聚丙烯酰胺改性生物质炭对盐碱化土壤盐分洗脱的影响

为了提升生物质炭对滨海盐碱土壤盐分的洗脱效率,以海兴县盐碱土为研究对象,利用聚丙烯酰胺(PAM)、小麦秸秆生物质炭(BC)、黏土矿物(M)等材料制备聚丙烯酰胺改性生物质炭(PAM-BC),通过室内模拟淋溶试验研究对比不同环境材料对盐碱土盐分的洗脱效果。结果表明,相比于CK处理,PAM、BC和PAM-BC、CaSO₄(CS)处理均显著增加土壤盐分洗脱量,其中PAM-BC处理下增幅最高,达到12.3%。进一步对淋洗液中主要盐分离子分析,添加PAM-BC显著促进土壤Na⁺和Cl^-的洗脱,增幅分别为11.0%～27.3%和17.8%～42.3%。主成分分析表明,PAM-BC增强对主要盐分离子的洗脱效果。土柱淋溶结束后,PAM-BC添加处理土壤全盐量比其他处理显著降低6.0%～16.7%。此外,土壤水分特征曲线表明,添加PAM-BC提升盐碱土壤的保水性。研究结果可为聚丙烯酰胺改性生物质炭应用于滨海盐渍化土壤的降盐改土提供理论依据。     

施用不同磷肥对海泡石钝化修复镉污染土壤影响的研究

通过油菜盆栽试验研究了添加不同剂量磷肥对重金属Cd污染土壤海泡石钝化修复效应的影响。结果表明:海泡石(S)、海泡石钝化的基础上施钙镁磷肥(S+CMP)和普钙(S+SSP)均显著降低了油菜地上部位和根部中Cd含量(P0.05),其中地上部位中Cd含量的降低率分别为74.73%、8.80%~62.63%和67.58%~70.33%;根部中Cd含量的降低率分别为84.40%、33.67%~79.37%和73.79%~92.16%,S处理和S+CMP处理均能显著的增加油菜的生物量(P0.05),但S+SSP处理对油菜生物量影响不明显。与CK相比,S、S+SSP和S+CMP处理均显著提高了土壤pH值,且显著降低了TCLP(Toxicity characteristic leaching procedure,TCLP)浸提态Cd含量(P0.05),其降低率分别为43.86%、36.84%~52.63%和26.32%~31.58%。S处理和S+CMP处理显著的增加了土壤脲酶活性,且S、S+SSP和S+CMP处理均不同程度的增加了土壤过氧化氢酶活性,在一定程度上改善了土壤环境质量。     

隔盐方式对设施盐渍化土壤主要盐离子空间分布及酶活性的影响

针对设施土壤盐渍化日趋加重的现状,采用土柱模拟试验,以无隔盐层为对照,设置了3种隔盐层类型:砂砾层（T₁）,复合有机物料层（T₂）、砂砾+复合有机物料层（T₃）,探索不同隔盐模式的抑盐效果。结果表明:盐离子含量随着土层深度的增加而逐渐降低;就7种主要离子（Na⁺,NH₄⁺,K⁺,Ca²⁺,Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-）总含量而言,T₃在0-10 cm,10-20 cm和20-30 cm时分别较CK降低了13.5%,0.61%和27.0%,效果较好;T₁和T₂隔盐效果不明显。0-30 cm土层,T₃分别增加了脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性达7.30%,4.70%,3.58%,降低了过氧化氢酶活性达8.53%;而T₁则趋势相反。说明T₃可以较好地抑制设施盐渍化土壤盐离子在耕层的聚集,同时可以提高土壤酶活性,对改善设施盐渍化土壤质量具有一定的作用。     

秸秆与生物质炭施用对土壤温室气体排放的影响差异

采用室内培养试验,向土壤中添加小麦秸秆和不同量生物质炭,同时比较探究秸秆与生物质炭施用对土壤温室气体排放及微生物活性的影响差异。试验共设5个处理:土壤(S)、土壤+1%小麦秸秆(WT)、土壤+1%生物质炭(BC1)、土壤+2%生物质炭(BC2)和土壤+4%生物质炭(BC4)。在培养期内,施秸秆处理土壤CO2排放量比对照处理S显著增加约12.60%~2005.63%,而施生物质炭处理降低约51.49%~97.93%。施秸秆处理的温室气体增温潜势(GWP)是对照处理S的1.12~19.24倍,而施生物质炭处理,即处理BC1、BC2和BC4的GWP分别降低了0.27%~64.06%,15.78%~94.01%和29.43%~92.28%。小麦秸秆施用会明显增加土壤温室气体排放,增加温室效应;而添加生物质炭对土壤CO2、N2O排放表现出一定的抑制作用,并明显减弱温室气体增温潜势,即生物质炭能明显减弱温室效应。添加小麦秸秆促进土壤微生物生物量碳的增加,提高FDA水解酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性;生物质炭施用一段时间后对土壤过氧化氢酶活性表现为显著激活作用。     

