氮磷配施和化肥减施对小麦生长、养分利用及产量性状的影响

为明确氮磷配施和化肥减施对小麦生长、养分利用及产量性状的影响,以8个晋南主栽品种为材料,于2019—2021年开展水培和大田定位试验,水培试验设置4个氮磷水平(N 0.2 mmol·L^(-1)+P 0.1 mmol·L^(-1)、N 0.2 mmol·L^(-1)+P 2.5 mmol·L^(-1)、N 4 mmol·L^(-1)+P 0.1 mmol·L^(-1)、N 4 mmol·L^(-1)+P 2.5 mmol·L^(-1)),对不同小麦品种苗期性状进行初步考察筛选;大田试验设置常规施肥(CF)、化肥减施(FR)和不施肥(CK)3个处理,研究不同年型下化肥减施对小麦生长发育、养分利用及产量的影响。结果表明,水培条件下,不同氮磷水平品育8161株高、根长、植株干重、根干重及根冠比均最低;良星67在低磷时正常氮较低氮植株干重增幅仅为17.07%,根干重反而降低,且在正常氮磷时根冠比较低。大田生产条件下,2019—2020年度(丰水年)化肥减施处理下以品育8012、济麦22产量较高,二者差异不显著,邯农1412产量最低,仅为7520.18 kg·hm^(-2)。其中,山农20、中麦4072和邯农1412产量均表现为化肥减施显著低于常规施肥。2020—2021年度(干旱年)化肥减施处理下济麦22产量为6191.53 kg·hm^(-2),显著高于品育8012和石农086,其籽粒氮素积累量和磷素吸收效率均最高,分别为130.35 kg·hm^(-2)和0.79 kg·kg^(-1)。干旱年减施化肥导致小麦生育后期叶片早衰,显著降低成熟期干物质积累,但对茎秆形态特征影响较小。综上,晋南小麦-玉米轮作区小麦生育期基施纯N 180.0 kg·hm^(-2)、P_(2)O_(5)105.0 kg·hm^(-2)、K_(2)O34.5 kg·hm^(-2),拔节期追施纯N 60.0 kg·hm^(-2)时,丰水年品育8012和济麦22产量较高,干旱年济麦22产量最高,且化肥减施有利于提高济麦22开花前营养器官干物质贮藏再转运量及其对籽粒的贡献率和第3节间厚度。单纯的连年化肥减施在干旱年份会导致小麦产量的稳定性和可持续性降低。本研究结果为晋南麦区小麦稳产高效栽培提供了技术参考。

潜流人工湿地脱氮除磷基质的应用研究及展望

基质的选择直接影响着潜流人工湿地全生命周期及污水处理效果,不同类型的基质对脱氮除磷具有差异性效果。综述了不同类型潜流人工湿地基质的研究现状,分析了其脱氮除磷机理,总结了各类基质的应用效果,展望了天然矿石基质、固体废弃物基质和人工合成基质研究方向和研究重点,以期为潜流人工湿地脱氮除磷基质的研发提供参考。

基于短周期调控的SPNPR-A系统脱氮除磷研究

建立了短周期循环调控低浓度亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)的短程硝化同步除磷耦合厌氧氨氧化(SPNPR-A)系统,SPNPR系统以厌氧/好氧模式运行,通过短周期运行时长调控系统内NO_(2)^(-)-N浓度用以淘洗亚硝酸盐氧化菌(NOB),同步富集氨氧化菌(AOB)和聚磷菌(PAOs),最终实现同步脱氮除磷功能.结果表明:SPNPR系统内NO_(2)^(-)-N浓度维持在10mg/L左右时可有效抑制NOB活性.70d后SPNPR系统2个短周期的亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到90.40%和88.93%,SPNPR-A系统总氮(TN)、总磷(TP)、有机物(COD)的平均去除率分别为87.45%、84.30%和94.26%.第60d时,比氨氧化速率(SAOR)和AOB的比氧利用速率(SOUR_(AOB))分别为8.47mgN/(gMLVSS·h)和12.71mgO_(2)/(gMLVSS·h);比硝态氮生成速率(SNPR)和NOB的比氧利用速率(SOUR_(NOB))分别为0.82mgN/(gMLVSS·h)和0.41mgO_(2)/(gMLVSS·h).高通量测序结果表明,第70d时SPNPR系统属水平上的AOB功能菌属Nitrosomonas(6.46%)和Nitrosospira(0.64%),丰度远高于NOB功能菌属Nitrospira(0.14%)和Nitrobacter(0.01%),同时聚磷菌属Candidatus_Accumulibacter(1.61%)和Tetrasphaera(0.89%)得到富集,使得SPNPR-A系统具备同步脱氮除磷性能.

