高养分富集植物凤眼莲的农田利用研究

研究不同凤眼莲施用量条件下土壤养分变化以及小麦生长情况的结果表明:当凤眼莲施用量低于8.1kg·m-2,小麦出苗数不受影响;但当凤眼莲施用量超过8.1kg·m-2时,小麦出苗率显著降低。凤眼莲施用量为13.5kg·m-2时,尽管小麦出苗率显著降低,但由于具有较多的分蘖数和较高的每穗粒数,小麦最终产量与常规单施化肥处理间无显著差异。不同凤眼莲施用处理的土壤速效氮苗期差异显著,但分蘖期后处理间无显著差异;而速效磷和速效钾总体表现为随凤眼莲施用量增加而升高。此外,凤眼莲施用还可促进小麦茎秆对N、P、K的吸收和籽粒粗蛋白含量的增加。由此可见,凤眼莲是一种经济有效的农田有机肥料,其施用量以10.8～13.5kg·m-2为宜,施用后土壤N、P、K、有机质含量较高,且对产量影响不大,当季还可节约施用化学N141.75kg·hm-2、P36～45kg·hm-2,K可免施。     

海南农田养分平衡状况及环境风险评价

【目的】海南是我国区域经济作物种植面积占比最高的省。以海南主要农作物为对象,研究海南农田养分投入强度和作物养分平衡状况,从活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化等方面评价施肥引起的环境风险。【方法】根据《海南统计年鉴》中的农作物种植结构,将海南省农作物分为粮食、蔬菜、水果和其他经济作物4类。采用随机抽样方法进行大样本农户问卷调研,共获取1199个有效样本。通过统计分析定量了海南岛主要农作物和各市县养分投入强度,化肥、有机肥施用结构,计算海南岛典型农作物体系水稻–辣椒轮作、香蕉和菠萝的氮磷养分平衡;采用相应环境模型,定量评价由于施肥带来的活性氮损失、温室气体排放以及富营养化效应等环境影响。【结果】目前海南主要作物化肥N、P₂O₅、K₂O养分的平均投入分别为261、206、225kg/hm²,分别高出全国平均水平10%、101%、148%,其中蔬菜磷和钾养分投入量分别高出全国平均水平164%和138%。全海南省各市县相比,沿海市县化肥养分施用强度高于中部市县,以昌江、海口的氮磷钾养分投入量大,高于投入最...     

山东省肥料施用与养分平衡状况研究

对山东省1952年以来肥料的施用情况和养分平衡状况进行了分析,结果表明:山东省自1952年以来,化学肥料用量逐步增加,有机肥用量逐渐减少;2002年有机肥用量仅占肥料施用总量的35.50%,其中有机氮肥、磷肥和钾肥分别占氮、磷、钾肥用量的26.09%、34.55%和57.60%,而化学肥料用量占肥料施用总量的64.50%,其中无机氮、磷、肥占氮、磷、钾肥的比例分别为73.91%、65.45%和42.68%,化学肥料用量明显高于有机肥;而且全省137个县市之间养分分配极不平衡,单位耕地面积化肥用量相差数千倍。进一步对全省氮、磷、钾投入产出状况进行分析发现,氮素从1982年开始盈余,每年盈余的氮素在30万吨左右;磷素从1972年开始盈余,2002年盈余高达134.64万吨;自1952年以来,钾素一直处于亏缺状态,目前每年亏缺60万吨左右。     

农田氮、磷的流失与水体富营养化

农田氮、磷的流失，不仅造成化肥的利用率降低，农业生产成本上升，还对水环境造成污染，引起水体富营养化。本讨论了农田氮磷流失对水体富营养化的贡献、农田氮磷流失途径及影响因素。提出了减少农田氮磷流失、控制水体富营养化的措施。     

农田土壤养分平衡状况及其评价的试点研究

本文研究了黄淮海平原二个主要农业自然经济类型区定位监测点的农田土壤养分收支平衡状况,并用养分允许平衡盈亏率进行评价.玉田县和陵县试区,N盈余分别平均为82.7～107.1、32.0～184.2 kg/hm2.a,可能会造成N素的大量损失和引起较严重的环境污染;P2O5盈余分别平均为21.1～22.9、74.3～77.5 kg/hm2.a,玉田县试区磷肥的施用基本合理,而陵县试区磷肥未得到合理高效利用;K2O亏缺分别平均为54.2～78.5、183.3～216.7 kg/hm2.a.     

