中低品位磷矿资源高效利用机制与途径研究进展

磷矿是生产磷肥的原料,是不可再生的重要战略资源。高品位磷矿开采过度,面临枯竭。充分利用中低品位磷矿,是磷资源可持续高效利用的关键。中低品位磷矿有效磷含量低,提高磷的活化利用效率是综合利用中低品位磷矿的核心。然而,对中低品位磷矿的利用大多重视物理和化学方法的活化效应,忽视了植物自身根际效应的活化作用。植物通过调控根系形态与生理,以及根际互作效应,促进对中低品位磷矿养分的活化与吸收。这种基于根际过程的生物活化是磷资源高效利用的重要途径。本文在总结中低品位磷矿中磷的活化方法的基础上,提出了通过强化作物根际效应,挖掘植物的生物学潜力,提高作物对中低品位磷矿的综合利用效率,为磷资源的可持续利用提供科学依据。本文主要从根际效应层面剖析了中低品位磷矿高效利用的技术原理与途径。充分发挥作物高效利用磷的生物学潜力,有效利用作物的根际特性,实现土壤–作物–磷肥的匹配,开发“绿色”新型磷肥将是未来实现磷资源可持续利用的有效途径。加强磷矿中全量养分的综合利用也是未来研究的重点方向。     

小麦季磷肥施用对后作玉米的效果及土壤中无机磷形态转化的影响

在河北衡水潮土上进行田间试验,研究小麦/玉米轮作体系下,小麦季施用磷肥对玉米的后效及土壤中无机磷形态转化的影响。结果表明,与高施磷量(187.5 kg hm-2 P2O5)相比,小麦季磷肥施用量减少20%或40%,甚至当年不施磷,对后作玉米籽粒产量、生物量、植株吸磷量均无明显影响。从玉米苗期到成熟期,土壤中各形态无机磷下降幅度表现为Ca2-P最大,其次是Ca8-P,再次为Al-P。随着施磷量的减少,土壤Olsen-P、Ca2-P含量开始呈现下降趋势。与单施无机磷肥150.0 kg hm-2 P2O5相比,用有机肥猪粪磷替代其中20%无机磷肥,显著提高了土壤Olsen-P、Ca2-P和Ca8-P含量。本文结论认为在高肥力的华北地区小麦/玉米一个轮作周期中,小麦季减少磷肥用量,对后作玉米生长和产量尚未产生明显的影响。适当配施猪粪,减少无机磷肥,可以提高土壤中的Olsen-P和Ca2-P含量,较好地维持玉米季土壤中磷素肥力水平。     

低分子量有机酸对红壤无机磷活化的作用

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸,如草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸在红壤无机磷活化中的作用。结果表明,相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为柠檬酸酒石酸苹果酸。低浓度(0.5mmolL-1)时,草酸活化能力最小;高浓度(≥5mmolL-1)时,其活化能力最大。对同一种有机酸而言,土壤各无机磷形态活化量均随pH的升高而降低;且在同一酸度下,其活化量以铝磷(Al-P)为最多,铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)次之,闭蓄态磷(O-P)则最少。有机酸活化土壤无机磷酸盐应该是质子酸效应和有机酸阴离子络合效应共同作用的结果,且与磷酸盐的溶度积常数密切相关。研究结果对根系土壤无机磷素循环研究有着重要的意义。     

天然腐殖质材料对低品位磷矿粉水溶性磷的促释效果

低品位磷矿开发应用困难的关键问题在于其活化释放困难以及磷素在土壤中易被固定。将不同添加量的天然腐殖质材料及其衍生物作为促释材料,采用连续水浸提法、X-射线衍射以及红外光谱分析了促释材料对低品位磷矿粉的水溶性磷释放特性以及磷矿粉的结构与成键变化的影响,并通过盆栽试验进一步验证磷矿粉与促释材料在最优配比下的生物肥效。结果表明：随着促释材料添加量的提高,水溶性磷的释放也呈现增加趋势,当天然腐殖质材料和HNO3处理天然腐殖质材料分别与低品位磷矿粉混合的质量比为20:80时,5次水溶性磷释放总量分别为对照处理的1.54倍和1.72倍。X-射线衍射分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,P2O5和Ca(PO3)2对应的特征衍射峰出现显著下降。红外光谱分析结果表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后,可明显看到位于966 cm-1处PO43-对称伸缩振动v1吸收峰消失,同时位于1 127、673和612 cm-1处PO43-非对称伸缩振动v3吸收峰、H2PO4-相关吸收峰和HPO42-相关吸收峰强度均显著下降。盆栽试验进一步表明,天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料作为一种优质有机物料按照6 g?kg-1或9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按照20:80的质量比混合后可显著提升土壤的有效磷含量,同时可快速提升土壤有机质含量。天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较对照处理增加了29.86%、29.47%、36.48%,土壤有机质分别较CK增加34.16%、8.05%、47.40%。HNO3处理天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合,在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较CK增加了36.97%、94.44%、34.51%,土壤有机质分别较CK增加27.29%、14.57%、45.41%。天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料呈酸性、高比表面积、腐殖质含量高、活性官能团数量多等特性是提升低品位磷矿粉的水溶性磷和土壤有效磷含量的主要原因。     

