腐植酸基质缓释尿素对氮素淋失和氨挥发的阻控

[目的]基质缓释型氮肥(控失尿素)降低氮素释放的功能主要通过控失剂降低肥料中尿素的释放和在土壤中的转化而实现。腐植酸含有大量功能基团,施入土壤后可减少氮素的转化。本研究尝试了用腐植酸替代部分控失剂来改善基质缓释型氮肥对氮素的固持功能。[方法]共采集了6种氮肥进行试验,包括普通尿素(urea,U)、控失剂添加比例分别为4%、6%、8%的3个基质缓释氮肥(LU1、LU2、LU3,LU-Loss-control urea),以3.5%腐植酸等量替代LU2处理中的控失剂制备的腐植酸基质缓释氮肥(humic acid/loss-control urea,HLU),以及添加了抗结剂(主要成分为纳米碳粉)的腐植酸基质缓释氮肥(humic acid/loss-control urea with antisetting agent added,HLUA)。室内淋溶试验以不添加氮肥为对照,将6个肥料样品埋入土壤后,连续15天收集淋洗液,分析全氮、硝态氮和铵态氮含量,并采用氨气检测管法测定氨挥发速率。采用傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)和X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、热重分析(thermogravimetric analysis,TG)、比表面积吸附(Brunauer-Emmett-Teller,BET),分析了控失剂、尿素、基质缓释尿素和腐植酸基质缓释尿素的化学结构、孔隙结构以及热性质。[结果]随着控失剂(control release agent,CLA)含量的增加,基质缓释尿素对氮素的固持作用增强,淋失和氨挥发量降低。与尿素(U)相比,LU1、LU2、LU3、HLU、HLUA的全氮累积淋溶量分别降低了24.5%、32.2%、34.9%、31.5%和32.2%,累积氨挥发量分别降低了13.1%、24.3%、27.1%、28.0%和29.5%。HLU、HLUA处理的氮素淋失和氨挥发量与LU2处理没有显著差异。化学结构表征分析表明,控失剂的主要成分凹凸棒土和腐植酸都与尿素形成了强度相当的分子间氢键,纳米碳粉与尿素间无氢键形成。在腐植酸基质缓释尿素中加入少量防结剂纳米碳粉,对其分子内氢键强度、热稳定性以及氮素淋失和氨挥发特征均没有显著影响。[结论]在尿素中加入腐植酸、控失剂和防结剂制备的腐植酸基质缓释尿素,不仅加工和储存中不易粘连,具有较低的氮素淋失和氨挥发损失风险,还可作为一种兼具改良障碍土壤的多功能缓释肥料使用。

配施生物基质肥料对茶园土壤酸度的改良效应

通过连续4 年（2009-2012）田间定位试验,研究配施不同比例生物基质肥料（养猪场发酵床垫料）对茶园土壤酸度的影响,探讨生物基质肥料降低茶园土壤酸度机制.试验设置生物基质肥料替代化肥比例的5个处理：0（CK）、25%、50%、75%和100%.结果表明：与CK 相比,配施生物基质肥料处理的0-20 cm 土层土壤有机碳含量提高3.00%~22.74%,pH 值提高0.22-0.72 个单位,土壤交换性酸降低16.01%-73.64%,盐基离子总量增加39.29%-248.21%,盐基饱和度提高43.90%-254.21%;20-40 cm 土层土壤有机碳含量提高0.99%-11.48%, pH 值提高0.14-0.59 个单位, 土壤交换性酸降低8.75%-32.15%, 盐基离子总量增加46.03%-301.59%,盐基饱和度提高51.79%-252.95%.配施生物基质肥料处理能有效降低茶园土壤酸度,改良效果随着生物基质肥料施用比例的提高而增大.配施生物基质肥料能提高酸化土壤的盐基离子浓度和盐基饱和度,降低土壤交换性酸含量是生物基质肥料改良茶园土壤酸度的重要原因.

