基于长期氮肥示踪试验评估氮肥利用率算法的合理性

氮肥利用率是衡量氮肥被作物利用的一个指标,常规采用的计算方法为差减法和15N示踪法,主要是通过作物吸收的氮量来计算氮肥利用率。由于这两种方法没有考虑氮肥在土壤中的残留和后效,显著低估了施用氮肥的实际效应。为此,国内外研究者一直在探索更实际的氮肥利用率计算法。不同的改进方法以不同的表现形式包含了氮肥的遗留效应,弥补了差减法和15N示踪法在短期试验中对实际氮肥利用率的严重低估,基本接近于实际氮肥利用率,但远高于常规差减法或15N示踪法估算值。在本文中定义的实际氮肥利用率(ANUE)为:在土壤残留示踪氮被完全消耗的条件下,作物地上部吸收肥料氮占施氮量的百分比。法国28年旱地作物的氮肥叠加利用率为61.3%~65.3%,中国太湖地区17年的水旱轮作体系示踪氮肥试验中氮肥叠加利用率为38.6%~43.0%。本研究采用Origin 2021的图形数字化工具,获取这两个长期定位试验数据,包括每季作物吸收15N、土壤残留15N数据,分别以耗竭耕层(0—20 cm)、1 m、2 m土体中的氮素残留量来计算氮肥利用率。以此为参照标准,评估土壤氮素平衡法和氮肥有效率法计算结果的合理性。基于2 m土体残留肥料氮的土壤氮素平衡法和氮肥有效率法,会高估旱地作物的氮肥利用率;而以耕层土壤残留肥料氮作为估计参数时,则与旱地实际氮肥利用率基本一致(61%~74%);而氮肥有效率(41%~52%)可以很好地估算我国太湖地区水旱轮作体系的实际氮肥利用率。因此,跨地块或作物系统的氮肥利用率比较,应选择适当的计算方法,以避免由不同方法导致的不可比性而产生误解。氮肥有效率法(将作物吸收和土壤残留氮均视为有效部分)可以通过短期试验获得接近实际的氮肥利用率,具有广泛的应用价值。

浑善达克地区生态环境劣化原因分析及治理对策

本文阐述了浑善达克沙化草原区的自然环境特征、社会经济情况和生态环境退化现状。从系统物流平衡、环境气候变化 ,以及人类活动对草地生态系统的影响等方面探讨了该地区生态环境劣变的原因。分析结果表明 ,放牧畜牧业是该地区的牧业主要生产方式 ,家畜是生态系统中植被的主要控制者 ,系统内物流 (以 N为例 )的出入失调和季节性的草 -畜供求失衡是引起草地生态系统迅速退化的主要因素。而其它因素 (如气候变化、垦荒、挖药材等 )对系统的劣变起了推波助澜的作用。著者指出 ,增加向系统内的物质投入 ,调整四季放牧的自然畜牧业生产方式 ,积极引种入牧 ,缓解草地春季敏感期放牧压力等 。

添加氮素对沙质草地土壤氮素有效性的影响

通过氮素添加(20g.m-2.a-1)试验,研究了科尔沁沙地东南部沙质草地生态系统土壤氮矿化及有效氮的季节变化。对2006年生长季的观测发现,添加氮素显著提高了沙质草地生长季土壤铵态氮、硝态氮、矿质氮的含量以及9月1日至10月15日的净氮矿化速率与硝化速率;添加氮素导致土壤有效氮的季节变异增大,净氮矿化(1.29～11.60mg.kg-1.30d-1)与硝化(-4.15～11.20mg.kg-1.30d-1)速率随时间呈上升趋势,铵态氮含量逐渐降低,硝态氮与矿质氮(6.49～20.66mg.kg-1)含量的变化呈"V"型,最小值出现在生物量生长高峰期的7月中旬。该沙质草地土壤氮的有效性较低,施氮肥可明显提高土壤供氮能力。