施用生物质炭和生石灰对连作辣椒生长的影响

为探究生物质炭和生石灰对连作辣椒生长的影响,以辣椒为材料,采用大田方式,设置8个处理,即对照处理(不加任何生物质炭和生石灰的辣椒连作土,CK);单施生物质炭处理(1.5 kg·m^-2,T2);生物质炭+生石灰处理(1.5 kg·m^-2生物质炭+0.15 kg·m^-2生石灰,T3;1.5 kg·m^-2生物质炭+0.225 kg·m^-2生石灰,T4;3.0 kg·m^-2生物质炭+0.3 kg·m^-2生石灰,T5);单施生石灰处理(0.15 kg·m^-2生石灰,T6;0.225 kg·m^-2生石灰,T7;0.3 kg·m^-2生石灰,T8),研究各处理对连作辣椒生长指标、果实特征及产量疫病发病率以及土壤理化性质的影响。结果表明,在辣椒连作土壤中添加适量的生物质炭和生石灰能够显著促进辣椒的生长发育,改善辣椒根际土壤环境。单施生石灰或生物质炭对辣椒的各项生长指标促进效果差异较大,而适量的组合施用生石灰和生物质炭处理(T4)的辣椒株高、茎粗以及壮苗指数总体上高于其他处理,对辣椒生长促进作用最为明显。单施生物质炭处理(T2)并不能显著增加辣椒植株的鲜重和干重,而单施生石灰处理后随着施用量的增加会表现出抑制作用。T4对辣椒植株鲜重和干重增加效果明显,定植90 d时,辣椒地上部干重和鲜重、辣椒根系干重和鲜重分别增加了21.34%、21.34%、14.40%、13.34%;同时,辣椒的单株产量和总产量较CK均增加了23.37%,但与其他处理差异不显著。施用生物质炭和生石灰能够显著降低辣椒疫病的发生率,与CK相比,T5的发病率和病情指数均最低,分别为8.33%和3.47,对病害的控制作用最显著。施用生石灰和生物质炭对辣椒土壤中养分含量的增加有促进作用;各处理对土壤pH值无显著性差异(P>0.05),均在6.3~6.8之间。本研究结果为缓解辣椒连作障碍及生产实践提供了理论指导。     

生物质炭和腐殖质对稻田土壤CH4和N2O排放的影响

为探讨生物质炭与腐殖质单独施用与配合施用对稻田土壤CH₄和N₂O气体排放以及水稻产量的影响。以浙江临安潜育性水稻土的稻田系统为研究对象,设置2个水稻秸秆生物质炭添加水平(0,20 t/hm²)和3个腐殖质水平(0,0.6,1.2 t/hm²),共6个处理,分别为:(1)B0F0(对照,不添加生物质炭和腐殖质);(2)B0F1(腐殖质用量为0.6 t/hm²);(3)B0F2(腐殖质用量为1.2 t/hm²);(4)B1F0(生物质炭用量为20 t/hm²);(5)B1F1(生物质炭和腐殖质用量分别为20,0.6 t/hm²);(6)B1F2(生物质炭和腐殖质用量分别为20,1.2 t/hm²),研究生物质炭和腐殖质输入对水稻产量、稻田CH₄和N₂O气体排放的影响。结果表明:(1)与B0F0相比,单独施用生物质炭和腐殖质或生物质炭与腐殖质配施均降低了土壤CH₄累积排放量,但增加了土壤N₂O累积排放量;(2)生物质炭处理对GWP(global warming potential)和GHGI(greenhouse gas intensity)没有显著影响(P>0.05),腐殖质处理显著降低了GWP和GHGI(P<0.05),生物质炭和腐殖质对GWP和GHGI存在显著交互作用(P<0.05);(3)与B0F0相比,单独施用生物质炭和腐殖质或者生物质炭与腐殖质配施均能在一定程度上减少单位水稻产量的温室气体排放强度(GHGI),B0F2处理的GHGI最低,表明单施腐殖质处理(腐殖质用量为1.2 t/hm²)稻田土壤的减排效果和环境效应最好。研究结果为进一步探讨稻田土壤固碳减排提供数据支撑和理论依据。     

