钙镁型秸秆生物炭肥缓释性能及其对玉米生长的影响

化肥的一次施用量过大造成面源污染,给生态环境带来了诸多负面影响,功能化生物炭是构建化肥缓释的重要材料,是生物炭基缓释肥开发的一条途径。该研究以玉米秸秆为炭原料,鸡蛋壳为钙原料,基于热解转化技术耦合氮磷的同步富集制备钙镁型秸秆生物炭肥(Ca/Mg-BCF)。通过温度和pH值对Ca/Mg-BCF缓释性能的影响试验、缓释动力学和淋溶模拟试验等,研究了Ca/Mg-BCF的缓释性能;结合表征技术,初步揭示其缓释氮磷的机理;利用盆栽试验考察了该炭肥与传统化肥对玉米生长影响。结果表明:Ca/Mg-BCF对N和P的缓释作用明显优于化肥(CF),Ca/Mg-BCF对N和P的释放率(5.90%和8.68%)在缓释48 h后,分别比CF降低了88.10个百分点和74.22个百分点;淋溶试验证明,Ca/Mg-BCF对N和P的累积释放率呈现缓慢增长的趋势;Ca/Mg-BCF对养分的释放受温度(10~40℃)的影响较小,其对N和P的释放分别在pH值为1~7和3~10之间较为平稳。Ca/Mg-BCF对N和P的缓释性能,主要受多种作用协同控制,包括鸟粪石等晶体的溶解速率、磷酸根的再沉淀、静电吸引以及生物炭的限域效应等。此外,Ca/Mg-BCF对玉米生长具有显著的促进作用,效果优于施用等量的化肥,是一种有应用前景的缓释肥。

褐藻胶-富里酸改性石膏对玉米根系形态及植株生长的影响

为探究褐藻胶-富里酸改性石膏(AFG)对玉米(Zea mays L.)根系形态和植株生长的调控作用,评估AFG在玉米生产上的应用价值,于2022年设置6个AFG施用量:0(T0)、20(T20)、40(T40)、60(T60)、80(T80)、100 kg·hm^(-2)(T100),分析施用AFG对玉米根系形态性状和产量的影响。结果表明:施用AFG处理较不施用处理显著提高了土壤有效硫含量;施用AFG对根系形态性状具有明显调控作用,与T0相比,根总长度、根表面积、根平均直径、根尖数、根体积和根干质量的提高幅度分别为7.6%~18.2%、14.0%~31.2%、5.1%~11.0%、11.6%~17.9%、20.9%~45.7%和7.8%~18.7%。与其他处理相比,T40处理的根系形态性状最优,进一步提高AFG施用量则调控效果有降低趋势。施用AFG处理的玉米单株籽粒产量较不施用处理增加2.6%~8.9%,并以T40处理的单株籽粒产量最高。根尖数、根表面积、根系体积、根总长度、根冠比、根干质量和根平均直径与单株籽粒产量呈显著相关,对单株籽粒产量影响最强的根系性状为根干质量、根冠比、根总长度和根尖数。综上,在合理施用量下,AFG可优化玉米根系形态性状,促进玉米丰产。

不同氮肥运筹下玉米根系特征与产量的关系

明确玉米(Zea mays L.)根系性状对氮肥的响应特征及其与产量的关系,是揭示玉米氮营养机制、优化氮肥管理策略的基础。以供试玉米品种‘安农591’为试材,于2022年设置6种氮肥处理,即:不施氮(CK)、氮肥全部基施(N10)、基肥70%+拔节肥30%(N7∶3)、基肥50%+拔节肥50%(N5∶5)、基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N3∶5∶2)、基肥20%+拔节肥40%+大喇叭口肥40%(N2:4:4),研究不同氮肥运筹下玉米根系性状的变化特征,并分析根系性状与产量的关系。结果表明,与CK相比,施氮提高吐丝期玉米根总长度、根表面积、根平均直径、根尖数、根体积、根组织质量密度和根系活力,降低比根长、根比表面积和根冠比。N7:3和N5:5处理的籽粒产量和全株生物量较高,其籽粒产量比N10处理提高6.6%~7.3%。施氮降低成熟期玉米根干物质分配比例,提高籽粒干物质分配比例。适当氮肥后移有提高氮肥农学效率的趋势。玉米产量与吐丝期比根长和根冠比呈负相关,与根总长度、根表面积、根尖数、根系体积和根系活力呈正相关(P <0.05)。在10种根系性状中,根总长度、根系活力、根表面积、根尖数和根冠比对产量影响较强,根平均直径、比根长、根表面积、根组织质量密度和根比表面积对氮肥农学效率影响较强。上述性状分别反映的是玉米产量潜力和氮肥利用率的重要根系性状。

