依托国家级科研平台的《土壤肥料学》实验教学改革

针对传统《土壤肥料学》实验实践教学中存在的问题,通过将实验基础内容与科研项目、创新训练以及创新创业比赛等方面融合的措施,本文分析了土肥高效利用国家工程研究中心在上述方面的举措探讨实验教学随国家农业发展和学生发展需求的改革措施,为培养复合创新型农业人才提供参考。

三甲基甘氨酸根施对设施番茄生长和土壤速效养分的影响

为获得番茄最佳产量、提高肥料利用率,本试验探究不同种类和浓度的三甲基甘氨酸对设施番茄生长及土壤速效养分的影响。试验选用三甲基甘氨酸磷酸盐(TP)和一水三甲基甘氨酸(TM)为材料,以清水为对照(CK),分别设置3个根施用量:13.7(TP1)、27.6(TP2)、41.2 kg/hm^(2)(TP3)和5.4(TM1)、10.8(TM2)、16.3 kg/hm^(2)(TM3),共7个处理。在番茄主要生育期测定果实产量、品质、叶片光合特性、抗氧化酶活性及土壤速效养分等指标。结果表明,根施高量三甲基甘氨酸磷酸盐(TP3)显著提高番茄果实产量,改善果实品质。与CK相比,TP3处理增产达23.6%,果实VC含量增加29.6%,可溶性糖含量增加38.8%,可溶性固形物含量增加9.6%;TP3处理的成熟期番茄叶片SPAD值、净光合速率、CAT、POD、SOD和APX活性较CK分别增加21.2%、40.0%、103.8%、111.1%、78.0%、106.3%,而MDA含量降低53.7%。同时,TP3处理的土壤养分含量均最低。综上,施用高量三甲基甘氨酸磷酸盐对设施番茄产量、果实品质、叶片光合特性和抗氧化酶活性均有较大提高,而土壤养分含量维持在较低水平,这为番茄增产提质和提高肥料利用率提供了理论依据。

包膜磷酸二铵配施黄腐酸提高小麦产量及土壤养分供应强度

研究包膜磷酸二铵及其配施黄腐酸对小麦产量和土壤养分供应强度的影响,可为其科学施用提供依据。以磷酸二铵(P,150 kg·hm^(-2)(以P_2O_5计,下同))、磷酸二铵减磷20%(P80%,120 kg·hm^(-2))处理为对照,通过小麦(Triticum aestivum L)盆栽试验,研究了包膜磷酸二铵(CP)及其减磷20%(CP80%)、磷酸二铵配施黄腐酸(P+FA)及其减磷20%配施黄腐酸(P80%+FA)、包膜磷酸二铵配施黄腐酸(CP+FA)及其减磷20%配施黄腐酸(CP80%+FA)处理对小麦产量及其构成、各生育期株高、叶绿素相对含量、土壤pH及速效养分的影响。结果表明,CP、P+FA、CP+FA较等磷量P处理分别提高小麦产量7.7%、5.1%、24.0%(P<0.05),肥料磷素当季利用率分别提高9.14个百分点、9.74个百分点、17.00个百分点,净收益增加6.3%、1.1%、22.5%;减磷20%时,CP80%、P80%+FA、CP80%+FA处理较P处理分别提高小麦产量10.6%、7.2%和4.8%(P<0.05),肥料利用率分别提高19.88%、18.53%和11.54%,CP80%、P80%+FA处理经济效益显著提高8.54%和10.42%,CP80%+FA处理收益持平。磷酸二铵包膜及配施黄腐酸均可提高小麦各生育期土壤有效磷含量,不同施磷处理对土壤中无机氮和速效钾的含量无显著影响,可满足小麦整个生育期对氮素和钾素的需求。本研究条件下,包膜磷酸二铵配施黄腐酸有效增加了小麦产量和经济效益、提高了磷肥利用率和土壤养分供应强度,减磷20%依然增产或稳产。