叶尔羌河流域土壤盐分特征研究——以喀什地区叶城县为例

土壤盐渍化问题是干旱区可持续发展和改善环境质量的战略问题之一。分析土壤盐分特征,对治理土壤盐渍化和农业可持续发展至关重要。采用统计分析法与主成分分析法研究了喀什地区叶城县土壤盐分的变化规律。结果表明,土壤盐渍化类型以硫酸盐渍土为主;盐分组成中,阳离子以K⁺和Na⁺为主,阴离子以SO₄^2-离子为主;表层的总盐、各盐分离子含量均高于其余土层 ,即土壤盐分剖面垂直分布呈现表聚性;8月份土壤剖面各土层含盐量均高于2月份;主成分分析结果表明,SO₄^2-,K⁺,Na⁺为研究区土壤盐渍化状况的特征因子。不同土地利用类型条件下,耕层土壤盐分平均值从高到低依次为旱地、盐渍地、耕地、核桃林、大棚。     

不同饲料作物对苏打盐碱土改良效应研究

为探明不同饲料作物种植对苏打盐碱土改良的影响，以内蒙古科尔沁旗苏打盐碱地为研究对象，设置3个土壤等级(中、良、优)和5个饲料作物种类(高丹草、稗草、青贮玉米、湖南稷子、甜高粱)，共计15个处理，研究不同土壤等级下，饲料作物对土壤盐化碱化、养分含量变化的影响，并根据模糊物元-熵权模型进行土壤改良效应评价。结果表明：饲料作物收获后土壤平均p H较播种前降低1.64%，种植前后土壤p H差异不显著；土壤EC、总可溶性盐、碱化度显著降低(P<0.05)。不同饲料作物种植降低土壤Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^–+CO₃^2–含量，提高土壤K⁺+Na⁺、Cl^–含量，对土壤SO₄^2–含量影响存在差异，收获后土壤碱解氮和速效钾含量比播种前分别降低15.15%、24.06%。基于模糊物元-熵权模型得出，青贮玉米对土壤盐渍化程度较高的土壤改良效果更佳，而甜高粱与高丹...     

生物质炭改善果园土壤理化性状并促进苹果植株氮素吸收

【目的】 探究生物质炭对苹果植株生长、土壤理化特性和氮素利用的影响,为生产上苹果园合理应用生物质炭提供依据。 【方法】 以两年生红富士/平邑甜茶为试材,以400℃亚高温热解木材产生的生物质炭为供试肥料,采用15N同位素示踪技术进行了盆栽试验。设底施生物质炭0、15、30、45和60 g/kg,分别以CK、T1、T2、T3和T4表示。调查了苹果植株生长发育、土壤理化性质、根际微生物数量及氮素的吸收、利用和损失。 【结果】 添加生物质炭的所有处理植株株高、茎粗和总干重均显著高于CK;T2、T3和T4处理的根系活力均显著高于T1和CK处理,但三个处理间差异不显著;随着生物质炭用量的增加,土壤容重逐渐降低,T3和T4处理的土壤容重分别为1.22和1.20 g/cm3,两者间差异不显著,但均显著高于CK、T1和T2处理;T3和T4处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和根际土细菌、放线菌、真菌数量均显著高于其他处理,两者间差异不显著;与CK相比,添加生物质炭显著增加了植株对肥料15N的吸收,T4和T3处理植株15N利用率分别为15.18%和15.63%,均显著高于其他处理;土壤15N残留率以T4处理最高,为38.16%,T3次之,T1最低,为30.02%;氮素损失以T1处理最高,为58.54%,T4处理最低,为45.66%,且T4与T3处理间差异不显著。通过对植株生物量和氮素利用效率与生物质炭施用量进行拟合分析,两者出现最大值时的生物质炭施用量分别为64 g/kg和55 g/kg。 【结论】 施用生物质炭降低了土壤容重,提高了土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量及根际土壤细菌、放线菌和真菌数量,促进了苹果植株根系和地上部的生长及对肥料氮的吸收,增加了土壤对氮的固定,减少了氮的损失,提高了氮肥利用率,本试验条件下适宜的生物质炭施用量为55～64 g/kg土。      

