旱地冬小麦不同栽培模式、施氮量和种植密度土壤水分利用状况

通过3年田间试验,研究不同栽培模式、不同施氮量及种植密度对冬小麦田土壤水分特征的影响,结果表明:无论何种栽培模式,冬小麦生长期间水分动态变化具有相似的规律,播前贮存在土壤中的水分经过一个生长季后都会有大量消耗,消耗深度延伸到2 m及其以下土壤深层.小麦收获后,各种处理土壤在40～80 cm和120～160 cm深度均出现两个低水层.覆盖栽培措施对水分利用的影响表现出较大的年度变异性,原因可能主要与生育期降水量和播前土壤贮水量有关系:与无覆盖相比,秸秆覆盖在降水较少的年份可显著提高水分生产效率;地膜覆盖具有稳定的促进水分有效利用的作用;垄沟种植没有表现出预期的增产增效的效果.施用氮肥显著促进土壤水分的消耗,这种作用随着种植年限的增加而增大,这种作用在0～200 cm整个土壤深度都有反映,而且深层比表层更显著,低水土层(40～80 cm和120～160 cm)比其它深度土层更显著.施氮显著提高水分生产效率.适当增加小麦种植密度有利于提高旱地水分生产效率.     

枯草芽孢杆菌菌剂对盐胁迫下冬小麦生长与土壤水氮分布的影响

为了研究枯草芽孢杆菌菌剂在盐胁迫下对冬小麦生长与土壤水氮分布的影响,以盆栽冬小麦种植为试验手段,在8 g/kg的盐分质量比下,设置枯草芽孢杆菌菌剂质量比为0(CK),1(G1),3(G3),5(G5)和7(G7)g/kg等5种施加梯度处理,分析了冬小麦株高、叶面积、生物量以及土壤水分和硝态氮含量的变化情况.结果表明:①...     

相同气候背景下南北方稻田土壤上水稻生长及氮响应差异研究

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙江省哈尔滨市进行水稻盆栽试验。每种土壤设置3个施氮水平,即N0:不施氮肥;N1:0.87 g N/pot(相当于150 kg N·hm-2);N2:1.74 g N/pot(相当于300 kg N·hm^-2)。测定水稻分蘖、SPAD值、分蘖成穗率、土壤矿化氮量、水稻产量和氮效率。【结果】黑土型水稻土的早期分蘖对施氮有响应,分蘖数随施氮量增加而增加,而乌栅土型水稻土的分蘖在拔节期后才对施氮有响应。土壤对水稻分蘖的影响存在年际间差异,2018年土壤类型对分蘖数有显著影响,不施氮时乌栅土型水稻土的分蘖数比黑土型水稻土高4.41%—43.04%,而施氮后乌栅土型水稻土比黑土型水稻土的分蘖数低8.25%—12.98%;2019年黑土型水稻土的分蘖数多数高于乌栅土型水稻土4.41%—46.53%。两种水稻土的分蘖成穗率与叶片SPAD值在2018年有显著...     

保护农业生物多样性 建设集约化生态田园

农业集约化引发的农业生物多样性下降及农田系统生态功能失衡退化是农业绿色高质量可持续发展的重要威胁。破解集约化农田系统所存在的问题已成为国内外研究的热点,更是我国农业现代化能否如期实现的关键。本文从我国农业现代化的任务出发,结合农业生态科技发展趋势,从集约化农田系统生态功能减弱、生物多样性维持农田生态系统功能和集约化农田生物多样性保护意识欠缺三个方面分析了集约化农田生物多样性保护现状及存在的问题。针对目前集约化农田系统存在的不可持续的问题,提出了四点工作建议,旨在打造新阶段具有中国特色的集约化生态田园建设范式,向世界提供基于农业生物多样性保护的集约化农业可持续绿色发展的中国智慧和中国方案。     

