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不同施氮水平下冬小麦冠层NH3挥发研究

不同施氮水平下冬小麦冠层NH3挥发研究

作者：景建元西北农林科技大学

学位级别：硕士

NH3挥发是农田作物系统氮损失重要途径,长期以来,关于农田系统NH3挥发的研究,多集中在土壤,很少关注作物冠层的作用,对田间条件下作物冠层NH3挥发缺乏连续跟踪,限制了对农田NH3挥发机制的理解。研究作物冠层与大气NH3交换过程及其作用机... 详细信息

NH3挥发是农田作物系统氮损失重要途径,长期以来,关于农田系统NH3挥发的研究,多集中在土壤,很少关注作物冠层的作用,对田间条件下作物冠层NH3挥发缺乏连续跟踪,限制了对农田NH3挥发机制的理解。研究作物冠层与大气NH3交换过程及其作用机制,对提高肥料利用效率和改善大气环境具有重要意义。为探索冬小麦全生育期冠层NH3挥发规律、主要影响因素及其对麦田NH3挥发的贡献率,本研究于2015-2016年,冬小麦生长季开展了一年的田间试验,设置0、90和180 kg N·hm-2三种氮素水平,利用改进型通气式NH3捕获装置,原位分析冬小麦冠层NH3挥发速率及其与叶片氮素生理指标的关系。同时研究不同施氮量下冬小麦籽粒产量及产量构成要素、农田氨挥发强度、生物量、氮素利用、氮素转运等,以及这些指标与冠层NH3挥发的关系。主要研究结果如下:（1）麦田NH3挥发主要发生在施肥后2～3周,全生育期累积挥发量为3.773kg N·hm-2～8.704 kg N·hm-2。施氮可显著提高麦田NH3挥发累积量（P0.05）。叶片NH3补偿点越大,冠层发生NH3挥发的可能性越大,且冠层NH3挥发越剧烈。质外体NH4+为冠层NH3挥发提供原料,质外体NH4+浓度越大,冠层NH3挥发越显著。本研究中,冠层NH3挥发速率与气温成正比,这主要是由于温度升高,叶片NH3补偿点升高导致。土壤温度对冠层NH3交换方向的影响,主要是通过影响土壤NH3挥发以及植物对氮素的利用,继而影响空气NH3浓度与叶片NH3补偿点的不平衡实现的。冠层NH3挥发速率（4）施氮可显著提高冬小麦籽粒产量、改善产量构成要素。本研究发现,决定籽粒产量的主要产量构成要素是穗密度。提高收获指数及生物量,是保证较高籽粒产量的前提。施氮可显著提高植株生物量以及植株氮素含量,有利于器官氮素转运及转运效率的提高,但过量施氮不利于氮肥表观利用率、农学利用率、生理利用率的提高。同时施氮可以提高单位籽粒产量对应的土壤及麦田NH3挥发损失量（NH3挥发强度）。（5）冠层NH3挥发累积量与植株生物量、植株（籽粒）氮素吸收量、氮素收获指数、器官氮素转运量等显著正相关。叶片是冠层NH3挥发的主要器官,其生物量越高、氮素含量越高,冠层NH3挥发量越多;生育后期叶片氮素转运,为冠层NH3挥发量提供了原料,叶片转运量越高,冠层NH3挥发也越多。

关键词：冠层NH3挥发冬小麦质外体NH4+浓度 NH3补偿点氮素利用

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腐植酸增值尿素的多谱学分子结构表征

光谱学与光谱分析 2022年第8期42卷 2610-2615页

作者：景建元袁亮张水勤李燕婷赵秉强中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081

尿素生产过程中加入腐植酸生产腐植酸增值尿素,可以有效延缓尿素水解,提高作物产量与氮肥利用效率,然而在此过程中腐植酸(HA)与尿素(U)主要发生什么反应还未见报道。利用风化煤源HA生产含腐植酸5%,10%及20%的腐植酸增值尿素(HAU5,HAU10... 详细信息

