不同含羧基有机酸改性尿素在石灰性潮土中的转化特征

【目的】 研究羧基与其他活性官能团组合的不同含羧基有机酸改性尿素在石灰性潮土中的转化特征,为高效氮肥的研制提供理论依据。【方法】 将柠檬酸（羧基+羟基）、腐殖酸（羧基+酚羟基/羰基/醛基等）、聚谷氨酸（羧基+氨基）和聚丙烯酸（羧基）按照0.5%添加量加入熔融尿素中制得含柠檬酸尿素（CAU）、含腐殖酸尿素（HAU）、含聚谷氨酸尿素（PGAU）和含聚丙烯酸尿素（PAAU）4种含羧基有机酸改性尿素试验产品。设置不施肥处理（CK）及施用普通尿素（U）、CAU、HAU、PGAU和PAAU处理,采用土壤培养方法研究不同含羧基有机酸改性尿素对土壤中酰胺态氮、NH₄⁺-N、NO₃^–-N含量和土壤脲酶活性的影响。并结合普通尿素和不同含羧基有机酸改性尿素的傅里叶变换红外光谱（FTIR）,从化学结构上揭示不同含羧基有机酸改性尿素对尿素转化的影响机制。【结果】 （1）与U处理相比,在6 h—2 d内4种含羧基有机酸改性尿素均能延缓尿素在土壤中的水解,HAU和PGAU处理效果较好、其土壤尿素态氮残留量平均提高22.3%和23.7%。（2）与U处理铵态氮峰值（第2天）相比,HAU处理铵态氮含量峰值推迟至第3天,在6 h—2 d内,HAU处理铵态氮含量平均降低16.9%,HAU处理在培养后期（3—14 d）可提高土壤铵态氮含量,平均提高3.2%。（3）与U处理相比,4种含羧基有机酸改性尿素在培养后期显著提高土壤NO₃^--N含量,并以HAU处理最高,平均提高17.4 mg·kg^-1。（4）与U处理相比,培养前期（1—2 d）,4种含羧基有机酸改性尿素均抑制了土壤脲酶活性,其中HAU处理抑制效果最强、脲酶活性较U处理降低30.9%,但却提高了培养后期（2—14 d）土壤脲酶活性。【结论】 含羧基有机酸改性尿素可通过抑制培养前期脲酶活性延缓尿素在土壤中的水解与转化,延缓培养中期NH₄⁺-N向NO₃^--N转化,提高培养后期土壤NO₃^--N含量,减少氮损失。以上结果的产生主要是由于羧基及其他活性官能团可以与尿素发生反应。其中羧基与多种活性官能团（酚羟基/醛基/羰基）同时存在时与尿素的反应程度最深,对尿素的缓释效果最好。     

增效磷肥对冬小麦产量和磷素利用率的影响

在实验室条件下分别制备了含腐植酸、 海藻酸和谷氨酸3种增效剂的增效磷肥,运用土柱栽培试验研究等磷（设置低、 高2个施磷水平）投入条件下不同增效剂添加量的增效磷肥对小麦产量和磷肥利用率的影响。结果表明, 1）低磷水平下,增效磷肥处理小麦子粒产量比普通磷酸一铵提高9.74%~33.54%,高磷水平下,含腐植酸增效磷肥和含海藻酸增效磷肥处理小麦子粒产量分别比普通磷酸一铵增加26.81%和30.65%。低磷和高磷水平下,不同增效磷肥处理小麦子粒产量均随增效剂添加量的增加而提高。2）低磷和高磷水平下,增效磷肥处理小麦子粒含磷量与普通磷酸一铵处理差异不显著。3）低磷水平下,增效磷肥处理小麦吸磷总量比普通磷酸一铵增加14.81%~42.59%,磷肥的表观利用率平均提高了8.71~26.21个百分点;高磷水平下,腐植酸增效磷肥和海藻酸增效磷肥处理小麦吸磷总量分别比普通磷酸一铵增加18.18% 和 32.73%,磷肥的表观利用率平均提高了6.13 和10.19个百分点。     

