煤矿复垦区不同有机物料的分解特征

  【目的】  研究不同有机物料在矿区复垦土壤中的分解速率及养分释放特征，为合理利用有机资源培肥矿区复垦土壤提供科学依据。  【方法】  在山西黄土丘陵区矿区复垦长期试验点进行大田填埋分解试验。采用尼龙网袋法，将供试的4种有机物料小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪烘干后过2 mm筛，均按等有机碳量 (8 g) 称取后装入尼龙网袋埋入试验地15 cm深。在填埋后的第12、23、55、218、280、365天采样，分析4种有机物料的干物质残留量和氮、磷、钾及半纤维素、纤维素、木质素含量，计算C/N值和木质素(Lignin)/N值。  【结果】  秸秆和粪肥在矿区复垦土壤中的分解速率均在第12天达到最大，然后迅速下降，分解第365天时，小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪的质量残留率依次为49.8%、55.1%、79.2%和54.0%，有机碳残留率依次为48.8%、53.4%、63.9%和51.8%。供试有机物料的养分释放率存在差异，在最初分解的第23天，玉米秸秆的氮、磷养分出现了明显富集，氮、磷养分残留率分别达到了131.0%和152.7%，小麦秸秆、牛粪和猪粪的氮素残留率依次为93.0%、81.3%和67.8%，磷素的残留率依次为92.5%、98.8%和84.3%，分解第365天时，小麦秸秆中养分释放速率大小表现为钾 > 磷 > 氮，其他3个物料中养分释放速率大小均表现为钾 > 氮 > 磷。从整个分解过程来看，玉米秸秆中氮素和磷素在矿区复垦土壤中表现出先富集再释放的模式，其他3个物料中氮素和磷素均表现为直接释放模式。采用地积温方程能较好地拟合有机物料的分解过程，由方程可知，秸秆和粪肥的分解速率常数 (K) 大小顺序为猪粪 > 小麦秸秆 > 玉米秸秆 > 牛粪。有机物料的分解速率与养分和木质素等成分的含量相关，全磷、半纤维素含量越高分解越快，木质素含量、C/N和Lignin/N越高分解越慢。  【结论】  秸秆和粪肥在山西矿区复垦土壤中的分解速率在填埋后第12天达到最大值，之后分解速率减缓。与秸秆相比，粪肥的有机碳残留率较高，氮、磷养分释放快，其中以牛粪的分解速率最慢，有机碳残留率最高，因此，牛粪可作为矿区复垦土壤培肥的首选有机物料。     

三江平原地区不同有机物料腐解规律的研究

利用网袋法模拟田间还田方式, 研究不同还田方式下玉米、大豆秸秆的腐解特征。结果表明: 经过150 d的分解, 玉米和大豆秸秆残留率在33.7%~61.1%之间, 秸秆还田分解趋势为: 土埋处理>露天处理, 土埋玉米秸秆>土埋大豆秸秆, 露天条件下大豆和玉米秸秆分解速率一致。从细胞结构上看, 玉米秸秆随着还田时间的延长, 基本组织和维管束遭到破坏, 细胞壁变薄, 细胞内物质消失, 细胞排列疏松; 大豆秸秆组织结构变化不明显。露天和土埋处理各有机物料有机碳分解率分别为39.9%~48.9%、49.6%~65.8%, 土埋玉米和大豆秸秆腐解速度明显高于露天处理。两个处理氮、钾分解率无太大差异, 分别为51.1%~67.7%、74.6%~91.7%, 而磷素变化比较明显, 露天和土埋处理玉米秸秆的磷释放率平均比大豆秸秆高49.4%、56.7%。作为还田物料玉米秸秆要好于大豆秸秆。     

