有机物料在果园生态系统中的应用及其环境效应:研究现状与展望

外源有机物料添加已成为改善果园土壤结构、提升土壤肥力和果实品质的重要途径。有机物料来源广泛且成分复杂,类型、用量及施用方式的改变显著影响其在果园生态系统中的应用效果及伴随的环境效应特征。本文系统总结了有机物料的来源与性质及其对果树生长发育、土壤物理结构、土壤养分循环及生物学性状的影响,重点关注了有机物料添加下果园温室气体排放、重金属及新型污染物(持久性有机污染物、抗生素及微塑料)积累与转化特征。有机物料施用对果园生态系统产生的主要影响为:1)有机物料的合理施用能有效改善土壤物理结构、理化性质及生物活性,增强土壤保肥供肥能力,为果树生长发育创造良好条件,提高产量和果实品质;2)有机物料类型、用量及施用方式显著影响果园土壤碳氮底物浓度、相关酶及微生物活性,进而改变土壤养分元素循环及N_(2)O排放特征;3)有机物料自身成分与结构组成、土壤性质及功能微生物共同影响果园土壤重金属与新型污染物的积累、迁移与转化。有机物料施用产生的环境效应存在不确定性,其关联的果园土壤复合污染物的形成及影响机制复杂,值得深入关注,同时果园有机物料添加与环境效应变化过程的内在关联与作用机制仍需进一步研究。本文最后展望了未来果园生态系统中有机物料添加与环境效应关系研究的重要方向。

甘薯连作障碍发生的土壤养分因素探讨

连作障碍是甘薯种植中的一个突出问题。为了阐明甘薯连作障碍发生的原因,分别采集了5、10和15年连作甘薯及其对照土壤,分析了土壤pH、有机质、阳离子交换量、全量和有效态氮、磷、钾含量、有效态中微量元素含量,并计算了土壤氮、磷、钾之间的比值。结果表明:相比于各自对照,5年甘薯连作显著提高了土壤pH,但是10和15年连作显著降低了土壤pH;5年连作对土壤有机质含量影响较小,但是10和15年连作提高了土壤有机质含量,其中15年连作达显著水平;5年连作对土壤全氮和碱解氮含量影响较小,但是10和15年连作均显著提高了土壤全氮和碱解氮含量;5、10和15年连作均显著提高了土壤全磷和有效磷含量;不同连作年限对土壤全钾、速效钾和中微量元素(钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硅)含量的影响没有明显规律;甘薯多年连作后,土壤氮/磷降低,氮/钾和磷/钾升高,导致土壤氮、磷、钾失衡,氮磷过多可能引起钾的相对缺乏,也会破坏土壤微生态体系,引起病虫害发生。甘薯是一种耐贫瘠且喜钾植物,基于上述结果,甘薯连作一般不会造成土壤肥力的降低,土壤酸化和氮磷钾养分失衡可能是造成甘薯连作障碍发生的两个主要原因。

减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对黄河故道区土壤团聚体及有机碳的影响

优化氮肥施用方式、提升土壤有机碳(SOC)水平是黄河故道区农业可持续发展的关键。通过持续3年的田间定位试验方法,探究减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对江苏省黄河故道区沙质潮土团聚体构成及其SOC含量及活度等指标的影响。试验共设农民习惯施氮[FN:690 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮[RN:540 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮+秸秆还田(RS)、减量施氮+秸秆还田+接种蚯蚓(SE)4个处理。结果表明,与FN处理相比,RN处理下SOC含量有增加趋势,且其增加部分主要来源于小团聚体(>0.250~2.000 mm)比例及其所结合的SOC含量的提升。RS处理相对RN处理,全土SOC含量提高8.58%,且大团聚体SOC含量显著增加27.7%,但两者团聚体构成无显著差异。在RS处理基础上接种蚯蚓(SE)后,>0.250~2.000 mm小团聚体比例及其SOC贡献量分别显著下降33.3%和44.1%,导致全土SOC含量降低16.1%,这可能与秸秆还田下,0.250~2.000 mm小团聚体中土壤易氧化有机碳的贡献量高于其他粒径团聚体,在蚯蚓活动影响下可能更易于被利用分解有关,各处理下的作物产量并无显著差异。综上,在该地区通过接种蚯蚓改善土壤团粒结构、提高SOC水平的可行性有待进一步验证;土壤小团聚体是影响黄河故道区沙质潮土SOC固持的关键因素;相比常规施氮,减量施氮配合秸秆还田是提升土壤肥力的有效手段。