关于在陕西省关中及渭北地区实施“减量、隔年施磷技术”的建议

关于磷肥有效性的研究始于20世纪40年代,但当时大部分磷肥试验未表现出明显肥效,50年代发现在缺磷土壤施用磷肥有明显肥效.     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

硅磷配施对低磷土壤春玉米干物质积累、 分配及产量的影响

以玉米品种‘正红2号’和‘正红115’为材料,通过2014年和2015年的田间小区定位试验,研究低磷土壤条件下,硅磷肥配施对玉米拔节期和吐丝期的净光合速率、蒸腾速率和叶面积指数,拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期干物质积累和分配,产量及产量构成因素的影响,探讨施硅及硅磷配施的增产效果。结果显示,与对照(不施磷肥和硅肥)相比,施磷、施硅和硅磷配施处理均可提高玉米拔节期和吐丝期的叶面积指数和净光合速率,增加拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期各生育阶段的干物质积累量,降低灌浆期和成熟期叶片的干物质分配比例和灌浆期茎鞘的干物质分配比例,提高籽粒干物质分配比例和收获指数,降低秃尖长度,增加穗长,最终提高穗粒数、千粒重和籽粒产量;其中施用磷肥增加或降低上述指标的效应明显大于施用硅肥,硅磷配施增加或降低上述指标的效应又明显大于单施磷肥或单施硅肥,硅和磷表现出明显的协同作用和配合效应。2014年和2015年玉米籽粒产量均与拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期干物质积累量呈显著正相关;与单施磷肥相比,硅磷配施处理分别增产1 288.57 kg·hm~(-2)(2014年)和1 313.61 kg·hm~(-2)(2015年),且2015年的增幅明显大于2014年,硅、磷表现出稳定的增产效应。综上所述,在四川丘陵低磷土壤条件下,合理进行硅磷肥配施,既能提高玉米生育前期物质生产能力和干物质积累量,又能改善生育后期干物质在玉米各器官中的分配,促进籽粒灌浆结实,最终提高籽粒产量。     

高、中、低产田水稻适宜施氮量和氮肥利用率的研究

为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种,采用大田小区试验,探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量,考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明, 在2011年大田试验中,高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm2 的处理中获得最高产量,分别比CK增产10为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种,采用大田小区试验,探索不同地力水平（高、 中、 低）下稻田的最佳施氮量,考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明, 在2011年大田试验中,高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm2 的处理中获得最高产量,分别比CK增产10.70%、 27.23%;而低产田则是在施氮为N 240 kg/hm2处理中产量达到最大,比CK增产44.70%。在2012年大田试验中,高产田、 低产田均在施氮为N 180 kg/hm2 时达到最高产量,分别比CK增产12.43%、 74.19%;而中产田在施氮处理为N 240 kg/hm2 时达到最大,比CK增产28.80%。在一定范围内,施氮量越高,氮肥农学利用率和氮肥生理利用率越高,偏生产力越低。综合产量、 产量构成因子以及氮肥利用率得出高产田与中产田适宜施氮量为N 120~180 kg/hm2,低产田适宜施氮量为N 180~240 kg/hm2。适宜施氮量上低产田中产田高产田。     

