖酸羧基含量随液固比的增加呈先下降后上升的趋势,在液固比为0.4∶1时达到最大值。在响应面优化试验中,回归模型具有高度显著性,方程对试验拟合度较高,可对腐殖酸羧基含量进行分析和预测,各因子对腐殖酸羧基含量的影响大小依次是pH > 液固比 > 反应时间。响应面分析图表明,pH对腐殖酸羧基含量有显著影响,pH、液固比和反应时间任意两因子之间交互作用不显著。【结论】以过氧化氢为氧化剂,对腐殖酸羧基基团影响最显著的条件是反应过程中的pH,其次是反应时间和液固比。在反应温度为100℃条件下,过氧化氢氧化提高腐殖酸羧基含量的最佳反应条件为pH 7.49、反应时间114.84 min、液固为0.39∶1,在该条件下得到的羧基含量预测值与实际值误差率仅为1.4%。     

不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N2O排放的影响及其机制

为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N₂O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N₂O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。结果表明:不同BNIs(1,9-D、LN、MHPP)可以显著平均降低土壤N₂O日排放峰值40.1%;1,9-D和MHPP可分别抑制N₂O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N₂O排放总量没有显著影响。1,9-D和MHPP对AOA(氨氧化古菌)、AOB(氨氧化细菌)硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS基因丰度与土壤N₂O的排放呈显著正相关关系。同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-...     

不同磺化腐殖酸磷肥提高冬小麦产量和磷素吸收利用的效应研究

【目的】腐殖酸对磷肥增效的调控效应与其结构性密切相关。本文比较了不同磺化反应方法制备的腐殖酸磷肥对冬小麦磷素利用的影响,为制备调控磷肥专用的腐殖酸增效载体提供依据。【方法】采用磷酸与氢氧化钾反应法制备普通磷肥 (P)、普通腐殖酸磷肥 (HAP),并采用加双氧水、硝酸等方法制备了四种磺化腐殖酸磷肥 (HA1P、HA2P、HA3P和HA4P)。用田间土柱栽培试验方法,在等磷量基础上,设置普通磷肥 (P)、普通腐殖酸磷肥 (HAP)、磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA1P)、双氧水+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA2P)、硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA3P)、双氧水+硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA4P) 6个处理,同时设置不施磷肥对照 (CK) 处理和施用等量腐殖酸处理 (C-HA、C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4)。调查了小麦产量和产量构成及经济效益,分析了0—80 cm土壤有效磷含量。【结果】1) 与CK相比,普通腐殖酸 (C-HA) 和磺化处理腐殖酸 (C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4) 对小麦籽粒产量无显著影响。与P处理比较,HAP、HA1P、HA2P、HA3P、HA4P处理的小麦籽粒产量分别提高了6.3%、17.8%、10.1%、17.5%、11.1%,4个腐殖酸磺化磷肥 (HA1P、HA2P、HA3P、HA4P) 处理均高于普通腐殖酸磷肥 (HAP) 处理。2)与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA3P、HA4P分别提高小麦地上部磷吸收量12.3%、12.3%、9.2%、10.8%,其中HA1P和HA2P处理最高。3）与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA3P分别提高小麦磷肥农学效率23.6%和7.1%。4）与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA4P可分别提高0—20 cm土层土壤速效磷含量17.5%、16.2%、17.2%。【结论】磺化腐殖酸磷肥比普通腐殖酸磷肥可以更有效地提高土壤中磷肥的有效性,提高冬小麦对磷素的吸收利用,进而提高冬小麦籽粒产量。四种磺化工艺中,以磺甲基化处理的腐殖酸磷肥 (HA1P) 效果最优。     

木屑生物质炭对水中阿特拉津、多菌灵和啶虫脒复合农药的吸附性能研究

选取木屑为原材料，在500、700℃下制备生物质炭(标记为MX500和MX700)，试验考察了溶液初始pH和生物质炭投加量对其吸附性能的影响，并利用吸附动力学、吸附等温线以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段，研究了木屑生物质炭对水溶液中3种不同类型的典型常用农药阿特拉津(ATR)、多菌灵(CAR)和啶虫脒(ACE)的吸附特性及吸附机理。结果表明：热解温度700℃，pH 3.0，生物质炭投加量为2.0 g/L时，木屑生物质炭对3种农药的联合吸附效果最好。MX700对ATR、CAR和ACE的最大吸附量分别为40.2、50.4和44.9 μg/g，约为MX500的1.4倍 ~ 2.2倍。吸附动力学和吸附等温线结果显示，准二级动力学方程、颗粒内扩散方程和Langmuir方程能较好地拟合吸附过程。FTIR结果显示，木屑生物质炭主要通过酚羟基和羧基等含氧官能团以及芳香环结构去除水中ATR、CAR和ACE。木屑生物质炭对农药的吸附机理包括静电作用力、氢键作用力及π-π键相互作用力。在100 μg/L浓度下，木屑生物质炭对ATR、CAR和ACE复合农药的吸附效果和机理与农药单体类似。综上，木屑生物质炭作为复合农药污染水体净化的吸附剂具有较大的应用潜力。