高温条件下土壤持水率对辣椒秸秆还田腐解效果及土壤性状的影响

以辣椒秸秆为试材,研究了2种土壤类型下不同土壤持水率对辣椒秸秆原位还田腐解的影响,以期揭示蔬菜秸秆田间分解过程并解析影响秸秆降解的关键环境因子。结果表明:在2种土壤中辣椒秸秆腐解效果存在差异,砂土80%土壤持水率条件下降解速率最快,粘土也呈现出100%土壤持水率降解迅速的趋势,砂土中木质素半纤维素与纤维素在土壤持水率达到80%时分解最迅速,而粘土中土壤持水率在100%的条件下降解速率最高。在砂土中辣椒秸秆还田对土壤pH影响幅度和影响时间均低于粘土中辣椒秸秆还田;含水量越高土壤电导率变化幅度越小,辣椒秸秆腐解对砂土电导率的影响超过对粘土电导率的影响。环境因子相关性分析与随机森林分析结果均表明,含水率、腐降解时间与腐解程度的正相关性最高,是影响辣椒秸秆降解最重要的2个环境因子。

合理增施有机肥减施化肥对新沂水蜜桃生产的影响

为筛选出适宜新沂地区水蜜桃的最佳有机肥替代化肥比例,研究商品有机肥45 t/hm^(2)施用量下分别减施10%、20%、30%和40%化肥的应用效果,并对水蜜桃的产量和品质进行测定,分析有机肥替代的经济效益和肥料农学效率。结果表明,增施有机肥并减施10%和20%化肥虽然成本较增施有机肥并减施30%和40%高,但产量增加较多,经济效益有所增加,总体经济效益和肥料农学效率提高。有机肥替代化肥均可改善果实品质,可潜在提高经济效益。有机肥替代化肥处理均增加了肥料农学效率,增施有机肥并减施10%和20%化肥对肥料利用效率最佳。

丛枝菌根真菌对甘薯源库关系、养分吸收和产量的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能与作物根系形成共生关系,甘薯(Ipomoea batatas L.)是一种适应性强、高产、多用途的粮食作物,对AMF的依赖性较强。为探究接种AMF对甘薯全生育期源库关系、养分吸收和收获期产量的影响,以徐薯28和与之能建立良好共生关系的幼套近明球囊霉为试验材料,设接菌和不接菌两个处理,将大田与盆栽试验相结合,利用盆栽试验分析接种AMF对甘薯全生育期的茎叶生长状况、块根膨大、植株生物量和根际效应的影响,利用大田试验验证AMF对甘薯收获期块根产量和商品性的影响。结果表明:接种AMF降低了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的茎叶鲜重;显著提高了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的根冠比;显著提高了分枝结薯期和薯块膨大期缓效钾的根际效应,显著提高了分枝结薯期和旺长期块根氮、磷、钾的积累量;显著增加了全生育期块根鲜重。相比不接菌根,收获期的单株产量在盆栽试验中增加了32.58%,大田试验中增加了23.05%。因此,接种AMF能促进根际土壤中的钾活化,促进养分吸收的同时,抑制养分和干物质向地上部分配,协调了源库发展,促进了块根形成与膨大,并提高产量。