校园封闭型水体富营养化状况研究

了解校园内封闭型水体的富营养化状况,找出影响其水质的主要因素,为后续治理和改善提供依据。对湖南农业大学校园内5个水体的8个点位进行了采样分析,具体监测3类富营养化评价指标(TP,TN,叶绿素a)和基础指标(温度、pH、透明度、化学需氧量、5d生化需氧量等),通过对比国家地表水环境质量标准,采用综合营养状态指数法计算得到各监测点的综合营养状态指数。1号和3号采样点处于中度富营养化状态,4号和5号采样点为轻度富营养化状态,2号采样点为中营养状态。校园地表水水质富营养化重点在于TN含量的过高很大程度上拉高了综合营养状态指数的综合值,后续治理应该从降低水体中TN含量方面着手。     

农田土壤养分平衡状况及其评价的试点研究

本文研究了黄淮海平原二个主要农业自然经济类型区定位监测点的农田土壤养分收支平衡状况,并用养分允许平衡盈亏率进行评价。玉田县和陵县试区,Ｎ盈余分别平均为８２．７～１０７．１、３２．０～１８４．２ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ可能会造成Ｎ素的大量损失和引起较严重的环境污染;Ｐ２Ｏ５盈余分别平均为２１．１～２２．９、７４．３～７７．５ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ,玉田县试区磷肥的施用基本合理,而陵县试区磷肥未得到合理高效利用     

农田氮、磷向水体迁移原因及对策

农田氮、磷向水体迁移,不仅造成化肥的利用率低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化。综合评述了农田氮、磷向水体迁移的原因及其控制方面的国内外研究进展。氮、磷肥的过量施用和施用比例不合理是导致农田氮、磷向水体迁移的主要原因;氮、磷向水体迁移量受土壤质地、施肥种类、降雨条件等因素影响;相应措施如优化土地利用、合理施肥和处理农田径流等均可有效地降低农田氮、磷向水体迁移风险。在当前的非点源污染治理中,应采取有力措施控制农田养分流失。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

水葫芦能源利用的生命周期环境影响评价

水葫芦厌氧发酵能源化利用已成为水葫芦处理与资源化利用的一个重要途径,以江苏省农业科学院水葫芦中试基地与常州市武进区水葫芦综合利用示范工程为案例,利用生命周期评价的方法建立水葫芦厌氧发酵产沼气工程污染物排放的清单,并对系统生命周期环境影响进行评价,以水葫芦能源利用产生1MWh电能为功能单位,评价其对环境产生的影响。研究过程将整个生命周期分成3个阶段：水葫芦厌氧发酵预处理、水葫芦厌氧发酵产沼气发电和沼液沼渣农田应用,重点考虑了3种环境影响类型：全球变暖、环境酸化和富营养化。评价结果为：各类型环境影响指数分别为2.1×10^-3、4.89×10^-2和1.98×10^-1,与能源作物发电及传统火力发电相比较,水葫芦厌氧发酵能源化利用中的CO2、SOx、NOx等污染物排放量均较低,对环境的负面影响最小,但水葫芦能源利用的生命周期效率仅为0.09,低于能源作物热电联用的技术途径（0.119）。降低水葫芦厌氧发酵能源化利用中的石化能源消耗、控制堆肥及沼液沼渣有机肥施用过程中氨挥发损失,对于提高水葫芦能源转化效率与降低环境影响指数至关重要。     

Phytoremediation of Nitrogen-Polluted Water Using Water Hyacinth

ABSTRACT

Aquatic plants can be used for treating eutrophicated water in a simple and cost-effective manner, but many such plant systems remain to be characterized. The effects of growing Eichhornia crassipes on removal of nitrogen (N) from the eutrophicated water were investigated in a large-scale enclosure system installed in hyper-eutrophicated water in Hua-jia-chi pond, Hangzhou city, China. Total N concentration in the enclosures decreased from 2.1 to 0.50 mg L^{? 1} after growing Eichhornia crassipes for 44 d. Ammonium concentration decreased at least 2-fold after plant growth. Nitrite concentration decreased to below detection limit after growing Eichhornia crassipes for only 14 d and was maintained at that level afterwards. Chlorophyll a concentration (an indicator of water eutrophication) decreased to 10 μ g L^{? 1} after 44 d. The water transparency increased significantly, reaching the depth of 1.8 m (i.e., to the bottom of the pond) after 44 d. Eichhornia crassipes removed 21.7 kg nitrogen from 6,000 t of hyper-eutrophicated water in the enclosures, thus quickly and effectively improving the water quality. Growing Eichhornia crassipes is the first step toward re-establishing natural ecosystem functions in eutrophicated water bodies.     

