竹炭包膜尿素和常用氮肥的氮素淋失特征研究

通过土壤淋溶试验,探讨了竹炭包膜尿素和常用氮肥的氮素淋失特点以及施用不同氮肥对土壤性质的影响。结果表明,不同氮肥施入土壤后其氮素淋失率有很大的差异,其中硝酸钾的淋失率最高,其次为尿素,碳铵的淋失率最低。竹炭包膜尿素因具有养分缓慢释放的特点,其氮素淋失率较尿素低9.93%~16.27%。施用竹炭包膜尿素所引起土壤盐基离子的淋失量远低于施用速溶性氮肥;不同氮肥淋洗后对土壤pH值变化的影响差异较大,竹炭包膜尿素对土壤pH值变化的影响较小。施肥淋洗后,除了硝酸钾处理外,其余处理土壤的速效氮含量均比淋洗前高,两种竹炭包膜尿素处理土壤的速效氮含量均高于尿素处理;土壤介质对氮素的淋失率有较大的影响,供试氮肥在砂土中的氮素淋失率远高于其在石灰岩风化土中的淋失率。     

竹炭包膜氮肥的利用率比较

采用土壤溶出和盆栽试验的方法,研究了尿素、塑料包膜肥、矿物包膜肥和自制的竹炭包膜肥对氮素溶出率和玉米盆栽的生物效应的影响.结果表明:尿素施加到土壤中后淋失比较严重,矿物包膜肥、竹炭包膜肥、塑料包膜肥的氮溶出率均低于尿素(p均低于0.1),其中塑料包膜肥、竹炭包膜肥的溶出率显著低于尿素对照(p<0.01).尿素经过竹炭等包膜材料包膜处理后,在盆栽情况下,其氮素利用率可提高10%~25%,减少氮素溶出损失,有助于减轻对水体的污染.     

农用肥对三峡库区紫色土小流域氨挥发及氮收支的影响

农业面源氮素已成为影响三峡库区环境安全的主要因素,但有关农业面源氮污染研究并未深入区分氮污染主要来自何种农业用地,同时以什么方式进入三峡库区。以三峡库区紫色土农用坡地为研究对象,对典型农耕模式下碳铵、尿素和复合肥的氨挥发特征以及小流域内氮素收支平衡进行分析,以期探究氨挥发对三峡库区氮污染的影响。采用原位受控对照实验的范式进行研究,结果表明,在典型农耕模式下,三峡库区紫色土氨挥发速率表现为：复合肥最低,变化最平缓;尿素的峰值出现滞后,下降缓;碳铵的峰值出现较早,下降快。小流域内尿素的氨挥发率为8.82%~18.37%,碳铵为17.86%~30.70%,复合肥为2.56%~3.86%。施肥种类的氨挥发率大小为：碳铵 > 尿素 > 复合肥,典型用地的氨挥发率大小为：水田 > 果林 > 旱地。对流域内氮收支平衡分析,发现小流域内化肥是氮素最主要的输入,氨挥发是主要的输出,土壤氮素残留严重,增加了氮素流失风险。从环保角度考虑,降低三峡库区碳铵使用频率、减少旱地和果林施肥量、优化氮肥施用结构是减少氨挥发的有效途径,氨挥发率的减少对三峡库区氮污染防治具有重要意义。     

