控释肥氮素释放与水稻氮素吸收相关性研究

在田间条件下,研究树脂控释尿素、硫加树脂控释尿素养分释放与水稻养分吸收相关性,以及对水稻产量影响与机理。结果表明:与普通尿素相比,在施肥量相同条件下,树脂包膜尿素与硫加树脂尿素处理土壤养分释放及供应与水稻吸收氮素具有显著正相关性,R2分别为0.885 0和0.925 3,更能满足水稻对养分的吸收;树脂控释尿素与硫加树脂控释尿素处理生物产量较普通尿素处理增加14.1%~15%,经济产量增产8.51%~18.05%,而树脂控释尿素与硫加树脂控释尿素处理间差异不显著;树脂控释尿素、硫加树脂控释尿素氮肥利用率分别为50.91%和55.41%,比普通尿素追肥处理提高了57.1%和71.2%,均达到显著差异。与普通尿素相比,控释氮肥养分释放更有利于水稻氮素吸收,促进生长,提高产量和氮素利用率。     

不同包膜类型控释氮肥对小麦产量及土壤生化性质的影响

在小麦—玉米轮作条件下,通过6a的连续池栽定位试验,以施用普通尿素(Urea)处理为对照,研究了3种不同包膜类型控释氮肥(CRUs):树脂包膜尿素(PCU)、硫包膜尿素(SCU)、硫加树脂包膜尿素(PSCU)及减氮30%树脂包膜尿素(PCU70%)在田间条件下的氮素释放特征以及其对轮作第12季小麦产量及其产量构成因素、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:(1)控释氮肥的田间养分释放特征满足了小麦各生育期对氮素的不同需求,与速效氮肥相比,在等量施氮条件下,3种控释氮肥均显著提高了小麦产量,PCU、SCU和PSCU处理比Urea处理分别增产了13.5%,17.1%和20.2%,但3种控释氮肥处理之间差异不显著。树脂包膜尿素在减氮30%的条件下,与常量速效氮肥相比,作物产量无显著差异;(2)控释氮肥在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中SCU和PSCU在提高土壤酶活性方面的效果好于PCU;(3)控释氮肥能显著增加冬小麦中后期土壤中无机氮含量,在小麦开花期,PCU、PCU70%、SCU和PSCU处理的无机氮含量比Urea处理分别高出23.7%,17.2%,32.5%和30.1%,一次性基施满足了冬小麦各生育期尤其在生育关键期对土壤氮素的需求。     

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。     

控释尿素养分速测及在田间土壤中氮素释放率研究

介绍了一种树脂包膜尿素工厂在线质检的养分速测方法,即,100℃快速浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法,建立了该方法与缓释肥料国家标准(GB/T23348-2009)中规定的25℃静水浸提凯氏定氮法测定结果之间的相关关系,验证了该速测方法预测计算肥料养分释放期的可行性;将控释尿素施用于田间土壤,实时监测土壤的温湿度状况,对比了控释尿素在25℃水与田间土壤中的氮素累积释放趋势。结果表明:(1)100℃浸提对二甲氨基苯甲醛分光光度法可以准确的预测树脂包膜尿素在25℃下的养分释放率和养分释放期。应用此法测定预测样品S1和S2的养分释放期的误差分别只有0.10d和1.75d,相对误差不超过2.3%。(2)控释尿素S1、S3分别在25℃水中与田间耕层土壤(75%相对含水量)中的氮素释放趋势基本一致。25℃静水与耕层土壤的温差(5℃)较小,不足以引起肥料在两介质中氮素累积释放率的显著差异。     

土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明:在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0%~50%田间持水量范围内,或水势在60~100k Pa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100%田间持水量时,或水势低于60 k Pa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e~(0.0066x),r=0.91。     

