环丙沙星在盐碱土中吸附特性的研究

采用OECD guideline 106批平衡吸附法研究环丙沙星在碱土中的等温吸附特性、吸附动力学、吸附热力学以及pH值和Ca~(2+)浓度对其吸附的影响。结果表明环丙沙星在盐碱土中的吸附较好地符合Freundlich方程(拟合系数R~2=0.981),不同初始浓度的环丙沙星在盐碱土中的吸附过程符合准二级动力学方程,吸附常数为1.17×10~(-3)~5.67×10~(-3)kg·min~(-1)·m L~(-1)。吸附过程可分为快速吸附和慢速平衡两个阶段,初始浓度分别为80、100、120 mg·L~(-1)的环丙沙星吸附平衡时间为24 h,平衡吸附比例分别为89.9%、92.2%、92.7%。吸附热力学参数ΔG0且ΔH=-3.58 5 k J·mol~(-1),表明环丙沙星在盐碱土上的吸附为自发的放热反应。随着溶液pH值的升高,盐碱土对环丙沙星的吸附能力不断减弱,当pH9后吸附能力快速减少。以不同浓度CaCl_2作为背景液,环丙沙星在盐碱土中的等温吸附曲线用Freundlich方程拟合效果较好,lgKf值随着CaCl_2背景溶液浓度的增加而减小,且环丙沙星初始浓度较小时其所受离子强度的影响相对较小。     

控释氮肥与尿素混施对连作春玉米产量、氮素吸收和氮素平衡的影响

【目的】控释氮肥与普通尿素进行掺混施用是行之有效的一次性施肥替代技术。明确控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米产量、氮素吸收利用以及土壤-作物系统氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。【方法】2010和2011年在吉林省中部玉米主产区连续2年设置大田定点试验,施肥处理包括：不施氮（N0）、100%尿素（CRN0%）、15%控释氮肥+85%尿素（CRN15%）、30%控释氮肥+70%尿素（CRN30%）和45%控释氮肥+55%尿素（CRN45%）,研究控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米连作条件下籽粒产量、氮素吸收与利用、土壤无机氮累积与矿化以及系统氮素平衡的影响,确定适宜的控释氮肥掺混比例。【结果】与尿素一次性全施相比,控释氮肥与尿素掺混施用显著提高了春玉米地上部干重和产量,不同掺混比例之间差异不显著。两季平均结果显示,玉米产量在CRN30%处理达最高（9.39 t·hm^-2）,较CRN0%处理增产9.0%（0.77 t·hm^-2）。施肥是土壤-作物系统主要的氮素输入方式,占总输入量的63.5%,播前土壤无机氮和氮素矿化分别占19.2%和17.3%。2010和2011年玉米生育期内土壤氮素的表观净矿化量分别为34.4和66.1 kg·hm^-2,两季之间越冬期各施肥处理土壤氮素矿化量为15.2-26.4 kg·hm^-2,处理间差异不显著。系统的氮素输出以植株吸收带走氮素为主要方式,平均占总输出的80.7%（68.1%-99.5%）。随控释氮肥掺混比例的增加,植株氮素吸收量和土壤无机氮残留量均呈持续上升趋势,分别在CRN30%和CRN45%处理达最高,为234.2和108.1 kg·hm^-2,较CRN0%处理分别增加18.0%和45.1%。但是,氮素表观损失随控释比例增加而大幅降低,最终导致氮素表观盈余也呈下降趋势,CRN30%处理降至最低的114.4 kg·hm^-2,较CRN0%处理减少38.4%。控释氮肥与尿素掺混处理表层土壤（0-30 cm）的无机氮含量明显高于CRN0%处理,而深层土壤（30-90 cm）则较低,表明其氮素下移趋势较小。两季平均结果表明,氮肥的表观利用率由CRN0%处理的50.1%显著提高至CRN30%处理的69.4%,表观残留率在控释氮肥掺混施用后均显著提高,而表观损失率从CRN0%处理的37.3%显著下降至CRN45%处理的6.0%。【结论】控释氮肥与尿素掺混施用可促进春玉米获得高产,增加植株氮素吸收,而且维持了较高的土壤氮素水平并减少损失,从而提高氮肥利用率。当前生产条件下,东北春玉米施氮185 kgN·hm^-2条件下适宜的控释氮肥掺混比例在30%左右。     

