菌剂与缓释肥配施对复垦土壤微生物生态的影响

在盆栽模拟复垦的条件下,利用传统平板计数法与BIOLOG方法相结合研究菌剂与缓释肥配施对土壤微生物生态的影响。结果表明,菌剂与缓释肥配施能显著提高土壤细菌、真菌和放线菌的数量。同时对土壤酶活性也具有有明显的影响。就脲酶而言,由于缓释肥与菌剂的配合施用,抑制了其活性,延长了缓释肥的肥效。通过对磷酸酶的研究发现,由于菌剂的加入促进了磷酸酶的活性,菌剂与缓释肥配施处理的土壤磷酸酶活性显著高于纯化肥处理的。通过多样性指数的测定表明菌剂与缓释肥配施处理土壤微生物群落的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和McIntosh均匀度等各项指标均显著高于其他处理的。说明菌剂与缓释肥配施不但可以提高土壤微生物功能多样性,而且还可以提高土壤微生物群落均匀度,从而可促进土壤微生物生态系统的稳定,提高土壤微生物群落的生态功能。     

原状土与装填土热特性的比较

土壤热特性是研究土壤—植物—大气系统中能量传输的必要参数。目前的研究集中在室内装填土柱上热特性与含水率、质地、温度和体积质量(容重)等因素的关系,田间条件下土壤结构对热特性影响的报道很少。该研究通过比较2种质地土壤田间原状土和室内装填土热特性的差异,初步探讨了不同含水率范围内结构形成对土壤热特性的影响。采集田间原状土,在室内利用热脉冲技术测定其热容量、热导率和热扩散率;然后将样品磨碎、过2mm土筛,填装后得到相同体积质量和含水率的装填土壤样品,并测定其热特性。结果表明,装填土和原状土的热容量基本一致;在中等含水率区域(砂壤土:0.07～0.24m3/m3;壤土:0.15～0.31m3/m3),重新装填后砂壤土和壤土的热导率分别降低了9.7%和9.8%。另外,结构形成增加了土壤热扩散率,在中等含水率区域尤其明显;在接近饱和区域,原状土与装填土的热扩散率趋于一致。因此,土壤结构形成对土壤热容量没有显著影响,但提高了中等含水率区域土壤的热导率和热扩散率。     

控/缓释肥在不同介质中的氮素释放特性及其肥效评价

以水、土壤、砂子、土壤+砂子和土壤+沸石为介质,研究了5种控/缓释肥的溶(淋)出特征。结果表明,由于性质不同,同一肥料在不同介质中的溶(淋)出率和溶(淋)出模式有很大差异。水中溶出率虽可以快速比较不同控/缓释肥的溶出速率,但用以估测肥料在田间的实际肥效,则产生较大的误差。客观、合理地评价控/缓释肥,应该在肥料 土壤 作物系统中考虑。相对而言,考虑土壤因子的土柱淋出率法较水中溶出率法更为接近田间实际。     

长期施用家畜废弃物堆肥对土壤剖面15N自然丰度的影响

通过对两个长期田间试验的研究,分析了日本火山灰土(Andisols)及其溶液中15N自然丰度(δ 15N)在土壤剖面的分布,其目的是为了评价δ15N值能否作为预测家畜废弃物氮在迁移转化过程中形成的NO3-N污染的指标.在日本中央农业综合研究中心(NARC)进行了6年的试验处理包括猪场废弃物堆肥(猪粪堆肥),缓释尿素(缓释肥),普通铵态氮肥(普通化肥),及不施肥(对照);而在日本农业研究所(NARI)进行了12年的试验则包括三个施用量的牛场废弃物堆肥(牛粪堆肥),以该地长期不施肥的森林土壤(森林)作为对照.研究结果表明在NARC长期施用猪粪堆肥显著改变了δ15N值在土壤剖面的分布模式,猪粪堆肥小区0～20cm的δ15N值最高,然后按对照≥普通化肥＞缓释肥排列,原因主要为猪粪堆肥本身的δ15N值较高及其随后在土壤中的转化等反应;缓释肥处理后的土壤δ15N值最低,表明缓释肥施入土壤后的循环速率较慢或相对于施肥量其损失较低.在NARI,土壤δ15N值随着施肥量的增加而升高.同样不施肥条件下,NARI的森林土壤剖面的δ15N值比相对应的NARC的对照土壤剖面值高1～2个δ单位.NARC土壤剖面100 cm收集的土壤溶液的δ15N值的大小排列为猪粪堆肥＞普通化肥≥对照＞缓释肥;并且普通化肥小区土壤溶液δ15N最低值出现在剖面深度200～250 cm左右.以上结果显示土壤表层或土壤溶液中的δ15N值将有助于我们在火山灰土地区定性地预测污染物来源.     

