太湖流域稻田不同氮肥管理模式下的氮素平衡特征及环境效应评价

研究了不同氮肥管理模式下的稻田氮素平衡特征和环境效应.在太湖主要入湖河流直湖港下游开展了农户常规施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理、按需施肥处理以及化肥减量优化处理5种氮肥管理模式的田间小区试验,实测了稻季的径流和淋洗氮损失,估算了氨挥发和N₂O等气体损失,分析了不同氮肥处理下的环境排放量和氮素平衡特征.与农户常规施肥处理相比,其他处理在减少氮肥总投入量20%～40%的情况下产量与农户对照基本持平,氮肥利用率提高了14.5%～44%.不同氮肥管理模式下,缓控释肥处理和按需施肥处理的氮环境排放量最低,比农户施肥处理分别降低了52.8%和45.4%.在等氮量投入下,有机无机配施处理比纯化肥处理减少了环境氮排放量.农户施肥处理存在着明显的氮盈余,增加了麦季氮流失的风险,按需施肥处理略微出现氮亏缺,在一定程度上减少了麦季氮流失风险.新型缓控释肥处理和按需施肥处理能在不降低产量和效益的情况下,提高氮肥利用率,减少环境排放量,是值得在太湖流域推广的经济环保氮肥管理模式.     

控释掺混肥对麦玉轮作体系作物产量和温室气体排放的影响

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉（冬小麦和夏玉米）轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照（CK）、农户习惯施氮（FFP）、优化施氮（OPT）、CRU1（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7）、CRU2（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5）共5个处理.对比分析了不同处理的作物产量、氮肥利用效率、施肥经济效益和温室气体排放的差异.结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量（P<0.05）.与FFP相比,CRU1和CRU2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了0.4%~5.6%、-5.4%~4.1%和-1.1%~3.9%（P>0.05）;氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了-8.6%~43.4%、2.05~6.24 kg·kg^-1和4.24~10.13 kg·kg^-1;周年净收益提高了0.2%~6.3%.施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N₂O和CO₂的周年排放（P<0.05）,但对CH₄周年排放没有影响（第1年FFP处理除外）.CRU1和CRU2处理的土壤N₂O周年排放总量较FFP处理显著降低了23.4%~30.2%（P<0.05）.施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势（GWP）（P<0.05）,但各施氮处理通过提高作物产量降低了温室气体排放强度.与FFP相比,CRU1和CRU2处理的周年GWP降低了9.6%~11.5%（P<0.05）,周年温室气体排放强度（GHGI）降低了11.2%~13.8%（P>0.05）.综上所述,一次性减量施用控释掺混肥在减少氮肥和人工投入、提高作物产量、经济效益和降低温室气体排放方面具有积极作用,是促进华北平原粮食作物清洁生产的有效氮肥管理措施.     

富磷型猪粪基生物炭肥对土壤-萝卜系统的影响

为促进富磷型生物炭肥在西南紫色土区的合理利用,采用盆栽试验研究了不同配比富磷型猪粪基生物炭肥对紫色土理化性质以及樱桃萝卜产量和品质的影响。结果表明,添加富磷型猪粪基生物炭肥后土壤pH值以及有机质、全氮和全钾含量均显著提高,樱桃萝卜莲座期和肉质根膨大期速效磷含量分别提高21.72%～43.47%和0.22%～28.42%。富磷型猪粪基生物炭肥处理樱桃萝卜地上部和根部生物量分别增加17.20%～44.17%和20.63%～83.31%,樱桃萝卜的磷、总糖和维生素C含量均显著提高,且樱桃萝卜磷含量与土壤速效磷含量呈极显著相关;樱桃萝卜Pb和Cd含量分别降低6.12%～44.49%和4.19%～13.31%。施用富磷型猪粪基生物炭肥能够显著改善紫色土理化性质并提升樱桃萝卜产量和品质。     

硅肥对农田镉轻度污染水稻修复效果的研究

为探讨硅肥对农田土壤Cd污染的修复效果,在田间试验条件下,研究了不同硅肥处理对Cd轻度污染农田水稻的修复效果。结果表明:不同硅肥处理可以降低Cd轻度污染农田中水稻糙米Cd含量,降幅为2.02%~16.00%,提高土壤pH值0.36~0.45,降低土壤有效态Cd含量,降幅为34.88%~45.47%,水稻产量增加3.63%~6.23%,基施与叶面喷施联合施用硅肥对农田土壤Cd污染的修复效果最好。     

农作物秸秆酶解与磷细菌肥的生产

以农作物秸秆为酶水解原料 ,用纤维素酶进行酶水解 ,水解液用于培养磷细菌肥生产菌 ,再用粉碎至一定粒度的作物秸秆对培养菌液进行吸附。实验结果表明 ,经酶解得到的水解液在添加一定的辅料后 ,可以作为培养磷细菌的料液。适宜条件下 ,菌量可达 5 1× 1 0 8/ml。     

