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缓控释肥硅基膜材的制备与表征
《江西农业学报 》 2024
摘要：以钙镁磷肥、硅丙树脂为主要原料，加入甲基硅酸钠作粘结剂，制备了缓控释肥硅基膜材，并采用撒粉离心包衣、底喷式流化床工艺制备了密封型硅钙镁磷肥、粘结型硅钙镁磷肥、改性硅丙树脂3种包膜尿素，通过静水试验研究了此3种包膜尿素的释放特征。结果表明，3种包膜尿素的释放周期分别为60、79、96d，在水中均能保持完整球形，耐水性较好。通过扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射法对膜材形貌特征和结构进行表征，发现钙镁磷肥和硅丙树脂为成膜材料；甲基硅酸钠作为密封剂和防水剂参与了成膜反应，有效增加了膜材的塑性和韧性，此复合材料可用作缓控释肥的胶结剂和包膜剂。
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不同原料配比对芦笋秸秆堆肥发酵效果的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：为促进芦笋秸秆资源化利用,通过加入不同比例的鸭粪和稻壳于芦笋秸秆中,进行资源化堆肥效果的试验研究.以发酵温度、pH、发芽指数、有机质、氮、磷、钾等为评价指标,研究鸭粪和稻壳添加对堆肥发酵过程的影响.结果表明:单一芦笋秸秆堆肥发酵过程,无高温阶段,未能达到发酵堆肥要求.添加不同比例的鸭粪和稻壳均能促进芦笋秸秆堆肥发酵,高温维持时间12~13 d,高温阶段平均温度为56.3~60.4℃,发酵周期21~29 d,发酵30d结束时,发芽指数达到了92%~118%,pH>8.0,有机质含量50.70%~57.02%,氮磷钾总养分含量4.64%~5.20%.综合各项指标,在本试验条件下,70%芦笋秸秆+10%鸭粪+20%稻壳粉的配比发酵效果优于其他配比,更适合芦笋秸秆发酵.
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硅基膜材缓控释肥在红壤中的氮素释放特征研究
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过土壤培养法和饱和盐溶液蒸汽压法,研究硅基膜材缓控释肥在不同土壤温度、含水量和水蒸汽压条件下的氮素释放特性,探讨土壤温度、含水量和水蒸汽压因素对其氮素释放的影响,阐述其在红壤中的控释机制.结果表明:硅基膜材缓控释肥在红壤中的氮素释放速率均随土壤温度、水分含量和水蒸汽压升高而明显提高,其中温度是主要影响因素.不同条件下,包膜肥料的氮素释放率随培养时间的变化均符合一级动力学方程.包膜尿素在15、25、40和60℃的红壤中,氮素累积释放率达80%所需要的时间分别为140、110、25和10 d.土壤含水量为10%时,养分释放受抑制;当土壤含水量由20%上升至40%,养分释放速率加快,释放期缩短20 d.养分释放速率常数k随水蒸汽压差的增大而增加;相同培养时间内,氮素累积释放率H2O>KH2PO4饱和溶液>KCl饱和溶液.土壤温度和含水量均通过改变包膜内外水蒸汽压而影响养分释放速率.在实际应用过程中,致使硅基膜材缓控释肥膜内外水蒸汽压变化的因素,均对其养分释放速率产生影响.
