夏尔希里地区土壤盐分特征分析

为了探明新疆夏尔希里地区土壤盐分特征,采集了该地区绿洲、荒漠、山地3大系统的土壤样品,对土壤总盐,Cl^-,K⁺+Na⁺,CO₃^2-,HCO₃^-,SO₄^2-,Ca²⁺,Mg²⁺离子等指标进行测试。分析结果显示:荒漠区、山区、绿洲区总盐含量分别为2.29～9.45,6.11～8.41,2.32～7.83 g/kg。根据新疆土壤盐碱化的分级标准,3个区域土壤属中度盐化土。夏尔希里地区土壤总盐及各离子含量变异系数均小于1,属于中等变异。总盐含量:荒漠区 > 山地区 > 绿洲区;Cl^-,HCO₃^-,K⁺+Na⁺离子含量:山地区 > 绿洲区 > 荒漠区;CO₃^2-,Mg²⁺离子含量:荒漠区 > 山地区 > 绿洲区;SO₄^2-离子含量:绿洲区 > 山地区 > 荒漠区;Ca²⁺离子含量:荒漠区 > 绿洲区 > 山地区。3个区域的总盐与Cl^-,HCO₃^-,SO₄^2-,Ca²⁺,K⁺+Na⁺离子呈较显著正相关关系。     

冻结状态下盐渍化土壤中水溶性盐基离子含量高光谱反演

为探究采用高光谱技术反演冻结状态土壤水溶性盐基离子含量的可行性,该研究针对河套灌区盐渍化土壤,测定土壤在冻结与未冻结状态下的光谱和主要水溶性盐基离子含量(HCO₃^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺),光谱经标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)和变量投影重要性法(variable importance in projection,VIP)筛选出敏感波段后,采用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)、支持向量机回归法(support vector regression,SVR)和极限学习机法(extreme learning machine,ELM)构建基于特征光谱的土壤离子含量高光谱反演模型,并对比冻结与未冻结状态反演模型...     

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...     

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。     

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。     

不同复垦模式对土壤团聚体及水溶性阳离子的影响

以新疆玛河流域冲积扇缘盐碱地为研究区,分析了盐碱弃耕地不同复垦模式对土壤团聚体组成及水溶性Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺分布的影响。结果表明:与弃耕地相比,采用单作、间作及轮作种植模式均可显著降低土壤pH值和电导率（p < 0.05）,土壤pH值分别较弃耕地降低了10.7%,9.7%,10.6%,EC相应降低了19.2%,71.0%,84.1%;不同复垦模式 > 0.25 mm粒径团聚体含量显著增加（p < 0.05）,单作、间作、轮作分别较弃耕地增加了15.8%,13.2%和15.6%,且显著高于其他粒径（p < 0.05）,土壤团聚体结构显著改善;不同复垦模式中水溶性阳离子含量主要分布于 < 0.25 mm粒径的微团聚体中,在团聚体中表现为Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺,间作和轮作均显著减少水溶性阳离子含量（p < 0.05）。建议在盐碱弃耕地复垦过程中采用轮作或间作种植模式更有利于弃耕地植被恢复。     

保护地土壤酸度特征及酸化机制研究

在辽宁省沈阳市于洪地区采集保护地及其相邻露地旱田土壤样品,测定土壤交换性酸、交换性盐基离子组成和土壤pH,研究保护地土壤酸化特征以及土壤pH与潜性酸、交换性盐基的关系。结果表明:（1）建成保护地栽培蔬菜后,保护地土壤酸化趋势明显,土壤交换性酸(交换性H⁺和Al³⁺)呈上升的趋势,土壤pH随着交换性酸的增多而降低;Al³⁺在交换性酸中所占比例随交换性酸总量增加而增大,随有机质含量增加而减小;H+在交换性酸中所占比例则呈相反的变化趋势。（2）保护地各土层土壤交换性盐基总量较露地相应层次土壤均有所增加,其中交换性Mg²⁺、K⁺、Na⁺含量均高于露地,而交换性Ca²⁺含量变化不明显;保护地各土层土壤交换性Mg²⁺、K⁺、Na⁺饱和度较露地相应层次土壤均有所增加,但盐基饱和度、交换性Ca²⁺饱和度下降明显。（3）土壤pH与交换性酸、非交换性酸含量呈极显著负相关,而与盐基饱和度呈极显著正相关,且主要受占优势的交换性Ca²⁺制约。     

辽阳市太子河流域地下水水质评价

以辽阳市太子河流域为例,选择NH4⁺、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、TDS、Cl^-和总硬度7项评价因子,采用OWA-AHP-TOPSIS耦合模型评价12处水样点的地下水水质。结果表明:流域内水质总体处于较严重的污染现状,所选水样中Ⅲ类、Ⅳ类水占比为41.67%和58.33%,南北部水质污染情况更加恶劣,主要与当地农业化肥利用效率低、居民生活污水排放不合理等有关。     

褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农田土壤理化性质和水肥利用效率的影响。试验设置了6个处理：只施用化肥的对照处理(CK)、只施用2 t/hm²褐煤有机肥的处理(LBF),以及4个褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用的处理,即在施用2 t/hm²褐煤有机肥基础之上再分别施用5(LBF+F5)、10(LBF+F10)、15(LBF+F15)、20(LBF+F20)t/hm²脱硫石膏。结果表明：在0～40 cm土层,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改变了土壤盐分组成,增加了土壤中可溶性Ca2+、SO42-和Mg2+的含量,降低了可溶性Na⁺、CO₃^2-和HCO₃^-的含量。与对照处理相比,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用处理使0～20 cm土层土壤pH...     

河北坝上林田湖草土壤水盐氮分布与累积特征

[目的]探索干旱半干旱区土壤水盐氮的分布规律,为防治地下水面源污染和实现水土资源可持续利用提供依据。[方法]选取河北坝上地区4种典型的土地利用类型(林、田、湖、草),分析土壤水分、盐分以及硝态氮的变化特征,阐明不同土地利用类型土壤剖面的水盐氮分布规律。[结果](1)不同土地利用方式中,安固里淖干涸湖底的土壤水盐含量最高,平均含水率达60.18%,且土壤水盐分布均表现出中等变异性,含水率变异程度更大。(2)林地、旱作农田和安固里淖干涸湖底0—220cm土壤水盐分布规律基本一致,分别呈振荡型、均匀型和底聚型,而草地的水盐分布存在差异。(3)盐分离子在4种土地利用类型间均具有显著差异(p<0.05),其构成以SO₄^2-为主,K⁺,Mg²⁺和Ca²⁺普遍缺乏。(4)安固里淖干涸湖底土壤剖面平均硝态氮含量高达134.18mg/kg,在林地和旱作农田分布呈表聚型,在安固里淖干涸湖底呈中间少、上下多的特征。草地硝态氮上层土壤累积明显。(5)林田湖草土壤硝态氮均与K⁺     

盐胁迫下宁夏枸杞Na+吸收及Na+/H+转运蛋白与H+-ATPase基因表达的研究

为从分子水平揭示宁夏枸杞钠的吸收积累机理,本试验采用原子吸收分光光度法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对盐胁迫下宁夏枸杞根中Na⁺、K⁺含量以及质膜和液泡膜Na⁺/H⁺转运蛋白与H⁺-ATPase基因表达水平进行测定分析。结果表明,相同胁迫时间下,随着NaCl处理浓度的增加,枸杞根系中Na⁺浓度总体呈缓慢增加趋势,K⁺含量呈先增加后减少趋势,Na⁺/K⁺比值呈先减少后增加趋势;编码质膜和液泡膜的Na⁺/H⁺转运蛋白基因LbSOS1、LbNHX1以及液泡膜H⁺-ATPase基因LbVHA-C1表达量均呈升高趋势,质膜H⁺-ATPase基因LbHA1表达量呈先升高后降低趋势。相同NaCl处理浓度下,随着胁迫时间的延长,Na⁺含量总体呈增加趋势,K⁺含量呈先增加后减少趋势,Na⁺/K⁺比值呈增加趋势。LbSOS1、LbNHX1表达量总体呈先升高后降低趋势,LbVHA-C1、LbHA1表达量总体呈降低的趋势。相关性分析显示,不同胁迫时间下,枸杞根中LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1表达量与Na⁺含量存在一定的正相关或负相关。上述结果表明,在低浓度NaCl胁迫时,维持枸杞体内较高的K⁺/Na⁺比值是宁夏枸杞耐盐的主要方式之一,同时也说明在胁迫初期,质膜和液泡膜的Na⁺/H⁺转运蛋白与H⁺-ATPase参与了枸杞细胞中Na⁺及时排出胞外和区隔于液泡,从而保持了根细胞内Na⁺的稳定性。此外,随着胁迫时间的延长和NaCl处理浓度的增加,LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1的表达水平均降低,而 Na⁺积累量大幅增加,致使枸杞抗盐性降低。本研究揭示了宁夏枸杞的耐盐机理,为利用宁夏枸杞改良宁夏大面积盐碱地提供了理论依据。     

Pot study on wheat growth in saline and waterlogged compacted soil: II. Root growth and leaf ionic relations

