改性尿素硝酸铵溶液调控氮素挥发和淋溶的研究

为了提高肥料的利用率,以尿素硝酸铵溶液为原料、聚氨酸为保护剂,复合抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为材料,开发出改性尿素硝酸铵溶液(YUL1和YUL2),研究其对华北平原夏玉米追肥过程中的氨挥发和淋溶损失的调控效果。田间试验设置6个处理:不施氮肥(CK)、农民习惯追施尿素(CN)、优化追施尿素(CNU)、优化追施尿素硝酸铵溶液(UAN)、优化追施改性尿素硝酸铵溶液(YUL1)和优化追施改性尿素硝酸铵溶液(YUL2)。采用扫描电镜和能谱仪分析相关指标变化,在夏玉米喇叭口期追施氮肥后15d内进行田间原位连续动态观测氨挥发和土壤铵态氮和硝态氮变化,并在玉米成熟期测定产量,计算经济效益。结果表明,改性尿素硝酸铵溶液清澈无杂质,流延后成膜表面光滑、致密,抑制剂在膜表面分布均匀;能谱测试膜层表面磷硫含量增高,证明复合抑制剂与尿素硝酸铵溶液达到有效融合。在同等优化施氮量下:与CNU相比, YUL1氨挥发总量显著降低19.3%, YUL2增加9.6%;与UAN相比, YUL1、YUL2分别显著降低57.3%和42.0%。与其他施氮处理相比, YUL1和YUL2夏玉米季生长中后期0～20 cm土层依然保持相对较高的氮素含量水平,夏玉米收获后土壤硝态氮含量分别比CNU高46.0%和43.4%,比UAN高45.6%和44.7%;180～200cm土层硝态氮含量显著低于其他处理。在保证产量和净收益的同时,改性尿素硝酸铵肥料显著降低了氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,尿酶抑制剂含量相对较高的YUL1抑制氨挥发的效果更好,硝化抑制剂含量相对高的YUL2硝态氮向下淋失的风险更小。     

沼液淹没土壤抑制根结线虫及对土壤线虫群落的影响

为探索沼液抑制根结线虫的效果,本研究通过盆栽试验,以番茄为试供作物,对比了种植前沼液淹没土壤(BSS)、种植期间浇灌沼液(BS)和加热(HE)3种方法对根结线虫的防控效果。结果表明,与不采取任何措施的对照(CK)处理相比, BSS处理抑制根结线虫效果最为明显,防效高达97.1%,根结指数分别比HE和BS处理降低96.9%和92.9%。HE处理尽管在处理土壤后显著降低了根结线虫数量,但在最后破坏性取样时(结束试验)出现反弹,根结线虫数量甚至高于CK处理。对于土壤线虫群落,CK处理中以植食性线虫为主(81.8%);两个沼液处理中食细菌线虫占优势(平均78.3%),且其中的杂食捕食性线虫在土壤前处理后消失,在试验结束时又重新出现,但所占比例依然非常低。沼液淹水方式的高效防控效果揭示了利用沼液防控根结线虫的关键期在于线虫入侵到植物根部之前的幼虫期。然而,在盆栽系统中,沼液淹水的方式也对作物生长表现出了一定的抑制趋势。高量沼液施用防控病害的同时引发的植物毒害作用以及环境污染风险,需要进一步开展田间研究。     

控释氮肥与水溶肥配施对设施番茄生理特征的影响

探究控释氮肥与水溶肥配施对番茄生理特征的影响,为设施番茄种植过程中合理的氮肥管理提供参考。采用盆栽试验研究设施番茄产量、品质与生理特征的变化。试验共设5个处理,分别为不施氮对照(CK)、常规施肥(尿素+水溶肥,U100)、常规总氮减20%(尿素+水溶肥,U80)、控释肥(控释氮肥+水溶肥,PCU100)和控释肥总氮减20%(控释氮肥+水溶肥,PCU80)。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了番茄产量,但施氮处理间差异不大;与尿素相比,控释氮肥显著降低了番茄硝酸盐含量、盛果期净光合速率和硝酸还原酶活性(P0.05)。相比尿素,控释氮肥对谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性影响不明显。综上所述,控释氮肥与水溶肥配施较常规施肥能提高番茄盛果期净光合速率、硝酸还原酶活性,改善番茄品质。控释氮肥与水溶肥配施通过调控叶绿素、光合作用、氮代谢来影响番茄生理特征,进而影响产量和品质。     