吉林省旱地土壤有效硫含量及其与土壤有机质和全氮的关系

【目的】 明确吉林省旱地土壤有效硫含量状况及其分布差异,为区域作物合理施硫提供依据。【方法】 采集吉林省不同生态区8种主要土壤类型的232个表层（0—20 cm）土壤样品,利用地统计学方法分析有效硫含量的空间分布特征,比较不同类型土壤有效硫含量差异,并建立土壤有效硫和有机质、全氮的相关关系。【结果】 吉林省旱地土壤有效硫含量为5.8—40.7 mg·kg^-1,均值为18.1 mg·kg^-1,所有样本中缺硫和潜在缺硫的比例分别为27.2%和20.7%。空间分布上,土壤有效硫含量总体呈自东向西逐渐下降趋势,相应的缺硫发生率自东向西逐渐上升。东、中、西三大生态区的土壤有效硫含量均值（缺硫或潜在缺硫发生率）分别为22.3 mg·kg^-1（24.2%）、18.1 mg·kg^-1（40.0%）和14.3 mg·kg^-1（75.6%）。主要分布于东部湿润山区的白浆土、暗棕壤有效硫含量均值分别为22.1和22.0 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫样本分别占15.2%和28.3%;中部半湿润平原区的黑土、冲积土和草甸土有效硫含量均值分别为18.8、17.1和16.2 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫样本占比分别为37.9%、63.5%和55.5%;西部半干旱平原区的黑钙土、风沙土和盐碱土有效硫含量均值分别为11.9、14.0和13.9 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫风险较高,分别占比73.6%、73.3%和75.5%。回归分析结果显示,吉林省旱地土壤有效硫和土壤有机质、土壤全氮均呈显著的对数相关关系,随着土壤有机质和土壤全氮含量增加,土壤有效硫含量也随之提升。【结论】 吉林省旱地土壤有效硫含量在不同区域和土壤类型之间存在显著差异,硫素缺乏现象也较为普遍,47.9%的土壤样本存在缺硫或潜在缺硫问题,特别是中西部地区的风沙土、盐碱土和黑钙土缺硫风险较高,在土壤培肥和作物管理中应注重硫素的补充。     

氮肥用量对吉林省玉米产量和氮肥利用效率的影响

选取2005~2013年吉林省"3414"田间试验中的氮肥用量处理,研究施氮水平对玉米产量和氮肥利用效率的影响,明确不同生态区之间的差异。结果表明,不施氮条件下吉林省玉米的平均产量为7 596 kg/hm~2。氮肥施用显著提高玉米产量,以适宜施氮量(N3)处理表现最好,产量最高达9 967 kg/hm~2,较不施氮(N1)处理平均增产2 371 kg/hm~2。玉米的氮肥农学利用率和偏生产力均以适宜施氮量的1/2(N2)处理最高,随施氮量增加氮肥利用效率均逐渐降低。不同生态区显著影响玉米的增产效果和氮肥利用效率,吉林省中部半湿润平原区的产量水平最高,东部湿润山区次之,西部半干旱平原区最低。施氮增产量和农学利用率以东部地区显著高于中、西部地区,偏生产力以东部地区最高而西部地区最低。     

增效液体氮肥在苏打盐碱土中的应用效果研究

为改善苏打盐碱土区的玉米生长状况并提高氮肥肥效,本研究以尿素硝酸铵溶液、氮肥增效剂、调酸剂等材料制备增效液体氮肥（Effectively Urea Ammonium Nitrate Fertilizer,简称Eff UAN）,在吉林省西部苏打盐碱土区开展田间试验,验证其在滴灌施肥和常规施肥模式下的应用效果。试验结果表明,在滴灌施肥与常规施肥两种模式下,增效液体氮肥与传统尿素和尿素硝酸铵溶液相比,玉米产量提高10.2%～18.5%,氮肥利用率提高8.1～18.2个百分点,氮素损失率降低 9.5～23.7 个百分点。在玉米生育期内使表层土壤（15 cm）的 pH 值从 8.8 降低到 7.5～7.7。两种施肥模式下增效液体氮肥都能够显著改善植株的农艺性状（株高、茎粗和叶面积）。综上,增效液体氮肥可以有效降低生育期内土壤的pH值,改善植株地上部农艺性状,进一步提高玉米产量和氮肥利用率,降低氮素损失。     

黑土区垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果

[目的]分析黑土区不同垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果,为该区土壤侵蚀防治提供科学指导。[方法]在5°和10°坡耕地开展人工模拟降雨试验,降雨强度为50,100 mm/h,垄作方式包括：横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟,对照处理为传统顺坡垄作。[结果]试验条件下,与顺坡垄作处理相比,横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟处理均可有效调节径流、降低土壤侵蚀量,但不同垄作方式对径流和侵蚀的调控效果随着降雨强度和坡度的增加而减小。在5°坡耕地,横坡垄作方式对径流和侵蚀的调控效果最佳,产流率和土壤侵蚀速率分别稳定在15.0 mm/h和0.2 kg/(m~2·h)以下。在50,100 mm/h降雨强度下,与顺坡垄作处理相比,其径流量分别降低92.3%和83.9%,土壤侵蚀量分别降低96.8%和94.6%;而垄向区田方式对径流和侵蚀的调控效果略大于顺垄+底部横垄处理。在10°坡耕地,横坡垄作方式在降雨前期具有较好的蓄水保土作用,但在降雨后期垄体易损坏,造成土壤侵蚀量剧增;横垄+排水沟方式在降雨前期能够蓄水保土,在降雨后期能够较好地进行排水。[结论]在坡度平缓的坡耕地,应...     