不同盐碱化草地混播牧草对绵羊瘤胃发酵和日粮养分利用率的影响

为了研究不同盐碱化草地混播牧草对绵羊瘤胃发酵、养分消化率和氮平衡的影响,试验选用12只5月龄、(34.6±0.57)kg体重的德国肉用美利奴杂交一代公绵羊,随机分为4组,每组3个重复,对照组饲喂精料补充料+玉米青贮;处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组分别饲喂精料补充料+轻度、中度和重度盐碱化草地混播牧草(披碱草、碱茅和沙打旺),每只羊精料补充料平均日喂600g,粗饲料自由采食。结果表明,处理Ⅰ和Ⅱ组瘤胃pH显著低于对照组和处理Ⅲ组(P<0.05),而瘤胃总挥发性脂肪酸浓度显著高于对照组(P<0.05);处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组瘤胃液丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸和异戊酸摩尔比显著高于对照组(P<0.05),而瘤胃乙酸摩尔比和乙酸/丙酸比例显著低于对照组(P<0.05)。各组间干物质和有机物质采食量差异不显著,处理Ⅲ组中性洗涤纤维采食量显著高于其他各组,处理Ⅲ组和Ⅱ组酸性洗涤纤维含量显著高于对照组(P<0.05)。干物质、有机物质、无氮浸出物和能量消化率变化规律一致,处理Ⅲ组显著低于处理Ⅰ和Ⅱ组,处理Ⅰ和Ⅱ组显著低于对照组(P<0.05)。粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率由低到高依次为处理Ⅲ组、处理Ⅱ组、处理Ⅰ和对照组,组间差异均显著(P<0.05)。处理Ⅲ和Ⅱ组采食氮显著低于处理Ⅰ组,处理Ⅰ组采食氮显著低于对照组(P<0.05)。沉积氮和沉积氮/可消化氮均以处理Ⅱ组最低,依次为处理Ⅲ、处理Ⅰ和对照组,组间差异均显著(P<0.05)。结果说明饲喂轻度和中度盐碱化草地混播牧草促进了绵羊瘤胃发酵,但降低了饲料消化率和氮的利用率,而重度盐碱化草地混播牧草则降低了绵羊瘤胃发酵、饲料消化率和氮的利用率。

半干旱风沙草原区草地潜热通量的特征

半干旱风沙草原区是北方的主要生态系统类型，对调节局地和全球气候具有重要意义。蒸散作为热量和水量平衡的重要分量，是该生态系统水分损失的主要途径，在水分平衡中占有重要地位。本文利用开路涡度相关系统和常规气象梯度观测系统对科尔沁半干旱风沙草原2007年9月1日-26日的蒸散量和微气象条件进行了观测，根据观测得到数据分析了观测系统的能量乎衡闭合状况，探讨了潜热通量与气象因子之间的关系。结果表明，观测系统的能量平衡闭合度为82．7％，处于国内外同类观测闭合度范围的中上水平。30min的潜热通量与净辐射数据之间呈线性相关关系，潜热通量日变化特点是白天高于夜间，中午时刻最高，净辐射与潜热通量每日峰值同时出现，温度、饱和差的峰值比潜热通量峰值滞后2～3h，潜热通量峰值时刻的空气相对湿度处于一日内最低，此季潜热通量平均日总量为5．44MJ·m^-2，相当于2．21mm蒸散量，潜热日总量与净辐射日总量呈指数关系。

水耕植物过滤法去除氮磷的影响因素及途径

采用水耕植物过滤法(hydroponic bio-filter method,HBFM)净化富营养化地表水的试验表明,在水力负荷为3.0 m3/(m2.d)的条件下,TN、TP年平均去除率分别为16.8%、30.8%,年平均去除速率分别为1.0、0.1 g/(m2.d).通过底泥沉积去除的氮、磷分别占系统氮、磷总去除量的62.2%和75.9%,是TN、TP最主要的去除途径.HBFM的最佳水力负荷为3.0-4.0 m3/(m2.d).西洋菜收割时的剪割强度影响其氮磷吸收速率,每次剪割长度不得超过10 cm.收割频率为1次/月时不会影响HBFM的氮磷去除效果.

