洞庭湖区典型稻田玉米水稻轮作下土壤—作物系统对施氮措施的响应

【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量,但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象,于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和红黄泥两种双季稻田上设置不施氮肥(CK)、单施化肥(NPK)、NPK+秸秆还田(NPKS)、NPK+有机肥(NPKM)、NPK+生物炭(NPKB)5种处理,探讨在两种土壤上不同施肥处理的作物产量、养分利用效率和土壤碳氮含量及平衡的变化。【结果】紫潮泥和红黄泥6年试验的平均玉米产量、水稻产量和年总产量分别为5.7、7.3和12.9 t·hm^(-2),三者在紫潮泥中的产量都略高于红黄泥,但差异都不显著。与NPK处理相比,NPKM处理使两种土壤的玉米和水稻平均产量分别显著(P<0.05)提高10.6%、4.20%。在所有处理中,NPKM处理玉米产量最高,为6.0 t·hm^(-2);NPKB处理水稻产量最高,为7.5 t·hm^(-2)。NPKM和NPKB处理的6年平均年总产量分别显著(P<0.05)高于其他处理,但NPKM和NPKB处理间差异不显著。与其他处理相比,NPKM处理显著(P<0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素回收率、农学效率和偏生产力,玉米季6年平均值分别为66.3%、39.5 kg·kg^(-1)、56.0 kg·kg^(-1),水稻季6年平均值分别为53.8%,21.9 kg·kg^(-1)、68.6 kg·kg^(-1)。NPKB处理较NPK、NPKS显著(P<0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素农学效率和偏生产力,较NPK处理显著(P<0.05)提高了玉米化肥氮素回收率。两种土壤有机碳、全氮含量从第4年(2019年)开始显著下降。与试验开始前(2015年)相比,2021年紫潮泥和红黄泥施氮处理年平均有机碳含量分别下降了1.8、0.7 g·kg^(-1),全氮含量分别下降0.4、0.1 g·kg^(-1);两种土壤NPKM处理的土壤有机碳平均含量下降幅度最小、NPKB处理次之。NPKM处理的碳、氮投入量最高,平均土壤有机碳、全氮损失量最小,分别为0.48 t C·hm^(-2)·a^(-1)、94.7 kg N·hm^(-2)·a^(-1)。【结论】双季稻田水旱轮作后,化肥与有机肥、生物炭配施能提高作物产量和延缓土壤有机质下降,试验期间化肥配施有机肥处理玉米平均产量最高,化肥配施生物炭处理水稻平均产量最高。

460MPa级耐火耐候建筑用钢的组织和性能研究

采用低钼复合添加钛、镍、铬、铜的微合金化设计,配以合理的控轧控冷工艺,试制了低成本460 MPa级耐火耐候建筑用钢。通过周浸实验研究了实验钢在模拟工业大气环境中的耐候性能。结果表明:实验钢由粒状贝氏体、M/A岛耐火钢理想组织组成。在600℃保温时析出的大量纳米级Ti的碳氮化物,纳米析出物与位错发生交互作用,阻碍位错运动,提高了实验钢的高温力学性能。与Q345B钢相比,耐火耐候建筑用钢的耐蚀性能提升了30%以上。耐火耐候建筑用钢的锈层致密且稳定,锈层中的α-FeOOH含量较多,能有效阻止腐蚀离子接触基体。腐蚀速率及稳定锈蚀相的相对含量变化证明了耐火耐候建筑用钢锈层随时间延长变得越来越稳定,耐候性能更好。

高磁感取向硅钢二次再结晶研究

采用OM、XRD技术对高磁感取向硅钢二次再结晶过程显微组织和晶体织构进行分析研究,结果表明:高磁感取向硅钢二次再结晶温度区间为1015~1030℃;高斯晶粒异常长大前,初次再结晶晶粒长大缓慢,1010℃时初次晶粒尺寸为25.9μm;初次晶粒织构集中在{113},异常长大的晶粒为位向准确的高斯取向晶粒。

基于长流程的GCr15轴承钢转炉冶炼生产实践

采取转炉高拉碳出钢、双渣法冶炼、LF高碱度渣精炼、RH真空脱气、连铸加强保护浇铸及控制钢液过热度等措施,有效控制GCr15轴承钢中的氧、氮、硫、磷、钛等元素及夹杂物含量。试验表明:提高转炉出钢碳质量分数,有利于降低钢中的氧质量分数;随着炉渣碱度的升高,钢液中ω(O)大幅降低;GCr15轴承钢经过RH真空处理,钢液中的ω(TO)从0.0028%下降到0.0009%;双渣法冶炼可以提高转炉冶炼前期的脱磷率;LF精炼和连铸过程增氮,RH过程降氮;LF精炼过程是控制ω(Ti)的关键;夹杂物和碳化物都得到有效控制。

