生物质炭与氮肥配施对土壤养分和谷子生长的影响

为探寻生物质炭与氮肥配施对谷子生长及土壤的影响,本研究以晋谷21为试材,采用盆栽试验,完全随机设计,研究了生物质炭(C0,0 g·kg^-1;C1,20 g·kg^-1;C2,40 g·kg^-1)与氮肥(N0,0 g·kg^-1;N1,0.133 g·kg^-1;N2,0.266 g·kg^-1)配施对土壤养分、谷子根系形态、光合作用、干物质积累等的影响。结果表明,生物质炭与氮肥均明显提高了土壤养分含量,其中C2N2增幅最大,碱解氮含量较C0N0提升了61.03%。生物质炭对谷子光合作用、根系形态、干物质积累有明显的促进作用,同一生物质炭水平下,谷子光合作用、根系形态、干物质积累对氮肥的响应均表现为低促高抑;与C0N0相比,C2N1效果最佳,其地上部干重增幅最大,为129.24%。综上,生物质炭与适量氮肥配施可改良土壤养分状况,促进干物质在地上部积累。本试验条件下,C2N1效果最佳。该结果可为谷子减肥增效提供一定的理论基础。     

施肥对菠菜产量和硝酸盐含量的影响

应用二次通用回归旋转组合设计,以N、P、K、有机肥料为试验因素,建立菠菜产量和NO3--N含量的回归方程.N肥和有机肥对菠菜产量和NO3--N含量均有极显著影响,所有互作效应都不显著.为了兼顾菠菜高产和较低NO3--N含量的生产目的,施肥量为:纯N 60～90 kg/hm2,P2Os 15～30kg/hm2,K2O45～67.5 kg/hm2,有机肥1125～2250 kg/hm2,预计产量和NO3--N量分别为:29104.9 kg/hm2≤Y≤33607.9 kg/hm2,2523 mg/kg≤YNO3-≤3461 mg/kg.     

生物质炭与氮肥配施对春小麦产量及其C︰N︰P的影响

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态计量化学为研究作物-土壤生态系统物质循环及其能量流动提供了崭新视角,研究生物质炭配施不同用量氮肥下小麦C、N、P计量特征,可为探明区域养分限制性以及进行合理施肥等提供理论依据。本文通过田间定位试验,测定施50 kg(N)·hm~(-2)氮肥、100 kg(N)·hm~(-2)氮肥、施生物质炭、生物质炭与50 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施、生物质炭与100 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施等处理下小麦产量、CNP含量及其生态化学计量等指标。结果表明:相比空白对照(不施氮肥和生物质炭)处理,其他不同处理均显著提高了小麦秸秆和籽粒产量,除了单施生物质炭处理,其他处理均不同程度提高了小麦地上部各器官N含量,生物质炭配施不同用量氮肥显著提高了茎秆和籽粒C和P含量。计量比结果表明,相比对照处理,生物质炭和50 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施显著降低了叶片C∶N和C∶P,生物质炭和100 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施处理则显著降低了茎秆C∶N、C∶P、N∶P以及籽粒C∶N、C∶P。研究区小麦叶片N∶P大多为18~23,因此小麦可能受到P元素的限制。生物质炭配施氮肥显著提高了作物产量,增加了小麦CNP养分含量,降低了植物C∶N、C∶P、N∶P。总体而言,生物质炭配施100 kg(N)·hm~(-2)氮肥施肥措施的综合表现最优。     