多种有机物料混施对苹果幼苗生长、氮素利用及土壤特性的影响

以"M9T337"苹果幼苗为试材,利用~(15)N同位素示踪技术,研究了等氮量投入下,不同有机物料单施及混施对苹果幼苗生长、~(15)N吸收利用及土壤特性的影响。试验设置CK(只施用化学肥料,不施有机物料)、S(秸秆)、B(生物炭)、F(牛粪)、SB(1/2秸秆+1/2生物炭)、SF(1/2秸秆+1/2牛粪)、FB(1/2牛粪+1/2生物炭)、SFB(1/3秸秆+1/3牛粪+1/3生物炭)8个处理。结果表明:施用有机物料可以促进苹果幼苗的生长,其中SFB处理植株鲜重、株高、茎粗、叶面积、根系活力达到最优,显著高于CK和单施有机物料的处理。添加有机物料能降低土壤容重、增加孔隙度、提高土壤含水量,其中施用生物炭的处理土壤容重降幅较大、孔隙度较高。处理期间,有机物料混合施用的处理土壤矿化氮含量、土壤酶活性及微生物数量均优于有机物料单独施用的处理。与CK和单施有机物料的处理相比,有机物料混合施用显著提高了苹果幼苗~(15)N利用率和土壤~(15)N残留率,降低了~(15)N损失率,其中3种有机物料混施效果最好。综合分析可知,有机物料能促进苹果幼苗生长,改良土壤性质,促进植株对~(15)N的吸收利用,其中牛粪、秸秆和生物炭混合施用的处理(SFB处理)效果最佳。研究结果以期为有机物料在苹果园土壤质量提升和化肥减施增效中的应用提供依据。     

不同有机物料还田对农田系统净温室气体排放的影响

农业有机物料的循环利用不但能解决自身对环境的污染问题、为农田提供养分,而且对增加土壤碳库、减少温室气体(GHG)排放和应对气候变化也发挥着重要作用。该文选用来自5个涉农系统的有机物料(秸秆、沼渣、菌渣、酒渣和猪粪)进行还田,以单施化肥为对照,基于田间定位试验,研究不同有机物料还田对农田土壤碳库、土壤温室气体排放的影响,在此基础上采用土壤碳库法对农田系统净温室气体排放(NGHGE)进行综合评价。2013-2015年的结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田均不同程度地提高农田土壤固碳能力,2013-2015年平均提高0-20cm土壤碳储量63.52%,其中秸秆、沼渣、菌渣、酒渣和猪粪分别比无机肥提高33.13%、86.34%、75.97%、52.66%和69.48%,来自农田系统外的几种有机物料还田效果优于秸秆,更有利于土壤碳储量的增加。2)除秸秆外,有机物料还田均不同程度地增加土壤温室气体排放,与无机肥对照相比,土壤增温潜势(GWPsoil)平均增幅达到67.23%,其中,沼渣、菌渣、酒渣和猪粪处理的土壤GWPsoil分别比秸秆还田处理高30.23%、27.84%、62.10%和52.55%,秸秆还田低于酒渣和猪粪处理(P0.05)。3)各处理的NGHGE均为正值,代表各处理均为温室气体的源,但是,除了菌渣还田处理的NGHGE高于无机肥之外,其他有机物料还田的NGHGE显著低于无机肥处理(P0.05),秸秆、沼渣、酒渣和猪粪的NGHGE分别比无机肥低52.78%、56.30%、54.19%和90.35%,说明猪粪、沼渣和酒渣经过农田系统外循环后还田之后减少温室效应效果优于直接还田的秸秆。综合显示,农业有机物料的循环利用有利于土壤碳储量的增加,除了菌渣之外,猪粪、沼渣、酒渣和秸秆还田虽均增加了土壤温室气体排放,综合土壤固碳和排放,整个农田系统的净温室气体排放还是减少了。     

淹水添加有机物料改良退化设施蔬菜地土壤

设施蔬菜种植易引起土壤酸化和次生盐渍化及土传疾病的发生,严重影响蔬菜生产的可持续发展,亟需发展快速有效改良退化土壤的方法和技术。通过盆栽试验,比较研究了稻草、黑麦草和鸡粪用量分别为1%、3%和7%时,淹水15 d改良退化设施蔬菜地土壤的效果。结果表明,与不淹水不加有机物料处理(CKd)和淹水不加有机物料处理(CKf)相比,淹水添加有机物料加速土壤Eh的下降,能有效消除土壤积累的硝态氮,降低硫酸根含量,显著提高土壤pH,其变化幅度随有机物料添加量的增加而增大。退化设施蔬菜地土壤改良后,除稻草和鸡粪添加量为7%处理外,各有机物料处理黄瓜长势和产量均高于CKd和CKf处理。有机物料对退化土壤的改良效果表现为黑麦草稻草鸡粪,而有机物料添加量增大,并不显著改善黄瓜长势和提高产量。     

