菜地追施猪粪沼液后NH_3和N_2O排放特征及氮损失率

将厌氧发酵残留物作为肥料还田是其资源化利用的有效途径，但国内外对其还田后氨气（NH3）和氧化亚氮（N2O）的排放特征及氮素利用率的报道较少。本研究通过微区试验，探讨了冬季和夏季大棚菜地追施猪粪沼液（DPS）后NH3和N2O的排放速率及氮素损失率。结果发现， 追施DPS后菜地NH3挥发激增，通常发生在施肥后的48 h 内；而N2O排放量在第一次施肥后大幅增加，随后逐步趋于稳定。追施DPS的处理其NH3和N2O的排放量均显著高于施用化肥的处理，冬季和夏季二者的损失量分别占肥料总量的16.4%～23.2%和24.7%～27.5%。土壤温度、水分和pH对沼液中氮素以NH3和N2O的形式损失的影响较大。

长期不施氮肥下稻麦轮作农田残留化肥氮的后效及去向

我国农田化肥氮用量高,造成较多肥料氮土壤残留,残留肥料氮既可被后季作物吸收利用,也可迁移进入环境。稻麦轮作是我国长江中下游农业区代表性种植制度,然而稻麦轮作农田土壤残留化肥氮的作物后效及去向目前尚不清楚。利用^(15)N示踪长期试验,连续追踪了2004年小麦季施用30%的^(15)N标记尿素后其土壤残留^(15)N在之后17个稻麦轮作年的变化动态及被后季作物吸收利用特征。试验起始小麦季设100 kg·hm^(–2)(N100)和250 kg·hm^(–2)(N250)两个施氮量处理,后续作物均不再施用氮肥。结果发现,34.5%~37.9%施入氮被当季小麦吸收,随后各轮作年稻麦作物吸收残留氮量随年限增加呈指数下降;17年中有12.2%~15.8%残留氮被后季作物吸收,其中,水稻对残留氮吸收能力较强,为9.2%~11.8%,小麦为3.3%~4.0%;观测期内化肥氮累积利用率为50.1%~50.3%。氮肥施入小麦当季,0~20cm土层残留为22.9%~33.5%,之后逐年减少;17年后降至7.8%~9.8%,但仍占0~100cm土层氮残留量(9.9%~13.4%)的73.5%~78.5%。同位素质量平衡估算的观测期内氮肥累积总损失率为36.3%~39.9%,与基于当季小麦氮肥利用率和0~20 cm土壤残留率计算得出的当季化肥氮总损失率32.0%~39.2%接近。作物籽粒、秸秆及土壤^(15)N丰度在观测期内均随时间呈指数递减;根据预测结果,不施氮下其降至^(15)N自然丰度背景值仍需28~37年。上述结果表明,稻麦农田化肥氮损失主要发生在当季,土壤残留后效持续时间长,但再迁移进入环境数量低。协同化肥氮当季损失的高效阻控和土壤残留的有效调控应是稻麦农田氮肥优化管理的关键环节。

集约化养猪粪便理化性质和堆肥工艺的研究

【目的】研究集约化养猪粪便理化性质和发酵条件对堆肥速率和堆肥品质的影响,为畜禽粪便资源化利用提供理论依据。【方法】于2020年5月至2021年4月以纯猪粪为原料进行了好氧堆肥试验,试验以曝气量和翻抛频率为变量,设计了6个试验处理,分别表示为TI、T2、T3、T4、T5、T6。【结果】(1)好氧发酵16天后各处理的猪粪均达到无害化标准,有机质和养分含量均符合NY/T525-2012标准;(2)处理TI、T2、T3、T4、T5、T6的猪粪含水率平均每天分别下降1.25%、1.13%、1.32%、1.75%、1.50%、1.57%,总碳损失率分别为25.54%、39.04%、32.70%、45.47%、44.47%、40.11%,总氮损失率分别为9.35%、20.25%、16.13%、9.65%、16.39%、13.00%;(3)处理TI、T2、T3、T4、T5、T6的堆肥T值分别为0.81、0.57、0.80、0.60、0.68、0.71,猪粪发酵后的种子发芽指数分别为68%、85%、72%、89%、95%、83%;(4)T1、T2、T5、T6猪粪发酵后的电导率分别为4423μs/cm、4350μs/cm、2520μs/cm和4277μs/cm,4个处理发酵后的猪粪中Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni等重金属含量均符合NY/T525-2012和GB/T15618-2018的限量标准。【结论】(1)处理T4(曝气量0.15m^(3)/min·m^(3)、每天翻抛1次)和T5(曝气量0.25m^(3)/min·m^(3)、每2天翻抛1次)堆肥效果较好,猪粪发酵过程中水分蒸发快,发酵后的猪粪种子发芽率高,但总碳和氮损失量大,适合生产商品有机肥;(2)处理T1(曝气量0.15m^(3)/min·m^(3)、每4天翻抛1次)总碳和氮损失量最低,发酵后的猪粪符合无害化标准,适合做农家肥。

化工废料过磷酸钙在植物秸秆沤肥中的应用

为研究化工废料过磷酸钙对植物秸秆沤肥过程中氮损失率和腐熟时间的影响,以秸秆、瓜蔓、烂菜叶、杂草、畜肥为原材料,以化工废料过磷酸钙为添加剂,在自制的装置中进行沤肥。结果表明:化工废料过磷酸钙有助于减少氮的损失,缩短沤肥腐熟时间。沤肥20 d后,沤肥过程中未添加化工废料过磷酸钙的氮损失率为35.8%,发芽指数为64.3%;而添加了化工废料过磷酸钙的氮损失率为15.2%,发芽指数为82.8%。化工废料过磷酸钙在植物秸秆沤肥过程取得了良好的应用效果。

常规施肥条件下农田不同途径氮素损失的原位研究:以长江中下游地区夏玉米季为例

为了解农田常规施肥条件下的不同途径氮素损失特征,本文通过田间原位试验同步研究了长江中下游地区夏玉米生长季氮肥施用后的农田N2O排放、NH3挥发、氮渗漏和地表径流的变化.结果表明,在复合肥为基肥,尿素为追肥,基追肥氮素水平均为150 kg·hm-2的条件下,整个玉米生长季N2O排放系数为3.3%,NH3挥发损失率为10.2%,氮渗漏和地表径流损失率分别为11.2%和5.1%.此外,基肥施用以氮素渗漏损失为主,而追肥氮素损失以氨挥发和渗漏为主,表明不同途径化肥氮素损失主要受氮肥品种影响,玉米季追肥可改用低氨挥发氮肥品种以减少氮素损失.