城市园林废弃物生物质炭对小白菜生长、 硝酸盐含量及氮素利用率的影响

【目的】我国温室种植蔬菜迅速发展,温室种植中肥料利用率低及蔬菜硝酸盐积累等问题日益突出。同时,我国城市化快速发展,城市园林废弃物日益增多,这些木质废弃物的处理也成为城市可持续发展的挑战。本文采用城市园林废弃物制成的生物质炭用于温室栽培生产,分析其对温室蔬菜产量和品质以及养分保持的影响,从而探索一种为绿色环保的现代城市农业服务的技术。【方法】本研究采用温室盆栽试验方法,以小白菜为研究对象,设置5个生物质炭添加水平。 C0 (0 g/kg, CK)、 C1(20 g/kg)、 C2(40 g/kg)、 C3(60 g/kg)和C4(80 g/kg)。研究生物质炭对小白菜产量、 植株硝酸盐含量、 土壤氮素含量与形态以及氮素保持效应的影响。【结果】与对照相比,添加不同比例的生物质炭均显著提高小白菜产量,其中,C3和C4处理下增产幅度达到75%,生物质炭添加量与产量呈显著正相关关系;生物质炭对小白菜植株地上部和地下部的影响并不一致,其中收获指数显著增加,提高幅度在2.5%～9.5%之间,有随着生物质炭用量增加而增加的趋势;对照处理小白菜地上部硝酸盐含量达504 mg/kg,各处理植株硝酸盐含量介于161～256 mg/kg之间,显著降低50%以上,特别是C1处理降低硝酸盐含量的幅度达到68%,而不同生物质炭添加量之间植株硝酸盐含量差异不显著;生物质炭的添加增加了土壤中总氮素的含量,氮素损失率由不施炭处理的5.6%降低到了3.3%以下,显著降低了42%,同时土壤氮素生产率较对照提高幅度大于35%;与C0相比较,生物质炭添加显著降低了土壤NO-3-N的积累,降低幅度在60%以上,生物质炭用量在4%左右时降低作用最大,达到80%,同时土壤NH+4-N在生物质炭添加下降低了77%,生物质炭对降低土壤中铵态氮和硝态氮的累积作用并不与其用量呈正相关,铵硝比随着生物质炭添加量而呈下降的趋势;同时从研究结果看,产量与土壤NH+4-N和NO-3-N含量呈负相关关系,与土壤全氮呈正相关关系,而蔬菜植株硝酸盐含量与土壤NH+4-N和NO-3-N含量具有相关性,但与土壤全氮含量相关性不显著。【结论】温室大棚栽培小白菜的土壤中, 加入不同量的生物质炭能显著提高小白菜产量,同时降低小白菜植株的硝酸盐含量,添加量在2%时效果最好;土壤硝态氮和铵态氮积累随生物质炭施入而降低;生物质炭显著降低氮素损失率而提高氮素生产率。本研究得出生物质炭通过降低损失、 吸持更多氮素而提高了氮素的持续供应,在增产的同时降低了蔬菜硝酸盐积累,提高了品质。因此,在温室大棚蔬菜生产的土壤中添加一定量生物质炭(本试验下添加2%～4%)可以达到高产和优质。     

供氮水平对菠菜产量、硝酸盐和草酸累积的影响

采用溶液培养方法研究了不同供氮水平对菠菜生物量、硝酸盐和不同形态草酸含量的影响。结果表明,供氮水平由4.mmol/L增加到8.mmol/L,菠菜产量显著增加,继续提高氮水平对产量没有显著影响。叶片中的维生素C(Vc)含量随着供氮浓度从4.mmol/L提高到8.mmol/L而显著增加,再增加氮水平,叶片中的Vc含量明显下降;而菠菜叶柄Vc的含量则随供氮水平的提高显著下降。叶片硝酸盐含量随着氮浓度的提高而增加,当供氮水平由4mmol/L增加到8.mmol/L时,叶柄硝酸盐含量显著下降,而氮水平由8.mmol/L提高到20.mmol/L时,叶柄硝酸盐含量则随之升高。供氮浓度从4.mmol/L增加到8.mmol/L,叶片可溶态草酸含量略有下降,再提高供氮水平则明显上升,供氮水平低于12.mmol/L时,叶柄中的可溶态草酸和菠菜叶片和叶柄中的草酸总量则随着氮水平的提高而升高,高于12.mmol/L草酸含量反而降低。由此可见,菠菜在供氮浓度为8mmol/L(N2)时能够获得较高的产量和Vc含量,较低的硝酸盐和草酸含量,表明适宜的供氮水平下可获得高产优质的菠菜。     

