控释尿素与普通尿素配施对水稻氮代谢关键酶活性及产质量的影响

为了探明控释尿素对提高水稻氮肥利用率和产量、改善水稻品质的作用机制,通过田间试验,研究了控释尿素与普通尿素配施[处理1为对照(不施氮肥,CK),处理2为100%普通尿素,处理3为40%控释尿素+60%普通尿素,处理4为60%控释尿素+40%普通尿素,处理5为100%控释尿素]对水稻氮代谢关键酶活性、氮肥利用率以及产质量的影响。结果表明,与100%普通尿素相比,施用控释尿素能显著提高水稻齐穗期和乳熟期叶片中的硝酸还原酶活性,特别是乳熟期最为明显;总体能显著增强水稻齐穗期和乳熟期叶片谷氨酰胺合成酶活性、齐穗期至蜡熟期谷氨酰胺转化酶活性,其增强效果在齐穗期最为明显;能显著提高乳熟期和蜡熟期叶片的蛋白水解酶活性;总体能显著增强水稻齐穗期至蜡熟期籽粒中的谷氨酰胺合成酶和谷氨酰胺转化酶活性;能显著提高水稻产量及氮肥利用率,提高幅度分别为16.0%~21.4%和30.7%~48.5%;并能显著增加籽粒蛋白质含量。上述指标均以处理4增强效果最为明显。     

提高发酵牛粪有机肥有机氮含量的条件优化

利用外源微生物进行牛粪发酵试验,研究了原料配比、菌种配比、C/N、发酵温度、发酵时间等条件对牛粪发酵过程中有机氮含量的影响,以期为大量堆肥生产试验及研究提供参考。结果表明,当黑曲霉3324∶绿色木霉JD-1∶产朊假丝酵母C-1︰假丝酵母F-2的体积比为1∶3∶3∶3,牛粪与玉米秸秆质量比为3∶1,C/N为22,培养温度为30℃,发酵时间为4 d时,有机氮含量最高,为2.38%。     

香溪河沉积物中碳氮元素的分布特征研究

[目的]研究靠近三峡大坝的第一支流香溪河沉积物中碳氮元素分布特征.[方法]在2015年春季,从分布于三峡水库典型支流香溪河入河口河段的三个采样点,用柱状沉积物采样法采集样品,研究该区域碳、氮等生源要素的分布特征.[结果]所调查河段的沉积物中总碳含量为1.74％-3.52％,总氮含量为0.1％-0.3％.总碳含量的沿程变化表现为靠近河口的沉积物中总碳平均含量低于上游,深度变化是靠近河口采样点的表层沉积物中总碳含量显著高于底层.而总氮含量的沿程变化和深度变化没有总碳变化明显.δ13C值随深度的增加而增加,靠近河口的沉积物中δ13C值小于上游采样点.[结论]该研究为认识香溪河沉积物中生源要素的分布特征及水生生态系统的演变过程提供了科学依据.     

不同氮水平对三个甘蔗品种氮代谢关键酶活性及相关活性物质含量的影响

[目的]研究不同施氮水平对3个甘蔗品种在4个不同生长时期的氮代谢关键酶活性及相关活性物质含量的影响,了解甘蔗对氮养分吸收、积累的动态规律,为甘蔗科学合理施用氮肥提供理论依据.[方法]以3个甘蔗品种ROC22、GT11、GXB9为材料,于2013年(新植蔗)和2014年(宿根蔗)进行试验,共设置3个氮水平,即分别施150、300、600 kg/ha尿素,田间试验采用二因素裂区设计,测定不同生长时期各氮代谢相关生理生化指标.[结果]硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和转氨酶(谷氨酸草酰乙酸转氨酶GOT、谷氨酸丙酮酸转氨酶GPT)的活性均随施氮量的增加而增加;在一定施氮范围内(150～300 kg/ha尿素)可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量随氮水平增加而增加,而可溶性糖含量与硝态氮含量随着氮水平的增加呈下降趋势.[结论]一定范围内(尿素施用水平150～300 kg/ha)随施氮量增加,甘蔗的氮代谢显著增强.甘蔗品种GXB9比其他两个品种对低氮环境有较强的调节适应能力.     