我国大豆最佳施肥量和种植密度评价

施肥量和种植密度是影响大豆高产的重要因素。在收集了大量的大豆试验数据(1998～ 2017年)基础上，通过拟合氮、磷、钾肥用量和种植密度与产量之间的二次函数，得出最佳的施肥量和种植密度，通过逐步回归分析了施肥量和种植密度对大豆产量的影响。结果表明，我国春大豆和夏大豆的产量逐年增加，平均产量分别为 2 610和 2 724 kg/hm²。夏大豆最高产量下的氮、磷、钾肥用量分别为 N 96 kg/hm²、P2O5 80 kg/hm²和K2O 126 kg/hm²；春大豆最高产量下的氮、磷、钾肥用量分别为 N 71 kg/hm²、P2O5 108 kg/hm²和K2O 74 kg/hm²；实现夏、春大豆高产的最佳密度分别为 27万和 34万株/hm²。逐步回归分析显示，磷用量对春大豆产量影响最大，其次为钾肥和密度；在夏大豆产区，密度对产量影响最大，其次为磷肥用量。种植密度是大豆高产的关键因素，春、夏大豆需要提高种植密度获得高产，同时均应注重磷肥施用。     

污泥重金属镉(Cd)钝化及在设施蔬菜上的应用效果

以生活污泥、钝化剂和"绿冠F1"小油菜为试材,采用盆栽培养试验法,研究6种钝化剂对生活污泥重金属Cd钝化特征,以及污泥不同施用量和是否配施钝化剂对油菜生长和土壤环境质量的影响,以期为生活污泥在设施蔬菜上的应用提供参考依据.结果 表明:粉煤灰能显著降低城市生活污泥中有效态Cd含量.施用污泥能够显著增加蔬菜产量、提高土壤含水量、pH和有机质含量,降低土壤硝态氮含量,同时也增加了土壤和植株Cd浓度,提高了污染风险;但是污泥和粉煤灰的配施可有效降低土壤中有效态Cd和植株可食用部分Cd含量.综合分析,添加粉煤灰的4.0％污泥处理对于增加蔬菜产量和品质、降低土壤中有效态Cd含量以及蔬菜可食用部分Cd含量效果最佳.     

改性尿素追施对冬小麦和夏玉米季氮素挥发和淋溶的影响

以NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为复合抑制剂,利用转鼓喷涂工艺,开发出新型复合型抑制剂涂覆尿素肥料,采用扫描电镜和能谱仪分析其涂覆效果。通过田间试验系统对比评价了追施不同氮肥对调控氮素的特征效果。试验设置5个处理:(1)不施氮肥(CK);(2)农民习惯追施尿素(CU);(3)优化追施尿素(CUU);(4)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY1);(5)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY2)。在夏玉米喇叭口期、冬小麦拔节期追施氮肥后的15天内进行田间原位连续动态观测。电镜和能谱结果表明,复合抑制剂均匀涂覆于尿素表面,形成薄而致密、光滑的涂覆层,该涂覆层均匀分布有磷和硫2种元素,表明复合抑制剂与尿素已有效结合。田间试验结果表明,在同等优化施氮量下与普通尿素相比,夏玉米和冬小麦季追肥后CUY1和CUY2处理氨挥发分别降低55.19%,32.15%和52.46%,39.43%。夏玉米季追肥后,0-20 cm土层CU、CUU处理土壤硝态氮含量于第5天达到峰值,到后期已显著低于CUY1、CUY2处理,CUY2处理稳定硝态氮的效果更好。冬小麦季追肥后,0-20 cm土壤硝态氮含量CU、CUU处理分别在第5,3天达到峰值,CUY1、CUY2处理于第11天达到峰值后,硝态氮含量已显著高于相同施氮量的CUU处理。在保证产量和净收益的同时,抑制剂涂覆尿素显著降低了追施氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,其中冬小麦季CUY1处济效益较好,夏玉米季CUY2调控氮素的效果最佳,减少向下淋溶的效果明显。     

