水磷配施对紫花苜蓿叶片特征及氮磷计量比的影响

灌溉和磷添加是维持紫花苜蓿(Medicago sativa)高产稳产的重要管理措施。本研究通过盆栽试验,设置不同磷添加量(0,64,127和191 mg·kg^(-1))和灌溉量(40%~45%,60%~65%和80%~85%土壤饱和含水量),探究水磷配施对紫花苜蓿叶片特征及叶片氮磷比的影响。结果表明:随灌溉量增加,紫花苜蓿叶宽、叶面积和比叶面积均显著增加(P<0.05),叶片氮磷比由14.23~15.33降低至10.99~13.43;磷添加量对叶面积、叶片氮磷比均有显著影响(P<0.05),且不同茬次对磷添加的响应规律具有分异性;水磷配施极显著影响紫花苜蓿叶片氮磷生态化学计量比(P<0.01)。当土壤饱和含水量为60%~65%的灌溉量和127 mg·kg^(-1)的磷添加量下,能有效改善紫花苜蓿叶片特征,缓解紫花苜蓿受氮限制状态,由受氮磷共同限制转变为仅受氮限制,说明从叶片特征和氮磷化学计量角度,理论上存在最佳水磷配施组合以改善紫花苜蓿生长。

灌溉方式与施磷对紫花苜蓿产量、水磷利用及土壤磷组分的影响

针对紫花苜蓿生产中灌溉水分和水磷利用率不理想的问题,采用双因素裂区设计,设置不同磷施用量(0、50、100、150 kg/hm^(2),P_(0)、P_(1)、P_(2)、P_(3))和灌溉方式(常规畦灌、干湿交替灌溉、浅埋灌溉,W_(1)、W_(2)、W_(3)),探究灌溉方式与施磷互作对紫花苜蓿产量、水磷利用及土壤磷组分的影响,为紫花苜蓿优质高产栽培与水磷协同管理提供理论依据。结果表明,相同灌溉方式下,随施磷量增加,紫花苜蓿总磷积累量、干草产量、水分利用效率、磷肥利用效率(PUE)、土壤全磷、难利用性磷、中等程度利用性磷、极易利用性磷及土壤转化酶均呈先增加后降低的趋势,以P_(2)存在较大值;土壤磷代谢酶(ACP、LCP)活性、有机磷、易利用性磷及磷活化系数(PAC)呈持续增加趋势。相同施磷水平下,W_(2)、W_(3)处理的上述指标均高于W_(1)处理。整体而言,W_(2)P_(2)处理具有最高的产量,其他处理3年平均较其降低1.21%~20.42%,PUE、PAC分别减少0.09~13.03百分点、1.09~9.16百分点。综上,施磷量为100 kg/hm^(2)结合干湿交替灌溉时,可促进土壤磷转化,提高紫花苜蓿水、磷利用效率及生产性能。

聚羧酸减水剂对β-半水磷石膏性能的影响

研究了4种减水剂对β-半水磷石膏流动度的影响,并进一步分析了不同掺量聚羧酸减水剂PS-L对β-半水磷石膏流动度、凝结时间、标准稠度用水量及力学性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、全自动压汞仪(MIP)分析了磷石膏的晶体形貌、孔隙率及孔径分布。结果表明,PS-L可有效增大β-半水磷石膏的流动度,延长凝结时间。当PS-L掺量为0.5%时,标准稠度用水量降低至49%,抗压、抗折强度分别为14.8、3.85 MPa,比空白样分别提高了62.6%、57.1%。PS-L使得粗大的板状晶型减少,晶体间搭接更紧密。当PS-L掺量为0.3%,孔隙率和中值孔径分别为51.6%和1065.3 nm,与空白样相比分别降低了12.17%、27.50%。β-半水磷石膏颗粒越细,在0.1%~0.5%范围内,聚羧酸减水剂PS-L掺量越高,硬化体的力学性能越好。