增氧条件下粉绿狐尾藻的氮磷吸收特征

为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日—9月15日)、生长旺盛期(9月16日—12月22日)生理指标的变化规律,明确了植株N、P含量、N/P和叶绿素含量、底泥各形态氮磷含量之间的关系。结果表明:增氧8 min时,t_(1)、t_(2)取样时期(9月15日、10月10日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期(12月22日)的氮吸收量最高;增氧6 min时,t_(3)、t4取样时期(10月27日、11月16日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期的磷吸收量最高;增氧有利于粉绿狐尾藻在t_(1)、t_(2)、t_(3)时期对氮的吸收,t4时期对磷的吸收,表现为t_(1)、t_(2)、t_(3)时期粉绿狐尾藻的植株氮磷比分别增加5.27%~36.57%、9.04%~63.07%、3.50%~73.45%,t4时期的N/P降低1.38%-34.05%;增氧使t_(2)、t5时期粉绿狐尾藻叶片叶绿素a、b及叶绿素总含量降低,t4时期叶绿素含量增加同时,使t_(1)、t_(2)时期底泥氮磷比值(sediment total nitrogen/phosphorus,STN/P)分别降低64.84%、54.76%,t4、t5时期STN/P分别增高138.97%、47.02%;层次聚类分析及多元线性回归分析结果进一步表明,增氧6 min是增氧促进粉绿狐尾藻氮磷吸收利用的理论满意方案,增氧降低t_(1)时期叶绿素a、b含量、t5时期底泥碱解氮含量(sediment alkali-hydro nitrogen,SAHN)和t4时期铁结合态磷(Fe-P)含量同时,促进了粉绿狐尾藻t5时期氮磷的吸收。增氧调控粉绿狐尾藻叶片叶绿素形成和底泥氮磷的形态转化,促进其对底泥氮磷吸收,同时提高了粉绿狐尾藻氮磷的吸收利用效果,可抑制甲烷和氧化亚氮、CO_(2)等温室气体的排放。

基于ReNuMa模型的武烈河氮磷负荷模拟及来源解析

武烈河是承德市工农业及居民生活用水的重要水源,开展流域污染物负荷模拟及来源解析对流域水污染控制和管理具有重要意义。采用ReNuMa模型对武烈河磷矿上游断面子流域2015—2020年的水文径流过程和全流域2018—2020年的总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行模拟,解析氮磷负荷的来源及贡献率。结果表明:(1)2018—2020年,年均TN负荷量为655.98 t,各污染来源贡献率由大到小依次为地下水(30.68%)>点源(25.63%)>腐生系统(25.16%)>沉积物源(12.85%)>地表径流(5.68%);2018—2020年,年均TP负荷量为8.12 t,各污染来源贡献率由大到小依次为沉积物源(49.58%)>点源(16.54%)>地下水(15.01%)>腐生系统(13.20%)>地表径流(5.67%)。(2)年内氮磷污染负荷入河量以非点源为主,分别占总负荷的74.37%和83.46%,点源与非点源的贡献占比受汛期和非汛期影响显著,非汛期以点源形式输入的负荷占比远超汛期(6—9月)的。本研究结果能够为流域水质改善和污染管控方案的制定提供借鉴。