秸秆还田对麦玉系统土壤有机碳稳定性的影响

为揭示不同秸秆还田量对华北小麦-玉米轮作系统土壤有机碳官能团结构及稳定性的影响,研究了秸秆还田5 a后土壤有机碳官能团结构、团聚体组成及有机碳含量、活性有机碳含量、土壤铁离子的变化。田间实验设置4个处理:秸秆不还田作为对照(CK)、秸秆1/3还田(S1)、秸秆2/3还田(S2)、秸秆全部还田(S3)。采用常规方法测定土壤理化性质、粒径、铁离子及土壤微生物量碳含量,13C核磁共振波谱技术(NMR)检测分析土壤有机碳官能团结构。结果表明:秸秆还田5 a后,土壤总有机碳(TOC)、2mm与2.00～0.25 mm团聚体有机碳、可溶性有机碳(DOC)、易氧化态碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量,均随还田量增加而逐渐增加,且不同处理增加量不同,与CK相比,S3处理显著增加了这些有机碳的含量(P0.05)。各处理土壤有机碳以烷基碳与烷氧基碳为主,其次是芳香碳与羰基碳,秸秆还田增加了烷氧基碳、羰基碳(易分解碳组分)含量,降低了烷基碳和芳香碳(难分解碳组分)含量,与CK相比,S3处理显著增加烷氧基碳含量(P0.05)而显著降低了芳香碳含量(P0.05)。与CK相比,S2、S3处理也显著降低了有机碳的芳香度、疏水碳/亲水碳、烷基碳/烷氧基碳比值(P0.05),而对脂族碳/芳香碳影响不明显。与CK相比,S3处理显著增加了2.00 mm团聚体组分,增加了2.00～0.25 mm组分,而降低了0.25～0.053 mm组分和显著降低了0.053 mm组分(P0.05)。秸秆还田对土壤游离铁、活性铁、螯合铁含量的影响不明显。有机碳官能团组成与土壤因子间的冗余分析表明土壤TOC、MBC含量、团聚体组分、铁离子的改变是导致不同处理间有机碳官能团结构存在差异的重要原因。综上所述,由于短期秸秆还田增加了活性有机碳含量、易分解有机碳组分,减少了难分解有机碳组分,降低了微团聚体物理保护作用,改变了微生物活性和铁离子络合作用,在一定程度上降低了土壤有机碳稳定性,可能导致麦玉复种系统土壤碳排放水平的增加。     

长期定位不同施肥方式对土壤肥力和微生物的影响

以北京市农林科学院(房山)新型肥料长期定位试验站为平台,采用田间冬小麦-夏玉米轮作的方法,探讨了长期不同施肥方式对土壤有机质、养分和微生物特性的影响。结果表明:经过12年的长期定位施肥后,NPK配施有机废弃物肥和NPK配施秸秆可以降低土壤pH值,NPKWN处理降低pH效果最为明显,pH值相较基础土样降低了0.18,而单施化肥的处理土壤pH值均有所增加,处理之间差异不显著;试验地的EC值在11.7～14.5 mS/m之间,各施肥处理与CK处理相比,施肥增加了土壤EC值,差异显著,并且配施有机废弃物肥和秸秆处理的土壤EC值又较NPK处理偏高;长期施用有机废弃物肥和秸秆的土壤肥力明显提高,施肥对土壤有机质、全氮的变化规律:NPK配施有机废弃物肥NPK配施秸秆化肥CK;土壤中的三大微生物数量,细菌放线菌真菌,单施化肥与CK相比,土壤细菌、真菌、放线菌数量都有所提高,化肥与有机废物肥或者与秸秆配合施用的土壤细菌、放线菌数量比单施化肥的增幅效果明显;NPKJG处理土壤中真菌数量最高,达到4.53×10~4个/g,与CK处理相比,增加了67.7%;长期不同施肥处理的土壤微生物量氮变化介于24.7～44.6 mg/kg之间,各处理土壤微生物量氮变化规律为NPKWNNPKLJNPKJGNPKJFNPKMGNPKNPKHSFCK,与对照相比分别增加了80.7%、80.4%、77.2%、72.1%、61.2%、35.7%、23.7%;土壤微生物量氮、细菌数量与土壤有机质、全氮、有效磷呈显著或极显著正相关,土壤放线菌数量与土壤速效钾、有机质、全氮呈显著或极显著正相关,可以作为在长期施肥条件下土壤肥力变化的生物学指标。     

我国蔬菜肥料利用率现状与提高对策

我国露地蔬菜种植和设施蔬菜种植养分用量均超过蔬菜生长所需,导致土壤次生盐渍化、肥料利用率低,增加了面源污染风险,在分析这些现状的基础上,对造成蔬菜种植中氮、磷、钾肥料利用率低下的原因进行了分析,如有机肥与化肥施用配比随意性强,搭配不合理;氮、磷、钾肥配施比例不合理;大量元素与中微量元素配合施用不合理;肥料总施用量过大;土壤自身的原因等。并提出了提高肥料利用率的测土与科学配方施肥、有机肥与无机肥合理配合施用、采用水肥一体化技术和土壤调理剂等措施,有望提高我国蔬菜肥料利用率,节约资源,防止面源污染,实现蔬菜生产的可持续绿色发展。