木醋液对辽西北低、中肥力土壤小白菜产量和土壤酶活性的影响

[目的]确定木醋液在辽西北地区低、中肥力土壤中的合适浓度,揭示木醋液对土壤酶活性的影响。[方法]设置0.10%,0.15%,0.30%不同浓度木醋液的低、中肥力土壤盆栽试验,测定盆栽小白菜的产量指标,同时测定土壤酶活性,评估其土壤肥力质量。[结果]木醋液显著提高了小白菜茎粗和根长,进而提高了小白菜产量,其中低肥力土壤施用0.30%的木醋液效果最好,中肥力土壤施用0.15%的木醋液效果最好,与对照相比分别将低、中肥力土壤小白菜鲜重提高了57.78%和46.06%。木醋液显著提高了土壤淀粉酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性;低肥力土壤的土壤肥力生物指数、酶活性指数在0.30%的木醋液处理下最高,中肥力土壤在0.15%的木醋液处理下最高。[结论]木醋液可以作为辽西北地区低、中肥力土壤一种良好的土壤改良剂,用于提高土壤肥力,增加蔬菜产量。     

氮、磷肥对杉木幼苗生物量及养分分配的影响

采用盆栽试验,研究了不同氮、 磷肥对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗生物量及养分分配的影响。结果表明,供磷可促进杉木幼苗植株和各器官生物量的增加,并影响叶、 茎、 根生物量的分配比例,氮、 磷处理幼苗叶生物量占全株生物量的45% 以上, 施氮反而降低杉木叶、 茎、 根的生物量; 施氮显著增加根和叶的氮含量,而显著降低根和叶的磷含量,对茎的氮、 磷含量没有明显影响; 施磷显著降低叶、 茎、 根的氮含量,叶、 茎、 根的磷含量随供磷水平的增加而逐渐增加。氮磷配施显著影响叶、 茎、 根的氮、 磷含量和氮、 磷累积量。叶片是主要的氮、 磷养分存储器官。氮（或磷）水平的增加可降低杉木幼苗的磷（或氮）利用效率,提高氮（或磷）的利用效率; 氮、 磷肥显著影响杉木幼苗叶、 茎、 根的N/P比。研究结果说明,氮、 磷肥增加了杉木幼苗各器官生物量和氮、 磷含量,影响了幼苗的养分分配和营养平衡。     

[Ca2+]及山梨醇电激液对猪卵母细胞孤雌激活的影响

研究了电激液中不同[Ca2+]与不同电脉冲强度对猪体外成熟卵母细胞孤雌激活的影响;以及山梨醇电激活液在猪孤雌激活中的应用。结果表明：（1）[Ca2+]为0.05 和 0.1 mmol/L时,分别以1.6 和1.2 kV/cm激活,得到的卵裂率为73.75% 和 74.70%;囊胚率为37.50%和36.83%,显著高于其余各组（P < 0.05）;当[Ca2+]过高,增加脉冲强度卵母细胞孤雌发育能力反而下降,退化率升高;（2）以山梨醇液进行电激活,在1.6 kV/cm时,卵裂率和囊胚率最高,分别为77.23% 和 34.15%;（3）与甘露醇电激液不同,施加交流电,山梨醇液不能对孤雌胚胎发育起到促进作用;（4）将山梨醇和甘露醇电激液等体积混合,交流脉冲后进行电激活,1.2、1.6 kV/cm组卵裂率分别72.33%和70.03%,囊胚率分别为31.03%和29.60%,虽然略低于甘露醇组（77.07%、36.03%）,但优于山梨醇组（69.63%、26.93%）,差异不显著（P > 0.05）。以上结果说明：猪卵母细胞激活所需内流[Ca2+]存在临界值,临界值内,提高[Ca2+]或电参数,都能提高卵母细胞的激活效果;超过临界值,发育能力下降;山梨醇液能够取代甘露醇液用于猪卵细胞的电激活;同时以山梨醇和甘露醇作为电激液的基本成分,可以用于猪卵母细胞的电激活。     

Restoration of Soils and Vegetation on Reclamation Sites of the Kingisepp Phosphorite Field

Processes of initial soil formation were studied on long-term monitoring plots on dump rocks of quarry no. 3 of the Phosphorite production company in Kingisepp district of Leningrad oblast. Observations were performed in 1998, 2004, and 2014. It was shown that vegetation succession on the plots proceeds relatively quickly, and that the species composition of phytocenoses formed is typical of the areas with soddy-calcareous soils. Soil development proved to be correlated with the development of vegetation. Maximum changes in soil characteristics were observed with an increase in the density of forest vegetation and a decrease in the role of herbs. The molecular composition of humic acids in the studied soils remained stable; in particular, the ratio of aliphatic to alkyl aromatic fragments was virtually constant. This phenomenon could be due to the great amount of aliphatic components in the falloff of coniferous species subjected to humification.     