不同耕作方法和施氮量对旱作农田土壤CO2排放及碳平衡的影响

全膜双垄沟播技术是近年来黄土高原旱作玉米主要的生产技术之一,其采用的耕作方法包括深松耕、免耕、旋耕和翻耕,因此,研究不同耕作方法下旱作玉米农田土壤CO2排放特征对农田生态系统固碳减排的综合评价和管理措施的选择具有一定的重要意义。本研究采用田间定位试验,研究4种耕作方式(深松耕、免耕、旋耕和翻耕)结合两种传统施氮量(300和200 kg·hm-2)处理下旱作玉米农田土壤CO2的排放规律及碳平衡。结果表明,土壤CO2日排放速率最大值和最小值分别出现在12:00-14:00和4:00-6:00,趋势与大气温度变化一致;生育期内各处理土壤CO2排放速率均随生育进程呈先增后降的变化趋势,各处理波动规律基本一致,峰值出现在拔节期、大喇叭期与花期交替期,谷值出现在成熟期,翻耕措施下土壤碳排放总量和作物碳排放效率均显著高于其他耕作方式(P<0.05),其他耕作方式间差异不显著(P>0.05);施肥量为300 kg·hm-2时土壤CO2排放总量显著高于200 kg·hm-2(P<0.05);农田净生态系统生产力、固碳潜力在耕作方式间差异显著,深松耕处理显著高于其他处理(P<0.05),施氮量间差异不显著(P>0.05)。综上,从固碳减排的角度,深松耕措施和传统施氮量(200 kg·hm-2)相结合是黄土高原旱区玉米较好的管理模式。

有机肥氮素利用率的几种典型计算方法比较

【目的】氮素利用率计算方法有多种,其计算结果的可靠性影响氮素管理的科学性。比较几种典型氮肥利用率计算方法的结果随有机肥施用水平和试验年限的变化,并从计算公式中各参数的含义讨论计算方法的科学性。【方法】以12年长期定位试验为平台,有机肥设置每季5个施氮水平,分别为0、120、240、360、600 kg/hm^2,种植制度为冬小麦-夏玉米轮作。采用常规差减法、叠加法、比值法、氮素利用率法和氮素平衡法分别计算了不同有机肥料氮处理下不同年份的氮肥利用率。【结果】1)用常规差减法和叠加法计算的有机氮肥当年利用率偏低,比值法计算结果适中,主要是空白对照作物可能吸收了施肥处理潜层扩散的矿质氮素,使得空白对照作物吸收氮素量比较高;叠加法氮肥利用率与常规差减法计算的结果差异不显著。2)用比值法计算的氮肥利用率与国际通用氮素利用率计算法的结果很接近,如果能控制空白对照作物吸收的氮素量不受其它高氮肥处理影响,比值法与氮素利用率法的计算结果一致。3)氮素平衡法考虑到了施肥对土壤氮素库的影响,是代表实际氮肥回收率的方法。计算的氮肥利用率呈现氮素平衡法好于氮素利用率法,氮素利用率法好于比值法。【结论】氮库变化影响比值法的准确性。在长期定位试验空白对照土壤氮素库相对稳定期,比值法是氮素利用率计算的简略方法;当土壤氮素库相对稳定条件下(施肥处理和对照土壤氮素库不变,SN=0),比值法、氮素利用率法和氮素平衡法计算结果一致;在土壤氮素库逐年增加或降低条件下,氮素平衡法是氮素利用率计算的最合理方法。

SPHC铸坯中的非金属夹杂物研究

针对河北某钢铁公司BOF—LF—CC生产的SPHC铸坯的质量问题进行了研究。结果表明，铸坯中T[O]含量为38．2×10^4％，显微夹杂数量为32．02个／mm2，大型夹杂含量为30．2mg／10kg，个别炉次大型夹杂物含量高达1242．4mg／10kg。300μm以上的夹杂物占总量的33．3％-96．3％，其中绝大多数以SiO2-Al2O3-MgO-CaO-TiO2-MnO复合夹杂物的形式存在。夹杂普遍存在K、Na元素，连铸过程中存在严重的结晶器卷渣现象。稳定生产工艺、减少非稳态浇注的影响是提高铸坯质量的关键。

洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖氮磷污染负荷研究

选取洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖区域为调查样本,针对一个养殖周期内6个监测点位(1个背景点,3个养殖水体点,2个纳污水体点)TN、TP值进行监测分析。监测结果表明,养殖准备期(12月～1月),养殖水体TN、TP值与同期背景值没有明显差异;养殖中后期(3月～10月),养殖水体和纳污水体TN、TP均明显高于同期背景值,大部分为劣Ⅴ类水质。按5～10月份养殖水体TN、TP实测值进行化学分析法估算,一个养殖周期内养殖水体TN、TP污染负荷为27.61kg/hm2、7.33kg/hm2,则洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖排放的TN、TP污染负荷约为269.11t/a、71.46t/a。另据对样本区域养殖生产过程的调查,按物料平衡法估算的TN、TP污染负荷为57.61kg/hm2、11.60kg/hm2,而洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖TN、TP污染负荷约为561.51t/a、113.06t/a。

