稀土尾砂对任豆幼苗生长及营养元素吸收的影响

采用盆栽控制试验,研究稀土尾砂对任豆幼苗生长及营养元素吸收的影响。结果表明,稀土尾砂中生长的任豆株高、总根长、总根面积、根体积和生物量显著低于红壤土中生长的任豆,地径和细根直径二者差异不明显。稀土尾砂中生长的任豆叶片叶绿素b、总叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率均显著低于红壤土中生长的任豆。稀土尾砂中生长的任豆根中可溶性糖、总蛋白含量和叶片、根中POD、SOD活性高于红壤土中生长的任豆。稀土尾砂中生长的任豆根、茎、叶中N和P的含量显著低于红壤土中生长的任豆,叶和根中K的含量与红壤土中生长的任豆没有差异,而茎中K的含量显著高于红壤土中生长的任豆,稀土尾砂抑制任豆对N、P和K的吸收。因此,任豆幼苗可以在稀土尾砂上生长,但稀土尾砂对任豆生长、生理生化和营养物质的吸收有一定的抑制作用。     

稀土尾砂对樟树幼苗生长及营养元素吸收的影响

以樟树2年生实生苗为材料,采用盆栽控制试验,以红壤土为对照栽培基质,研究稀土尾砂对樟树幼苗生长及营养元素吸收的影响,以期为稀土尾砂的治理提供依据。研究结果表明:在稀土尾砂处理下,樟树的株高、地径、根系、生物量等与对照相比,各形态指标明显受到抑制;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素、类胡萝卜素、叶绿素/类胡萝卜素、净光合速率、气孔导度、细胞间CO 2浓度及蒸腾速率与对照组相比均显著下降,而可溶性糖含量、蛋白质含量、SOD和POD活性高于对照组;樟树叶、根、茎中N、P、K的含量比对照低,特别是N和K的吸收显著低于对照。因此,稀土尾砂对樟树的生长、生理生化及营养物质的吸收有抑制作用。     

离子型稀土矿尾砂地植被恢复障碍因子研究

以江西省赣州市定南县不同废弃时间的离子型稀土矿尾砂地为研究对象,通过植被调查、土壤理化性质、微生物和酶活性分析,探讨稀土矿尾砂地植被恢复的障碍因子。结果表明,尾砂地植被覆盖度随着废弃时间增加而增加,在废弃10年后植被覆盖度达到72%,但其群落组成仍相对简单(仅3种);尾砂地土壤黏粒含量(6.00%~9.66%)和土壤有机质含量(0.5~1.5 g kg-1)均远低于周边正常植被区,而尾砂地土壤容重(1.26~1.43 g cm-3)则明显高于周边正常植被区。废弃1年的尾砂地土壤电导值显著高于废弃3~10年的尾砂地土壤和对照区土壤,土壤铵态氮和碱解氮含量则高达400 mg kg-1和500 mg kg-1,但废弃3~10年后碱解氮和铵态氮含量已趋于痕量,且在所调查的废弃3年和6年的尾砂地0~100 cm剖面内土壤铵态氮含量也极低,表明尾砂地土壤铵态氮在废弃3年内已流失殆尽,严重的水土流失及其导致的土壤氮素等营养匮乏也是尾砂地植被恢复的主要障碍之一;尾砂地土壤微生物生物量碳(26.7 mg kg-1)、土壤脲酶活性(29.9NH3-Nmg kg-1h-1)、土壤酸性磷酸酶活性(7.10 phenol mg kg-1h-1)均显著低于周边正常植被区土壤,表明尾砂地土壤氮、磷循环受到抑制。本研究表明,废弃3~10年内离子型稀土矿尾砂地的土壤理化生性质并未得到明显改善,尾砂地土壤面临土壤重建的问题,需要引入合适的人工干预如土壤改良才能加快尾砂地植被恢复。     