土石混合介质水分入渗特性试验研究

土壤中碎石的存在改变了土壤结构和土壤水分运动规律.为研究碎石含量和碎石粒径对土石混合介质水分入渗特性的影响.利用垂直一维积水入渗试验资料对其进行分析.结果表明:土石混合介质的累积入渗量和湿润锋推进速度均小于细土,碎石含量对累积入渗量和湿润锋的影响存在一个转折点.该转折点因粒级不同而不同;碎石含量对含水量剖面的影响表现为含水量随含石量增加而下降;碎石粒径只对混合介质本身的物理特性有影响,对水分入渗无明显影响.     

道路侵蚀研究的进展与展望

[目的]分析目前道路侵蚀研究中所存在的问题及未来亟需关注的研究方向,为防治流域土壤侵蚀和保障流域生态环境安全与高质量发展提供重要依据.[方法]通过查阅文献,从道路侵蚀的界定、道路侵蚀的特征及影响因素,道路侵蚀研究方法等方面进行总结和分析.[结果]目前关于道路侵蚀研究存在的主要问题表现在:①研究方法尚不成熟,模拟降雨/冲...     

人工技术土壤研究进展与展望

城市绿色基础设施可以解决由城市化引发的诸多环境问题，但城市绿色基础设施建设所需要的大量土壤资源却很匮乏。人工技术土壤（Constructed Technosols, CT）是利用有机和无机固体废弃物创造的用于种植植物的新土壤，可通过调整组成材料和配方满足不同的植被类型、土地用途和立地条件等要求，最终回归城市，用于绿色基础设施建设。CT可同时缓解大量城市固废的处置难题和解决城市绿色基础设施建设的土壤缺乏问题，具有低碳、低成本、低影响的特点，还可产生经济效益。本文主要从CT对植物生长、碳捕获、生物多样性保护、径流污染物滤除方面的作用和人为生物调控方面介绍了CT的研究现状及在我国的应用潜力，并对CT的研究发展进行了展望，提出了一些CT研究中需要解决的问题与建议。旨在推动城市固体废物资源化综合利用和绿色基础设施低碳发展，增加城市碳固存，改善城市地区生态环境和增进人民健康福祉。     

白藜芦醇纳米脂质体研究进展

本文在国内外文献分析的基础上,综述了白藜芦醇纳米脂质体的制备方法,分析了白藜芦醇纳米脂质体在促进小肠吸收、提高抗氧化与抗辐射活性、延缓释放和靶向作用等方面的生物活性,并对目前白藜芦醇纳米脂质体研究中的科学问题和重点进行了总结和展望。     

D-氨基酰化酶的研究进展

D-氨基酰化酶是一类能特异性水解D-氨基酸N-酰基衍生物生成D-氨基酸的重要水解酶。随着D-氨基酸在医药、食品以及饲料等行业的需求量不断增大,深入研究D-氨基酰化酶具有十分重要的意义。本文从D-氨基酰化酶的分类、酶学性质、分子结构及催化机理等方面进行了综述,并对D-氨基酰化酶在工业上的应用前景进行展望。     

土壤可蚀性研究进展

土壤可蚀性(K值)是反映土壤侵蚀规律的重要指标,有关其研究成果已有大量研究论文报道。通过总结前人的研究成果,从土壤可蚀性评价指标的确定、空间变异性和不确定性以及研究方法等方面,介绍土壤可蚀性的研究进展。同时,指出了在今后的研究中需要形成统一的评价指标对土壤可蚀性进行评价,可利用泥沙平衡原理分析和验证可蚀性公式的适用程度,并建议建立K值数据库为水土流失监测、预报和治理提供参数基础。     

地下水监测研究进展

地下水监测是加强地下水管理和保护、实施水资源优化配置和合理调度的重要基础。作者在查阅大量相关文献的基础上,分析了地下水监测网规划现状及其发展趋势,提出地下水监测系统的概念并抽象出其逻辑模型,为地下水监测理论研究提供了科学依据。     

拟除虫菊酯类农药光降解的研究进展

拟除虫菊酯类农药的广泛使用,引起的环境问题及农业生产与日常生活中的安全问题日益突出。本文综述了拟除虫菊酯类农药的光降解行为,包括自然光照降解、紫外光照降解、光催化降解、光照下的微生物降解及辐照降解;探讨了影响光降解的因素,如光照强度、p H、氧气、溶剂、金属离子、腐殖质,及与其他农药的交互作用等。最后,总结了拟除虫菊酯类农药的光降解机理。