两种生物质炭对酸性紫色土腐殖质组成的影响

生物质炭的性状与原料中木质纤维含量密切相关，为探明不同原料生物质炭对土壤腐殖质组成的影响，选取玉米秸秆和紫茎泽兰分别作为纤维类和木质类原材料制备生物质炭，向酸性紫色土分别添加5%玉米秸秆生物质炭（MB）和5%紫茎泽兰生物质炭（EB），测定90 d室内培养期间土壤胡敏酸（HA）、富里酸（FA）、胡敏素（HM）含量以及HA光学性质和元素组成变化。结果表明：MB和EB的比表面积分别为2.32 m²·g^-1和0.72 m²·g^-1，总孔体积分别为42.71 mm³·g^-1和12.59 mm³·g^-1，碳与氢元素摩尔比（C/H）分别为1.91和1.46，氧、硫之和与碳元素摩尔比[（O+S）/C]分别为0.09和0.16，玉米秸秆生物质炭的吸附能力更强、有机质成分的缩合度更大且氧化度更小。与对照（不添加生物质炭，CK）相比，培养结束后，施入生物质炭的土壤HA、FA和HM含量分别显著增加（P<0.05）65.59%~102.82%、85.87%~118.54%和137.25%~161.23%，MB处理对这3种腐殖质含量的增加效应较EB处理更明显。培养结束时添加生物质炭的土壤HA/土壤有机碳（SOC）降低13.53%~27.06%，FA/SOC降低6.81%~18.03%，其中EB处理的降低效应达显著水平；HM/SOC则增加4.58%~11.40%，其中MB处理的增加效应达显著水平。添加生物质炭的土壤HA色调系数（ΔlgK）增加2.40%~5.60%，HA的缩合度（C/H）降低3.51%~11.81%，（O+S）/C增加1.51%~8.74%。总体来看，施入生物质炭均能相对增加腐殖质各组分含量，降低C/H，提高HA的氧化度[（O+S）/C]，且纤维类原料（玉米秸秆）生物质炭的效果更明显。纤维类原料（玉米秸秆）生物质炭显著提高了稳定性较高的土壤胡敏素碳比例（HM/SOC），但降低了土壤HA的稳定性[HA的C/H降低，（O+S）/C增加]；木质类原料（紫茎泽兰）生物质炭显著降低土壤胡敏酸碳比例（HA/SOC）和富里酸碳比例（FA/SOC），对HM/SOC增加效益不显著，反之提高了土壤易分解有机碳比例。     

盐地碱蓬生长对滨海重盐碱地的改土效应

盐地碱蓬是滨海盐碱地生态系统群落演替中的先锋物种,也是植被建设的重要植物。为探究盐地碱蓬对滨海盐碱地的改土效应以及作用机制,通过滨海平原盐碱地原生盐地碱蓬群落土壤调查,结合室内土柱种植试验,研究了盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构、土壤水分入渗特征及土壤盐分分布的影响,比较了盐地碱蓬通过植株吸收盐分和通过改善土壤结构促进盐分淋洗对滨海盐碱地降盐、改土的效果。结果表明:1)盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构有明显的改善效果,野外生长盐地碱蓬的0～20cm土层土壤容重显著低于裸地,而土壤孔隙度显著高于裸地地块;室内土柱种植盐地碱蓬降低了各层土壤容重,平均降低6.16%;增加了各层土壤孔隙度,增加1.59%～5.15%。2)盐地碱蓬生长显著提升了滨海盐土土壤水分入渗性能。野外入渗试验结果显示,相同入渗时间内,生长盐地碱蓬的土壤累积入渗量、初始入渗率及稳定入渗率分别是裸地的3.6倍、2.5倍和3.0倍。室内土柱模拟试验结果显示,盐地碱蓬处理土壤的初始入渗率为0.08mm·min?1,是裸地处理的2.6倍;稳定入渗率为0.03mm·min?1,是裸地处理的3.0倍。3)盐地碱蓬的生长明显降低了土壤含盐量,盐地碱蓬收获后,野外调查试验和室内土柱试验中裸地处理0～40cm土层土壤含盐量分别降低2.67%和12.98%,而盐地碱蓬处理分别降低12.08%和49.28%。野外调查和室内土柱试验中,盐地碱蓬植株移走的盐量分别占总脱盐量的5.60%和2.26%,淋洗脱盐量分别占总脱盐量的94.40%和97.74%。以上结果表明,滨海重盐碱地种植盐地碱蓬具有明显的降低土壤含盐量的作用,这种作用除植株吸收带走部分盐分外,更重要的是通过盐地碱蓬的生长改善了土壤结构、加速了土壤水分入渗、促进了土壤盐分的淋洗。     