中草药在赣南稀土尾砂治理中的适应性研究

为探索中草药在赣南稀土尾砂治理中的适应性,选取了7种抗逆性强的中草药,从生长力、耐旱性和耐瘠性三方面对其在稀土尾砂基质上种植的适宜性进行了比较,结果发现:生长力以果桑最优,耐旱性以紫珠草最强,耐瘠性最好的为栀子;综合评分值显示紫珠草、栀子、果桑较好,其次为金银花和菊花,薄荷和金线草综合评分值较低,不适合作为稀土尾砂治理植物推广应用。重金属检测结果显示,在赣南稀土尾砂基质上种植的中草药,其铬、镉和铅等重金属含量均低于《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》(WM/T 2—2004)。经综合评定,紫珠草、栀子、果桑、金银花为适宜用于赣南稀土尾砂治理的中草药品种。     

矸石添加对铜尾矿中香根草生长及生理生态的影响

为了探索矸石作为改良剂用于尾矿生态修复,通过盆栽试验,将矸石按一定比例(0,1%,2.5%,5%,10%和15%)添加入铜尾砂,基于铜尾砂理化性质变化,探索矸石对尾砂中香根草生理生态的作用特点。结果表明:矸石添加入铜尾砂后,提高了基质pH、有机质和营养元素含量,降低了有效态重金属浓度(Cd、Cu、Pb和Zn),改善了尾矿贫瘠环境。随矸石添加比例增加,香根草体内重金属浓度呈下降趋势,生物量和光合色素含量呈现低促高抑性变化。同时,可溶性蛋白质和脯氨酸含量随矸石添加比例增加而增加,MDA随添加比例增加而降低,低添加比例的矸石选择性提升了SOD和CAT酶活性,增强了香根草清除体内多余活性氧的能力。矸石加入铜尾砂可稳定铜尾矿中有效态重金属,也能在一定添加比例内,提高香根草抵御铜尾矿胁迫环境的能力。     

设施栽培下原状土与扰动土水分特性的试验研究

以四川省双流县设施栽培土壤为研究对象,对其原状土与扰动土的土壤水分特征曲线、水分物理性质和比水容量等项目进行了研究。结果表明,扰动土水分特征曲线总体变化趋势与原状土较为一致。在低吸力阶段,相同吸力条件下扰动土含水量高于原状土,在高吸力阶段两者差异较小。扰动土毛管孔隙度、总孔度和凋萎含水量在剖面上的总体变化趋势与原状土较为一致。扰动土不同土层田间持水量和有效水含量差异较小,原状土的田间持水量和有效水含量均随土层加深而减少。在低吸力阶段,相同吸力条件下扰动土比水容量远高于原状土,但随土壤水吸力增加,扰动土比水容量变化趋势逐渐与原状土一致。     

四川盆地土壤中微量元素的含量分布及其有效性的研究

四川盆地是一个古老的农业区,但其土壤中的微量元素,尚未曾作过专门研究。本文研究了四川盆地土壤中微量元素硼、锌、铜、锰、铁的含量分布状况和影响其有效性的某些因子。结果表明:各元素的总含量较高,但有效硼的含量很低,有效锌和锰的含量在多数土壤中亦较低,有效铜和铁的含量却较丰富。土壤中各微量元素的含量因土而异,其有效性受pH和有机质含量的影响,各有效态微量元素的含量均是pH<7的高,而pH>7则低,且与有机质含量呈显著正相关关系。水稻土中各有效态微量元素(除硼以外)的含量一般高于同母质发育的旱地。     

植物根系分泌物对锅锌尾矿污染土壤中重金属的活化效应

植物分泌的低分子量有机酸通过形成可溶性络全物而啬生金属元素在根际土壤的移动性。本文对根际分泌物如柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、天冬氨酸、谷氨酸对铅锌矿尾砂及其废水污染土壤中Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ的溶解怀影响进行实验,证明１６ｍｍｏｌ／Ｌ的有机酸和氨基酸对土壤中重金属Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ具有较强的活化效应,其中柠檬酸、酒石酸和草酸的活化能力最强。     

铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩及回弹特性的影响

铁矿尾砂作为工业废弃物已经应用于农业生产，可以改善土壤结构；农业机械作业造成的土壤压实、破坏土壤结构是影响作物产量的主要原因之一。论文旨在探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩—回弹特性的影响，将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜，按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀，采用快速固结试验方法，进行单轴压缩试验。结果表明，随铁矿尾砂施用量增加，在低应力时，土壤孔隙比减小量（?e）变大；在高应力时，土壤 ?e 变小。预固结压力值（Pc）和压缩指数（Cc）均随铁矿尾砂施用量增加而降低，Pc和Cc变化范围分别为72.91～119.30 kPa、0.445～0.720，二者均与有机质含量呈极显著正相关关系；与砂粒含量呈极显著负相关关系（P<0.01）。回弹指数（Cs）变化范围为0.0109～0.0169，与有机质及砂粒含量均无显著相关关系，有机物料是影响土壤回弹指数的主要因素。较对照相比，20%铁矿尾砂配施有机物料处理使压缩指数降低12.77%，预固结压力值和回弹指数分别提高6.93%和22.14%，降低压实风险。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤氮素的分异特征

纳帕海湿地区4类主要土壤的退化程度由高而低为弃耕地-中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm采样,分析全氮(TN)、速效氮(RAN)、溶解有机氮(DON)、无机氮(IN)含量。结果表明:在剖面垂向,沼泽土TN和RAN含量中上层相对富集,而DON和IN含量由上而下逐渐降低、上层相对富集;其它三类土壤氮素含量总体由上而下降低、上层相对富集;4类土壤间,上层氮素含量为AFMMS相似文献   

不同压实水平下铁尾矿砂和土壤的水力学特征比较

由于尾矿砂的不良结构和严重压实,水土流失严重,水分已成为其生态恢复的重要限制因素。因此以水分运移为主线,通过室内土柱模拟,研究铁尾矿砂和土壤在自然状态到最大压实状态间5个压实水平(铁尾矿砂1.50~1.70 g/cm^3,土壤1.30~1.50 g/cm^3)的水力学特征差异,为尾矿砂的合理改良提供依据。结果表明:铁尾矿砂自然容重1.50 g/cm^3的水分入渗能力低于土壤自然容重1.30 g/cm^3的水分入渗能力。随容重的增大,尾矿砂和土壤的水分运移特征均呈幂函数减小的趋势,但分别在1.60,1.40 g/cm^3处入渗能力明显降低。从水分参数入渗率、湿润锋距离、累计入渗量、饱和导水率、剖面水分分布整体来看,在较低容重范围内,土壤水分运移能力高于铁尾矿砂,但由于容重对土壤水分运移的影响大于铁尾矿砂,在较高容重范围内,土壤的水分运移能力则不如铁尾矿砂。铁尾矿砂和土壤的水分特征曲线形状也完全不同,铁尾矿砂呈现"上凸"形,表现为高吸力段缓低吸力段陡,土壤水分特征曲线均为"下凹"形,表现为高吸力段陡低吸力段缓。因此,尾矿砂中可以添加土壤或者类似土壤结构的基质来增强其不良的持水性和导水性,促进生态恢复。     

铜尾矿污染土壤几种牧草的重金属抗性及微生物群落功能多样性研究

Copper （Cu） mine tailings, because of their high content of heavy metals, are usually hostile to plant colonization. A pot experiment was conducted to determine the tolerance of four forage grasses to heavy metals in Cu mine tailings and to examine the variation in the microbial functional diversity of soils from the tailing sites in southern China. All the four grass species survived on Cu mine tailings and Cu mine tailing-soil mixture. However, on pure mine tailings, the growth was minimal, whereas the growth was maximum for the control without mine tailings. The tolerance of grasses to heavy metals followed the sequence： Paspalum notatum 〉 Festuea arundinaeea 〉 Lolium perenne 〉 Cynodon daetylon. The planting of forage grasses enhanced the soil microbial biomass. The Biolog data indicated that the soil microbial metabolic profile values （average well color development, community richness, and Shannon index） of the four forage grasses also followed the sequence： P. notatum 〉 F. arundinaeea 〉 L. perenne 〉 C. daetylon. Thus, P. notatum, under the experimental conditions of this study, may be considered as the preferred plant species for revegetation of Cu mine tailing areas.     