秸秆不同还田方式对土壤入渗特性及持水能力的影响

通过入渗试验及对土壤水分特征曲线的测定,对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合3种措施处理后加入土壤中对土壤入渗特性及持水特征的影响。结果显示：长秸秆处理加入土壤后显著降低土壤入渗能力;粉碎氨化后的秸秆较对照处理及粉碎秸秆处理能显著增加土壤稳定入渗率、土壤累积入渗量,同时在经过30 d培养后土壤体积质量较对照低7.13%;无机土壤改良剂（氢氧化铁）能显著提高土壤稳定入渗率和累积入渗量,但在减小土壤体积质量、增加土壤孔隙度作用方面不如氨化秸秆处理显著,同时当秸秆与其混合加入土壤时未对土壤改良效果起到正交互作用;各种处理土壤持水能力差异不明显,但粉碎并氨化措施处理过的秸秆在中低吸力段均表现出较高的土壤持水能力,这对于提高旱区农田蓄水保墒抗旱能力有重要意义。     

中国农田土壤中有机物料腐解特征的整合分析

整合1980年—2013年中国农田土壤有机物料腐解试验的相关文献,分析了华南、华北、西北和东北等典型农业区不同类型有机物料腐解一年后的残留率(h1)及其驱动因子。结果表明,中国不同有机物料h1平均为0.335 g g-1,受到物料类型、区域以及二者交互作用等因素的显著影响。总体上,h1在物料类型上呈绿肥秸秆根茬≈有机肥,在区域上呈华南≈华北西北≈东北。但h1的区域差异因物料类型而异。其中,绿肥、秸秆和根茬的h1均呈华北华南和东北,而有机肥的h1在各区域间差异不显著。同时,h1的物料类型差异也因区域而异。在湿润半湿润的华南、华北和东北地区,h1均呈根茬秸秆和绿肥;而在干旱半干旱的西北地区,受水分条件的限制,各物料类型间h1差异不显著。逐步回归结果显示,木质素与氮素含量之比(lignin∶N)是绿肥、秸秆和根茬腐解的首要影响因子,而年均温和干燥指数居于其次,表明农田土壤中植物性有机物料的腐解,物料性质较气候因子占主导。但对于腐解或半腐解状态的有机肥,其腐解已不受气候和物料性质的显著影响。此外,单一气候因子或物料性质对h1变异性的解释率往往不超过15%,气候和物料性质的综合解释率尚低于40%,表明要准确预测农田土壤有机物料的腐解过程,需要更多地重视区域或点位特征(例如,土壤理化和生物学性质等)的影响。     

有机物料还田和减施氮肥对麦-玉周年农田碳氮水足迹及经济效益的影响

为研究不同有机物料还田与减施氮肥处理对农田碳氮水足迹及经济效益的影响,本试验以单施化肥处理(CK,纯氮270kg·hm~(-2))为对照,设置了秸秆(J)、秸秆+牛粪(JF)、秸秆+菌渣(JZ)3种有机物料还田方式,耦合减施氮肥10%(N1,243 kg·hm~(-2))、20%(N2,216 kg·hm~(-2))、30%(N3,189 kg·hm~(-2))3个施氮水平,共计10个处理。结果表明:与单施化肥相比,有机物料还田与减施氮肥处理能够显著提高作物产量及农田经济效益,且JZN1、JN2和JFN3处理对农田经济效益的提高效果最显著;JN1、JN2、JFN2、JFN3和JZN3处理均可以有效增加农田的净碳值及碳效率,降低农田的生产氮足迹,增加其输出氮足迹,提高氮投入有效利用水平,同时降低农田水足迹。其中JFN3处理可以在保证农田经济效益的同时,显著提高其碳效率、降低生产氮足迹、提高氮投入有效利用水平、降低农田的水足迹。因此建议豫北地区采用秸秆+牛粪还田、配施纯氮189 kg·hm~(-2)的施肥方式。     