模拟干旱和盐碱胁迫对碱蓬、盐地碱蓬种子萌发的影响

为研究干旱和盐碱胁迫对碱蓬(Suaeda glauca)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)种子萌发的影响,比较碱蓬和盐地碱蓬逆境生理特性的异同,本研究利用PEG6000、NaCl和Na_2CO_3分别模拟干旱、盐和碱胁迫,配制相同渗透势的PEG6000、NaCl、Na_2CO_3处理液,以蒸馏水处理为对照,对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发与胚的生长进行比较研究。结果表明:1)低渗处理(-0.46 MPa)对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发无显著影响;高渗处理(-1.38MPa、-1.84 MPa)抑制碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发。2)当溶液渗透势相等时,NaCl处理下碱蓬种子的萌发率显著大于PEG、Na_2CO_3处理;而等渗PEG、NaCl、Na_2CO_3处理对盐地碱蓬种子萌发率的影响无显著差异。3)PEG、NaCl、Na_2CO_3处理组碱蓬、盐地碱蓬种子的最终萌发率与对照无显著差异。4)在幼苗形成阶段,PEG、Na_2CO_3处理对碱蓬、盐地碱蓬胚的抑制作用显著大于等渗NaCl处理。5)碱蓬、盐地碱蓬胚的生长对NaCl、Na_2CO_3胁迫的响应存在差异。-0.92 MPa NaCl处理抑制碱蓬胚的生长,却对盐地碱蓬产生促进作用;-0.46 MPa Na_2CO_3处理对碱蓬胚的抑制作用小于盐地碱蓬。综合分析表明:碱蓬、盐地碱蓬均具有很强的抗盐性。在种子萌发阶段,碱蓬种子的抗旱、抗碱能力低于盐地碱蓬;在幼苗形成阶段,碱蓬胚的抗盐性小于盐地碱蓬,但对轻度碱胁迫的抗性高于盐地碱蓬。     

菊芋根系分泌物改良滨海盐土的微生物机制

[目的] 探究菊芋在滨海盐土改良过程中的作用机制,分析菊芋和碱蓬根系分泌物的组分差异,明确土壤微生态环境的变化规律,进一步为盐土改良提供理论依据。[方法] 以种植菊芋和自然碱蓬植被为样地,对菊芋和碱蓬的根系分泌物进行对比分析,研究在根系分泌物作用下土壤微生物数量,微生物量碳氮,微生物群落结构以及土壤酶活性的变化,从而系统地阐明根系分泌物介导下盐土改良的微生物机制。[结果] 菊芋根际土壤中含有果糖（2.343×10^-3 g/kg）、葡萄糖（4.235×10^-3 g/kg）、蔗糖（2.670×10^-3 g/kg）,分别是碱蓬根际土壤的9.28,1.52和2.43倍。而菊芋根际与非根际中的果糖含量存在显著性差异（p<0.05）,其根际中含量为非根际的12.02倍。菊芋土壤还含有低聚果糖（蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖）,而碱蓬土壤中未检测出低聚果糖。除糖类外,菊芋根系分泌物还含有烷烃、酚、醛、酯、有机酸、醇、酮、酰胺,其组分较碱蓬土壤更为复杂且某些组分为菊芋特有〔1-氯—十八烷、正十六烷酸、2-甲基-Z-4-十四碳烯、十二酮、（Z）-9-十八碳酰胺、苯丙酸十六烷基酯等〕。功能性根系分泌物（如低聚果糖、果糖、十六烷、十八烷酸等）为根际微生物提供碳源、氮源和营养元素的同时,使菊芋根际土壤中微生物数量显著增加（p<0.05）,土壤微生物量碳、氮显著高于碱蓬土壤（p<0.05）,其值分别是碱蓬土壤的1.95和1.6倍,且菊芋根际的微生物量碳、氮约为非根际的1.69和1.50倍,优势菌群（变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门）所占比重达到90%,土壤有益菌群（Actinobacteria和Acidobacteria）的相对丰度显著增加（p<0.05）,土壤生物活性提升。此外,菊芋根际特有的分泌物（十六烷、烯醛等）,抑制了病原菌的生长,优化了微生物群落结构。除过氧化氢酶外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸活性显著提高（p<0.05）,其活性分别是碱蓬土壤的1.83,1.88和3.30倍。[结论] 种植菊芋后,通过根际分泌物介导,改善土壤微生物群落结构与功能,增加土壤酶活性,使土壤生物活力得以整体提升,与原生植被碱蓬相比,降低了土壤含盐量,起到了改良盐土的作用。     