腐植酸复混肥对葡萄养分吸收利用的影响

为明确不同腐植酸复混肥施用量,对葡萄生长及土壤养分的影响,采取以二年生葡萄幼树进行盆栽试验。结果表明,与等养分无机化肥相比,腐植酸复合肥明显提高了葡萄植株对N、P、K肥的利用率,使土壤中的N素释放减缓,P的移动性和K的含量有较明显提高,并使土壤中有机质含量有增加的趋势。     

2个小麦品种水分利用效率的差异及其与深层水分利用的关系

研究旨在探究不同小麦品种对深层土壤水分利用差异及其对产量、水分利用效率的影响。试验于2017—2019年在陕西长武进行,试验为品种、播量双因子试验,品种为主处理(A为长旱58,B为长航1号),播量为副处理(10:播量150 kg/hm~2,12:播量180 kg/hm~2),分析不同处理对冬小麦各生育期土壤水分消耗及其产量和水分利用效率的影响。结果表明:在不同的试验年,与长旱58相比,长航1号对土壤水分的消耗均显著增加。与此同时,相比长旱58,长航1号的小麦穗粒数、收获指数、产量及水分利用效率均显著提高。说明长航1号较长旱58增加了对土壤水分的消耗,尤其增加了对深层土壤水分的消耗,从而影响小麦穗粒数和收获指数,最终获得了较高的产量及水分利用效率。     

长期施用化肥条件下土团聚体中有机碳与养分分布

[目的]探究长期施肥与小麦—玉米轮作下(蝼)土表层水稳性团聚体组成及对团聚体中有机碳和养分分布的影响,为评价长期施肥对改善(蝼)土肥力状况的影响提供科学依据.[方法]利用田间长期施用化肥与轮作定位试验,通过湿筛法分离土壤水稳性团聚体,得到土壤团聚体构成,并测定不同粒径团聚体中有机碳和养分的含量.[结果]结果表明长期施用化肥显著影响土壤水稳性团聚体含量,长期施肥降低了＞2 mm的水稳性团聚体数量,增加了＜1 mm的水稳性团聚体含量.施肥在一定程度上提高了水稳性团聚体有机碳的含量,但施用高量氮、磷下0.25～0.5 mm和＜0.25 mm水稳性团聚体中有机碳含量明显低于施用低量氮、磷肥料.不同施肥处理土壤水稳性团聚体全氮含量变化趋势与水稳性团聚体有机碳含量基本一致.磷素在不施肥处理各粒径团聚体中均匀分布,低氮、磷处理各粒径团聚体中全磷含量差异较小,高氮、磷处理各粒径土壤团聚体中全磷含量变化无明显趋势.长期施肥降低了＞2 mm水稳性团聚体中全K含量,增加了＜2 mm的水稳性团聚体中全K含量.[结论]水稳性团聚体关系土壤有机碳、氮的数量,水稳性团聚体及其中有机碳、氮含量在氮磷化肥的长期施用下变化无明显规律,并且,长期施用氮、磷化肥下土壤磷素和钾素在土壤中的保存及供应能力也受到影响.因此,需要合理施肥管理,促进农田生产力的可持续发展.     

Saving Irrigation Water for Winter Wheat with Phosphorus Application in the North China Plain

Conserving irrigation water resources is a most important measure for sustainable wheat production in the North China Plain. In the present study, the effect of phosphorus (P) application for saving irrigation water was evaluated. The application of fertilizer P increased nitrogen and phosphorus uptake, shoot biomass, head number, seed number and, consequently, grain yield, and increased soil water use and seasonal evapo-transpiration. The lower the volume of irrigation water applied, the more obvious were these effects. When winter wheat was basally fertilized with 88.5 kg P₂O₅/ha and irrigated with 90 mm at the jointing stage, the highest fertilizer P use efficiency, apparent P recovery and net profit (due to irrigation and/or fertilizer P) were obtained. The results suggested that fertilizer P should be used for saving irrigation water resources in the North China Plain.     

