氮、磷、钾配施对水稻植株氮损失的影响

在溶液培养条件下,以水稻为材料,采用15N示踪法研究了氮、磷、钾配施对水稻植株氮损失的影响。结果表明,对前期正常供应养分的水稻幼苗进行为期2周的不同氮、磷、钾配合处理,水稻植株生物量增加,不同氮、磷、钾配合处理对地上部和根部氮含量具有显著影响,含氮处理氮含量明显高于无氮处理,但其15N丰度却低于无氮处理,说明含氮处理增加了水稻植株含氮量并稀释了前期吸收的15N,同时含氮处理铵态氮含量高于无氮处理,说明含氮处理增加了水稻植株中铵态氮含量。不同氮、磷、钾配合处理下水稻氮损失率在15.18%～34.35%之间,氮、磷、钾任意两者配施均降低植株氮损失率,并提高植株体内谷草转氨酶活性,降低质膜透性,但以氮、磷、钾配合处理植株氮损失率最低,谷草转氨酶活性最高,质膜透性最低。     

使用化肥对环境和农产品的污染及应对措施

一、使用化肥带来的污染和危害(一)化肥对土壤的污染与危害1、氮肥对土壤的污染按全国实验数据统计,氮肥利用率仅为30%左右,其挥发损失20%左右,淋溶损失10%左右,反硝化脱氮损失15%左右,地表经流、冲刷和随水流失15%左右,总损失为60%以上,这些氮素离开土壤污染环境,也污染土壤本身。就化肥对土壤污染来说,主要表现在增加土壤放射性元素,促进土壤酸     

土壤氮气排放研究进展

自20世纪初人类发明并掌握工业合成氨的技术以来,氮肥施用量迅速增长。在一部分国家或地区,氮肥的施入量已经超过作物对氮素的需求,导致大量氮素损失到环境中,造成氨挥发、氧化亚氮排放、地下水硝酸盐污染等环境问题。土壤在微生物的作用下可以通过反硝化、厌氧氨氧化等过程将活性氮素转化为惰性氮气,达到清除过多活性氮的目的。由于大气中氮气背景浓度太高,因此很难直接准确测定土壤的氮气排放速率,导致土壤氮气排放通量、过程与调控机制研究远远落后于土壤氮循环的其他方面。本文综述了土壤氮气排放主要途径(反硝化、厌氧氨氧化与共反硝化)及其对土壤氮气排放的贡献;测定土壤氮气排放速率的方法(乙炔抑制法、氮同位素示踪法、N2/Ar比率-膜进样质谱法、氦环境法与N2O同位素自然丰度法)及其优缺点;调控土壤氮气排放通量的主要因素(氧气、可溶性有机碳、硝酸盐、微生物群落结构与功能基因表达等)及其相关作用机制。最后指出研发新的测定原位无扰动土壤氮气通量的方法是推进本领域相关研究的关键;定量典型生态系统(如旱地农田、稻田、森林、草地与湿地)土壤氮气排放通量,阐明其中的微生物学机制,模拟并预测土壤氮气排放对全球变化的响应规律是本领域的研究热点与发展方向。     

红壤坡地氮的径流输出通量及形态组成

为研究自然降雨条件下红壤坡地氮素输出特征,于2015年5月—2016年5月采用野外大型土壤水分渗漏试验装置,对赣北第四纪红壤坡地植草覆盖、干草覆盖和裸露对照3种处理的地表径流和壤中流中不同形态氮素的输出开展了试验观测。结果表明:(1)在侵蚀不明显的第四纪红壤坡地,TN(总氮)、DIN(溶解态无机氮)、DON(溶解态有机氮)和PN(悬涂泥沙颗粒态氮)主要随105cm壤中流输出,占径流输出总通量的71%,而随地表径流和30cm、60cm壤中流输出通量分别为23%和6%;(2)氮素随壤中流输出主要以溶解态(DTN(溶解态总氮)占TN比例为54.8%~86.9%)为主,DTN又以无机态(DIN占DTN比例为57.8%~97.1%)尤其是NO3--N(硝态氮)为主。氮素随地表径流输出的主要形态则随处理措施的不同而不同;(3)保留草被覆盖可以较好地削减氮素径流流失,而采取干草覆盖有增大氮素径流流失尤其是深层损失的风险。     