典型黑土春玉米化学肥料养分利用效率变化研究

【目的】减少化学肥料投入和提高肥料养分利用效率是我国当前重要的农业举措。鉴于化学肥料不合理施用引起的黑土肥力下降和酸化,开展黑土化学肥料减少投入和肥料养分利用效率变化研究,有利于实现黑土化学肥料的科学施用。【方法】于2013-2016年在典型黑土区开展连续4年肥料投入试验,设置了不施肥(CK)、缺氮(PK)、缺磷(NK)、缺钾(NP)、氮磷钾配施处理(NPK)。测定了作物产量、养分吸收、土壤无机氮、速效磷、速效钾。【结果】黑龙江春玉米年产量10 t·hm^-2左右,除2013年外,2014-2016年各年份NPK处理春玉米产量、地上部氮磷钾养分吸收显著(P<0.05)高于CK或PK处理产量。除2016年磷素农学效率外,NPK处理肥料氮磷钾养分回收率、农学效率和偏生产力逐年升高。2013-2016年期间,肥料平均氮磷钾回收率分别为45.8%、6.1%和3.5%,农学效率分别为23.2、7.2和5.0 kg·kg^-1,偏生产力分别为58.3、133.2和97.7 kg·kg^-1。土壤矿质氮测试显示春玉米收获后到次年播种前冻融交替促进土壤有机氮素矿化。4年养分平衡计算的平均值显示NPK处理氮磷施用量基本与春玉米养分吸收量一致,土壤氮磷总体处于平衡状态,作物地上部钾素奢侈吸收导致土壤钾素处于亏缺状态。【结论】典型黑土区连续4年试验显示,在产量保持稳定的条件下,磷、钾肥能大幅减少,提高磷钾肥利用效率,而不施化学氮肥仅能维持第一年产量,随后的年份里氮肥利用效率提高和产量降低同时发生。

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所(IPNI)于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网(CNKI)数据库通过检索字段或字段组合(冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等)得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1732个田间试验。试验处理包括:优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省(市)(四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海)冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省(市)间存在一定差异且省(市)内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。

长江流域中稻施肥增产效应及其影响因素

分析长江流域施用氮、磷和钾肥对水稻的增产效应及其影响因素的贡献率,为该水稻种植区域的养分管理提供依据。数据来源于国际植物营养研究所在中国长江流域开展的水稻田间试验以及通过在中国知网检索关键词为“水稻”“水稻+产量”的文献,符合Meta分析标准的氮磷钾数据分别有1107、745和785组。以不施肥处理作为对照,以反应比作为增产效应值,利用Meta分析方法探究施肥对长江流域中稻的增产效应及其影响因素。与不施氮、磷或钾肥处理相比,长江流域中稻施用氮、磷和钾肥均具有显著的增产效应,施用氮、磷和钾肥的产量分别平均增加了35.1%、10.9%和11.9%,其中以氮肥的增产效应最高。不同基础地力水平对水稻增产效应具有显著影响,施用氮、磷和钾肥的增产效应均以低地力土壤(产量<5.0 t/hm^(2))的增产效应最高,增产率分别为45.9%、15.1%和17.0%。长江流域各省市种植区域中稻施用氮、磷和钾肥的增产效应具有显著差异,以上海市的施氮增产效应最高,为43.9%,以重庆市的施磷和施钾增产效应最高,分别为16.4%和16.1%。施用氮肥在碱性土壤条件下增产效应最好,施用磷和钾肥均在弱酸性(pH 6.0~7.0)土壤条件下最好,增产率分别为39.0%、14.1%和15.7%。不同土壤有机质含量间施用氮和钾肥增产效应具有显著差异,而施用磷肥的增产效应影响不显著。当土壤全氮≤1.0 g/kg、全磷>0.9 g/kg、全钾<13.0 g/kg、碱解氮≤100 mg/kg、速效磷<9.0 mg/kg、速效钾≤70.0 mg/kg时,施氮的增产效应最好;当土壤全磷<0.3 g/kg、全钾>20.0 g/kg、碱解氮>150.0 mg/kg、速效磷≤9.0 mg/kg、速效钾≤70.0 mg/kg时,施磷和钾肥均获得最好的增产效应。低肥力土壤有助于增加施肥的增产效应,然而土壤pH和不同土壤理化性质影响着施肥增产效应,导致长江流域不同省市之间的施肥增产效应存在差异。施用氮肥的增产效应分别在土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量较低的土壤上最高,施用磷钾肥的增产效应在土壤碱解氮含量较高和速效磷、速效钾含量较低时最高。施用氮肥在碱性土壤、施用磷肥和钾肥在弱酸性土壤的增产效果最好。因此,各种植区域水稻养分管理应结合土壤pH、有机质及土壤理化性质等方面进行综合考虑,作为肥料投入的依据。