德兴铜矿尾矿库植被重建后的土壤肥力状况和重金属污染初探

德兴铜矿是我国的超大型铜矿,尾矿砂的排放是其主要的环境问题之一,目前主要堆积于尾矿库中。1号尾矿库于1986年服役期满后共堆积矿砂2.15×107 m3,面积约210 hm2。20世纪90年代后期,在坝坡约30 hm2覆有客土的地区进行了一系列植被重建的试验研究工作,本文报道了1998年开始在旱稻(OryzaLinn.)、花生(Arachis Linn.)、香根草(Vetiveria zizanioidesNash)和湿地松(Pinuselliottii Engelm.)等18种不同植被组合条件下的土壤基本农化性状(pH、有机质(OM)、铵态氮、速效P、速效K)以及0.05 mol L-1 HCl可提取态重金属在3~4年时间内的变化情况,结果表明,坝坡土壤N、P、K严重不足,且保水、保肥能力弱,需要不断地进行培肥和改良。三年多来,土壤pH总体上无显著变化;OM第三年有显著上升,约为第一年的127%;NH4 N成直线下降,第二年和第三年分别为第一年的72.9%和43.0%;随着耕作实践的推移,速效P和速效K显著上升,但仍旧处于较低水平。重金属(主要是Cu)污染严重,Cu、Zn、Pb、Cd在植物中有明显积累。研究结果强调了试验区在植被重建中不宜种植食用植物,以避免食物链的污染。     

The Effect of the Uranium Content in the Tailings on Some Cultivated Plants

Uranium is a radiotoxic and chemotoxic heavy metal. Uptake and accumulation of U has been studied in plants native to uranium mine sites, but not in cultivated plants which are commonly consumed by humans. The objective of this study was better understanding of U uptake and accumulation in cultivated plants and whether different contents of uranium (U) in the substrate affect its concentration in plants and their dry matter mass. Two substrate variants for growing plants, which differed in the uranium content: solid wastes (tailings) and tailings mixed with sand (w/w 1:1). Large amounts of solid wastes (tailings) resulting from the exploitation and treatment of uranium ore from the closed uranium mine Gabrovnica–Kalna, on southeast of Serbia, contained generally 15.33 mg U/kg. In the experiment, three plant species (corn NSSC 231, sunflower N.S. Dukat, and green peas Smederevska Palanka) were grown in pots on the four substrate variants during 40 days. Substrate was suffused by drinking water (DW) and “uranium water” (UW), which issue out from the mine, contained 0,053 mg U/ dm³. Obtained results show that when UW was added to tailing concentration of U in plants increased. When the content of U in the substrate was lowered by adding sand, the concentration of U in plants decreased, though was significantly higher in comparison to the variants to which DW was added. Dry matter mass was higher in variants where UW was used. Concentration of U was significantly higher in root than in above-ground parts.     

某铀矿区农田土壤重金属污染综合评价

以某大型铀矿采矿区、冶炼厂、尾矿坝及周边农田土壤五种重金属元素含量实测值为基础数据,对矿区农田土壤重金属污染状况采用改进的内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法及潜在生态风险指数法进行综合分析评价,并通过相关性综合分析、主成分分析及聚类分析方法探究农田土壤五种重金属污染物的来源。结果表明,三个采样区农田土壤中镉、铬、铅和铜的污染严重程度:尾矿坝 > 冶炼厂 > 采矿区,放射性元素铀的污染严重程度:冶炼厂 > 尾矿坝 > 采矿区;研究区重金属污染严重,其重金属污染来源的关键因素是铀。该综合评价结果为铀矿区周边农田土壤中重金属污染的科学治理提供重要理论依据。     

芦苇定居后铜尾矿细菌群落结构的变化

Soil samples were collected from both bare and vegetated mine tailings to study the changes in bacterial communities and soil chemical properties of copper mine tailings due to reed (Phragmites communis) colonization. The structures of bacterial communities were investigated using culture-independent 16S rRNA gene sequencing method. The bacterial diversity in the bare mine tailing was lower than that of the vegetated mine tailing. The former was dominated by sulfur metabolizing bacteria, whereas the latter was by nitrogen fixing bacteria. The bare mine tailing was acidic (pH = 3.78), whereas the vegetated mine tailing was near neutral (pH = 7.28). The contents of organic matter, total nitrogen, and ammonium acetate-extractable potassium in vegetated mine tailings were significantly higher than those in the bare mine tailings (P < 0.01), whereas available phosphorus and electrical conductivity were significantly lower than those in the bare mine tailings (P < 0.01). The results demonstrated that 16S rRNA gene sequencing could be successfully used to study the bacterial diversity in mine tailings. The colonization of the mine tailings by reed significantly changed the bacterial community and the chemical properties of tailings. The complex interactions between bacteria and plants deserve further investigation.     