尿素生产过程中加入腐植酸生产腐植酸增值尿素,可以有效延缓尿素水解,提高作物产量与氮肥利用效率,然而在此过程中腐植酸(HA)与尿素(U)主要发生什么反应还未见报道。利用风化煤源HA生产含腐植酸5%,10%及20%的腐植酸增值尿素(HAU5,HAU10及HAU20),采集并分析了HAU5,HAU10,HAU20及U的红外谱图及其二阶导数谱图,用XPS与O(1s)NEXAFS分别对HAU20,HA及U进行表征;通过无水乙醇溶解HAU20的方式去除了HAU20中的尿素,并利用FTIR与XPS对醇不溶物(UHA)进行表征。结果表明:(1)FTIR原谱图及二阶导数谱图表明,腐植酸增值尿素伯胺C—N振动强度低于普通尿素,且振动强度随着HA添加量的提高而降低,XPS N(1s)与O(1s)NEXAFS检测到HAU20中分别存在较多仲胺氮与非羰基氧,且FTIR发现UHA酰胺特征明显,表明腐植酸增值尿素制备过程中HA与U发生了反应。(2)XPS C(1s)表明,HAU20与UHA羧基碳比例少于HA,FTIR结果表明,UHA中不存在HA中检测到的羧酸C—O—H面内弯曲振动,羧基CO伸缩振动位置发生偏移且伯胺氮特征明显,表明腐植酸的羧基参与了HA与U的反应,且反应方式为腐植酸羧基C—OH化学键断裂,与尿素胺基结合,脱水形成R—CO—NH—CO—NH。因此,采用光谱分析明晰了腐植酸增值尿素制备过程中,腐植酸与尿素的主要反应方式,这将为腐植酸增效尿素机理揭示以及增值尿素研制提供基础资料。

关键词：腐植酸增值尿素腐植酸反应方式傅里叶变换红外光谱 X射线光电子能谱 X射线近边吸收光谱

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腐殖酸磷肥中的腐殖酸对磷迁移的影响及机理

中国农业科学 2021年第23期54卷 5032-5042页

作者：景建元袁亮张水勤李燕婷赵秉强中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室

【目的】比较腐殖酸磷肥中的腐殖酸（PHA）与常规腐殖酸（HA）对肥料磷迁移、Ca2+及磷酸盐吸附特征的差异,明晰腐殖酸在磷肥增效过程中的作用。【方法】在实验室分别制备腐殖酸、腐殖酸磷肥及普通磷肥,利用腐殖酸"碱溶酸析"的原理,通过... 详细信息

【目的】比较腐殖酸磷肥中的腐殖酸（PHA）与常规腐殖酸（HA）对肥料磷迁移、Ca2+及磷酸盐吸附特征的差异,明晰腐殖酸在磷肥增效过程中的作用。【方法】在实验室分别制备腐殖酸、腐殖酸磷肥及普通磷肥,利用腐殖酸"碱溶酸析"的原理,通过调节腐殖酸磷肥溶液pH分离得到PHA。研究磷肥配施两种添加量的HA和PHA对肥料磷迁移状况的影响,HA和PHA的配施量分别为施磷量的0.5%与5%,代号分别为0.5HA+P、0.5PHA+P、5HA+P及5PHA+P,同时设置单施磷肥（P）及不施肥（CK）两个处理。并通过HA和PHA对Ca2+及磷酸盐的吸附特征解释二者对肥料磷迁移存在差异的原因。【结果】HA和PHA配施磷肥,肥料磷的迁移距离与迁移量均高于P处理:P处理肥料磷可以迁移到距施肥层垂直距离42 mm处,而配施HA和PHA处理可以分别到达距施肥层46与50 mm处,这与HA和PHA对土壤Ca2+存在较高的吸附容量,进而减少土壤对磷的固定有关。距施肥层42 mm以后,土壤速效磷总量占总施磷量的累积百分数基本趋于不变,且0.5HA+P≈5PHA+P>5HA+P>0.5PHA+P>P处理。PHA对肥料磷迁移的促进作用会随其添加量的提高而增强,而提高HA用量反而会减弱其对肥料磷迁移的促进作用,这与PHA移动性强于HA,对磷酸盐的吸附弱于HA有关。HA与PHA对Ca2+的吸附均是膜扩散与颗粒内扩散综合作用的结果,但是与HA相比,Ca2+向PHA颗粒表面扩散的难度降低,在PHA颗粒内部扩散的难度变大。Langmuir等温吸附模型可以很好地拟合HA或PHA和Ca2+的等温吸附曲线,HA对Ca2+理论最大吸附量高于PHA,然而PHA对Ca2+的吸附以化学吸附为主。【结论】腐殖酸磷肥中的腐殖酸与普通腐殖酸均对Ca2+存在一定的吸附能力,因此均可以促进肥料磷的迁移,但是磷肥配施腐殖酸磷肥中的腐殖酸,肥料磷的迁移距离大于常规腐殖酸,这可能是腐殖酸磷肥中腐殖酸增效磷肥的一个原因。

