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秸秆还田方式对东北农田土壤NH3挥发和N2O排放的影响
被引量：
11
1
作者
马玲
王丹蕾
+4 位作者
韩昌东
范丽娟
金鑫鑫
叶旭红
邹洪涛
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期2351-2360,共10页
秸秆还田是有效利用资源、增加土壤有机质含量和培肥地力的有效措施,但也会影响土壤NH3挥发和N2O的排放.探索不同秸秆还田方式对NH3挥发和N2O排放的影响对于减少土壤氮素损失和保护生态环境具有重要意义.采用田间小区试验,利用Los Gatos...
秸秆还田是有效利用资源、增加土壤有机质含量和培肥地力的有效措施,但也会影响土壤NH3挥发和N2O的排放.探索不同秸秆还田方式对NH3挥发和N2O排放的影响对于减少土壤氮素损失和保护生态环境具有重要意义.采用田间小区试验,利用Los Gatos Research(LGR)超便携NH3分析仪和密闭式静态箱-气相色谱法探究不同秸秆还田方式下土壤NH3挥发和N2O排放的特征,试验设4个处理(覆盖还田,即表面覆盖玉米秸秆,0~20和20~40 cm土壤分层扰动后填回,记为JG0-0;常规还田,即秸秆与0~20 cm土壤混合,20~40 cm土壤扰动后填回,记为JG0-20;深还田,秸秆与20~40 cm土壤混合,0~20 cm土壤挖出后填回,记为JG20-40;对照处理,即无玉米秸秆还田,0~20和20~40 cm土壤分层扰动后填回,记为CK).结果表明:①相比于CK,不同秸秆还田方式均显著降低了土壤NH3挥发量,增加了土壤N2O排放量.与CK相比,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下土壤NH3累积排放量分别减少了12.38%、9.87%和5.73%;土壤N2O累积排放量分别增加了30.19%、82.82%和36.53%,其中JG0-0和JG20-40处理之间无显著性差异.②JG20-40处理下玉米产量显著高于其他处理,比CK增加了23.15%,JG0-0处理下玉米产量高于CK和JG0-20处理,但并未达到显著水平.③对于NH3和N2O这两种气体的总累积排放量,各处理间均达到显著性差异.与CK相比,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下NH3和N2O总累积排放量分别增加了16.67%、52.08%和22.92%.④不同秸秆还田方式下的氮素气态损失率均高于CK,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下氮素气态损失率分别比CK增加了17.50%、52.50%和22.50%.因此,综合考虑土壤NH3挥发量、N2O排放量和玉米产量等因素,JG0-0处理优于JG20-40、JG0-20处理.
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关键词
秸秆还田方式
NH3挥发
N2O排放
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职称材料
纳米SiO2–聚乙烯醇–γ聚谷氨酸复合膜材料制备及其性能研究
被引量：
4
2
作者
白杨
陈松岭
+3 位作者
范丽娟
杨明
邹洪涛
张玉龙
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期2044-2052,共9页
【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-S...