小麦种质资源成株期氮效率评价及筛选

【目的】建立小麦成株期氮效率评价方法,挖掘和筛选氮高效种质资源,为小麦氮效率的生理机制研究和氮高效品种的选育提供理论依据和材料基础。【方法】2018—2020年,以108份不同基因型小麦品种为材料,采用大田试验,设置4个氮肥处理水平(0、180、240和360 kg·hm^-2),调查不同氮水平下小麦株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单穗产量11个农艺及产量性状,利用模糊隶属函数法、主成分分析法以及聚类分析法对小麦品种进行耐氮性评价和基因型差异分类。【结果】连续2年的数据结果显示,在低氮胁迫下,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数和单穗产量8个性状均受到不同程度的抑制,其中,旗叶长对氮胁迫的敏感程度最大。主成分分析提取4个主成分,贡献率分别为39.766%、16.661%、9.361%和9.275%,累积贡献率达75.064%。以耐低氮性综合评价D值进行聚类分析,将供试小麦品种划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮型小麦品种5份,温麦19、西农529、石4185、陇麦212和丰抗...     

减氮下不同肥料配施对麦玉复种体系作物氮素积累分配及产量的影响

为探索陕西关中地区冬小麦-夏玉米复种体系氮肥减量增效潜力,构建适宜的作物养分管理体系,于2018-2019年采用田间试验研究了减氮并配施不同肥料对麦玉复种体系作物生长状况、植株氮素积累分配、作物产量以氮素利用效率的影响。试验设置5个处理：常规施氮（225 kg·hm^-2,N₁₀₀）;减氮20%（180 kg·hm^-2 ,N₈₀）;减氮配施生物炭（180 kg·hm^-2,生物炭22 500 kg·hm^-2,N₈₀+BC）;减氮配施缓释肥（180 kg·hm^-2,尿素∶缓释肥=1∶1,N₈₀+S）;减氮配施微生物菌肥（180 kg·hm^-2,微生物菌肥3 600 kg·hm^-2 ,N₈₀+BF）。结果表明：减氮及其配施不同肥料对夏玉米大喇叭口期后株高、干物质和氮素积累没有显著影响;而N₈₀+BF促进了夏玉米氮素向籽粒中的分配;N₈₀+BC提高了夏玉米产量和收获指数,且较N₈₀处理分别显著提高8.3%和20.1%;减氮下三种配施处理均能提高夏玉米氮农学利用率和氮肥偏生产力,且以N₈₀+BC处理表现最佳,较N₁₀₀分别显著提高43.3%和29.0%,较N₈₀分别显著提高45.8%和8.3% ;N₈₀+BC和N₈₀+BF还能显著提高夏玉米氮肥表观表观回收率,二者较N₁₀₀显著增加18.1%和10.7% ,较N₈₀处理显著增加26.9%和19.0%。与N₈₀相比,N₈₀+BF有效提高了冬小麦扬花期和成熟期分蘖数、茎蘖成穗率以及成熟期干物质和氮素积累量,并能显著提高冬小麦穗数和产量,增幅分别为13.7%和16.2%。减氮下3种配施处理均能提高冬小麦氮农学利用率、氮肥偏生产力和氮素利用率,其中氮农学利用率和氮肥偏生产力在N₈₀+BF处理表现最佳,较N₁₀₀分别显著提高了31.2%和28.4%,较N₈₀分别显著提高了33.7%和16.2%,氮素利用率在N₈₀+S处理表现最佳。综上所述,减氮及其配施处理中,180 kg·hm^-2配施生物炭（22 500 kg·hm^-2）和180 kg·hm^-2配施微生物菌肥(3 600 kg·hm^-2)更有利于作物生长,促进氮素积累与分配,提高作物产量和氮素利用效率,实现关中地区麦玉复种体系氮肥管理的“减量增效”。     

