生活污水氮磷浓度对水稻生长及氮磷利用的影响

通过设置不同N、P浓度的生活污水进行水稻盆栽实验,研究了生活污水灌溉对水稻生长、产量以及氮磷吸收利用的影响。结果表明,在正常灌溉和不施肥条件下,污水灌溉明显降低了水稻施肥期的田面水氮磷浓度,水稻移栽后70 d左右田面水N、P浓度与不施肥处理田面水N、P浓度趋于一致;污水TN、TP浓度与水稻的生长指标和产量密切相关,生活污水灌溉提高了穗粒数、千粒重和结实率,但穗数明显减少,导致产量下降;当污水中总氮浓度达20~25 mg·L~(-1)、总磷浓度达1.0~1.5 mg·L~(-1)时,不施任何化肥条件下水稻产量即可达到常规化肥处理的95%,差异不显著,此时污水灌溉中带入的氮仅为常规施肥处理氮用量的64.1%和磷肥用量的23.2%。与常规化肥处理相比,污水灌溉提高了水稻的N、P利用效率,水稻对N、P的吸收利用与污水中的N、P浓度成正相关,且污水中的N、P存在着正交互作用,即提高P浓度促进了N的吸收利用,提高N浓度促进了P的吸收利用。在应用生活污水进行稻田灌溉时,需在分蘖期配施一定的化肥从而保证水稻高产。     

长三角地区稻麦轮作生态系统净碳交换及其环境影响因子

采用涡度相关技术对我国长三角地区典型稻麦轮作农田生态系统(2011年11月—2012年10月)的CO2通量进行连续观测,分析了农田生态系统净碳交换(NEE)的变化特征及其环境影响因子。结果表明:长三角地区稻麦轮作生态系统NEE具有明显的日变化和季节变化特征,具有很强的固碳能力。NEE月平均日变化总体呈"U"型曲线,不同月份"U"型高度不同;NEE季节变化则呈显著的"W"型双峰特征,分别对应两季作物(小麦、水稻)的生长季节。小麦/水稻月平均最大碳吸收峰出现在4月/8月,分别达到-1.12 mg·m-2·s-1、-1.45 mg·m-2·s-1;日最大累积碳吸收量分别为-12.88 g(C)·m-2·d-1、-10.63 g(C)·m-2·d-1,长三角地区稻麦轮作生态系统年固碳量达到-769.61 g(C)·m-2·a-1。光合有效辐射是影响白天NEE的主要环境影响因子,Michaelis-Menten方程可以很好地表示作物生长季节两者之间的关系(R2=0.37~0.83);在同一光合有效辐射条件下,长三角地区稻麦轮作生态系统白天NEE随着气温的升高而增加,而当光合有效辐射大于1 800μmol·m-2·s-1时存在着一定程度的光抑制。温度是影响夜间农田生态系统呼吸特征的主要环境影响因子,长三角地区稻麦轮作生态系统夜间NEE与不同层次温度之间均存在显著的指数相关关系,但是不同作物夜间NEE的最适温度略有差异,小麦夜间NEE与土壤温度(10 cm)相关性最好(0.60),而水稻夜间NEE与气温相关系数最高(0.49)。     

一株土生克雷伯氏菌接种对黑麦草生长及磷吸收的影响

采用室内盆栽方法,研究了一株土生克雷伯氏菌(Klehsiella pneumoniae,102菌)在两种土壤中对黑麦草生长、磷吸收以及土壤有效磷的影响,同时采用抗生素与GFP双标记方法,观察了102菌在黑麦草根内定殖情况。结果表明,接种102菌25 d后,马肝土与潮土中的有效磷含量分别增加9.7%、42.1%,差异达到显著水平。接种102菌还显著提高了黑麦草生物量与植物体磷含量,示踪结果表明,102菌能够入侵黑麦草根内并定殖。     