含气隙的铝丝电爆炸特性

在金属丝电爆炸法批量制备纳米颗粒的工业生产中,金属丝在连续送丝工作模式时与高压电极间存在气隙,为此基于实验和数值模拟研究了气隙对铝丝电爆炸特性的影响。在常压空气介质条件下,由送丝装置往高压电极板输送直径0.4mm的铝丝进行电爆炸实验,采用高速相机对整个送丝过程进行光学诊断,获取了不同电压下的气隙击穿长度,并建立比作用量模型和Rompe-Weizel的火花电阻模型对考虑气隙的电爆炸波形进行了电路模拟。研究结果表明气隙击穿长度与充电电压之间呈现正比关系,其比例约为20 kV/cm,空气间隙对电爆炸的影响较小,增加充电电压可有效提高能量沉积速率加快相变过程。连续送丝时,气隙击穿长度会随着爆炸次数增加而减小。

中国大陆天麻属(兰科)一新记录种——乌来天麻

该文报道了在广西七冲国家级自然保护区发现的中国大陆兰科(Orchidaceae)天麻属(Gastrodia R.Brown)一新记录种——乌来天麻(G.uraiensis T.C.Hsu&C.M.Kuo)。乌来天麻形态较近似于春天麻(G.fontinalis T.P.Lin),但乌来天麻的花序、花被筒较短,唇盘中部具4条纵向脊,脊向舌状先端延伸、合并成更高的2条,易与春天麻相区别。同时,还描述了新记录种的形态特征,提供了彩色图版,并讨论了此次新发现的生物地理学意义。

Density Functional Theoretical Study of 5 ,5 '-Azotetrazolate Nonmetallic Salts

The structures, infrared spectra and cation stability of seven 5,5′-azotetrazolate nonmetallic salts are investigated by using B3LYP method with 6-311+G (d) basis set. The salts are guanidinium (GZT), aminoguanidinium (AGZT), diaminoguanidinium (DAGZT), triaminoguanidinium (TAGZT), azidoformamidinium (AFZT), ammonium (AZT), and hydrazinium (HZT), respectively. The calculated results indicate that the carbon and nitrogen atoms of the cations in seven nonmetallic salts are characterized to be sp2 hybrid atoms, and the ranges of characteristic absorption peaks in IR spectra of the seven nonmetallic salts are approximative consistent. All their cations are stable and their stabilities decrease with the increase in their nitrogen contents.

轴承钢GCr15宽钢带铸轧组织遗传对性能的影响

为研究轴承钢GCr15连铸和热轧过程中组织遗传对产品性能的影响,取含Ni轴承钢GCr15连铸坯、热轧中间坯和热轧宽钢带试样,采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,分别研究了边部、1/4处和中部试样的低倍组织、显微组织、晶粒度级别、元素含量和力学性能,并观察了钢带拉伸断口形貌。结果表明,铸坯经轧制到热轧中间坯再到热轧钢带过程存在晶粒大小和显微组织遗传,钢带力学性能受到了遗传的影响。GCr15钢铸坯低倍组织致密,疏松级别为0.5级,无角裂和边裂;电磁搅拌圈痕外组织致密,圈内相对疏松。热轧中间坯和钢带从边部、1/4处到中部组织逐渐粗化、片层状珠光体趋于明显,中间坯晶粒度从2.5级、2.0级到1.5级,钢带晶粒度从12级、11级到10.5级。碳和铬在中间坯中间部位偏聚,中部碳偏析指数相对于均值为1.02,而相对于边部为1.04。钢带边部强度较高,抗拉强度R_(m)、屈服强度R_(p0.2)分别高出1/4处和中部约200、250 MPa。钢带不同位置断口都呈现为韧性断裂,1/4处试样的韧性优于边部和中部位置。