化肥氮磷优化减施对水稻产量和田面水氮磷流失的影响

为探讨氮(N)、磷(P)减量对降低稻田养分地表径流损失风险的影响,以毛里湖稻区为研究对象,连续两年(2016—2017年)进行田间小区试验,研究化肥氮磷优化减施对水稻产量和生长期内田面水N、P动态变化特征及径流流失的影响。结果表明:常规施肥处理(CF)和有机替代20%化肥N处理(0.8FN+0.2ON)稻田田面水总氮(TN)、NH₄⁺-N和总磷(TP)浓度在施肥后迅速达到峰值,之后逐渐下降。而控释氮肥减N处理能有效减缓N素释放速度,田面水N素流失量远低于CF处理,且磷肥减量处理TP流失量低于CF处理。与CF处理相比,控释氮肥减N 20%(0.8N)和控释氮肥+过磷酸钙减量20%(0.8NP)处理水稻两年平均分别增产5.55%、3.22%,N素累积量分别提高19.01%、13.66%,氮肥偏生产力分别显著提高31.94%、28.83%,氮肥农学利用率分别提高47.52%、33.75%,氮肥吸收利用率分别提高95.30%、73.31%。0.8NP处理较0.8N处理水稻磷肥偏生产力两年平均显著提高22.08%,而0.8FN+0.2ON处理较CF处理...     

硫酸根自由基高级氧化技术对污染场地多环芳烃的修复效果研究

硫酸根自由基高级氧化技术(sulfate radical(SO₄^·–)based advanced oxidation processes,SR-AOPs)是一种被广泛应用于降解土壤有机污染物的原位氧化修复技术。然而,关于SR-AOPs降解土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的报道相对较少。本研究以南京某炼钢厂附近土壤作为试验样本,通过设置不同比例混合体系的过硫酸钠(Na₂S₂O₈)和亚铁离子(Fe²⁺)以及反应不同时间,探究SR-AOPs对土壤中16种PAHs的修复效果以及最佳技术方案。结果表明:Na₂S₂O₈和Fe²⁺的配比会显著影响土壤PAHs的降解效果,当两者比例达到10︰1时,即Na₂S₂O₈用量为5 mmol/g,Fe²⁺     

甘油超临界水气化制氢过程参数和动力学研究

为研究甘油超临界水气化制氢过程及转化动力学,采用正交试验和单因素试验,在连续式反应器中,分析不同工艺参数对甘油超临界水气化气体产物分布和气化转化效率的影响,对气体产物进行气相色谱分析。利用集总动力学研究方法,优化甘油超临界水气化转化动力学模型,增加CO₂甲烷化反应路径,探讨甘油超临界水气化过程中动力学参数和气相产物生成及消耗路径。结果表明：甘油超临界水气化制氢的最佳工况为温度600 ℃、甘油浓度0.015 mol/L、压力27 MPa和停留时间18 s,此时H₂产量为2.411 mol/mol,气化效率为76.49 %。单因素试验结果可知,较高反应温度和压力、较低原料浓度和适当延长停留时间有利于提高H₂产量和甘油气化效率。反应速率常数随着温度的升高而增加,甘油热解路径Ⅱ和中间体蒸汽重整路径Ⅰ的活化能分别高于甘油热解路径Ⅰ和中间体蒸汽重整路径Ⅱ。H₂主要通过甘油热解和水气变换反应生成,CO₂主要通过甘油热Ⅰ和水气变换反应生成,CO₂甲烷化是H₂和CO₂消耗的主要路径。中间体热解是CO和CH₄的主要生成路径,CO的主要消耗路径是水气变换反应。     

畜禽养殖粪水酸化贮存及氮素减损增效研究进展

畜禽粪水酸化贮存能够有效调控粪水贮存中微生物、环境与氮素间的作用关系,实现粪水氮素的减损增效,是一种具有广泛应用前景的关键技术。该研究系统综述了粪水酸化贮存中氮素的迁移转化机理,比较评价了常见酸化剂和不同酸化贮存工艺的应用效果,分析了酸化贮存技术对粪水氮素减损增效的影响。梳理总结得到：粪水酸化存储中氮素的迁移转化机制主要包括有机氮矿化、铵态氮固持、无机氮转化的抑制及硝化3个关键环节,可以依靠改变微生物作用和化学平衡状态实现氮素的减损;与其他酸化工艺相比,长期酸化工艺具有酸化效果更加稳定、应用范围较为广泛等优势;粪水酸化技术能够大幅降低NH3排放,以及部分N2O的排放,进而提高粪肥还田后土壤肥效,但不合理的酸化贮存技术及施用方式也会降低粪水肥效,甚至引起二次污染;未来应重点从氮素迁移转化路径的定量分析、复合酸化剂的开发、粪肥施用效果及风险的评估应对等方面进行深入研究。