县级移土培肥专项规划编制总体思路与技术路线研究

移土培肥已成为我国下一步耕作保护工作的重要内容,与其相关的技术规范尤其是移土培肥专项规划涉及的相关技术研究已成为当前急需解决的科学问题。本文针对移土培肥工程的特点,运用理论分析和系统分析相结合的方法,探讨了县级移土培肥专项规划应具有的目标与任务,并从正确处理剥离与客土需求的数量、质量与区位"三平衡"以及效益成本统筹兼顾等角度,研究了规划编制的基本理论、指导思想、基本原则和总体思路,提出了规划编制的技术路线与方法,弥补了移土培肥专项规划编制相关技术与理论研究的空白,丰富了我国土地利用规划内容与体系。     

移土培肥专项规划的目标体系及其确定依据

本研究在深入分析移土培肥工程及其专项规划编制目的与意义的基础上,借鉴相关规划理论与研究成果,研究移土培肥专项规划的目标体系及其确定依据,为继续深入开展移土培肥专项规划编制理论与技术研究提供基础。通过研究,本文构建了移土培肥专项规划目标体系,具体包括总目标与分目标、近期目标与长期目标、剥离面积目标和新增耕地面积目标、改良中低产田面积目标和治理退化土地面积目标、经济目标、社会目标与生态目标等若干方面,并从农业可持续发展、耕地保护与开发、土地生态建设、建设占用耕作层实际潜力与资金成本投入能力等方面提出了移土培肥专项规划目标确定的依据。     

鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试研究

制肥工业废水中氨氮浓度高,难以直接进行生化反应,采用鸟粪石沉淀法可有效去除并回收氨氮。利用中试反应器回收某制肥工业废水中的氨氮,采用氯化镁与氧化镁作为联用镁源,通过考察不同进料方式、搅拌速度、停留时间等因素的影响,确定了鸟粪石法回收氨氮的最佳工况:采用间歇进水、固体投加镁源的投料方式,搅拌速度300 r/min,停留时间2 h。最佳条件下,氨氮去除率达到93.5%,磷残余率小于0.3%,生成的鸟粪石纯度可达85.6%,砷和铅的质量分数分别为0.0036和0.0008,符合肥料中重金属限值(GB/T 23349-2009),其他重金属均未检出。因此,回收产品有很好的利用价值。经济分析表明磷源是此方法处理成本较高的主要原因。     

红壤地区镁肥对作物的效应

土壤交换性镁量愈低,镁肥对作物的增产效果愈显著。作物地上部含镁量和吸镁量也决定于交换性镁量大小;交换性镁水平与含镁量和吸镁量呈显著正相关。因此,土壤交换性镁能较好地反映土壤镁素对作物的有效性。此外,作物对镁肥的反应还受土壤交换性钾和钾肥施用的影响。当土壤交换性镁低于５０ ｍｇ／ｋｇ~（－１）,交换性 Ｋ／Ｍｇ比大于 １．３时,施用镁肥效果明显。     

基施硅肥对土壤镉生物有效性及水稻镉累积效应的影响

为研究硅肥对土壤Cd生物有效性以及水稻累积重金属Cd的影响,模拟土壤低Cd污染水平(Cd总量为0.72mg·kg~(-1))和土壤高Cd污染水平下(Cd总量为5.08 mg·kg~(-1)),土壤基施0、15、30、60 mg·kg~(-1)的硅肥,进行水稻盆栽种植实验.结果表明,施用15~60 mg·kg~(-1)硅肥能提升水稻各生育期土壤的pH值,降低土壤交换态Cd含量和TCLP提取态Cd含量24.2%~43.7%,12.7%~46.8%,土壤中Si能与Cd形成Si-Cd复合物,降低土壤Cd的生物有效性,且降低效果在土壤低Cd污染水平时优于高Cd污染水平.硅肥提升水稻地上部的生物量尤其是产量.土壤低Cd污染水平下,Si对土壤Cd向水稻地上部的转运有促进和阻碍两种作用,施用量过低(Si 15 mg·kg~(-1))或过高(Si 60 mg·kg~(-1))时均促进土壤Cd向水稻地上部转运,施用量为30 mg·kg~(-1)时则阻碍Cd向上转运.随着Si施用量的增大,糙米Cd含量先上升后下降,范围为0.07~0.15 mg·kg~(-1),均低于0.2 mg·kg~(-1).土壤高Cd污染水平下,Si阻碍Cd向水稻地上部的转运,糙米、谷壳、茎叶的Cd含量分别降低38.7%~48.5%、35.7%~70.7%、30.9%~40.7%,糙米Cd含量范围0.23~0.28 mg·kg~(-1).综合考虑产量和糙米Cd含量,土壤低Cd污染水平下,建议施用30 mg·kg~(-1)的Si;高Cd污染水平下,建议施用Si 15~60 mg·kg~(-1).