Environmental Problems From Tea Cultivation in Japan and a Control Measure Using Calcium Cyanamide

A field experiment, involving lime N (calcium cyanamide, CaCN2) fertilization as a control measure, was conducted to study environmental problems induced by long-term heavy N application in Japanese tea fields. Long-term tea cultivation caused serious soil acidification. Seventy-seven percent of the 70 tea fields investigated had soil pH values below 4.0, and 9% below 3.0, with the lowest value of 2.7. Moreover, excess N application in tea fields put a threat to plant growth, induced serious nitrate contamination to local water, and caused high nitrous oxide loss. Compared with the conventional high N application treatment (1100 kg N ha-1) without lime N, the low N application (400 kg N ha-1) with calcium cyanamide effectively stopped soil acidification as well as achieved the same or slightly higher levels in tea yield and in total N and amino acid contents of tea shoots. The application of calcium cyanamide could be a suitable fertilization for the prevention of environmental problems in tea cultivation.

氰氨化钙对连作辣椒根际土壤环境及植株生长发育的影响

以加工型辣椒品种艳椒425为试材,采用大棚栽培方式,研究了氰氨化钙(CaCN_(2))不同施用量(0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 t·hm^(-2))对连作辣椒根际土壤环境及植株生长发育的影响。结果表明:CaCN2施用量为1.2 t·hm^(-2)和1.5 t·hm^(-2)时,连作辣椒根际的土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量、饱和导水率等土壤物理性质及碱解氮、有效磷、速效钾和有机质等土壤养分含量均显著高于不施用CaCN2的CK,且保持了较高的土壤脲酶活性,土壤容重则比CK显著降低;辣椒结果盛期辣椒株高、开展度、单株结果数、果长及小区产量等两处理差异不显著,但均显著高于CK。随着CaCN_(2)施用量的增加,辣椒病害得到有效控制,CaCN_(2)施用量为1.2 t·hm^(-2)和1.5 t·hm^(-2)时,病株率分别仅为8.6%和5.5%,显著低于CK和其他处理。综上,CaCN2施用量为1.2 t·hm^(-2)和1.5 t·hm^(-2)能有效降低连作辣椒的病株率,显著改善根际土壤环境,并对辣椒生长发育有良好的促进作用。综合考虑应用效果及生产成本,推荐CaCN2施用量1.2 t·hm^(-2)用于缓解辣椒连作障碍。

石灰氮对设施酸化土壤的调控作用及番茄产量的影响

以设施酸化土壤为研究对象,以“朗庭”番茄为试材,采用盆栽试验法,研究不同用量石灰氮(0、0.5、1.0 g·kg^(-1)土和1.5 g·kg^(-1)土)对设施酸化土壤酸度、土壤微生物群落特征及番茄产量的影响,以期明确石灰氮对设施酸化土壤的调控效果。结果表明:施用石灰氮可以显著提高土壤pH,降低土壤交换性酸总量、土壤交换性H+含量和土壤交换性铝含量。定植60 d时,石灰氮处理土壤的pH增加了0.39~1.24个单位,土壤交换性酸总量降低了20.39%~40.69%,其中交换性铝含量降低了17.05%~44.06%,明显增加土壤微生物特征数7.84%~10.75%。在门水平上增加不同时期土壤中芽单胞菌门和绿弯菌门相对丰度,降低变形菌门相对丰度。在属水平上明显增加芽单胞菌属和鞘脂单胞菌属相对丰度。番茄产量随着石灰氮用量的增加出现先增加后降低的趋势,当用量为1.0 g·kg^(-1)土时番茄产量最高,增产17.97%。在该试验条件下,石灰氮用量为1.0 g·kg^(-1)土时效果较好。

