水肥调控技术及其功能性肥料研究进展

综述水肥调控的有关技术,以及以高吸水性树脂 (super absorbent polymer,SAP) 为保水、缓/控释材料制备保水型缓/控释肥料的研究进展,为今后此类肥料的开发、应用提供依据。水分和养分是限制我国旱地农业可持续发展的主要因子,以肥调水,以水促肥,充分发挥水肥的协同效应是提高水肥利用率的关键。目前,水肥调控 (耦合) 技术的实施主要通过农艺措施和施肥灌溉技术来完成。近年来,随着SAP性能的不断改善和使用的普及,人们对SAP在吸水保水的同时,对土壤肥料养分的保持和缓释作用开始给予了重视,以SAP为保水、缓释材料的保水型缓/控释肥料的研究成为水肥调控研究的热点。SAP与一般聚合物不同之处是它具有高度亲水性,聚合物的骨架是一个适度交联的网状结构,进入树脂分子内的养分离子或分子可以以各种结合形式被暂时固定而延缓了养分的释放。土壤中可溶性盐对SAP吸水性能有重要影响,但尿素分子影响甚小。保水型缓/控释肥料可通过养分负载、复混或包膜等工艺制备。保水型缓/控释肥料是水肥调控 (耦合) 技术、化学制剂保水节水技术和肥料缓/控释技术的综合运用和物化的载体,兼具吸水、保水和养分缓/控释功能,实现水肥在同一时空条件下的一体化调控,同时提高水分和肥料的利用效率,在农业、林业、环境修复、生态工程等领域具有广阔的应用前景。未来工作是进一步寻求合适的SAP制造原料和工艺,降低成本;应用分子设计,改善SAP的结构,提高生物降解性,控制盐分的不利影响,提高肥料的吸水、保水和对养分的缓释性能;加强养分释放机理和不同于普通缓/控释肥料评价方法的研究。     

抗旱型复合肥在越夏西红柿上的施用效果

抗旱型复合肥是针对我国北方干旱少雨,特别是旱薄地土壤蓄水能力差,土壤养分水分容易流失,产量水平低而不稳的特点,拟研制开发的一种新型肥料。为了探讨肥料中各成分的最佳配比及吸水剂的保水效果,在南部山区越夏西红柿上进行了不同复合肥品种,不同吸水     

保水剂与肥料互作及保水缓/控释肥料研究展望

保水剂在农业上的作用日益重要,肥料与保水剂一体化使用是水肥调控的重要技术,是肥料研究的国际前沿。保水剂是吸水量超过自身重量数百倍以上的亲水性高聚物。保水剂一般分为天然的,合成的及半合成的。保水剂与肥料可以通过物理混合、包膜或化学合成三种方式结合为一体化的保水缓/控释肥料。保水剂具有吸水吸肥功能,保水剂可吸附大量中性分子,对阳离子养分也有较强吸附作用,对阴离子养分吸附弱。肥料种类与盐浓度影响保水剂的吸附作用与膨胀能力。保水缓/控释肥料在土壤中对肥料养分有延迟释放作用。保水缓/控释肥料可改善土壤持蓄水分和水肥交互作用,促进植物对养分的吸收和作物增产。保水缓/控释肥料发展方向是包膜和化成保水缓/控释肥料。保水缓/控释肥料湿润及养分控释机理研究也需要加强。     

元谋干热河谷区节水农业与林业的技术研究

干旱缺水是提高干热河谷旱坡地粮食产量和提高植树造林成活率的主要制约因素。为了充分利用有限的降水,进行了旱坡地“地下地膜隔水墙”节水农业（节水造林）技术及果树节水灌溉栽培试验。结果表明,旱坡地粮食增产6.5%-20.2%,造林成活率提高20%-30％,果树栽培节水率60％－80％,且生长良好。     

保水缓释氮肥水分状态与吸持特征研究

保水肥料的水分有效性不但取决于保水肥料的吸水倍率,还取决于水分在保水肥料中的存在状态及吸持特征。首次用差示扫描量热仪(DSC)和水分特征曲线方法对实验合成的保水缓释氮肥水分状态及吸持特征进行了研究。发现保水缓释氮肥的自由水+束缚水含量随着平衡含水量增大而提高,保水缓释氮肥平衡含水量中94％以上为自由水＋束缚水,其与普通水具有相同或相近的热力学性质,其相当于土壤重力水,毛管水和薄膜水之和,保水缓释氮肥所持水分90％以上是植物有效水。保水缓释氮肥的结合水占5％以下,其相当于土壤吸湿水,是植物难利用水。DSC测定的有效水(94％)和水分特征曲线测定的有效水(91％)十分接近,因此,DSC可作为评价吸水保水缓释肥料有效性快速方法。保水缓释肥料可增加土壤持水量,降低土壤水分蒸发,提高土壤保水和释水量。保水缓释氮肥合成过程中待聚液保温时间是一个重要工艺参数。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