水磷一体化对膜下滴灌棉花磷素有效性和磷肥利用率的影响

探究水肥一体化下磷肥种类和施用方式对棉花产量、磷素积累量、土壤磷素有效性和磷肥利用率的影响,以期为棉田优化磷肥施用方式提供理论依据和技术参考。田间试验于2021年在新疆昌吉州棉花主产区进行。试验设不施磷肥对照(CK)、基施重过磷酸钙(TSP)、基施磷酸一铵(MAP-B)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)(MAP-D)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)和聚谷氨酸(MAP-P)5个不同施肥处理,测定指标包括土壤有效磷、植株生物量、植株磷积累量和籽棉产量,并计算磷肥利用率。在棉花盛花期和盛铃期,磷肥滴施显著提高0~20 cm土层有效磷含量,0~5 cm土层尤为显著,MAP-P处理有效磷含量比CK处理分别提高136.27%和113.99%。TSP、MAP-B、MAP-D和MAP-P处理产量比CK处理分别提高17.65%、16.25%、19.37%和31.88%。棉花生育期内,磷肥滴施植株累积吸磷量高于基施,各处理植株累积吸磷量在盛铃期达最大,MAP-P处理植株累积吸磷量整体高于其余处理,在苗期、蕾期、盛花期和盛铃期比CK处理分别提高50.92%、55.38%、81.33%和84.69%。在等量施磷条件下,磷肥滴灌追施的磷肥利用率高于基施。MAP-P处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理,磷素表观平衡低于其余处理,磷肥利用率达33.94%,比TSP、MAP-B和MAP-D处理分别提高20.23%、25.28%和16.71%。水磷一体下,磷肥结合活化剂(聚谷氨酸)滴施显著提高土壤磷素有效性和棉花产量。MAP-P处理提高了棉花产量和磷肥利用率,减少了土壤磷素的盈余。

MgCl_(2)溶液中顺丁烯二酸调控α半水磷石膏晶形

盐介质和转晶剂是常压盐溶液法制备α半水磷石膏的关键因素,本文研究了MgCl_(2)溶液中顺丁烯二酸对磷石膏制备α半水磷石膏晶体形貌、硬化体抗压强度及微观结构的影响。结果表明,在MgCl_(2)溶液中能够制备出长柱状α半水磷石膏,添加顺丁烯二酸能够调控α半水磷石膏的晶体形貌,使其从长柱状向短柱状转变。随着顺丁烯二酸浓度的增大,α半水磷石膏的长度缩短、直径增大、长径比降低。在顺丁烯二酸作用下,α半水磷石膏(200)、(020)和(400)晶面强度降低,(204)晶面强度增加。在(200)、(020)和(400)晶面上,Ca^(2+)位于SO_(4)^(2-)之间,顺丁烯二酸在表面上吸附存在空间位阻效应。(204)晶面上Ca^(2+)间不存在SO_(4)^(2-),顺丁烯二酸的2个COO-可以分别与2个Ca^(2+)作用形成稳定的吸附构型,阻碍α半水磷石膏沿长度方向生长。未添加转晶剂时,α半水磷石膏的硬化体内部孔洞较多,孔直径较大,整体较疏松,抗压强度只有12.5MPa;当顺丁烯二酸浓度为1.08 mmol/L,α半水磷石膏的硬化体结构致密,内部孔洞数量明显减少,抗压强度达到26.5 MPa,合适的顺丁烯二酸浓度为0.54~1.08 mmol/L。

减水剂及缓凝剂对α-半水磷石膏性能的影响

研究了4种减水剂、2种缓凝剂对α-半水磷石膏流动度、凝结时间和抗压强度的影响。结果表明:4种减水剂对α-半水磷石膏的分散效果依次为聚羧酸减水剂540P≈聚羧酸减水剂PC900>三聚氰胺减水剂F10>萘系减水剂FDN,其中2种聚羧酸减水剂的缓凝作用较强,而F10、FDN基本无缓凝效果;当缓凝剂掺量不超过0.05%时,改性氨基酸缓凝剂200P的缓凝效果更好,反之则蛋白类缓凝剂GR200的缓凝效果更好,当缓凝剂掺量不超过0.15%时,200P对α-半水磷石膏的抗压强度基本无影响,GR200对α-半水磷石膏抗压强度的负面影响相对较小。

半水/无水磷石膏复相胶凝材料水化硬化特性研究

采用半水磷石膏与无水磷石膏复配制备复相磷石膏胶凝材料,通过测试复相磷石膏的凝结时间、强度性能和水化温升,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术研究复相磷石膏水化硬化特性。结果表明,半水磷石膏激发无水磷石膏水化,使其水化放热加快,凝结时间缩短;无水磷石膏延缓半水磷石膏凝结硬化,凝结时间延长,水化放热减缓;与纯半水、无水磷石膏相比,复相磷石膏晶体形貌致密程度高,孔隙率低,硬化体强度较好。

阻滞半水磷石膏向二水磷石膏转化的研究

为获得较为稳定的半水磷石膏,阻滞半水石膏在短时间内转化为二水石膏,研究了不同阻滞剂对半水磷石膏向二水磷石膏转化的效果。结果表明,筛选的阻滞剂对半水石膏的水合转化具有良好的阻滞效果。