有机替代对山地蜜柚园径流氮磷流失和果实品质的影响

通过有机肥替代化肥和单施化肥田间小区试验对比,研究其对琯溪蜜柚果园径流氮磷浓度与流失量、蜜柚品质和产量等指标的影响。结果表明,有机肥替代化肥,可降低径流总氮、总磷与可溶性总氮、磷的浓度,且有机氮31.5%替代时,效果最好;相较单施化肥,每公顷琯溪蜜柚果园氮流失量可分别减少3.78 kg、5.41 kg、8.62 kg(分别减少19.6%、28.1%、44.8%),磷流失量可分别减少0.06 kg、0.14 kg、0.46 kg(分别减少4.5%、10.5%、34.6%);有机肥替代,可明显提高果品质量,且有机态氮10.5%替代时有较好的果品品质和经济效益。

饲粮蛋白水平和酿酒酵母对秦川肉牛血常规指标和氮磷代谢的影响

【目的】研究不同蛋白水平饲粮及酿酒酵母(SC)对秦川肉牛血液生理生化指标和氮磷代谢的影响。【方法】选择18头14月龄初始体质量为(298±9.78)kg/头、健康的秦川肉牛(母牛)作为试验动物,采用2种蛋白水平(13.23%(A1)和(10.59%(A2))饲粮和3种酿酒酵母添加水平(0(B1),4×10^(8) CFU/kg(B2),8×10^(8) CFU/kg(B3))作为两因素进行饲喂试验。采用全收粪(尿)法测定各处理秦川肉牛粪便和尿液中的氮磷含量,试验结束时于晨饲前采用颈静脉穿刺法采血,测定血常规指标和酶活性,试验期55 d。【结果】①试验期11~55 d,饲粮中添加8×10^(8) CFU/kg SC显著提高了秦川肉牛的采食量(P<0.05),A1B3组秦川肉牛采食量最高,显著高于A1B1组(P<0.05)。②B3组秦川肉牛血清中甘油三酯含量显著低于B1组(P<0.05),A2B3组秦川肉牛血清中总蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白G和免疫球蛋白M含量均显著高于A2B1组(P<0.05)。③B3组秦川肉牛粗蛋白(CP)和中性洗涤纤维(NDF)的表观消化率较B1组分别显著提高了8.44%和16.90%(P<0.05),A2B3组秦川肉牛的粗蛋白、有机物和酸性洗涤纤维表观消化率最高。④与A2B1组相比,A2B3组秦川肉牛粪氮排放减少了31.28%,尿氮排放减少了19.67%,氮消化率提高了7.66%,氮沉积率提高了62.57%。⑤B2和B3组秦川肉牛的粪磷含量显著低于B1组,A2B3组秦川肉牛磷消化率、磷沉积率相较于A2B1组显著升高了35.96%和45.94%(P<0.05)。【结论】本试验条件下,添加8×10^(8) CFU/kg酿酒酵母能够提高秦川肉牛的采食量、免疫水平和营养成分消化率,减少氮磷排放。在10.59%粗蛋白水平下,饲粮添加8×10^(8) CFU/kg酿酒酵母饲喂秦川肉牛效果最好。

城市污水脱氮除磷效果的强化途径及发展方向

城市化发展进程中,污水处理成为环保部门亟待解决的问题,脱氮除磷变成了其中的关键环节。文章解析了强化城市污水脱氮除磷效果的途径及发展方向,分析脱氮除磷技术在应用中面临的问题,并建议利用生物法、化学法和组合优化策略等手段来强化脱氮除磷效果,希望可以为污水处理技术提供参考价值。经过相关部门实施一系列有效技术手段,国家污水处理技术得以不断发展和进步。