控释尿素在水及不同类型土壤中的养分释放特征

试验采用静水培养和土壤培养研究控释尿素的养分释放特征,比较其在不同类型土壤和静水中的养分释放差异, 探讨土壤类型对其养分释放的影响。结果表明,试验选用的控释尿素在250.5℃静水条件下, 初期养分溶出率为1.7%, 28 d养分累积释放率为59.2%, 释放期为50 d, 控释尿素在土壤培养的前50 d, 水稻土中的氮素表观释放率显著低于潮土和黄棕壤中, 50~140 d在水稻土中的氮素表观释放率最高,140 d之后在三种类型土壤中的氮素表观释放率无显著差异。控释尿素在不同类型土壤中的养分表观释放率均与在静水中的显著相关。     

桐油包膜尿素养分释放机理的研究

以桐油为包膜材料,采用土壤盆栽试验和水中静置试验,对控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,以桐油为包膜材料的包膜尿素,在土壤中养分初期溶出率为12.6%,在水中养分初期溶出率为20.1%,是比较理想的包膜材料。在水中与土壤中养分释放期为1∶1.2;N素的释放可用LOGISTIC动力学方程描述,释放常数k值可用来判断控释尿素的N素释放速率大小。     

降雨对施用两种尿素坡地氮素空间分布的影响

采用自动模拟降雨系统,设置恒定降雨强度,在室内对施用普通尿素和树脂包膜控释尿素的土槽进行模拟降雨试验。通过模拟降雨试验,比较研究了降雨对施用两种尿素的坡地氮素空间分布及氮素流失特征影响。研究结果表明:树脂包膜控释尿素在棕壤、褐土及红壤坡地上施用,均能显著减小降雨对坡地氮素空间分布的影响;与普通尿素相比,模拟降雨后,树脂包膜控释尿素处理的3种类型土壤坡地氮素残余量变异系数为普通尿素的14.08%~31.89%;且树脂包膜控释尿素显著缩小了降雨对3种类型土壤坡地表层与下层氮素空间分布影响间的差异;树脂包膜控释尿素在3种类型土壤坡地上施用均能减少降雨造成的氮素流失,与普通尿素施用相比,氮素流失分别减少了7.32%~17.35%(P0.05)、17.95%~24.24%(P0.05)、72.45%~78.84%(P0.01);同时,树脂包膜控释尿素还能减小降雨造成的坡地表层与下层氮素流失量间的差异,下层坡面氮素损失量仅比表层增加1.63%~5.02%。因此,降雨条件下,在坡地上施用树脂包膜尿素有利于控制氮素的分布失衡及流失。     

包膜控释肥料在土壤中养分释放特性的测试方法与评价

在土壤培养基础上,着重研究了包膜控释肥料养分释放率的三种测定方法以及在土壤中测得的包膜控释肥料养分释放率与在水中测得的养分释放率间的相关性。结果表明,在土壤培养中,采用肥料养分化学测定法、肥料养分称量法和土壤无机氮增量法都能直接或间接表征包膜控释肥料在土壤中的养分释放率及其相关性状。包膜控释肥料在土壤与水两种体系中所测得的养分释放率之间相关性显著,其相关关系符合一元一次线型回归方程,相关系数(r)大于0.920。     

模拟降雨条件下树脂包膜控释尿素对土壤氮素流失的控制效应

采用三种类型土壤,通过静水释放试验和模拟降雨试验方法,研究了树脂包膜控释尿素对土壤氮素流失的控制效应。研究结果表明,树脂包膜控释尿素具有良好的控制释放性能;在历次模拟降雨过程中,褐土、棕壤和红壤的平均产流强度均呈现出先上升后稳定平缓的趋势;树脂包膜控释尿素的控释性能有效推迟了土壤径流硝态氮和铵态氮流失高峰的出现;与普通尿素相比,施用树脂包膜控释尿素降低了土壤径流硝态氮和铵态氮以及总氮流失量的23.9%～30.4%,20.6%～30.8%,3.7%～7.9%,进一步证实了树脂包膜控释尿素的推广施用能够控制土壤氮素流失,是防治农业面源污染的有效措施之一。     