硝化抑制剂 2-氯 -6-三氯甲基吡啶在农业中应用研究进展及其影响因素

硝化抑制剂 2-氯 -6-三氯甲基吡啶(CP)是稳定性肥料Ⅱ型的重要技术核心之一,其良好的农学效应和环境效益为实现农业节本增效提供了重要途径。对国内外 CP的研发历程和作用机理进行了系统综述,全面评述了 CP的生态环境效应,阐述了 CP硝化抑制潜力的影响因素,展望了未来研究的发展方向,为今后如何发挥CP潜力、降低氮肥用量和提高氮肥利用效率提供一定的参考价值。     

深松筑挡对黑土顺坡耕地不同形态磷流失的阻控效果

通过在黑土顺坡耕地应用深松筑挡措施,研究了深松筑挡技术对黑土顺坡耕地不同形态磷流失的阻控效果。结果表明:深松筑挡有拦截径流泥沙,减少坡耕地水土流失的作用。与CK相比,深松筑挡处理最高可以降低坡耕地径流中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷浓度的58.19%,64.19%和55.02%;最高可以降低坡耕地总磷、可溶性总磷和颗粒态磷累积流失量的89.32%,90.74%和88.48%。相对来讲,深松筑挡降低径流中可溶性总磷浓度效果较好,颗粒态磷是黑土坡耕地径流中磷流失的主要形态。深松筑挡措施对坡耕地径流中不同形态磷流失均有一定的阻控作用。     

不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物三维荧光光谱特征分析

【目的】揭示不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物(WEOM)的变化规律,为苏打盐碱型水稻土固定有机碳提供理论基础。【方法】利用三维荧光光谱技术研究种植水稻0、1、3、5、15和20年对苏打盐碱地土壤中WEOM含量(w)及其三维荧光特性的影响。【结果】随种植年限的延长,土壤WEOM的含量先增加后逐渐降低,在种植3年时达最大(259.29 mg·kg-1),而在20年时最小(19.29 mg·kg-1);土壤中WEOM D254 nm随种植年限增加而增加;WEOM的三维荧光图谱形状和荧光线密度不同,荧光线密度随种植年限的增加而增强;随种植年限增加,水稻土中区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光峰的发射光波长发生了蓝移,而区域Ⅲ和区域Ⅴ发射光波长发生了红移;土壤积分值为区域Ⅴ区域Ⅲ区域Ⅳ区域Ⅱ区域Ⅰ;种植20年后,类腐殖物质占WEOM的百分比降低。【结论】苏打盐碱型水稻土中类富里酸、类腐殖物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量随种植年限而增加。三维荧光技术适用于研究土壤中WEOM的结构和组分。     

吉林省复混肥料“产—销—用”现状调研与产业发展建议

采用抽样调查方法,2021—2022年对吉林省复混肥企业、不同地区的乡/镇肥料经销商和玉米种植户开展问卷调查,分别收到有效问卷20、85和255份,分析了“产—销—用”环节的产品类型、养分含量及群体特征,为区域化肥产业发展、农田减肥增效提供参考。结果表明,40年来吉林省农业生产中复混肥投入量持续增加,目前肥料复合化率达70%,远超全国平均水平。总体上,吉林省复混肥企业的复合肥、掺混肥产品占比平均分别为46.1%和53.9%,具有缓/控释功能产品占比平均为51.6%。不同规模企业的产品类型差异明显,大中型企业以复合肥为主(占比分别为75.4%和58.9%),小型企业以掺混肥为主(占比85.5%),大、中、小型企业生产缓/控释肥的平均比例分别为21.7%、50.6%和74.8%。乡/镇肥料经销商销售的复混肥品牌大多在3～4个(占比55%),吉林省内肥料企业产品平均占比46.7%。复合肥、掺混肥平均销售比例分别为47.9%和52.1%,缓/控释肥平均销售比例为37.4%。玉米种植户采用一次性施肥方式的平均比例达76%,复合肥、掺混肥平均施用比例分别为43.6%和56.4%,缓/控释肥平均施用比例为42.7%。相比西部地区,中东部地区掺混肥、缓/控释肥的销售与使用比例明显更高。总养分含量45%～50%、含氮量≥25%的复混肥是吉林省生产、销售及施用的主要产品,小型企业的高氮肥产品占比更高,中东部地区总养分含量≥50%、含氮量≥25%的肥料售用比例也明显高于西部地区。肥料经销商和玉米种植户年龄主体分别为40～50和50～60岁,受教育程度分别以高中和初中学历为主,部分有较高学历的中青年经销商(38.8%)和农户(19.6%)认为控释肥材料可能存在环境污染风险。不同地区农户选购肥料首要的考虑因素均为肥料价格(占比24.9%),而后为肥料效果、肥料品牌和经销商宣传等。可见,目前掺混肥及高浓度、高含氮量肥料成为吉林省复混肥“产—销—用”主流产品,缓/控释产品比例大幅增加,建议未来从肥料立法、产品创新、优化营销和强化服务等方面进一步推进肥料行业转型、促进农业绿色发展。