不同水氮管理对苋菜和菠菜的产量及硝酸盐含量的影响

通过田间试验研究不同水氮管理对苋菜和菠菜的产量、水分利用效率及硝酸盐含量的影响。结果表明,在同一水分处理条件下,不同的土壤供氮水平对苋菜和菠菜的产量均无显著差异,而各水分处理间也无显著差异,但水分利用效率却以W1处理(农民习惯灌水方式)为最低;苋菜和菠菜中硝酸盐含量主要受土壤的供氮量的影响,其次是土壤含水量,因此,降低土壤供氮量的同时适当降低土壤含水量,是提高水分利用效率和蔬菜品质的有效方法之一。     

氮磷钾肥配施对大白菜产量和硝酸盐含量的影响研究

采用三因素五水平最优回归设计 ,研究了贵阳黄泥土施用氮、磷、钾肥对大白菜 (ChineseCabbage)产量和硝酸盐含量的影响。结果表明 ,大白菜高产和低硝酸盐含量的最佳氮磷钾用量为N180～ 2 0 0kg/hm2 ,P2 O512 0～ 15 0kg/hm2 ,K2 O12 0～ 15 0kg/hm2 。     

生物质炭与氮肥配施对旱地红壤微生物量碳、氮和碳氮比的影响

以江西典型旱地红壤为研究对象,设置生物质炭和氮肥2个因素(生物质炭4个水平分别为0t/hm~2,5t/hm~2,20t/hm~2,40t/hm~2;氮肥4个水平分别为0kg/hm~2,60kg/hm~2,90kg/hm~2,120kg/hm~2),研究了生物质炭施入大田3a后对旱地红壤微生物量碳、氮及碳氮比的影响。结果表明:与对照相比,生物质炭与氮肥配施有效地提高了土壤微生物量碳,提高幅度为18.22%~122.74%,对土壤微生物量氮的提高效果更为明显,提高幅度为20.86%~312.91%。生物质炭与氮肥配施后土壤微生物碳氮比有不同程度的降低,降低幅度为18.11%~51.56%,其中以20t/hm~2生物质炭与60kg/hm~2氮肥以及40t/hm~2生物质炭与120kg/hm~2氮肥的比例施用后对微生物碳氮比的降低效果最为明显。因此,通过生物质炭与氮肥配施可以提高旱地红壤中微生物量碳、氮及土壤氮素生物活性。     

有机肥与氮肥配施对日光温室黄瓜和土壤硝酸盐含量的影响

在保护地栽培条件下,采用裂区设计,研究不同有机肥用量和氮肥用量配施对黄瓜NO3--N含量、不同层次土壤NO3--N含量动态变化的影响。结果表明:增施氮肥显著提升黄瓜果实NO3--N含量,氮肥与有机肥配合能够降低黄瓜NO3--N含量,交互作用极显著。高有机肥用量与高氮肥用量施用及施用氮肥不配合有机肥,保护地黄瓜NO3--N含量达到二级污染程度。黄瓜NO3--N含量、土体NO3--N的供应水平和积累量与有机肥、氮肥的施用密切相关,高量施用有机肥上层土壤NO3--N易积累,高氮肥用量(N3)处理易使土体积累NO3--N,施用有机肥能够减弱土壤中NO3--N的淋失。生产中降低黄瓜NO3--N含量和土体NO3--N淋失、积累量的施肥措施是:施用有机肥量为45~90 thm-2,施用纯氮水平为450~750 kghm-2。     