关键词：腐殖酸磷肥腐殖酸肥料磷迁移钙离子吸附

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桥面抛丸技术在曹妃甸1号桥的应用

山西交通科技 2013年第1期 61-62页

作者：景建元吕梁公路分局山西吕梁033000

水泥混凝土桥面的浮浆是诱发桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损害的主要因素。为增强桥面沥青铺装层与桥面的黏结力,确保沥青桥面工程质量,使铺筑的沥青桥面坚实耐久、平整稳定,采用抛丸技术对桥面水泥浮浆进行清理,达到提高桥... 详细信息

水泥混凝土桥面的浮浆是诱发桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损害的主要因素。为增强桥面沥青铺装层与桥面的黏结力,确保沥青桥面工程质量,使铺筑的沥青桥面坚实耐久、平整稳定,采用抛丸技术对桥面水泥浮浆进行清理,达到提高桥梁整体寿命的目的。结合曹妃甸工业区1号桥工程桥面施工实际,对该工艺的原理及应用作一介绍。

关键词：混凝土桥面铺装层抛丸工艺

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腐殖酸-尿素复合物配施尿素在不同施肥土壤上的NH3挥发特征

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中国农业科学 2022年第14期55卷 2786-2796页

作者：景建元袁亮张水勤李燕婷赵秉强中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室

【目的】施用腐殖酸尿素可以有效减少氮素NH3挥发损失，肥料中的腐殖酸发挥了很大作用，但是由于腐殖酸与尿素反应所得产物腐殖酸尿素复合物（UHA）对土壤NH3挥发的影响可能不同于常规腐殖酸（HA），进行相关研究将有利于揭示腐殖酸尿... 详细信息

【目的】施用腐殖酸尿素可以有效减少氮素NH3挥发损失，肥料中的腐殖酸发挥了很大作用，但是由于腐殖酸与尿素反应所得产物腐殖酸尿素复合物（UHA）对土壤NH3挥发的影响可能不同于常规腐殖酸（HA），进行相关研究将有利于揭示腐殖酸尿素降低土壤NH3挥发的机理。【方法】利用无水乙醇从腐殖酸尿素中提取得到UHA，在长期不施肥与长期施肥土壤上，开展室内恒温土壤培养试验，研究HA或UHA配施尿素对土壤NH3挥发的影响，二者的用量分别为尿素用量的0.5%与5%，分别用0.5HA+U、5HA+U、0.5UHA+U和5UHA+U表示，同时设置单施尿素（U）及不施尿素与腐殖酸处理（CK）。测定土壤NH3挥发速率及累积量，土壤尿素态氮、硝/铵态氮含量，土壤脲酶活性等。【结果】（1）各施氮处理，长期施肥土壤NH3挥发累积量均高于长期不施肥土壤，这可能与长期施肥导致土壤pH远低于不施肥土壤，土壤硝化过程减弱，尿素水解产生的铵态氮在土壤中累积有关。（2）HA或UHA配施尿素均可以有效降低土壤NH3挥发量，但是降低幅度与土壤是否长期施肥及二者用量有关：在长期不施肥土壤上，与单施尿素（U）相比，HA配施尿素土壤NH3挥发量可显著降低4.4%—22.9%（P<0.05），且5HA+U处理降低幅度大于0.5HA+U处理，但是在长期施肥土壤上，尿素配施HA处理，土壤NH3挥发量仅降低4.1%—7.5%，与U处理无显著差异；然而，尿素配施其用量0.5%的UHA，在长期不施肥与长期施肥土壤上均可以显著降低土壤NH3挥发累积量（P<0.05），土壤NH3挥发量较单施尿素处理分别降低26.5%与12.9%（P<0.05）。（3）HA降低土壤NH3挥发量可能与降低土壤脲酶活性有关，而UHA可能与促进土壤硝化过程有关。【结论】土壤培养条件下，与常规腐殖酸相比，腐殖酸尿素中的腐殖酸尿素复合物可更加有效地减少土壤NH3挥发量，且作用效果与土壤是否长期施肥无关。

关键词：腐殖酸尿素腐殖酸腐殖酸尿素复合物 NH3挥发施肥土壤

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浅析水泥混凝土路面裂缝的形成原因

山西建筑 2005年第5期31卷 196-197页

作者：景建元吕梁忻黑公路建设有限公司，山西吕梁033000

介绍了混凝土面板裂缝的常见特征和分类，从路基稳定性、材料、施工过程及路面结构的设计等方面进行了原因分析，提出了相应的措施，以确保水泥混凝土路面质量。

关键词：水泥混凝土路面裂缝早期破坏

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肇事逃逸路损追赔的难与解

中国公路 2024年第24期676卷 16-19页

作者：景建元王亚琦山西省柳林公路管理段陕西永嘉信律师事务所

随着国省干线公路网通行能力的提升，各地公路养管单位保护公路路产所面临的挑战日益严峻。近年来，损坏、毁坏公路及公路附属设施的拒赔、逃赔等危害公路路产和通行安全的案件时有发生，一方面，此类案件频发损害了国家和公共利益，极...