氮、磷、钾配施对红小豆产量的效应研究

采用三因素五水平二次正交旋转组合设计,探讨氮、磷、钾配施对红小豆产量的影响,同时建立氮、磷、钾用量与红小豆产量关系的肥料效应函数模型,以确定本区域内红小豆的最佳施肥方案。结果表明:三因素对红小豆产量影响的大小顺序为磷肥氮肥钾肥,通过方程模拟寻优得出,红小豆单产大于2 050 kg·hm-2的氮、磷、钾优化组合方案为:N 68.9~85.3 kg·hm-2,P2O85.5~102.4 kg·hm-2,K2O 46.3~64.0 kg·hm-2,其比例为N∶P2O5∶K2O=1∶1.22∶0.72。     

施氮量对沿黄粳稻根系形态、生理特性及产量的影响

以沿黄常规粳稻品种郑稻19和郑稻20为材料,设置8个氮肥施用水平,即整个生育期不施用氮肥和整个生育期施氮肥(折合纯氮)180、210、240、270、300、330、360 kg/hm~2,分析不同氮肥水平对其产量及根系形态、生理特性的影响,以期为水稻的高产高效栽培提供理论依据。结果表明,郑稻19和郑稻20的地上部干质量随生育进程的推进增加,而根系体积、根干质量、根系氧化力、根系吲哚乙酸含量、根系玉米素+玉米素核苷含量、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积则均随生育进程的推进先增加后降低。2个水稻品种的根系体积、根干质量、地上部干质量和根系总吸收表面积在分蘖中期、穗分化始期、抽穗期和成熟期均随施氮量的增加而增加;根系氧化力、吲哚乙酸含量、玉米素+玉米素核苷含量和活跃吸收表面积在分蘖中期和穗分化始期均随施氮量的增加而增加,而在抽穗期和成熟期均随施氮量的增加先增加后降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高。郑稻19和郑稻20的产量均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高,分别为9.35 t/hm~2和8.79 t/hm~2,显著高于其他施氮量处理;氮肥农学利用率总体上均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高,分别为17.0 kg/kg和14.9 kg/kg,显著高于其他处理;氮肥偏生产力则均随施氮量增加而显著降低。综上,在施氮量为270 kg/hm~2时,郑稻19和郑稻20的根系形态、生理特性最佳,产量和氮肥农学利用率最高,且品种间比较,郑稻19优于郑稻20。     

不同施氮量对绿芦笋产量的影响

[目的]研究施氮量对绿芦笋产量的影响。[方法]在芦笋生产基地,以3年生芦笋UC308为试材,研究不同氮肥施用量对芦笋产量的影响。[结果]增施氮肥处理比常规施肥处理增产明显,处理N3(纯氮475.0 kg/hm~2)产量最高,较常规施肥对照处理N1(纯氮127.5 kg/hm~2)增产38.2%,其次为处理N2(纯氮301.5 kg/hm~2),增产20.7%,高肥处理N4(纯氮648.8 kg/hm~2)增产较少,为12.8%。增施氮肥处理N2、N3、N4平均产量较常规施肥处理N1增加17.0%。[结论]该试验条件下,推荐最佳氮肥用量为纯N 407.3 kg/hm~2。     

农村生活污水陶瓷膜-生物反应器处理工艺强化脱氮除磷研究

传统膜生物反应器是农村生活污水处理的重要工艺之一,但其存在氮磷去除效果差等问题,本文旨在探究陶瓷膜生物反应器对农村生活污水的处理效果,并提高其脱氮除磷效果。陶瓷膜-生物反应器(C-MBR)是将好氧生物反应与无机陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺,具有占地面积小、维护简单、排泥量少等优点。本文利用陶瓷膜代替传统膜-生物反应器中的有机膜,对C-MBR进行强化脱氮除磷工艺研究,通过优化回流比、DO、HRT等进行强化脱氮,采用粉煤灰多孔填料吸附进行强化除磷。结果表明:在进水COD和TN、NH_3-N、TP浓度分别为360.00～661.00、33.90～57.60、16.80～32.30 mg·L~(-1)和4.78～5.70 mg·L~(-1),MLSS为3000 mg·L~(-1),膜孔径为50 nm条件下,C-MBR出水对应指标平均浓度分别为34.90、22.59、1.13 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),平均去除率分别为93.68%、47.86%、95.00%和12.32%。优化回流比至200%、DO浓度为2.00 mg·L~(-1)、好氧池HRT为4 h时,TN平均去除率显著提高,最佳可达69.39%,出水平均浓度为12.52 mg·L~(-1),且此时出水稳定、能耗低;粉煤灰多孔填料在水力负荷0.33 m~3·m~(-3)·d~(-1)条件下,对TP去除率可达90.90%,出水平均浓度为0.42 mg·L~(-1),满足一级A标准。使用1000 mg·L~(-1)的次氯酸钠水溶液,以每片膜500mL·30 min~(-1)速度对膜进行在线清洗时,跨膜压差恢复速率最快,膜污染去除效果恢复最佳。优化回流比、DO、好氧池HRT能有效强化C-MBR脱氮效果,填料吸附磷能有效强化除磷效果。本研究为农村生活污水就地处理、提高C-MBR脱氮除磷效果提供了有益参考。     

