玉米秸秆生物炭对土壤无机氮素淋失风险的影响研究

采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐潮土中。结果表明:淋溶实验过程中,淋溶初期生物炭对土壤NH+4-N和NO-3-N的固持作用比较明显,且对NH+4-N的固持主要发生在0~10 cm土层,而对NO-3-N的固持主要发生在10~40 cm;生物炭能够有效增加土壤的持水能力,与不添加生物炭处理(T1)相比,T2、T3、T4处理的土柱累积淋溶液体积分别减少了10%、20%、26%,无机氮素淋失量显著降低,分别减少27%、48%、61%;无机氮素淋失量的减少主要来自NO-3-N,相对于不添加生物炭处理,T2、T3、T4处理NO-3-N累积淋失量分别为62.4、44.4、34.5 mg,分别减少了28%、49%、58%。总的来说,土壤中添加玉米秸秆生物炭能够有效降低土壤无机氮素的淋失风险。     

磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效,分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥(MAPC)产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效,并与普通化肥(CCH)、普通堆肥(CCO)、磷酸铵镁肥(MAP)3种肥料进行对比。结果表明:在整个淋溶过程中,CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高;MAP肥具有缓释性,且堆肥对其养分释放具有促进作用;CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗(即第5次)后,总氮及总磷养分浓度排序均为:CCHMAPCMAPCCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长,且与对照(不施肥)处理相比,MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时,CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量,TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg~(-1)和1.54 g·kg~(-1)。研究表明,4种肥料均可改善油菜的生长发育情况,且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO,在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素,提高堆肥产品肥效。     

大型蒸渗仪的设计、建造与安装（英）

蒸渗仪是用来研究营养元素在农田中的运移的系统,本文系统描述了一种大型蒸渗仪的设计,建造与安装。试验采用湖北地区典型土壤类型黄棕壤与潮土,在华中农业大学校园内每种土壤安装16个大型蒸渗仪。蒸渗仪采用减少土柱的扰动的方法建造,并填充凡士林减少土壤水分的边缘流动。蒸渗仪采用外径630 mm高700 mm厚10 mm的PVC管作材料。土柱建成后安装在预制PVC底座上,底座中间有一圆孔外接淋失液收集装置。淋失液收集后用来测定淋失液离子含量。试验结果表明,相同土壤土柱之间淋失量差异不显著,没有检测到水分的边缘流动;同时建设效率高,费用低。     

水分淋洗下菜园土壤各形态锌的迁移转化特征

采用室内模拟降雨淋溶土柱的方法，研究了经过1年降雨的淋溶后，菜园土壤垂直方向上各形态锌的迁移转化规律。结果表明：锌的大多数形态很难随水分运动发生迁移，～年的降雨至多能使占总量0．57％的水溶态锌发生淋溶损失。水分淋洗和施磷锌平均能使分别占总量3％和4％的难溶态RES—Zn和OX-Zn向易被植物利用的EX—Zn、CABS—Zn和OM—Zn形态转化。随施锌量的增加，土壤锌的有效性指数增加30％～78％．有效锌总量增加3．12～10．07mg／kg。当施磷50mg／kg时，土壤Zn的有效性指数增加3％～28％，有效锌总量增加0．04～0．28mg／kg，磷锌在土壤中表现为协同作用。     

滨海盐渍土非饱和土壤水扩散率的研究

本试验采用水平土柱法对三种滨海盐渍土的非饱和土壤水扩散率进行的研究结果表明:三种土壤的非饱和土壤水扩散率变化于0.14～117.32cm~2·min~(-1)之间,比非饱和土壤的离子扩散率大几个数量级;非饱和土壤水扩散率随土壤含水量的增加而升高,符合 D(θ)=ae~(bθ)经验公式;含水量与 Boltzmann 变换参数λ之间的关系为(λ)随含水量的下降而降低;在质地相同的情况下,土壤容重和土壤孔隙度均对非饱和土壤水扩散率有很大的影响,但土壤盐分浓度在含水量达0.2cm~3·cm~(-3)以上时对非饱和土壤水扩散率影响不大。     

应用土柱模拟测定山地红壤镁素淋失量与有关因素的关系

据研究，福建丘陵山地红壤80％的土壤镁含量不足，缺镁成为我省山地果树生产中普通存在的问题。特别是由花岗岩、凝灰岩和第四纪红土发育的红壤供镁水平低或极低，这类土壤也是福建山地果园土壤的主要类型。而淋溶和排水是红壤镁素损失的主要途径，其损失量达3．0—39.0kg／hm^2，多雨地区和沙质     