不同施肥与间套绿肥对果园水热特征及硝态氮累积的影响

为了研究不同施肥与覆盖措施下苹果园水热特征及硝态氮累积量,于2012—2015年在陕西渭北旱塬白水县田家洼村进行了田间试验,探究单施化肥（农户模式FM）、推荐施肥配合树盘覆黑色膜（现有模式EM）、增施有机肥配合树盘覆黑色膜行间种植小油菜（优化模式OM）对果园水分含量、温度及硝态氮含量的影响。结果表明,与现有模式、农户模式相比,优化模式能显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,分别平均增加6.1%、14.6%;优化模式能提高0~60 cm土层含水量随时间变化的稳定性,缓解深层（140~300 cm）土壤干燥化现象,降低土壤剖面水分垂直变异,提高土壤剖面水分垂直分布的稳定性;优化模式的三年平均产量较现有模式、农户模式分别增加20.1%、33.6%,水分利用率较农户模式、现有模式分别提高42.6%、28.9%;不同果园管理措施对土壤热量状况的影响差异显著,优化模式较现有模式能显著降低极端高温,缓冲不同时间段温度变异性,提高土壤的保温性。此外,优化模式能增加成熟期0~120 cm土层硝态氮累积量,较农户模式、现有模式分别增加277.9、183.7 kg·hm-2,优化模式可降低120~300 cm土层硝态氮累积量,较农户模式、现有模式分别降低71.3、30.0 kg·hm-2。综上所述,优化模式可明显改善土壤水热状况,降低深层硝态氮的累积量,是渭北旱地果园缓解水分和温度胁迫、改善果园生态环境、获得高产的最优果园管理模式。     

土壤培肥过程中氯离子累积与分布规律研究

以陕西杨凌杜寨村为中心,沿南、西、北3条辐射线分别采取耕层和剖面土样,探讨土壤中Cl^-的累积与垂直分布情况,揭示受人类生活影响历史较长的杜寨村农田土壤中Cl^-的累积状况与迁移规律。结果表明,在半干旱偏湿润气候地区,由于受自然环境因素和人为因素的强烈影响,Cl^-在村庄附近的土壤耕层呈现出累积趋势,随着离村庄距离的增加而明显减少;土壤剖面上Cl^-的含量随着土壤深度的增加也逐渐减少;Cl^-在土壤耕层虽然表现出一定的累积趋势,但累积量并不高,暂时不会影响作物的产量和品质。     

太仓市郊大棚菜地土壤盐分累积与分布特征研究

以太仓市郊大棚菜地土壤为研究对象,研究了太仓市典型大棚菜地土壤盐分累积现状及变化规律。结果表明:太仓市郊大棚菜地土壤全盐含量平均值为3.38 g/kg,已达轻度盐化水平;大棚菜地土壤盐分累积区域分布差异较大,最小值为0.42 g/kg,最大值达12.6 g/kg,变异系数达65.7%;大棚菜地土壤盐分累积量有69.84%超过安全水平,其中51.59%为轻度盐土,10.32%为中度盐土,5.56%为重度盐土;大棚菜地土壤盐分累积分布具有明显的地域性,以浏河镇、沙溪镇和新区发生盐化现象最为严重,盐化土所占比例分别达91.4%、91.0%和83.0%;八大离子组成中,阳离子以Ca~(2+)为主,其次为Na~+和K~+,阴离子以NO_3~–为主,其次为Cl~–和SO_4~(2–);相关性分析表明,影响太仓市郊菜地土壤发生盐化的主要因素是全盐含量、NO_3~–、Cl~–、Ca~(2+)等指标,造成土壤发生次生盐渍化的主要原因是不合理施肥、种植及管理模式等人为外在因素;太仓市郊菜地土壤盐分含量随着大棚种植年限的增加而显著提高,在种植年限为4~5 a时达到峰值,平均值为3.64 g/kg,是种植年限为1 a的大棚土壤含盐量的1.29倍。     