增值磷肥对潮土无机磷形态及其变化的影响

在实验室条件下制备了海藻酸磷肥、腐植酸磷肥和氨基酸磷肥3种增值磷肥,利用室内土壤培养试验研究增值磷肥对潮土无机磷组分及其变化的影响。结果表明, 1）培养180 d后,普通磷肥（磷酸一铵,下同）和增值磷肥均显著提高了土壤速效磷含量,并降低了土壤pH; 施用增值磷肥提高土壤速效磷的幅度为34.6～41.92 mg/kg,高于普通磷肥; 施用增值磷肥降低土壤pH的幅度为0.23～0.36个单位,高于普通磷肥。2) 与普通磷肥相比,增值磷肥明显降低土壤对磷的固定,腐植酸、海藻酸和谷氨酸增值磷肥处理的固定率分别比普通磷肥降低7.32%、7.13%和11.99%。3）培养180 d后,与普通磷肥处理相比,增值磷肥均提高土壤Ca2-P、 Ca8-P 和 Al-P含量,减缓Al-P 向 Fe-P 的转化。     

氨基酸与锌配合喷施提高小白菜生物量、品质及锌利用效率

【目的】 作物可以直接吸收小分子有机氮,探究不同氨基酸对作物产量、品质及养分吸收的影响,及其与锌肥配合的效果可深化对有机营养的认识,为叶面施肥提供理论依据。【方法】 以小白菜为供试作物进行盆栽试验,以喷施清水为对照,设甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、七水合硫酸锌分别单独喷施和甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸分别与七水合硫酸锌混合喷施处理,三种氨基酸浓度梯度均为100、250、400 mg/L,七水合硫酸锌施用浓度为0.1%,共20个处理;每个处理5次重复,随机区组排列;收获后测定植株生物量和硝酸盐、可溶性糖及维生素C含量,分析植株吸收锌量。【结果】 1）施用三种氨基酸均能明显促进小白菜生长、改善品质,并能显著促进小白菜对锌的吸收。与对照相比,喷施三种氨基酸小白菜生物量分别提高了32.0%、19.8%和16.6%,硝酸盐含量分别降低了53.9%、60.9%和65.6%,可溶性糖含量分别提高了66.2%、145.1%和207.6%,Vc含量分别提高了20.8%、38.8%和61.6%。喷施100 mg/L的甘氨酸小白菜锌吸收量提高了12.0%,而喷施三种浓度的谷氨酸与苏氨酸均可提高小白菜的锌吸收量,分别平均提高了38.7%、12.0%;2）甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸与硫酸锌混合喷施可明显提高锌的应用效果,与硫酸锌单施相比,混合喷施可分别使小白菜生物量提高25.6%、25.4%和24.5%,硝酸盐含量降低19.0%、26.3%和25.2%,可溶性糖含量提高33.2%、72.7%和27.1%,Vc含量提高67.1%、22.6%和25.2%,锌吸收量提高26.7%、50.0%和67.8%,锌利用率分别提高了14.3%、10.2%和19.2%,差异显著。【结论】 甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸单独施用或与硫酸锌混合施用均能明显促进小白菜的生长发育及对锌的吸收利用,并能显著改善其品质。甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸单独施用或与硫酸锌混合喷施其最适浓度范围均分别为250~400 mg/L、250~400 mg/L、100~250 mg/L。苏氨酸与硫酸锌混合喷施应用效果较甘氨酸和谷氨酸更佳,在氨基酸螯合锌肥中可优先选用。     

泰国循环农业与有机肥资源利用的发展与启示

随着"一带一路"战略的深入实施以及中国—东盟自由贸易区(CAFTA)的全面启动,中泰农业交流日益紧密。笔者从泰国农业及其循环农业发展现状入手,介绍了泰国在有机肥推广方面的经验与做法。     

