包膜控释肥料氮素释放动力学研究

采用7d静置法和土壤培养试验,对聚合物包膜控释肥料养分释放动态进行了研究。结果表明,供试的7种包膜肥料初期溶出率均小于12%,微分溶出率为0.26%～2.49%;培养期间,7种肥料配比的养分释放曲线斜率均随时间的延长而逐渐下降;养分释放曲线根据其斜率可分为3组:2种控释肥单施或配合施用的最低,单施尿素的最高,尿素与控释肥配合施用的居中;各处理的氮释放动力学方程均达到显著或极显著水平,可用一级动力学方程描述其养分释放特性;速率常数k既可反映控释肥料氮素释放速率的快慢,又可描述肥料的配比效应。与控释肥单施或其配合施用相比,尿素与控释肥配比施用,氮素释放速率增加了65.4%～164.5%,释放期缩短了11～44d。     

中国稻田土壤基础地力的时空演变特征

【目的】探明1988年以来中国粮食主产区稻田土壤基础地力的差异与时空演变特征,为地力提升和实现水稻的稳产高产提供科学的施肥依据。【方法】结合水稻土实际情况,并参考生产力模型、土壤质量系数模型等修正得出土壤生产力指数模型（PI）和土壤基础地力指数模型（BPI）的计算公式并验证,同时以全国水稻土监测数据资料为基础,将统计所得的各肥力指标和权重因子采用数值归一化处理,运用土壤生产力指数模型和土壤基础地力指数模型方法综合分析;并进一步与产量和基础地力贡献率相结合验证,从而定量地分析出中国粮食主产区间稻田土壤基础地力的高低差异和时空演变特征。【结果】1988-2012年间,长江中下游、东北、西南以及华南4个区域稻田土壤基础地力BPI值（P＜0.05）与土壤生产力PI值（P＜0.01）均呈显著上升趋势。其中,长江中下游区的BPI值增幅最大,从0.031上升至0.108,增幅为248.4%,其次为华南区,从0.127上升至0.289,增幅为128.0%,东北区的BPI值到2012年为止,增幅为71.7%,西南区BPI值从0.028上升至0.046,增幅为65.8%;而长江中下游区、东北区、西南区和华南区土壤生产力水平（PI值）平均每年分别升高0.0015、0.0042、0.0022和0.0113。各大区稻田土壤基础地力（BPI值）与相对应的施肥区产量之间存在显著正相关关系（P＜0.05）,即各施肥区水稻产量随着稻田土壤基础地力的提升而呈增加趋势,即土壤基础地力的提升可以实现土壤生产力的提高。25年来4大区稻田土壤基础地力水平（BSPI值）以长江中下游区为最高,华南区土壤基础地力最低,而西南区略高于华南区,但二者差异较小;而最近10年（2003-2012年）间,长江中下游区的BSPI值也明显高于其他3区,西南区土壤基础地力水平最低,东北区与华南区无明显差异;并且区域间BSPI值的变化趋势与土壤基础地力产量的变化趋势相吻合。【结论】近25年来中国粮食主产区稻田土壤基础地力总体上呈上升趋势,稻田土壤基础地力和稻田土壤生产力均随时间不断提升,长江中下游、东北、西南和华南4区稻田土壤基础地力BPI值与相对应的施肥区产量均呈显著正相关关系,土壤基础地力的提升还可以实现土壤生产力的提高。提出了全国尺度上土壤基础地力的评价方法和指标。近10年来（2003-2012年）农民习惯性耕作施肥管理水平下,各区域土壤基础地力的高低顺序为：长江中下游区＞东北区≥华南区＞西南区;而在全国尺度上,稻田BSPI值越高,无肥区产量也越高,基础地力贡献率也越高;反之,基础地力越低,水稻产量也就越低,基础地力贡献率也越低。     

