Biochar is a potential material for making slow-releasing phosphorus (P) fertilizers for the sake of increasing soil P-use efficiency. The adsorption of phosphorus by pineapple leaf biochar (PB) prepared at different pyrolysis temperatures and its mechanism remain unclear. In order to study the effect of preparation temperature on the structural characteristics of biochar from pineapple leaves and the adsorption of phosphorus by biochar, pineapple leaves were used as raw materials to prepare biochar by restricting oxygen supply at 300 °C, 500 °C, and 700 °C. The structural characteristics and adsorption of phosphorus by pineapple leaf biochar at different temperatures (PB300, PB500, and PB700) were analyzed. The results showed the following: (1) The pore structure of biochar pyrolysis at 300 °C (PB300) did not significantly change, while the surface structure of biochar pyrolysis at 700 °C (PB700) significantly changed, the specific surface area (SBET) increased by 26.91~37.10 times that observed in PB300 and PB500, and the pore wall became thinner. (2) The number of functional groups (C=O) in PB700 decreased, and the relative content of C-H/-CHO in PB500 and PB700 increased by 4.38 times that observed in PB300. (3) The adsorption of phosphorus by biochar was a multi-molecular layer chemisorption, accompanied by single-molecular-layer physical adsorption and intramolecular diffusion. For PB300, both the physical and chemical processes of the adsorption of PO43− by biochar were weakened, and the chemical process was dominated by cationic (Ca2+, Mg2+, Fe3+, and Al3+) adsorption at 500 °C. For PB700, the physical adsorption dominated by pore size structure was the main process, and the physicochemical adsorption at 700 °C was significantly stronger than that observed at 300 °C and 500 °C. These results indicate that biochar prepared at 500 °C can save energy in the preparation process and has excellent physical and chemical structure, which can be used as the basic material for further modification and preparation of biochar phosphate fertilizer.

探明金菠萝果实各营养元素对旱季不同灌水量的响应特征,为金菠萝旱季水分管理措施的科学制定提供数据支持和理论依据.本研究以金菠萝为研究对象,在监测旱季实际降雨量的基础上,设计4个增加灌水量梯度水平[20 mm(W1)、50 mm(W2)、100 mm(W3)、150 mm(W4)]的试验,并以不灌水为对照(0 mm),分析旱季增加不同灌水量下金菠萝果实N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn8种营养元素含量的变化规律.结果表明,灌水量的增加有利于金菠萝果实鲜重和干物质量的增长,W4处理鲜重(797.42g)和干物质量(99.14 g)均最大.金菠萝果实营养元素含量的整体表现为K＞N＞Ca＞P＞Mg＞Mn＞Fe＞Cu,其中K含量最高,N、Ca含量次之,Cu含量最低.果实K含量随灌水量的增加呈上升趋势,但果实Ca、Mg和Mn含量随灌水量的增加呈降低趋势,而W2水平下果实N、P、Fe、Cu含量达到最大值.灌水量的增加促进果实K的累积,但抑制果实中Mg的累积,而W2处理下果实N、P、Fe、Cu、Ca、Mn累积量均达到最大值.综合考虑果实生长情况及营养元素含量和累积量变化特征,旱季灌水必不可少.在监测实际降雨量的基础上,适当调整灌溉(W2),使其总供水量保持在300 mm左右有利于金菠萝果实干物质的积累,可显著提高金菠萝果实营养元素含量和累积量,保证金菠萝果实营养元素含量充足及其平衡供应,达到高产、高效、高品质的目的.

[目的]土壤酸化是耕地质量退化的突出问题,研究主要农作物产量对土壤pH的响应及其影响因素,为土壤酸化防治提供理论依据.[方法]通过"中国知网"、"Web of Science"数据库,分别以玉米(maize)、水稻(rice)、小麦(wheat)、大豆(soybean)、土壤pH(soil pH)、作物产量(yield)为关键词,获取 1980-2020 年已公开发表的文献数据.基于国内外大田试验,分析了玉米、水稻、小麦、大豆产量与土壤pH的关系,运用Sigmoid函数计算作物酸害阈值,结合皮尔逊相关性分析与偏相关分析,明确作物酸害阈值的主要影响因素.[结果]1)4 种作物产量伴随土壤pH降低均呈"S"型降低趋势;玉米、大豆、小麦和水稻产量 95%的酸害阈值分别为pH 5.87、5.34、5.32 和 4.21.2)作物相对产量与交换性铝呈显著负相关,与土壤pH、交换性钙、钙铝比、有机质、有效磷、化学氮肥施用量呈显著正相关.当土壤pH大于酸害阈值时,作物产量与有机质、有效磷呈显著正相关,当土壤pH小于酸害阈值时,作物产量与土壤pH、交换性钙、钙铝比呈显著正相关,与交换性铝呈显著负相关.3)偏相关分析表明,剔除有机质影响后,相对产量与pH的相关系数升高 0.207,交换性铝与相对产量的相关系数升高 0.072;剔除有效磷影响后,相对产量与pH的相关系数升高 0.085,交换性铝与相对产量的相关系数升高 0.147;剔除施氮量影响后,相对产量与pH的相关系数升高 0.026,交换性铝与相对产量的相关系数降低 0.009.有效磷、有机质和化学氮肥施用量是影响作物产量对土壤pH响应的关键因素.[结论]当土壤pH低于酸害阈值时,较高的有效磷和有机质含量可降低土壤pH对作物产量的不利影响,即有效磷和有机质含量越高,作物酸害越轻.