凤眼莲生态修复工程改善滇池水质及湖体氮磷收支平衡

为了研究凤眼莲(Eichhornia crassipes)对滇池草海水体水质改善及湖体氮、磷归趋的影响,于2011-2013年在滇池草海实施了规模化控养凤眼莲生态修复富营养化湖泊水体的试验性工程。生态工程实施期间,监测草海水体总氮(TN)和总磷(TP)浓度及分析湖体TN、TP收支平衡。结果显示,草海水体TN和TP浓度均值分别由工程实施前(2006-2010年)的14.48 mg/L和0.60 mg/L降低至工程实施期间(2011-2013年)的7.09和0.36 mg/L,分别下降了51.04%和40.00%;草海入湖水体TN和TP浓度均值由入湖河口经凤眼莲控养区至出湖口的沿程方向上分别下降了9.74和0.40 mg/L。草海湖体TN、TP收支平衡表明,经出湖口排出和水体库存的TN量占入湖TN量比例较小,凤眼莲的吸收作用是入湖TN量去除的重要途径之一,而大部分入湖TN量(40.31%~59.04%)极可能是通过微生物的硝化反硝化、沉积等作用去除;各种途径支出的TP量高于入湖TP量,其中凤眼莲吸收的TP量为入湖TP量的40.44%~116.56%。因此,规模化控养凤眼莲对草海水质改善发挥了较大作用,凤眼莲的吸收作用既是湖体TN去除的重要途径之一,又是TP去除的主要途径之一。     

滴灌减量施肥对设施黄瓜生长发育、产量及品质的影响

为了探讨滴灌条件下不同施肥处理对黄瓜生长发育、产量及品质的影响,以当地施肥量为参考,开展温室大棚滴灌施肥试验,设计9个肥料处理,分别为对照(滴灌不施肥,CK1)、常规畦灌施肥(CK2)、滴灌平衡施肥(NPK)、缺氮(PK)处理、缺磷(NK)处理、缺钾(NP)处理、滴灌施肥减量(-N20%、-P20%、-NP20%)处理。试验结果表明,(1)在肥料等量情况下,CK2处理的黄瓜产量比NPK处理增加6.7%,生物量和黄瓜品质高于NPK处理。(2)在滴灌缺素(PK、NK、PK)处理之间,黄瓜前期长势无显著性差异,缺氮处理黄瓜生物量、产量和品质最佳;(3)在肥料减施处理之间,-NP20%、-N20%、-P20%与NPK处理相比黄瓜分别增产15.19%、10.95%、1.79%;-NP20%黄瓜品质也显著高于其他处理。最后结合产投比,综合分析表明在各施肥处理中,以-NP20%(滴灌氮磷各减20%)处理效果更佳,研究结果可为该地区大棚蔬菜滴灌条件下合理施肥和区域减肥增效技术实施提供参考依据。     

稻秸还田与播种方式影响小麦出苗及产量的大田试验研究

为了研究水稻秸秆还田与播种方式对小麦出苗及籽粒产量的影响,通过田间大区试验,分析了稻秸机械全量还田与不同播种方式对小麦出苗率、出苗均匀性及产量性状的影响。结果显示,稻秸不还田条件下,机械条播的出苗率显著低于机械匀播和人工撒播,机械条播、机械匀播和人工撒播的出苗率分别为51.84%、90.89%和88.87%;人工撒播的出苗均匀性差于机械条播和机械匀播,3 种播种方式的出苗变异系数分别为0.49、0.26 和0.23。稻秸机械全量还田条件下,不同播种方式处理的出苗率和出苗均匀性都有所降低,其中机械条播的下降幅度较大,出苗率降低了36.54%。小麦出苗率和出苗均匀性通过影响穗数、穗粒数、千粒重而影响籽粒产量,无论稻秸是否还田,机械匀播的产量均高于其余两种播种方式,稻秸不还田和全量还田条件下的产量分别为6091.34 kg/hm2和6476.20 kg/hm2。因此,在稻秸还田小麦生产中,推荐采用机械匀播的播种方式,不仅能提高小麦的田间出苗率,而且能保持较好的出苗均匀性,有利于获得较高的籽粒产量。     

养殖污水回用对水稻产量及土壤肥力的影响研究

采用田间小区试验方法,研究了不同浓度养殖污水灌溉对水稻产量及土壤肥力的影响.试验结果表明:一定浓度的养殖污水灌溉配合追肥可增加水稻的产量,养殖污水灌溉在一定程度上起到了增肥的作用,而且可有效增加稻田土壤中全氮、全磷、硝态氮和有机质含量,提高了土壤肥力.土壤中硝态氮在多次灌溉及降雨淋洗作用下,逐渐向土壤深层迁移,污水灌溉增加了土层中硝态氮含量,因此,长期进行养殖污水灌溉是否会发生氮的淋溶,污染地下水体环境,还需进一步研究.     