Effects of Salinity and Nitrogen on Growth,Contents of Pigments,and Ion Accumulation of a Euhalophyte Suaeda Salsa in an Intertidal Zone and on Saline Inland

The different responses of two populations of Suaeda salsa (Linn.) Pall. (saline seepweed) from an intertidal zone and a saline inland zone to salinity [1 or 500 mM sodium chloride (NaCl)] and nitrogen [N; 0.05, 1, or 10 mM nitrate (NO₃ ^?)‐N] were investigated. Greater NO₃ ^?‐N supply (10 mM) increased shoot dry weight for the two populations of S. salsa, especially for S. salsa from the saline inland zone. Greater NO₃ ^?‐N supply (10 mM) increased the concentrations of chlorophyll and carotenoid in leaves and the NO₃ ^? and potassium (K⁺) concentrations in shoots for both populations. Greater NO₃ ^?‐N supply (10 mM) increased shoot Na⁺ in S. salsa from the intertidal zone. In conclusion, S. salsa from the saline inland zone is more responsive to NO₃ ^?‐N supply than the intertidal population. Greater NO₃ ^?‐N supply can help the species, especially the intertidal population, to grow and to mediate ion homeostasis under high salinity.     

小麦玉米轮作条件下不同生物质炭对土壤腐殖物质的影响

生物质炭是有效的土壤固碳材料。通过1年的田间试验探究了小麦玉米轮作施用花生壳生物质炭和木材生物质炭后盐化潮土腐殖物质(HS)含量及化学结构的变化。试验设置不施肥(CK)、常规单施化肥(T1)、花生壳生物质炭(T2)、木材生物质炭(T3)4个处理。结果表明,与CK和T1处理相比,小麦季和玉米季生物质炭处理的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量均显著提高了。与小麦季相比,玉米季T2和T3处理胡敏素(humin,Hu)含量分别增加了0.54 g·kg~(–1)和0.35 g·kg~(–1)。在玉米季,T2和T3处理的土壤胡敏酸(humic acid,HA)、富里酸(fulvic acid,FA)和Hu在红外光谱(2 920+2 850)cm~(–1)处吸收峰相对强度均比小麦季升高了。与小麦季相比,玉米季T2处理HA和FA在1 630 cm~(–1)处吸收峰相对面积分别降低了2.46%和5.77%。与T3处理相比,玉米季T2处理Hu在1 630 cm~(–1)处吸收峰相对面积增加了0.33%;本试验中所用花生壳生物质炭芳香性物质相对含量较高。随着时间延长,T2处理土壤Hu的缩合度增加了,氧化度降低了,而T3处理则相反。生物质炭有利于提高土壤HS含量,尤其是Hu的含量。施用生物质炭后土壤Hu的缩合度增加了,氧化度降低了。生物质炭可增加HS亚甲基和甲基相对含量。不同材料来源生物质炭本身的化学结构差异性影响了土壤HS化学结构。     