不同磺化腐殖酸磷肥提高冬小麦产量和磷素吸收利用的效应研究

【目的】腐殖酸对磷肥增效的调控效应与其结构性密切相关。本文比较了不同磺化反应方法制备的腐殖酸磷肥对冬小麦磷素利用的影响,为制备调控磷肥专用的腐殖酸增效载体提供依据。【方法】采用磷酸与氢氧化钾反应法制备普通磷肥 (P)、普通腐殖酸磷肥 (HAP),并采用加双氧水、硝酸等方法制备了四种磺化腐殖酸磷肥 (HA1P、HA2P、HA3P和HA4P)。用田间土柱栽培试验方法,在等磷量基础上,设置普通磷肥 (P)、普通腐殖酸磷肥 (HAP)、磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA1P)、双氧水+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA2P)、硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA3P)、双氧水+硝酸+磺甲基化腐殖酸磷肥 (HA4P) 6个处理,同时设置不施磷肥对照 (CK) 处理和施用等量腐殖酸处理 (C-HA、C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4)。调查了小麦产量和产量构成及经济效益,分析了0—80 cm土壤有效磷含量。【结果】1) 与CK相比,普通腐殖酸 (C-HA) 和磺化处理腐殖酸 (C-HA1、C-HA2、C-HA3、C-HA4) 对小麦籽粒产量无显著影响。与P处理比较,HAP、HA1P、HA2P、HA3P、HA4P处理的小麦籽粒产量分别提高了6.3%、17.8%、10.1%、17.5%、11.1%,4个腐殖酸磺化磷肥 (HA1P、HA2P、HA3P、HA4P) 处理均高于普通腐殖酸磷肥 (HAP) 处理。2)与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA3P、HA4P分别提高小麦地上部磷吸收量12.3%、12.3%、9.2%、10.8%,其中HA1P和HA2P处理最高。3）与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA3P分别提高小麦磷肥农学效率23.6%和7.1%。4）与HAP比较,磺化腐殖酸磷肥处理HA1P、HA2P、HA4P可分别提高0—20 cm土层土壤速效磷含量17.5%、16.2%、17.2%。【结论】磺化腐殖酸磷肥比普通腐殖酸磷肥可以更有效地提高土壤中磷肥的有效性,提高冬小麦对磷素的吸收利用,进而提高冬小麦籽粒产量。四种磺化工艺中,以磺甲基化处理的腐殖酸磷肥 (HA1P) 效果最优。     

采用响应面模拟法优化过氧化氢提高腐殖酸羧基含量的反应条件

【目的】腐殖酸的生物活性与其羧基含量密切相关,本文以过氧化氢为氧化剂,采用响应面模拟法研究获取提高腐殖酸羧基含量的最佳反应条件。【方法】以风化煤腐殖酸为原料,6%过氧化氢为氧化剂,选取pH、反应时间和液固比为自变量进行单因素试验,以腐殖酸羧基的红外光谱峰面积为响应值,根据响应面模拟 (Box-Benhnken) 试验设计原理,采用三因子四水平的分析法模拟得到二次多项式回归方程的预测模型,优化过氧化氢提高腐殖酸羧基含量的反应条件。以650FTIR傅里叶红外变换光谱仪测定并计算了产物中腐殖酸的羧基峰面积。【结果】在pH因素试验中,腐殖酸羧基含量在pH 为7时达到最大值,与未处理腐殖酸相比,腐殖酸羧基含量提高了192.2%。随着反应时间的延长,腐殖酸羧基的含量在反应时间为120 min时达到最大值,并随着反应时间的延长呈现下降的趋势,与未处理腐殖酸相比,在反应时间为180和240 min时,腐殖酸羧基含量可分别提高83.0%和48.5%。腐殖酸羧基含量随液固比的增加呈先下降后上升的趋势,在液固比为0.4∶1时达到最大值。在响应面优化试验中,回归模型具有高度显著性,方程对试验拟合度较高,可对腐殖酸羧基含量进行分析和预测,各因子对腐殖酸羧基含量的影响大小依次是pH > 液固比 > 反应时间。响应面分析图表明,pH对腐殖酸羧基含量有显著影响,pH、液固比和反应时间任意两因子之间交互作用不显著。【结论】以过氧化氢为氧化剂,对腐殖酸羧基基团影响最显著的条件是反应过程中的pH,其次是反应时间和液固比。在反应温度为100℃条件下,过氧化氢氧化提高腐殖酸羧基含量的最佳反应条件为pH 7.49、反应时间114.84 min、液固为0.39∶1,在该条件下得到的羧基含量预测值与实际值误差率仅为1.4%。     

复合氨基酸肥料增效剂对新疆棉花生长、产量和养分利用的影响

在新疆盐碱土条件下,以棉花为材料进行盆栽试验,研究复合氨基酸肥料增效剂对棉花生长、产量和养分利用的影响。结果表明,与普通水溶肥料处理相比,配施复合氨基酸肥料增效剂能够促进棉花植株生长,增加叶面积和叶片SPAD值;促进地上部干物质的积累,从而提高产量,实现籽棉增产32.19%,皮棉增产41.49%;促进棉花对氮磷钾养分的吸收利用,肥料偏生产力和农学利用效率分别提高54.22%、32.48%,差异显著,从而大幅度减少了化肥养分的损失。总之,复合氨基酸肥料增效剂在盐碱土棉花上具有良好的肥料效果,值得进一步研究和推广应用。     