水肥耦合对春小麦水分利用效率的影响

采用312-D最优饱和设计,在辽西半干旱区开展了连续4年的春小麦田间水肥耦合试验,研究春小麦水分利用效率.结果表明水肥单因子对水分利用效率有显著影响,影响顺序为水＞磷＞氮.其中,氮、磷施用量对水分利用效率的提高是正效应,而灌水量对水分利用效率是负效应.水肥多因子对水分利用效率有交互效应,氮与磷之间、氮与水之间的交互效应极显著,对水分利用效率表现为正效应.磷与水之间表现为负效应,但不显著.水分利用效率超过10 kg/(hm2·mm)的水肥优化管理方案为,施氮量102.6～239.3 kg/hm2,施磷量84.3～139.0kg/hm2,灌水量41.0～170.9 mm.获得最大水分利用效率的施氮量220.6 kg/hm2,施磷量76.0 kg/hm2,灌水量117.4 mm.     

旱地麦田水肥关系及对产量的影响试验研究

用微区隔离遮雨棚法研究结果分析回归得出，氮肥用量、磷肥用量、供水量与冬小麦产量之间关系。固定肥料用量，在试验供水范围内水分和小麦产量呈近似直线关系；固定供水量，施肥量和小麦产量呈抛物线关系。氮肥用量和供水量之间有明显的正交互作用，磷肥用量与供水量之间交互作用不明显。大田不同降雨年份试验结果表明，施肥增产效果是降雨多＞降雨中＞降雨少的年份，在蓄墒期、生育期降雨量为355、411和523 mm的低、中、高降雨年份，冬小麦达最高产量时的氮、磷肥用量分别为每hm²施N 64.5 kg、P₂O₅52.5 kg；N 27.5 kg、P₂O₅105.0 kg和N 192.0 kg、P₂O₅157.5 kg。     

麦田生态系统中的水肥时空关系与调控途径

本研究表明，小麦对水分的消耗和养分的吸收不是同表的；拔节--抽穗期是小麦对水分最敏感的时期，该期的水分状况对产量和肥效的影响最大，返青--拔节期是对水分最不敏感的时期。麦田灌水量直接影响肥料氮在土体中的淋洗深度，进而影响到其肥效的发挥与损失量，因而控制灌水量是减少水源浪费与肥料损失、提高肥效的重途径。并提出了以冬施肥为核心的缺水麦田水肥调控途径。     

不同产量水平葡萄园水肥投入特点及其土壤-树体养分特征分析

选择河北省葡萄主产区张家口怀来县鲜食和酿酒葡萄典型高低产园为研究对象,连续2a跟踪剖析其水肥投入特点,比对分析树体营养与土壤养分协调供应关系。结果表明:(1)生长季总灌溉量高产园<低产园,灌溉水利用效率明显高于低产园;酿酒葡萄高产园灌溉量为1 822m3/hm2较为适宜。(2)当地高低产园养分投入均偏高且盈余严重,鲜食果园氮、磷、钾盈余量分别为693.3,663.9,705.3kg/hm2,酿酒果园则为145.9,353.3,246.4kg/hm2;高产园较为关注生长季全程及需钾关键生育期钾肥追施补充。(3)鲜食高产园果实可溶性固形物、还原性Vc显著高于低产园;酿酒高产园氮、磷、钾肥偏生产力均明显高于低产园,实现了养分资源的高效利用。(4)树体氮素含量叶片>叶柄、果穗,生长季总体呈下降趋势,土壤硝态氮与树体氮素含量没有明显相关性;叶片磷素变化剧烈,鲜食和酿酒分别呈现"高-低-高"和"M"状动态变化,叶柄和果穗波动较小,土壤速效磷与叶片磷素含量呈负相关趋势;整个生长季植株钾含量表现出叶柄>果穗>叶片的趋势,叶柄中钾素变化波动较大,高产园花后始终维持较高的土壤供钾水平。(5)建议葡萄植株氮磷营养诊断应选取花后叶片,钾则以花后叶柄为宜。