不同厚度降解地膜对坡耕地溶解态氮磷流失的影响

[目的]为探究降解地膜覆盖对径流及溶解态氮磷流失的影响。[方法]利用野外原位径流小区,以覆膜垄作花生种植为研究对象,设置0.003 mm厚聚乙烯普通地膜覆盖处理(PF)和厚度为0.006 mm(BF1),0.008 mm(BF2),0.010 mm(BF3),0.012 mm(BF4)的降解地膜覆盖处理及未覆膜处理(CK),测定不同处理在自然降雨条件下的径流量及径流中铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、速效磷(PO_(4)^(3-)-P)浓度,分析不同厚度降解地膜覆盖条件下径流及养分流失特征。[结果](1)降解地膜降解所需时间随地膜厚度的增加而增加。(2)各处理的累积径流量由小到大为BF1<BF2<BF3<PF<CK<BF4,BF1与BF4之间差异显著(p<0.05)。(3)与CK相比,各覆膜处理均能不同程度减少氮磷累积流失量。其中,BF1处理对NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N流失量的削减效果较好,而BF2处理对PO_(4)^(3-)-P流失量的削减效果较好。(4)在5个覆膜处理中,BF4处理的NO_(3)^(-)-N和PO_(4)^(3-)-P流失量最高,而BF3处理的NH_(4)^(+)-N流失量最高。[结论]研究结果可为防治覆膜坡耕地水土及养分流失、解决农业面源污染等问题提供理论基础,对绿色农业发展和生态可持续发展具有重要意义。

施肥对云南松苗木-土壤氮、磷、钾化学计量比的影响

【目的】了解外源氮、磷添加后云南松苗木各器官及土壤中氮、磷、钾化学计量比的变化特征,为云南松苗木培育过程中养分的合理管理提供依据。【方法】以2年生云南松苗木为试材,设置氮、磷配施试验,每种肥料设置3个施肥水平,氮肥的施用水平为0,0.4和0.8 g/株,磷肥的施用水平为0,0.8和1.6 g/株,共9个施肥处理组合。施肥后2,4,6个月分别测定苗木根、茎、叶及土壤的氮(N)、磷(P)、钾(K)含量,计算N∶P、N∶K、K∶P,探讨施肥对云南松苗木-土壤氮、磷、钾化学计量比的影响。【结果】施肥处理后2,4,6个月,9个施肥处理组合的云南松苗木根、茎、叶平均N∶P分别为2.85~4.30,3.60~5.12和5.18~6.65,总体上表现为氮受限,其中根的平均N∶P以氮肥0.8 g/株+磷肥0.8 g/株处理最小,茎、叶的平均N∶P以氮肥0.4 g/株+磷肥0.8 g/株处理最小;平均K∶P分别为3.72~5.87,5.04~7.26和5.62~7.71,均以氮肥0.4 g/株+磷肥0.8 g/株处理最小;平均N∶K分别为0.71~0.78,0.71~0.74和0.89~0.93,总体上均以氮肥0.4 g/株处理最大。根、叶N∶P、K∶P随苗木的生长呈现降低趋势,茎N∶P、K∶P表现为先降低后升高的趋势;根、叶N∶K随苗木的生长呈现出先降低后增加的趋势,茎N∶K呈现增加趋势。施肥后2,4,6个月各施肥处理组合土壤的平均N∶P、N∶K和K∶P分别在3.48~4.58,0.70~0.74,4.93~6.52内波动,随着时间推移,N∶P、K∶P呈现先降低后增加的趋势,N∶K呈增加趋势。氮、磷配施改变了苗木与土壤的相关关系,且这种关系存在明显的时间变异,施肥处理后2个月内云南松苗木各器官与土壤化学计量间无明显的相关关系,而随时间延长,呈显著相关关系。【结论】综合来看,氮、磷配施改变了苗木及土壤的氮、磷、钾化学计量比,表现为降低了苗木及土壤的N∶P、K∶P,提高了苗木及土壤的N∶K。随着时间变化,N∶P、K∶P总体上呈现出降低的趋势,N∶K呈现出逐渐增加的趋势,表明氮限制有加剧趋势。

不同植物类型的湿地系统氮磷去除效果及微生物多样性分析

为了解植物类型对组合人工湿地净化效果的影响及其与微生物群落的关系,对3种植物类型组合人工湿地的氮磷去除效果及微生物群落结构进行试验研究。结果表明,从污染物整体去除效果来看,选用菖蒲组合湿地作为最佳处理组合,该组合湿地对COD_(cr)、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、TP的去除率分别为65.01%~77.45%、72.63%~80.21%、72.63%~80.21%、68.63%~79.14%。高通量测序分析表明,菖蒲组合人工湿地相对于芦苇和香蒲湿地显示出更高的微生物丰富度和多样性;马赛菌属、假单胞菌属、硝化螺菌属是人工湿地中主要的脱氮除磷菌属,也是人工湿地高效生物脱氮除磷的原因之一。对不同植物类型的根际土壤微生物群落结构多样性进行分析,为人工湿地植物的选择提供一定的参考依据。

