聚丙烯酰胺与几种强化剂联合作用对土壤氮素吸附-解吸和迁移释放的影响

通过等温吸附-解吸试验和模拟淹水试验,研究了聚丙烯酰胺(PAM)与几种强化剂协同作用对紫色土氮素的吸附-解吸和向水体迁移释放的影响.结果表明,PAM(CK1)可以有效提高土壤对铵氮的吸附容量,而PAM与强化剂联合施用可以进一步提高其吸附能力,除配施石灰处理外,配施强化剂处理其最大吸附量较单施PAM处理(CK1)增加37.5%～83.3%,差异均达显著水平(P<0.05).同时联合施用还提高吸持强度,降低解吸率,弥补单施PAM后土壤铵氮吸持强度下降的缺陷;经PAM和强化剂处理可以抑制土壤氨氮向硝态氮转化的速率,其中以PAM+柠檬酸的抑制效果最为明显,可使水体中的硝态氮浓度始终保持在较低的水平(0.11～2.10 μg/ml),同时与柠檬酸配合处理对水体TN的释放也有很好地抑制作用.     

聚丙烯酰胺对H_2PO_4~-和HPO_4~(2-)在土壤中吸附-解吸特性的影响

采用批量平衡法研究聚丙烯酰胺(PAM)对两种形态磷(HPO2-4、H2PO-4)在土壤中吸附和解吸特性的影响,以明确PAM对输入土壤中肥料磷素的固持效果。结果表明:施入PAM土壤对磷的吸附动力学过程符合二级动力学方程(平均R2=0.998 4),包括快速反应和慢速平衡两个阶段。在低(20mg/kg)和高(100mg/kg)磷浓度条件下,原土或施入PAM处理土壤对HPO2-4、H2PO-4的吸附均可在反应进行12h时达到平衡,仅高浓度磷条件的H2PO-4处理需要24h达到吸附平衡。Langmuir模型可对等温吸附数据进行很好的拟合(平均R2=0.940 4)。相比原土对照处理,PAM处理可提高土壤对H2PO-4吸附,降低对HPO2-4的吸附,使得HPO2-4的最大吸附量和吸附强度降低,而H2PO-4的最大吸附量和吸附强度升高。PAM处理土壤对磷的解吸受施磷量影响不同,中低施磷条件(磷含量低于80mg/kg)下,NaCl和柠檬酸对PAM处理土壤中磷解吸率均低于原土对照,而在高施磷量条件下,NaCl和柠檬酸对PAM处理土壤中磷素的解吸率均高于原土对照,说明中低施磷条件下,施用PAM不利于土壤对H2PO-4和HPO2-4的释放。PAM施入土壤后,H2PO-4的解吸率(NaCl、柠檬酸)始终高于HPO2-4,说明H2PO-4较不易被土壤固定。     

不同来源生物炭对土壤磷吸附解吸的影响

主要研究了水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳四种来源的生物炭对土壤磷吸附解吸的影响。研究结果表明:生物炭对土壤磷吸附的影响取决于土壤溶液中磷的浓度,与对照相比,在中低磷浓度(0~90 mg L-1)时,四种生物炭对土壤磷的吸附影响较小,而在较高磷浓度时,小麦秸秆生物炭和花生壳生物炭均抑制了土壤磷的吸附,而水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭均能促进土壤磷的吸附。吸附动力学试验表明,在反应开始的4小时内,土壤对磷的吸附较快,吸附量基本达到平衡吸附量的50%;到达吸附平衡时,添加生物炭能够降低土壤对磷的吸附量,四种生物炭对土壤磷的吸附量依次为:小麦秸秆玉米秸秆花生壳水稻秸秆。此外四种生物炭都能促进土壤中磷的解吸,其中玉米秸秆的促进效果最为显著,解吸量比对照高1.76倍。Langmuir方程和Freundlich方程都能很好地拟合生物炭存在下土壤磷的吸附等温线(P0.01),Freundlich拟合程度要比Langmuir方程的高。准一级动力学方程和准二级动力学方程都能很好地描述生物炭存在下土壤磷的吸附动力学(P0.01)。     

