几种改性磷肥肥效研究初报

在与过磷酸钙生产类似的亚艺条件下,在磷矿粉中加入一定比例的添加剂,研制出3种改性磷肥。化学分析结果表明,在改性磷肥有效磷中,水溶性磷比例下降。盆栽试验结果显示,在等质量施肥条件下,3种改性磷肥均有较大幅度的增产,且植株吸磷量和磷含量有显著的增加。     

基于Cu~(2+)吸附的龙须眼子菜的改性

为提高龙须眼子菜对废水中重金属离子的吸附性能,采用水浸-NaCl处理对龙须眼子菜进行改性,考察了NaCl浓度、改性时间、改性料液比等对改性龙须眼子菜吸附Cu2+的影响,对各改性参数进行了优化,改性实验的优化条件为:NaCl溶液浓度为1.0 mo.ll-1,改性时间为60 min,改性料液比为1∶100.用扫描电镜观察了改性前后龙须眼子菜的表面形貌,结合X射线能谱分析了改性前后、改性龙须眼子菜吸附Cu2+前后元素成分变化.龙须眼子菜经改性后对Cu2+的吸附率有了很大程度的提高,其原因在于:一方面细胞壁上的吸附位点得以充分暴露;另一方面NaCl改性使得龙须眼子菜负载了大量的Na+,增强了其离子交换能力.     

雷州半岛地区磷肥高效利用技术及其应用

在研究雷州半岛土壤特殊的强固磷机理基础上，以改性的工农业废弃物作为活化剂，活化磷矿粉制得高效磷肥，不仅利用了废弃物资源，变废为宝，而且节省了硫酸资源，降低了肥料成本。在雷州半岛不同地区，以西瓜、甘蔗、辣椒、水稻为供试作物，以过磷酸钙为对照，在等质量(低成本)条件下进行了大量的田间试验，结果表明，除水稻产量持平外，其他作物均表现出明显的增产效果，增产幅度在3％-22％之间，且产品品质改善。因此，高效磷肥在雷州半岛地区有广阔的应用前景。     

沙田柚系列专用肥对柚果产量和品质的影响

报道了沙田柚产区土壤养分状况、沙田柚营养需求特性和叶片与果实对营养元素吸收的季节性变化模式、沙田柚果实品质指标与各时期树体营养元素含量的相关性,以及磷肥活化剂的使用。分析了沙田柚产量和品质提高的因素。研制出了沙田柚系列专用肥,并探讨了其使用的效果和经济效益。     

改性天然磷灰石促进Pb/Zn复合污染土壤的稳定化修复

采用草酸和柠檬酸分别与天然磷灰石共培养以对其改性,并将改性磷灰石用于Pb/Zn复合污染土壤的稳定化修复,借助XRD、FTIR等仪器方法表征改性磷灰石的物相组成及其P结合形态的转变,采用TCLP方法评价改性天然磷灰石对土壤重金属的修复效果.研究表明,草酸改性磷灰石诱导了草酸钙生成,并且32.4%的P由稳定形态转化为水溶态,而柠檬酸改性未能使磷灰石主要成分发生显著变化,仅有0.28%的P转化为水溶态P.与天然磷灰石相比,改性磷灰石提高了对Pb和Zn的稳定性.草酸改性磷灰石可同时有效地稳定土壤中的Pb和Zn,稳定化效率分别为68%—100%和64%—73%,其固定机制主要是形成难溶的磷酸盐沉淀;柠檬酸改性磷灰石对Pb和Zn的稳定化效率分别为20%和62%—69%,对Pb和Zn的稳定性主要是通过吸附作用.总之,草酸改性磷灰石对Pb和Zn的稳定化优于柠檬酸改性磷灰石,是一种高效经济的土壤重金属稳定化修复材料.     