水磷耦合对藜麦根系生长、生物量积累及产量的影响

【目的】水肥是旱地农业作物高产的主要限制因素,研究水磷耦合对藜麦根系生长、生物量积累以及产量的影响,探明适合藜麦高产的水磷耦合配比,从而为旱地农业藜麦高产提供理论依据。【方法】以藜麦为研究对象,采用盆栽试验,对藜麦整个生长期进行不同灌水(W1、W2、W3分别按照土壤含水量为田间持水量的35%—45%、55%—65%、75%—85%),不同施磷(P0、P1、P2、P3分别为0、0.1、0.2、0.4 g P_2O_5·kg^(-1))耦合处理,测定藜麦根系形态和生理指标、生物量积累以及成熟期产量。【结果】(1)在相同灌水处理下,不同根系参数(根系表面积、根系总长度、最大根长、根系直径、根体积)均在P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))水平下达到最大;在相同施磷水平下,根系最大根长与根系总长均在W2(土壤含水量为田间持水量的55%—65%)下达到最大,根系表面积在低磷水平(P0、P1)下,均表现为W2P0>W3P0,W2P1>W3P1,高磷水平(P2、P3)下,均表现为W2P2<W3P2,W2P3<W3P3,根系直径与根系体积均随着灌水量的增加逐渐增加;在重度干旱胁迫(W1)下,根系活力在P1(0.1 g P_2O_5·kg^(-1))水平下达到最大,其他灌水处理下,根系活力均在P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))水平下达到最大。在3种灌水处理下,根系POD、SOD活性均在P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))水平下达到最高,而根系MDA含量、可溶性糖与脯氨酸含量降到最低。(2)适宜的水磷耦合配比(W3P1、W3P2)有利于藜麦各营养器官生物量(茎重、叶重)的积累以及后期产量的形成,而根重、序重在W2P3组合最优。高水处理更有利于植株对茎、叶生物量的分配,低水处理有利于植株对根、序生物量的分配,在重度干旱胁迫(W1)下,高的施磷量(P2与P3)均显著提高了植株对根重与序重的生物量分配。(3)在3种灌水处理下,施磷量均在P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))水平下有利于植株顶穗的形成。分枝数、穗数、单株粒重与千粒重均表现出低磷促进,高磷抑制的单峰曲线,均在P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))水平达到峰值;各施磷水平下,单株粒重与千粒重均在正常灌水(W3)达到最大。【结论】适宜的施磷量P2(0.2 g P_2O_5·kg^(-1))可以促进藜麦根系生长,增大根系与土壤的接触面积,提高根系活力,增强根系抗氧化能力,从而提高藜麦的抗旱能力;适宜的水磷耦合配比(W3P2)有利于藜麦各营养器官生物量的积累以及后期产量的形成。

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.O%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到"以水促磷"与"以磷促水"的目的。

膜下滴灌条件下水磷效应对棉花产量和水分利用率的影响

通过田间实验设计磷(P)和水(W)两个因素,研究膜下滴灌棉花不同水磷处理对其产量和水分利用效率的影响。结果表明:不同水、磷用量处理间棉花产量差异显著,棉花籽棉产量随着灌水量和施磷量的增加都呈现先增加而后降低的趋势。棉花水分利用效率的最大值出现在P2W2(P2O5120 kg/hm2;灌水量4800 m3/hm2)处理,干物质和籽棉的水分利用效率分别为41.46和13.95 kg/(hm2.mm),这表明合理的水、磷配比有利于棉田水分利用效率的提高。

半水磷石膏的矿物学特征

讨论了半水磷石膏的化学组成、矿物组成、热性能、微观形貌以及胶凝性能。结果表明:半水磷石膏中主要化学组成为CaO和SO3,其总量达到70%,含有少量的结晶水和P2O5;半水磷石膏中含有放射性元素,但未超过GB/T6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的限值;半水磷石膏矿物组成主要是α型的烧石膏相,但其放热峰面积小,主要以不同取向的硫酸钙晶体的聚晶形式存在,胶凝性能差,烘干强度仅为0.38 MPa。半水磷石膏与二水石膏制备的α型半水石膏在微观形貌上存在较大差异,将其直接应用于建筑材料还有待于进一步研究。

