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植物营养与肥料学报 2023年第9期29卷 1700-1712页

作者：刘冬碧揭志辉朱丹丹唐记平杨良波张志毅郑兴汶张富林夏颖程子珍赖克强谢世平湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站湖北武汉430064 广昌县白莲产业发展中心江西广昌344900

【目的】研究加工通芯莲用子莲的干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征,为子莲科学施肥提供理论依据。【方法】以太空莲36号和建选17号为供试品种,在江西省广昌县开展微区(3 m^(2))试验。分别在子莲移栽后85天(始收期)、103天(收获早期)... 详细信息

【目的】研究加工通芯莲用子莲的干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征,为子莲科学施肥提供理论依据。【方法】以太空莲36号和建选17号为供试品种,在江西省广昌县开展微区(3 m^(2))试验。分别在子莲移栽后85天(始收期)、103天(收获早期)、121天(收获盛期)、139天(收获中期)、160天(收获后期)、180天(终收期)采样,测定各器官(部位)干物质累积量和氮磷钾养分含量,计算氮磷钾养分累积量,源器官干物质和氮磷钾转运量,以及汇器官干物质和氮磷钾累积量增量。【结果】子莲干物质累积总量主要集中在子莲始收期—收获盛期(移栽后85~121天),其中叶片、根状茎等源器官(部位)干物质累积量先增后降,在移栽后139天(花果期末,收获中期)达最高值;莲蓬和果实干物质累积量持续增加;膨大茎开始生长后,干物质累积量迅速增加。叶片、根状茎等源器官氮磷钾含量动态变化相似,在移栽后139天前维持在较高水平,然后迅速或逐渐下降;花蕾、果实和膨大茎氮磷钾含量相对稳定;莲蓬氮、磷含量的动态变化与叶片相似,钾的变化与果实相似。子莲氮和钾累积量主要集中在移栽后85~121天,磷积累量主要集中在移栽后85~139天,此期间氮、磷和钾累积量分别占其累积总量的53.9%、61.4%和55.9%。移栽后139~180天,子莲汇器官氮累积量增量在莲蓬、果实和膨大茎中的分配比例分别为3.0%、67.8%和29.2%,磷的分配比例分别为1.5%、65.0%和33.5%,钾的分配比例分别为6.7%、40.5%和52.8%,源器官氮磷钾转运量占汇器官累积量增量的比例分别为88.8%、49.9%和77.7%。每生产100 kg通芯莲,子莲植株N、P_(2)O_(5)和K_(2)O最大累积量平均分别为7.50、3.47和9.45 kg,N、P_(2)O_(5)、K_(2)O养分吸收量之比为1∶0.46∶1.26。【结论】收获中期(花果期末)—终收期,子莲植株体内氮磷钾的累积有“莲蓬+果实”和“膨大茎”两个汇,并以果实发育为主,氮和钾的来源以体内转运为主,磷的来源体内转运和吸收各约50%。因此,保证花果期充足的养分供应和成藕期磷素的持续供应是子莲高产的前提。

关键词：子莲干物质累积养分含量养分累积量养分转运

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生草覆盖及配合化肥减量对柑橘园地表径流氮磷流失的影响

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农业资源与环境学报 2023年第6期40卷 1358-1367页

作者：程子珍范先鹏夏颖刘冬碧谭勇严昶樊丹廖贵新胡磊磊湖北省农业科学院植保土肥研究所国家农业环境潜江观测实验站湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站武汉430064 湖北省农业生态环境保护站武汉430070 宜都市农业农村局湖北宜都443300

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照(CK)、生草覆盖(KF)和生草覆盖配合化肥减量(BMP)3个处理,探讨... 详细信息