香蕉减量施肥与氨基酸水溶性肥配施效果研究

通过大田试验,研究减量施肥对香蕉生长、产量、品质及土壤养分、肥料利用的影响,以期为广东珠江三角洲新植香蕉产区化肥减量与提质增效提供技术和依据.以常规施肥为对照,采用减施化肥总量26％(减氮25％、减磷33％、减钾25％)和减施化肥总量40％(减氮50％、减磷50％、减钾25％)+氨基酸水溶性肥2种减施方式对香蕉生长势、...     

保水包膜尿素肥料理化特征

保水肥料是缓/控释肥料剂一个新的发展方向。本文中作者对研发的一种保水缓释包膜尿素肥料的包膜物理化学特征,养分缓释机制进行了研究。电镜观察显示,保水材料包膜上存在网状孔隙,膜厚度0.12mm~0.30mm,是水分贮存的物理空间。红外光谱分析表明,保水材料与尿素表面存在着氢键作用,这种氢键作用使保水包膜材料对尿素有一定吸附作用,这是保水包膜尿素具有养分缓释的一种机制。吸水倍率测定表明,保水包膜材料吸水倍率在70倍以上,吸水达饱和的时间为1.4小时,在盐水中还有一定的吸水倍率,pH为6.87。因此,保水包膜尿素肥料是水肥复合一体化的缓释肥料。     

保水缓/控释肥料的研究进展

肥料与保水剂复合一体化使用是水肥调控的重要技术,是肥料研究的国际前沿。该文主要对保水剂与化肥的复合方式与工艺,保水剂与肥料养分相互作用及其研究方法,以及保水及保水肥料应用的水肥效应方面的进展进行综述,并指出了保水缓/控释肥料研究存在的问题和今后努力的方向。保水剂与肥料可以通过物理混合(吸附或造粒)、包膜或化学合成3种方式结合为材料与功能复合一体化的保水缓/控释肥料,包膜和化学合成是高养分含量保水缓/控释肥料制备的先进工艺。肥料或盐影响保水剂的吸水膨胀及吸附作用,因肥料及盐的种类和离子电价而异。7 d溶解量法、土壤淋洗法及土壤培养法等是研究保水剂及保水缓释肥料养分吸附解吸的常用方法。保水剂或保水缓/控释肥料对一些养分的缓释作用报道基本一致,对土壤水分改善作用存在不一致的报道,与高盐含量和保水剂用量有关。保水缓/控释肥料今后发展方向应加强养分含量与吸水倍率指标标准、保水材料及其与肥料复合机制的创新、以及湿润及养分控释机理的研究,还应加强中试及产业化技术开发研究。     

高分子保水剂农业应用研究进展

高分子化合物作为一种新型保水抗旱材料在农业上得到了广泛的应用。保水材料通过自身的吸水供水,增加土壤团粒结构,降低土壤容重,增加孔隙度,抑制蒸发达到保水效果,减小了降雨对土壤的侵蚀。通过减少养分淋失,达到提高肥料利用效率和减少肥料污染的作用。大量试验结果表明高分子保水剂能够促进种子的出苗及植物生长,但必须结合土壤含水率正确使用。未来研究应重点开发低成本保水保肥多功能保水剂,不断扩大保水剂的应用领域和范围。     

有机肥与生防菌结合防治香蕉枯萎病的初步研究

研究在适宜化肥用量条件下配施有机肥与生防菌、土壤消毒与生防菌对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治效果的影响。结果表明,两个配施鸡粪处理分别在香蕉营养生长期和抽蕾期蕉株最高,茎围最大。鸡粪淋施复合芽孢杆菌处理成熟蕉果可溶性糖含量与Vc含量最高,产量最高,比氮磷钾处理增产8.9%;在种植后5个月才开始发病,发病时间延缓,发病后病况稳定且发病率最低,为17.8%,比其它处理降低6.6～46.6个百分点,防治效果最好。受香蕉收获株数减少、种植成本上涨、香蕉价格不稳定等因素影响,建议在已发枯萎病蕉园种植其它作物以获得更高种植效益。     