宁南半干旱地区农田和草地生态系统能量通量的季节变化

根据2002～2003年宁南山区不同下垫面小气候考察资料,用能量平衡法计算了不同下垫面不同季节的感热、潜热通量.分析结果表明:(1)宁南半干旱地区夏季农田和草地的净辐射峰值可达到700 W/m2以上,土壤热通量的值比净辐射小1个量级.同类下垫面净辐射通量日积分值夏季＞春季＞秋季＞冬季.(2)宁南半干旱山区感热输送强度以典型草地的最大,其次是禁牧草地,稀树草地的最小.春季各类下垫面地表热量平衡以感热输送为主.在春、夏、秋季的晴天,感热通量日积分值为正,冬季为负.(3)农田在夏、秋季、冬季水汽输送大于各类草地的,其次是稀树草地的,典型草地向上的水汽输送量是最小的.夏季白天农田β在0.2～0.7,稀树草地p为0.2～1.0,能量输送以潜热为主.禁牧草地β为0.2～9.2,典型草地为1.5～13.1,能量输送以感热为主.(4)宁南半干旱地区宜退耕,发展典型草原,在水分充足的山地背阴坡少量发展稀树草地.

重度盐碱化草地混播牧草对绵羊采食量、日增重、消化率和屠宰性能的影响

试验选用24只3月龄、体重23.1±0.62kg的德国肉用美利奴杂交一代绵羊,随机分为4组,对照组饲喂精料补充料+玉米青贮,处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组分别在对照日粮基础上以重度盐碱化草地混播牧草(披碱草、碱茅和沙打旺)替代1/3、2/3和3/3玉米青贮,研究重度盐碱化草地混播牧草对绵羊采食量、日增重、消化率和屠宰性能的影响。结果表明:随着日粮重度盐碱化草地混播牧草比例增加,各组绵羊日增重差异不显著(P>0.05)。处理Ⅲ组饲料采食量显著高于对照组(P<0.05);处理Ⅱ和处理Ⅲ组绵羊饲料转化效率显著高于对照组(P<0.05)。处理组日粮干物质、有机物质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率线性降低(P<0.05),日粮可消化氮、沉积氮和沉积氮/可消化氮均随着日粮重度盐碱化草地混播牧草比例升高而线性下降(P<0.05),处理Ⅰ和处理Ⅱ组屠宰率和净肉率显著高于处理Ⅲ组和对照组(P<0.05),处理Ⅰ和处理Ⅱ组肉骨比显著高于对照组(P<0.05),处理组眼肌面积差异均显著高于对照组(P<0.05)。以上结果说明饲喂不同比例重度盐碱化草地混播牧草不影响绵羊日增重,但降低了饲料消化率和氮的利用率,而重度盐碱化草地混播牧草和玉米青贮混合饲喂提高了绵羊屠宰率、净肉率和眼肌面积。

草地畜牧业生产方式调整和生态环境治理对策

以锡林郭勒典型草原为例 ,描述了草原区的自然环境特征、社会经济情况和生态环境退化现状。从系统物流平衡、环境气候变化 ,以及人类活动对草地生态系统的影响等方面探讨了草原生态环境劣变的原因。分析结果表明 ,放牧畜牧业是草原地区的主要土地利用形式 ,家畜是生态系统中植被的主要控制者 ,系统内物流 (以N为例 )的出入失调和季节性的草 -畜供求失衡是引起草地生态系统迅速退化的主要因素。而其它因素 (如气候变化、垦荒、挖药材等 )对系统的劣变起了推波助澜的作用。为此 ,增加向系统内的物质投入 ,调整四季放牧的自然畜牧业生产方式 ,积极引种入牧 ,缓解草地春季敏感期放牧压力等 ,是治理和维护该地区草地生态系统健康 ,保证草原畜牧业可持续发展的有效措施。

物质平衡法在氮气压水锥技术中的应用

稠油底水油藏经过多轮次蒸汽吞吐所形成的加热范围为受热降黏后的原油提供了流动空间,但同时容易造成底水的快速锥进。基于氮气控制底水锥进以及提高原油采收率的机理分析,把注氮气压水锥的过程简化为气驱油和油驱水两个过程,利用物质平衡法对多轮次蒸汽吞吐后稠油底水油藏的氮气压水锥工艺进行了研究,得到了蒸汽吞吐加热范围内注氮气过程中油气界面、油水界面、注入氮气的启动油量以及原油富集带体积的计算方法。对胜利油田某底水稠油生产井的氮气压水锥过程进行了相应计算,由计算结果可知:以600、900和1 200 m3/h(标准状况)的注氮速度分别注氮20、13和10 d可以将水锥压回原始油水界面,富集油带厚度分别达到12.45、12.14和12.45 m,实现抑制水锥再次锥进和增加原油产量的目的。