不同土壤肥力下苏北水蜜桃最佳有机肥用量研究

本研究以国家地理标志性农产品苏北新沂水蜜桃为供试材料,选取当地低肥力和中等肥力土壤果园的代表性地块,以常规施肥为对照,研究在化肥减量25%的基础上增施不同用量有机肥(30、45、60、75 t/hm^(2))对新沂水蜜桃产量、品质、经济效益、土壤理化性质及肥料利用效率等的影响,以期为新沂水蜜桃果园的有机肥施用提供技术指导。结果表明,在两种基础肥力不同的土壤上,增施有机肥较常规施肥水蜜桃均表现出增产提质的趋势。综合成本核算后,与常规施肥相比,在中等肥力土壤上,增施60 t/hm^(2)有机肥可获得最大的经济收益(增加8100元/hm^(2));而在低肥力土壤上,增施有机肥较常规施肥经济效益降低,这种相对亏损随着有机肥施用量的增加而递减。推测增施超过60 t/hm^(2)的有机肥或连续多年施有机肥有望获得更大的经济效益。无论是何种基础肥力土壤,当年增施有机肥在提高水蜜桃产量与品质、改善土壤理化性质方面均表现出潜力,推测这种改善效益可能通过连续多年施用有机肥来显著体现。这两个推测均有待于进一步验证。

有机氮部分替代无机氮对高砂土西瓜产量·品质和土壤肥力的影响

以西瓜品种“美都”为试材,研究等氮施肥条件下单施化肥(SNF)、有机氮替代20%无机氮(SNF+OF1)和有机氮替代30%无机氮(SNF+OF2)对土壤肥力和西瓜产量、品质以及养分吸收的影响,探索最佳有机肥氮替代比例,以期为泰州市姜堰区高砂土设施西瓜栽培提供合理施肥的科学依据。结果表明,与SNF处理相比,SNF+OF1和SNF+OF2处理提高了土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,其中速效钾增幅均超过50%;普遍提升了西瓜单果重和商品果率,增产2.33%~11.82%,增幅随替代比例增加而增大;改善了果实营养品质,显著提升西瓜可溶性糖含量11%左右,降低硝酸盐含量高达20%。主成分分析显示SNF+OF2处理综合得分最高。综上,SNF+OF2处理较适合高砂土西瓜种植,与SNF处理相比,SNF+OF2处理增产11.82%,西瓜氮磷钾含量和可溶性糖分别增加4.46%、6.01%、8.55%和10.86%,硝酸盐降低21.68%。

江苏省秸秆综合利用途径现状及发展策略

为保障江苏省秸秆综合利用工作再上新台阶,促进江苏省秸秆综合利用新发展,通过现场调研、走访座谈、文献查阅等调研方式,调研苏南苏州市太仓市、苏中扬州市高邮市、苏北连云港市赣榆区、南京市高淳区秋亚家庭农场等秸秆综合利用主体,南京骏圣生态农业有限公司、江苏省东海县农业农村局农机科、江苏常州汉森机械股份有限公司等秸秆收储运服务组织、秸秆农机具管理部门和生产企业等。结果表明,江苏省秸秆综合利用率已不低,但总体收益和产业化水平有待提高;秸秆还田离田机械保有量各地区间不平衡,秸秆还田深度不一;秸秆还田后对土壤、作物和环境等多元效应的基础研究薄弱;蔬菜秸秆综合利用也是秸秆综合利用的一部分,须引起重视;秸秆综合利用相关政策及管理体制机制滞后于现行发展,须改善。建议制定新政策,鼓励和刺激秸秆终端高值化产品创新与研发,提高秸秆离田利用率和产业化水平;政府扶持,推进秸秆收储运体系和社会服务体系建设,提高单位面积内秸秆还田离田机械配备量;加强基础研发,统筹提高秸秆还田多元效应,减少秸秆还田可能带来的农田面源污染等问题;完善政策,制定蔬菜秸秆综合利用管理机制,促进秸秆综合利用全面发展等。