玉米秸秆基纤维素保水缓释肥制备及应用

为解决农业生产中秸秆废弃物不合理的使用导致资源浪费和农业污染问题,探讨秸秆基纤维素保水缓释肥的生产成本、在农业上应用的可行性,对秸秆基保水缓释肥的特性及性能进行了试验研究。以玉米秸秆为主要原料,利用硝酸-水溶液一步提取玉米秸秆纤维素,采用溶液聚合法将玉米秸秆纤维素与丙烯酸、丙烯酰胺单体进行接枝共聚反应,并利用半互穿网络技术制备具有保水功能的缓释肥(MS-CPPC),引入聚磷酸铵作为氮、磷营养物质。运用正交试验对制备条件进行优化,并利用扫描电镜(scanning electron microscopy)、红外光谱(flourier transform infrared spectroscopy)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)、热重分析技术(thermo gravimetric analysis)对制备的产品进行表征;研究了MS-CPPC的吸水性以及在水和土壤中的氮磷缓释性。结果表明,制备的最优工艺为:纤维素与丙烯酸质量比为1:6、交联剂与纤维素质量比为1:20、引发剂与纤维素质量比为5:1、聚乙烯醇共聚物与纤维素质量比为5:2。该保水缓释肥有良好的吸水性,吸水率为443.2 g/g;混施到土壤中对水分入渗率和累积入渗量都有明显的促进作用,在实际应用中可以防止土壤表层滞水;同时,该产品具有氮磷缓释特性,24 h和30 d的氮、磷累计释放量分别为14.69%、13.01%和67.11%,55.74%,氮磷释放性能符合符合缓释肥料国家标准;土柱试验表明,添加MS-CPPC可以显著减少氮磷淋溶损失。利用玉米秸秆制备的保水性缓释肥具有制造成本低、环境友好等特点,并且可以实现秸秆资源高效利用。     

施用袋控缓释肥对碧桃生长发育及观赏效果的影响

为降低园林植物施肥人力成本,拓宽袋控缓释肥应用范围,通过施肥试验研究施用袋控缓释肥对碧桃观赏效果的影响.设置袋控缓释肥处理、撒施肥处理、不施肥处理3种施肥方式,测定施肥后土壤各养分的含量.试验结果表明:施肥后土壤铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾等养分含量,袋控缓释肥处理维持在一个较高水平,撒施处理下降显著,不施肥处理含量...     

连续施用炭基肥对花生土壤性质和产量的影响

通过田间微区定位试验,研究施用炭基缓释花生专用肥及不同有机肥配施化肥对连作花生土壤理化性质及产量的影响。结果表明,采用炭基缓释肥可以明显提高土壤氮磷钾养分含量和花生产量。连续施用3年后,炭基缓释花生专用肥处理产量达到最高,为6 488 kg/hm2,且显著高于其他处理方式。施用炭基肥在提高土壤有机质、全钾、速效钾含量方面效果优于其他处理方式;在提高土壤全氮、碱解氮含量方面效果与其它处理方式相差不大。而在提高土壤全磷方面炭基肥效果不如其它处理。同时,施用炭基肥在维持土壤p H值效果上略差于其他处理,随着种植年限的增加p H值有所下降;而猪粪配施化肥和玉米秸秆配施化肥处理在防止土壤酸化方面效果较好。     

