过氧化氢增氧水的理化特性及其在黏土中入渗分析

地下滴灌的黏土通常伴随着缺氧的特征。过氧化氢增氧灌溉是改善土壤通气性的有效方法。为探讨添加过氧化氢对水的理化特性及其在土壤中入渗的影响,该研究分析了不同浓度的过氧化氢增氧水(H₂O₂浓度分别为0、600、800、1 000 mg/L)的溶解氧浓度、氧气传质系数、表面张力系数、电导率和pH值以及入渗过程。结果表明：溶解氧浓度随H₂O₂添加浓度的增大而增大,表面张力系数则呈现出相反的趋势。溶解氧浓度与表面张力系数存在良好的对数函数关系,二者可以作为过氧化氢增氧水理化特性的定量评价指标。与对照相比,过氧化氢增氧水促进了土壤水分入渗过程,提高了土壤的持水能力。土壤累积入渗量、湿润锋深度以及土壤含水率均随H₂O₂浓度的增加先上升后下降,最大值在800 mg/L处理中获得。Philip入渗模型能够较好地模拟过氧化氢增氧水的入渗过程,吸渗率随H₂O₂浓度的增加先上升后下降,最大值出现在800 mg/L处理。吸渗率与溶解氧浓度之...     

大气CO2浓度缓增对稻田土壤甲烷氧化过程的影响

微生物介导的甲烷好氧氧化,对控制稻田甲烷排放起着重要作用。本文从基因、群落、活性等多个层次上解析CO₂浓度缓增对稻田土壤甲烷好氧氧化过程的影响及其作用机理。依托于田间CO₂浓度自动调控平台,在背景CO₂浓度(AC)基础上,设置了CO₂浓度缓增处理(每年增加40μL·L^-1,持续4年)(EC)。采用室内泥浆培养以及高通量测序和定量PCR技术,对不同CO₂处理下水稻关键生育期(分蘖期、拔节期、扬花期和乳熟期)土壤中的甲烷氧化潜势及其功能微生物的丰度和群落结构进行了系统研究。结果表明：大气CO₂浓度升高促进了稻田甲烷氧化潜势和甲烷氧化菌丰度的增加;CO₂浓度升高还使得土壤中甲烷氧化菌的群落结构发生了显著变化,其优势菌从Ⅱ型菌转变为Ⅰ型菌。CO₂浓度升高所致的土壤中甲烷、氧气浓度以及氮素水平等的改变很可能对稻田甲烷氧化过程产生了重要影响。综合本研究发现,稻田甲烷氧化过程对大气CO₂     

δ-MnO2在环境中的演化及其与金属离子的相互作用研究进展

水羟锰矿(δ-Mn O₂)作为土壤矿物和地球沉积物中的重要组成部分，因其对土壤中诸多金属离子具有超强富集作用而备受关注。富集了金属离子的δ-Mn O₂在土壤环境中迁移转化，伴随金属元素二次污染风险。因此，探究δ-Mn O₂转化过程及其与金属元素的相互作用规律势在必行。本文简要介绍了δ-Mn O₂的性质，综述了δ-Mn O₂的结构转化及其影响因素，δ-Mn O₂与重金属离子之间的相互作用和氧化锰晶体生长机制，并对土壤中δ-Mn O₂转化过程带来的金属元素二次污染防治研究重点和方向提出了展望。     

反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...     

