尿素硝铵溶液对黑土区春玉米产量和氮素吸收利用的影响

【目的】尿素硝铵溶液（urea ammonium nitrate solution,UAN）是集硝态氮、铵态氮和酰胺态氮于一身的液体氮肥品种,兼有3种氮源优势。本研究目的在于明确黑土区春玉米施用UAN的肥效和氮素利用效率,为进一步科学应用及推广提供依据。【方法】2015和2016年在吉林省黑土区设置大田试验,施肥处理包括：不施氮（N0）、尿素一次性基施200 kg N·hm^-2（U200）、UAN一次性基施200 kg N·hm^-2（UAN200）、尿素基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（U80-120）、UAN基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（UAN80-120）、尿素基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（U64-96）、UAN基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（UAN64-96）,追肥时期为拔节-大喇叭口期,施肥深度均为12 cm。测定指标包括籽粒产量、产量性状、植株吸氮量、土壤无机氮含量,并计算土壤-作物系统的氮素平衡、氮素的表观利用、残留和损失状况。【结果】2015和2016年施氮处理的玉米产量、植株吸氮量相比不施氮处理显著提高,均以UAN200处理最高（10.3、11.9 t·hm^-2和187.4、288.2 kg·hm^-2）,而U64-96处理最低（9.14、10.2 t·hm^-2和159.1、243.8 kg·hm^-2）。相同施氮量、施用方式条件下,UAN处理的玉米产量均等于或高于尿素处理。2015年UAN在200 kg N·hm^-2一次性、分次施用和160 kg N·hm^-2分次施用条件下相比尿素分别增加6.1%、2.0%和5.3%,2016年分别增加0.1%、7.8%和7.4%,其中UAN80-120处理显著增产。UAN增产的主要原因是减少果穗秃尖长度而增加单穗粒数。UAN处理的植株氮素吸收量在相同施氮量、施用方式条件下均高于尿素处理,而收获后土壤无机氮残留量和氮素表观盈余量相对较低,因而获得较高的氮素利用率。与UAN200处理相比,UAN64-96处理在减氮40 kg N·hm^-2条件下两年玉米产量分别达到9.6和11.0 t·hm^-2,其中2015年干旱条件下与UAN200处理无显著差异。而且,UAN64-96处理的土壤氮素表观残留率最低,2015和2016年分别为2.4%和4.4%,而氮素表观利用率最高,分别达到42.6%和52.0%。【结论】相同用量和施用方式下,黑土区玉米施用UAN可获得与尿素相同甚至更高的产量和氮素吸收量,同时土壤氮素残留和盈余较少,氮素利用率明显较高,环境效应较好。从施氮量、产量和氮素利用及损失等方面综合考虑,黑土区春玉米推荐施用160 kg N·hm^-2的UAN,以基肥40%和拔节-大喇叭口期追肥60%分次施用。     

吉林省水蚀区耕作土壤K值与土壤性状的相关性

以吉林省水蚀区为研究区域,测定了不同土壤类型区内耕作土壤的基本性状特征,并采用Wischmeier和Smith关系式计算了土壤可蚀性因子(K值)。相关分析结果表明:耕作土壤的K值与土壤有机质含量、砂粒含量呈极显著负相关,与粉砂粒含量和N1含量呈极显著正相关;不同土壤类型间的K值分布特征:黑土黑钙土白浆土暗棕壤。     

苏打盐碱地水田的快速改良研究

为了揭示不同改良措施对盐碱土改良培肥的影响效果,并筛选出较有效、快速的改良措施,本文研究了不同改良措施下土壤剖面速效养分含量、有机质含量、可溶性盐总量的分布特征及微团聚体、机械组成的变化,共设了如下4个处理:施用有机肥改良3年(T1)、施有机肥改良6年(T2)、单施Al2(SO4)3改良3年(T3)和有机肥与Al2(SO4)3混合施用改良3年(T4)。结果表明:不同的改良措施都使速效养分、有机质含量得到了快速提升,含盐量大幅降低,土壤结构明显改善。在0~10 cm土层中有机质含量互相之间存在显著性差异,T4处理最优,速效养分含量与其变化趋势基本一致,除速效磷外。各处理的可溶性盐总量整体的脱盐效果为T4T3T2T1。从结构系数和分散系数来看,在表层土壤中T4处理明显优于其他处理。综合来看有机肥与硫酸铝混合施用的处理最优,达到了快速改良的目的。     

添加改性生物炭对黑土氮素吸附及淋溶特性的影响

【目的】探究金属离子改性生物炭对黑土氮素吸附和迁移特性的影响。【方法】以玉米秸秆为原材料,在450 ℃煅烧1.5 h条件下制备生物炭(BC),分别用KCl、ZnCl₂、FeCl₃溶液对其进行金属离子负载改性(分别命名为K-BC、Zn-BC和Fe-BC),并进行表征分析和氮素吸附试验,筛选出最佳改性生物炭;然后在黑土中添加质量分数0.3%的最佳改性生物炭(TB),以黑土作为对照(CK),探究这2个吸附体系的氮素吸附和迁移特性。【结果】Fe-BC对NO^-₃N和NH⁺₄-N的吸附量分别为24 632.79和5 253.68 mg/kg,确定Fe-BC为最佳金属离子改性生物炭。Fe-BC的比表面积和平均孔径较BC提升了9.35和6.67倍。CK和TB在pH为3时对NO^-₃-N的吸附量最大,CK在pH为9时对NH⁺₄-N的吸附量最大,TB在pH为5时对NH⁺₄-N的吸附量最大。相较于准二级动力学方程,Elovich方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附动力学特征;相较于Freundlich方程,Langmuir方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附等温线;CK、TB对NO^-₃-N的吸附反应是自发、放热且无序的,对NH⁺₄-N的吸附反应是自发、吸热且无序的。在氮素迁移试验中,TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的累积淋失量分别比CK减少53.19%和30.54%。【结论】黑土中添加Fe-BC可以有效增加对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附量,降低黑土中NO^-₃-N和NH⁺₄-N的淋失量,从而有效减少黑土中氮素的流失。     