农村有机生活垃圾等混合物料厌氧发酵产沼气性能

为获得有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪混合物料厌氧发酵产沼气性能,为农村废弃物沼气工程高效运行提供依据,在初始总固体（TS）为12%和中温（35±1）℃条件下,考察了有机生活垃圾、玉米秸秆与牛粪三物料不同湿基质量比（1∶0∶2、1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5、1∶2∶0）对厌氧发酵过程的影响。结果表明：与双物料混合厌氧发酵相比,三物料混合厌氧消化能显著提高原料产气率,有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪配比为1∶1∶1的组合单位TS累积产气量高于其他处理;不同发酵物料配比能影响厌氧发酵完成时间,随着秸秆比例的增加,完成厌氧发酵的时间逐渐增长,有机生活垃圾和牛粪的组合与三者配比为1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5和1∶2∶0的处理相比,厌氧发酵完成时间分别缩短了12、15、19、22 d;三物料混合发酵适宜的配比能平衡发酵系统中酸的浓度,防止系统酸化,并能提高纤维素半纤维素降解率。综上认为三物料最佳配比为1∶1∶1。     

外源有机物料提升农田黑土抗机械扰动能力研究

  目的  为探明外源有机物料是否可以增强农田黑土抗机械扰动能力。  方法  以典型黑土区长期机械作业的农田土壤为研究对象,设置添加3种常见外源有机物料(秸秆、生物炭、猪粪肥)、3个含量梯度(少量、实际还田量、大量) 10个处理的室内恒温恒湿培养试验,随后进行4个机械扰动强度(0、500、1500和4500 J)的模拟机械扰动试验,探讨在添加外源有机物料条件下机械扰动对土壤团聚体稳定性的影响。  结果  有机物料种类、添加量以及机械扰动强度显著影响平均重量直径、几何平均直径和团聚体破坏率,添加秸秆后的土壤团聚体平均重量直径分别是生物炭、猪粪肥的1.40、1.23倍;几何平均直径分别是生物炭、猪粪肥的1.22、1.12倍。  结论  添加秸秆可显著增强农田黑土团聚体抗机械扰动能力,添加猪粪肥效果次之,生物炭效果不显著;机械扰动以及有机物料修复均对 > 1 mm团聚体破坏率作用最为显著,> 1 mm团聚体可作为农田黑土抗机械扰动能力以及有机物料添加效果的评价指标。     

含铁材料和稀土材料对矿区土壤As的固定效果

通过分析添加含铁材料（Fe2O3、Fe2（SO4）3）和稀土材料（CeCl3、LaCl3）后矿区污染土壤中交换态砷（As）含量和土壤pH值的变化规律,研究这2类材料对矿区土壤As的固定效果以及对土壤性质的影响。结果表明,Fe2O3对As固定效果不明显,当Fe2O3最大添加量为8g/kg（分别按Fe计）时,土壤中交换态As含量仅降低了3.81%,其他3种材料在本试验条件下表现出良好的效果,其中Fe2（SO4）3和LaCl3固定As的效果相当,CeCl3次之。当这3种材料的添加量分别为2,4,8g/kg（按Fe、La、Ce计）时,土壤交换态As含量无法检出。对土壤pH的测定发现,Fe2O3对土壤pH几乎没有影响,其他3种材料都不同程度降低了土壤pH,Fe2（SO4）3对土壤的酸化尤为明显,CeCl3和LaCl3对土壤的酸化强度相当。     

Evaluation for Applied Materials of Eco-technology

The eco-materials （include natural and artificial material） applied in the eco-technology in internal currently,usually lack of evaluation for applicative conditions. Hence,this study carryon the whole research and identifications to draft the eco- materials of eco-technology. The evaluation models of applied materials for eco-technology were proposed. The quantitative score were obtained by expert＇s person evaluation. Three models were proposed to quantify the effects of applied materials on the ecological environment. The statistical procedures were adopted to compare the performance of these materials for eco- technology. The results indicated that the comparison of applied materials can be treated by quantitative analysis. For the further analysis,more evaluated data from expert＇s experience need to be collected then the bias of person subject can be reduced. In addition to reach the benefits in the respects of ecosystem, society, economy and function, also practice the comprehensive effects in eco-technology.     