施用氰氨化钙和秸秆对淹水设施土壤磷释放动态特征的影响

设施土壤在夏季进行淹水时施用氰氨化钙和秸秆可以增强灭杀病害并改良土壤的效果,为研究该措施对淹水土壤磷素赋存形态和流失风险的影响,本研究通过对模拟淹水试验动态取样5次(第3、7、15、31、63天),探究了施用氰氨化钙(0.5 g·kg^(-1))或秸秆(10 g·kg^(-1))以及两者同时施用下淹水设施土壤的磷素释放量及其动态特征。结果表明:对照处理(不添加外源物质)与氰氨化钙处理的土壤溶液磷浓度均随培养时间的延长先升高后降低,在第15天达到峰值。在第3、7、15天,与对照处理相比,氰氨化钙处理的土壤溶液磷浓度分别显著降低了38.7%、33.4%和19.0%。与对照和氰氨化钙处理不同,在第3、7、15天,氰氨化钙+秸秆处理的土壤溶液磷浓度相比于对照分别显著降低了16.6%、91.5%和99.1%。培养期间,氰氨化钙处理土壤溶液的Ca^(2+)浓度显著增加,有助于促进磷酸钙沉淀的生成,进而降低了土壤活性磷的浓度。氰氨化钙+秸秆处理尽管增加了土壤溶液的Fe2+浓度,但并未提升土壤溶液磷浓度,反而提高了土壤NaOH-P比例和土壤溶液Ca^(2+)Mg^(2+)浓度,支持秸秆厌氧分解产生了酸化作用,促进了土壤游离磷酸盐与铁铝氧化物的结合。综上所述,施用氰氨化钙和秸秆在改良土壤和灭杀病害的同时,可以有助于降低淹水土壤的磷素流失风险。

利用Hoechst 33342-PI荧光双染法评价氰氨化钙对茄病镰刀菌生物活性的影响

本试验以茄病镰刀菌(Fusarium solani)为研究对象,探索了Hoechst 33342及PI荧光染剂对病菌不同活性孢子的色泽差异,明确了病原菌经Hoechst 33342染色后的活孢子发蓝色荧光,最佳染色浓度和时间为1μg/mL、20 min;碘化丙啶(PI)染色后的死孢子发红色荧光,最佳染色浓度和时间为3μg/mL、10 min。并由此建立了Hoechst 33342-PI荧光双染技术,应用该技术可快速、清晰地甄别出不同浓度氰氨化钙对茄病镰刀菌孢子活性和萌发的影响,结果表明,氰氨化钙对茄病镰刀菌的灭杀效果随着浓度增高而增强,且与处理时间呈正相关。2000 mg/L氰氨化钙处理3 h,孢子致死率高达83.97%;500~1000 mg/L处理3 h,孢子致死率为7.15%~26.80%,孢子萌发率为2.40%~3.59%,处理48 h时,孢子致死率达92.07%~100%。250 mg/L氰氨化钙对茄病镰刀菌的致死效果微弱或没有影响。本研究通过菌丝速率法和生物量法进一步验证了应用Hoechst 33342-PI荧光双染法评价氰氨化钙对茄病镰刀菌孢子活力的影响是可行的。这为突破植物病原微生物药剂室内常规筛选方法提供了新的思路和技术手段。

氰氨化钙处理酸化土壤后配施微生物菌肥对花椰菜的影响

为探索土壤酸化环境下的花椰菜高产优质生产措施,以花椰菜为试材,设置氰氨化钙、NCD-2微生物菌肥处理,以不施用肥料为对照,试验设W1(667 m^(2)施用氰氨化钙20 kg配施菌肥2.5 kg)、W2(667 m^(2)施用氰氨化钙40 kg配施菌肥2.5 kg)、W3(667 m^(2)施用氰氨化钙60 kg配施菌肥2.5 kg)3个处理,研究对土壤pH值、有机质含量及花椰菜生长、产量、品质的影响。结果表明,种植花椰菜前25 d每667 m^(2)施用氰氨化钙20~60 kg,种植时基肥中配施NCD-2微生物菌肥2.5 kg的处理,对土壤pH值、土壤有机质含量、花椰菜产量及品质均有显著提升;其中,处理W3的效果最优,土壤pH值提升0.71,土壤有机质含量提升5.90%,增加花椰菜产量15.66%,且花球的维生素C、蛋白质、可溶性糖、粗纤维含量均提高10.68%以上。在土壤酸化环境下,施用氰氨化钙后配施NCD-2微生物菌肥技术可在花椰菜生产上推广。