降水条件下土柱中除草剂硝磺草酮的迁移与淋溶特性

以水稻土和盐碱土为对象,采用物理模拟人工降雨的方法对比分析了淹水条件下土柱中（高25 cm、内径10 cm）新型除草剂硝磺草酮的迁移和淋溶规律。结果表明,在硝磺草酮添加量为7．5 mg／kg、10 h持续降雨（降雨量为60 mL／h）条件下,土柱中硝磺草酮的驻留量随着深度的增加而增加,水稻土土柱层15～21 cm中硝磺草酮的含量达到27．35 mg／kg,低于盐碱土的39．07 mg／kg,4％的农药穿过了淋溶柱,显示出较强的淋溶特性。土壤和淋溶液pH值的大小对弱酸性结构的硝磺草酮的迁移和淋溶影响较大。随着pH值的升高,硝磺草酮离解为阴离子,其水溶性增大、土壤吸附性能力减弱,更容易进入深层土壤（尤其是pH值较高的盐碱土）,进而对地下水产生威胁。     

土壤盐分对土壤水分扩散率的影响

土壤水分扩散率是土壤水盐运动的重要参数之一。利用水平土柱吸渗法对不同含盐量土壤的水分扩散率与含水量之间的关系进行了测定,并建立了土壤水分扩散率、土壤含水量与Boltzmann参数间的定量关系。结果表明,不同含盐量土壤之间的水分扩散率存在明显差异,表现在相同土壤含水量情况下,土壤水分扩散率随土壤含盐量的增大而增大;土壤水分扩散率随土壤含水量增大而单调增大,且当含水量接近饱和时,土壤水分扩散率接近无穷,通过建立含水量与土壤水分扩散率的经验函数关系能较好地反映了土壤含水率与土壤水分扩散率间的关系。     

铁改性油菜秸秆生物质炭对酸性茶园土壤氮磷淋失 及酶活性的影响

生物质炭是一种具有前景的土壤改良剂,目前针对铁改性油菜秸秆生物质炭对茶园土壤养分淋失的研究相对较少。通过向茶园土壤中添加改性、未改性油菜秸秆生物质炭（炭土质量比分别为1 %、3 %和5 %）后开展土柱淋溶及土壤培养实验,研究铁改性或未改性油菜秸秆生物质炭作用于土壤养分淋失及酶活性（蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶）的变化规律,旨在分析和比较铁改性及未改性生物质炭对茶园土壤微生物活性及养分循环的影响。结果表明,添加生物质炭可增加茶园土壤的保水能力, 土壤水分累积淋溶量随生物质炭添加量的增加显著减少, 添加5 %的改性生物质炭（g3）及未改性生物质炭（w3）分别较未添加生物质炭的土壤（CK）减小7.70 %和16.98 %。g3处理对土壤硝态氮和磷酸盐的固持作用最为显著,淋失量较CK处理分别减少31.82 %和60.56 %。生物质炭对茶园土壤酶活性存在一定促进作用,但添加改性或未改性生物炭对土壤酶活性的影响存在明显差异。其中, w3中土壤脲酶、蔗糖酶分别显著高于其他处理14.85 %～25.10 %和19.00 %～48.98 %,添加3 %未改性生物质炭（w2）后,土壤过氧化氢酶活性高出其他处理2.14～29.33 μmol·h^-1·g^-1;g3处理对酸性磷酸酶促进作用最强。总的来说,未改性生物炭在增强茶园土壤持水能力及促进土壤酶活性方面要优于铁改性生物炭,而改性生物质炭对土壤氮磷养分的固持作用更为显著。因此,为改善茶园土壤质量,提高土壤肥力,应适量选取铁改性生物质炭。     

灌水量对滨海盐碱土中盐分和尿素氮淋洗特征的影响

为研究滨海盐碱地中在灌溉水的淋洗作用下,其对土壤盐分和尿素氮空间分布及运移变化的淋洗特征的影响,于2018年在温室内设置土柱模拟~(15)N同位素示踪试验,以山东东营垦利县滨海盐碱土为研究对象,试验设3个处理,分别为干旱(W0)、20%正常田间持水量(W1)、无淋洗液浸出状态下过量灌溉(W2)。研究结果表明:在0～30 cm土层,各处理土壤含盐量在淋洗作用下随着土层深度而递增,过量灌溉(W2)处理淋盐程度更大。~(15)N标记的尿素施入土壤后,W0处理组、W1处理组浅层(10～20 cm)土层土壤~(15)N丰度达到峰值,而W2处理组土壤~(15)N丰度峰值位于深层(20～30 cm)土层,尿素氮淋洗向下运移且灌水量的增加促进土壤氮素的向下运移;灌水量的增加提高了土壤铵态氮含量(P 0.05),W0、W1、W2处理组土壤铵态氮含量平均值分别为:(2.29±0.10)mg kg~(-1)、(2.36±0.11)mg kg~(-1)、(2.57±0.08)mg kg~(-1);尿素中的氮素最终以硝态氮形态因灌溉水淋洗作用而向下大量运移,W1处理组10～20 cm土壤硝态氮含量显著增加,而W2处理组在20～30 cm土壤硝态氮含量达到峰值(34.13±0.38)mg kg~(-1)。灌溉水形成的水盐运动促进了土壤氮素的运移。研究结果对滨海盐碱地的氮素综合管理具有重要的理论和实践意义。