应用15N标记尿素研究硝化抑制剂对设施番茄氮素去向的影响

为明确硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶(简称CP)在设施蔬菜上的应用效果及其增效机制,本研究采用田间微区试验,应用¹⁵N稳定性同位素示踪技术研究了在推荐施氮量(180 kg·hm^-2)和习惯施氮量(300 kg·hm^-2)下,CP对设施番茄氮素去向的影响,并进行了其增效机制的初探。结果表明,在施氮量为180和300 kg·hm^-2条件下,施用CP可增加番茄产量17.3%和31.4%,肥料氮回收率分别增加8.6和9.2个百分点,氨挥发排放增加了2.47和3.65 kg·hm^-2,其他损失合计减少了15.5和27.6 kg·hm^-2。 添加CP促进了氮素从茎和叶向果实的转移,且减少了氮素损失,提高了氮素利用率,这可能是其增效的机制之一。施用CP带来的经济效益显著高于其成本,在蔬菜生产上值得应用与推广。     

菌酶协同处理改善玉米秸秆堆肥品质

为明确纤维素降解菌剂、纤维素降解酶制剂、菌酶配施对秸秆堆肥效果的影响,该研究以玉米秸秆为堆肥材料,采用室内控温堆肥发酵法,研究了单独添加纤维素降解菌剂（体积分数15%）、酶制剂（质量分数0.8%）和菌酶协同处理（体积分数15%菌剂+质量分数0.8%酶制剂）时,玉米秸秆堆肥温度、pH值、碳损失、氮损失、养分含量和腐熟度的变化规律,以不添加菌、酶的堆肥为对照。结果表明：加菌、加酶处理较对照提前2 d进入高温期,菌酶协同处理较对照提前3 d进入高温期,且菌酶协同处理最高温较其他处理高0.7～1.9℃。在堆肥进程中,各处理的pH值均呈先增加后降低的趋势。与对照相比,加菌、加酶、菌酶协同处理的CO2、NH3累积释放量具有降低的趋势,且菌酶协同处理的CO2、NH3累积释放量最低;加菌、加酶、菌酶协同处理的碳损失为18.92%～23.91%,较对照降低了37.24%～50.34%;氮损失为15.51%～19.25%,较对照降低了54.19%～63.09%,其中菌酶协同处理物料的碳、氮损失最低。堆肥结束时,加菌、加酶、菌酶协同处理的物料全磷、全钾、速效磷、有效钾质量分数分别较对照增加34.48%～62.93%、71.43%～117.14%、10.76%～15.65%、17.10%～23.23%,其中菌酶协同处理的物料养分转化效果最好。与对照相比,加菌、加酶、菌酶协同处理分别较对照提前10、16、18 d达到腐熟标准。综合判断,菌酶协同处理有利于降低玉米秸秆堆肥的碳、氮损失,促进物料养分转化,缩短堆肥腐熟时间,为最佳处理。研究结果可为秸秆堆肥的菌酶协同处理技术提供理论依据。     

土壤辐照灭菌对土壤中铵态氮和硝态氮行为的影响

拟通过土壤辐照灭菌的方法,研究土壤微生物对硝态氮和铵态氮在土壤中的相互转化、固持及损失的影响,为提高作物氮肥利用率提供理论依据。采用土壤纯培养的方法,通过外源添加~(15)N标记铵态氮肥[(~(15)NH_4)_2SO_4]和硝态氮肥(Na~(15)NO_3),结合γ辐照灭菌的方法,培养30 d后,测定分析了灭菌和未灭菌土壤中总的、来自于肥料的和来自于土壤的铵态氮和硝态氮含量,并定量评价了肥料氮在土壤中的残留、固持和损失情况。结果表明:灭菌显著抑制铵态氮向硝态氮的转化,激发土壤铵态氮的释放,对铵态氮在土壤中的残留、固持和损失没有显著影响;灭菌对土壤硝态氮转化为铵态氮的过程没有影响,降低了硝态氮在土壤中的残留和固持,增加了硝态氮的损失;与外源添加硝态氮相比,外源添加铵态氮促进了土壤自身无机氮的释放,外源添加的铵态氮在土壤中残留低、固持高、损失高。因此,总体来看,灭菌有利于土壤铵态氮的积累,却降低土壤硝态氮的积累。虽然外源铵态氮较外源硝态氮更能激发土壤无机态氮的释放,并更易被土壤固持,但是铵态氮肥较硝态氮肥在土壤中残留少、损失多。     