几种化学物质配施对莴笋产量、硝酸盐含量和营养品质的影响研究

采用L8(27)正交设计研究了3种化学物质赤霉素(GA)、钼酸铵(Mo)、双氰胺(DCD)对盆栽莴笋产量、硝酸盐含量和营养品质的影响。结果表明,3种化学物质配施使莴笋增产10.7%～41.6%,其效应为Mo>GA>DCD;莴笋茎、叶硝酸盐含量分别降低21.8%～54.5%和4.3%～40.2%,其作用均为GA>DCD>Mo;莴笋茎Vc和氨基酸含量降低,水分增加;叶片Vc和氨基酸含量增加,水分无明显差异;莴笋施Mo明显增加茎和叶Mo含量,但食用安全。综合评价莴笋的产量、卫生安全和营养品质,以A1B1C1处理(GA25mg/L Mo150mg/L DCD12.5mg/盆)最理想。     

生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响

为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3~-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3~-—N浓度及土壤NO_3~-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆稻壳松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳松木玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3~-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3~-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3~-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆稻壳松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3~-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3~-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3~-—N的淋失量。     

氮肥减量施生物炭对水稻产量和养分利用的影响

为解决水稻生产过度依赖化肥及其环境和高效利用问题,探讨贵州黄壤稻田科学施用生物炭。在贵州省思南县典型黄壤稻田开展氮肥不减量(T0)和氮肥减10%施2.5 t/hm²(T1),氮肥减20%施5.0 t/hm²(T2),氮肥减30%施7.5 t/hm²(T3),氮肥减40%施10.0 t/hm²生物炭(T4)和不施肥对照(CK)共6个处理3次重复田间小区随机区组试验,研究了氮肥减量施生物炭对水稻产量、产量构成和氮磷钾养分吸收利用的影响。结果表明,氮肥减量施生物炭显著影响贵州黄壤稻田水稻产量、产量构成、地上部氮磷钾积累量和利用效率。水稻产量和氮磷钾积累量随氮肥减量和生物炭用量增加先增大后减小。2019年、2020年和2021年水稻实际产量和理论产量均分别以T2、T3和T2最高,较T0分别显著增产16.04%,17.94%和14.73%以及55.72%,64.08%和118.91%,水稻籽粒N、P₂O₅和K₂O积累量、偏生产力、农学效率、表观利用率和收获指数均较高,是较好的氮肥减量施生物炭处理。产量—施生物炭量回归方程和极值分析表明,2019年、2020年和2021年氮肥分别减量21.76%,24.60%和19.00%(即32.64,36.90,28.50 kg/hm²)施生物炭量5.44,6.15,4.75 t/hm²时水稻产量最高(分别为7.80,8.57,8.03 t/hm²),较T0分别增产22.52%,18.78%和13.74%。氮肥减量施生物炭显著提高氮磷钾化肥利用率,但导致化肥+生物炭磷和钾利用率降低,因此,贵州黄壤稻田施生物炭时应氮磷钾化肥同步减量,降低比例以氮磷钾减量19.00%~24.60%,施生物炭5.00~6.25 t/hm²为宜。研究结果对指导贵州黄壤稻田氮磷钾化肥减量和施生物炭具有重要指导意义。     

生物炭及炭基硝酸铵肥料对土壤化学性质及作物产量的影响

为了促进生物炭研究和农用,采用盆栽试验研究了两种生物炭基氮肥及相应生物炭对土壤部分化学性质、养分状况及作物产量的影响。试验结果表明：施用生物炭基氮肥可显著提高土壤有机碳含量,提高土壤pH值、阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和矿质态氮含量,增强土壤保肥能力,促进作物增产。生物炭对土壤化学性质和养分状况虽有一定改善作用,但作物增产效应不明显甚至减产。因此,将生物炭与肥料复合制成生物炭基肥料不但可以保持生物炭改良土壤的功能,还可促进作物生长和增产,有利于生物炭农用效益的提升。     

Irrigation and Nitrogen Fertilizer Rate Impacts on Soil Nitrate in Potato Production

