铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素激发效应的影响

以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类型为对象,采用Bremner淹水培养法,研究铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素的激发效应。结果表明,在测定NH4+-N的激发效应时,只有考虑粘土矿物对有机氮矿化产物或者添加NH4+-N的固定,才可获得可靠结果。在培养20 d和60 d时,NH4+-N对不同土类氮素激发效应存在极显著和显著的影响(P≤0.01和<0.05);培养40 d时,尽管不同土类氮素激发效应也存在很大差异,但统计检验不显著。从整体评价,NH4+-N对土垫旱耕人为土和黄土正常新成土表现出正的激发效应,而对干润砂质新成土表现出负的激发效应,对简育干润均腐土在培养20 d和40 d时无激发效应,而在培养60 d时,表现出显著的负激发效应。结果还看出,在培养40 d和60 d时,NH4+-N对农田土壤表现出负激发效应,对林地和裸地土壤表现出正激发效应,而草地土壤在培养40 d时为正激发效应;培养20 d和60 d时无激发效应。添加有机物料在培养20 d和40 d时对激发效应的影响不显著(P=0.0872和0.1641),培养时间延长至60 d时影响显著(P=0.049)。添加紫花苜蓿(Medicago sati-v...

黄土旱塬长期施肥条件下小麦钾素营养和肥料利用率的研究

为了给黄土旱地经济合理施肥、粮食增产提供科学依据。[方法]在长期定位试验的基础上,研究了不同施肥对小麦产量、各生育期钾素营养和肥料利用率的影响。[结果]不同施肥小麦增产效果差异显著。单施氮肥小麦增产75.3%,单施磷肥小麦产量则降低24.7%,NM、PM、NPM配施小麦增产75.9%~92.9%;小麦钾素的吸收主要集中在生长发育前期,孕穗期以后因泌钾现象多表现为负吸收,施用有机肥,特别是无机肥与有机肥配施,促进小麦吸钾作用明显,小麦植株各器官含钾量明显提高;单施N肥、NP配施小麦钾素的吸收量、吸收速率较高,单施有机肥及有机无机肥配合施用小麦钾素吸收量和吸收速率比对照也有明显提高;单施N肥小麦氮肥利用率较高为76.73%,单施P肥小麦磷肥利用率较低仅为14.20%,NP配施与单施P肥相比,吸磷量、吸钾量分别增加112.53%和79.36%。施用有机肥可以显著提高作物氮、磷、钾吸收量,但肥料利用率却不高。[结论]施用有机肥以及有机无机肥配合施用,可以明显促进小麦对氮、磷、钾养分的吸收,提高小麦产量。

Investigation on Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Cd fractions in the natural surface coatings sampled and surficial sediments collected in the Songhua River, China

Natural surface coatings sampled (NSCSs) from the surface of shingles and surficial sediments (SSs) in the Songhua River, China were employed to investigate the similarities and difference in fractions of heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, and Cd) between NSCSs and SSs using the modified sequential extraction procedure (MSEP). The results show that the differences between NSCSs and SSs in Fe fractions were insignificant and Fe was dominantly present as residual phase (76.22% for NSCSs and 80.88% for SSs) and Fe-oxides phase (20.33% for NSCSs and 16.15% for SSs). Significant variation of Mn distribution patterns between NSCSs and SSs was observed with Mn in NSCSs mainly present in Mn-oxides phase (48.27%) and that in SSs present as residual phase (45.44%). Zn, Cu, Pb and Cd were found dominantly in residual fractions (>48%), and next in solid oxides/hydroxides for Zn, Pb and Cd and in easily oxidizable solids/compounds form for Cu, respectively. The heavy metal distribution pattern implied that Fe/Mn oxides both in NSCSs and SSs were more important sinks for binding and adsorption of Zn, Pb and Cd than organic matter (OM), and inversely, higher affinity of Cu to OM than Fe/Mn oxides in NSCSs and SSs was obtained. Meanwhile, it was found that the distributions of heavy metals in NSCSs and SSs were similar to each other and the pseudo-total concentrations of Zn, Cu, Pb and Cd in NSCSs were greater than those in SSs, highlighting the more importance for NSCSs than SSs in controlling behaviours of heavy metals in aquatic environments.