施用锰肥对根际土壤锰有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锰肥对重度污染土壤中小麦Cd吸收的影响,采用盆栽试验,研究了施加不同浓度（13、26、66 mg·kg^-1）和不同种类（常规锰肥、缓释锰肥）锰肥对根际土壤Cd、Mn有效性和小麦Cd、Mn吸收转运的影响。结果表明：施用锰肥可显著增加土壤有效态Mn含量,且缓释锰肥在小麦生长后期对土壤Mn的供给显著高于常规锰肥。与对照（不施锰肥）相比,常规锰肥在小麦生长前期使土壤有效态Mn含量增加了8%~61%;缓释锰肥在小麦生长后期使土壤中有效态Mn含量增加了6%~105%。施用常规锰肥显著增加了小麦拔节期根部Mn含量,而施用缓释锰肥在小麦灌浆期和成熟期显著增加了小麦根部Mn含量。施用锰肥处理显著降低了小麦拔节期和孕穗期根部Cd含量和成熟期地上部Cd含量。所有处理中,仅施用中、高浓度常规锰肥和中浓度缓释锰肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为14%、27%和17%。相关性分析显示,在小麦全生育期,小麦根部Mn含量与地上部Cd含量、小麦根部向地上部Cd转移系数均呈负相关关系。研究表明,施用锰肥可通过增加土壤有效态Mn含量,促进小麦根部Mn吸收,从而抑制小麦根部Cd吸收,减少小麦根部Cd向地上部的转运。在中、重度Cd污染土壤中,单施锰肥不能保证小麦的安全生产,需要同时采取更多有效措施或综合农艺技术,进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。     

生物炭改性及其在农田土壤重金属修复中的应用研究进展

当前农田土壤重金属污染现象十分严重,给农产品与食品安全带来严重威胁。生物炭因其特殊的结构及表面活性,加之原材料来源广、制备简单且环保,故在农田土壤重金属修复中受到越来越多的关注及应用,但初始生物炭对土壤重金属的固持效果还未达到理想状态。因此,对生物炭进行各种改性以提高其对重金属的固持效率已成为土壤污染修复领域的一个研究热点。综述国内外在生物炭热解前、共热解和热解后(化学浸渍、物理球磨和辐照)等多种改性方法与吸附、络合反应、沉淀等修复重金属机制方面的研究进展;并从改性生物炭的应用对农田土壤中重金属及其他理化性质、生物性状和农作物生长的影响等方面来诠释改性生物炭的研究意义;最后提出了可将生物炭磁性改性与共裂解、球磨改性等技术有机结合,在未来实践中利用磁性技术将施用时间较长、吸附饱和的生物炭进行回收,实现改性生物炭安全、高效、灵活应用,为改性生物炭的后续研究和应用提供理论基础和技术支撑。     

猪粪沼液防治辣椒疫病机理研究--沼液中铵与腐殖酸的作用

为探明猪粪沼液对作物土传病害的防治效果与机制,设纯化肥处理为对照,采用盆栽试验比较了猪粪沼液(ADP1)、外源添加铵沼液(ADP2)、除铵沼液(ADP3)、除腐殖酸沼液(ADP4)施用对辣椒疫病的防治效果。结果表明,猪粪沼液(ADP1)可以显著降低辣椒疫病的发病率(防效40.8%),去除沼液中的铵或腐殖酸后,对辣椒疫病的防治效果显著下降,其发病率与病原菌对照(PC)无显著差异。定量PCR检测结果表明,ADP2处理土壤疫霉数量最少(2.51×103copies.g 1),ADP3、ADP4沼液处理的辣椒根际疫霉数量较多,分别为8.19×103copies.g 1、1.38×104copies.g 1;土壤中辣椒疫霉菌的数量低于9.54×103copies.g 1时,辣椒疫病发病率与土壤中病原菌数量有较好的对应关系。不同沼液处理对细菌、真菌和放线菌数量的影响不同。病原菌存在下,ADP1处理的细菌、真菌、放线菌数量均最多,ADP2处理的真菌数量最少。孢子萌发试验表明,随着铵和腐殖酸处理浓度的增加,对疫霉菌游动孢子萌发的抑制率均逐渐增大。浓度为500 mg.L 1、1 000 mg.L 1、1 500 mg.L 1NH4+对疫霉菌孢子萌发的抑制率分别为77.6%、81.8%、95.4%。用浓度为25 mg(C).L 1、50 mg(C).L 1、75 mg(C).L 1、150mg(C).L 1的猪粪沼液腐殖酸处理疫霉菌游动孢子6 h,游动孢子萌发率分别比无菌水对照下降了27.8%、54.5%、70.0%、87.5%。研究表明铵和腐殖酸可能是沼液的主要抑菌因子,沼液作为土传病害抑制剂具有一定的应用前景。