增氧地下滴灌改善土壤通气性促进番茄生长

增氧地下滴灌将空气与灌溉水混匀后输送到作物根区,可实现作物提质增产和水肥高效利用,而其关键作用机制尚不明确。该文以番茄为供试作物,设置灌水量和增氧量2因素2水平完全随机区组试验,记为W1和W2(分别为作物-蒸发皿系数的0.6和1.0倍)、A和C(增氧和对照组),系统监测了壤质黏土条件下作物生长生理动态与土壤通气性状况,探究土壤通气性与作物生长之间的响应机制。结果表明,增氧地下滴灌对土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率、氧化还原电位和土壤呼吸有一定的改善作用。与对照相比,W2A处理开花坐果期灌水后第2天的土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率、氧化还原电位和土壤呼吸速率提高了25.71%、52.90%、41.99%和64.70%(P0.05)。土壤氧气扩散速率和氧化还原电位分别与溶解氧浓度和充气孔隙度呈极显著正相关(P0.01)。增氧地下滴灌促进了番茄生物量积累和养分利用,促进了作物的光合作用,表现为产量提高和品质改善。与对照相比,W2A处理3个时期的光合速率分别增大14.51%、21.72%和13.76%(P0.05),地上及地下部鲜质量分别增加了68.14%和55.18%(P0.05),根、茎、叶氮素吸收量增加了52.94%、42.03%和24.12%(P0.05),产量、可溶性固形物和维生素C含量增加了66.40%、51.77%和20.26%(P0.05)。1.0倍作物-蒸发皿系数灌水时增氧处理在改善土壤通气性,促进番茄生长,提高番茄产量方面的效果最为明显。作物产量与溶解氧浓度、氧化还原电位及土壤呼吸均值均呈显著正相关(P0.05),作物品质(可溶性固形物、总酸含量)与土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率和土壤呼吸均值呈显著正相关(P0.05)。研究结果为揭示增氧地下滴灌对土壤通气性的改善效应提供了科学依据。     

铬处理下超富集植物李氏禾根际溶解氧时空分布特征

植物根系泌氧能改变土壤氧化还原电位，影响重金属形态及生物有效性，是重金属污染土壤植物修复效率的重要影响因素。本文基于平面光极原位高分辨技术，在0、50、100 mg/kg等3个铬浓度下研究了铬超富集植物李氏禾根际溶解氧的时空分布特征。结果表明，李氏禾根际土壤中溶解氧浓度较高的热区集中于根系周围区域，在根尖位置溶解氧浓度较高。根际溶解氧含量显著高于非根际土壤，且距离根部越远溶解氧平均含量越低，其中100 mg/kg铬处理组李氏禾根部中心位置土壤溶解氧浓度为距离中心位置5 mm处土壤溶解氧浓度的1.45倍。在8天的拍摄周期中，对照组根部中心位置溶解氧浓度最高达77.2%，显著高于50 mg/kg铬处理组的50.2%和100 mg/kg铬处理组的42.3%。此外，3个铬浓度下李氏禾根际溶解氧浓度都呈现先升高后降低的规律，第4天达到最高值。铬处理下李氏禾根际溶解氧浓度明显下降，这可能是李氏禾为避免根际富氧环境将Cr(III)氧化为毒性更强Cr(VI)的保护性行为。     

增氧微咸水对小白菜光响应特征及产量的影响

为了探讨水培条件下微咸水溶解氧浓度对小白菜光响应特征及产量的影响,测定了5种增氧水平下小白菜的光合响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型分别对小白菜光响应曲线进行拟合比较,筛选出最优模型并利用最优模型对小白菜的光合特征参数进行了计算。试验结果表明,经误差分析,不同增氧水平下4种模型的光响应曲线拟合结果存在差异,非直角双曲线模型对所有处理的模拟精度均最高,是分析增氧微咸水水培条件下小白菜光响应曲线的最优模型。光响应曲线参数显示,18.5 mg/L的微咸水溶解氧浓度处理下小白菜的暗呼吸速率、表观量子效率、最大净光合速率均显著高于其他微咸水增氧处理。此外,18.5 mg/L的微咸水溶解氧浓度处理下小白菜的净光合速率和地上部鲜质量也显著高于其他微咸水增氧处理。因此,利用微咸水培养小白菜较为适宜的溶解氧浓度约为18.5 mg/L,该增氧处理有利于增强小白菜的耐荫性和忍受高光强的能力,增大小白菜叶片的可利用光强范围,提高叶片的生理活性,并促进小白菜叶片光合作用的高效运行,进而实现小白菜高产。     

