局部涂抹纳米碳与尿素溶液对桃树梢叶生长及氮素吸收、分配的影响

以7年生的鲁星油桃为试材,采用15 N同位素示踪技术进行田间涂抹试验,研究不同浓度纳米碳与相同浓度尿素溶液(0μg/mL+0.2%,50μg/mL+0.2%,100μg/mL+0.2%,200μg/mL+0.2%,分别以CK、NC50、NC100、NC200表示)涂抹部分叶片对桃树局部梢叶生长、氮素吸收及分配的影响,以期为桃树栽培过程中施用碳纳米提供新的思路和有益的参考。结果表明:与对照相比,施用纳米碳后桃树涂抹叶片单叶面积明显增加,叶绿素含量显著提高,NC200处理下叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度比对照提高了15.8%,30.0%,12.4%;纳米碳的施用提高了桃树新梢的干物质积累量,NC100、NC200处理比对照增加了10.5%和12.9%,提高了新梢各部位的全氮含量;高浓度的纳米碳(NC200处理)提高了新生器官对氮素的吸收征调能力(Ndff值);随纳米碳浓度的增大氮素的利用效率显著提高,NC50、NC100、NC200处理的氮素利用率比对照提高了13.6%,29.5%,40.0%;此外,新生嫩叶部分以NC200处理的氮素分配率最高,达19.55%,NC50、NC100、NC200处理氮素分配率比对照提高了4.5%,16.2%,17.1%,差异显著。以上结果表明,纳米碳能够促进新梢叶片对氮素的吸收利用,有效提高叶绿素含量、光合作用效率及新梢局部氮素利用率,影响氮素在梢叶各部位间的分配,促进氮素向生长中心(新生嫩叶)的转移。     

模拟降雨下纳米碳对风沙土硝态氮迁移特征的影响

通过在神木六道沟流域开展模拟降雨试验,分别在试验小区上、中、下位置条施不同施加量的纳米碳(0.0%,0.1%,0.5%,0.7%和1.0%)研究其对硝态氮随径流、泥沙迁移及在土壤中再分布过程的影响。设计1.0m×1.0m降雨小区,前期在土壤表层以下5—10cm埋入不同施加量纳米碳,另设不施加纳米碳的小区为参照。采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,降雨强度为90mm/h,降雨历时为40min。降雨前后分别采集土壤剖面土样,降雨过程中定时收集径流及泥沙,用以研究纳米碳对于硝态氮迁移过程的影响。结果表明,在土壤中施加纳米碳,可有效减少坡面产流产沙量,且累计径流量、累计产沙量与土壤中纳米碳施加量呈现负相关关系;纳米碳的施加同样可降低径流、泥沙中硝态氮含量,随着纳米碳施加量的增加,径流和泥沙中硝态氮流失量减少,纳米碳施加量为1.0%时,可减少径流中硝态氮流失65.3%,泥沙中硝态氮流失85.7%;土壤剖面硝态氮变化对比表明,施加纳米碳处理中表层硝态氮含量明显低于对照处理,且在10—15cm出现硝态氮含量峰值,均大于对照处理。通过等效径流迁移深度分析硝态氮流失情况,无纳米碳施加处理的EDR最大,随着纳米碳施加量的增加,各处理的EDR依次减小。综上,在黄绵土中施加纳米碳,可有效减少土壤硝态氮的流失量,在黄土区土壤中施加纳米碳并提高施入纳米碳的比例,对于该地区硝态氮流失的治理具有积极作用。     

Effects of different nitrogen fertilizer management practices on wheat yields and N2O emissions from wheat ifelds in North China

Nitrogen (N) is one of the macronutrients required for plant growth, and reasonable application of N fertilizers can increase crop yields and improve their quality. However, excessive application of N ...     

纳米碳增效肥料对烟草农艺性状和经济指标的影响

为了明确纳米碳增效肥料对烟草农艺性状和经济指标的影响,评估其在我国东南烤烟种植区生产中的应用前景,2014年选用烤烟品种K326开展田间小区试验,设置了常规肥料经验用量(CK)、等量纳米碳增效肥料用量(T1)和减量纳米碳增效肥料用量(T2)3个处理,调查了烟草团棵期、旺长期和圆顶期的田间农艺性状,分析了烤后烟叶的经济指标。结果表明,与CK相比,T1处理可优化烟草田间农艺性状,合理增加烟叶单叶重和产量,提高中上等和上等烟比例,提高烟叶均价,增加产值约3 300元/hm~2,纳米碳增效肥料在我国东南烟区具有良好的应用前景。     