水热耦合作用下氨扩散挥发动力学研究

应用培养箱试验,以碳铵和硫铵为供试肥料,黄绵土为供试土壤,研究了4种温度、5种湿度下两种肥料的氨挥发量变化趋势。结果显示,温度升高,两种肥料的氨挥发量增高;湿度提高,两种肥料的氨挥发量减少。通过方程拟合分别提出碳铵处理和硫铵处理的氨挥发量（Y）与温度（T）、湿度、湿度（ω）、以及时间（t)的关系式,该关系式显示温度与湿度存在负交互效应。     

不同形态猪粪储用过程的气态氮损失特征

为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式——NH_3挥发和N_2O排放,开展了不同形态猪粪存储及施用过程中的气态氮损失特征研究,并比较了4种形态猪粪施用后生菜产量和氮素利用效率(NUE)。结果表明:存储和施用全过程中,各形态猪粪的总气态氮损失达12.4%～20.9%,其中PS最高,SF最低;气态氮损失主要发生在存储/风干过程,占总气态氮损失的58.6%～76.3%。不同形态猪粪存储/施用过程的气态氮损失形态差异显著,在存储过程,LF和DM以NH_3挥发为主,分别占存储过程气态氮损失的71.5%和49.8%,而PS(38.0%)和SF(31.4%)的NH_3挥发占比相对较低;在施用过程,LF的气态氮损失依然以NH_3挥发为主,排放系数达到9.7%,其他形态猪粪NH_3挥发排放系数仅为3.3%～3.9%。SF经存储初级发酵后施用的资源化利用模式效果最优,其生菜产量(33.2 t·hm~(-2))及NUE最高,而等N施用下LF和PS对作物生长具有抑制作用。猪粪施用后N_2O排放带来的增温潜势达2.01～4.26 t CO_2e·hm~(-2),具有较高的温室效应。综上,猪粪的清储模式宜选择干清粪或者固液分离模式,液态部分可通过酸化等方式降低NH_3挥发损失,而固态组分可在简单堆肥发酵处理后进行农田资源化利用。     

基于碳氮损失和恶臭排放的病死猪辅热好氧发酵工艺参数优化

为确定病死猪辅热好氧发酵的最佳工艺参数,以病死猪为发酵原料,木屑为辅料,选取辅料配比、发酵温度和通风速率为试验因素,以碳氮损失和总臭气强度为试验指标,开展病死猪辅热好氧发酵正交试验,分析尾气中的有机恶臭物质组分并测定其排放质量浓度,同时测定尾气中氨气和二氧化碳质量浓度;采用极差和贡献率分析方法分析辅料配比、发酵温度和通风速率3因素对碳氮损失和恶臭排放的影响。结果显示：以木屑为辅料的病死猪辅热好氧发酵尾气中能准确定性和定量检测的共有18种恶臭物质：芳香烃类12种、硫醇硫醚类3种、烷烃类1种、酚类1种、无机物1种,其中对甲酚、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和氨气被认定是好氧发酵过程中恶臭气味的主要来源;影响碳氮损失的因素依次为：辅料配比>通风速率>温度,影响总臭气强度的因素依次为：温度>辅料配比>通风速率。综合考虑碳氮损失和总臭气强度,病死猪辅热好氧发酵最佳工艺参数为：辅料配比1∶5.5,发酵温度55 ℃,通风速率14 L/（L· min）。