生物炭配施硅肥对夜间增温稻田碳排放强度的影响

为了研究生物炭配施硅肥对夜间增温稻田水稻产量及温室气体排放(CH_(4)和N_(2)O)的影响,2019—2020年连续两年进行田间模拟增温试验。采用3因素3水平正交试验设计:夜间增温设3水平,用铝箔反光膜夜间(19:00—6:00)覆盖水稻冠层模拟夜间增温,即W0(常温对照,不覆盖)、W1(覆盖5 mm铝箔膜)和W2(覆盖11 mm铝箔膜);生物炭用量设3水平,即B0(对照,0)、B1(7.5 t·hm^(-2))和B2(17.5 t·hm^(-2));硅肥种类设3水平,即Si0(对照,不施硅)、Si1(钢渣)和Si2(矿粉),Si1和Si2的用量(以SiO_(2)计)均为200 kg·hm^(-2)。结果表明:2019年5 cm和10 cm稻田土层夜间均温分别增加0.3~1.0℃和0.2~0.7℃;2020年水稻植株冠层和株高中部夜间均温分别增加0.1~0.2℃和0.2~0.3℃。稻田CH_(4)排放通量呈单峰型变化趋势,排放通量最大值和累积排放量出现于分蘖-拔节期;稻田N_(2)O排放通量呈多峰型变化趋势。夜间增温处理的CH_(4)和N_(2)O累积排放量低于常温对照,生物炭配施硅肥可一定程度抑制CH_(4)排放,但促进N_(2)O排放。CH_(4)对稻田总增温潜势的贡献起主导作用,占比大于84%。夜间增温明显降低水稻产量和温室气体累积排放量,生物炭可有效缓解夜间增温对水稻产量的不利影响,配施钢渣可降低总增温潜势和排放强度。综合考虑水稻产量和稻田减排,江苏沿江同类稻田水稻低碳生产应对气候变暖的技术措施为施用生物炭17.5 t·hm^(-2)并配施钢渣(以SiO_(2)计)200 kg·hm^(-2)。

丹徒国家基本气象站迁站气温资料的对比分析

选取丹徒国家基本气象站新、旧2个地址2015年1月—2017年6月的对比观测资料,根据气候季节划分,对新旧址各季度平均气温、最高气温、最低气温和气温日较差进行均值比较和t检验分析。结果表明,新址全季度、晴日和雨日各季度的季平均气温、季最高气温和季最低气温基本均低于旧址,季气温日较差和季总降水量则偏高,均在2015年差异更明显;晴日各气温数据变化情况与全季度基本一致,且差异更为明显,春季气温日变化最大且稳定性较差,季最低气温和季气温日较差差异相对突出;雨日各气温数据差异不明显,降水对2个地址各气温数据差异的影响程度较无降水情况明显偏弱。下垫面性质和周边环境是导致新旧址气温存在差异的最主要原因。

施用生物炭和硅肥对增温稻田土壤酶活性的影响

为探究夜间增温下施用生物炭和硅肥对水稻关键生育期稻田土壤酶活性的影响,采用3因素3水平正交试验,用铝箔反光膜夜间覆盖水稻冠层模拟夜间增温(19:00至次日6:00)。增温设置3水平,分别为W0(常温对照,不盖膜)、W1(覆盖5 mm铝箔膜)和W2(覆盖11 mm铝箔膜);添加生物炭设置3水平,分别为B0(不施生物炭)、B1(施7.5 t/hm^(2)生物炭)和B2(施17.5 t/hm^(2)生物炭);施硅肥设置3水平,分别为Si0(不施硅肥)、Si1(施200 kg/hm^(2)钢渣硅肥)和Si2(施200 kg/hm^(2)矿粉硅肥)。在水稻拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期4个主要生育期用根袋法采集根际和非根际土样,测定稻田土壤脲酶、转化酶、纤维素酶和蛋白酶活性。结果表明:夜间覆盖5 mm铝箔膜(W1)可以提高水稻土壤脲酶活性、转化酶活性和非根际土纤维素酶活性,随着覆膜厚度的增加,其对根际土、非根际土转化酶、蛋白酶活性和根际土脲酶活性的影响减小。施用生物炭可提高脲酶活性、纤维素酶活性,但会降低蛋白酶活性和根际土转化酶活性。施用硅肥显著促进了拔节期非根际土纤维素酶活性和开花期根际土转化酶活性。试验最佳处理组合为W1B0Si1,即夜间覆盖5 mm反光膜、不施生物炭和施用200 kg/hm^(2)钢渣硅肥处理下,水稻土壤中各酶活性能够达到较优水平。研究可为气候变化条件下水稻可持续生产提供试验参考依据。