下辽河平原玉米农田水肥交互作用研究

利用持续16年的长期田间试验与气象观测资料，对下辽河平原不同降水年景作物对施肥的增产反应及水分对肥料增产的促进作用、不同水肥条件下玉米对养分的吸收与分配以及玉米农田土壤养分收支进行了研究；并估算了该地区水肥交互作用对作物增产的贡献；同时，利用沈阳地区近50年气象与玉米单产历史资料，建立趋势—随机预测模型，以预测该地区不同气候年景玉米产量。 研究结果表明，该地区玉米蒸散耗水与其生育期内降水之间关系密切，且不同的施肥处理对玉米消耗水分量影响不大。过少或过多的降水均会降低玉米产量；在高肥力水平下平水年（降水400～550mm）玉米产量最高，水肥交互作用对作物增产的贡献亦达最大，可占总增产量的44.9%。 玉米体内养分浓度及养分在籽实与秸秆中的分配比例明显受施肥、降水及作物生长状况的影响。在平水年条件下，养分在籽实内累积的比例最高；同时，作物生长状况愈好，形成单位籽实产量所需养分量有减少的趋势，有利于提高作物体内养分的转化利用效率。 施肥条件差异可使玉米收获移出农田的养分量相差2～3倍。水分条件对养分移出量的作用不如施肥明显；N肥施用加剧了土壤P的赤字，而N、P肥施用可加剧土壤K收支赤字；水分条件的改善也会明显加快养分收支赤字过程。 通过对沈阳地区玉米单产与气象因子的分析，建立趋势—随机预测模型，发现热量因素对玉米产量形成有着重要作用；而养分均衡供给可提高玉米对不利气象条件的耐抗能力，具有稳产作用；同时，利用长期定位试验结果对模型加以验证，发现模型预测结果与长期定位试验结果非常吻合。

肥料氮在土壤-作物系统中的转化与释放规律

本文以公主岭市长期定位监测基地的黑土为研究对象，通过15N同位素标记盆栽试验，系统研究了化肥及其配施玉米秸秆处理土壤不同形态氮库的容量特性、释放规律及其对作物的持续供氮能力。结果表明： 标记化肥氮施入土壤，连续三个生长季主要以有机氮的形式残留于土壤中，其次是固定态铵，无机氮最小。新形成土壤有机氮和“新固定”的固定态铵活性较高，极易释放供作物吸收利用，连续三季作物土壤固定态铵的净释放率最高，氨基酸氮次之，有机氮最低。与土壤有机氮库相比，土壤无机氮库中标记肥料氮的残留率较低，高量氮肥处理残留率高于低量氮肥处理，与单施化肥相比，化肥配施玉米秸秆降低了标记肥料氮在土壤无机氮库中的残留，说明高量氮肥的施用会增加其在无机氮库中的残留，化肥与有机物料配合施用能够促进无机氮肥向土壤有机氮的转化，从而避免无机氮大量积累而造成氮素损失。 标记氮肥在土壤中的残留率随作物生长季的增加而降低，经过连续三季作物的吸收利用，其在土壤中的残留率平均为15.8%；而作物对标记肥料氮的利用率和标记肥料氮的损失率随着作物生长季的增加而增加，至第三季作物成熟期，作物对标记肥料氮的利用率平均为61.1%，标记肥料氮的损失率平均为23.1%。在单施化肥处理中，高量氮肥的施用降低了标记肥料氮在土壤中的残留率，增加了氮素损失率；与单施化肥处理相比，化肥配施玉米秸秆能明显增加标记肥料氮在土壤和作物中的回收率，降低氮素损失率，从而说明通过施入有机物料玉米秸秆合理调节土壤中C源和N素营养的施用比例可以达到增加氮肥在土壤中的残留率，提高氮肥利用率的目的。

采油污水回注系统缓蚀阻垢技术研究

油田腐蚀与结垢是油田生产面临的普遍问题。随着油田开发时间的延长，注水开采成为普遍采用的采油工艺。因此，腐蚀与结垢问题十分突出。腐蚀和结垢现象的存在，增大了油田生产成本，给开发生产造成惨重的经济损失，是制约油田高效益、低投入快速发展的关键因素之一。 本文以辽河油田采油污水为研究对象。在水质特征和垢样组成分析的基础上，明确了腐蚀结垢原因。以六偏磷酸钠（(NaPO3)6）和硫酸锌（ZnSO4•7H2 O）为缓蚀剂，以氨基三亚甲基膦酸（ATMP）和羟基亚乙基二膦酸（HEDP）为阻垢剂，添加少量聚合物分散剂筛选复配出具有缓蚀、阻垢和分散等功能的高效复合缓蚀阻垢剂。研究了缓蚀剂含量、添加聚合物分散剂、药剂浓度、油田其他助剂等对缓蚀阻垢剂性能的影响，并探讨了药剂的缓蚀阻垢机制。 针对高升采油厂和沈阳采油厂的注水水质，筛选复配的缓蚀阻垢剂最佳配比及投加浓度为：(NaPO3)6，11.2mg/L； ZnSO4•7H2O，16.8mg/L；HEDP，7.2mg/L；ATMP，4.8mg/L；水解聚马来酸酐（HPMA）或丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/AMPS共聚物（W-118A），5.0mg/L。总浓度为45mg/L。 室内动态模拟实验结果表明，复配缓蚀阻垢剂缓蚀率和阻垢率达99%以上，腐蚀速率低于0.02mm/a，具有优良的缓蚀阻垢性能。药剂性能评价结果表明该复合缓蚀阻垢剂具有耐高温、投加剂量低，与油田其他助剂配伍性好，低磷环保等优点。 现场试验和推广应用研究结果表明，筛选复配的缓蚀阻垢剂适合于辽河油田采油污水回注系统，腐蚀速率从以前的1.135mm/a降低到0.038mm/a，缓蚀率和阻垢率均达到96%以上，能够达到辽河油田采油污水回注系统防腐阻垢控制目标的要求，并且腐蚀速率也低于国家石油化工行业标准的防腐阻垢控制要求（≤0.075mm/a）。 通过经济效益分析表明，采用该项工艺技术经济效益显著，具有较好的推广应用前景。