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照(CK)、生草覆盖(KF)和生草覆盖配合化肥减量(BMP)3个处理,探讨生草覆盖及生草覆盖配合化肥减量对柑橘园周年及主要时期的地表径流量、氮磷流失量、氮磷浓度的影响。结果表明:与CK相比,KF和BMP处理均能显著降低柑橘园中的总氮(TN)和总磷(TP)流失量,且BMP处理效果更好,其中,KF处理TN和TP流失量分别降低48.2%和50.0%,BMP处理TN和TP流失量分别降低54.2%和57.1%,BMP对氮磷流失量的削减效果主要是生草覆盖所起的作用。与CK相比,KF和BMP处理径流量分别减少了44.3%和50.1%,产流系数分别降低了3.3个百分点和3.8个百分点;KF处理地表径流中TN和TP浓度分别降低了11.0%和14.1%,BMP处理地表径流TN和TP浓度分别降低了11.9%和18.8%。柑橘园氮磷流失风险期为4—8月,在6—7月暴雨施肥耦合期,BMP处理减排效果最好,TN和TP流失量分别降低了54.6%和64.4%,但仅比KF处理分别高2.7个百分点和6.9个百分点。研究表明,生草覆盖和生草覆盖配合化肥减量均能显著削减柑橘园地表径流氮磷流失量和地表径流量,且主要是通过生草覆盖降低地表径流量实现削减氮磷流失量,在氮磷流失风险期和暴雨施肥耦合期采取生草覆盖配合化肥减量措施能有效减少柑橘园地表径流氮磷流失。

关键词：生草覆盖化肥减量柑橘园地表径流氮磷流失风险期暴雨施肥耦合期

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长期秸秆还田提升稻麦轮作系统土壤供钾容量和强度

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植物营养与肥料学报 2022年第4期28卷 589-597页

作者：杨雅夏贤格范先鹏夏颖张富林刘冬碧吴茂前张志毅长江大学湖北荆州434000 湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站/农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室湖北武汉430064

【目的】农作物秸秆中含有丰富的钾素,秸秆还田不仅为植物生长提供钾素,还可以补充农田土壤钾库容。本研究利用动力学模型,评估长期秸秆还田对土壤供钾能力的影响。【方法】基于稻麦轮作制长期秸秆还田定位试验,设置4个处理:秸秆不还田... 详细信息

【目的】农作物秸秆中含有丰富的钾素,秸秆还田不仅为植物生长提供钾素,还可以补充农田土壤钾库容。本研究利用动力学模型,评估长期秸秆还田对土壤供钾能力的影响。【方法】基于稻麦轮作制长期秸秆还田定位试验,设置4个处理:秸秆不还田、不施肥(CK);不施肥、每季秸秆还田量为6000 kg/hm^(2)(RS);施化肥、秸秆不还田(NPK);施化肥、秸秆还田量同RS(NPKS)。采集秸秆还田13年土壤和植株样品,分析植株吸钾量和不同形态土壤钾含量,计算土壤钾素表观平衡。采用连续浸提法测定吸附在黏土矿物不同位置的钾含量。测定四苯硼钠和有机酸法模拟条件下钾素的释放过程。【结果】稻麦轮作制长期秸秆还田试验中,RS和NPKS处理每年秸秆输入的钾素约为220 kg/hm^(2),土壤钾表观平衡为盈余,而CK和NPK处理依然为亏缺。秸秆处理的土壤交换性钾和非交换性钾素含量均得到稳步提升,分别提高12.3~18.5和85.6~157.6 mg/kg。秸秆还田增加的非交换性钾素主要分布在粘土矿物层间(i位点),少量分布于表面(p位点),但是并未显著改变p位、e位和i位钾的比例。土壤固定的钾素释放特征分为快速释放和缓慢释放两个阶段,该过程符合一级动力学模型。以四苯硼钠作浸提剂,快速释放阶段土壤钾素的释放速率表现为RS>NPKS>CK>NPK,缓慢释放阶段表现为RS>CK>NPKS>NPK,RS和NPKS处理的释放量快速阶段较NPK处理分别多166.6、81.1 mg/kg,慢速阶段分别多71.4、27.9 mg/kg。以有机酸为浸提剂,快速和缓慢释放阶段的钾素释放量和释放速率都表现为NPKS>RS>NPK>CK,NPKS和RS处理钾素释放量在快速释放阶段较NPK处理分别增加了16.3、14.5 mg/kg,在缓慢释放阶段分别增加了46.2和111.8 mg/kg。【结论】秸秆的外源钾素能够补充土壤钾素,影响土壤钾素表观平衡,长期秸秆还田后土壤钾素由亏缺转为盈余状态。秸秆还田既能提高土壤交换性钾含量,也能提高非交换性钾含量,其增加的钾素主要位于矿物层间位置,少量在矿物表面。钾释放动力学证明了秸秆还田可同时提高土壤钾素的供应强度和容量。