粪便生态厕所高温好氧堆肥过程中气态氨的释放特性

粪便好氧堆肥过程中氮元素的损失问题主要是氨气NH3释放,是关乎堆肥产物肥效的重要问题.实验设计小型密闭好氧堆肥反应器,进行了一系列的批实验,研究粪便高温好氧堆肥过程中NH3释放的特性.结果:在高温堆肥时,累积的氨态氮NH3-N的增加主要发生在堆肥第1 d,总量达到约0.81g.NH3-N释放速率呈现出先迅速增加之后迅速减少并接近环境背景的两个阶段.NH3释放与氮的迁移转化密切相关,氮的迁移转化也主要发生在堆肥的第1d.总氮Ntot损失约17%(约0.90g),主要是无机氮Nino的迅速减少(约0.89g),有机氮Norg几乎没变.Nino中的铵态氮NH4+-N(占无机氮94%以上)迅速减少,亚硝态氮NO2--N几乎消失,硝态氮NO3--N增加量与NO2--N减少量持平.物料衡算说明氨气挥发是氮损失的主要原因,且主要集中在堆肥初期.NH3挥发量主要取决于NH4+-N浓度和温度.高温加快了NH4+-N挥发,使得NH3-N释放时间缩短、总量小、较为集中.高温抑制了Norg氨化,减少了NH4+-N的生成,减少了NH3挥发,最终氮的损失减少.研究表明:高温虽然加快了NH3的挥发,但抑制了Norg氨化,使得总的NH4+-N挥发减少,氮的损失减少.NH3挥发是氮损失的主要原因,高温时在堆肥初期(第1d)控制好NH3挥发是控制氮损失的有效阶段1.     

基于化学计量学分析生物炭-N配施的联合效应

为探讨新型土壤调理剂——生物炭及氮肥配施对土壤养分调理的影响,采用培养实验结合化学计量方法分析玉米秸秆生物炭（SBC）、鸡粪生物炭（MBC）和氮肥（尿素）配施的添加效应。结果表明:生物炭能够提高土壤养分质量分数,但其调理效果具有剂量依赖性和种类异质性。随着生物炭用量的提高,土壤养分质量分数呈上升趋势。SBC处理使土壤有机碳（SOC）和全磷（TP）质量分数最高提升101.754%和34.592%。MBC处理使土壤SOC和TP质量分数最高提升了23.684%和84.396%。SBC通过诱导土壤SOC质量分数的提高进而提高土壤碳氮质量比（C/N）和碳磷质量比（C/P）。而MBC处理则通过磷剂量稀释效应降低了土壤C/P和氮磷质量比（N/P）。生物炭和氮肥之间不是单一的叠加效应,实际应用过程中应充分考虑氮肥与生物炭的交互效应。     

环渤海盐碱化潮土区小麦-玉米轮作体系氮肥用量对氮肥利用率的影响

采用田间小区试验,研究了环渤海盐碱化潮土区高、中、低产田小麦-玉米最佳施氮量,以及不同施氮水平对小麦-玉米产量、氮肥贡献率和氮肥利用率的影响。结果表明:对于高、中、低产田,小麦的适宜施氮量分别为225,225,180kg/hm2,玉米的适宜施氮量分别为225,180,135kg/hm2;氮肥贡献率在低产田和中产田上大于高产田;氮肥吸收利用率为低产田>中产田>高产田,氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力随氮肥用量增加而降低;高、中、低产田土壤供氮能力在冬小麦茬口分别为82.2%,77.8%,76.8%,在夏玉米茬口分别为81.9%,77.7%,75.9%。     

生物菌剂对蔬菜产量及菜地活性气态氮排放的影响

为了明确尿素配施生物菌剂对设施菜地活性气态氮(N₂O和NH₃)排放以及蔬菜产量的影响,分别采用静态暗箱-气相色谱法和通气室-氨捕获法对设施菜地N₂O和NH₃排放进行了原位观测.试验设置3个处理：空白处理(CK)、施用尿素(U)、尿素与生物菌剂配施(EM).结果表明：与CK处理相比,U处理蔬菜产量、N₂O排放量、NH₃排放量、活性气态氮累积排放量和活性气态氮排放强度分别增加了3.65%、43.40%、16.90%、38.60%和35.71%.与CK处理相比,EM处理蔬菜产量、N₂O排放量、NH₃排放量、活性气态氮累积排放量和活性气态氮排放强度分别增加了22.28%(P<0.05)、103.46%(P<0.05)、45.07%(P<0.05)、92.80%(P<0.05)和57.14%(P<0.05),差异显著.考虑EM处理显著增加了活性气态氮,并由此带来的环境损益,生物菌剂在菜地中的施...     