Soil compaction affects plant growth by causing increased resistance to root penetration and a decreased uptake of water and ions. A pot experiment was conducted to study the effect of soil compaction in conjunction with the soil salinity and waterlogging on root growth and leaf ionic composition of two wheat genotypes (Aqaab and MH-97). Compaction was achieved at a 10% soil moisture content by dropping 5 kg weight, controlled by a tripod stand for 20 times from 0.6 m height on a wooden block placed inside the soil-filled pots. Soil bulk density of non-compact and compact treatments was measured as 1.21 and 1.65 Mg m⁻³, respectively. The desired salinity level (15 dS m⁻¹) was developed by mixing required amount of NaCl in the soil before filling the pots. Waterlogging was developed by flooding the pots for 21 days both at tillering and booting stages. Compaction significantly reduced the root length density (RLD) of both the wheat genotypes while the combined effect of compaction×salinity was more drastic on root length density than compaction alone. Waterlogging however, did not decrease the root length density, rather it mitigated the effect of compaction. Compaction decreased the concentration of K⁺ and K⁺:Na⁺ ratio in leaves. Salinity also decreased the concentration of K⁺ and K⁺:Na⁺ ratio, but increased the concentrations of Na⁺ and Cl⁻ in the crop leaves. Salinity and compaction interacted to cause a greater reduction in K⁺ concentration and the K⁺:Na⁺ ratio, while there was lesser increase in the concentrations of Na⁺ and Cl⁻ compared with salinity alone. Waterlogging also decreased the concentration of K⁺ and K⁺:Na⁺ ratio in leaves. It intensified the effect of salinity but decreased the effect of compaction on leaf ionic composition. Therefore, the effect of compaction on root growth and ion uptake is more severe under salt-affected soil conditions than under normal soil conditions while occasional waterlogging of a compact soil for a few days makes the soil conditions favorable for root growth both under non-saline as well as saline soil conditions. Also, the performance of a genotype in stressed environment is related to maintenance of higher root length density, leaf K⁺ concentration and K⁺:Na⁺ ratio and lower leaf Na⁺ and Cl⁻ concentrations.     

花生清蛋白的分离纯化及抗氧化、DNA酶活性研究

为了解花生清蛋白的生物学活性,本试验采用硫酸铵沉淀法初步分离花生种子中的花生清蛋白,并用DEAE-52柱纯化得到花生清蛋白,分析其体外抗氧化性及DNA酶活性。结果表明,65%硫酸铵分离花生清蛋白效果最好;纯化后的花生清蛋白由3个亚基组成,其相对分子质量分别为14.5、15.5、17.2 kDa。花生清蛋白体外抗氧化活性较高,对DPPH自由基和羟基自由基的清除率与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.02 mg·mL^-1升至0.10 mg·mL^-1时,DPPH自由基清除率从26.3%增加到45.0%,羟基自由基清除率从10.8%增加到93.5%。DNA酶活性也与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.1 mg·mL^-1提高到0.6 mg·mL^-1,清蛋白和质粒混合液的电泳条带逐渐变暗;当花生清蛋白浓度为0.8 mg·mL^-1时,电泳条带消失,质粒被完全降解;Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺4种金属离子都有增强清蛋白DNA酶活性的作用,增强能力由大到小依次是Mg²⁺>Ca²⁺>Na⁺>K⁺。本研究结果为花生清蛋白功能性质研究及开发利用提供了一定的理论基础。     

基于溶解无机碳中碳氧同位素及化学组分的瓶装饮用水产地真实性鉴别

为了鉴别我国市场上销售的瓶装饮用水的产地和产品类型,本试验分析了瓶装饮用水溶解无机碳(DIC)中的δ¹⁸O_DIC和δ¹³C_DIC、水中的δ¹⁸O和δ²H值、矿物元素(K、Ca、Na、Mg、Sr)含量、阴离子(Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-)含量、pH值与电导率等水化学指标,结合费希尔判别分析(Fisher-DA)建立模型,对瓶装饮用水的类别和产地进行鉴别。结果表明,不同产地瓶装饮用水的δ¹⁸O_DIC、δ¹³C_DIC、δ¹⁸O、δ²H值均具有显著差异,而且矿物元素与阴离子的含量变化范围广,具有不同的地域性特征。产地溯源判别模型对不同产地瓶装饮用水的判别准确率高达100%,且采用水化学指标还能区分瓶装饮用水的类型。正态化重要性分析显示,对产地具有指示效应的前五项重要指标分别为K、Cl^-和δ¹³C_DIC、δ²H和pH值。综上所述,通过稳定同位素指纹信息和水化学指标的差异进行融合分析,结合多元统计模型可有效鉴别市场上瓶装饮用水的真实性,保护消费者的合法权益,维护市场公平。     