关键词：秸秆还田交换性钾非交换性钾钾吸附位点钾释放动力学钾供应强度钾供应容量

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农艺深施及配施缓控释氮肥对水稻产量及氮素损失的影响

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农业资源与环境学报 2021年第5期38卷 858-866页

作者：张富林刘冬碧范先鹏夏颖张志毅程子珍吴茂前高红兵毛波孔祥琼湖北省农业科学院植保土肥研究所国家农业环境潜江观测实验站湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室武汉430064 荆州市农业技术推广中心湖北荆州434000 兴山县农业环境保护站湖北兴山443700

为探讨基肥“干施湿混”(施基肥-泡田-旋耙整田)结合追肥“以水带氮”(先施追肥再灌水)的农艺深施技术及其配施缓控释氮肥对氮素损失及水稻氮素吸收利用的影响,采用田间小区试验,设置不施氮肥(N0)、常规施肥(Nc)、农艺深施(Nd)、农艺深... 详细信息

为探讨基肥“干施湿混”(施基肥-泡田-旋耙整田)结合追肥“以水带氮”(先施追肥再灌水)的农艺深施技术及其配施缓控释氮肥对氮素损失及水稻氮素吸收利用的影响,采用田间小区试验,设置不施氮肥(N0)、常规施肥(Nc)、农艺深施(Nd)、农艺深施配施缓控释氮肥再减氮10%(Ns)4个处理,研究了农艺深施及其配施缓控释氮肥对稻田田面水中氮素形态和浓度、稻田氮素流失量、水稻氮素吸收与产量、氮盈余量、土壤有效氮含量的影响。结果表明:与Nc处理相比,Nd和Ns处理均能降低氮素损失高风险期(基肥后7 d内,分蘖肥后5 d内,穗肥后4 d内)稻田田面水中总氮(TN)浓度,降幅分别为18.5%和49.8%,且主要降低了可溶性总氮(DTN),尤其是铵态氮(NH_(4)^(+)-N)的浓度;Nd和Ns处理稻田TN流失量分别降低了19.1%和47.6%,氮肥表观利用率分别提高了15.3、3.9个百分点,氮素盈余量分别降低了6.8%和38.1%,且土壤有效氮含量和水稻产量均有增加的趋势。研究表明,基肥“干施湿混”结合追肥“以水带氮”的农艺深施技术能降低稻田田面水中氮素浓度,提高氮肥利用率,减少氮肥损失,是一项值得推广的操作简便、绿色增效的施肥技术,再配施缓控释氮肥,能进一步降低田面水中氮素浓度和氮肥损失,同时能减少氮肥用量。

关键词：深施缓控释氮肥水稻氮损失产量

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聚天门冬氨酸尿素对稻田田面水氮素浓度及产量的影响

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中国土壤与肥料 2020年第6期 234-239页

作者：倪承凡张富林吴茂前夏颖张志毅刘冬碧范先鹏熊桂云马路高立湖北省农业科学院植保土肥研究所国家农业环境潜江观测实验站湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站农业环境治理湖北省工程研究中心湖北武汉430064 鄂州市土壤肥料工作站湖北鄂州436000 浠水县农业环境保护站湖北浠水438200

为揭示聚天门冬氨酸尿素在水稻上的施用效果,特别是降低田面水中氮素浓度、防控水稻氮素面源污染的效果,采用田间小区试验,对聚天门冬氨酸尿素对水稻产量、吸氮量、田面水中氮素形态及浓度的影响进行研究。结果表明:与普通尿素处理相比... 详细信息

为揭示聚天门冬氨酸尿素在水稻上的施用效果,特别是降低田面水中氮素浓度、防控水稻氮素面源污染的效果,采用田间小区试验,对聚天门冬氨酸尿素对水稻产量、吸氮量、田面水中氮素形态及浓度的影响进行研究。结果表明:与普通尿素处理相比,聚天门冬氨酸尿素处理的水稻籽粒产量和吸氮量分别增加2.9%和10.5%,且有一定的增加单穗实粒数和千粒重的作用。聚天门冬氨酸尿素处理施肥后初期(基肥后1~7 d,分蘖肥后1~5 d,穗肥后1~3 d)田面水中TN、NH_4^+-N、NO_3^--N的平均浓度分别比普通尿素处理低10.6%、11.1%、5.4%,但二者田面水中TN、NH_4^+-N、NO_3^--N浓度的动态变化规律基本一致,且二者田面水中NH_4^+-N/TN、NO_3^--N/TN没有差异。因此,聚天门冬氨酸尿素对水稻有一定的增产和促进氮素吸收的作用,同时会降低稻田田面水中氮素浓度,是一种可以用于防控稻田氮素流失,并能保障水稻产量的新型肥料。