施用炭基缓释肥对花生光合功能的影响

【目的】 本研究旨在通过田间定位试验,开展不同用量生物炭及炭基缓释肥对花生关键生育时期功能叶荧光动力学影响研究,探明不同条件下叶片光系统变化规律,以期为新型肥料增产机理及研制开发提供理论依据。 【方法】 定位试验始于 2011 年,试验设 5 个处理:不施肥 (CK)、单施生物炭 (C15 和 C50)、氮磷钾配施 (NPK)、炭基缓释肥 (TJHS)。C15 和 TJHS 为等碳量,NPK 和 TJHS 为等氮磷钾养分。于 2013 年花生开花下针期采集功能叶片,利用 MPEA-2 型植物效率仪进行荧光动力学曲线、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ性能测定。 【结果】 施用炭基缓释肥引起花生叶片 OJIP 曲线中K、J 和 I 点的荧光强度降低,其中 J 点降幅最大。炭基缓释肥对提高花生功能叶电子由 Q_A 传递到 Q_B 概率的效果要好于等碳量处理,ψ_o 值增加了 6.56%;与等养分处理效果相当。炭基缓释肥对提高花生功能叶以吸收光能为基础的性能指数的效果好于等碳量或等养分处理,PI_ABS 值分别提高了 12.27%、17.62%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光 F_j 占 F_o-F_p 振幅比例 (Vj) 效果要好于等碳量或等养分处理,Vj 值分别降低了 10.26%、5.41%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光 F_k 占 F_o-F_p 振幅比例 (W_k) 效果与等碳量投入或等养分投入条件下无明显差异。施用炭基缓释肥对花生叶片光合系统Ⅰ(PSⅠ) 指标也具有明显影响,花生功能叶片 820 nm 相对吸收值 (I_t) 呈“V”型变化,且 ΔI_t 值变化较为平稳,处于逐步上升趋势;炭基缓释肥对花生功能叶的最大氧化还原活性作用要好于氮磷钾配施,ΔI/I_o 提升了 4.30%。 【结论】 施用炭基缓释肥可以引起花生营养生长阶段叶片荧光诱导曲线显著变化,具有提高叶片光合性能作用,尤其在电子传递和光能吸收方面优于生物炭或氮、磷、钾配施。      

不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物学特性的影响

为探讨长期不同施肥措施对茶园土壤微生物学特性的影响,通过定位施肥试验,于春茶、夏茶、秋茶和冬管期,采集施用菌渣、生物炭＋复合肥、有机肥、生物炭有机肥和复合肥(对照)为基肥,脲甲醛缓释肥为追肥的茶园土壤,研究不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量和β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纤维二糖苷酶(CBH)、蔗糖酶(INV)和脲酶(URE)4种碳氮转化酶活性的影响。结果表明:土壤MBC、MBN含量和酶活性均随茶叶不同生长期表现出明显的动态变化,与对照相比,有机肥配施缓释肥显著提高了春茶期土壤MBC含量,提高幅度为50.34%;生物炭有机肥配施缓释肥处理显著提高了春茶期和夏茶期土壤MBN含量,提高幅度分别为61.16%和25.27%;菌渣配施缓释肥对春茶期BG、URE活性提升效果最佳,较对照提升幅度分别为45.56%、44.32%,而CBH活性受到抑制,不同施肥措施INV活性在茶叶不同生长期均受到抑制。通径分析表明,土壤有效磷、NO^3--N直接影响土壤MBC、MBN含量,同时土壤可溶性有机氮还直接影响土壤BG活性,土壤NO^3--N则直接影响土壤CBH、URE和INV活性。因此,重庆地区茶园追肥施用脲甲醛缓释肥时,基肥选用商品有机肥或菌渣有利于提升土壤MBC、MBN含量,并维持相关转化酶活性。     