不同土地利用方式土壤碳氮含量及储量分析

以贵州省威宁县东山河小流域不同土地利用方式下表层土壤为研究对象,研究不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量及其储量特征,为该小流域合理利用土地资源与评价土壤固定碳、氮的能力提供参考。通过野外采样与实验分析相结合,采用统计分析方法、线性回归模型及相关性分析,对小流域不同土地利用方式下表层土壤碳氮含量及储量的分布进行分析。结果表明:不同土地利用方式下SOC、TN含量大小依次为:草地(29.59±1.06 g/kg、2.87±0.07 g/kg)耕地(25.73±0.93 g/kg、2.50±0.06 g/kg)林地(23.99±1.63 g/kg、2.26±0.11 g/kg)。在该小流域中,草地SOC、TN密度分别为7.04±0.25 kg/m~2、0.68±0.02 kg/m~2,显著高于耕地与林地,SOC密度耕地(5.76±0.16 kg/m~2)最低,TN密度林地(0.55±0.03 kg/m~2)最低。SOC储量与TN储量变化规律相似,耕地(4.38×103t、4.25×102t)显著高于草地(2.18×10~3t、2.11×10~2t)与林地(1.99×10~3t、1.87×10~2t)。3类土地利用方式下SOC与TN之间具有良好的线性关系,并且其土壤碳氮比值(C/N)均在10.00左右。经相关性分析表明,3类土地利用方式下SOC、TN分别与碱解氮(AN)、C/N均呈极显著正相关。结论:东山河小流域不同土地利用方式下SOC、TN含量、密度及储量均表现出明显差异;从单位面积的碳氮储量来看,草地是小流域土地利用方式中最高的。     

施用生物炭对黄壤稻田水稻品质及氮肥利用效率的影响

为了探讨生物炭的生物效应,为黄壤稻田生物炭高效利用提供依据,本研究依托大田试验,分析不同用量生物炭对贵州黄壤水稻产量、品质、养分吸收和氮肥利用率的影响.试验设5个处理:CK(不施肥)、B0(常规施肥)、B1(4.0 t/hm2生物炭+常规施肥)、B2(8.0 t/hm2生物炭+常规施肥)、B3(12.0 t/hm2生物...     

蚯蚓生物处理造纸污泥及蚓粪应用的研究进展

介绍了蚯蚓生物处理的原理,对蚯蚓生物处理造纸污泥的影响因素、处理效果、蚯蚓粪的应用等方面进行了综述,指出了存在的问题,提出了今后的发展方向和趋势.     