氰氨化钙与生物炭配施对设施菜地土壤N_(2)O、NH_(3)排放的影响

为了探索施用氰氨化钙(石灰氮)设施菜地土壤N_(2)O和NH_(3)的协同减排技术,本研究通过室内模拟试验,采用静态箱法和动态箱法测定了氰氨化钙(LN)、氰氨化钙+酸性生物炭(LN+MB)、氰氨化钙+中性生物炭(LN+WB)、氰氨化钙+碱性生物炭(LN+AB)4个处理N_(2)O和NH_(3)的排放量与排放特征。结果表明:与单施氰氨化钙相比,配施酸性和碱性生物炭使土壤N_(2)O累积排放量分别降低了66.70%和55.45%。配施3种生物炭均使土壤NH_(3)累积挥发量降低,降幅为7.26%~59.61%,另外提高土壤NO3--N含量8.05%~23.57%,降低土壤NH_(4)^(+)-N含量19.00%~43.12%。配施酸性生物炭对土壤N_(2)O、NH_(3)联合减排效果最佳,土壤N_(2)O、NH_(3)和GHG比单施氰氨化钙分别降低了66.70%、59.61%和64.55%。

氰氨化钙对桃树生长及土壤理化性状的影响

以6年生‘绿化9号’桃为试验材料,采用环状沟施的方式施用4种不同浓度的氰氨化钙,研究其对桃树生长发育、产量及土壤理化性状的影响。结果表明,不同浓度的氰氨化钙处理能显著改善桃园土壤理化性状,使土壤容重降低8.72%~12.75%,土壤孔隙度、有机质含量和pH值均有不同程度的增加;显著提高土壤中有效氮、磷、钾、钙等元素含量,最高较对照增加20.40%、25.50%、27.30%和11.57%,有效铜含量下降50%以上;促进桃树生长,使侧根数量、新梢数量、叶片厚度和相对叶绿素含量显著增加;单株产量升高,果实可溶性固形物含量升高10%以上。综合分析,氰氨化钙处理以浓度250 g/株为宜,可在桃树上推广应用。

生物熏蒸结合阳光消毒治理温室根结线虫技术

根结线虫病是危害北方大棚蔬菜的重要病害，严重影响蔬菜的产量。利用“麦秆＋石灰氮”及“麦秆＋鸡粪＋碳酸氢铵”两种方法进行生物熏蒸，结合夏季高温闷棚进行阳光消毒，探讨了对温室蔬菜根结线虫的控制效果。结果表明，生物熏蒸结合阳光消毒措施处理后2个月，根结线虫数量减少40．8％～49．6％、防治效果达60．3％～68．1％；采摘期增产率达18．5％～22．1％，显著高于生防制剂Sr18的控制效果，但低于熏蒸性杀线虫剂棉隆的控制效果。生物熏蒸结合阳光消毒治理蔬菜根结线虫，具有操作简便、防治效果好、投入产出比高等优点，适宜夏季在北方温室蔬菜上使用。