荒漠碱化土壤水解性碱度的探讨

荒漠碱化土壤的主要化学特性是碱度和pH值较高。这是由于碱化土壤含有一定量的交换性钠(镁),以及有时出现Na₂CO₃或MgCO₃等碱性盐之故。因此,在实践中,用酚酞反应方法在田间鉴别土壤是否含有苏打,测定时往往受空气(包括土壤空气)中CO₂分压的影响使pH值降低。     

化肥和缓释复合肥对中性和微碱性土壤表面电化学性质的影响

为揭示缓控释肥料养分缓释或控释对土壤表面电化学性质的作用规律,该研究采用室内恒温培养和田间试验,探讨缓释复合肥、化肥和普通复合肥对室内恒温培养和田间试验中性和微碱性土壤表面电位、表面电荷密度、比表面积和表面电荷数量的影响。结果表明:1)室内恒温培养下,等养分3种肥料以缓释复合肥较化肥处理增加中性土表面电位、表面电荷密度和表面电荷数量,而对于比表面积,各施肥处理较不施肥处理呈显著增加(P0.05),增幅为34.2%~81.2%,且随着缓释复合肥施用量增加中性土表面电荷密度和比表面积呈增加趋势;2)根据培养土壤表面电化学性质与其理化性质的相关分析可知,土壤表面电荷密度和比表面积均分别与土壤p H值和有机质呈正相关;3)田间条件下,中性土壤表面电位值、表面电荷密度和表面电荷数量以缓释复合肥大于化肥,微碱性土壤表面电荷密度以缓释复合肥显著高于化肥和普通复合肥(黑圣长茄土壤增幅为7.9%和6.5%,竹茄土壤增幅为12.9%和5.3%),且表面电荷数量以缓释复合肥高于化肥;4)田间土壤表面电化学各指标与茄子产量均呈显著或极显著正相关。缓释复合肥匀速释放多种形态氮素和丰富的有机质,其适宜的养分含量和比例成为稳定土壤表面电化学性质的物质基础,最终提高土壤保肥供肥特性,可实现生长期较长作物的营养需要。     

Utilization of biochar impregnated with anaerobically digested slurry as slow‐release fertilizer

We examined the possibility of an environment‐friendly slow‐release fertilizer (SRF) made of biochar impregnated by anaerobically digested slurry. The biochar materials were produced from three types of feedstocks (orange peel, residual wood, water‐treatment sludge) at different temperatures of 300°C, 500°C, and 700°C via pyrolysis. The release behaviors of the water‐soluble K⁺, Ca²⁺, and Mg²⁺ were similar for all impregnated biochars and the commercial SRF used. The water‐retention capacity was greatly improved by mixing the biochar‐SRF with the soil. The yield of lettuce was lower for the biochar‐SRF applications of 3.7 to 34.2 t ha^–1 than for the commercial SRF application of 51.4 t ha^–1. This might be due to excessive increase of soil pH for the biochar‐SRF application. Based on these results, the authors concluded that the biochar impregnated with nutrients could become an effective slow‐release K⁺ fertilizer.     

水稻节水栽培的生态和环境效应

综述了节水栽培对稻田生态条件及温室气体生成和排放、肥料流失污染、稻田矿质营养平衡与水肥耦合效应以及病虫草害发生动态等方面的影响。在此基础上,提出了今后应加强水稻节水栽培对农田生态的综合效应、水稻节水栽培的高效灌溉指标及水肥耦合效应、水稻节水栽培对农田病虫草害发生的影响、对土壤中盐分运移及再分布的影响以及无公害可降解的地膜覆盖旱作配套栽培技术等方面的研究     

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。     

水分与有机酸对水稻土肥际微域磷迁移转化的影响

通过土柱培养实验对肥际微域中磷的迁移转化及其受水分和有机酸的影响进行了研究。结果表明：随着培养时间延长,土壤肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量均显著下降,从微域角度证明了磷肥进入土壤后随时间延长有效性降低。淹水和配施草酸均有利于水溶性磷和有效磷的迁移扩散,但淹水条件下配施草酸与否肥际微域水溶性磷和有效磷的累积量均显著低于 60% 田间持水量下的累积量。60% 田间持水量下配施草酸均能增加肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量,而淹水条件下则相反,配施草酸显著降低了肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量。     

