生物质炭复合肥对小麦产量及温室气体排放的影响

选择了棉花秸秆(CBF)、玉米秸秆(MSF)、小麦秸秆(WSF)、稻壳(RHF)、花生壳(PHF)和生活废弃物(HWF)6种炭基复合肥,以当地常规化肥施用为对照(CF),研究田间条件下不同生物质炭复合肥对小麦产量及麦田温室气体排放的影响。小麦基肥中炭基复合肥和常规肥料的施用量分别为300 kg hm-2和356 kg hm-2,后期均追施等量的复合肥及尿素。结果表明:施用6种生物质炭复合肥均显著提高了小麦的产量,增产幅度达20%~35.4%,氮肥偏生产力也显著提高17.9%~34.4%,其中花生壳、棉花秸秆和玉米秸秆炭基复合肥处理下的小麦产量和氮肥偏生产力显著高于生活废弃物和小麦秸秆炭基复合肥。施用生物质炭复合肥均显著降低了麦田N2O的排放,减排幅度在56.0%~65.4%,但不同炭基复合肥间没有显著的差异。生物质炭复合肥对麦田CH4及CO2的排放无显著影响。麦田的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)在施用生物质炭复合肥处理下分别降低57.5%~66.9%和68.0%~77.5%。由此可见,生物质炭复合肥在提高氮肥偏生产力和作物产量以及温室气体减排方面具有较大的应用潜力。     

磺化炭基复合肥对盐化潮土小麦生长及土壤养分的影响

为探究有机废硫酸低温炭化技术制备的新型磺化炭基复合肥在滨海盐化潮土区小麦上的施用效果,采用大田试验,研究了不施肥(CK)、磷酸二铵(DP)、15-15-15三元复合肥(CF)及炭添加量分别为6%、8%、12%、16%和20%的磷酸二铵炭基肥和三元炭基复合肥对小麦干物质累积量、产量、养分利用率及土壤养分状况的影响。结果表明:施用生物炭基复合肥显著提高了小麦籽粒产量,且随着生物炭添加比例的增加,小麦籽粒产量呈先增加后降低的规律。磷酸二铵炭基肥中CDP8%和CDP12%处理增产效果较好,分别较DP处理增产6.42%和5.82%;三元炭基复合肥中CCF12%处理较CF处理籽粒产量显著提高4.92%。生物炭的添加可增加植物体内氮、磷、钾养分的累积量,从而提高肥料养分利用率,其中炭添加量6%～12%表现效果最佳。施用生物炭基复合肥对小麦各生育期土壤速效养分具有不同程度的提高作用。在小麦拔节和孕穗期,炭添加量为6%～12%的两种类型炭基复合肥对土壤硝态氮含量增加显著,增幅分别为17.40%～40.34%和5.45%～12.31%;在成熟期,CDP6%、CDP8%和CDP12%处理土壤有效磷含量较DP处理显著提高了8.49%～13.95%。另外,施用磺化炭基复合肥较普通复合肥显著降低了小麦返青期耕层土壤pH。综上所述,施用生物炭添加量6%～12%的磺化炭基复合肥对于提高土壤速效养分含量具有积极作用,可提高小麦籽粒产量和养分利用效率。     

木醋液—生物质炭基肥对玉米苗期生长及氮素利用率的影响

利用玉米秸秆炭、木醋液与化肥等原料制成生物质炭基肥,通过盆栽试验研究生物质炭与木醋液复配制肥对玉米苗期农艺性状、氮素利用率的影响。结果表明,与常规炭基肥比较,添加20%、40%木醋液的炭基肥氮素利用率分别提高13.87%和23.49%。炭基肥处理对玉米苗期各农艺性状有显著(P 0.05)提高作用,其中木醋液添加量在40%的炭基肥处理最大叶面积较常规炭基肥显著提高10.24%,地下部生物量比其他处理提高9.16%~22.76%。在玉米生长过程中,炭基肥各个处理土壤铵态氮和硝态氮含量均高于化肥,20%和40%高木醋液含量的炭基肥处理玉米植株茎和叶的硝酸盐含量分别比常规炭基肥提高14.95%、17.45%和60.98%、75.61%。因此,复配木醋液的生物质炭基肥在提高肥料利用率、促进植物生长方面具有很好潜力。     