三峡库区消落带典型土壤厌氧呼吸对铁还原及磷释放的影响

分别采集三峡库区开县和涪陵消落带土壤,进行室内模拟淹水实验,研究淹水土壤有机质分解对Fe(Ⅲ)还原行为及磷释放的影响。结果表明,淹水过程中土壤磷向上覆水体迁移,引起上覆水体总磷含量先增加后降低最后趋于平衡。上覆水体总磷的变化与底泥中有效磷呈极显著负相关(p0.01),且有效磷与无机磷各形态的相关性分析表明磷释放的主要来源是Ca8-P、Al-P和Fe-P。淹水形成的厌氧还原环境导致铁氧化物的还原,无定形铁生成,且二价铁与有效磷呈显著正相关(p0.05),说明三价铁的还原促进P的释放。淹水过程中,土壤CO2和CH4产生揭示有机质的分解过程,CO2/CH4的比值变化反映淹水土壤无机电子受体的消耗情况,解释Fe3+的还原过程,其与二价铁和有效磷的相关性分析证实有机质分解与铁的还原及磷的释放显著相关,说明有机质分解促进了铁的还原,并进一步促进磷的释放。     

氧化还原条件下红壤磷吸附与解吸特性及需磷量探讨

研究了5个酸性红壤由氧化条件转为还原条件的P吸附和解吸特性,以及确定供试红壤作为水田或旱地相应的施P量。结果表明:5个土样P吸附量随P液浓度的增加而增加,土壤对P的吸附曲线均可用Langmuir方程拟合,氧化条件下P最大吸附量变化范围为794.22～956.75mg/kg,还原条件下P最大吸附量变化范围为867.31～1195.62mg/kg。P解吸量随P吸附量的增加而增加,P解吸率的结果表明,淹水不同程度地降低土壤P解吸量。以Langmuir方程计算土壤溶液中P浓度在0.2mg/kg时的土壤需P量作为施P量的依据,淹水后土壤标准需P量增加。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

外源磷在三峡库区典型土壤中的活性演变及形态转化

三峡库区消落带土壤周期性淹水—出露对磷素迁移循环和水体负荷具有重要影响。以三峡库区消落带广泛分布的紫色潮土和灰棕紫泥土为对象,通过室内模拟培养实验,探讨不同饱和度外源磷在两种土壤中的活性变化与形态转化特征。结果表明:(1)外源磷进入土壤后,表征土壤磷活性的有效磷(Olsen-P)含量及磷素释放能力呈指数型衰减,可用指数方程C_t=ae~(-kt)+b拟合,拟合度均在94%左右。(2)外源磷在灰棕紫泥土中较在紫色潮土中能够保持更高的活性,同时也具有更高的渗漏淋失与释放风险。50%Q_m(最大吸附量)是两种土壤Olsen-P与磷素平衡解吸量的突变点,当磷素吸持饱和度≥50%时,土壤磷活性与渗漏淋失风险将明显增大。(3)Olsen-P与磷释放量在p0.01水平上呈显著正相关,两者可用线性方程良好拟合,因此可用Olsen-P含量表征土壤磷素释放潜势。(4)外源磷进入土壤后,主要转化为活性较高的Ca_2-P和Ca_8-P,约占施入量50%~60%;其次是Al-P和Fe-P,约占施入量的30%左右,闭蓄态磷(O-P)和Ca_(10)-P变化不明显。(5)Ca_2-P是决定Olsen-P和磷素解吸能力的主要形态,对两者均起正向直接作用。     

镁改性生物炭配施磷肥对红壤磷有效性及小麦产量的影响

利用盆栽试验探究镁改性生物炭和磷肥配施对红壤磷素有效性及小麦产量的影响,试验设置对照(CK)、单施磷肥(P)、单施镁改性生物炭(MgBC)和磷肥配施镁改性生物炭(P+MgBC)4个处理.结果表明,单施镁改性生物炭或单施磷肥均可增加土壤有效磷(AP)含量,且两者配施其含量显著高于单施.P+MgBC处理土壤AP含量较CK、...     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