基质肥料缓释基质的筛选及其氮素释放规律

为提高基质肥料的缓释性能,该文选用10种有机和无机基质制备基质肥料,通过砂柱间歇淋洗的方法研究了基质肥料的氮素释放规律,并根据Logistic方程的参数和氮素释放拐点的UPGMA聚类分析评价了10种基质的缓释效果, 结果表明:基质肥料氮素累积释放率随时间的动态变化可用一级动力学方程、Elovich方程、抛物线扩散方程和Logistic 方程表征,其中以Logistic方程拟合效果最好,这说明定量描述氮素养分释放规律的方程中以Logistic方程评价更具有实效性,而有机基质中氧化淀粉和木质素的缓释效果较好,无机基质中膨润土的缓释效果最好。

番茄专用基质缓释肥料研制及其生物学效应

应用不同的胶粘剂制备了三种基质缓释肥料,通过缓释效果和安全性评价,筛选出基质缓释肥料2作为番茄专用基质缓释肥料。研究了番茄专用基质缓释肥料的生物学效应,结果表明:番茄专用基质缓释肥料提高了各个生育时期尤其是结果后期番茄植株的根系活力;增加了后期产量所占比例,极显著地提高了果实产量;既提高了果实糖/酸比和维生素C含量,又降低了果实硝态氮含量;同时,大幅度提高了氮素的利用率。

无土栽培中有机型基质肥料管理比较试验

试验采用复合基质1、复合基质2和苇末基质,并在各基质中施不同配比的有机肥与化肥作基肥,种植番茄与黄瓜。在种植过程中定期追施少量的有机肥与化肥,探讨在这三种基质中施用的不同配比有机肥与化肥对番茄与黄瓜产量的影响。结果表明,在苇末基质中施用全有机肥栽培的番茄与黄瓜产量最低,在复合基质1与复合基质2中施用全有机肥,可以使番茄的产量达到有机肥与无机肥配合施用的效果。在三种基质中施用全有机肥栽培的黄瓜产量比有机肥与无机肥配合施用的低。说明用复合基质1和复合基质2栽培番茄时可以采用全有机肥,而用三种基质栽培黄瓜时均需添加25％-50％的化肥(以氮肥为准)以保证高产,二者均符合绿色食品施肥准则。

秸秆基质肥料消除设施土壤盐渍化危害的作用效果研究

设施蔬菜大棚过量施肥引发的土壤盐渍化危害问题十分普遍,并会对蔬菜生产造成极大危害。设施土壤盐渍化往往是由于土壤中积累了大量的硝酸盐所致。本文拟通过向土壤中添加秸秆基质肥料,并对处理土壤进行芹菜种植试验,探讨秸秆基质肥料改善土壤理化性质、消除盐渍化危害的作用效果进行研究。结果表明,添加秸秆基质肥料可显著降低土壤中水溶性盐分含量。随着秸秆基质肥料用量的增加,土壤水稳性团聚体增加、容重降低、孔隙度提高,土壤物理性状明显改善。土壤有机质、速效磷、速效钾含量也有所增加。土壤硝态氮含量显著下降。秸秆基质肥料用量在3 kg/m^2处理时最有利于芹菜生长,地上部产量最高,硝酸盐含量与对照相比明显下降。综合考虑芹菜产量和硝酸盐安全卫生品质,试验条件下,田间秸秆基质肥料推荐用量在3.0～4.5 kg/m^2之间。