融雪剂在路域土壤中的累积、扩散及其对土壤性质的影响

以我国吉林省多条常年使用融雪剂的高速公路为对象,研究了融雪剂成分在路域土壤中的累积、扩散及其对土壤相关理化性质的影响,结果表明;(1)道路使用氯盐型融雪剂后,路域土壤表层(0-20cm)的酸碱性、电导率及盐分离子的组成均有明显变化,总体呈电导率增加.Na~+、Cl~-的含量及比例上升的趋势,其中以道路隔离带土壤的变化量最为显著,并已表现出明显的盐化及钠质化趋势.(2)融雪剂对当地路域土壤的影响范围为距路基3m范围内,在此范围内土壤电导率及主要盐分离子Na~+、Cl~-的含量均显著高于对照土壤.各离子成分在土壤剖面的迁移、分布无明显规律性,其原因主要与土壤本身的理化特性及环境条件如降雨量等因素有关.(3)融雪剂成分在路域土壤中的大量蓄积改变了土壤的自然物质组成,其中Na~+、Cl~-的累积是影响土壤理化性质的主要因子,一方面其含量的增加可引发土壤的盐化、酸化、钠质化以及土壤结构的破坏.同时,Na~+浓度的提高也加大了其余养分离子置换流失的可能,成为影响植物正常生长、降低土壤肥力和增加环境风险的重要因素.     

施肥对黄土旱塬区黑垆土土壤肥力及硝态氮累积的影响

本文以长期定位试验为依托,研究了黄土高原旱塬区黑垆土大田对比试验和长期定位施肥对土壤肥力硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:长期施用有机肥能够明显增加土壤养分,氮磷和有机肥配施效果显著;和1984年土壤养分状况相比,大田对比试验土壤有机质增加了27.1%,全氮和全磷提高了84.2%和34.8%,有效氮、有效磷和速效钾增加了46.9%、540.0%和10.2%,养分水平与长期定位试验中氮磷配施相近。长期定位试验中氮磷配施或与有机肥配施能够有效地减少土壤剖面中硝酸盐的累积和淋溶,氮肥单施硝态氮累积量最大,为1006.4 kg/hm2,大田对比试验土壤硝态氮总累积量较长期定位试验中施用氮肥处理的总累积量少。     

大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究

通过对昆明地区不同年限的大棚土壤的管理现状调查分析及采集次生盐渍化严重的土壤做调控盐分的盆栽模拟试验，研究了保护地大棚土壤次生盐渍化的形成特征以及土壤调理剂对大棚土壤盐分的调控效果，结果表明：随着大棚年限的增长，耕层土壤的盐分在增加，盐分组成以Ca²⁺和NO^-₃为主，0～60 cm土层的盐分剖面由露地的直筒型向倒锥形发展，由泥炭、沸石、锯末等改良材料组合成的土壤调理剂控盐效果显著，耕层土壤全盐含量降幅在19％～32％之间。     

设施土壤盐分的累积、迁移及离子组成变化特征

通过对我国不同地区设施栽培现状的野外调查和取样分析,研究了设施栽培条件下土壤盐分的累积、迁移及离子组成变化特点。结果表明:1)设施栽培条件下,土壤含盐量的变化幅度大,且均明显高于露地土壤,各研究区域内已有40%8～9%的土壤含盐量超过了作物正常生长的临界浓度。2)设施栽培的可持续利用周期较短,连续种植到4年左右的设施土壤,其耕层盐分的累积量可达到作物的生长障碍临界点,之后因设施使用率的下降以及采取的措施而有所降低,但仍高于露地土壤。设施连续使用会导致土壤环境质量的不断恶化。3)设施土壤剖面(0100.cm)盐分含量均高于相邻露地,盐分含量随土层深度增加而降低,其中耕层(020.cm)的盐分含量显著高于其下各层;盐分离子在土壤剖面的运移同时存在着明显的向底层迁移和向表层聚集两种方式,但以表聚为主;此外,盐分离子的大量累积和向底层迁移,特别是NO3-的淋溶已严重影响到部分地区的地下水水质。4)设施栽培后,土壤中的NO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+均有不同程度的累积,阴离子以NO3-和SO42-为主,阳离子以Ca2+为主。盐分的大量累积以及某些离子的相对富集在一定程度上引起了作物养分的供需失衡、土壤酸化、棚室内CO2供应不足等生产问题。     