施用生物炭和硅肥对增温水稻叶片光合及荧光特性的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的主要特征之一。夜间增温、施硅或施生物炭单因子对水稻生产的影响已有报道,但三者耦合如何影响水稻植株光合及荧光特性,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅和生物炭对水稻不同生育期叶片光合作用和灌浆期荧光特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,用铝箔反光膜夜间(19:00—6:00)覆盖水稻冠层模拟夜间增温,设常温对照(W0)、5 mm铝箔膜覆盖(W1)和11 mm铝箔膜覆盖(W2)3水平;生物炭施用量设不施生物炭(B0)、施7.5 t·hm^(-2)(B1)和施17.5 t·hm^(-2)(B2)3水平;硅肥设不施硅(Si0)、钢渣粉(Si1,200 kg·hm^(-2))和矿粉(Si2,200 kg·hm^(-2))3水平。结果表明,5 mm和11 mm铝箔膜可使5 cm土层夜间均温分别提高0.72℃和0.28℃,10 cm土层提高0.43℃和0.05℃。夜间增温降低水稻叶片平均净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE),提高平均蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs);增加灌浆期的荧光耗散,抑制PSⅡ原初光能转化效率和光合性能,其中对Ls、Gs、Ci和光合性能的影响达显著水平(P<0.05)。施用生物炭(7.5 t·hm^(-2))和硅肥可提高Pn,缓解夜间增温对水稻光合作用和荧光特性的抑制作用。在增温和不施硅条件下,施用生物炭(7.5 t·hm^(-2))可促进光合作用,实现增产。

海南澄迈甘薯营养品质与土壤养分相关性研究

【目的】确定何种土壤质地下甘薯营养品质稳定和影响营养品质的主要土壤养分因子。【方法】采集甘薯品种高系-14号60株植物样和60袋非根际土样,对土壤质地、8项土壤理化指标和5项甘薯营养品质指标进行测定分析。【结果】甘薯营养品质指标的变异系数,包括直链淀粉、支链淀粉、总淀粉、可溶性糖和蛋白质,在黏壤土和壤土中较小,黏土中较大。壤土中甘薯直链淀粉主要受pH负影响,可溶性糖含量显著高于黏土。黏壤土中甘薯直链淀粉和支链淀粉主要受铵态氮正影响和负影响。黏土中甘薯直链淀粉和支链淀粉主要受有机质负影响。【结论】壤土和低pH利于出产品质稳定和高直链淀粉的甘薯,黏壤土和高铵态氮利于出产品质稳定和高直链淀粉的甘薯,黏壤土和低铵态氮利于出产品质稳定和高支链淀粉的甘薯。

不同遮阴处理下施肥对水稻生长及生理特性的影响

太阳辐射减弱是气候变化的重要特征之一,研究太阳辐射减弱对水稻生产的影响,探讨通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对水稻生长及生理代谢影响,具有重要的生产实际意义。采用田间模拟试验探讨了不同生育期遮阴条件下施用复合肥和施用硅肥对水稻生长和光合生理特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴(S0,遮阴率为0)、开花-成熟期遮阴(S1,遮阴率为64%)和分蘖-成熟期遮阴(S2,遮阴率为64%);施用复合肥(N-P_(2)O_(5)-K_(2)O)设3水平,即100(F1)、200 kg·hm^(-2)(F2)和300 kg·hm^(-2)(F3);施用硅肥设3水平,即不施硅(R0)、钢渣200 kg·hm^(-2)(R1)和钢渣400 kg·hm^(-2)(R2)。结果表明,遮阴降低水稻株高、叶面积指数(LAI)和胞间CO_(2)浓度(Ci),降低产量。与S0对比,S1、S2分别降低产量43.99%和54.24%。S1增加净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),降低叶绿素含量(SPAD值),S2则增加SAPD值和Tr,降低分蘖数、Pn和Gs;施用复合肥可提高水稻株高、分蘖数、SPAD值、Pn和Tr,降低Ci和Gs。与F1相比,F2处理下LAI降低10.13%,F3则增加12.13%。与F2相比,F3处理下株高、分蘖数、SPAD值、Pn增加1.28%、8.21%、4.16%、7.64%,Tr则降低0.64%;施用硅肥可提高LAI、Pn、Gs和Tr,降低SPAD值和Ci。与R0相比,R1处理下株高和分蘖数减少1.27%和5.00%,R2处理下则增加0.50%和13.77%。研究认为,模拟太阳辐射减弱条件下,施用复合肥300 kg·hm^(-2)和硅肥400 kg·hm^(-2),可有效减缓遮阴对水稻植株生长和光合作用的不利影响,保持较高产量。

夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤养分含量的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征之一。为探明夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤有机质、氮磷钾养分状况的影响,进行田间模拟试验。田间模拟试验于2019年在南京信息工程大学农业气象试验站进行。供试土壤为潴育型水稻土,供试水稻品种为南粳5055。田间试验采用3因素3水平正交试验设计,夜间增温设3个水平(常温对照、5 mm铝箔膜覆盖、11 mm铝箔膜覆盖),生物炭设3个水平(不施加、施7.5 t/hm^(2)、施17.5 t/hm^(2)),硅肥设3个水平(不施加、施200 kg/hm^(2)钢渣粉、施200 kg/hm^(2)矿粉)。结果表明,夜间增温会降低稻田土壤平均有机质、速效钾含量及非根际土铵态氮含量,提高土壤有效磷含量;施生物炭和硅肥可整体上缓解夜间增温对土壤养分含量的不利影响,有利于保持稻田土壤养分肥力和水稻可持续生产。

不同遮阴处理下施肥对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响

太阳辐射减弱是气候变化的主要特征之一。太阳辐射减弱下不同肥料种类和施用量对水稻生产、稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响尚不明确。通过田间模拟试验研究了不同生育期遮阴条件下施用氮磷钾复合肥和硅肥对水稻产量、稻田土壤CH4和N2O排放的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴(S0,遮阴率为0)、水稻开花-成熟遮阴(S1,遮阴率为64%)和分蘖-成熟遮阴(S2,遮阴率为64%);氮磷钾复合肥设3水平,即100 kg·hm^(-2)(F1)、200 kg·hm^(-2)(F2)和300 kg·hm^(-2)(F3);硅肥设3水平,即不施硅(R0)、钢渣200 kg·hm^(-2)(R1)和钢渣400 kg·hm^(-2)(R2)。结果表明,遮阴明显降低水稻产量,与S0相比,S1和S2分别降低了43.33%和48.51%。遮阴极显著降低CH4累积排放量,与S0相比,S1和S2分别降低了7.46%和57.71%;氮磷钾复合肥可显著提高CH4和N2O累积排放量,与F1相比,F2和F3 CH4累积排放量分别增加了48.34%和57.03%,N2O累积排放量分别增加了85.81%和192.98%;施钢渣硅肥显著影响CH4累积排放量,与R0相比,R1降低了20.42%,R2增加了17.56%。所有处理CH4增温潜势占总温室效应的比例均高于91%,稻田CH4排放在稻田总温室效应中起主导作用。研究表明,太阳辐射减弱背景下,保证产量的同时控制氮磷钾复合肥和钢渣硅肥施用量可有效降低CH4和N2O综合温室效应和排放强度,最适组合为复合肥100 kg·hm^(-2)(F1)和钢渣硅肥400 kg·hm^(-2)(R2)。

[Bmin][BF_4]+AMP复合溶液捕集温室气体CO_2

采用基于离子液体[Bmin][BF_4]+AMP作为捕集CO_2的复合溶液,在膜吸收-热再生循环装置上,研究了该复合溶液捕集CO_2的过程和传质性能;通过阻力层传质模型,比较了预测值与实验值.结果表明:在相同条件和较高负载下,复合溶液具有较高的传递推动力和更高的传质系数;模型预测值和实验值符合较好,平均误差为12.8%.实验证明复合溶液的传质性能优于单一溶液.

Bi2WO6/Bi-TiO2复合光催化剂的制备及催化氧化甲醛性能研究

研究采用水热法制备了花状Bi_2WO_6与TiO_2和Bi-TiO_2相复合的光催化剂,并使用新型LED节能灯为光源催化氧化室内甲醛.研究发现,粉末态Bi_2WO_6显示出花状结构,但无光催化氧化活性,而将Bi_2WO_6粉末与TiO_2和Bi-TiO_2复合后,两者相互作用所形成异质结结构形态,尤其Bi_2WO_6/Bi-TiO_2催化剂,所制样品展示出更佳的催化氧化活性,而经浸渍法所得样品几乎无光催化氧化活性,催化剂随着TiO_2和Bi-TiO_2含量的增加,复合催化剂显现出不尽相同的氧化活性规律,其中Bi_2WO_6与Bi-TiO_2质量比为1∶2样品表现最佳,36 h催化氧化甲醛转化率高达92.2%,甲醛浓度低于我国居室空气中甲醛最高容许浓度,且催化剂显示出良好的稳定性及重复性.