水磷耦合对夏玉米生长发育的影响

采用桶栽试验,利用称重法控制水分,在水磷耦合条件下对夏玉米拔节期和成熟期的干物质积累分配以及土壤全磷、水分利用率进行了研究。结果表明,水磷因子对夏玉米的生长发育均有很大影响,且水分因子影响相对较大。在不同的生育期同一磷素供应水平下,不同的供水方式之间存在明显差异,水分供应充足时,通常具有较高的干物质积累。在同样的供水条件下,施磷也能促进干物质的积累,提高夏玉米生育后期根/冠比,进而有利于夏玉米生育后期养分吸收与运转。同时,施磷能够提高夏玉米水分利用率,起到节水增产的目的,达到以肥调水的效果。

半水磷石膏的晶型、形貌及胶凝性能的影响因素研究

考察了半水法湿法磷酸工艺参数液相SO2-4浓度,反应温度,磷酸浓度、磷矿粉掺量以及搅拌速度对半水磷石膏晶型、形貌及胶凝性能的影响。结果表明:影响半水磷石膏晶型的主要因素是液相SO2-4浓度、反应温度以及磷酸浓度。半水磷石膏颗粒主要是以不同取向的六方柱状半水硫酸钙晶体的聚晶形式存在。工艺参数对半水硫酸钙的晶体形貌有不同程度的影响,其中液相SO2-4浓度对晶体形貌影响最大。从兼顾半水法湿法磷酸生产工艺及调控半水磷石膏胶凝性能的角度出发,提出优化的生产工艺条件:磷酸溶液P2O5质量分数36%,磷矿粉掺量质量分数15.3%,液相SO2-4浓度20 mg·m L-1,反应温度95℃,搅拌速度135 r·min-1。在此工艺条件下,半水法湿法磷酸工艺可以副产出具有较好胶凝性能的半水磷石膏,抗折强度2.75 MPa,抗压强度5.28 MPa。

水磷一体化对磷素有效性与磷肥利用率的影响

水肥一体化是发挥水肥耦合效应提高养分效率的重要途径,然水磷一体化研究较少。本文在模拟滴灌条件下研究了液体磷肥和固体颗粒磷肥(TSP)及其不同施用方法对土壤磷移动性、各形态无机磷含量动态变化的影响,比较了玉米磷素营养与磷肥利用率对不同磷源及其施用方式的响应,旨在提出滴灌条件下磷肥高效利用的最优策略。研究结果表明:1)与TSP肥料分次施用相比,液体磷肥分次施用更能提高土壤磷素有效性,在各土层Ca2-P与树脂磷(resin-P)平均含量分别提高12.4%与21.6%,且可显著提高磷在土壤中的移动性(P<0.05),resin-P含量的垂直下降幅度降低56.5%;2)与TSP分次施用相比,液体磷肥分次施用的土壤中高活性无机磷含量(Ca2-P、resin-P及Na HCO3-P之和)占无机磷总量的比例提高21.0%,而低活性无机磷含量(Ca10-P与residue-P之和)占无机磷总量的比例则下降10.1%,说明液体磷肥分次施用可减小磷肥在土壤中的固定转化;3)玉米地上部干物质、叶片吸磷量和植株磷素累积吸收量均对不同磷源与施用方式有明显响应(P<0.05),液体磷肥分次处理的玉米生物量、吸磷量及肥料利用率分别比TSP肥料分次处理提高27.1%、34.6%及61.4%。水磷一体化施用可提高磷在土壤中的移动性和有效性,减少磷的固定转化,显著改善玉米磷素营养,并明显提高磷肥利用率。

水磷耦合对小麦次生根特殊根毛形态与结构的影响

通过水、磷复因子大田试验,以强筋小麦品种郑麦9023为材料,研究了水磷耦合对小麦生育中、后期次生根特殊根毛形态与结构的影响。结果指出,不同水分处理显著影响特殊根毛形态。随着土壤水分含量提高,次生根特殊根毛长度缩短。与土壤湿润处理相比,仅依靠自然降水处理的特殊根毛长度和直径增加(P<0.01),拔节至子粒形成期间完全灌溉处理的根毛长度增加(P<0.01)。随着供磷水平提高,特殊根毛长度和直径增加(P<0.05),其中高磷处理和对照(不施磷)的差异达极显著水平(P<0.01)。同一供水条件下随供磷水平提高,或同一供磷水平上随土壤含水量降低,特殊根毛长度和直径均增加(P<0.05)。拔节以后,仅依靠自然降水-高磷处理组合的特殊根毛细胞饱满,结构完整,细胞壁加厚明显,细胞核、液泡及线粒体清晰可见;而土壤湿润-低磷处理组合的特殊根毛扭曲、变形现象严重,细胞壁变薄,细胞核解体,质膜、微体等细胞器消失。研究表明,适当降低土壤含水量并提高供磷水平,小麦次生根特殊根毛的长度和直径增加,并维持良好的细胞形态和结构。