生防链霉菌配施棉秆炭对连作棉田土壤微生物区系的影响

棉花是重要的经济作物,长期连作能引起棉花土壤微生态的失衡、土传病害加重、进而导致产量和品质的下降,影响棉花产业的健康发展。本文以连作棉田土壤为研究对象,进行室内培养试验,在施用生防放线菌黄三素链霉菌(Streptomyces flavotricini)的基础上添加不同量的棉秆炭[0 g·kg~(-1)(CK)、25.0 g·kg~(-1)、50.0 g·kg~(-1)、100.0 g·kg~(-1)],采用微生物计数和16S rDNA基因序列分析的方法,研究两者配施对连作棉田土壤中生防菌数量、微生物数量和种类的影响,为棉花黄萎病的生物防治提供新的思路。研究结果表明:(1)生防放线菌配施棉秆炭对连作棉田土壤中微生物区系有显著的影响。与单施生防放线菌菌剂的处理相比,两者配施显著增加了土壤中细菌、放线菌和真菌数量,其中配施25.0 g·kg-1棉秆炭处理使土壤中细菌/真菌数量比(B/F)、放线菌/真菌数量比(A/F)分别增加了5 271.2%和30.8%(P0.05)。(2)土壤中生防放线菌数量随着棉秆炭施用量增加而显著增加,配施100.0 g·kg~(-1)棉秆炭处理显著增加了2 672.8%(P0.05)。棉秆炭具有作为生防放线菌良好载体的潜力。(3)生防放线菌配施棉秆炭也改变了土壤中优势微生物的数量和比例,尤其提高了细菌中芽孢杆菌的数量和所占的比例;100.0 g·kg~(-1)棉秆炭与菌剂配施使土壤中链霉菌的数量及比例显著高于对照,但降低了小单孢菌数量;增加了真菌中米曲梅、黑曲霉和木霉的数量,但使其所占比例降低。由此可以看出,生防放线菌配施棉秆炭能提高连作棉田土壤中生防放线菌的数量,增强生防菌制剂的防病促生作用,改善连作棉田土壤微生物群落结构,在防控棉花连作障碍上具有较大的应用潜力。     

稻壳基生物炭对生菜Cd吸收及土壤养分的影响

探讨稻壳基生物炭对Cd污染土壤上叶菜吸收Cd和土壤Cd形态的影响作用,明确稻壳基生物炭对土壤Cd污染的调控效应,可为合理利用稻壳基生物炭降低叶菜Cd含量提供参考。采用盆栽试验,研究了稻壳基生物炭在不同用量水平下对2茬生菜地上部Cd含量、土壤养分含量及Cd赋存形态的影响。结果表明,在5~25 g-kg-1用量范围内,稻壳基生物炭显著降低了2茬生菜地上部和根系Cd含量,且在最大用量25 g-kg-1时效果最好,地上部Cd含量分别比未施稻壳基生物炭的对照处理降低了19.6%和45.8%,根系Cd含量分别降低了36.8%和28.0%。在25 g-kg-1用量水平下,稻壳基生物炭对土壤p H、有效磷、速效钾及有机质含量提升效果明显,但显著降低了土壤碱解氮含量。施加稻壳基生物炭对土壤有效态Cd含量及Cd化学形态也有不同影响。随着稻壳基生物炭用量的增加,土壤NH4OAc提取态Cd含量和弱酸提取态Cd含量显著降低,在用量为25 g-kg-1时,分别比对照降低17.9%和10.4%,可还原态Cd含量无显著变化,可氧化态Cd含量呈减低趋势,残渣态Cd含量增加17.6%。因此推测,提升土壤p H、降低土壤有效态Cd含量、增加残渣态Cd含量可能是稻壳基生物炭降低生菜体内Cd含量的主要原因。稻壳基生物炭可以作为土壤改良剂,抑制Cd污染土壤上叶菜对Cd的吸收,改善土壤养分状况。     

Spatiotemporal Heterogeneity of Soil Available Nitrogen During Crop Growth Stages on Mollisol Slopes of Northeast China

Spatiotemporal heterogeneity of soil available nitrogen (AN) (sum of NO₃⁻–N and NH₄⁺–N) is the essential basis for soil management and highly correlates to crop yield. Both geostatistical and traditional analyses were used to describe the spatiotemporal distribution of AN in the 0–20‐cm soil depth on typical Mollisol slopes (S1 and S2) in Northeast China. The concentration of NO₃⁻–N dynamics at slope positions was typically opposite to NH₄⁺–N. The peak values of AN typically moved from the summit of the slope to the bottom from spring to autumn and were mainly influenced by the content of NO₃⁻–N (S1, 7·9–18·9 mg kg⁻¹; S2, 1·2–103·6 mg kg⁻¹), both of NO₃⁻–N (S1, 3·9–8·3 mg kg⁻¹; S2, 2·2–28·0 mg kg⁻¹) and NH₄⁺–N (S1, 21·4–30·5 mg kg⁻¹; S2, 2·1–23·3 mg kg⁻¹), and NH₄⁺–N (S1, 10·5–28·9 mg kg⁻¹; S2, 5·0–39·0 mg kg⁻¹) in the seedling stage, vegetative growth stage, and reproductive growth stage, respectively. The spatial autocorrelation of AN was strong and was mainly influenced by structural factors during crop growth stages. This was mainly determined by soil erosion–deposition (SED) and soil temperature–moisture (STM) in the seedling stage; this was also mainly influenced by SED, STM, crop type, and crop growth in the vegetative growth stage and by early STM and early SED in the reproductive growth stage. Generally, the content of AN, NO₃⁻–N, and NH₄⁺–N on the whole slope was mainly determined by the early SED and local fertilizer application, while their spatiotemporal heterogeneity, especially the evenness, was mainly changed by SED, STM, crop growth, and crop types on the slope scale. In order to increase more crop yields, additional N fertilizer application on both the summit and the bottom during the vegetative growth stage and conservation tillage systems or additional soil amendments on the back slopes was necessary. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