不同来源有机物料对菜用蚕豆生长和品质及根际土壤性状的影响

通过盆栽试验,分析了不同来源有机物料(鸡粪、牛粪、菇渣)对菜用蚕豆生长和品质、根际土化学和生物学性状的影响。结果表明:①3种有机物料对蚕豆分枝数、荚干重、籽粒干重、大粒重、大粒蚕豆占比、籽粒淀粉含量均有积极作用,其中牛粪和菇渣能显著(P<0.05)提高大粒蚕豆占比,鸡粪能显著(P<0.05)提高二粒荚和三粒荚的占比,并且对籽粒淀粉含量的提升效果最为明显(比对照增加69.1%);②3种有机物料增加了根际土中细菌、真菌数量,显著(P<0.05)提高了根际土中性转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶活性(除牛粪使中性转化酶活性提高不显著外),其中鸡粪对细菌数量、中性转化酶活性、脲酶活性的提高程度均最大;③鸡粪能显著(P<0.05)增加根际土有机碳、全氮、NH_(4)^(+)-N含量,牛粪、鸡粪能显著(P<0.05)提高土壤pH。大粒蚕豆占比与土壤酸性磷酸酶活性、有效磷含量呈显著正相关。蚕豆淀粉含量与细菌数量、中性转化酶活性、有机碳、全氮、NH_(4)^(+)-N含量呈显著正相关,这说明有机物料的施用可能为细菌生长提供了更多的碳源和能源,导致细菌数量增加。细菌是酶的重要产生者,细菌数量的增加可能提高了碳氮循环相关酶(中性转化酶、脲酶)的产生量和活性,从而使更多的有机氮转变为无机氮(NH_(4)^(+)-N),提高了土壤养分(NH_(4)^(+)-N、全氮)水平,进而提高了蚕豆营养品质。

长期施肥对设施蔬菜土壤理化及生物学性状的影响研究进展

随着设施农业的大力发展,设施蔬菜种植逐渐成为我国蔬菜种植业的主力,设施蔬菜土壤成为典型农业土壤之一,其环境质量至关重要,受到广泛关注。由于设施环境的特殊性以及设施栽培中不合理的施肥手段,长期连作下极易使土壤质量严重下降。本文阐述了长期施用化肥对设施蔬菜土壤理化及生物学性状的影响,并与短期研究结果对比表明,长期单施化肥造成设施蔬菜土壤理化性状劣化、土壤微生物群落改变及酶活降低,为设施蔬菜土壤带来的负面效应均不利于作物生长,从而进一步综述了有机肥替代施用对土壤理化及生物学性状的影响。大量研究表明,有机肥替代施用优化了设施土壤理化性质并显著提高了微生物群落物种丰富度、有益微生物占比和土壤酶活性,增强了土壤微生态系统的稳定性,但目前相关结果在研究时限和内容上仍存在一定局限性,长期有机肥替代施用对于设施蔬菜土壤的综合影响还有待进一步探究,以期为设施蔬菜合理施肥提供一定依据。