【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-SiO2)和γ-PGA对聚合物PVA进行改性,并用改性后的PVA制备了缓释材料,优化nano-SiO2、γ-PGA和戊二醛的配比参数。【方法】试验采用三因素三水平L9(33)正交设计,三因素三水平是PVA浓度(因素A)4%、6%、8%,γ-PGA与PVA的质量配比(因素B)0.8∶3、1∶3、1.2∶3,戊二醛占PVA与γ-PGA体积之和比例(因素C)0.1%、0.2%、0.3%,以不添加戊二醛的9个处理做对照。用有机高分子聚合法制备复合膜,分析了不同原料配比制备的膜材料的吸水性和渗透性能,找出最优原料配比。在此基础上,在上述包膜材料中分别加入5、10和20 g/kg的nano-SiO2和少量无水乙醇制成复合膜,测定复合膜材料的吸水率、渗透率,分析了膜的红外光谱特征和表面微观结构变化,探讨其改性成膜机理。【结果】加入交联剂戊二醛后,复合膜材料的吸水率和渗透率均显著降低。当PVA浓度为4%,γ-PGA与PVA质量比为1.2∶3,戊二醛体积分数为0.3%时,复合膜材料的吸水率最低,为118%,铵离子和水的渗透率分别比对照降低了46.8%和23.0%。添加nano-SiO2后,各处理膜的吸水率均随nano-SiO2添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当添加量为20 g/kg时,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率最低,与不加nano-SiO2相比,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率分别降低了6.8%~38.2%和23.8%~53.2%,而水渗透率增加了38.4%~67.7%。红外分析光谱结果表明,PVA和γ-PGA反应生成醚键;添加nano-SiO2处理的―OH伸缩振动峰变宽,透过率增加,并且出现了Si―O―Si摇摆振动和反对称伸缩振动;同时,从官能团特征看出复合膜中仍存在未反应的γ-PGA。扫描电镜结果显示纳米SiO^2-聚乙烯醇-γ聚谷氨酸复合膜材料的表面更光滑,致密均一,这可能是包膜材料能减缓氮素释放的主要原因。【结论】nano-SiO2与PVA、γ-PGA、戊二醛分子结合生成的交联纳米复合膜材料亲水基团数目减少,膜材料吸水率降低,提高了包膜材料的缓释性能,更适用于颗粒肥料包膜。膜材料中存在的游离γ-PGA可以继续发挥肥料增效剂的作用。
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关键词
改性聚乙烯醇
γ聚谷氨酸
纳米二氧化硅
复合膜材料
红外光谱分析
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职称材料
题名
秸秆还田方式对东北农田土壤NH3挥发和N2O排放的影响
被引量：
11
1
作者
马玲
王丹蕾
韩昌东
范丽娟
金鑫鑫
叶旭红
邹洪涛
机构
沈阳
农业
大学土地与环境学院
农业
部东北耕地保育重点实验室
土肥资源高效利用国家工程实验室
盘山县高升街道农业服务站
出处
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期2351-2360,共10页
基金
辽宁省重点研发计划项目(No.2019JH2/10200004)
国家科技支撑计划项目(No.2015BAD23B0203)。
文摘
秸秆还田是有效利用资源、增加土壤有机质含量和培肥地力的有效措施,但也会影响土壤NH3挥发和N2O的排放.探索不同秸秆还田方式对NH3挥发和N2O排放的影响对于减少土壤氮素损失和保护生态环境具有重要意义.采用田间小区试验,利用Los Gatos Research(LGR)超便携NH3分析仪和密闭式静态箱-气相色谱法探究不同秸秆还田方式下土壤NH3挥发和N2O排放的特征,试验设4个处理(覆盖还田,即表面覆盖玉米秸秆,0~20和20~40 cm土壤分层扰动后填回,记为JG0-0;常规还田,即秸秆与0~20 cm土壤混合,20~40 cm土壤扰动后填回,记为JG0-20;深还田,秸秆与20~40 cm土壤混合,0~20 cm土壤挖出后填回,记为JG20-40;对照处理,即无玉米秸秆还田,0~20和20~40 cm土壤分层扰动后填回,记为CK).结果表明:①相比于CK,不同秸秆还田方式均显著降低了土壤NH3挥发量,增加了土壤N2O排放量.与CK相比,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下土壤NH3累积排放量分别减少了12.38%、9.87%和5.73%;土壤N2O累积排放量分别增加了30.19%、82.82%和36.53%,其中JG0-0和JG20-40处理之间无显著性差异.②JG20-40处理下玉米产量显著高于其他处理,比CK增加了23.15%,JG0-0处理下玉米产量高于CK和JG0-20处理,但并未达到显著水平.③对于NH3和N2O这两种气体的总累积排放量,各处理间均达到显著性差异.与CK相比,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下NH3和N2O总累积排放量分别增加了16.67%、52.08%和22.92%.④不同秸秆还田方式下的氮素气态损失率均高于CK,JG0-0、JG0-20和JG20-40处理下氮素气态损失率分别比CK增加了17.50%、52.50%和22.50%.因此,综合考虑土壤NH3挥发量、N2O排放量和玉米产量等因素,JG0-0处理优于JG20-40、JG0-20处理.