人工草地土壤碳氮磷含量变化及化学计量特征研究

人工草地建植是治理三江源地区草地退化最有效的方法之一。本研究以三江源地区不同牧草播种的土壤为研究对象,通过分析土壤中关键养分元素的含量及其比例关系,揭示了土壤养分的可获得性碳、氮、磷元素循环和平衡机制。研究结果显示,人工草地土壤有机碳、全氮和全磷含量明显高于退化草地;混播人工草地对土壤养分改善效果优于单播人工草地;进一步的相关性分析表明,土壤C∶N比值受到碳素和氮素限制,土壤C∶P比值受到碳素限制,土壤N∶P比值受到碳素和氮素的限制。综上所述,碳和氮是该地区主要限制养分元素,因此可以适当添加碳氮养分来改善人工草地的土壤质量。研究结果对于三江源地区通过合理牧草混播方式改善土壤质量提供了重要参考依据。

甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中氮、磷、钾营养元素的吸收及累积特征

探讨甘蔗脱毒原种苗不同生长时期氮、磷、钾营养元素的累积需求状况,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培过程中养分管理提供参考。试验分别在2020、2021年进行,调查中糖1号甘蔗脱毒原种苗全生育期生长情况,测定其生物量及其在各生育阶段根、茎、叶中氮、磷、钾各营养元素的含量,并分析氮、磷、钾的累积量、阶段吸收量、日吸收速率。结果表明:甘蔗脱毒原种苗从种苗假植到种茎最佳收获时需6~7个月可达15茎节,在7、8月至9月下旬(茎1期至茎2期)蔗茎生长速度最快,以茎4期(10月下旬至11月下旬)干物质量累积增加最快,此阶段为生物量累积的关键阶段。在甘蔗脱毒原种苗全生育期中各元素含量及累积量从高到低依次为钾>氮>磷,在根茎叶各器官中蔗叶、蔗茎始终为氮、磷、钾含量相对较高的器官,氮、磷、钾累积量在茎伸长生长1期前主要贮存于蔗叶中,而后以蔗茎为新的主要贮存器官。甘蔗对氮、磷、钾的吸收比例在苗期和分蘖期分别为24.84%、26.18%、27.74%,在茎1~3期(7月下旬至10月下旬)分别为55.54%、58.61%、52.30%,茎4、5期(10月下旬至12月下旬)分别为19.62%、15.20%、19.96%。因此,可根据各元素的阶段吸收量进行合理施肥,进而提高甘蔗脱毒健康种苗的品质和经济效益。试验明确了甘蔗脱毒原种苗生长过程中对氮、磷、钾的需求状况,可为今后甘蔗脱毒健康种苗田间规模化繁育生产的科学合理施肥提供依据,提高脱毒原种苗田间繁育效率和养分资源利用效率。

不同温度下杉木凋落叶分解过程中碳氮磷释放及其化学计量比变化

[目的]研究升温对不同发育阶段杉木凋落叶分解过程中碳(C)、氮(N)、磷(P)释放规律及其生态化学计量特征的影响,揭示气候变暖背景下杉木人工林凋落叶分解过程中养分释放特征。[方法]收集中龄林(18年生)、成熟林(30年生)和过熟林(42年生)3个发育阶段的杉木凋落叶,设置25、30和35℃3个温度梯度进行室内模拟分解试验。[结果](1)在264 d的分解周期内,各发育阶段杉木凋落叶C、N、P残留率总体表现为随分解时间的增加而减小,但不同元素残留率变化模式不同,C残留率表现为释放—富集—释放模式,N残留率表现为富集—释放模式,P残留率表现为释放—富集模式。(2)拟合模型结果表明,成熟林与过熟林凋落叶分解过程中N周转期在35℃处理下比25℃处理分别缩短了34.4%和16.9%,P周转期分别缩短了38.4%和43.8%。(3)不同发育阶段杉木凋落叶分解过程中C:N、N:P比总体呈波动变化,C:P比呈先增大后减小的变化趋势,杉木凋落叶C:N、C:P、N:P比变幅分别为9.32~39.0、949~2194、32.7~153,升温处理在凋落叶分解过程总体上增大了C:P、N:P,降低了C:N比。[结论]温度升高能够缩短成熟林、过熟林凋落叶分解过程中N、P的周转期,提高各发育阶段杉木凋落叶分解过程中的C:P、N:P,说明杉木凋落叶分解明显受P限制,建议根据不同发育阶段杉木的生长需求,适当增加磷肥的施用。