ABSTRACT

Parts of the Kern County have high nitrate levels in groundwater. A State Water Resources Control Board commissioned report has indicated that crop land agriculture is the main source of nitrates in the groundwater. Annual rainfall is less than 20 cm, thus irrigation is necessary for optimum crop production. A project was undertaken to evaluate current nitrogen fertility and irrigation scheduling in potato production and their contribution, or lack thereof, to nitrate movement in the soil profile and potential nitrate contamination of groundwater. A line-source sprinkler plot area was established to create soil moisture regimes of 120% of target, target (optimum soil moisture for potato growth) and 80% of target. Pre-plant and post-harvest soil samples were collected to a depth of 2 meters. Plant, root and tuber samples were collected and analyzed for nitrogen content. Soil moisture and irrigation amounts were monitored. Plant dry matter and tuber yield increased with each N rate increase. The high N rate increased plant growth disproportionally to the increased tuber yield. Appropriate irrigation scheduling did not produce water movement beyond the effective potato rooting zone. Excessive irrigation moved soil nitrate deeper into the soil profile.     

硝酸稀土对菠菜中毒死蜱残留的降解作用研究

菠菜是我国蔬菜出口的重要品种之一,其毒死蜱残留量直接关系到我国农产品的出口和消费者的安全。采用气相色谱法（GC-NPD）测定毒死蜱残留量,研究了硝酸稀土对菠菜中毒死蜱残留动态的影响。结果表明,不论是喷施农药之前2d还是喷施农药之后2d喷施硝酸稀土,不同的硝酸稀土对菠菜中的毒死蜱残留都有不同程度的降解作用,且随着喷药后时间的延长,毒死蜱在菠菜中的残留量逐渐减少。不同时间喷施硝酸稀土,对菠菜中毒死蜱残留降解的效果存在差异,药后喷施的效果优于药前喷施。在硝酸稀土种类的选择上,首先选择对毒死蜱降解效果好的硝酸铈和硝酸钕,其次选择常乐益植素和硝酸镧。根据稀土农用的安全性分析,参考植物性食品中稀土最大残留限量标准,选择硝酸稀土作为农药残留降解制剂用于蔬菜安全生产,在技术上是可行的,人类食用是安全的。     

减量控释氮肥对大棚甜椒产量及土壤硝态氮、铵态氮分布的影响

采用田间试验方法研究不同控释氮肥施用量对大棚甜椒生长及硝态氮、铵态氮含量分布的影响。结果表明,控释氮肥处理对大棚甜椒的产量、肥料利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力较常规施肥有不同程度的提高,以RF30处理最佳。各施肥处理均显著增加了土壤全氮、甜椒Vc、可溶性糖、硝酸盐的含量,降低了可滴定酸的含量。施肥处理显著增加了0-60cm土层硝态氮含量,满足了甜椒在不同时期对氮素的需求。控释氮肥处理0-60cm土层铵态氮含量差异不大,常规施肥铵态氮含量明显下降。综合考虑在农民习惯性施肥基础上施用70%控释氮肥可以保证较高的产量和较好的果实品质。     

Effects of Nitrogen Levels and Nitrate/Ammonium Ratios on Oxalate Concentrations of Different Forms in Edible Parts of Spinach

