磁性微纳米固体沼肥的制备与肥效研究

为了实现沼液中营养物质的吸附回收与利用,通过溶剂热法制备得到磁性微纳米生物炭-沸石复合材料,再通过养分浸提试验和盆栽试验考察沼液吸附回收后的复合材料的养分缓释特性及对生菜生长和土壤理化性质的影响.结果表明,制备所得磁性微纳米生物炭-沸石复合材料比表面积为187.6 m²/g,在水中平均粒径为1.48μm,其中负载的铁氧化物为晶粒尺寸约9.5 nm的纳米级Fe₃O₄.复合材料的饱和磁化强度为13.4 emu/g,可通过外加磁场从水中分离回收.制备所得固体沼肥经过30 d的浸提,养分累积溶出率为71.97%,与普通化肥相比,具有更好的养分缓释性.盆栽试验表明,与不施肥对照相比,固体沼肥以不同比例替代氮肥处理均能显著增加生菜的生物量,提高叶绿素含量,并使土壤pH提高0.13～0.44个单位,有机质含量提高3.0%～20.0%,全氮和全磷含量分别提高17.8%～27.1%和26.5%～45.5%,有效态氮磷含量提高22.0%～49.8%.其中固体沼肥替代40%化肥氮处理的效果优于施用化肥和沼液处理.本研究制备所得的磁性微纳米生物...     

甲咪唑烟酸对水稻田土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

【目的】监测除草剂甲咪唑烟酸对稻田土壤可培养微生物数量、除草剂耐受菌数量及土壤酶活性 的影响,为施用除草剂对农田土壤生态的影响提供参考依据。【方法】采用平板计数法监测水直播和旱直播模 式稻田土壤可培养微生物及除草剂耐受菌数量。土壤脲酶活性采用苯酚钠 - 次氯酸钠比色法测定,土壤磷酸酶 活性采用磷酸苯二钠比色法测定,过氧化物酶活性采用邻苯三酚 - 乙醚提取法测定,土壤过氧化氢酶活性采用 高锰酸钾滴定法测定。【结果】在种植一茬水稻后,水直播模式甲咪唑烟酸除草处理土壤过氧化物酶活性显著 提升 30%,旱直播模式甲咪唑烟酸除草处理脲酶活性显著提升 136.2%,酸性磷酸酶活性显著提升 9.6%。两种直 播模式甲咪唑烟酸除草处理较人工除草处理真菌总数差异不显著。水直播模式甲咪唑烟酸处理细菌总数及除草 剂耐受细菌数量分别下降 28.7%、29.5%,放线菌总数下降 2 4.2%,除草剂耐受放线菌数量下降 40.7%;旱直播 模式甲咪唑烟酸处理对细菌影响不大,放线菌总数下降 26.7%,除草剂耐受放线菌数量下降 45.9%。【结论】水 直播模式施用甲咪唑烟酸能够有效提升稻田土壤过氧化物酶活性,旱直播模式施用甲咪唑烟酸能够有效提升土 壤酸性磷酸酶和脲酶的活性。水直播模式施用甲咪唑烟酸会抑制土壤细菌的生长;无论是水直播模式还是旱直 播模式,施用甲咪唑烟酸都会抑制土壤放线菌的生长。     

加剧酸化对土壤有效态 Cd 和水稻的影响

【目的】通过引用酸化材料加剧土壤酸化,探究 Cd 污染土壤酸化后,土壤 pH 值改变对土壤中 Cd活性及水稻产量、质量的影响,为 Cd 污染土壤的修复治理提供理论支撑。【方法】开展土壤培养试验,分析Cd 污染土壤施用酸化材料后土壤 pH 值及有效态 Cd 含量的动态变化,探究土壤 pH 变化对 Cd 活性的影响;开展水稻盆栽试验,分析土壤酸化后水稻生物量、产量及其构成因素、水稻植株及稻米 Cd 含量的变化,探究土壤pH 降低对水稻产量、质量的影响。【结果】施用酸化材料能精准降低土壤 pH,使试验土壤形成一定的 pH 梯度。土壤 pH 值降低 0.33、0.67 个单位,土壤有效态 Cd 含量分别增加 0.04、0.07 mg/kg,增幅达 21.05%、36.84%,土壤有效态 Cd 和土壤 pH 之间呈显著的负相关关系。土壤 pH 降低导致水稻生长受到抑制,植株瘦弱,与对照相比,pH 4.77、5.11 处理的水稻地上部生物量分别降低 9.61%、2.48%。水稻有效穂数、穗实粒数、结实率随土壤 pH 降低而减少,导致 pH 4.77、5.11 处理的水稻产量较对照减少 11.58%、1.74%。土壤酸化致使重金属活化,导致水稻植株及稻米对 Cd 的富集能力增强,pH 4.77、5.11 处理植株 Cd 含量较对照分别增加 87.52%、1.13%,稻米 Cd 含量较对照分别增加 134.55%、165.45%。【结论】土壤 pH 影响 Cd 的形态,土壤酸化使 Cd 的生物有效性增加,土壤有效态 Cd 和土壤 pH 之间呈显著的负相关关系。土壤酸化使水稻生长受阻,地上部生物量降低,成穗数与实粒数减少,产量降低,同时亦加剧土壤 Cd 活性,使水稻对 Cd 的吸收和富集能力增强,被重金属污染的风险也相应增加。     

秸秆还田对南方稻田土壤N2O排放及硝化和反硝化微生物群落的影响

【目的】以我国南方典型赤红壤水稻土为研究对象,探究不同秸秆还田量对双季稻区晚稻季土壤N₂O排放特征及硝化和反硝化微生物的影响,旨在为南方稻田N₂O减排提供科学依据。【方法】以2015年设置的定位试验为研究平台,设计5个处理：(1)CK,化肥+无秸秆还田;(2)CKS,化肥+当季秸秆全量还田;(3)S10,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥;(4)S20,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥;(5)S30,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥。采用密闭静态暗箱-气相色谱法及宏基因组测序对气体和土壤微生物进行检测。【结果】稻田土壤N₂O排放主要集中在水稻分蘖期;较CK处理,秸秆还田各处理显著降低了稻田土壤N₂O累计排放量,其中,S30处理的N₂O累计排放量最低,为0.09 kg·hm^-2,其全球增温潜势也最低;硝化过程中,氨氧化细菌(amoA和amoB)在分蘖期和成熟期的优势菌属均为甲基孢囊菌属;反硝化过程中,nirK型反硝化细菌的芽单胞菌...