纳米二氧化硅表面改性及其对阿维菌素吸附和缓释性能

以纳米SiO2为原材料,采用硅烷偶联剂KH-570对其进行表面改性,制备了具有疏水性的改性纳米SiO2,通过SEM、IR光谱分析以及元素分析,探讨了纳米SiO2改性后的形貌结构变化,以及其对阿维菌素的吸附和缓释性能.结果表明,经过硅烷偶联剂改性后的纳米SiO2分散性和亲油性都有了较好的改善,在乙醇中对阿维菌素的吸附率从13.98%提高到31.36%,并对阿维菌素具有较好的缓释效果,在溶出介质中对阿维菌素的控制释放时间可以持续80 h,所以,经硅烷偶联剂改性后的纳米SiO2可以作为疏水性药物的控释载体.     

纯化方式和保存条件对改性落叶松单宁絮凝性的影响

选择一种典型植物多酚——落叶松单宁,研究了纯化方式和保存条件对改性植物多酚絮凝性的影响,通过测定相对黏度和红外谱图分析稳定性变化的原因.对于1 g.L-1的高岭土模拟水样,未纯化落叶松单宁改性后的最佳投加量为10 mg.L-1;经过抽滤、萃取、离心后的纯化样,改性后最佳投加量降低到1 mg.L-1,且以液体或固体形式在4℃或25℃条件下保存30 d后仍具有较好絮凝性;而只经抽滤、离心,未经萃取的纯化样,其改性产物只有保存于4℃才有絮凝性;只经抽滤、萃取,未经离心或只经抽滤的纯化样,对应改性产物只有以固体形式在4℃保存才有絮凝性.以4℃保存的固体样相对黏度变化最小,且相对黏度的变化越小,絮凝性能的稳定性越强.红外结果显示,落叶松单宁中含有大量的酚羟基基团,改性后,叔胺基团加成到芳环上,但保存前后红外谱图变化不大.     

天然斜发沸石的氨氮改性吸附与化学再生

本文采用改性与化学再生方法,探索天然斜发沸石对氨氮吸附的最佳改性及化学再生条件.无机盐改性、热改性、有机改性试验结果表明,最佳改性方法为无机盐NaCl法,改性沸石吸附量较天然沸石提升了近20%,最佳NaCl浓度为1 mol·L~(-1);热改性法不能显著提高沸石的氨氮吸附容量,相反高温会破坏其结构;十二烷基苯磺酸钠改性法可以使改性沸石在其表面形成了新的阳离子吸附点,使其吸附性能提升;而十六烷基三甲基溴化铵改性沸石表面形成的是阴离子吸附点,对带正电的NH_4~+会产生排斥,导致其吸铵性能下降.化学再生试验表明,KCl溶液对铵饱和沸石的再生效果最显著,适宜再生浓度为0.1—0.2 mol·L~(-1).经KCl再生后的沸石再次通过NaCl改性,可延长沸石使用周期以及提高再生沸石的吸附能力.     

长期施肥对华北平原农田土壤呼吸及碳平衡的影响

在具有21年历史的长期定位试验地,研究了土壤温度变化、不同施肥处理对土壤释放CO2及小麦(Triticum aestivumL.)、玉米(Zea mays L.)吸收CO2的影响,进而明确在华北平原小麦-玉米轮作制的农田生态系统中碳素平衡问题.研究表明:土壤释放CO2的量与土壤温度呈明显的正相关,相关系数分别达到r=0.717**(5 cm地温)和r=0.764**(10 cm地温).进一步研究表明:在小麦生育期,施氮、磷各处理土壤释放CO2的数量随气温而增加,氮、磷肥配合的各处理与对照和单施氮、磷肥处理之间有显著的差异(P<0.05);但是2个处理组合(氮、磷肥配合、单施氮、磷肥)之内各处理之间差异不显著.土壤温度在10～20℃之间单施氮、磷肥无助于改变土壤释放CO2的量,而氮、磷肥配合施用可以明显地增加土壤释放CO2的量.不施肥与单施氮、磷肥处理麦田土壤呼吸释放的CO2量大于小麦固定的CO2量,向大气净排放的CO2量达0.83～3.73 t hm-2,而氮、磷肥配合处理的麦田从大气中净吸收的CO2量达7.89～12.49 t hm-2.在玉米生育期,土壤释放CO2的量在7月中旬达到最高值(12.40～22.52 g·m-2·d-1),9月中旬降到最低(6.19～8.20 g·m-2·d-1).施用N 540 kg·hm-2·a-1,P2O5 135kg·hm-2·a-1的处理(N2P2)释放的CO2量与施用N 270 kg·hm-2·a-1的处理(N1)之间差异不显著.与其它各处理之间差异显著(P<0.05),表明在玉米生育期长期施用高量氮、磷肥明显地影响到土壤释放CO2的量.玉米不但可以吸收土壤释放的CO2,还要从大气中吸收大量CO2,即在玉米生育期的农田生态系统可以降低大气中CO2的含量.总之,在华北平原小麦一玉米轮作制的农田生态系统土壤呼吸不会增加大气中CO2的含量,相反则有可能减少其含量.     