增氧灌溉对棉花营养特征及土壤肥力的影响

以新陆早41号为材料,通过模拟试验和田间小区试验,研究增氧对灌溉水溶解氧的影响,以及增氧灌溉对棉田土壤养分、土壤微生物数量、棉花养分吸收和产量的影响。增氧灌溉模拟试验设计4个充氧浓度(CK-0%、O_2-21%、O_2-30%、O_2-50%),连续测定主管道和滴灌带不同监测点位灌溉水溶解氧浓度;田间试验设计3种增氧灌溉方式,物理增氧PO、化学增氧CO和常规滴灌CK。结果表明,增氧灌溉能够明显提高灌溉系统内灌溉水的溶解氧浓度,并且随着溶解氧浓度的增加衰变增加,灌溉水溶解氧浓度增加至12~14 mg L~(-1)较为适宜;增氧灌溉显著促进棉花增产,PO、CO棉花产量分别较对照增加11.39%、11.42%;增氧灌溉能促进棉花对土壤养分的吸收,从而降低土壤中养分含量,棉田土壤速效氮、有效磷、速效钾、有机质含量均有所降低,CO处理土壤速效氮、有机质含量与对照之间的差异达到显著水平,分别降低27.23%、9.61%,PO处理速效钾含量与对照之间的差异达到显著水平,较对照降低5.78%;增氧灌溉对棉田土壤细菌、真菌、微生物数量有促进作用,PO、CO处理细菌数分别较对照提高28.38%、21.05%,微生物总量分别提高27.86%、20.63%,处理间差异均达到显著水平。说明棉花根系对氧敏感,增氧灌溉能够进一步挖掘棉花生产潜能,不同增氧措施均能在一定程度上促进棉花生长和促进棉花对土壤养分的吸收,能加速土壤有机质分解和养分释放。     

电感耦合等离子体串联质谱测定植物样品中砷含量的去干扰方法研究

植物样品中砷(As)的快速及准确测定对于农产品安全与质量控制意义重大。然而,受样品中存在的钙(Ca)、钾(K)等大量元素导致的多原子离子干扰以及稀土元素钕(Nd)、钐(Sm)所导致的双电荷离子干扰影响,实际植物样品中痕量As的测定具有一定挑战性。本文应用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS),在4种模式下(无气体模式、He碰撞模式、H₂原位反应模式、O₂质量转移模式),研究不同浓度的Ca、K和稀土元素对As测定的影响,对比不同模式的干扰消除效果。结果表明,4种模式消除多原子离子干扰的有效性由高到低为O₂质量转移模式>He碰撞模式>H₂原位反应模式>无气体模式,消除双电荷离子干扰的有效性由高到低为O₂质量转移模式>无气体模式>He碰撞模式>H₂原位反应模式。采用ICP-MS/MS在O₂质量转移模式下可无干扰地测定As,该方法线性良好,准确度高,检出限为0.0002 mg/kg,用于测定国家标准物质黄豆(GBW10013)、圆白菜(GBW10014)、柑橘叶(GBW10020)、蒜粉(GBW10022)和湖南大米(GBW10045a)的相对标准偏差分别为1.3%、2.3%、0.7%、2.3%和1.0%,适用于植物样品中As的快速准确测定。     