温度对贵州喀斯特黄色石灰土有机碳矿化、水稻秸秆激发效应和Q10的影响

为定量揭示温度和秸秆还田对贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳矿化、激发效应和温度敏感性的影响。以贵州喀斯特地区典型黄色石灰土为研究对象,采用¹³C稳定性同位素标记的水稻秸秆和土壤培养试验研究了15,25,35 ℃培养温度下土壤原有有机碳矿化速率、累积矿化量、激发效应和温度系数Q₁₀对水稻秸秆输入和温度的响应。结果表明:15~35 ℃温度范围和0~60天培养时间内,贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳、总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率均培养1天达到峰值,培养1~30天土壤总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率快速下降,30~60天逐渐趋于平缓。温度升高显著增加土壤有机碳、水稻秸秆输入土壤总有机碳、土壤原有有机碳和输入的水稻秸秆有机碳的矿化速率和累积矿化量。培养期间水稻秸秆对土壤有机碳矿化均产生显著正激发效应,且正激发效应随温度升高而强化。培养结束时15,25,35 ℃下其对土壤原有有机碳矿化速率激发效应表现为随温度升高激发效应升高、降低、升高和先升高后降低的温度响应规律,因表征方法不同而不同。15,25,35 ℃培养温度下水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率均随培养时间延长先减小后增大再减小,但2种表征方法和3个培养温度拐点发生时间不同;培养1天时水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率15,25 ℃基本相同且显著高于35 ℃,5天时25,35 ℃基本相当且显著大于15 ℃,其他时间均是25 ℃显著大于35 ℃和35 ℃显著大于15 ℃。15~25 ℃和25~35 ℃ 2个温度体系中水稻秸秆不输入石灰土土壤有机碳矿化速率温度敏感系数Q_10,V分别为1.01~2.60和1.39~3.12,Q_10,F分别为1.50~2.60和1.39~2.17;水稻秸秆输入石灰土土壤总有机碳矿化速率温度敏感系数Q_10,V分别为1.09~2.18和1.05~1.90,Q_10,F分别为1.09~1.73和1.05~1.49;水稻秸秆输入抑制土壤原有有机碳矿化的温度敏感性,水稻秸秆输入导致土壤原有有机碳矿化温度敏感性随温度升高而升高转变为总体上随温度升高而降低在一定程度上可缓冲全球变暖所致的CO₂排放增加。温度对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响因表征温度敏感性指标和培养时间长短不同而不同,建立不同培养时间的矿化速率和累积矿化量温度敏感系数的温度函数可精确表征其对温度的响应。研究结果对贵州喀斯特农田土壤秸秆还田、土壤固碳减排、土壤有机碳管理和土壤有机碳库预测等提供参考和借鉴,对丰富土壤有机碳激发效应和温度系数Q₁₀的表征和深入理解具有重要意义。     

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。     

苹果园植被多样化对叶螨天敌群落自然控制作用的评价

1989—1991年在北京国营巨山农场对地面种植苜蓿的苹果园中叶螨天敌的自然控制作用进行了系统调查和笼罩试验。结果表明,植被多样化苹果园中叶螨天敌复合体具有很强的自然控制作用,与地面清耕的单植被果园相比,叶螨的峰值低1.67倍。统计分析表明,在叶螨天敌群落中以东亚小花蝽和叶螨发生量的相关最为显著。排除笼罩试验结果表明。天敌群落对叶螨的生物学效应与天敌发生作用时间的早晚、天敌发生作用时间的长短及叶螨的密度有关。叶螨天敌自然控制的生态学效应主要表现在峰值的螨量明显降低;推迟了达到常规化防指标(2头/叶雌成螨)的时间;缓和了叶螨种群数量的波动、降低了其平衡位置;随种草年限加长,幼树园树上天敌、害螨比有增高趋势。系统结构更趋完善,幼树园种草区的高峰期螨量值比对照区低46%～89%,成树园降低28%～33%。     

碳酸钙对黄壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

为研究碳酸钙和温度对土壤有机碳矿化的影响,以贵州典型黄壤为对象,通过60 d室内矿化培养试验,研究15、25℃和35℃下13C标记碳酸钙(30 g·kg-1)对土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响。结果表明:不同处理的土壤CO₂释放速率均在第1 d达到峰值,随后迅速减小,在15~60 d时趋于稳定。碳酸钙抑制了土壤原有有机碳的矿化(P<0.01),在培养前期(1~10 d)表现为强负激发效应,其负激发效应在不同温度下最强可达-81.0%(25℃)、-69.3%(35℃)和-54.0%(15℃)。土壤总CO₂累积释放量在35℃下高于15℃和25℃,温度可增强土壤有机碳的矿化(P<0.05)。¹³CO₂释放量在25℃和35℃下显著高于15℃(P<0.05),对土壤总CO₂释放量的贡献率为25℃(27.33%)>35℃(19.36%)>15℃(13.81%)。黄壤有机碳矿化温度敏感性(Q₁₀)变化范围在0.90~1.69。添加碳酸钙对Q₁₀值无显著影响,但温度对Q₁₀值有显著影响,25~35℃体系下Q₁₀值高于15~25℃。研究表明,在15~35℃范围内,外源碳酸钙抑制了黄壤有机碳的矿化,且外源碳酸钙对黄壤有机碳矿化的影响效果显著强于温度的影响。