秸秆还田下直播稻油轮作的钾肥效应及适宜用量

2017-2018年在湖北省江汉平原开展钾肥一次性施用肥效田间试验,研究秸秆全量还田下钾肥用量对江汉平原直播水稻-油菜轮作产量及其构成因子、农田钾素表观平衡和钾肥(钾素)吸收利用率及农学利用率的影响,并结合肥效模型明确直播稻-油轮作的钾肥适宜用量。结果表明:钾肥施用能够显著提高直播水稻和油菜的产量、地上部干物质量及钾素吸收,并通过增加直播水稻的密度、单位面积有效穗数、每穗粒数,结实率和直播油菜的密度、一级分枝数,角果总数来实现增产。秸秆不还田、周年钾肥投入量(K_2O)360 kg/hm~2条件下,轮作系统的钾素表观平衡仍为负值,亏缺量达85.4 kg/hm~2;而秸秆全量还田下,年投入90 kg/hm~2钾肥即可实现农田钾素表观盈余。直播水稻和油菜的钾肥农学利用率平均分别为10.6 kg/kg和2.9 kg/kg,而钾肥吸收利用率则为42.6%和54.1%,表明直播水稻施用钾肥增产效果明显高于油菜,同时也反映出直播油菜更依赖于外源钾肥投入。水稻季钾素农学利用率、吸收利用率与其钾肥农学利用率、吸收利用率结果一致,而油菜季的钾素农学利用率和吸收利用率则分别为2.1 kg/kg和38.5%,均显著低于油菜季钾肥农学利用率和吸收利用率。根据线性加平台方程拟合并结合农田钾素平衡得出秸秆还田下直播水稻和油菜的钾肥适宜用量分别为62.31 kg/hm~2和70.18 kg/hm~2,对应的经济产量为10 066 kg/hm~2和2 182 kg/hm~2,比当地推荐钾肥用量分别减少44.4%和28.2%,且旱地直播油菜需要更多钾肥投入来支撑群体生长。因此,鉴于直播方式下作物生长对养分需求存在差异,应根据农业轻简化生产要求重视直播稻-油轮作的钾素养分管理,以提高作物产量、养分利用率和经济效益。     

模拟氮沉降对季风常绿阔叶林凋落物碳氮组分的影响

【目的】探究季风常绿阔叶林凋落物对氮沉降增加的响应规律。【方法】设置4个氮添加水平:对照、低氮、中氮和高氮,其年添加氮量分别为0、35、70和105 kg·hm~(–2),分干、湿季收集凋落物样品,并进行碳、氮组分含量分析。【结果】随氮添加量的上升,凋落物总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量显著增加,且WSOC/TOC质量比具有上升趋势。氮添加未显著改变酸不溶组分碳(AIFC)含量以及AIFC/TOC质量比,但与对照比较均具有下降趋势。不同的氮添加处理均未显著改变凋落物总氮(TN)、水溶性氮(WSN)和酸不溶组分氮(AIFN)含量,以及WSN和AIFN占TN的比例。短期氮添加对凋落物C/N质量比和AIFC/AIFN质量比无显著影响,但显著增加干季的WSOC/WSN质量比。【结论】氮沉降促进了季风常绿阔叶林凋落物中可溶性有机碳的积累,这可能有利于可溶性有机物转入土壤中,从而影响生态系统中的养分循环。