露天煤矿剥离物不同配比表土替代材料的物理性质

[目的] 探究利用不同配比露天煤矿剥离物制备的表土替代材料物理性质特征,为露天矿表土替代材料研发及剥离物综合利用提供理论依据。[方法] 以蒙东地区某露天煤矿矿山剥离物为研究对象,使用环刀法、激光粒度仪及X射线荧光光谱测定表土替代材料容重、孔隙度、田间持水量、粒径、比表面积及其组成,运用灰色关联及主成分分析法分析了物理性质间的关系,探究影响表土替代材料物理性质的核心指标,筛选适宜的表土替代材料配比。[结果] ①影响表土替代材料物理性质的两个重要指标分别为容重和田间持水量,影响表土替代材料持水能力的重要指标是微粒比表面积和总孔隙度;②心土（钙层土）及细砂的比例增高30%,将导致表土替代材料持水能力下降22%;③影响表土替代材料容重的重要指标是粒径跨度和D₁₀;④5A（下泥岩段：上泥岩段：底板土：心土：沙=3：3：4：1：2）和7A（下泥岩段：上泥岩段：底板土：心土：沙=2：1：2：2：2）处理容重和持水能力均较好,为最优表土替代材料配比。[结论] 通过调节露天煤矿剥离物配比可以有效改善矿山表土替代材料物理性质,在表土替代材料配置过程中应提高泥岩和底板土的比例并降低钙层土比例来提高持水能力,露天煤矿剥离物表土替代材料适宜的容重配比为泥岩：生土：沙=2：2：1。     

Digital Preservation and Access of Agricultural Materials

Historians and researchers depend on institutions to preserve the records and documents of the past. As the land-grant institution, Colorado State University (CSU) joined in a national, multi-phase National-Endowment-for-the-Humanities-supported grant project to identify and preserve significant materials documenting the history of the agricultural and rural life of the state. This article outlines the history of the grant project, details the challenges and successes of the digitization phase at Colorado State University Libraries, provides usage statistics, and offers a basis for emulation by other institutions by providing an example of a successful preservation and digitization project at a large public university.     

中药材施肥研究进展

本文就目前中药材的施肥情况进行了综述,主要针对肥料对中药材的产量和品质的影响,从有机肥料、无机肥料、微生物肥料等方面进行探讨,并提出了今后中药材施肥发展的一些建议。     

Biodegradation of Trichloroethylene in Finished Compost Materials

Growing interest in the use of biofiltration technology to remove toxic organic compounds from gaseous waste streams has led to the investigation of various solid packing materials to support microbial populations capable of contaminant biodegradation. Finished compost material has been used as a biofiltration packing matrix for the treatment of noxious odors and the removal of several gaseous organic contaminants. Trichloroethylene (TCE), a widespread groundwater contaminant, has been shown to undergo aerobic biodegradation under a variety of environmental conditions. The current investigation focused on the capacities of five different finished compost materials to remove TCE from head space vapors in small reaction flasks. Due to the cometabolic nature of aerobic TCE biodegradation, enrichment of compost materials with propane or methane as primary substrates was tested as a means to stimulate biological TCE removal. Results indicate that all of the materials tested removed at least 85 percent of the added TCE (initial head space concentration = 5.0 ppmv) without enrichment and over 99 percent total removal was observed in samples enriched with propane gas. Rapid adsorption of TCE accounted for up to 77 percent of the removal observed in the reactors. This study suggests that finished compost material from a variety of sources has considerable potential for use as a biofiltration packing material for the treatment of chlorinated solvent vapors in waste gas streams.     

淤地坝工程建筑材料质量控制

建筑材料质量是决定淤地坝工程质量的基本要素,直接影响着工程正常运行和效益发挥,因此施工阶段建筑材料质量控制是监理工作的一项重要内容。根据淤地坝工程施工特点,结合工程监理实践,总结了淤地坝工程建筑材料质量控制的程序和方法。     

浅谈坡面覆盖材料

介绍了国内外坡面覆盖材料的发展情况,对常见材料进行分类和介绍,定义了一些专业名词,并展望我国边坡覆盖材料的发展前景。     

Windrow Composting Of Biodegradable Packaging Materials

The disintegration of Biopol-coated cardboard, polylactide fabric and film was studied using three different procedures: adding the samples directly to the compost pile, and placing them in the pile in nylon bags as well as in steel frames. Cellulose-based sausage casing, polyethylene and Mater-Bi ZF03U were also tested in steel frames as reference samples. Direct addition of the samples to the compost pile had no detrimental effect on the decomposition of compost biowaste. The use of steel frames proved to be good a method for testing samples like packaging materials. Both polylactide samples and Biopol-coated cardboard degraded completely in the steel frames. The results showed that composting activity parameters should be followed during composting before any conclusions can be made about the compostability of the samples. The compost produced from the polymer samples showed no toxicity in the plant growth test with barley and radish seeds performed at the end of the experiment.