关键词
秸秆还田方式
NH3挥发
N2O排放
Keywords
straw returning mode
NH 3 volatilization
N 2O emissions
分类号
X511 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
纳米SiO2–聚乙烯醇–γ聚谷氨酸复合膜材料制备及其性能研究
被引量：
4
2
作者
白杨
陈松岭
范丽娟
杨明
邹洪涛
张玉龙
机构
沈阳
农业
大学土地与环境学院/
农业
部东北耕地保育重点实验室/土肥资源高效利用国家工程实验室
盘山县高升街道农业服务站
出处
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期2044-2052,共9页
基金
国家自然科学基金项目(31572206)
辽宁省重点研发计划项目(2019JH2/10200004)
+2 种基金
国家科技支撑项目(2015BAD23B0203)
辽宁省“百千万人才工程”项目(2016921066)
沈阳市中青年创新人才支持计划(RC1705580)
文摘
【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-SiO2)和γ-PGA对聚合物PVA进行改性,并用改性后的PVA制备了缓释材料,优化nano-SiO2、γ-PGA和戊二醛的配比参数。【方法】试验采用三因素三水平L9(33)正交设计,三因素三水平是PVA浓度(因素A)4%、6%、8%,γ-PGA与PVA的质量配比(因素B)0.8∶3、1∶3、1.2∶3,戊二醛占PVA与γ-PGA体积之和比例(因素C)0.1%、0.2%、0.3%,以不添加戊二醛的9个处理做对照。用有机高分子聚合法制备复合膜,分析了不同原料配比制备的膜材料的吸水性和渗透性能,找出最优原料配比。在此基础上,在上述包膜材料中分别加入5、10和20 g/kg的nano-SiO2和少量无水乙醇制成复合膜,测定复合膜材料的吸水率、渗透率,分析了膜的红外光谱特征和表面微观结构变化,探讨其改性成膜机理。【结果】加入交联剂戊二醛后,复合膜材料的吸水率和渗透率均显著降低。当PVA浓度为4%,γ-PGA与PVA质量比为1.2∶3,戊二醛体积分数为0.3%时,复合膜材料的吸水率最低,为118%,铵离子和水的渗透率分别比对照降低了46.8%和23.0%。添加nano-SiO2后,各处理膜的吸水率均随nano-SiO2添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当添加量为20 g/kg时,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率最低,与不加nano-SiO2相比,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率分别降低了6.8%~38.2%和23.8%~53.2%,而水渗透率增加了38.4%~67.7%。红外分析光谱结果表明,PVA和γ-PGA反应生成醚键;添加nano-SiO2处理的―OH伸缩振动峰变宽,透过率增加,并且出现了Si―O―Si摇摆振动和反对称伸缩振动;同时,从官能团特征看出复合膜中仍存在未反应的γ-PGA。扫描电镜结果显示纳米SiO^2-聚乙烯醇-γ聚谷氨酸复合膜材料的表面更光滑,致密均一,这可能是包膜材料能减缓氮素释放的主要原因。【结论】nano-SiO2与PVA、γ-PGA、戊二醛分子结合生成的交联纳米复合膜材料亲水基团数目减少,膜材料吸水率降低,提高了包膜材料的缓释性能,更适用于颗粒肥料包膜。膜材料中存在的游离γ-PGA可以继续发挥肥料增效剂的作用。
关键词
改性聚乙烯醇
γ聚谷氨酸
纳米二氧化硅
复合膜材料
红外光谱分析
Keywords
modified polyvinyl alcohol
γ-polyglutamic acid
nano-SiO2
composite materials
IR spectral analysis
分类号
TQ449.1 [化学工程—化学肥料工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
秸秆还田方式对东北农田土壤NH3挥发和N2O排放的影响
马玲
王丹蕾
韩昌东
范丽娟
金鑫鑫
叶旭红
邹洪涛
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
11
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职称材料
2
纳米SiO2–聚乙烯醇–γ聚谷氨酸复合膜材料制备及其性能研究
白杨
陈松岭
范丽娟
杨明
邹洪涛
张玉龙
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019
4
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职称材料
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