宁夏中部干旱风沙区砾砂混合料筑坝分析

在干旱风沙区修建水土保持治沟骨干工程,可同时起到拦泥与蓄水的作用,并对改善风沙区生态环境、发展绿洲农业起到促进作用。用沟道内洪水冲积形成的砾砂混合料作为筑坝材料,既可以就地取材,又可以充分发挥土料透水性强的优势达到雨洪转化的目的。通过野外和室内试验获得的数据和资料,应用多种方法对宁夏同心县长沙河流域的上流水骨干工程的坝坡稳定性和渗透稳定性进行了分析,结果表明,干旱风沙区砾砂混合料用于修建水土保持治沟骨干工程能满足坝坡稳定和渗透稳定的要求。     

鞍山市矿业损毁地生态重建模式研究

鞍山市矿点较多,总计有452处,矿业损毁地面积达10 230.77 hm2,且具有水土流失强度大、恢复难度大等特点。通过选择代表性矿业损毁地进行定点试验,提出5种生态重建模式:一是点、线、面全方位保护生态林重建模式,适用于陡坡排岩场;二是石埂梯田全覆土生态林重建模式,适用于缓坡排岩场;三是林果草花鸟鱼生态旅游综合开发模式,适用于尾矿库的库面;四是经济林、生态林、牧草梯式立体开发模式,适用于尾矿库的坝面;五是多种养殖立体开发模式,适用于采场。结果表明:这几种生态重建模式的实施在该市产生了显著的生态、经济和社会效益,同时这些模式也可为其他地区矿业损毁地生态重建提供借鉴。     

Changes of Bacterial Community Structure in Copper Mine Tailings After Colonization of Reed (Phragmites communis)

Soil samples were collected from both bare and vegetated mine tailings to study the changes in bacterial communities and soil chemical properties of copper mine tailings due to reed (Phragmites communis) colonization. The structures of bacterial communities were investigated using culture-independent 16S rRNA gene sequencing method. The bacterial diversity in the bare mine tailing was lower than that of the vegetated mine tailing. The former was dominated by sulfur metabolizing bacteria, whereas the latter was by nitrogen fixing bacteria. The bare mine tailing was acidic (pH = 3.78), whereas the vegetated mine tailing was near neutral (pH = 7.28). The contents of organic matter, total nitrogen, and ammonium acetate-extractable potassium in vegetated mine tailings were significantly higher than those in the bare mine tailings (P< 0.01), whereas available phosphorus and electrical conductivity were significantly lower than those in the bare mine tailings (P< 0.01). The results demonstrated that 16S rRNA gene sequencing could be successfully used to study the bacterial diversity in mine tailings. The colonization of the mine tailings by reed significantly changed the bacterial community and the chemical properties of tailings. The complex interactions between bacteria and plants deserve further investigation.     

紫色土丘陵区坡耕地退耕对水土流失的影响及其效益评价

 认识退耕对水土流失的影响,对耕地利用结构的调整和评价退耕还林还草的水土保持效益具有重要的科学意义。在中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站通过2年(2003—2004年)的小区试验,观测了紫色土坡耕地种作物(小麦-玉米)、饲草(黑麦草)、果树(枇杷)和“果树+饲草”这4种模式的水土流失状况,并用层次分析法等对其水土保持效益进行了综合评价。观测结果表明:坡耕地退耕种草和种“果树+饲草”这2种模式,较作物模式显著减少水土流失超过30％,其中“果树+饲草”模式的侵蚀量减少60％以上。同时发现,退耕地如果只种果树,水土流失量反而多于种作物地,揭示了控制水土流失的关键之一是提高地表盖度。效益分析结果表明,4种模式水土保持综合效益的大小次序是:“果树+饲草”>饲草>作物>果树。