纳米炭材料对作物生长影响的研究进展

纳米炭材料由于其独特的结构和物理化学性质被广泛地应用到材料科学、能源、环境修复以及制药等领域。随着纳米炭材料生产和使用的不断增加,纳米炭材料将不可避免地被释放到环境中,并对环境中的各种植物以及作物造成未知的影响。近年来,将纳米炭材料应用到农业领域,考察纳米炭材料对作物的影响成为新的研究热点。该文综述了各类纳米炭材料(包括炭纳米管、富勒烯、炭纳米洋葱和石墨烯等)对作物的生长影响,现有研究表明,各类纳米炭材料对作物种子的萌发和幼苗根茎的生长、作物产量和品质以及作物的抗逆性方面造成影响;此外,施加含纳米炭材料的肥料对作物的产量品质,肥料的利用率也造成影响,但其中的影响机理还不完全清楚,仍有待于进一步研究。研究纳米炭材料与作物的相互作用关系,可为纳米炭材料应用于农业,促进增产提供新的思路和指导,因而具有重要的意义。     

纳米碳对不同植被覆盖下黄土坡地降雨侵蚀的抑制效果

纳米碳对黄土高原地区土壤水分运动具有显著影响。该文基于野外人工模拟降雨试验,研究了不同植被覆盖(空地、柠条、苜蓿、黄豆和玉米)条件下,在黄土坡面上中下位置条施不同质量分数纳米碳(0、0.1%、0.5%、0.7%和1.0%)对坡地产流产沙过程的影响。该文试验设计1.0 m×1.0 m降雨小区,前期在小区坡面种植植被以及埋入不同质量分数纳米碳,其中未做植被覆盖处理和未施加纳米碳的小区作为对照,共25个试验小区。采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,雨强为60 mm/h,降雨历时40 min。降雨过程中定时收集径流及泥沙,用以研究在不同植被覆盖条件下纳米碳对黄土区坡地径流与泥沙的调控机理影响。研究结果显示,在土壤中施入纳米碳,对坡面初始产流时间的影响显著。随着施入纳米碳质量分数的增加,不同植被覆盖的初始产流时间总体随之增加,在4种植被覆盖中,苜蓿延缓产流时间效果最明显,较之空白对照最大增加了287.1%。纳米碳的施入,使各植被覆盖中坡面径流量明显降低,施入不同质量分数纳米碳,各植被覆盖中减流效果最显著的仍为苜蓿,径流量较之对照减少了66.47%,而空地、柠条、黄豆、玉米这4种处理减流幅度均在31.5%~33.6%之间。同时,纳米碳对于坡面径流减沙效果亦非常显著。施入纳米碳后,各植被减沙效果排序依次是:苜蓿柠条玉米黄豆。通过纳米碳对产流产沙量的影响进行相关性分析,得出纳米碳对试验结果具有显著的影响;在水土流失调控效果评价值影响分析中,纳米碳对水土流失调控效果较合适的质量分数为0.5%。综上,在黄土区土壤中施加纳米碳并提高施入纳米碳的比例,对于该地区水土流失的治理具有积极作用。     

纳米生物技术促进蔬菜作物增产应用研究

2007年第一次将纳米生物技术用于农作物上,选用5～50纳米碳添加到肥料中,称为纳米增效肥料.两年来先后在萝卜、白菜、甘蓝、茄子、辣椒、西红柿、芹菜和韭菜等十几种蔬菜作物上进行了肥效试验.结果显示有20%～40%的增产效果;纳米增效肥料能促进蔬菜作物快速生长,可提早5～7 d上市,如白萝卜施肥后38 d长到83 cm,茄子施肥后20 d长到1.2 kg等;纳米增效肥料有节肥功能,同等产量水平可节肥30%～50%.如芹菜施用纳米增效碳铵比同等重量的尿素增产12%;纳米增效肥料能提高蔬菜的品质.如在辣椒维生素C含量上,纳米增效肥料比尿素提高1.5倍.经中国疾病预防控制中心检验,纳米碳属于实际无毒级物料.     

纳米碳对玉米种子萌发及根系形态的影响

为了探究纳米碳对作物生长的影响,以玉米品种——‘东农253’为试材,设置不同浓度梯度的纳米碳,采用培养皿滤纸法和琼脂培养法,研究纳米碳对玉米种子萌发和根系形态的影响。结果表明,在萌发试验中,随着纳米碳浓度的增大,玉米种子的萌发率逐渐增大,在种子吸涨36~60 h时与对照处理差异显著,其吸水率、胚根、胚芽鲜重及平均胚根、胚芽长度均逐渐增大,并在66 mg/L时达到最大值,分别比对照增加11.89%、20.53%、13.90%、19.62%、20.85%,高于此浓度则呈现抑制现象;在对玉米根系形态的观察试验中,随着纳米碳浓度的增大,植株鲜重、根系鲜重、主胚根长、单位主胚根上侧根数量均显著增加,分别高于对照8.39%、9.24%、24.14%、10.59%。因此,在一定浓度范围内,纳米碳可促进种子的萌发及根系的生长。     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。