中国玉米机械化收获发展现状及展望

玉米机械化收获率低严重制约了中国玉米种植的收益和市场竞争力。适宜机械化收获的玉米品种缺乏、栽培措施不当和玉米收获机械不能与我国玉米生产形势相适应是我国玉米机械化收获率低的主要原因。综述了选育适宜机械化收获且具有不同生态适应性的玉米品种;研发适应中国不同种植区的机械化收获及烘干设备;进行适宜玉米籽粒收获种植制度、栽培技术和物化产品研发;探索土地流转制度适度增加玉米种植的经营规模,降低农民玉米收获机械的购买、持有和使用成本,提升农机人员作业水平将有助于提高我国玉米机械化收获的质量和比例等建议。

玉米植保无人机热雾喷施系统设计与雾滴分布特性试验

针对玉米中后期封行后高地隙植保机难以下田、传统植保无人机雾滴穿透性差导致病虫害难以防控等问题,本文将脉冲烟雾机的热力雾化和低量喷雾技术与高效率的植保无人机进行结合,提出了植保无人机搭载热雾喷施系统的植保作业方案,设计了热雾喷施管路与遥控作业系统,并开展了灌浆期玉米植保作业试验。以清水代替农药进行喷雾作业,在试验区域设置水平和垂直采样点,通过水敏试纸收集沉积在各采样点的雾滴,并利用雾滴分析软件测出热雾植保无人机雾滴在不同采样区域的沉积分布结果。试验结果表明:喷雾区域采样范围-2~6 m的雾滴粒径和雾滴密度分布差异较为明显,在距喷口0~2 m水平位置雾滴较为集中,垂直方向玉米冠层至底层的雾滴粒径和密度依次减小,整个采样区域内雾滴密度均超过20个/cm^(2)。雾滴覆盖率和沉积量总体变化趋势一致,其中,距喷口前方1 m位置各垂直采样层叶片正面的雾滴覆盖率均取到最大值,从上层到地表依次为18.02%、13.48%、4.37%和2.11%,冠层叶片正面雾滴沉积量在此区域也达到最大值,为0.36μL/cm^(2),整体上叶片正面的雾滴覆盖率和雾滴沉积量均大于同位置叶片反面数值。此外,除少数采样点位置因雾滴重叠、黏连导致雾滴谱宽度大于2μm以外,其他采样点的数据均符合低容量喷洒条件下雾滴谱宽度小于等于2.0μm的技术指标。该研究可为热雾植保无人机在玉米等高秆作物中后期植保作业的参数优化和使用提供参考依据。

Anaerobic biodegradation,physical and structural properties of normal and high-amylose maize starch films

Biodegradable plastics have attracted considerable attention in recent years due to their biodegradability,biocompatibility and non-toxicity.In this study,normal maize starch(containing 25%amylose)and high-amylose maize starch(containing 80%amylose)were served as model materials to prepare starch/polyvinyl alcohol(PVA)blends.To comprehensively study the effects of amylose contents on the film performances,the mechanical properties,water resistance and anaerobic biodegradability of the two films were examined.Moreover,the processes of anaerobic degradation were investigated by evolutions of biogas production,pH in reactors and the changes of film structures and compositions.The results indicated that amylose content played an important role in the microstructures of starch film as well as mechanical properties and water resistance,whereas it had no significant influence on anaerobic biodegradability of the films.Nonetheless,the structure of high-amylose maize starch/PVA film was more suitable and beneficial to the anaerobic biodegradation than that of the normal maize starch/PVA film,because it could effectively avoid accumulation of volatile fatty acids,which contributed to the stable biogas production,short fermentation period and non-souring in the reactor.