干旱与Cd双重胁迫对土壤-小麦-蚜虫系统Cd转移规律影响的研究

为探究干旱和重金属双重胁迫对土壤-小麦-蚜虫系统内Cd转移规律的影响,为小麦蚜虫的生态调节提供理论依据,本研究以麦长管蚜[Sitobionavenae(Fabricius)]为研究对象,用原子吸收分光光度法分别测定不同土壤Cd含量(100 mg?kg-1、200 mg?kg-1)及不同程度干旱胁迫(无胁迫、中度胁迫、重度胁迫)处理下小麦根茎叶及蚜虫体内的Cd含量。结果表明:土壤Cd含量及干旱单一胁迫均对小麦及蚜虫体内的Cd含量造成了显著影响(P0.05)。两者交互作用对小麦根部及叶部的Cd含量影响显著,而对小麦茎部及蚜虫体内Cd含量影响不显著。在相同胁迫条件下, Cd在小麦中的积累分布为根茎叶。随着干旱胁迫程度增大,小麦根部Cd含量及土壤-根转移系数降低,茎部Cd含量及根-茎转移系数升高,麦长管蚜Cd含量在土壤Cd含量100mg?kg-1下高于土壤Cd含量200 mg?kg-1;中度干旱胁迫增加了麦长管蚜体内Cd累积量,而重度干旱胁迫则降低了其体内Cd累积量。叶-蚜虫的Cd转移系数明显大于土壤-根、根-茎和茎-叶转移系数且大于1,说明Cd在麦长管蚜体内产生了生物富集作用。综上所述,干旱胁迫促进了Cd从土壤向小麦茎部转移和根部Cd累积,但抑制了Cd从根部到茎部转移和茎部Cd累积;中度干旱胁迫促进了麦长管蚜体内Cd的积累,而重度干旱胁迫抑制了麦长管蚜体内Cd的积累。     

河北板蓝根产地土壤-植物中镉铅汞砷含量特征及其污染评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市和蔚县板蓝根产地土壤-植物中Cd、Pb、Hg、As含量特征及其在菘蓝中的累积特性,并对板蓝根产地土壤和草药中Cd、Pb、Hg、As污染状况进行了评价,为该地区安全、合理地发展中草药生产提供数据支撑和科学依据。结果表明,安国市和蔚县板蓝根产地土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As含量差异不大,土壤重金属含量的变异系数在11.70%~97.65%。以《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)一级标准值进行评价,综合污染指数评价结果显示45%板蓝根种植区土壤Cd、Pb、Hg、As污染等级为警戒限,其他处于清洁水平;而以《土壤环境质量标准》二级标准值进行评价,种植区单项污染指数及综合污染指数结果均0.7,土壤环境清洁。此外,菘蓝地上部(大青叶)Cd、Pb、Hg、As平均含量分别为0.22 mg·kg~(-1)、0.89 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.25 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgPbAs;菘蓝地下部(板蓝根)Cd、Pb、Hg、As含量均值分别为0.14 mg·kg~(-1)、0.57 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.26 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgAsPb。所有菘蓝样品中Pb、Hg、As含量均未超出《药用植物及制剂进口绿色行业标准》(WM2—2001),大青叶9.09%样品中Cd超标,且Cd平均污染指数0.7,属警戒限污染等级。因此,在中药材GAP(良好的农业规范)产地环境质量评价时,除板蓝根产地土壤完全符合土壤环境质量二级标准外,也不应忽视板蓝根和大青叶吸收和累积重金属的自身特性。