江苏省农业过剩氮与农村居民消费关系拟合分析

基于江苏省1990—2007年的农业生产数据,运用曲劳(Truog)的养分平衡法理论,测算了农业面源污染主要来源——过剩氮的总量,研究了江苏省农业过剩氮与农村居民消费水平关系的变化趋势。在对时序数据的平稳性进行检验分析的基础上,通过建立模型模拟发现3次回归曲线能较好地反映过剩氮排放量与人均生活消费之间的关系。研究结果表明:(1)江苏省农业生产中过剩氮的产生是从1990年开始的,2007年过剩氮的总量已经达到1.48×106 t,是1990年的8.38倍。农村居民人均生活消费支出从1990年787元增长到2007年4 792元,17a间增长6倍,年均递增11.6%。(2)证实了EKC(环境库兹涅茨曲线)是一种可能而不是一种必然。它在不同的国家和地区有不同的表现形式,不同的转折点以及到达转折点的不同时间跨度;(3)江苏省的过剩氮量与人均生活消费量关系曲线并不完全符合标准的环境库兹涅茨曲线,呈现N型曲线特征。政府应积极引导农民合理施用肥料,提高肥料利用效率,发展高效生态农业和循环农业来控制农业面源污染。

宁南退耕还草区近地面湍流通量观测初报

根据 2 0 0 2～ 2 0 0 3年小气候考察资料 ,分别分析了四季晴天条件下宁南退耕还草区净辐射、感热、潜热和土壤热通量比例和变化特征。结果表明 ,近地层各通量有较规则的日变化。白天 ,感热通量占净辐射的 5 0 %以上 ,一般达 80 %～ 10 0 %。只有夏季全天和秋季白天的潜热通量为正 ,在春季的早晨和秋季的傍晚潜热通量为负。冬春季节土壤的热量收支大于夏秋季节。

应用奶牛饲养标准的小肠蛋白质体系理论分析日粮能氮平衡

根据尼龙袋法测定不同饲料蛋白质降解率,应用小肠蛋白质体系分析奶牛日粮瘤胃能氮平衡,以达到最大瘤胃微生物蛋白产量,本文举例说明了奶牛的日粮瘤胃能氮平衡,为奶牛养殖场的日粮配合技术提供参考。

水泥行业SO2和NOX排放总量核算方法选取

就水泥企业sO2和NOx排放总量核算方法的选取问题，以3家不同类型水泥企业为例，以监测数据法核算结果为依据，对排污系数法和物料衡算法的核算结果进行统计学描述和差异性检验。结果表明：排污系数法能基本反映各类企业SO2、N0x实际排放状况;物料衡算法不适合各类企业N0。的总量核算；对含熟料生产线的水泥企业，物料衡算法核算得出的SO2排放量偏小，实际工作中不建议采用；对粉磨站水泥企业，物料衡算法与排污系数法均能反映实际SO2排放情况，建议以“取大值”原则选取。

青岛市土壤酸沉降临界负荷估算

在GIS支持下,应用简单质量平衡法对青岛市土壤硫和氮沉降临界负荷进行了估算。结果表明:青岛市土壤硫沉降临界负荷低值区主要位于东南、西南和北部的植被覆盖区域。植被盐基吸收速率较高、降水盐基阳离子总量和土壤风化速率较低以及土壤偏酸性是造成土壤硫沉降临界负荷偏低的原因。耕地区域氮沉降临界负荷较高,植被覆盖区则较低。较低的植被对氮的吸收速率、土壤临界氮淋溶以及反硝化率是导致氮沉降临界负荷数值偏低的原因。

高含氮天然气冷油吸收工艺参数模拟分析

为脱除高含氮天然气中氮气,获得满足商品气指标的天然气,采用C_5作为吸收剂在低温下吸收天然气中的甲烷,利用HYSYS软件对冷油吸收工艺过程中温度、压力、溶剂循环量以及吸收塔板数进行研究分析,同时采用多指标正交模拟试验考察工艺参数对甲烷回收率、净化气氮气含量以及过程功耗等工艺指标的影响程度,并通过综合平衡法优选出较优方案。结果表明,当温度为-20℃、压力为3.5 MPa、循环量为5 000 kmol/h、塔板数为14时可达到较好的处理效果。