基于设施番茄生产效益的最佳灌水量和控释氯化钾用量组合

【目的】水、肥是影响作物生产效益的两个重要因素,过量施肥是导致设施栽培土壤盐渍危害的主要原因。为获得番茄优质高产并降低钾肥投入量,我们探究了灌水与控释氯化钾的适宜用量组合。【方法】盆栽试验在设施大棚内进行,供试番茄品种为‘罗拉’。设置常规灌溉(W_(100))下不施钾肥(CK)和施用全量普通氯化钾(K_(2)O 0.95 g/kg,CF)2个对照;设置3个控释氯化钾水平,分别为常规K_(2)O施用量的100%(K_(100))、80%(K_(80),K_(2)O 0.76 g/kg)和60%(K_(60),K_(2)O 0.57 g/kg);设置3个灌水梯度,分别为田间持水量的90%~100%(W_(100))、72%~80%(W_(80))、54%~60%(W_(60)),共11个处理。在番茄主要生育期,测定了叶片光合效率和土壤pH、电导率(EC)值,调查了果实产量和品质。【结果】K_(80)处理的平均果实产量和水分利用效率显著高于K_(100)处理,K_(100)处理又显著高于K_(60)处理,且K_(80)较K_(100)和K_(60)处理的总吸钾量(植株和果实)提高了3.4%~7.8%,Vc含量增加了3.4%~3.9%,可溶性糖含量增加了2.2%~6.5%,可溶性固形物含量增加了3.5%~7.4%,净光合速率提高了4.3%~10.9%,气孔导度提高了6.5%~11.9%,蒸腾速率提高了3.6%~9.5%。W_(80)处理的平均产量较W_(100)和W_(60)处理显著增加9.8%~16.0%,钾肥利用效率提高了6.3~7.1个百分点,V c含量增加了6.8%~24.0%,可溶性糖含量增加了5.6%~8.8%,可溶性固形物含量增加了6.6%~9.2%,净光合速率提高了4.1%~10.3%,蒸腾速率提高了8.4%~16.6%,开花期、果实膨大期和成熟期的SPAD值分别增加了4.8%~12.0%、1.7%~9.4%和4.6%~14.5%,土壤pH提高了0.9%~2.1%,电导率下降了4.9%~8.2%。在9个水钾组合处理中,除K_(60)W_(100)和K_(60)W_(60)处理外的其他处理均获得了显著高于CK和CF的产量及水分利用效率,K_(80)W_(80)处理的产量、品质最高,水、钾利用效率也处于较高水平。【结论】灌水与控释氯化钾对提高番茄的产量品质和光合效率有显著的正交互作用,二者最佳的用量组合是减少灌溉量至72%~80%(W_(80))与减少20%的K_(2)O投入量并一次性基施,可提升番茄的光合效率,同时提高了土壤pH,降低了EC值,因而增加了番茄产量、品质,提高了水分和钾肥利用效率。

不同碳基材料对银纳米颗粒的去除效果

本研究合成了稳定分散的纳米银(AgNPs)颗粒,并采用批量试验法研究了水稻壳生物炭(BC)、多壁碳纳米管(CNTs)和石墨烯(GP)3种碳基材料对AgNPs的吸附特性以及环境因素(离子强度、离子种类和电解质pH)对AgNPs吸附的影响。结果表明:AgNPs在碳基材料上的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率受内扩散和其他过程共同控制,并且在240min内均能达到吸附平衡;与Freundlich模型相比,Langmuir模型能够更好地拟合AgNPs在碳基材料上的等温吸附过程,并且AgNPs在BC、CNTs和GP上的吸附量依次增大,分别达到了69.15、87.78、121.21mg·g^(-1);在试验离子强度(20~100mmol·L^(-1))下,改变Na+强度对碳基材料吸附AgNPs的能力没有显著改变,但Ca2+强度的升高却抑制了GP对AgNPs的吸附,AgNPs在碳基材料上的吸附量随着电解质pH的升高而降低;BC通过络合作用、离子交换作用、沉淀作用和静电作用吸附AgNPs,CNTs和GP主要利用静电作用和范德华力固定溶液中的AgNPs。这些结果有助于了解AgNPs在碳基材料上的吸附行为,并可为更好地评价和管理AgNPs在环境中的风险提供依据。