自交联材料在肥料养分控释上的应用研究

目前在包膜控释肥料方面的研究热点是采用树脂型包膜材料制备包膜肥料，并且取得了一定的成绩，控释效果比较良好，但由于树脂材料需用大量有机溶剂，给生产成本和工艺都带来了新的问题。本试验针对此问题，选用水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）作为包膜材料，应用旋转包膜工艺和流化床包膜工艺制备包膜肥料，采用水培法、淋溶法、土培法、电镜观察等方法对其进行释放性能评价，最终确定水性聚氨酯和水性丙烯酸在肥料中应用的效果。结果表明： 以旋转包膜工艺、用水性聚氨酯（PU）为膜材料制备的9种包膜肥料，并做了封闭处理，通过扫描电镜观察都形成了致密连续的控释膜，经评价都具有一定的控释效果，其中CRF-6（水性聚氨酯用量6%，封闭剂用量3%）、CRF-9（水性聚氨酯用量9%，封闭剂用量3%）两种包膜肥料控释性能较优，水培条件下其氮素初期溶出率分别为29.11%和19.48%，钾素初期溶出率分别为33.15%和24.93%。各种评价方法结果表明：同一材料不同包膜量控释效果比较：6%用量优于9%用量，优于3%用量。封闭剂用量在2%时效果相对较好。 以流化床包膜工艺、用水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）为膜材料制备的15种包膜肥料，经检测FCRF-9（PA:PU=1:2，9%）、FCRF-11（PA:PU=1:1，6%）和FCRF-12（PA:PU=1:1，9%）这3种肥料控释效果最为突出，在水培条件下其氮素初期溶出率分别为12.58%、15.62%和16.02%。材料组合以水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）以1：2复合包膜最理想。对于同一包膜材料不同用量控释效果顺序：9%用量优于6%用量，优于3%用量。与普通肥料肥料相比，包膜肥料吸湿率大幅下降。 旋转包膜工艺与流化床包膜工艺比较表明：在低用量时，水性包膜材料在流化床包膜工艺与旋转包膜工艺制备肥料控释性能没有差异；在高用量时，流化床包膜工艺比旋转包膜工艺更适合应用于水性高分子材料肥料包膜。

无粪便生活污水SMBR快速处理技术研究

针对传统生活污水水质相对复杂，处理与回用较为困难的问题，提出在搜集时排除粪便水，选择厨房、洗漱、洗澡、洗涤的污水，利用浸没式膜生物反应器（SMBR）技术实现上述类型污水的快速处理，再生水回用于冲厕。研究结果表明：此种污水COD、NH4+-N和TP含量低，具有良好的可生化性，可大大降低处理周期与处理成本。本技术优化的主要工艺条件为：污泥浓度范围7000～9100 mg•L-1，污泥龄40～55d，HRT为80min，气水比为12～15:1，处理效果好，微滤膜对稳定出水水质起到重要作用。在此条件下，COD、NH4-N,TP去除率分别为85.47%, 53.11%,44.86%。出水COD在20～30mg•L-1之间，BOD5为1～5 mg•L-1；NH4+-N为2～3.08 mg•L-1，TP为0.59～0.9mg•L-1 mg•L-1，LAS为0.41～0.67mg•L-1，去除效果较好，再生水水质可达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920- 2002)标准。本文研究不足之处主要是由于文章所述污水搜集难度较高，实验用水为模拟废水，在一定程度上与实际污水有差距。 本研究结果可为生活污水的处理与回用提供一种新的思路与研究基础。