不同水肥耦合下棉花土壤氮素转化规律

应用气压过程分离(BaPS)方法研究了江西棉花在不同水肥耦合下的土壤总硝化、反硝化和呼吸速率.结果表明:不同水肥处理下土壤的化学成分含量明显不同,减少灌水有利于有机质、硝态氮、有效磷的形成,增加灌水则有利于铵态氮的形成,增加施氮肥有利于全氮、硝态氮、全钾的形成,土壤酸度减小;水处理对土壤铵态氮影响高度显著,对硝态氮、pH影响显著;肥处理对土壤全氮、硝态氮、铵态氮、pH影响高度显著,对全钾影响显著;水肥交互只对铵态氮影响高度显著;氮肥和一定范围内灌水的增加都有利于硝化和反硝化作用;最适合硝化细菌活动的土壤体积含水率范围为20%～30%;土壤温度和速效氮的含量是影响总硝化速率的2个主要因素.     

水稻间歇灌溉对土壤肥力的影响

在江西省灌溉试验中心站开展田间对比试验,对不同灌溉模式下的水稻产量、稻田土壤肥力、不同土层土壤溶液氮素浓度以及氨挥发过程进行观测分析.结果表明,与淹灌相比,间歇灌溉能够适当增加水稻产量,有利于土壤对总氮、有机质的保持,减轻耕层土壤磷素淋溶损失.在拔节孕穗期以前间歇灌溉的田面水总氮浓度高于淹灌,氨挥发速率也高,穗肥施用后间歇灌溉模式下的稻田氮素在随水分向根系的运动过程中更多地被土壤胶体所吸附,使耕层土壤水总氮浓度高于淹灌、田面水总氮浓度低于淹灌、氨挥发速率低于淹灌.     

植物油增塑聚苯乙烯包膜肥料的研究

目的为了提高化肥的利用率,降低缓释肥料的生产成本.方法以废弃聚苯乙烯泡沫塑料为基本材料、植物油为增塑剂对尿素进行包膜,用乙酸乙酯、乙酸乙酯和甲苯两种体系的溶剂进行溶解,制备包膜肥料.用水中溶出率法和土壤淋溶法研究包膜尿素控释效果.结果表明植物油对聚苯乙烯具有良好的增塑性,采用乙酸乙酯、乙酸乙酯和甲苯两种体系的溶剂进行溶解制备包膜肥料,除A1外,其他5种肥料初期溶出率均低于40%,可以确认用此两种体系溶剂溶解聚苯乙烯皆可行,混合溶剂体系的效果更好些.该包膜肥料的包膜量以10%为最佳.结论利用了聚苯乙烯废弃物,在一定程度上减少了“白色污染”,同时又提高了尿素的利用率.综合利用资源、变废为宝、实现可持续性的循环经济发展.     

关于增强玉米酒精浓醪发酵中酒母发酵能力的研究

在玉米酒精浓醪发酵工艺中,提高酵母发酵能力的方法主要是：（1）营养盐应该在酵母复水时全部加入．（2）营养盐的优化使用量为尿素0．29（g／k原料）、磷酸二铵0．35（g／ks原料）、硫酸镁0．057（g／kg原料）．（3）酵母扩大培养温度和酒精发酵温度为32．5℃．（4）当发酵醪液的pH值下降至4．00时,开始流加氨水,控制pH值不低于4．00．在以上优化的实验条件下,成熟醪中酒份可达到16．40（容积％）、残还原糖（0．15％）、残总糖1．25（％）、挥发酸0．29、总酸3．41．     