关键词： 硅基;缓控释肥;氮素释放;红壤
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长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响
《农业资源与环境学报 》 2021
摘要：为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括:不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥（NPKM1）、50%化肥配施50%有机肥（NPKM2）、30%化肥配施70%有机肥（NPKM3）,采用固体13C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳（SOC）分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施（NPKM1、NPKM2、NPKM3）提高了水稻产量,增幅为6.5%～7.7%（P>0.05）,中低有机肥配施比例（30%和50%）稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%～71.1%和104.1%～267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳（甲氧基/含氮烷基碳）含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。
关键词： 长期施肥 红壤 双季稻田 微生物生物量碳 微生物生物量氮 核磁共振
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长期不同施肥对红壤性水稻土磷素及水稻磷营养的影响
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]合理的土壤磷素管理对作物生产和环境保护具有重要意义.南方双季稻田土壤磷素特征及磷素吸收信息相对缺乏,本文利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台,系统分析长期不同施肥措施下土壤全磷、磷活化系数及水稻磷素吸收量的变化特征和全磷与磷盈亏的响应关系等,为指导磷肥合理施用提供重要科学依据.[方法]从1984年开始在江西省南昌市进行长期定位试验,设置8个处理,分别为不施肥对照(CK),PK、NP、NK、NPK、70%化肥氮+30%有机肥氮(70F+30M)、50%化肥氮+50%有机肥氮(50F+50M)、30%化肥氮+70%有机肥氮(30F+70M).早稻施用纯N、P2O5和K2O量分别为150、60和150 kg/hm2,晚稻分别为180、60和150 kg/hm2.早、晚稻施用的氮、磷、钾化肥均分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾,有机肥分别为紫云英(N、P2O5、K2O含量分别为0.30%、0.08%、0.23%)和腐熟猪粪(N、P2O5、K2O含量分别为0.45%、0.19%、0.60%).除30F+70M处理,其余处理均为等氮磷钾设计.于1984-2012年每年早、晚稻收获期采集秸秆和稻谷计产,并于晚稻收获后,测定土壤全磷和有效磷含量.分析土壤全磷、磷活化系数(PAC)及早、晚稻磷素吸收量随种植年限的变化规律,研究土壤全磷含量与磷累积盈亏的响应关系.[结果]经29年连续试验,NK处理土壤全磷含量以每年4.6 mg/kg的速度下降,而含磷化肥处理土壤全磷含量升高速率为3.3~19.4 mg/(kg·a).有机无机配施处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)升高速率平均为16.1 mg/(kg·a),是施NPK肥处理的4.89倍.施磷土壤全磷含量平均增至1.07 g/kg (2010-2012平均值),较初始值提高了1.18倍.不施磷肥处理土壤磷活化系数(PCA)由试验初始的4.24%下降至2.5%左右,施磷肥处理则均显著升高,其中有机无机配施处理平均升高至8.51%,平均年升高速率是施NPK处理的2.89倍.早、晚稻磷素吸收量,施磷肥(PK、NP和NPK)和化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)均显著高于CK,提高幅度分别为29.9%~124%和28.6%~103%,均衡施肥(NPK、70F+30M、50F+50M和30F+70M)磷素吸收量显著高于不均衡施肥(PK和NP)处理,前者平均分别较后两者提高了38.7%和32.9%.早、晚稻产量与磷素吸收量呈极显著线性正相关关系,每吸收磷(P) 1 kg,早稻和晚稻产量分别可提高115和106 kg/hm2.不施肥(CK)条件下,土壤全磷变化与累积磷盈亏间无显著相关关系,施NK肥处理土壤中每亏缺磷100 kg/hm2,土壤全磷含量降低6.0 mg/kg,施化学磷肥的3个处理,土壤中每盈余磷100 kg/hm2,平均提高9.3 mg/kg,而3个有机–无机配施处理,土壤中每盈余磷100 kg/hm2,平均增加63.3 mg/kg,是无机磷肥的6.78倍.[结论]无论是单施化学磷肥,还是有机无机配施均有效提高土壤全磷含量及磷活化系数,且在等磷量投入条件下,有机无机配施较单施化肥的效果更优.建议减少中国南部红壤性稻田土壤的总磷输入量和提高有机肥施用比例,以改善粮食生产和保护环境.
关键词： 长期施肥 红壤性水稻土 磷有效性 早稻 晚稻 磷盈亏 磷素吸收
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长期施肥对红壤性水稻土有机碳矿化的影响
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理:不施肥处理(CK),施氮磷钾化肥处理(NPK),施70%化肥+30%有机肥处理(70F+30M),施50%化肥+50%有机肥处理(50F+50M),施30%化肥+70%有机肥处理(30F+70M),于2017年早稻种植前采集耕层(0—20 cm)土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放CO2-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1)和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)土壤有机碳显著高于NPK处理(P<0.05),平均较NPK处理提高了31.31%,以50F+50M和30F+70M处理较为显著。各处理有机碳矿化速率均在培养后的第1天达到峰值且差异显著,排序为50F+50M>30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为:30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量(P>0.05),70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理(P<0.05),分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率(累积矿化量占有机碳总量的比率)变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理(P<0.05)。施肥处理均不同程度地提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以30F+70M处理最高,较NPK提高了1.19倍。不同施肥处理较不施肥均未明显改变土壤有机碳周转速率及半周转期。土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1)、累积矿化量及累积矿化率均显著受土壤有机碳含量及投入碳量的影响,且呈现正相关关系。土壤潜在可矿化有机碳量(C0)/土壤有机碳比值与所投入碳量呈现显著正相关(P<0.05);土壤有机碳的周转速率常数(k)与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。
关键词： 长期有机无机配施 有机碳矿化 碳累积 红壤性水稻土
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