不同生物炭对风沙土土壤养分及氮素利用率的影响

风沙土是我国重要耕地之一,具有土质瘠薄、漏水漏肥等特点,易造成肥料利用率低、产量低等问题,急需对其改良,以提高其保水保肥能力。以风沙土为研究对象,采用玉米秸秆生物炭(BM)、水稻秸秆生物炭(BR)及花生壳生物炭(BP),设置生物炭两个不同施用量:0.5%土重和1%土重。采用盆栽试验,研究添加不同来源和数量生物炭对土壤养分和氮素利用率的影响。结果表明:不同种类生物炭均可以提高风沙土土壤pH、有机碳、速效钾含量。随着生物炭用量的增加,增加效果越明显;与未施生物炭处理(CK)相比,高量水稻秸秆生物炭处理对土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾含量提升效果最显著,分别提高了101.70%、20.30%、14.92%、88.36%;高量花生壳生物炭处理对土壤pH提升效果最显著,提高了0.46个单位。不同种类的生物炭均提高了土壤氮素残留率和利用率,随着生物炭用量的增加,土壤氮残留率提高,其中以高量水稻秸秆生物炭处理和高量花生壳生物炭处理提升幅度最大,与CK相比,分别提高了45.47%、36.10%。而氮素利用率随着生物炭用量的增加却出现降低趋势,低量玉米秸秆生物炭的处理氮素利用率最高,为51.32%。土壤氮残留率与花生籽粒产量、土壤pH、有机碳、有效磷、速效钾呈显著正相关关系,与氮肥利用率呈显著负相关关系。综上所述,施加生物炭能显著改变风沙土土壤有效养分含量。高量水稻秸秆生物炭和花生壳生物炭短期内可以显著提高氮残留率,而在氮肥利用率提升方面不如玉米秸秆生物炭,高量花生壳生物炭增产效果最好。     

两种水分含量下生物质炭对黑土N2O排放及硝化反硝化基因丰度的影响

生物质炭对土壤结构改良、土壤肥力提升和农田温室气体排放具有重要意义。本研究以吉林省梨树县典型黑土为研究对象，通过培育实验，研究不同土壤水分含量（40%WHC和100%WHC）下，生物质炭种类（玉米秸秆生物质炭和稻壳生物质炭）和施加量（0%、1%和4%（w/w））对黑土N2O排放及硝化反硝化功能基因丰度的影响。结果表明，随着秸秆生物质炭施加量的增加，土壤N2O排放呈下降趋势，4%高量秸秆生物质炭添加下，土壤N2O排放量仅为1%低量秸秆生物质炭添加下的33.9%。同时土壤NO- 3-N也表现出一致性规律，4%高量生物质炭添加下土壤NO- 3-N含量显著低于1%低量生物质炭。在100%WHC土壤水分状况下，玉米秸秆生物质炭显著增加了土壤N2O排放，而稻壳生物质炭则显著降低了土壤N2O排放。高土壤水分显著促进了土壤N2O排放，进一步为实时荧光定量PCR结果所证实，高土壤水分通过增加nirS基因丰度进而促进了土壤反硝化作用过程，而4%高量稻壳生物质炭添加下nosZ基因丰度显著高于玉米秸秆生物质炭添加，表现出更强的N2O还原潜力。尽管amoA-AOA基因丰度在不同生物质炭添加量下并未发生显著变化，但amoA-AOB基因丰度在高量玉米秸秆生物质炭添加下显著下降。结果说明，土壤水分和生物质炭通过影响土壤硝化反硝化微生物的营养底物和代谢过程，进而影响土壤N2O排放特征。     

炭基肥对植烟黄壤性状和烤烟养分积累、产量及品质的影响

针对贵州植烟黄壤酸化、水肥流失、瘠薄以及烤烟养分吸收和产量偏低等问题。以我国主要烤烟品种云烟87和贵州黄壤为供试材料,通过大田试验,设置不施肥(NF)、常规肥(CF,条施酒糟有机肥和烤烟专用基肥,穴施烤烟专用追肥)和炭基肥(BF,条施炭基酒糟有机肥和炭基复混肥,穴施烤烟专用追肥)3个处理,研究炭基肥对植烟黄壤的化学性质、微生物数量、酶活性和烤烟养分积累、产量、挥发性香气物质、化学成分的影响,以期为推动炭基肥在贵州植烟黄壤保育、烤烟养分和品质调控上的应用提供科学指导。结果表明:与常规肥(CF)比较,施用炭基肥(BF)可以显著提升土壤pH、有效磷和速效钾含量;显著增加土壤细菌、放线菌和真菌数量;提高土壤脲酶和过氧化氢酶活性,其中过氧化氢酶活性增幅显著,达10.6%;提高肥料农学利用率;提高烤烟氮、磷、钾积累量和产量、烟叶挥发性香气物质总含量;显著增加烟叶类胡萝卜素含量。上述结果表明炭基肥可以保育植烟黄壤,提升烤烟养分积累和调控烟叶香气,可在贵州及我国西南类似烟区推广应用。     

玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质表征

为了解玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质,通过实验室自制玉米秸秆生物质炭基化肥,研究生物质炭添加量对炭基肥的形貌特征、pH、表面官能团种类和元素组分的影响。结果表明:玉米秸秆生物质炭具有丰富的孔隙结构,化学肥料添加量越大,结构表面无序化程度越高;总孔容和平均孔径的变异范围分别为2.1～3.3 cm3/kg和2.7～3.2 nm,平均为2.8 cm3/kg和2.9 nm。生物质炭化后,C-O-C、-COOH、-CH3、-CH2消失,化学肥料并不影响生物质炭缓释载体原有的分子结构,只是影响其元素含量。与未加化肥的生物质炭对照相比,炭基肥中C、H元素含量降低,而N、O元素含量升高,变幅分别为47.7%～68.4%、20.2%～28.2%、59.5%～82.6%和164.0%～228.8%,平均为59.4%、24.1%、71.9%和196.5%;而元素组分的H/C、O/C和(N+O)/C都有所增大。总之,化学肥料存在于生物质炭表面和孔隙之中,其添加并未改变生物质炭的骨架结构和官能团种类,而元素组分含量和原子比(H/C、O/C和(N+O)/C)的改变将可能更有利于增强生物质炭基肥的保水与吸附性能。     

基于生物质裂解活性有机物的有机-无机水溶肥对空心菜产量、品质及养分的影响

用秸秆热裂解液态产物制备有机-无机水溶肥(以下简称炭基水溶肥),探讨其在蔬菜生产上的应用效果。提取生物质炭可溶性有机物,配合添加无机养分,制备成炭基有机无机水溶肥(S),设置不同稀释倍数(x)喷施的空心菜小区试验,并与某品牌的市售商品水溶肥(D)对比,分析对空心菜产量、叶绿素、品质、常量及微量元素含量的影响。结果表明,炭基水溶肥对空心菜产量、品质及养分的影响与肥料施用的稀释倍数密切相关。同D4x相比,S10x、S8x和S5x显著提高空心菜产量达22.60%～38.98%,S10x和S8x显著提高维生素C含量7.68%和8.78%,S12x、S10x和S8x显著提高全N含量达4.76%～8.70%,S8x和S5x显著提高全K含量均约24%。炭基水溶肥与市售水溶肥都显著降低硝酸盐含量,同CK相比,S12x、S10x和D4x的降幅为15.69%～22.41%。炭基水溶肥还显著提高空心菜Fe、Mn和Zn等微量元素含量,以S10x和S8x处理效果尤为显著。施用炭基水溶肥具有空心菜增产优质的综合作用效果,且以8x～10x稀释处理效果最佳,且大部分指标明显优于供试的市售水溶肥。因此,生物质热裂解产品在开发有机-无机水溶肥方面具有一定的市场潜力。     

超微细磷矿粉包膜缓释肥的缓释特征及其对大白菜生理特性的影响

以超微细磷矿粉为主要膜材料对普通复合肥(N-P2O5-K2O:15-15-15)进行包膜,制备了超微细磷矿粉分别占膜材料质量0%、40%、50%和60%比例的4种包膜缓释肥料,分别为CRF2、CRF3、CRF4、CRF5。通过室内养分缓释性能试验和大田试验研究了超微细磷矿粉包膜肥养分缓释特征及其对大白菜生理特性的影响。结果表明:1)用日产JEM-1200EX型电镜扫描观察膜形态结构,4种比例的超微细磷矿粉包膜复合肥随膜材中超细磷矿粉比例的增加其膜壳表面均匀度和致密度增强,对养分释放的缓释能力逐步增强,但缓释效果较树脂包膜肥略差。4种自制包膜肥的养分释放期较普通复合肥延长58～68d,但低于释放期为88天的树脂包膜肥。4种自制包膜肥在土壤培养试验中的土壤氮素表观释放率与树脂膜接近。2)与普通复合肥相比,4种自制包膜肥,能不同程度提高大白菜中后期叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)等,提高结球期根系活力及叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等酶的活性。同时,大白菜单株的结球质量增加0.17～0.77㎏,产量提高6.66%～35.50%,提高了收获期大白菜的含糖量、糖酸比以及维生素C(VC)含量;3)与树脂包膜复合肥相比,各项生理指标均无显著差异。4种自制包膜肥的缓释性能及改善大白菜生理特性的顺序均为:CRF5≈CRF4>CRF3>CRF2。     