陡坡地杏树高产优质与肥水关系研究

杏是陕北黄土峁状丘陵区大于25°陡坡地开发治理的优良树种之一。通过保水工程和增施肥料等措施研究了陡坡地杏树高产优质与肥水关系。结果表明,陡坡地杏树整修大鱼鳞坑土壤含水量明显提高,增施肥料根系土壤含水量降低;整修大鱼鳞坑并增施肥料提高了杏树对肥水的吸收利用,叶片蒸腾强度和叶绿素合成等代谢作用加强,叶片养分和果实养分含量增加,产量提高品质上升。说明在干旱瘠薄、水土流失严重的陡坡地整修保水工程和增施肥料是夺取杏树高产优质最有效的措施之一。     

不同立地柳枝稷生长响应的初步研究

对黄土丘陵区不同立地中柳枝稷生长响应的变化规律进行了研究。结果表明:柳枝稷在不同立地条件下土壤水分明显不同,坡地土壤平均含水量(13.39%)<梯田(14.78%)<川地(16.02%)。土壤水分含量,根系生物量和土层深度三者存在密切相关性。在梯田、坡地和川地三种立地条件下,柳枝稷的株高、覆盖度、生物量、杂草和枯落物等均存在明显差异,其中柳枝稷的株高和覆盖度表现为川地>坡地>梯田;伴生杂草和柳枝稷枯落物与地上部生物量表现一致,川地显著高于坡地和梯田。地下生物量在川地、坡地和梯田立地下均呈现相同规律,随深度变化根系量逐渐减少,三种立地条件下总地下生物量差异不明显。同时发现土壤有机质和N含量与柳枝稷生产力呈显著正相关,说明了黄土丘陵区柳枝稷的生长响应与立地水肥条件有关。这对加强优良禾本科牧草的生态适应性研究及促进我国黄土高原生态可持续发展以及退耕还草工程具有重要的现实意义。     

生物炭与脲酶抑制剂及保水剂配施对贵州辣椒的影响

为探究生物炭与不同土壤添加剂配施在贵州黄壤辣椒上的施用效果,采用大田试验,选用酒糟生物炭、脲酶抑制剂和保水剂作为供试材料,研究增施生物炭(FB)、生物炭与脲酶抑制剂(FBU)或保水剂(FBW)两两配施、生物炭与脲酶抑制剂和保水剂(FBUW)三者同时施用对辣椒产量、品质、养分吸收累积、肥料利用率和经济效益的影响。结果表明,与常规施肥(F)相比,增施土壤添加剂可显著增加辣椒鲜产,增加幅度17.91%~28.74%,产值增加20 351~29 700元·hm^-2,增幅为167.14%~243.93%,其中以三者同时施用(FBUW)效果最佳,达到20 938 kg·hm^-2;生物炭与脲酶抑制剂或(和)保水剂配施可降低辣椒果实中硝酸盐含量6.32%~34.00%,以FBUW降幅最大,且三者同时施用还可显著提高果实中的游离氨基酸含量;与F相比,增施土壤添加剂使氮、磷、钾肥的表观利用率分别提高了4.13~10.80个百分点、-0.98~8.72个百分点和6.36~27.56个百分点,而氮、磷、钾肥的农学效率则分别提高了8.09~12.98、16.18~25.97和8.99~14.42 kg·kg^-1,均以FBUW最佳;与F相比,增施土壤添加剂后的辣椒纯收入提高了0.83%~23.21%,以FBUW效果最佳。综上,在常规施肥基础上,生物炭、脲酶抑制剂和保水剂三者同时配施产生的协同效应优于单独施用或两两配施。本研究结果为土壤添加剂在贵州黄壤辣椒高产栽培技术中的应用提供了理论依据。     