Two hydroponic experiments were carried out to investigate the effects of nitrogen (N) levels and forms on the oxalate concentrations of different form in edible parts of spinach. Nitrogen was supplied at five levels (4, 8, 12, 16, 20 mM) in Experiment 1 and five ratios of nitrate (NO₃ ^?) to ammonium (NH₄ ⁺) (100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/100) at a total N of 8 mM in Experiment 2. Biomass of spinach increased markedly from 4 mM to 8 mM N and reached the flat with further increase in N. The total oxalate and soluble oxalate in leaves and shoots (edible parts) increased significantly with increasing N levels from 4 to 12 mM, while the total oxalate and insoluble oxalate decreased markedly when N level was further increased from 12 to 20 mM. Oxalates of different forms in petioles increased first and then decreased and elevated again with increasing nitrogen levels. In the second experiment, decreasing NO₃ ^?/NH₄ ⁺ ratios markedly increased at first and then significantly decreased the biomass of spinach plants and the maximum biomass was recorded in the treatment of the NO₃ ^?/NH₄ ⁺ ratio of 50:50. The oxalate concentrations of different form in leaves and shoots were all decreased obviously as the ratio of NO₃ ^?/NH₄ ⁺ decreased from 100:0 to 0:100. Concentrations of total oxalate and soluble oxalate in petioles could be reduced by increasing ammonium proportion and were the lowest as the ratio of NO₃ ^?/NH₄ ⁺ was 50:50 and insoluble oxalate decreased as nitrate/ammonium ratio decreased. The concentrations of oxalate forms in leaves were all higher than those in petioles and soluble oxalate was predominant form of oxalates in both trials. It is evident that high biomass of spinach can be achieved and oxalate concentrations of different forms can be reduced by modulating N levels and NO₃ ^?/NH₄ ⁺ ratio, so this will benefit for human health especially for those people with a history of calcium oxalate kidney stones.     

Integrated Use of Nitrogen Fertilizer and Fish Manure: Effects on the Growth and Chemical Composition of Spinach

ABSTRACT

Combinations of inorganic nitrogen and biological fertilizers are currently advised for integrated nutrient management. To prevent agricultural fish waste from polluting water sources, recycling of the organic waste of fish manure is advised. This study was conducted to determine effect of combinations of ammonium nitrate and fish manure on yield and spinach content under greenhouse conditions. Treatments consisted of fish manure (FM), ammonium nitrate (N) and the combination of fish manure and commercial fertilizer, with four doses of nitrogen (0, 100, 150 and 200 kg N ha^?1). Applications significantly affected leaf and root fresh and dry weights, nutrient element, antioxidant enzymes and the flavonoid content of spinach. Plant growth, chemical composition and yield were superior in treatments with 150–200 kg ha^?1 nitrogen doses with the combination of FM and N. FM application with N treatment provided maximum spinach yield and plant growth by reducing the use of commercial N fertilizer.     

沼液配方肥肥效特点及其对油菜硝酸盐含量的影响

为揭示沼液配方肥的肥效特点,采用等养分原则和盆栽试验方法,以空白CK为对照,对比研究了追施沼液配方肥和无机复混肥的肥效特点及其对油菜硝酸盐含量的影响。结果表明:沼液配方肥的肥效明显优于无机复混肥,可使油菜鲜重最高增加28.44%,使硝酸盐含量降低5.61%～17.42%,可显著降低碱性土壤pH值,使之趋于中性。同时沼液配方肥使EC值分别降低了5.82%,6.77%,8.58%和10.20%,土壤养分含量碱解氮、速效钾和速效磷最高分别增加到79.45,161.93,72.70mg/kg。     

改性生物炭的吸附作用及其对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响

在实验室通过生物炭与FeCl3的不同配比确定了生物炭的最佳改性条件,并利用土柱模拟试验,研究改性生物炭对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响。结果表明,Fe3+与生物炭质量比为0.7是最佳改性条件,改性作用大大增强了生物炭吸附硝态氮和有效磷的能力。在含N量为50mg.L-1的KNO3和含P量为50mg.L-1的KH2PO4溶液中,最佳改性炭的吸附量分别比改性前提高了12倍和66倍,氮和磷的理论最大吸附量分别为2.47mg.g-1和16.58mg.g-1。土壤中添加最佳改性炭能够延缓并减少硝态氮和有效磷的淋失,添加量为2.5%、5%和10%与不添加任何物质的对照相比,硝态氮的淋失量分别显著降低20%、43%和59%(P<0.05),有效磷的淋失量分别显著降低45%、59%和75%(P<0.05),表明土壤中添加改性生物炭能够有效降低土壤硝态氮和有效磷的淋失风险。