水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明:与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量(P<0.05)。稻田土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量(P<0.05)。与浅湿灌溉和控制灌溉相比,常规淹灌模式增加SOC、STN含量,而与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉模式下配施适宜氮肥可以改善土壤质量。综合考虑,本研究中控制灌溉模式配施110 kg/hm^(2)氮肥为最优水氮管理方式。

复合硫基质驱动自养反硝化脱氮除磷效能与微生物群落结构

针对单一硫基质驱动自养反硝化性能的缺陷,采用单质硫(S^(0))与天然铁硫矿石(FeS、Fe_(1-x)S、FeS_(2))两种矿物作为生物填料,构建3组复合硫基质填充床反应器(B1、B2、B3),探究了启动与稳定运行期间反应器对市政尾水深度脱氮除磷的效果与微生物群落结构的特征。结果表明,3组反应器均表出现较高的脱氮性能,NO_(3)^(-)-N去除率均随反应器水力停留时间(HRT)的延长而提高,当反应器HRT分别为1h(B1)、12h(B2)和9h(B3)时,均实现20mg/L NO_(3)^(-)-N完全去除。PO_(4)^(3-)-P与脱氮过程中产生的铁离子形成铁磷沉淀物而被去除,且PO_(4)^(3-)P的去除率与脱氮效果呈正相关。复合硫基质反应器的SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)低于单一硫基质自养反硝化系统,硫酸盐产生量相应降低,且pH保持在6.3以上,无需添加pH缓冲剂。微生物群落结构分析表明,Thiobacillus(硫杆菌属)和Ferritrophicum(铁氧化菌属)是3组反应器中硫自养反硝化菌的优势菌属,在B1、B2和B3反应器的相对丰度分别为16.07%和31.24%、30.07%和50.19%以及30.20%和11.62%。复合硫基质提高了微生物群落丰度和物种多样性,从而表现出良好的脱氮除磷效果。

凋落物添加对蒿类荒漠草地土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响

为探究凋落物添加对土壤养分及化学计量比的影响,本研究采用梅森瓶室外培养法,探求凋落物添加种类及添加量对蒿类荒漠草地0~10 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其化学计量比的影响,发现茎叶混合促进了凋落物分解,但同一添加物各添加量间分解速率无显著差异。添加5 g和7.5 g叶后土壤SOC较对照分别增加10.4%,15.2%(P<0.05)。土壤TN随叶添加量增加呈上升趋势,较CK增加11.9%~18.4%(P<0.05),而茎、茎叶混合依次仅在5 g、7.5 g添加量时显著减少7.9%、增加37.8%(P<0.05)。2.5 g茎叶、5 g茎和7.5 g叶添加后土壤TP较CK依次增加9.8%,14.4%,7.2%(P<0.05)。凋落物添加后土壤C∶N,C∶P,N∶P分别为2.46~3.63,12.40~16.17,3.47~5.60,且SOC与C∶P、TN与N∶P均呈正相关,而TN与C∶N除添加叶外均呈显著负相关。因此,凋落物分解有利于蒿类荒漠土壤养分的恢复,尤其是叶凋落物的分解是其土壤碳氮短期补充的重要来源。