黄河源区高寒草地植物组合对根-土复合体抗剪强度的影响

以位于黄河源区的青海河南县境内高寒草地作为研究区,通过野外现场勘察与取样及室内试验,探讨了区内6种不同植物组合类型草地的植物根-土复合体抗剪强度特征,旨在为防治草地退化引起的水土流失、浅层滑坡等灾害现象发生提供理论依据。结果表明：6种组合类型的根-土复合体抗剪强度随海拔高度降低而呈逐渐增大的变化趋势,即阳坡坡顶位置处紫花针茅（Stipa purpurea Griseb.）+高山嵩草（Kobresia pygmaea C.B.Clarke）组合的根-土复合体抗剪强度为27.76 kPa,至阳坡坡底位置处的垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）其根-土复合体抗剪强度为37.53 kPa;从坡顶至坡底6种植物根-土复合体抗剪强度由小至大变化规律,与根-土复合体试样密度、含水率、根系干重等因素有关,即阳坡坡顶、坡中和坡底处根系平均含量分别为6.2%,5.5%和16.2%;阴坡坡顶、坡中、坡底处根系平均含量分别为8.0%,11.4%和31.6%。     

喷施小分子有机物对小油菜生长发育和养分吸收的影响

【目的】 某些小分子有机物具有良好的渗透、 保湿及粘着性,与养分混合喷施可促进作物生长和养分吸收,在农业生产上常被用作肥料助剂,但关于小分子有机物本身对作物生长发育、 养分吸收等方面影响的研究目前鲜有报道,本文利用小油菜盆栽试验,喷施不同小分子有机物(山梨醇、 葡萄糖酸钠、 甘氨酸),以研究小分子有机物对作物生长发育、 养分吸收的影响和明确不同小分子有机物的最佳喷施浓度。【方法】采用盆栽试验,作物选用小油菜,小分子有机物选用山梨醇、 葡萄糖酸钠和甘氨酸,每种小分子有机物各设4个喷施浓度: 山梨醇为30、 90、 150和300 mg/kg,葡萄糖酸钠为150、 300、 600和1200 mg/kg,甘氨酸为60、 120、 250和500 mg/kg,以喷施清水为对照,共13个处理,每个处理四次重复,采用随机区组排列。小油菜三叶期开始喷施,之后每隔7天喷施一次,共喷施4次。小油菜收获后,测定生物量、 叶片SPAD值以及植株硝态氮、 可溶性糖、 可溶性蛋白与氮、 磷、 钾养分的含量,分析喷施小分子有机物对小油菜产量、 品质、 养分吸收的影响,并采用回归分析方法研究小分子有机物喷施浓度与上述各测定指标的相关性。【结果】1)与对照(喷清水)相比,喷施山梨醇、 葡萄糖酸钠和甘氨酸的小油菜生物量平均增加了9.80%、 26.37%、 25.40%,其中,以喷施山梨醇300 mg/kg、 葡萄糖酸钠 600 mg/kg和甘氨酸250 mg/kg的小油菜生物量增幅最大,分别为25.60%、 31.87%、 35.87%;2)与喷清水对照相比,喷施3种小分子有机物均可改善小油菜品质、 促进养分吸收,其中,喷施适宜浓度的山梨醇、 葡萄糖酸钠和甘氨酸可显著降低小油菜硝态氮含量,明显提高可溶性糖含量和SPAD值,显著促进小油菜对氮、 磷、 钾养分的吸收;3)根据回归分析结果,3种小分子有机物喷施浓度与小油菜生物量、 品质和养分吸收量均呈二次曲线相关,表明在适宜的喷施浓度下,山梨醇、 葡萄糖酸钠和甘氨酸均具有促进作物生长和吸收养分的作用,其中,以山梨醇150～300 mg/kg、 葡萄糖酸钠600～1200 mg/kg、 甘氨酸120～250 mg/kg喷施效果最佳。【结论】 小分子有机物山梨醇、 葡萄糖酸钠和甘氨酸叶面喷施可促进小油菜生长和对养分(氮、 磷、 钾)的吸收、 提高产量、 改善品质,可作为作物的叶面有机营养剂直接施用,并可进一步研究作为有机水溶性肥料的助剂。