酸改性δ-MnO2去除水中染料的特性和机理

用硫酸对层状δ-MnO2进行改性,以亚甲基蓝和刚果红为目标分子,考察了改性方式、改性条件、接触时间、pH值和温度对改性去除染料的影响.利用原子力显微镜、傅立叶红外光谱和X射线光电子衍射仪对二氧化锰改性前后的表面性质进行了考察,结果表明:改性后的二氧化锰,其表面理化特性均发生了改变,使中性时去除阴离子染料的能力和碱性时去除阳离子染料的能力明显增强.     

雷州半岛旱地砖红壤非点源氮、磷淋溶损失模拟研究

大量施用化学肥料所引起的养分淋失和环境污染正逐渐受到人们的重视。通过土柱模拟氮、磷素养分淋溶试验．研究了不同施肥处理下砖红壤氮、磷素淋溶损失特点。试验结果表明，随着尿素用量的增加，渗漏水中NH4^＋-N质量浓度和TN淋失量也相应增加，而NO3^--N的质量浓度变化幅度较大，渗漏水中氮素淋失形态主要是以NO3^--N为主。由于土壤磷素很难移动，所以TP累积淋失量非常少，氮、磷肥混施对非点源氮、磷素的淋失都有影响，其中过量磷肥配合尿素施用可以增加土壤中NH4^＋-N、NO3^- -N、TN的淋失程度。     

Machine learning and computational chemistry to improve biochar fertilizers: a review

Traditional fertilizers are highly inefficient, with a major loss of nutrients and associated pollution. Alternatively, biochar loaded with phosphorous is a sustainable fertilizer that improves soil structure, stores carbon in soils, and provides plant nutrients in the long run, yet most biochars are not optimal because mechanisms ruling biochar properties are poorly known. This issue can be solved by recent developments in machine learning and computational chemistry. Here we review phosphorus-loaded biochar with emphasis on computational chemistry, machine learning, organic acids, drawbacks of classical fertilizers, biochar production, phosphorus loading, and mechanisms of phosphorous release. Modeling techniques allow for deciphering the influence of individual variables on biochar, employing various supervised learning models tailored to different biochar types. Computational chemistry provides knowledge on factors that control phosphorus binding, e.g., the type of phosphorus compound, soil constituents, mineral surfaces, binding motifs, water, solution pH, and redox potential. Phosphorus release from biochar is controlled by coexisting anions, pH, adsorbent dosage, initial phosphorus concentration, and temperature. Pyrolysis temperatures below 600 °C enhance functional group retention, while temperatures below 450 °C increase plant-available phosphorus. Lower pH values promote phosphorus release, while higher pH values hinder it. Physical modifications, such as increasing surface area and pore volume, can maximize the adsorption capacity of phosphorus-loaded biochar. Furthermore, the type of organic acid affects phosphorus release, with low molecular weight organic acids being advantageous for soil utilization. Lastly, biochar-based fertilizers release nutrients 2–4 times slower than conventional fertilizers.

     

Effects of fertilization on phosphorus distribution in water-stable aggregates of soils with different properties

Aggregation in agricultural soils is considered as an important physical process affected by fertilizers or manure addition. Therefore, the effects of two fertilizers, mineral and manure were assessed using three soils and correlate the soil properties on phosphorus distribution in water-stable aggregate (WSA). Application of manure increased the proportion of WSA (>5 mm) in all soil types, and mineral fertilizer (MF) slightly increased the proportion of microaggregates in entisols and isohumosols. Both fertilizers increased total phosphorus in all WSA sizes, and the highest values were observed in those of ferrosols and isohumosols. In entisols, the highest total phosphorus value was found in microaggregates in water-soluble form. Manure enhanced the organic phosphorus in all soil types, and MF resulted in enrichment of organic phosphorus in WSA (<2 mm) of entisols.     