不同中药渣组合好氧堆肥产物对土壤碳矿化特性的影响

为研究不同配方中药渣废弃物好氧堆肥产品品质差异及其对土壤碳素矿化的影响,设置了好氧堆肥和有机肥还田两个试验。通过工厂化条垛式好氧堆肥试验,研究了中药渣废弃物3种组合,在相同碳氮比、不同木质纤维素含量下对好氧堆肥产品品质的影响;采用土壤呼吸瓶进行室内恒温恒湿培养模拟土壤施肥效应,研究了3种有机肥施用对不同肥力土壤有机碳分解动态的影响。试验结果显示:中药渣物料的初始木质纤维素含量显著影响堆肥产品的碳氮养分转化和腐殖质组分。与初始低木质纤维素含量处理(T1)相比,高木质纤维素含量处理(T3)堆肥有机碳降解难,堆肥产品中全碳含量提高5.7%,全氮含量降低18.4%,但有利于腐殖质形成,尤其是显著增加胡敏酸组分20.9%。3种中药渣堆肥产品等碳量输入对不同肥力土壤的碳素矿化效果差异显著,高肥力土壤CO_(2)-C的释放速率和累积释放量均高于低肥力土壤,但有机碳的累积矿化率却低于低肥力土壤,并且高肥力土壤中添加T1堆肥产品累积矿化率显著高于添加T3堆肥产品。两个肥力土壤中有机肥中胡敏酸组分与土壤碳素矿化率之间呈显著负相关关系。因此,为提高有机肥的土壤固碳效应,可适当提高有机肥中胡敏酸组分,但不同肥力土壤应采用不同的养分管理策略。

长江中下游麦区不同小麦品种镉积累差异研究

为探究长江中下游麦区不同小麦品种对镉的积累差异,本研究于无污染农田中对长江中下游麦区107个小麦品种的镉积累能力进行了比较,并基于大田试验结果,从中选取了42个小麦品种,利用盆栽试验将其种植于轻度镉污染土壤中,进一步对小麦不同部位镉含量、农艺性状等指标进行了比较分析。结果表明:无污染条件下107个小麦品种籽粒镉含量分布在0.040~0.082 mg·kg^(-1)范围内,均低于我国规定的限量值(0.1 mg·kg^(-1))。盆栽试验结果显示,42个小麦品种籽粒、秸秆镉含量范围分别为0.261~0.524 mg·kg^(-1)和0.562~1.095 mg·kg^(-1),小麦籽粒镉含量与秸秆镉含量及秸秆向籽粒的镉转运系数呈显著正相关(P<0.001)。小麦籽粒镉含量与小麦产量、株高、千粒质量等农艺性状无显著相关性,且聚类分析结果显示存在宁麦11这一低镉高产品种,表明通过常规育种方式筛选出低镉高产小麦品种是可行的。盆栽试验的42个小麦品种籽粒镉含量与大田试验中对应品种的籽粒镉含量呈显著正相关(P<0.001),表明在非污染和轻度镉污染条件下,小麦自身遗传特性是影响品种间镉积累差异的主要因素。因此,可在小麦品种审定过程中,测定参加生产试验的小麦籽粒镉含量,初步评估不同小麦对镉的积累能力。

新沂水蜜桃有机肥配合化肥减施的效果研究

在新沂水蜜桃主产区2种代表性土壤上进行有机肥配合化肥减施试验,以探寻适宜当地的有机肥替代化肥技术参数。设置不施肥NF、常规施肥CK以及有机肥处理OF-N、OF-P、OF-K、OF-NP、OFPK、OF-NK、OF-NPK(分别代表施入有机肥的同时减施化肥养分氮、磷、钾、氮磷、磷钾、氮钾、氮磷钾)。OF-N对商品果产量影响小,OF-P和OF-K可增加5.1%~6.8%和6.1%~9.6%商品果产量,OF-NP和OFNPK分别减少0.8%~7.6%和3.9%~15.0%商品果产量。各有机肥处理均不同程度增加了土壤pH和有机质含量,配合减施化肥氮土壤速效氮明显下降至较低值,配合减施化肥钾有效削减土壤过剩速效钾,配合减施化肥磷土壤速效磷也有所下降。另外,各有机肥处理均不同程度上增加了可溶性糖和维生素C含量,配合减化肥氮处理可减少果实硝酸盐含量。OF-P和OF-K可同时增加净效益、产投比和肥料农学效率,而OF-N、OF-NP和OF-NPK同时降低了净效益和产投比。因此,新沂水蜜桃适宜推广有机肥替代化肥技术,有利于改善土壤酸碱度和有机碳库,增加商品果产量和改善果实品质,适宜主要减施化肥磷钾而适度减施化肥氮。