石灰氮对镉污染土壤中镉生物有效性的影响

以石灰作对比,在大田条件下研究了不同石灰氮用量对镉污染土壤中镉生物有效性的影响。结果表明,一定量石灰或石灰氮处理均能显著提高酸性土壤的pH值,降低污染土壤中有效态镉质量分数及水稻茎叶和糙米中的镉质量分数。与不施改良剂的对照相比,石灰施用量达到1 200 kg.hm-2时土壤pH值显著提高,土壤有效态镉质量分数降低12.6%(P<0.05),水稻茎叶和糙米中镉质量分数分别降低25.5%(P<0.05)和28.3%(P<0.05);石灰氮施用量达到600 kg.hm-2时,土壤pH值显著高于对照,土壤有效态镉质量分数较对照降低10.9%(P<0.05),水稻茎叶和糙米中镉质量分数分别降低36.8%(P<0.05)和33.0%(P<0.05)。等量条件下(600 kg.hm-2)石灰氮对降低土壤镉有效性及水稻累积镉的效果相对优于石灰处理。因此,石灰氮与石灰一样可用于酸性重金属污染土壤的修复与改良,是一种极具潜力的土壤改良剂。

设施栽培条件下番茄适宜的氮素管理和灌溉模式

【目的】探索设施栽培条件下番茄适宜的氮素管理和灌溉模式。【方法】试验设4个处理:对照、传统氮素管理、优化氮素管理和推荐氮素管理。比较不同处理间的番茄产量、氮肥追施量、氮素损失量、化学氮肥和灌溉水农学效益等。【结果】(1)对照处理未追施化学氮肥,产量仍达到较高水平,冬春季出现了随着氮肥追施量的增加而减产的现象。(2)传统氮素管理每季的氮肥追施量为600kgN·hm-2,灌溉量约7500m3·hm-2,不合理的水氮管理造成每年1416kgN·hm-2的表观氮素损失;与传统处理相比,推荐氮素管理每季番茄氮肥追施量减少50%,全年氮肥损失量减少32.2%;优化氮素管理两季番茄氮肥追施量为314和124kgN·hm-2,灌溉量分别为3900和4550m3·hm-2,全年的氮肥损失量减少38.6%。(3)传统、优化和推荐氮素管理全年的化学氮肥农学效益为0、24.9和0.3kgFW·kg-1N,传统和优化灌溉的灌溉水农学效益分别为12.2和23.2kgFW·m-3。(4)优化氮素管理模式每年可减少4000元/hm2的氮肥和灌溉用电费用。【结论】本试验条件下,氮肥追施量已不是番茄产量进一步提高的主要限制因素。氮素追施调控结合小管出流及夏季休闲时施用小麦秸秆和氰氨化钙的水氮管理是较优的番茄氮素管理和灌溉模式。

农药混用进行土壤消毒防治番茄根结线虫技术研究

在蔬菜栽培大棚内研究了石灰氮、石灰氮与棉隆混用、石灰氮与阿维菌素混用进行土壤处理对根结线虫的防治效果。结果表明,单用石灰氮对根结线虫的防治效果为56.64%,石灰氮与棉隆混用为76.1%,石灰氮与阿维菌素混用为98.2%,石灰氮与棉隆混用能够明显抑制番茄枯萎病和杂草的发生。3种处理均能促进番茄生长和提高产量,其中以石灰氮与阿维菌素混用效果最明显,与对照相比,增产率达到99.78%。

氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的影响

采集连续种植茄子4年以上的连作土壤进行室内培养,将传统的人工培养法和现代分子技术PCR-DGGE法相结合,旨在探明长期连作蔬菜土壤施用石灰氮和双氰胺(dicyandiamide,DCD)以及配施稻草后的微生物种群结构变化。结果表明:石灰氮处理能有效提高连作土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量,提高细菌/真菌比值(B/F)和放线菌/真菌比值(A/F),改变土壤微生物的种群结构,促使连作土壤从真菌主导型向细菌主导型转化,将失衡的微生物区系恢复到健康状态,从而起到防治土传病害的作用;双氰胺的处理效果不如石灰氮处理。PCR-DGGE的研究结果也表明,氰胺类肥料改变了连作土壤细菌和真菌的种群结构,产生了一些新的种属和优势种群,也对一些种群有抑制作用;氰胺类肥料均提高了土壤细菌和真菌的多样性指数和丰富度。石灰氮对连作土壤微生物种群结构的改变大于双氰胺,配施稻草明显有利于氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的改善。土壤微生物区系结构的改变可能是氰胺类肥料防治土传真菌病害的主要机制之一。