碱性肥料调节香蕉园土壤酸度及防控香蕉枯萎病的效果

【目的】我国香蕉主产区蕉园土壤酸化严重、 香蕉营养失衡、 巴拿马病（枯萎病）严重泛滥和肆虐,造成香蕉严重减产甚至绝收。中性碱性土壤条件可有效抑制引发巴拿马病（枯萎病）细菌（Fusarium oxysporum f. sp. Cubense）的感染。本研究在长期从事香蕉营养与施肥研究的基础上,研制了碱性肥料,并在海南乐东（香蕉枯萎病重灾区）进行了3年碱性肥料田间试验,研究碱性肥料以及其他肥料与其混合使用在改良蕉园土壤酸性的同时,防控香蕉枯萎病及其营养效果。以期通过施用碱性肥料改善我国蕉园土壤状况,降低枯萎病的发生,促进香蕉增产。【方法】试验采用5因素完全方案,分别为碱性肥料（AF）+长效肥料（CRF）+速效肥料（CCF）、 AF+CRF、 AF+CCF、 CRF+CCF、 CCF 5个处理,每个处理的氮、 磷、 钾总量相等,香蕉整个生育期内施氮（N）、 磷（P2O5）、 钾（K2O）分别为200、 80、 400 g/plant,每个处理重复3次,随机排列。在每次施肥后15~20 d采集表层15 cm的土壤并测定土壤pH值。分别在香蕉孕蕾期、 抽蕾期、 果实膨大期、 收获期调查枯萎病发病率、 病情指数。【结果】土壤pH值分别和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈极显著的负相关,即土壤酸性越强,香蕉枯萎病越严重;黄叶率和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈显著或极显著的正相关,说明香蕉枯萎病发病率和病情指数越高,香蕉黄叶数越多,绿叶数越少。通过4次施肥,碱性肥料在香蕉生长期供应适量足量氮、 磷、 钾养分的同时,还能有效地提高土壤pH值,使土壤pH值维持在7.0~7.4之间,并且能有效降低香蕉黄叶率、 发病率和病情指数,对防控香蕉枯萎病有显著效果。从香蕉孕蕾期开始,枯萎病呈现加重趋势,到收获期时香蕉发病最严重,但在这期间碱性肥料能明显降低香蕉枯萎病的发病率。香蕉收获期,常规肥料处理的枯萎病发病率在62%以上,而碱性肥料处理的发病率降低到了18%以下;并且碱性肥料能明显减轻发病香蕉病情,常规对照处理香蕉病情指数达到了21%,而碱性肥料处理的只有5%。香蕉黄叶率从营养期开始逐渐增大,碱性肥料处理香蕉黄叶率显著低于常规对照处理的黄叶率。碱性肥料处理的香蕉经济收获率由对照的56%增加到了72%,每公顷增产13267 kg,单株增产3.43 kg。【结论】碱性肥料增产的原因在于一方面提高了土壤pH值而降低了香蕉枯萎病发病率及其病情指数,减少了香蕉的黄叶数量,使香蕉有较多的绿叶进行光合作用而高产;另一方面香蕉生长期土壤处于中性偏碱环境能有效地抑制尖孢镰刀菌的萌发和致病,而有利于其他有益微生物的生长,从而为香蕉健康生长营造良好的土壤环境。由此可见,应用碱性肥料不仅是改良蕉园土壤酸性、 均衡土壤养分、 平衡香蕉营养的施肥技术,而且是防控香蕉枯萎病的有效措施。     

不同施肥方式与保水剂互作对河西地区黄芪土壤微环境及产量的影响

土壤干旱缺水和有机质亏缺是限制甘肃河西地区黄芪产业发展的关键因素。为探索促进河西地区土壤蓄水保肥和土壤微环境改善的施肥措施，通过连续2年大田试验，设置保水剂+有机肥+普通尿素(B+OM+N)、保水剂+有机肥+缓释尿素(B+OM+HN)、保水剂+普通尿素(B+N)、有机肥+普通尿素(OM+N)、有机肥+缓释尿素(OM+HN)和单施普通尿素(CK)6个处理，探讨了不同施肥方式与保水剂互作对黄芪土壤水分、养分等微环境指标的影响，并分析了其与产量之间的相关性。结果表明：随着土层深度的加深，土壤水分含量先升后降，有机质、速效氮磷钾及微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)含量逐渐降低，NH₄⁺-N和NO₃^–-N含量逐渐增加，MBC/MBN比先增后减；随着生育期的推进，土壤水分、NH₄⁺-N和NO₃^–-N含量逐渐降低，有机质、MBC、MBN含量和MBC/MBN比逐渐增加，碱解氮、速效钾含量先升后降，有效磷含量波动式下降；不同土层...     

基施缓释肥等氮替代化肥对径流氮素流失和青贮玉米生长的影响

[目的]探究配施两种释放方式不同的缓释氮肥对滇中地区坡耕地径流氮素流失及青贮玉米生长的影响,为滇中坡耕地水土保持提供理论依据和支持。[方法]通过研究自然降雨条件下的径流槽模拟试验,在等氮条件下设置普通尿素(CK),40%添加了硝化抑制剂的速溶诺泰克^?21+60%普通尿素(处理I)和40%包膜缓释氮肥聚谷氨酸增效3代+60%普通尿素(处理Ⅱ)3个处理。[结果]生育期内各处理氮素流失呈先上升后下降的趋势,其中CK流失量最高,处理I和处理Ⅱ较CK有显著减少,总氮流失量分别下降了29.95%和16.77%,硝态氮分别减少了14.55%和6.53%,铵态氮分别减少了16.08%,8.24%。尿素配施缓释氮肥能够有效提高土壤全氮和铵态氮含量,减少硝态氮含量。处理I,Ⅱ较CK相比土壤全氮含量增加了3.25%和0.87%,铵态氮含量分别显著增加了30.57%,25.70%;较CK相比,处理I、处理Ⅱ硝态氮含量分别减少了22.49%和16.61%。[结论]3个处理间青贮玉米的产量无显著性差异,但配施缓释肥可以在保证土壤肥力和满足青贮玉米正常生长需求的同时减少坡耕地径流养分流失,其中...     