以金菠萝(MD-2)为试材,设置不施肥、常规施肥、常规施肥+有机肥、滴灌施肥、滴灌施肥+有机肥等5个不同施肥处理,比较不同处理对其生长、养分吸收、产量和果实品质的影响.结果表明,与常规施肥处理相比,滴灌施肥处理显著提高金菠萝总叶片数、茎高、茎粗、D叶长、D叶宽和果柄粗度;常规施肥处理下,增施有机肥可显著增加茎高和茎粗.滴灌施肥处理的根、茎、叶、果柄和果实干质量均显著高于常规施肥处理,分别增加了 81.72％、303.23％、150.94％、99.61％和86.79％.滴灌施肥、滴灌施肥+有机肥处理的植株氮、磷、钾积累量,果实横径、单果质量和产量均显著高于其他处理.常规施肥处理的果实的维生素C和可滴定酸含量最高,与其他处理差异显著,但该处理糖酸比最低,增施有机肥显著降低了果实可滴定酸含量,提高了糖酸比.

水分是影响果实生长发育的重要因素,水分通过影响植株生长直接或间接来调控果实品质的形成.季节性干旱严重制约菠萝植株生长发育,但旱季灌水对菠萝产量和品质的影响尚不明确.为了探明季节性干旱期菠萝产量和品质对水分输入的响应特征,以金菠萝'MD-2'为研究对象,在监测旱季实际降雨量的基础上,设计4个增加灌水量梯度水平(W120 mm、W250 mm、W3100 mm、W4150 mm)的试验,并以不灌水为对照(CK 0 mm),分析测定菠萝产量、品质指标以及糖酸组分含量.结果表明,旱季增加灌水可显著增加金菠萝果实产量、平均单果重及商品果率,其中产量最高和最低的梯度水平分别是W4和CK(W4比CK增加了45.56％);随旱季灌水量的增加,金菠萝果实的维生素C、可溶性固形物和可滴定酸度均逐渐减小,可溶性总糖和糖酸比呈现先增大后减少的趋势,其整体表现为W2>W1>CK>W3>W4,其中W2的可溶性总糖和糖酸比最高为12.94％和26.95,显著大于CK,其增幅分别为87.26％、64.6％;金菠萝果实的蔗糖含量随旱季灌水量的增加呈现一元二次曲线函数增加(P<0.05),其比例由CK的38.8％提高到W4的65.1％,整体表现为W4>W3>W1>W2>CK;而果糖和葡萄糖含量均随旱季灌水量的增加呈线性函数降低(P<0.01),二者比例的整体表现均为:CK>W2>W1>W3>W4.可见,旱季灌水促进金菠萝果实果糖和葡萄糖转化为蔗糖,且改变了其糖种类比例,进而改变了菠萝果实风味品质.随着旱季灌水量的增加,柠檬酸和奎宁酸含量均呈先增大后减小的一元二次函数关系(P<0.05),苹果酸含量呈极显著的线性函数增加(P<0.001),且旱季不同灌水量处理间,柠檬酸比例相对稳定均达到50％,而苹果酸比例仅在W4处理时显著增大,奎宁酸比例在W4处理时显著减小.综合考虑产量及果实风味品质,旱季进行灌水是非常必要的,且根据实际自然降雨量的多少,适当调整灌溉,使其总供水量保持在300 mm左右可实现雷州半岛地区菠萝果实优质高产.

中国是果树产业第一大国,如何提质增效,已是果树产业实现可持续发展亟待解决的问题.水肥一体化是将节水灌溉与按需供肥相结合的高效水肥利用技术,是解决该问题的有效途径.笔者简要介绍了果树水肥方面存在的问题,并比较了不同灌溉施肥方式的优缺点,同时阐述了水肥一体化条件下水分和养分在土壤中分布运移规律,详细剖析了氮磷钾主要养分的迁移转化规律.分别从根系、叶片、新梢及叶面积指数等方面综述了水肥一体化技术对果树生长发育的影响,并重点探讨了其对果树增产,提质增效等方面的应用效果,进而揭示了肥水一体化技术的稳定性和通用性.最后提出了果树水肥一体化技术目前存在的问题,进而探索了未来可能的研究热点和发展重点:以土壤有机质为核心的水肥资源高效利用机制的研究;水溶性肥料配方目标多样化和功能综合化同步推进;研究不同果树生育期的营养需求、生长环境的养分状况,建立通用的施肥模型,并制定合理的水肥调控方案;建立完善技术服务体系,提供果树完全解决方案.