设施菜地休闲期施用石灰氮防控根结线虫对土壤pH及微生物量的影响

为了研究设施菜地施用石灰氮对土壤生化性质的影响,通过设施蔬菜大棚休闲期撒施石灰氮防治根结线虫后,研究了其对芹菜土壤pH及微生物量的影响。结果表明:施用石灰氮后,石灰氮处理芹菜根际土壤的pH高于对照处理,但均显著低于相应非根际土壤的pH;在对照和石灰氮处理中除石灰氮处理的真菌数外,其余根际土壤细菌、真菌、放线菌数量都高于非根际土壤,差异都达到了显著水平(P<0.05)。在施用石灰氮后,芹菜根际土壤的细菌、放线菌数量分别较对照根际土壤增加了100%和65%,同时根际土壤的放线菌数量/真菌数量(A/F)和细菌数量/真菌数量(B/F)值显著增加。对照处理根际土壤的B/F,A/F值较非根际土壤有所增加,但差异不显著;石灰氮处理的根际土壤中微生物总数量高于对照处理根际土,差异达显著水平。2个处理的根际土壤中微生物总数量也显著多于非根际土壤;施用石灰氮后,芹菜根际土壤的脲酶活性较非根际土壤、对照处理的根际与非根际土壤分别高出18.5%、49.2%、25.4%;芹菜的根系活力较对照高出了104%,同时也显著提高了芹菜的产量,增产达到22.7%。结果证实了施用石灰氮能够改善感染根结线虫根际土壤的生化性状。

石灰氮和水杨酸对破除葡萄芽休眠的影响

2003年12月～2004年3月,在江苏省镇江市南山农业科技示范园葡萄园,以藤稔品种为试材,分别在树体的初休眠期(12月上旬)、深休眠期(1月上旬)和休眠后期(2月上旬),取芽体饱满、生长充实的1年生枝条,用不同浓度的石灰氮(CaCN2)和水杨酸(SA)进行涂芽破眠处理;之后放入温室进行发芽培养,并每5d取冬芽测定H2O2及其抗氧化酶系统的变化,21d后统计各处理最终萌芽率。结果表明:施用CaCN2和SA能不同程度的提高H2O2含量和POD活性,降低CAT活性;但在不同休眠期对SOD活性的影响不一致。而破眠或促进萌芽效果好的化学药剂处理,花芽在培养前期的H2O2含量、POD和SOD活性增幅较大,CAT活性下降较明显。对萌芽率的统计表明,初休眠期施用石灰氮和水杨酸对葡萄破眠无效;到深休眠期及以后施用25%的石灰氮对葡萄破眠效果较为明显,萌芽较对照提前4～6d,最终萌芽率达41.6%～90.0%;而水杨酸处理对葡萄花芽破眠基本无效。

氰胺化钙灭螺效果研究

目的观察氰胺化钙杀灭钉螺的效果。方法室内和现场浸杀均设25、50、80mg/L3组,浸杀1、2、3、5、7d后计算钉螺死亡率。室内喷洒和现场喷洒、喷粉均设10、30、50g/m23组,计算施药1、3、7、15d后钉螺死亡率。实验均设50%氯硝柳胺乙醇胺盐可湿性粉剂和清水对照组。结果室内氰胺化钙25mg/L浸杀7d,50mg/L浸杀5d,钉螺死亡率均为100.00%。室内喷洒氰胺化钙30g/m21d、10g/m23d,钉螺死亡率均为100.00%。氰胺化钙25、50、80mg/L现场浸杀5d,螺袋内钉螺死亡率分别为84.00%、96.00%、100.00%。30、50g/m2现场喷洒15d,钉螺死亡率分别为74.15%和73.12%。30、50g/m2现场喷粉15d后,钉螺死亡率分别为81.11%和96.03%。结论氰胺化钙属慢性杀灭钉螺药物,浸杀和喷洒钉螺死亡率均高于氯硝柳胺常规对照组,喷粉灭螺具有同样效果。