土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层质量的影响

紫色土坡耕地是我国西南地区重要的耕地类型,为了探讨土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层质量的影响,以紫色土坡耕地耕层土壤为研究对象,采用铲土侵蚀模拟试验小区,建立不同侵蚀程度(侵蚀年限)的坡耕地定位试验,以不施肥为对照(CK),设置了化肥管理措施(F)、生物炭+化肥管理措施(B+F),对比分析土壤管理措施对土壤理化性质及力学性能影响,采用土壤质量指数法分析紫色土坡耕地侵蚀耕层质量变化特征。对3种土壤管理条件下坡耕地耕层质量及恢复作用进行评价。结果表明:(1)土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤理化性质影响差异显著。F管理措施不能改善土壤结构,但能提高土壤养分,B+F管理措施耕层土壤容重最小,土壤总孔隙、毛管孔隙及饱和含水量增加,有机质含量最高,为12.45 g/kg,土壤养分状况最好。(2)F和B+F 2种管理措施均能提高0—10 cm土层抗剪强度,使得表层土壤抵抗剪切破坏能力增强,有利于水土流失调控,2种管理措施下土壤贯入阻力下降,能有效促进作物根系生长发育。(3)2种管理措施对紫色土坡耕地耕层土壤质量均有恢复作用,土壤质量指数依次为B+F(0.686)、F(0.625)、CK(0.595),B+F管理措施土壤质量较对照CK(0.595)提升15.3%,较F(0.625)提升9.8%,B+F管理措施对坡耕地侵蚀耕层土壤质量恢复效果最好,能有效提高紫色土坡耕地侵蚀耕层作物产量。B+F管理措施能有效改善土壤结构,增加土壤养分含量,更适合紫色坡耕地侵蚀耕层质量恢复及土壤侵蚀防治,研究结果可为紫色土坡耕地侵蚀性耕层质量恢复提供适宜管理措施,对紫色土坡耕地持续利用具有重要意义。     

中国西南地区坡地钾素平衡及管理措施探讨

坡地钾素平衡及管理研究于2000年开始在贵州南部开展。试验分别设条带种植1、条带种植2、工程梯化、横坡种植四个水土保持农艺措施和农民习惯种植(对照)5个处理,探讨坡地钾素的平衡及其管理措施。试验结果表明,坡地的钾素平衡除了与施肥和植物吸收有关,还与降水、地表径流和土壤侵蚀有着密切的联系。在简化了的坡地钾素循环中(不包括地下渗漏的钾素部分),肥料提供给土壤的钾素达89.66.kg/hm2～176.83.kg/hm2,对土壤钾素输入总量的贡献达96%以上。而9.80%～26.26%来源于无机肥的钾素是通过作物吸收而带离土壤。地表径流和侵蚀泥砂中具有较高的有效钾含量,地表径流所含的有效钾是降水的4.28～6.67倍;侵蚀泥砂所含的有效钾是侵蚀前土壤耕层的1.51～1.92倍。它们不但带走降水中有效钾,而且还带走土壤中的有效钾,流失量每年分别达到14.82～23.10.kg/hm2和4.46～9.35.kg/hm2。每年通过作物吸收而造成土壤钾素损失为28.46～90.10kg/hm2。坡地农业活动造成土壤缓效钾水平急剧下降,缓效钾亏缺每年达175.34～306.04.kg/hm2。因此,在坡地钾素平衡中,应重视水土保持、秸秆还田及肥料的有效利用。条带种植措施可减少地表径流40.31%～43.77%、泥砂53.60%～65.63%、提高土壤有效钾12.62%～33.69%,使得无机肥的利用率达到26%,是坡地钾素管理的有效措施。     

有机肥氮投入比例对香蕉生长及主要品质影响

探讨有机肥替代氮素在总氮投入中的不同比例对香蕉生长发育及主要品质的影响,可进一步揭示不同供肥模式与香蕉生长发育、果实主要品质等相关性,为找出最佳的有机肥替代比例提供理论支持.于福建漳州国家土壤质量数据中心观测监测点连续多年进行香蕉连作试验,其中,对照处理(CK)不施任何肥料,其他处理氮素施入量均为N 630 kg/hm...