化肥有机肥配施改善花生–甘薯轮作土壤钾平衡和供钾能力的机理

【目的】通过分析土壤钾素表观平衡、钾含量和库容、钾素吸附位点及钾素释放过程,全面探讨长期施用化肥和化肥配施有机肥对赤红壤旱地花生–甘薯轮作体系土壤供钾能力的影响。【方法】位于福建省莆田市的花生–甘薯轮作长期施肥定位试验始于2007年,设置5个处理:不施肥(CK)、化肥对照(NPK)、化肥配施商品有机肥(NPK+CM)、化肥配施猪粪(NPK+PM)、化肥配施秸秆(NPK+RS)。2022年(定位试验第15年)甘薯收获后,调查甘薯生物量和产量,采集植株样品分析植株钾含量;采集0—20 cm土壤样品,分析土壤全钾含量及各形态钾含量,采用连续浸提法分析土壤黏土矿物吸附点位钾含量,采用有机酸和四苯硼钠模拟试验分析钾素释放过程。【结果】花生–甘薯轮作体系长期施肥试验中,4个施肥处理土壤钾素表观平衡均为盈余。NPK+PM和NPK+RS处理的土壤非交换性钾、交换性钾、水溶性钾含量提升效果最佳,非交换性钾含量较CK分别提高260和188 mg/kg,交换性钾含量分别提高72.3和75.0 mg/kg,水溶性钾含量分别提高45.0和71.7 mg/kg。与CK相比,NPK和NPK+CM对黏土矿物层间(i位点)、楔形边缘(e位点)和矿物表面(p位点)这3个位点的钾含量均没有显著影响,而NPK+PM和NPK+RS处理p位点钾含量分别提高了25和36 mg/kg,e位点钾含量分别提高58和66 mg/kg;NPK+PM处理的i位点钾含量提高了132 mg/kg;NPK和NPK+CM处理对p位点、i位点和e位点钾的占比没有显著影响,NPK+PM处理显著提高e位点钾的占比,NPK+RS处理显著提高p位点和e位点钾的占比,显著降低i位点钾的占比。无论是以有机酸还是以四苯硼钠为浸提剂,NPK以及NPK+CM处理钾的释放速率和释放量与CK均无显著差异。以有机酸为浸提剂,NPK+PM处理快速释放期释放量、总钾释放量及释放速率均最高,且显著高于N P K+RS处理。以四苯硼钠为浸提剂,NPK+PM与NPK+RS处理快速释放期释放量、总钾释放量及释放速率无显著差异。【结论】化肥配施猪粪或秸秆能提高土壤非交换性钾、交换性钾和水溶性钾含量。单施化肥不会改变黏土矿物吸附位点钾所占的比例,化肥配施猪粪处理主要增加了吸附于黏土矿物层间(i位点)的钾,化肥配施秸秆处理增加的钾主要分布在楔形边缘(e位点)和矿物表面(p位点)。长期单施化肥不能提高土壤钾的生物有效性,缺钾条件下化肥配施猪粪土壤钾的生物有效性最高,钾充足条件下化肥配施猪粪与配施秸秆的土壤钾的生物有效性没有明显差异,但均高于化肥单施。

丛枝菌根真菌在甘薯生产中的应用研究进展

甘薯(Ipomoea batatas L.)是一种适应性强、高产、多用途的粮食作物。丛枝菌根真菌(AMF)是一种广泛分布的能与宿主建立互惠共生关系的真菌。AMF能够定殖于甘薯根系,其菌丝的延伸不仅扩大了根系吸收养分的范围,还促进了根系分泌有机碳等物质,起到改善宿主根际环境、活化土壤养分的作用。接种AMF能促进甘薯对养分的吸收利用,调控块根的形成和膨大。本文围绕甘薯与AMF的共生效应,综述AMF与甘薯共生关系的建立、AMF与甘薯共生效应的影响因素、AMF促进甘薯生长发育的作用机制。最后,分析了目前甘薯与AMF共生效应研究中的局限,并针对存在问题进行探讨和展望,为甘薯等作物可持续高效生产提供理论基础和应用依据。