长期施肥与土壤性质对水稻土磷吸附的影响

基于长期定位试验(始于1981年),采用磷等温吸附试验方法,研究了不同施肥措施(包括无肥、单施化肥、稻草还田、沼肥)及相关土壤性质对耕层水稻土(0~15 cm)磷吸附特性的影响。结果表明,等温吸附试验中,不同施肥处理的水稻土,随着磷浓度的增加,磷的吸附量逐渐增大。对磷等温吸附曲线,用Langmuir方程拟合效果比Freundlich和Temkin方程好,各处理拟合优势度均在0.99以上。基于Langmuir方程计算,土壤磷最大吸附量(X_m)大小顺序为沼肥稻草单施化肥无肥,且沼肥处理显著高于其余3个处理(P0.05);同时,沼肥处理的磷吸附饱和度亦显著高于其它处理,但处理间土壤磷吸附常数与磷最大缓冲容量无显著差异。X_m值与土壤草酸浸提态磷(P-ox)、无定型铁(Fe-ox)、无定型铝、交换态钙、镁的含量有较高的相关性,其中与P-ox、Fe-ox的相关性最显著,相关系数分别为0.95(P0.01)、0.64(P0.05);主成分分析表明,无定型铁、铝与交换态钙、镁是引起不同施肥处理磷吸附差异的主要因素。与无肥及单施化肥相比,长期施用沼肥显著提高了土壤无定型铁、铝的含量(P0.05),从而增强了土壤磷吸附能力。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

汞在泥炭上的吸附动力学研究

采用批次法研究了汞在三江平原泥炭和吉林双阳泥炭上的吸附动力学特征及温度、pH值对吸附的影响,实验表明:在相同的实验条件下,三江平原泥炭对汞的吸附速率小于吉林双阳泥炭;温度升高加快泥炭吸附汞的反应速度;两种泥炭对汞的吸附速率受pH值的影响明显且都在pH6.0左右具有最大的吸附量;在酸性介质内,介质的pH值升高,利于泥炭对汞的吸附;两种泥炭对汞的吸附动力学用Hill方程描述最为合适。湿地泥炭土壤较高的吸附容量,以及湿地低温和适当的pH都利于湿地对汞的累积。     

施加PAM条件下土壤养分淋溶试验研究

通过室内模拟试验,研究了关中(?)土经PAM处理后,土壤中氮、磷、钾的淋溶状况,试验结果表明,经PAM处理后,土壤淋溶液中N,P,K累积量分别较对照减少了42.40％,43.85％和68.19％。同时,不同浓度PAM的试验结果发现,增加PAM浓度能使土壤淋溶液中N,P,K累积量进一步减少。     

草本植被覆盖对坡面降雨径流侵蚀影响的试验研究

通过野外人工模拟降雨试验,研究了草本植被覆盖对坡面降雨径流侵蚀的影响,并从径流侵蚀功率和降雨侵蚀力两个方面对比分析了草本植被对坡面侵蚀动力的调控效果,结果表明草本植被覆盖深刻影响降雨侵蚀动力,并最终对坡面径流侵蚀量产生较大的影响。植被覆盖度为0%～60%时,产流产沙量随植被覆盖度的增加迅速降低,植被覆盖度>80%时,覆盖度的增加不能引起产流、产沙量的大幅度下降,植被水沙调控作用趋于稳定,确定本研究的临界植被覆盖度为60%～80%;以径流深和洪峰流量模数表示的坡面径流侵蚀功率以及降雨侵蚀力等侵蚀动力指标均与侵蚀产沙量呈正相关关系,但径流侵蚀功率与产沙量具有更强的相关性,说明径流侵蚀功率能更好地模拟侵蚀动力;以径流侵蚀功率/侵蚀量表示植被覆盖度对侵蚀结果的影响,反映了临界植被覆盖度的存在,可以作为评价植被侵蚀动力调控效应的一个指标。     

盐碱土改良剂-石膏对农业环境影响的探讨

磷石膏作为一种土壤改良剂有显著的增产效果,但对农业环境影响如何值得研究。文章依据２年来的监测结果,对磷石膏的环境效应进行初步探讨和评价。