芦荻生物质炭基肥研制及其对水稻土氮损失的影响

为实现秸秆资源化利用和强化生物质炭基肥生产应用,以洞庭湖芦荻秸秆热解生物质炭为基质,采用包膜和混合造粒技术,以改性淀粉为黏合剂,辅以膨润土、腐殖酸等材料制备包膜炭基肥(CT)和混合炭基肥(MT)。以生物质炭占比10%(T1),15%(T2),20%(T3),25%(T4)和30%(T5),从微观形态结构、养分释放速率、粒径及抗压强度等基本性质进行择优筛选,将筛选后的炭基肥处理(CT2、CT3、CT4和MT1、MT2、MT3)与普通复合肥(NPK)、不施肥(CK)共8个处理进行室内水稻盆栽试验,对比不同研制方式及生物质炭添加量下水稻土氨挥发及氮素渗漏流失差异。结果表明:炭肥比越大,肥料结构愈紧密,累积氮素释放率愈低,但过量的生物质炭的添加会造成肥料粒径不均匀、抗压强度不达标。包膜生物质炭基肥以15%~25%的生物质炭添加量较适宜;混合生物质炭基肥以10%~20%的生物质炭添加量较适宜。与NPK处理相比,CT2、CT3、CT4处理氨累积挥发量分别降低12.95%,27.96%,23.82%,氨挥发损失率分别降低16.56%,35.67%,30.57%,以CT3效果最好;MT1、MT2、MT3处理氨累积挥发量分别降低33.72%,41.48%,16.06%,氨挥发损失率分别降低43.31%,53.18%,20.38%,以MT2效果最好。2种炭基肥均可减少盆面水铵氮平均浓度,与NPK处理相比,最高降幅分别达20.74%(CT4)和39.90%(MT2);混合造粒炭基肥中以MT2处理的全氮、硝氮浓度降幅最大,分别达5.50%,5.09%,而包膜炭基肥各处理间差异均不显著。与NPK处理相比,施包膜炭基肥处理的渗漏水中铵氮与全氮平均浓度分别显著降低8.93%~14.00%,8.84%~16.38%,而各处理间硝氮平均浓度均无显著性差异。施混合炭基肥可降低铵氮、硝氮和全氮平均浓度,分别达11.16%~12.42%,3.22%~22.29%,11.14%~15.86%。此外,炭肥比越高,生物质炭的氮减排效应越明显,但添加量过大其氮减排量并无显著性增加。总体而言,2种工艺制备生物质炭基肥均能有效降低氨挥发损失以及减缓氮素径流渗漏损失风险。其中,包膜炭基肥以20%~25%生物炭添加量效果最优,混合炭基肥以15%最优。     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

物联网安全及解决措施

物联网是一个集信息通信、数据交换、传感器技术与软件工程于一体的综合性产业,探讨和分析了物联网的结构体系与发展中遇到的安全问题。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。     

Characterization of physical and chemical properties of Varzea soils of Goias State of Brazil

Abstract

Brazil has approximately 30 million hectares of lowland areas, known locally as “Varzea,”; distributed throughout the country. Soils in these areas have the potential to support agricultural production, but very little is known about their fertility. The current experiment was undertaken to characterize the chemical and physical properties of representative “Varzea”; soils collected at 0–20, 20–40, 40–60, and 60–80 cm depth intervals from 23 sites in Goias State of Brazil. Organic matter contents averaged 42 g/kg in the surface 20 cm of soil and should make a significant contribution to overall nutrient availability. Soil pH increased slightly with depth from a mean value of 5.2 in the surface 20 cm of soil to a mean value of 5.4 in the 60–80 cm depth interval. Several soils had exchangeable Al values ≥ 1.0 cmol Al/kg, but soil Al saturation was generally less than the 60% level frequently associated with Al toxicity. However, cereal and legume production could benefit from lime addition in many of these soils. Although base saturation was fairly low in some soils, exchangeable Ca and Mg levels were, in general, adequate throughout the profile. Extractable P levels were adequate in most surface soil samples. Extractable K levels in these soils were generally low, and the application of K fertilizers should be beneficial, especially in conjunction with lime addition. The high clay content “Varzea”; soils of the Brazilian lowlands have some drainage problems but generally exhibit favorable chemical properties for crop production when compared to soils of the well‐drained Cerrados.