黄菖蒲人工湿地系统对含盐再生水中氮磷污染物的去除研究

为探讨湿地植物黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物的去除效果,参照湿地系统结构,构建了CW1~CW5共5组植物、基质、灭菌剂不同组合的实验系统,分析了各系统对污染物的去除效果、黄菖蒲生物量、植物累积量等指标变化,研究了系统不同组成对污水中氮磷的去除差异及贡献率。结果表明植物与基质联合的CW2组对模拟含盐再生水的净化效果最好,其对水中TN、NH_(4)^(+)-N、TP的去除率分别达到56.52%、75.47%、64.53%,均优于其他4组。这可归因于基质的添加为氮磷吸附提供了接触位点,同时为黄菖蒲植株提供了适宜的生长环境,植物根系不断进行有氧呼吸进而促进植物生长,一方面加强了植物本身对氮磷污染物的吸收,另一方面生长状况良好的根系可为大量微生物提供附着载体,促进硝化-反硝化作用的进行。进一步研究发现,CW2组湿地系统中植物吸收去除的氮、磷分别占总输入的24.62%、22.62%,基质通过拦截、吸附等途径去除的氮、磷分别占总输入的13.33%和29%,植物吸收与基质去除均为主要的氮磷去除途径。

秸秆施用下减施氮肥稻田有机碳和氮磷的排放特征

为了解秸秆施用下减施氮肥对稻田有机碳和氮磷排放特征的影响,进而为稻田投入品的优化施用以及田间养分管理提供技术支撑,通过盆钵试验研究小麦秸秆还田与肥料施用对高砂土和黄泥土2种土壤的田面水有机碳和氮磷浓度、潜在可排放量及水稻产量的影响。结果表明,高砂土稻田的田面径流养分排放风险远大于黄泥土,其中基肥期更为明显;磷在基肥期田面径流中的排放风险最大,施加秸秆处理的有机碳在蘖肥期田面径流中的排放风险最大,而氮在穗肥期的排放风险最大;无论高砂土还是黄泥土,秸秆施用基础上,相比施用常量氮肥,施用减量氮肥在保证产量不受明显影响的同时,可以有效降低田面径流养分排放风险。在小麦秸秆还田条件下,施用减量氮肥与常量氮肥相比,高砂土稻田田面水的COD、DOC、TN和TP平均可排放量分别降低34.92%、15.47%、35.37%和53.93%,水稻产量降低12.01%,黄泥土稻田田面水的COD、TN和TP平均可排放量分别降低24.82%、23.75%、2.84%,而水稻产量提高3.99%。总之,秸秆还田时减施氮肥利于降低高砂土和黄泥土田面水COD、TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的潜在排放风险,以稳定水稻产量和防控稻田养分田面径流流失为目标,高砂土稻田在水稻种植时氮肥施用应减量多次,并避免小麦秸秆还田,而黄泥土稻田在氮肥施用时应混施秸秆。

沼液和秸秆还田对土壤氮磷淋溶的影响

通过分析沼液和秸秆还田对土壤氮磷浓度及淋溶的影响,为指导农业废弃物利用和农田面源污染防控提供理论支撑。采用田间小区试验,设置4个处理即空白对照(CK)、常规施氮(CON)、优化施氮(OPT)和秸秆+沼液还田(SMB),通过测定作物产量、土壤硝态氮残留与总磷淋溶,探讨秸秆和沼液还田后土壤氮磷浓度变化和淋溶特征。结果表明:SMB处理产量分别达到CON和OPT处理的99.6%和95.4%,氮、磷吸收量分别达到84.9%、78.4%和85.7%、82.4%,但是氮磷农学效率比CON和OPT处理提高了13%。SMB处理土壤硝态氮浓度和淋溶量分别比施氮处理降低43%和77.3%,表观淋失系数仅4.83%,硝态氮残留量仅为施氮处理的28.9%。SMB处理总磷平均淋溶量为0.045 kg/hm^(2),土壤无机磷浓度为常规施磷量80.7%,80%无机磷转化为Fe-P和Ca-P,同时SMB处理活性有机磷占比为55.8%显著高于常规施磷34.2%,说明沼液和秸秆还田提高土壤磷有效性。综上所述,沼液和秸秆还田是一种环境友好的资源化利用途径。