关键词：聚天门冬氨酸尿素水稻氮素形态动态变化产量

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前氮后移对水稻产量形成和田面水氮素动态变化的影响

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水土保持学报 2020年第1期34卷 255-261页

作者：段小丽张富林倪承凡吴茂前范先鹏熊桂云湖北省农业科学院植保土肥研究所湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室农业环境治理湖北省工程研究中心

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm^2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥... 详细信息

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm^2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥全部作为基肥施用的处理相比,将前期氮肥的30%甚至50%后移到穗肥施用,对水稻产量没有明显影响,而氮肥后移70%至穗肥会使水稻产量显著下降。田面水中总氮(TN)和可溶性总氮(DTN)浓度在每次施肥后1天达到峰值,铵态氮(NH4+-N)浓度在基肥和分蘖肥后1天达到峰值,穗肥后3天达到峰值,随后逐渐降低至与不施氮肥处理相当。整个基肥期、分蘖肥后20天内和穗肥后9天内是防止稻田氮素流失的关键期。施尿素后,DTN是田面水氮素的主要部分,DTN以无机氮(IN)为主,而NH4^+-N在IN中所占比例达64.0%以上。比较水稻生育过程中氮素流失风险期内的TN、DTN和NH4+-N三氮浓度,相比T1,T2的三氮浓度分别降低了2.9%,1.6%,3.1%,T3的三氮浓度分别降低了15.5%,14.7%,22.3%,T4的三氮浓度分别降低了16.1%,22.9%,34.1%,结合产量,确定基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为2∶3∶5的氮肥后移措施能够在保证水稻产量不下降的同时,有效降低稻田氮素的流失风险。

关键词：氮肥后移水稻产量形成田面水氮素动态变化

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有机培肥与耕作方式对稻麦轮作土壤团聚体和有机碳组分的影响?

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中国生态农业学报（中英文） 2020年第3期28卷 405-412页

作者：张志毅熊桂云吴茂前范先鹏冯婷婷巴瑞先段申荣湖北省农业科学院植保土肥研究所/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站/农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室/农业环境治理湖北省工程研究中心武汉430064 湖北省宜昌市兴山县古夫镇农业技术服务中心宜昌443799

为了明确不同外源有机物和耕作方式对土壤地力培育的影响,以水稻-小麦轮作系统为对象,通过2个年度(2016—2018年)大田试验研究了外源有机物(秸秆和有机肥)和耕作方式及其交互作用[稻麦秸秆还田配合旋耕(SR),稻麦秸秆还田配合翻耕(SP),... 详细信息

为了明确不同外源有机物和耕作方式对土壤地力培育的影响,以水稻-小麦轮作系统为对象,通过2个年度(2016—2018年)大田试验研究了外源有机物(秸秆和有机肥)和耕作方式及其交互作用[稻麦秸秆还田配合旋耕(SR),稻麦秸秆还田配合翻耕(SP),秸秆不还田、增施有机肥配合旋耕(MR),秸秆不还田、增施有机肥配合翻耕(MP),秸秆不还田、不施用有机肥、旋耕深度15 cm(CKR)]对土壤团聚体和有机碳组成的短期影响。结果表明:SR处理能够降低水稻季土壤容重并增加总孔隙度。相比CKR,小麦季SR处理显著增加>0.05 mm水稳性团聚体含量,增加量为7.2%。此外,外源有机物和耕作对土壤有机碳活性组分具有显著影响。其中,易氧化有机碳(EOC)主要受耕作与有机物交互作用影响,酸水解有机碳(LPIc和LPIIc)主要受耕作措施的影响,SR处理的土壤EOC和LPIc含量比CKR提高0.3~2.6 g·kg−1。颗粒有机碳(POC)主要受外源有机物的影响,并且秸秆还田处理POC平均含量高于增施有机肥处理,增加量为0.75 g·kg−1。短期内,外源有机物和耕作及其交互作用对稳定性有机碳(黑碳和矿物结合态有机碳)的影响较小。综上,秸秆还田配合旋耕有助于提高土壤水稳性团聚体和活性有机碳的含量(EOC、LPIc和POC)。