水磷耦合对小麦耗水特性和子粒产量的影响

在低磷沙质壤土条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置全生育期不灌水（W0）,灌底墒水＋拔节水＋开花水,且每次灌水30 mm（W1）、60 mm（W2）、90 mm（W3）4个灌溉处理;每个灌溉处理下设置不施磷（P0）、施P2O5105 kg/hm^2（P1）、210 kg/hm^2（P2）3个施磷量处理,研究了水磷耦合对麦田耗水特性、产量及水分利用率的影响。结果表明,1）在同一磷素水平下,随灌水量增加,小麦总耗水量增大,降水量和土壤供水量占耗水量的比例降低。综合考虑耗水量、产量、收获指数、水分利用率等指标,最优处理为P1W2处理,其次为P1W1处理,其总耗水量分别为435.5 mm、366.0mm,灌水量、降水量和土壤供水量占耗水量的比例分别为41.3%、39.3%、19.3%和24.6%、46.8%、28.6%;开花至成熟阶段的耗水量占小麦全生育期耗水量的36.9%~43.3%,此阶段两处理的日耗水量、耗水模系数分别为4.6 mm、3.6mm和42.3%、39.3%。2）施用磷肥,各处理的干物质积累量增加,子粒产量表现为W2、W3〉W1〉W0,W2、W3处理之间差异不显著;与不施磷肥的处理比较,显著提高了土壤供水量占总耗水量的比例。3）收获指数和水分利用率均为W1〉W2〉W3,P2水平下W1、W2、W3处理的收获指数和水分利用率均低于P1水平。以上结果表明,在本试验条件下,施磷（P2O5）105 kg/hm^2（P1）、灌水180 mm（W2）的处理获得高产和较高的水分利用率;施磷（P2O5）105 kg/hm^2（P1）、灌水90 mm（W1）的处理获得较高的产量,水分利用率显著高于上述处理,耗水量则显著低于上述处理,可供生产中水资源不足的情况下参考。

水磷互作对黑垆土春小麦生长及产量的影响

在温室条件下进行了黑垆土水磷互作对春小麦生长及产量影响的研究。结果表明,水分和磷素对春小麦苗期与抽穗期内株高和叶面积皆有一定影响,但交互作用的表现不同;适宜的水分与磷素配合既满足了春小麦物质生产过程中对水分和营养元素的需求,又促进了春小麦生长发育,提高了生物产量、经济产量及水分生产效率,从而可以达到以水促磷和以磷促水的目的;而缺水高磷组合或高水低磷组合均不利于春小麦生长发育,其产量与水分生产效率也较低。

中国首次发现的水磷钙铀矿

内蒙古二连盆地2082砂岩型铀矿床中的主要工业铀矿物为水磷钙铀矿(Tristramite)。该矿物在中国是首次发现。其矿物颗粒细小,与黄铁矿、白铁矿等硫化物、黑色炭屑紧密共生。颜色为灰黑色—黑色,不透明,反射光下呈灰色—暗灰色、均质、无内反射。13个电子探针分析数据得出的平均化学成分为UO241.60%,CaO 14.50%,P2O522.71%,SO31.33%,FeO 0.81%。按照除磷以外阳离子数和为1计算的经验化学式为:(Ca0.589U0.351Fe0.026Na0.016Al0.009Y0.007)0.998[(PO4)0.729(CO3)0.225(SO4)0.038(SiO4)0.008]1.00.1.75H2O。简化式可以写成(Ca,U4+,Fe)[(PO4)(CO3)].2H2O。通过X射线衍射数据,用SHELXTL PC进行晶胞参数精修得到的六方晶胞,其参数为a=b=(0.69030±0.00129)nm,c=(0.63300±0.00083)nm。

不同减水剂对半水磷石膏适应性的研究

以β型半水磷石膏为对象,研究了3种不同的减水剂对半水磷石膏的适应性影响,结果表明:自制减水剂对半水磷石膏的适应性较好,具有良好的缓凝效果,高效的减水率以及显著的增强效果;萘系减水剂适应性次之,其对半水磷石膏有促凝效果,大大缩小初凝时间,但有较好的减水效果和增强效果;聚羧酸系Ⅷ型减水剂不适用于石膏基材料。