含2.5%基质材料尿素的氮缓释特性及其与作物生长吻合性

【目的】在尿素中添加由改性蒙脱石和有机聚合粘结剂等组成的基质材料(>5%)生产的尿素具有缓释效果。本试验研究了将基质材料降低到国家标准允许的最高限量(2.5%)时肥料的缓释效果,为新型肥料的生产提供理论依据。【方法】于2016和2017年在合肥进行水稻和玉米田间试验。设置无氮对照、常规尿素和缓释尿素(含N 45.2%和基质材料2.5%)3个处理。调查了水稻抽穗期和玉米吐丝期株高、叶面积、根系表面积,分析了叶片叶绿素含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,产量及其构成因素,并分析了水稻抽穗期和玉米吐丝期土壤矿质氮含量,评估了肥料氮素淋溶与氨挥发风险。利用室内淋溶实验模拟了缓释肥料氮素的淋出量变化。【结果】基于两年试验结果的平均值进行分析:与常规尿素相比,缓释尿素处理水稻植株增高了4.5%,玉米增高了12.4%;水稻叶面积提高了9.8%,玉米提高了11.5%;水稻根系表面积提高了9.5%,玉米提高了5.0%;叶片叶绿素含量水稻提高了18.5%,玉米提高了7.8%;叶片硝酸还原酶活性水稻提高了19.6%,玉米提高了20.3%;叶片谷氨酰胺合成酶活性水稻提高了17.7%,玉米提高了11.5%。与普通尿素相比,缓释尿素处理水稻增产17.2%(P<0.05),玉米增产6.6%(P>0.05)。缓释尿素处理可提高水稻单位面积有效穗数,但降低穗粒数;缓释尿素处理有提高玉米穗粒数和千粒重的趋势。通径分析表明,缓释尿素处理提高水稻产量的原因主要是提高了亩穗数,提高玉米产量的主要原因是提高了穗粒数。肥料氮素损失过程可以用逻辑斯谛方程拟合(P<0.01),缓释尿素比常规尿素具有较低的氮素淋溶和氨挥发风险。在水稻抽穗期,缓释尿素处理的土壤矿质氮含量比常规尿素处理提高9.2%(P<0.05);在玉米吐丝期,缓释尿素处理的土壤矿质氮含量比常规尿素处理提高18.1%(P<0.05)。缓释尿素处理较低的氮素损失风险和较高的土壤矿质氮含量是其改善作物生长的重要原因。【结论】2.5%基质改性缓释尿素具有减少氮素损失、提高土壤矿质氮含量、改善植株形态生长和生理活性、提高水稻与玉米产量的作用,在水稻和玉米栽培中具有一定应用前景。

沼液净化沉淀污泥制备颗粒肥料及其缓释特性研究

针对猪场沼液净化沉淀污泥产生量大、氮磷含量较高、难以处置的问题,笔者以沼液净化沉淀污泥为原料,以聚乙烯醇和淀粉为助剂,制备了聚乙烯醇包膜肥、淀粉包膜肥、聚乙烯醇粘结肥、淀粉粘结肥等4种颗粒状缓释有机肥料,分别研究了水浸条件下4种颗粒状缓释肥的氮、磷缓释特性,从肥料基核、制备工艺及助剂、土壤环境3个方面解析了4种颗粒肥的氮、磷缓释机理。结果表明:聚乙烯醇粘结肥料保肥性最好,1 d的氮、磷溶出率最小分别可达2.5%和7.8%,淀粉粘结肥料保肥性较差,1 d的氮、磷溶出率最大分别可达5.6%和13.2%;模拟植物吸收28 d的氮、磷溶出率最大分别可达33.3%和40.4%。氮、磷养分释放指标均符合《缓控释肥料(HG/T 3931-2007)》评价标准要求。农作物生长特性对比分析表明,除淀粉粘结颗粒肥不适宜水稻田,聚乙烯醇粘结颗粒肥不适宜旱地农作物外,其余的均适宜于长江中下游地区的水田、旱地、果园、茶园等农作物的增肥。本研究对于猪场沼液净化沉淀污泥的资源化利用具有一定的理论意义和实用价值。

煤矸石的综合利用现状

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一 ,不仅占用大量农田和土地 ,而且严重污染环境。为了加强对煤矸石利用以使其资源化 ,对我国的煤矸石资源状况、我国煤矸石的综合利用技术研究的现状进行了综述 ,并对煤矸石资源化提出了一些设想。

山东地区一品红花期控制技术

分析了一品红花成苞片状,根据一品红的生理及生长特性,探讨了通过对一品红生长环境条件的控制来调控花期,加强花期栽培,实现一品红"十一"节日花红的目的。