化肥污染与防治

随着农业发展,化肥的用量越来越大,大量化肥进入环境中,必然对环境造成污染。本文着重探讨化肥对水、空气、土壤及人畜的污染及危害,提出防治化肥污染的措施。     

稻田不同种类有机肥施用对后季麦田N2O排放的影响

以稻麦轮作系统为对象,研究水稻生长季基肥施用不同有机物料对后季麦田N₂O排放及年轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应的影响.结果表明:与施用化肥(化肥处理)相比,施用菜饼加化肥(菜饼处理)对后季麦田N₂O排放量无影响;施用小麦秸秆加化肥(小麦秸秆处理)导致后季麦田的N₂O排放量减少15%;施用牛厩肥加化肥(牛厩肥处理)和猪厩肥加化肥(猪厩肥处理)分别增加29%和16%.就稻麦年轮作生长季总体而言,菜饼、牛厩肥和猪厩肥处理稻麦生长季N₂O排放总量较化肥处理分别增加6%、17%和7%,然而,小麦秸秆处理N₂O排放总量减少16%.20a或500a时间尺度上各处理稻田CH₄排放和该轮作周期水稻和小麦生长季N₂O排放的总GWP值由大到小的顺序分别为:菜饼处理>小麦秸秆处理>牛厩肥处理>猪厩肥处理>化肥处理或菜饼处理>牛厩肥处理>猪厩肥处理>小麦秸秆处理>化肥处理.单位产量的GWP以作物残体处理最高,农家肥其次,化肥处理最低.因此,稻田基施不同种类有机物料都相应地增加稻麦轮作系统CH₄和N₂O排放的综合温室效应.     

冻融循环及有机肥配施对黑土中镉形态的影响

以黑龙江黑土为对象,研究了冻融循环及有机肥配施量对黑土中镉形态分布的影响。对配施不同有机肥的土壤样品进行5次冻融循环,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析土壤样品中镉的赋存形态。结果表明,冻融循环数及有机肥的配施有助于降低黑土中的总镉量;冻融循环会促使黑土中的镉由交换态、碳酸盐结合态、有机结合态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,而增加有机肥配施量会使黑土中的镉由交换态向其他形态转化。因此,冻融循环及有机肥配施有助于降低土壤中镉的生物有效性,进而降低其环境风险。     

经营规模、地权稳定与农户有机肥施用行为——基于调节效应和中介效应模型的研究

以湖北和山东两省的农户调查数据为依据，实证分析经营规模对农户有机肥施用行为的影响，在此基础上，进一步研究了地权稳定性的调节作用以及经营规模影响有机肥施用行为的内在传导机制。研究发现：(1)经营规模对农户有机肥施用行为具有显著的正向促进作用；(2)地权稳定对经营规模影响农户有机肥施用的作用效果存在调节效应；(3)经营规模通过影响农户有机肥施用的行为态度和能力，正向激励农户有机肥施用；(4)有机肥施用行为能力的中介效应强于行为态度。本研究在一定程度上拓展了新古典经济学中有关经济偏好的理论解释，并对有效激励农户有机肥施用行为的对策措施提供了参考与建议。     

社会网络异质性对果农有机肥替代化肥技术模式采用行为的影响

研究果农有机肥替代化肥技术采用行为对完善我国化肥减量与有机肥增施政策具有重要的现实意义.基于陕西省苹果种植户的调查数据,分析社会网络异质性对果农有机肥替代化肥技术模式采用行为的影响.研究表明:社会网络异质性对果农有机肥替代化肥技术模式采用的影响存在差异.用果农与亲友邻里的交流程度表征的横向社会网络对果农"有机肥+配方肥"模式的采用有显著正向影响.用果农与肥料零售商的交流程度和是否加入合作社表征的前向和斜向社会网络对果农"有机肥+水肥一体化"模式的采用有显著正向影响.用果农与苹果收购商是否签订销售合同表征的后向社会网络对果农"有机肥+配方肥"及"自然生草+绿肥"模式的采用有显著正向影响,而社会网络对果农"果-沼-畜"模式的采用影响不显著.因此,提出发展合同生产模式、促进果农间互助合作、促进果农与有机肥零售商交流,通过新媒体等信息渠道提高果农有机肥认知,进而促进果农有机肥替代技术模式采用的政策建议.     