长期施肥对农田土壤N、P转化酶活性的影响

本试验利用国家黑土肥力与肥料效益长期定位监测基地为平台，研究了多种施肥方式（包括休闲、不施肥、氮、氮钾、氮磷钾、秸秆配施化肥、猪粪配施化肥等）对参与土壤氮转化过程的蛋白酶 、脲酶、硝酸还原酶、氨氧化酶以及参与土壤有机磷矿化的磷酸三酯酶、磷酸二酯酶和磷酸单酯酶活性和动力学特性的作用，以探讨不同施肥方式对氮磷转化酶活性的影响，得出如下结果： 1. 不同施肥处理对土壤氮转化酶促过程影响不同，有机肥配施化肥处理显著增强了蛋白酶、脲酶、氨氧化酶活性。有机肥配施化肥处理土壤速效氮含量高于化肥处理，硝态氮积累量较大，铵态氮含量差异不显著，有机肥配施化肥能够显著促进尿素水解和硝态氮的积累，表明有机肥配施化肥有机氮的矿化强度及硝化作用强于化肥处理。施肥对硝酸还原酶活性没有显著影响。相关分析表明，土壤蛋白酶、脲酶和氨氧化酶活性与微生物量碳呈显著正相关，氨氧化酶活性与脱氢酶呈显著正相关。 2. 有机肥配施化肥处理显著提高了土壤速效磷的含量，增强了土壤磷酸二酯酶和中性磷酸单酯酶活性，土壤速效磷含量过高的情况下，速效磷对中性磷酸单酯酶产生一定程度的抑制作用。与对照相比，化肥处理显著增高了中性磷酸单酯酶活性，但是对磷酸二酯酶有一定的抑制作用。相关分析表明，土壤磷酸二酯酶活性与土壤脱氢酶、速效磷呈显著正相关，中性磷酸单酯酶与速效磷含量呈负相关。

缓效肥料研制及其养分释放特性研究

本文主要是采用亲水性聚合物来研制缓效复合肥。首先对十几种亲水性材料进行筛选，选择出粘性适中、材料成膜质量好并且所研制肥料的氮素的初期溶出率相对较低的材料为控释材料。通过以上方法选择出两种控释材料：聚乙烯醇溶液和聚乙烯醇与聚丙烯酸钠的混合溶液。将聚乙烯醇配制成3个浓度（1％、2％、3％）并在这3个浓度中加入一定量的聚丙烯酸钠（100鲍聚乙烯醇加入4g聚丙烯酸钠）也配制成3个浓度梯度的溶液。然后用所配制的溶液研制出6种肥料：SRF-A1、SRF-A2、SRF-A3、SRF-B1、SRF-B2、SRF-B3（A1、A2、A3分别代表聚乙烯醇1％、2％、3％3个浓度；B1I、B2、B3代表聚乙烯醇与聚丙烯酸钠混合溶液的1％、2％、3％3个浓度）。利用水浸法和土柱淋溶法对所研制的6种肥料进行缓效性的评价，结果表明所研制的肥料与对照相比都有明显的缓释效果。并且通过测定结果发现SRF-A3和SRF-B3具有较好的缓释效果。通过水浸法和土柱淋溶法得知SRF-A3对N、K2O、P2O5的缓释效果要劣于SRF-B3肥料。通过这两种方法测定控释材料对磷的缓释效果最好，其次是氮素和钾素。试验继续通过肥料和上壤培养来检验缓释效果相对较好的SRF-A3和SRF-B3的缓效性，根据测定数据再一次证明了水浸法和土柱淋溶法的结果即SRF-A3和SRF-B3具有较好的缓释效果，SRF-B3的缓释效果好于SRF-A3。论文最后研究了温度和土壤水分对SRF-A3和SRF-B3的养分释放影响。结果表明：土壤水分对各个肥料养分释放影响显著，而温度对肥料养分释放影响不大，在所设置温度梯度内各个养分的释放差别不明显。

有机无机培肥对褐土养分库容和供给力的影响

本文采用中长期田间的小区试验、微区试验以及室内培养试验相结合的方法，研究有机肥和无机肥配合施用对辽宁褐土若干土壤肥力因素的影响以及由此产生的土壤养分库容和供给力的变化。结果表明：不同的培肥处理对褐土养分库容和供给力的变化。结果表明：不同的培肥处理对褐土养分库如N、P的总量以及表观供给力的速效养分含量都有同不程度的增长，土壤有机质、阳离子代换量孔度等也都发生相应的变化，各处理的秸杆配合化肥的施用效果最好，而且在一定范围内有随施用量增加的趋势。秸杆的施用对土壤K的作用也是明显的。有机－无机配合施肥对增加土壤无机P库中的速效性P及缓效性P效果显著，对氮的矿化势（No值）的影响也是十分显著的。由于有机－无机培肥提高了土壤肥力，使以此为基础的作物产量有明显提高。