石灰氮对日光温室番茄19年连作障碍土壤的影响

为确定石灰氮对设施番茄连作土壤的影响和应用效果,采用塑料桶盆栽的方法,以日光温室番茄健康土壤为对照(CK),以日光温室番茄19年连作障碍土壤为研究对象,通过外施不同剂量(每桶0、4.5、9.0、18.0g,分别用T0、T1、T2和T3表示)石灰氮进行处理,研究石灰氮对设施番茄连作土壤的影响。结果表明:石灰氮处理使连作土壤pH值升高,其中T2处理使土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮含量显著升高;随着番茄生育期的延长,CK和石灰氮处理的土壤细菌数量均在定植40d时最多,各时期T3处理的土壤细菌数量均为最少且与T0有显著差异,CK和石灰氮处理的土壤真菌数量基本都呈现先增加后降低的变化趋势,在定植80d时石灰氮处理的土壤真菌数量均显著高于T0,但T1处理和T3处理之间无显著差异,T0的土壤放线菌数量呈现先增加后降低的变化趋势,且在定植20d显著高于石灰氮处理,T2处理和T3处理在定植80d无显著差异,但显著高于T1处理;石灰氮处理对不同土壤酶活性影响差异较大,定植20d时T2处理和T3处理的土壤过氧化氢酶活性分别降低4.76%和9.52%,定植60d时T1处理和T3处理的土壤多酚氧化酶活性降低5.58%和9.61%,定植20d时T2处理和T3处理的土壤脲酶活性分别增加55.98%和80.14%,定植40d时石灰氮处理的土壤蛋白酶活性分别增加了81.18%、81.62%和85.56%,CK和石灰氮处理的土壤蔗糖酶活性变化趋势基本一致;T2处理的番茄平均单果重和单株产量最高,与T0有显著差异;与T0相比,T3处理可溶性糖含量显著增加,石灰氮处理的有机酸含量均显著降低,T2处理和T3处理果实VC含量和可溶性蛋白含量显著增加。在本试验条件下,T2处理对设施番茄长期连作障碍土壤的影响及应用效果更好。

石灰氮对设施番茄根际土壤微生物数量及产量和枯萎病的影响

以塑料大棚番茄为对象,研究石灰氮不同施用量(400kg·hm-2、800kg·hm-2、1 000kg·hm-2)对番茄根际土壤微生物数量及其生长、产量和枯萎病的影响。结果表明,施用石灰氮处理后,整个处理期的各类微生物总数处理均明显高于对照,尤以施用量为800kg·hm-2的处理效果最好,土壤中的细菌、真菌和放线菌总数分别比对照提高40.38%、45.58%和43.74%,同时促进了植株茎粗和株高的生长;与对照相比,枯萎病发病率降低5.3%,产量提高13.6%。说明适量的石灰氮处理有利于土壤微生物数量的累积,对枯萎病也有一定的防控作用。

石灰氮与阿维菌素混用防治蔬菜根结线虫试验

用石灰氮与阿维菌素混用进行土壤处理,明显减轻了蔬菜根结线虫的危害。在发病基数不同的2个大棚内试验,结果表明:在发病基数较高的大棚内,对根结线虫的防治效果达75.35%,在发病基数较低的大棚内,对根结线虫的防治效果达98.2%。

氰氨化钙在农业生产中的应用研究进展

简述了氰氨化钙的发展概况,阐述了氰氨化钙的水解机理,以及氰氨化钙颗粒肥作为药肥、土壤改良剂和植物生长调节剂的作用机理。对其在大田作物和园艺作物中的应用研究现状进行了综述,并对未来的研究方向和重点提出了建议。