基于人工降水入渗的热带海岛表面砂土层水质变化特征

珊瑚砂是热带海岛表层土的重要物质组成,开展大气降水入渗通过表面砂土层的水化学研究是正确认识和评估海岛地下水质的前提。本研究于2017年8月采集了我国热带海岛3种不同样地的典型表层砂土(编号D1、D2和D3),基于人工降雨模拟试验,分析了其基本理化参数变化特征。在此基础上,综合水化学相图、Visual MINTEQ水文地球化学模拟、碱基交换指数(IBE)计算和Gibbs图解等方法,揭示了渗流通过不同砂土层的水样化学变化特征及主要控制过程。结果表明:①表面砂土盐碱化程度高,入渗通过D1、D2和D3的水样pH范围分别为7.92~8.81、7.86~9.30和7.82~9.35,明显高于大气降水的均值6.0,其电导率分别从48.50、89.90、77.60 mS/cm降到了131.4、111.6、98.4μS/cm;②入渗通过D1、D2和D3的水样中许多微量元素浓度值随降雨淋洗会逐渐减小,其中Al、As、B(D1和D2)、Cr、Fe、Pb较难溶于水,应该引起重视;③D1、D2和D3储存的水中主要离子浓度大小为:Na⁺>Mg²⁺>Ca²⁺>K⁺和Cl^–>SO^2–₄>HCO^–₃>NO^–₃>CO^2–₃>Br^–>F–,其水化学类型随降雨淋洗均由Cl-Na水变为HCO₃^-Na?Ca?Mg水;④控制通过砂土层水样水质的水化学机制包括:碳酸盐、氯化物和硫酸盐矿物的溶解和沉淀,以及降水入渗过程中Na⁺与K⁺、Ca²⁺与Mg²⁺之间的交换作用。该研究对于指导热带海岛地下水资源的合理开发与利用,保障海岛居民用水安全及生态系统维护具有重要的科学意义。     

Effect of potassium on soil structure in relation to hydraulic conductivity

The effect of exchangeable K⁺ on soil structure and permeability has been studied. A loamy sand, a light clay and a heavy clay soil were leached with solutions adjusted to potassium adsorption ratios (PAR) of 0.0, 0.72, 3.74 and ∞. Exchangeable K⁺ percentage (EPP) and hydraulic conductivity (HC) were measured on the leached soils. SEM observations on undisturbed soil samples were used to evaluate changes in soil structure and pore size.

EPP values for the three soils ranged as follows: 0.8–1.3, 5.5–9.2, 16.0–21.0 and 58.0–76.0 for PAR's of 0.0, 0.72, 3.74 and ∞, respectively. HC incrased slightly (20%) up to EPP values of about 20% for the loamy sand and heavy clay soil, while a decrease in HC corresponding to any increase of EPP was observed for the light clay soil. This soil was richer in illite and also exhibited higher affinity for K⁺. At the highest EPP values (58.0–76.0) HC of the three soils decreased to about 20% of the values measured for the Ca²⁺ saturated soils.

SEM observations were performed and Ca²⁺ saturated soils compared with the K⁺ enriched ones. Ca²⁺ treated loamy sand exhibited discrete clay aggregates located in the spaces between sand particles or attached to them. K⁺ enrichment resulted in the formation of a dense network of clay microaggregates filling up the pore space. The microaggregate structure of the two Ca²⁺ clay soils changed to a dense layer composed of much smaller particles following K⁺ enrichment. Pores were mostly smaller than 10 μm in the K⁺ soil compared to several tens of microns in the Ca²⁺ form.

SEM observations and the fact that clay content did not vary with depth suggest that dispersion of clay microaggregates and their rearrangement in situ were the major mechanisms involved in HC reduction, rather than long-range clay migration and the formation of a clay enriched layer with impeded drainage.     

荆芥幼苗对盐胁迫的生理响应

为探究盐胁迫对荆芥幼苗生理特性的影响,采用盆栽砂培试验,研究不同浓度盐胁迫(0、25、50、75和100 mmol·L^-1 NaCl)下荆芥幼苗生长、质膜稳定性、渗透调节、抗氧化酶系统、离子吸收和分配的变化。结果表明,随着盐浓度的增加,荆芥盐害指数逐渐升高,幼苗株高增加速率和比叶面积均逐渐降低,单株干重和叶绿素含量均呈先增加后减少的趋势,且均在25 mmol·L^-1 NaCl处理下达到最大;叶片中丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率均显著增加;可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈先增加后减少趋势,且分别在50和75 mmol·L^-1 NaCl处理下达到最大,而可溶性糖含量则不断上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先上升后下降的趋势,在25 mmol·L^-1 NaCl处理下达到最大,而过氧化物酶(POD)活性则持续下降。盐胁迫下,荆芥的根、茎、叶大量积累Na^+,但主要集中在地上部分,同时各部位K^+、Ca²⁺含量及K^+/Na^+、Ca²⁺/Na^+值均显著下降。综上,荆芥幼苗对盐胁迫极为敏感,但对低浓度的盐胁迫(25 mmol·L^-1 NaCl)具有一定的耐受性。本研究结果为荆芥的规范化栽培和抗逆驯化研究奠定了理论基础。