关键词：水稻-小麦轮作秸秆还田耕作措施土壤团聚体活性有机碳稳定性有机碳

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稻麦轮作制还田秸秆腐解和养分释放特征

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中国土壤与肥料 2022年第8期 221-230页

作者：张志毅何剑范先鹏夏颖张富林刘冬碧吴茂前湖北省农业科学院植保土肥研究所国家农业环境潜江观测实验站湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室湖北武汉430064 丹江口市农业环境保护站湖北丹江口442700

秸秆还田是耕地质量提升的重要措施,还田秸秆腐解能够为作物生长提供氮、磷、钾等养分。明确稻麦轮作制水稻和小麦秸秆还田后的腐解和养分释放特征,是制定秸秆还田下合理养分管理制度的理论基础。通过田间尼龙网袋法,研究了小麦秸秆在... 详细信息

秸秆还田是耕地质量提升的重要措施,还田秸秆腐解能够为作物生长提供氮、磷、钾等养分。明确稻麦轮作制水稻和小麦秸秆还田后的腐解和养分释放特征,是制定秸秆还田下合理养分管理制度的理论基础。通过田间尼龙网袋法,研究了小麦秸秆在水稻季、水稻秸秆在小麦季的腐解和养分释放特征以及秸秆腐解剂的影响。结果表明,小麦和水稻秸秆快速腐解期、中速腐解期、缓慢腐解期分别为0~10、10~20、20~110和0~10、10~50、50~200 d。在秸秆腐解剂的作用下,秸秆腐解率达50%和95%的时间缩短约8和38 d。水稻生育期内小麦秸秆累积腐解率达57%,秸秆氮和磷表现为淋溶-富集-释放,释放量分别为29%~37%和36%~44%,碳和钾表现为直接释放,释放量分别为55%和92%。小麦生育期内水稻秸秆累积腐解率达到73%,秸秆碳、氮、磷、钾均表现为直接释放,释放量依次为75%、41%~51%、59%、98%。水稻季,小麦秸秆在缓慢腐解期会吸附-富集土壤溶液中的氮和磷,伴随着秸秆中纤维素和半纤维素逐渐腐解,富集的氮、磷会部分释放到土壤中;小麦季,秸秆腐解剂提高快速和缓慢腐解期氮和磷的释放量和释放速率,氮素和磷素释放量分别提高10.0%和4.7%。热重分析表明,秸秆腐解剂主要加速了小麦和水稻秸秆半纤维素和纤维素的腐解。综上所述,秸秆腐解剂可以在一定程度上提高秸秆腐解和养分释放速率,同时也应注意还田秸秆在水稻孕穗期对土壤溶液中氮、磷的吸附-富集过程,在实际生产中宜在该时期适当补充氮、磷肥,以避免秸秆与作物争养分而导致减产。

关键词：秸秆腐解过程养分释放腐解剂

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生物降解地膜降解特性及其应用对辣椒生长发育的影响

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中国农业大学学报 2023年第7期28卷 79-92页

作者：杨雅李涛朱建强范先鹏张志毅夏颖唐芷馨湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站武汉430064 十堰市农业生态环境保护站湖北十堰442000 长江大学农学院湖北荆州434000 University of California DavisCollege of Letter and ScienceDavis 95616USA

为明确不同材质生物可降解地膜在湿润气候下的降解特性和对辣椒生长发育的影响,通过大田试验研究了聚乙烯地膜(PE)、淀粉基降解膜(BM1)、聚合类降解膜(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等)(Bm_(2)、BM_(3)、BM_(4... 详细信息