添加动物源氨基酸水解液研制生物有机肥

为改善生物有机肥性质,提高生物有机肥质量,采取在生物有机肥中添加外源氨基酸水解液以提升生物有机肥中功能微生物的数量.以病死猪酸解制得氨基酸水解液为生物有机肥外加原料,研究了氨基酸水解液添加量、有机肥种类（鸡粪、牛粪、中药渣）、发酵时间对功能菌株SQR9数量的影响.结果表明:当氨基酸水解液添加量为20%时固体发酵效果优于其他接种量,预发酵3 d后接种SQR9的功能菌数量明显高于未预发酵直接接菌,预发酵中肥料（以干质量计,下同）的最高功能菌数量可达4×108 CFU/g,而第0天接菌时肥料的最高功能菌数量仅为1.2×108 CFU/g.以腐熟鸡粪、牛粪、中药渣堆肥为载体,添加酸解氨基酸研制生物有机肥的最优接菌量分别为10.0%、7.5%、10.0%;SQR9菌株生长的最佳含水量为40%.此外,氨基酸水解液的添加可提高生物有机肥的w（TN）.研究显示,氨基酸水解液的添加能有效促进固态发酵过程中功能菌株数量的增加.      

羊粪生物炭对水体中诺氟沙星的吸附特性

以羊粪为原料分别在350、450、550、650℃条件下制备生物炭,通过元素分析、BET-N_2、电镜扫描及FTIR表征了不同热解温度下羊粪生物炭的结构特征,并采用序批实验研究了pH、生物炭投加量、热解温度、初始浓度等因素对羊粪生物炭吸附水体中诺氟沙星(NOR)的影响及吸附机制.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭的比表面积、总孔容、平均孔径增大,芳香性和稳定性也有所提高.羊粪生物炭吸附NOR的最佳初始pH为6.0,吸附在180 min左右达到平衡,采用准二级动力学模型能更好地拟合动力学数据(R~20.96),吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.等温吸附拟合发现,Langmuir模型能较好地描述NOR在羊粪生物炭上的吸附行为(R~20.93),吸附过程均为有利吸附,且可能与氢键和π-π键作用密切相关,4种热解温度下生物炭的吸附能力大小为:650℃550℃450℃350℃.吸附过程中ΔGθ0、ΔHθ0、ΔSθ0,表明羊粪生物炭对NOR的吸附是自发、吸热及熵增加的过程.650℃和550℃条件下制备的羊粪生物炭可作为水体中NOR的优势吸附材料.     

延边地区水稻稳产高产施肥体系的探讨

采用二次饱和D-最优设计,建立了有机肥、氮肥、磷肥和钾肥配合施用对水稻产量影响的数学模型.研究表明有机肥施用量的过多或过少均使水稻产量下降,化肥的施用也有相似的影响;有机肥与氮肥、磷肥、钾肥只有施用量在适宜的范围内,交互作用较大,产量最高.提出了延边地区水稻获得稳产、高产的施肥体系.     

不同施肥措施对水稻土壤微生物镉抗性的影响

镉（Cd）是最常见的土壤重金属污染物之一,对植物和人体具有毒害作用,研究不同施肥条件下的土壤微生物Cd抗性水平,可以为有机肥改良重金属污染提供一定的理论依据.为了探讨施无机肥和有机肥对于微生物Cd抗性水平的影响,在中国江苏常州、江西上高和福建福州水稻种植区采集了施有机肥（猪粪）和无机肥的土壤样品及猪粪样品,利用功能基因芯片（GeoChip 5.0）技术,研究了土壤微生物Cd抗性功能基因的响应及影响Cd抗性功能微生物群落互作的因素.结果表明,施有机肥土壤中有效态Cd含量[（1.08±0.70）mg·kg^-1]显著低于施无机肥土壤[（3.75±1.22）mg·kg^-1]（P<0.05）.土壤及猪粪样品中共检测到639个Cd抗性功能基因,施有机肥土壤中微生物Cd抗性基因丰度高于施无机肥土壤;有效态Cd含量、含水率、pH和铵态氮含量是影响Cd抗性微生物分布的重要环境因素.对Cd抗性微生物分子生态网络分析表明,施无机肥条件下,pH、含水率和有效态Cd含量是影响功能微生物潜在互作关系的主要因素;施有机肥条件下,主要影响因素是全钾和含水率.相比较无机肥,施用有机肥提高了土壤中微生物的Cd抗性水平及耐Cd微生物分子生态网络中的正相互作用.     

城市污泥生物快速干化技术研究

研发了城市污水厂污泥好氧堆肥过程中的快速升温与生物快速干化技术。当蘑菇渣、磷矿粉、鸡粪、高温菌种与城市污泥以合适比例调配时,试验堆体温度第1天可达到66℃,第2天达到73℃,第5天可达到79℃。试验堆体含水率第5天降到51.4%,第7天降到47%,第11天降到40%以下,第22天降到30%以下。生成的有机肥营养成分指标及重金属含量均符合相关标准,有机肥已在园林绿化中进行了应用。