解钾细菌对甘薯根系生长和养分吸收的影响

解钾细菌(KSB)能提高土壤速效钾含量,促进植物生长.以低钾利用效率(KIUE)宁紫薯1号(N1)和高KIUE徐薯28号(Xu28)为供试植物材料,胶冻样芽孢杆菌为供试KSB,通过室内盆栽试验分析KSB对甘薯苗期根系生长和养分吸收的影响.结果表明,KSB对N1光合作用和须根根系形态无显著影响,显著提高须根干物质含量,显著降低须根氮、磷、钾含量,但并未影响其氮、磷、钾积累量.KSB显著提高Xu28净光合速率、蒸腾速率、平均单薯质量和根尖数,显著减少总根长,显著增加块根干质量及氮、钾积累量.2个品种块根鲜质量与平均单薯质量、总根长和根尖数显著正相关,块根干质量与净光合速率和蒸腾速率显著正相关.综上,KSB差异调节N1和Xu28光合作用、根系生长、生物量和养分吸收,即KSB促进N1干物质向须根分配,显著提高须根干物质含量及其氮、磷、钾利用效率;促进Xu28块根干物质及氮、钾的积累.

双氧水协同凤眼莲去除富营养化水体中高浓度蓝藻的效果

为了实现蓝藻治理与富营养化水体氮、磷等污染物高效削减的双重目标,以暴发蓝藻的城市富营养化河道水体为分析对象,通过模拟试验,研究H_(2)O_(2)与凤眼莲协同去除水体中高质量浓度蓝藻的效果。H_(2)O_(2)除藻质量浓度阈值探索试验结果显示,15 mg/L H_(2)O_(2)处理4 h后,蓝藻的光合活性下降了75%,24 h内其活性无明显恢复。H_(2)O_(2)与凤眼莲协同试验结果表明,在处理后的前72 h,单一H_(2)O_(2)处理的除藻效果最好,在处理后72 h至处理后96 h,H_(2)O_(2)+凤眼莲处理的除藻效果最好,单一凤眼莲处理在试验后96 h内无明显除藻效果。研究还发现,单一H_(2)O_(2)处理的水体NO_(2)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P质量浓度较对照组显著升高,可能存在藻华再次暴发的风险。试验后96 h,H_(2)O_(2)+凤眼莲处理对藻生物量的去除率为74.58%,对总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为54%、36%。此外,微生物群落分析结果表明,H_(2)O_(2)+凤眼莲处理对水体中蓝藻的去除效果较显著,微生物群落多样性较对照显著提高,由此可见,H_(2)O_(2)协同凤眼莲处理可有效控制蓝藻水华并改善水质。