腐解稻草DOM提取液洗脱六价铬污染土壤试验研究

工矿企业产生的铬渣、含铬废水由于管理不善导致土壤铬污染严重,迫切需要寻求低成本铬污染土壤修复技术。提出腐解稻草中溶解性有机质（Dissolved Organic Matter, DOM）提取液洗脱铬污染土壤的技术,通过实验室模拟试验,以2种铬污染土壤（总铬含量为分别为121.54、941.90 mg/kg,六价铬含量分别为119.90、856.90 mg/kg）为研究目标,采用振荡淋洗法考察了固液比、淋洗时间、淋洗次数等因素对土壤中总铬、六价铬洗脱效果的影响,并探讨了淋洗前后铬形态变化及淋洗后土壤残留六价铬的持续钝化能力。研究结果表明：稻草经35 d腐解后的DOM提取液洗脱土壤中铬效果最佳,确定为最佳淋洗剂;固液比1：15、淋洗4h/次、淋洗2次为最佳淋洗工艺条件,该条件下,2种铬污染土壤总铬分别洗脱了47.79%、85.92%,六价铬含量分别削减了51.76%、95.09%;DOM提取液呈弱碱性,包含大量羧基、羟基及酚类物质,对水溶态、弱酸提取态和残渣态铬有较好的洗脱效果,有效降低了土壤环境风险,且能持续钝化淋洗后土壤中残余的六价铬。     

Experimental,numerical and sensitive analysis of nitrogen dynamics in soils irrigated with treated sewage

An ammonia volatilization submodel and a crop-growth submodel have been set up and incorporated to the 2D nitrogen transport and transformation simulation model Nitrogen-2D. The coupled model Nitrogen-2D considers all the important nitrogen transformation processes such as mineralization, immobilization, denitrification, nitrification, volatilization, root uptake and soil adsorption in the soil. The model was used to simulate the nitrogen dynamics for the experiment in four lysimeters under sewage irrigation. Simulation results show that the model can describe the water content and ammonium nitrogen content distribution well but simulate the change of the nitrate nitrogen poorly. Sensitivity analysis shows that the simulation results are influenced by the soil water characteristic parameters severely, especially by the parameter of n. The model is much less sensitive to N dynamic parameters.     

正冻土中的水热耦合模型

根据温度梯度诱导薄膜水迁移的冻胀机理,建立了模拟标准样品无盐土冻胀过程的水热耦合模型。模型需要输入的参数包括：干密度、含水量、孔隙度、未冻水含量（－1℃)、导 热系数、渗透系数及边界温度条件、冻结周期和时间步长等。计算结果包括：冻胀量、冻结深度、冰分凝温度、冻结缘厚度。通过与实际冻胀实验结果比较,模型所预测的冻胀量和浆深与实测值相差分别为1.12%-15.77%和5.38%-10.35%,冻结缘的厚度变化在时间上有三种方式：即持续增大、 增大后逐渐减小、增大后相对稳定。     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

改良滨海盐渍土物理性质及水稳定性试验研究

通过室内试验研究了滨海盐渍土及改良滨海盐渍土的比重、塑限、液限、塑性指数、最大干密度、最优含水量等物理性质指标;以无侧限抗压强度试验为依据研究改良盐渍土在养护龄期7、14、28、60 d的无侧限抗压强度;并以养护龄期14 d改良盐渍土试样为例,研究不同浸水时间(1、4、7、14 d)下改良盐渍土的浸水稳定性。试验结果表明:比重、液限、塑性指数和最大干密度随着掺合料总掺量增大基本呈线性减小。塑限和最优含水量随着掺合料总掺量增大基本呈线性增大。改良盐渍土无侧限抗压强度随养护龄期和掺合料总掺量增长都呈增长趋势。随着浸水时间的增长,改良盐渍土的无侧限抗压强度减小;随着掺合料总量的增加,改良盐渍土无侧限抗压强度基本呈线性增加;各配比水稳系数随着养护龄期的增长而增长;随着掺合料总掺量的增加,改良盐渍土无侧限抗压水稳系数基本都是呈线性增加;随着浸水时间增加,质量损失率范围越来越大;随着掺合料总掺量的增加,改良盐渍土质量损失率基本都是呈幂函数减小。