辽宁设施栽培土壤盐分累积变化规律研究

对辽宁省主要设施栽培地区土壤盐分累积变化规律的凋查研究结果表明：（1）设施栽培土壤盐分含量和电导率较露地土壤有明显增加，且变化幅度较大，是露地的2.0～6.0倍。沈阳、北宁两地设施土壤的盐分含量分别为1347.48mg／kg（CV=59.3％），1274.25mg／kg（CV＝40.5％）。（2）设施土壤连续种植到4年左右为盐分累积的高峰期，此时土壤的平均含盐量为1861.28mg／kg，EC值为0.53mS／cm，已超过所种作物的生育障碍临界点（EC〉0.5mS／cm）。此后，盐分含量因设施使用率的降低及采取的相关措施而有一定程度的降低。（3）设施土壤各盐分离子的含量均较露地土壤大大增加，盐分的累积以NO3^-、SO4^2-和Ca^2＋的相对富集为主要特征。（4）盐分在设施土壤中的运移同时存在着向下迁移和向表层聚集两种方式，且以表聚为主。各盐分离子的含量随土层深度的增加而降低，NO3^-、CI^-、Ca^2＋、Na^＋的累积迁移量较大，在0～100cm各土层内的含量都高于对应露地层次，其中，硝酸盐的大量累积和向下迁移势必对环境造成不利影响。     

2种扰动土壤工程堆积体坡面泥沙运移特征比对研究

为探究不同土壤类型对工程堆积体坡面侵蚀泥沙搬运的影响,选取构筑堆积体的2种扰动土壤,设定4个放水梯度(8,12,16,20 L/min)在32°条件下进行野外冲刷试验。结果表明:2种坡面产流产沙率均随冲刷延时呈"多峰多谷"变化;较扰动风沙土堆积体,扰动红壤堆积体产流产沙率均随流量增加上升速率较缓;流量20 L/min时,重力在扰动风沙土堆积体坡面侵蚀中发挥主导作用;各放水梯度下2种堆积体坡面累积产沙量与累积径流量均呈极显著线性关系(P0.01,R~20.99);随流量增大,搬运泥沙颗粒组成均接近原状土,扰动风沙土坡面径流搬运泥沙颗粒以砂粒为主( 60%),扰动红壤坡面径流搬运泥沙颗粒各组分比例相对均匀(各组分含量为24%～41%)。该研究结果可为不同土壤类型堆积体坡面水土流失防控措施科学配置提供理论依据。     

不同改良物料及其配施组合对黄河三角洲滨海盐碱土的改良效果

以玉米为研究对象,在盆栽条件下,探究脱硫石膏、蚯蚓粪、硫磺、糠醛渣、沸石对土壤改良的效果,并据此设计改良剂配施组合,研究不同改良剂配施组合对玉米生长发育及土壤性状的改良作用。结果表明:在0—20cm土层中,脱硫石膏、硫磺、糠醛渣、蚯蚓粪、沸石处理的土壤pH值均有不同程度的降低,轻度盐碱条件下降低了0.05~0.19个单位;中度盐碱条件下降低了0.20~0.33个单位。脱硫石膏可显著降低0—20cm土层水溶性Na~+含量。根据不同改良剂的改良特点,设计了T1(脱硫石膏+硫磺+蚯蚓粪)和T2(蚯蚓粪+沸石+脱硫石膏+糠醛渣)两种具有综合改良效果的改良剂配施组合,均能显著增加玉米植株生物量,在轻度盐碱条件下,较空白处理分别增加了77.75%和129.22%;中度盐碱条件下,分别增加了148.13%和170.31%。并且各配施处理(T1和T2)均能降低0—20cm表层土壤的pH。在滨海盐渍土中施用综合改良剂能促进作物生长和改善土壤性状,可以作为未来滨海盐渍土快速改良的重要措施之一。