随着国省干线公路网通行能力的提升，各地公路养管单位保护公路路产所面临的挑战日益严峻。近年来，损坏、毁坏公路及公路附属设施的拒赔、逃赔等危害公路路产和通行安全的案件时有发生，一方面，此类案件频发损害了国家和公共利益，极大地影响了公众出行和公路安全，另一方面，也导致各地公路养管单位追赔路产损失陷入“定损难、追赔难、执行难”的被动局面。在此背景下，山西省交通运输厅直属事业单位山西省柳林公路管理段（以下简称“柳林公路管理段”）困则思变，创新治路思维，探索出一条维护路产路权的“破冰之路”。

关键词：

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全国首例民诉解决违法穿越公路纠纷浅析

中国公路 2023年第12期 20-22页

作者：景建元王晓星山西省柳林公路管理段陕西永嘉信律师事务所

某能源公司未经许可，擅自埋设燃气管道穿越国道307线和省道340线，致使路面、路基遭到严重破坏。作为路段管理单位，山西省柳林县公路管理段（以下简称“柳林公路段”）经全面梳理公路保护理论、法律及相关案例后，选择民事诉讼方式，...

某能源公司未经许可，擅自埋设燃气管道穿越国道307线和省道340线，致使路面、路基遭到严重破坏。作为路段管理单位，山西省柳林县公路管理段（以下简称“柳林公路段”）经全面梳理公路保护理论、法律及相关案例后，选择民事诉讼方式，请求人民法院判决能源公司穿越公路行为违法，并责令其恢复原状、赔偿损失。历经5年4审，柳林公路段最终取得胜诉判决，这也成为全国首例通过民事诉讼，解决违法穿越公路行为的典型案例。

关键词：

秸秆源人工腐植酸的结构特征及其对玉米种子萌发的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：刘增朱飘潘文涛石磊骆艳娜景建元陈晓辉熊启中叶新新农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院

为了探究秸秆源人工腐植酸是否具有刺激植物生长的生物活性，并基于腐植酸结构特征分析其内在机制腐植酸腐植酸腐植酸。本研究以水稻秸秆为原料，利用水热反应合成了人工腐植酸（A-HA），并以风化煤腐植酸（M-HA）作为对照；分析了两种... 详细信息

为了探究秸秆源人工腐植酸是否具有刺激植物生长的生物活性，并基于腐植酸结构特征分析其内在机制腐植酸腐植酸腐植酸。本研究以水稻秸秆为原料，利用水热反应合成了人工腐植酸（A-HA），并以风化煤腐植酸（M-HA）作为对照；分析了两种腐植酸的元素组成、官能团类型，以及分子量分布等的差异；研究了不同浓度的M-HA和A-HA溶液浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响及机制。结果表明：与M-HA相比，A-HA的腐殖化程度低，酸性官能团少，其总酸度、羧基和酚羟基含量分别比M-HA显著降低了50.8%、41.7%和76.5%（P < 0.05）；与M-HA相比，A-HA含有更多的小分子组分。与M-HA相同，A-HA也具有双亲性，但A-HA的疏水性碳C主要来源于烷基-C（0～45 ppm）和芳香-C（110～160 ppm），而M-HA的疏水性C主要为芳香-C。使用1 mg·L-1（以C计）的M-HA和10 mg·L-1（以C计）的A-HA溶液浸泡玉米种子，均使玉米种子的发芽率（GR）达到了100%，且与不添加腐植酸的对照处理相比，玉米种子的发芽指数（GI）、发芽势（GP）、侧根数（NLR），以及侧根长（LRL）分别显著提高了51.7%与29.5%、42.2%与34.3%、48.1%与33.3%，以及58.2%与39.0%（P < 0.05）。综上，虽然A-HA在结构与组成方面与M-HA存在差异，但是其与M-HA一样也可以刺激种子萌发与幼苗生长，具有开发为植物生长刺激剂的潜能。。

关键词：水热反应水稻秸秆人工腐植酸结构种子萌发