缓释复合肥料对酸性菜园土壤微生物数量特征的影响

采用盆栽试验研究缓释复合肥料（SRF）对酸性菜园土壤微生物数量特征的影响。两次测定（35d和45d）结果表明,在各处理中,SRF处理土壤微生物量碳（SMBC）含量、细菌和放线菌数量均为最高,其中SMBC达到显著;SRF处理微生物量氮（SMBN）含量显著高于普通复合肥（CCF）处理（分别提高25.8%和38.6%）,真菌数量低于包膜缓释肥（CRF）处理,高于CCF处理;与施用普通复合肥（CCF）处理相比,SRF能够显著提高白菜产量（分别提高16.4%和13.9%）,而与包膜肥料CRF处理无显著差异。     

高分子保水剂在土壤水肥保持和污染治理中的应用进展

高分子保水剂(super absorbent polymer,SAP)是一种具有高吸水和保水能力的高分子聚合物,应用土壤具有水肥保持和土壤改良等多重效应,近年在农业生产、水土保持和污染治理中应用受到重视。该文通过作者多年研究积累和文献综合分析,回顾了高分子保水剂发展历程,提出其效应原理的理论体系,包括保水剂自身吸水、保水和释水原理,保水剂促进土壤改良和保持效应原理;保水剂提高肥料等农化产品利用效率原理;保水剂调节植物生理节水效应原理和固化土壤重金属效应原理。此外,文章对保水剂在农业水肥保持与高效利用、土壤重金属污染治理等方面的研究进展进行了系统分析,并根据其存在问题,指出加强新型产品研制及其应用基础研究,加快应用技术推广是保水剂发展的主要方向。     

高吸水树脂保水剂提高肥效及减少农业面源污染

高吸水树脂(保水剂)是一种新型多功能抗旱、防污材料,能够快速吸持水肥,增加土壤团粒结构和孔隙度,抑制土面蒸发,提升作物生理机能,减少养分淋失,从而达到提高水肥利用效率和减少肥料污染的作用。近年来,保水剂在农业面源污染防治方面得到了越来越广泛的应用。该文阐述了保水剂的防污作用机理及效能,介绍了保水剂主要防污作用方面的研究,重点对保水剂在农业生产上的防污应用及农用防污型保水剂的研制进行了综述,最后分析了保水剂在农业防污应用和研究过程中存在的问题,提出了保水剂未来进行防污应用的研究方向。     

非水相流体在多孔介质中迁移的研究进展

从非水相流体（NAPLs）在多孔介质中的持留特性、渗透特征、迁移的数学模型以及试验方法和技术等方面综述了非水相流体在多孔介质中迁移理论的研究进展。在分析国内外研究现状的基础上，指出了今后非水相流体在多孔介质中迁移理论研究的方向和发展趋势，提出了需要进一步研究的关键性问题。     

不同农艺措施条件下稻田田面水总氮动态变化特征研究

通过盆栽试验,对稻田田面水总氮在不同农艺措施条件下动态变化规律进行了研究,并对该规律进行了数字拟合,以便为控制稻田氮素流失提供理论依据和技术途径.结果表明:田面水总氮浓度在施肥后第一天达到高峰,随着时间的推移不断降低,并且在每次施肥后7-9 d下降到较低水平;施肥水平和田面水总氮浓度呈正相关关系;施肥方式对田面水总氮有较大影响.随着施肥深度加深,田面水总氮含量逐渐降低;不同肥料种类对田面水总氮亦有影响,全部施用复合肥处理浓度最大,施用复合肥+碳铵处理浓度最小;有机肥作为缓释肥料在试验初期对田面水总氮贡献不大;沙土较粘壤土处理田面水总氮浓度大.