凤眼莲和双氧水协同抑藻及改善水质效果研究

为了探明双氧水(H_(2)O_(2))和凤眼莲协同作用下去除蓝藻水华以及净化水质的效果,该文通过室内模拟实验分别研究了双氧水、凤眼莲及其组合处理对纯培养铜绿微囊藻的抑制作用和去除水体氮、磷的效果与主要机制。结果表明,H_(2)O_(2)处理组、凤眼莲处理组、H_(2)O_(2)+凤眼莲处理组对铜绿微囊藻(FACHB-7806)的抑制及对水质的改善效果存在显著差异,其中H_(2)O_(2)(15 mg/L)处理组短期抑藻效果最佳,48 h后叶绿素a浓度下降了69%,铜绿微囊藻光合系统Ⅱ的最大光量子产量(F_(v)/F_(m))显著降低,4 h后F_(v)/F_(m)值趋于0,且48 h内无明显恢复,此后因H_(2)O_(2)完全分解而不再有抑藻效果,导致7 d后铜绿微囊藻的光合活性缓慢恢复;凤眼莲处理组48 h内对铜绿微囊藻光合活性无显著抑制效果,但7 d后铜绿微囊藻的光合活性逐渐下降,实验结束时(28 d)叶绿素a浓度下降了98%;H_(2)O_(2)(15 mg/L)+凤眼莲处理组4 h后对藻细胞F_(v)/F_(m)的抑制率达到最大为71%,实验结束时叶绿素a浓度下降了98%。H_(2)O_(2)+凤眼莲组对水柱中总氮、总磷的去除率分别达81.97%和73.63%,其中凤眼莲自身吸收的氮、磷量分别占去除总量的77.5%和69.8%,可见,本实验条件下植物吸收作用是系统内氮、磷去除的主要途径。而H_(2)O_(2)处理组的氮磷去除量分别为13.23%、20.29%,与对照相比无显著差异。因此,在铜绿微囊藻水华应急处理时可以适量投加H_(2)O_(2),而后续在此基础上安全控养适量凤眼莲则有助于长效控藻和改善水质。

化学氮肥有机替代下设施菜地可溶性碳氮淋溶特征

【目的】土壤可溶性碳氮淋溶是设施菜地碳氮损失的主要形态。研究不同有机物料替代部分化肥降低土壤可溶性碳氮淋溶的效应及其关键影响因子,为设施菜地氮肥科学施用提供理论依据。【方法】田间淋溶试验在江苏省农业科学院六合基地的典型设施菜地开展,共设置5个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、秸秆有机肥替代30%氮肥(STR)、鸡粪有机肥替代30%氮肥(CHI)和菇渣有机肥替代30%氮肥(MUS)。分析了可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、硝态氮(NO3-)、铵态氮(NH4+)的淋失动态;采用三维荧光光谱-平行因子分析方法,分析了可溶性有机质(DOM)的光谱结构特征与荧光参数,解析了其与可溶性碳氮淋溶损失的偶联关系。【结果】蔬菜全生育期不同处理可溶性总氮(TDN)淋溶总量为12.63~69.15 kg/hm^(2),其中NO3-和DON的占比分别为90.0%~92.7%和7.21%~9.72%。与CF处理相比,3个有机替代处理的NO3-淋溶总量显著降低了30.2%~53.4%,以MUS处理的降幅最大,DON淋溶总量也显著降低,以MUS处理的降幅最大,为49.1%。DOC和DON的变化趋势相反,与CF处理相比,有机替代处理的DOC淋溶总量呈现增加趋势,并在CHI处理中达到显著水平(C 6.97 kg/hm^(2))。DOC和DON淋溶量均与微生物来源的芳香性高、腐殖化程度高的C1组分,以及通常存在于高养分环境中的胡敏酸类C3组分呈显著正相关,而与分子量较小的类富里酸类物质C4组分呈显著负相关;与植物残体导致的类腐殖质C2组分无显著相关性。DOC、DON、TDN和NO3-淋溶量均与DOM的荧光指数(FI)、自生源指数(BIX)、新鲜度指数(β/α)呈显著正相关。【结论】有机肥替代30%化学氮肥条件下,鸡粪有机肥处理显著增加了淋溶液中DOM难分解C1组分的占比,从而促进了DOC的淋溶;菇渣和鸡粪有机肥处理显著减少了淋溶液中C3组分的占比,因而较秸秆有机肥更有利于削减DON的淋溶。上述3种有机肥部分替代化学氮肥处理均降低了化肥氮输入,同时减少了淋溶液DOM中难分解的胡敏酸类C3组分,从而实现对可溶性无机氮和有机氮淋溶的协同阻控。综合考虑不增加可溶性有机碳淋失和减少可溶性氮淋溶两方面因素,推荐采用菇渣有机肥替代30%化学氮肥。