生态肥料 NutriSmartTM在甜椒生产中应用的生态效应

过量施用肥料导致产品质量下降,引发水体和土壤的严重污染;减少施用农田化肥或施用对环境影响较小的肥料将有利于减少农田N、P损失。因此,世界各国尝试研究和开发既能提高作物产量和质量又可降低环境风险的新型肥料。生态肥料Nutrismart在甘蔗、野菜种植上均取得较好的成效,但在蔬菜上的应用研究及其施用后的N、P损失研究鲜见。本研究以甜椒(Capsicum annuum var.grossum)为例,进行温室培养试验,共设8个处理,采用不施肥、纯施常规化肥和混施不同比例的生态肥料NutriSmartTM和常规化肥的技术,比较生态肥料NutriSmartTM和常规化肥混施与单独使用常规化肥对甜椒产量及品质的影响,并进一步通过土柱淋溶试验模拟研究生态肥料对土壤氮磷损失的影响,评价其生态风险。结果表明,生态肥料NutriSmartTM的施用,不仅大幅度降低化肥的用量,还保持了甜椒的产量和质量,且施用量的提高未增加土壤中氮、磷的淋溶,造成水体富营养化的风险降低,在蔬菜中有良好的应用前景。     

某些市售化肥的重金属含量水平及环境风险

对国内使用的部分化肥中Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd和Hg的总量及可溶态含量的测定结果表明,氮肥和钾肥中重金属元素含量较低;复合肥和磷肥中重金属元素含量较高。绝大多数化肥中Cu、Pb、Zn、Cd不超过土壤环境质量二级标准,使用是安全的。但某些复合肥料和电子束脱硫生产的氮肥中Hg含量过高,个别复合肥料中Zn含量过高,具有一定的环境风险。     

组合施肥技术对黑土肥力影响的研究

采取定位试验的方法研究了组合施肥技术对土壤有机质、氮、磷的影响。结果表明,组合施肥较单施化肥土壤有机质含量增加1.8～3.3g/kg;土壤全氮增加0.05g/kg,速效氮(除Ⅱ处理外)增加6.6～44.6mg/kg;土壤全磷增加0.15～0.29g/kg.速效磷增加15.68～37.21mg/kg。土壤有机质增量为0.6～23g/kg;土壤氮素增量全氮增加0.002～0.25g/kg,速效氮增加11.6～39.4mg/kg;土壤磷素增量全磷增加0.09～0.24g/kg,速效磷增加23.59～57.28mg/kg。在保持土壤肥力有所提高的情况下,玉米大豆两年平均产量提高7.7％～17.3％,净收入提高19.4％～37.3％,由此可见,组合施肥技术应用前景广阔。     

施肥对小白菜产量和品质的影响

为研究安全的蔬菜施肥技术，通过不同质地土壤的田间试验，研究不同氮、钾质量配比对小白菜产量和品质的影响。结果表明，在固定施磷水平的基础上，在不同质地的土壤上，小白菜对氮、钾质量配比有不同的效应，氮、钾合理配施可使蔬菜高产优质；所施氮的形态，对小白菜硝酸盐含量有显著的影响。     

有机物料与~(32)P标记过磷酸钙混合施用对磷有效性的影响

本试验利用~(32)P示踪法研究赤红壤上两种有机物料与过磷酸钙混合施用对磷有效性的影响。盆栽试验表明,纸厂废料蔗渣或猪粪与磷肥混合施用比磷肥单独施用更有利于提高格拉姆柱花草的含磷量和总吸磷量。单位施磷量引起的土壤有效磷和植株吸磷量的增加量也是有机物料单施或与磷肥混施高于磷肥单施。在前39d,~(32)P标记过磷酸钙的利用率在单独施用时为2.14％,比混合施用高一倍左右;在80d时,混合施用的磷利用率较快提高,蔗渣与磷肥混施处理超过单独施用,达22.88％。