为明确不同材质生物可降解地膜在湿润气候下的降解特性和对辣椒生长发育的影响,通过大田试验研究了聚乙烯地膜(PE)、淀粉基降解膜(BM1)、聚合类降解膜(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等)(Bm_(2)、BM_(3)、BM_(4)对土壤温度、田面覆盖降解性能和辣椒农艺性状的影响,通过埋土试验评估各地膜不同埋土深度的降解过程。结果表明:(1)辣椒生育前期(覆膜后0~58 d)是地膜发挥保温效果关键期,覆膜种植主要提高该时期0~5和5~10 cm土层14:00和17:00的土壤温度。其中,BM_(3)和BM_(4)的增温效果与PE相近,0~5和5~10 cm土层平均温度比CK提高了约4℃。(2)地膜降解过程受降解材质影响,淀粉基降解膜地面覆盖79 d达到无膜期,埋土60 d内完全降解。聚合类降解膜诱导期在覆膜后51~93 d,辣椒收获后处于碎裂期或无膜期。通过拟合方程可知,埋土深度影响BM_(4)的降解,降解率达95%时BM_(4)翻埋20 cm比翻埋10 cm少77 d。(3)BM_(4)主要提高成熟期茎粗、茎高和干物质量,对辣椒生长的促进效果接近或者优于PE。BM_(4)和PE辣椒产量分别比CK提高11305.3和11096.8 kg/hm^(2)。因此,适宜辣椒覆膜栽培的降解膜诱导期约79 d并且在辣椒全部收获后达到碎裂期或无膜期,埋土深度为10~20 cm能够满足降解地膜的降解需求。

关键词：生物降解地膜降解特性降解材质辣椒

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生物炭复配天然矿物对稻田土壤还原性物质的影响

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河南农业科学 2023年第11期52卷 75-84页

作者：傅玺豪朱建强范先鹏张志毅何绍华倪承凡吴茂前湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站湖北武汉430064 长江大学农学院湖北荆州434000 武汉市汉南区农业技术推广服务中心湖北武汉430090

为探究秸秆还田后土壤氧化还原状况变化和生物炭复配天然矿物对稻田土壤还原性物质削减效果,将玉米秸秆生物炭(BⅠ)、烟草秸秆生物炭(BⅡ)与天然矿物(S)按不同比值组合成调理剂,采用盆栽的方法研究其对稻田土壤还原性物质总量,活性还原... 详细信息

为探究秸秆还田后土壤氧化还原状况变化和生物炭复配天然矿物对稻田土壤还原性物质削减效果,将玉米秸秆生物炭(BⅠ)、烟草秸秆生物炭(BⅡ)与天然矿物(S)按不同比值组合成调理剂,采用盆栽的方法研究其对稻田土壤还原性物质总量,活性还原性物质、亚铁离子(Fe^(2+))、亚锰离子(Mn^(2+))含量及产量的影响。结果表明,水稻苗期—分蘖期,秸秆还田可提高土壤还原性物质含量,RS处理(秸秆还田)还原性物质总量、活性还原性物质和Fe^(2+)含量平均值分别比CK(秸秆不还田)提高1.18 cmol/kg、1.83cmol/kg、194.22 mg/kg。玉米秸秆生物炭对土壤还原性物质降低效果优于烟草秸秆生物炭。其中,S_(5)BⅠ5(S∶BⅠ=5∶5)、S_(3)BⅠ_(7)(S∶BⅠ=3∶7)、S_(0)BⅠ_(10)(S∶BⅠ=0∶10)还原性物质总量和活性还原性物质含量平均值分别比RS降低0.13~0.20、0.23~0.60 cmol/kg;S_(3)BⅠ_(7)的Fe^(2+)平均含量比RS处理降低110.41 mg/kg;除S_(3)BⅡ_(7)(S∶BⅡ=3∶7)外,玉米秸秆生物炭和烟草秸秆生物炭及其与天然矿物复配比RS处理水稻根系附近土壤溶液Fe^(2+)含量降低幅度在29.78~54.60、8.58~33.57μg/kg。不同复配调理剂处理土壤溶液平均p H值比RS处理提高了0.06~0.29。S_(3)BⅠ_(7)处理有效穗数和实粒质量比RS提高了4.0个/穴、12.4 g/穴。综上所述,秸秆还田会提高水稻生育前期土壤还原性物质含量,生物质炭与天然矿物复配可以有效降低土壤还原性物质含量和Fe^(2+)产生速率,改善土壤溶液酸碱度,最终提高水稻有效穗数和产量。其中玉米秸秆生物炭改善效果优于烟草秸秆生物炭,并且玉米秸秆生物炭与天然矿物以7∶3复配具有最好的效果。

关键词：稻田土壤生物炭调理剂秸秆还田还原性物质

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