秸秆与氮肥配施对黑钙土氮素矿化和硝化作用的影响

为完善黑钙土地区秸秆还田技术,合理调控土壤氮素循环提供理论和实践依据.以吉林省典型黑钙土为供试土壤,采用室内培养法研究秸秆与两种氮肥(尿素和磷酸氢二铵)配施对黑钙土矿质氮含量、净氮矿化量和净硝化速率的影响.结果 表明,土壤中秸秆添加比例越高,矿质氮下降比例越大,表现为秸秆半量(1/2MS)、秸秆全量(MS)、秸秆2倍(2MS)、秸秆5倍(5MS)处理矿质氮含量分别降低38.19％、59.43％、95.14％、98.05％.不添加秸秆条件下,各处理间平均净氮矿化速率表现为N＞P＞CK,平均净硝化速率表现为N＞P＞CK.研究结果表明,添加秸秆明显抑制氮素在黑钙土中矿化作用及培养初期硝化作用,但对培养后期具有促进作用.施用氮肥明显提升黑钙土氮素矿化和硝化作用,且尿素提升效果优于磷酸氢二铵.     

耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响

为揭示不同耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响,田间试验设置了旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)、深翻(DP)和深翻秸秆还田(DPS)等5种耕作方式,分析了玉米不同生长时期0～60 cm土层土壤容重、水稳性团聚体等物理指标,氮、钾、有机质等化学指标及玉米产量。结果表明,与RT处理相比,NT和ST处理土壤容重平均增加4.7%和3.8%,DP和DPS处理分别降低3.4%和2.6%;NT处理的田间持水量比RT降低2.7%,ST与RT相近,而DP和DPS处理分别比RT增加8.6%和7.0%,二者都显著高于RT(P<0.05);土壤大团粒结构(>0.25 mm)含量表现为苗期DP处理最高,抽雄期DPS最高、DP次之,整体来看,平均含量以DPS最高;除抽雄期NT含量较高外,DPS和DP是有机质含量整体较高的处理,说明翻耕的过程有利于土壤有机质含量的提升;从土壤全氮的比较来看,不同处理下差别不大,但碱解氮含量以RT最高,其他处理降低了6.8%～12.9%;与RT处理相比,ST和DPS处理玉米产量降低了7.4%和3.3%,NT、DP分别增加2.3%和7.8%。综合来看,虽然N...     

菹草内生硫氧化细菌的分离鉴定及对鸡粪中硫化氢的减释作用

鸡粪中的含硫有机物在微生物作用下会释放出大量的硫化氢气体,危害畜禽的健康及污染环境。试验以减少鸡粪中硫化氢释放量为目的,从菹草内分离得到1株具有异养硫氧化作用的细菌,命名为JS3。16S rRNA序列分析表明菌株JS3与杀鲑气单胞菌的亲源关系最近。以硫代硫酸钠为唯一硫源时菌株JS3的硫氧化特征:碳源优先利用顺序为葡萄糖柠檬酸钠乙酸钠;氮源优先利用顺序为硝酸钠氯化铵;菌株JS3氧化硫的最佳碳氮比为15∶1,此时77.82%的硫代硫酸根被转化为硫酸根;pH从4.05增加到10.05,菌株的氧化硫能力先增强后下降,当pH为9.05时,硫酸根的积累量最高,可达到4.33 g/L;当氯化钠添加量达到4.0%时对菌株JS3才产生明显影响,说明株菌具有一定的耐盐性;最佳硫代硫酸根初始浓度为2 810 mg/L,此时83.22%的硫代硫酸根被转化为硫酸根;250 mL三角瓶中装液量为75 mL时,菌株JS3是硫氧化能力最强。在硫化氢减释模拟试验中,与对照相比,菌株JS3可降低84.53%的硫化氢释放量。     

生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响

为了探讨生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响,减少黑土中硝态氮的淋失、提高氮肥利用率以及为农业废弃物资源化利用提供理论依据,采用培养试验,应用Langmuir方程和Freundlich方程,研究了添加不同来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和不同添加比例(0.6%、1.2%、3.6%、6%)生物质炭对黑土中硝态氮(NO_3~--N)的吸附和解吸特征。结果表明,施用生物质炭可增加黑土对NO_3~--N的吸附量,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3~--N的吸附量最大;施用玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附量最大(实际最大吸附量为0.929 mg·g~(-1)),施用松木生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附量最小(实际最大吸附量为0.578 mg·g~(-1))。施用生物质炭可降低黑土对NO_3~--N的解吸率,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3~--N的解吸率最低;添加玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3~--N的解吸率最低,添加松木生物质炭的黑土对NO_3~--N的解吸率最高。不同生物质炭对NO_3~--N的吸附能力表现为玉米秸秆稻壳松木;对其解吸能力表现为玉米秸秆稻壳松木。生物质炭及添加生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附过程符合Langmuir方程。