设施菜田土壤pH和初始C/NO3– 对反硝化产物比的影响

【目的】设施菜田土壤反硝化作用是N₂O排放和氮素损失的重要途径。本研究通过室内厌氧培养试验,在不同pH和初始C/NO₃–条件下,比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征。【方法】以设施菜田土壤为研究对象,通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件,调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83;同时以谷氨酸钠作为有效性碳,除未添加有效性碳作为对照处理 (CK) 外,其他有效性碳与硝酸盐 (C/NO₃–) 的比值分别调节为5∶1、15∶1和30∶1,三种pH条件下均设置 4 个 C/NO₃– 水平,每个水平3次重复。利用自动连续在线培养系统 (Robot系统),在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的 N₂O、NO、N₂和CO₂浓度的动态变化,通过计算N₂O/(N₂O + NO + N₂)指数估算反硝化过程N₂O的产物比。【结果】增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N₂O和NO的产生量,酸性 (pH 5.63) 土壤的N₂O、NO产生量峰值在不同初始C/NO₃– 比下均显著高于中性 (pH 6.65) 和碱性 (pH 7.83) 土壤 (P < 0.05)。中性和碱性土壤在高C/NO₃– 下有利于减少反硝化过程N₂O的产生,而酸性土壤条件下差异并不显著。中性土壤条件下增加有机碳含量会降低NO产生量,而在酸性和碱性土壤上有机碳的添加对NO产生量没有显著影响。土壤pH和初始C/NO₃– 比对土壤N₂O的产生有极显著的交互效应 (P < 0.001)。酸性和中性土壤上添加有机碳能够显著增加土壤N₂的产生速率 (P < 0.05),且与对照相比,不同pH的土壤添加有机碳后均显著促进反硝化过程中N₂O向N₂的转化。在不同初始C/NO₃– 下碱性土壤的CO₂产生量显著高于酸性和中性土壤,同时与对照相比,添加有机碳显著增加了土壤的CO₂产生量 (P < 0.05)。酸性土壤的N₂O产物比在不同初始C/NO₃– 下均极显著高于碱性土壤 (P < 0.01),且不同初始C/NO₃– 下的土壤N₂O产物比随pH的增加显著下降,二者呈极显著线性负相关关系 (P < 0.01)。【结论】土壤pH降低是设施菜田土壤N₂O和NO排放量较高的重要原因。而且,增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失,并在中性和碱性土壤中N₂O的产生量减少。土壤pH升高和初始C/NO₃– 增加均降低了产物比,但增加了土壤反硝化作用速率。在利用N₂O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素。     

培养条件下微纳米增氧水添加对新疆砂壤土硝化作用的影响

为了提升氮素利用效率和生产能力，采用室内培养试验方法，研究不同土壤含水率（田间持水量的30%、60%、100%及175%）条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响，并分别利用硝化动力学方程和硝化作用强度定量评价NH4+-N和NO3--N含量的动态变化特征，比较NH4+-N初始消耗速率、NH4+-N最大消耗速率、达到最大消耗速率所用时间以及NO3--N平均生成速率的变化。结果表明：粉质砂壤土氮素转化以硝化作用为主；随着含水率的升高，土壤硝化作用强度呈现先增加后降低的趋势，并在田间持水量条件下达到最大。在不同含水率条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响具有显著差异（P<0.05）。与常规水处理相比，在田间持水量的60%条件下，增氧水处理对土壤硝化过程的促进作用更为明显，NH4+-N最大消耗速率提高了8.9%，最大消耗速率出现时间提前，NO3--N平均生成速率增加，硝化作用更强；而在田间持水量条件下，增氧水处理的土壤NH4+-N消耗没有显著差异，仅NO3--N平均生成速率增加；田间持水量的175%条件下，增氧水处理土壤NH4+-N最大消耗速率降低了21.5%，最大消耗速率出现时间滞后，但NO3--N平均生成速率没有显著变化。该研究提出了增氧水处理促进氮素转化作用的最适水分条件，为发展农业高效水肥利用技术提供了理论依据。     

湿地土壤不同湿度土样对游离氧化铁提取量的影响

在经典的连二亚硫酸钠-柠檬酸钠法基础上,针对风干过程可能导致的土壤性状变化,研究了不同土壤水分处理(鲜土、风干24h、风干48h、完全风干和烘干24h)对三江平原A、B两个泥炭土剖面的游离氧化铁提取量的影响。实验结果表明,对于不同水分处理,土壤开始脱水阶段(风干24h)和近彻底脱水阶段(完全风干)对游离氧化铁提取量的影响较大,而中度脱水阶段(风干48h)影响较小;土壤上部有机层和泥炭层(O、H1,两个剖面采样深度分别为0～40cm,0～20cm)与下部腐泥层和潜育层(Hh、G1、G2,分别为60～120cm,40～100cm)所受影响要大于中部泥炭层(H2,分别为40～60cm,20～40cm)。土壤含水率与游离氧化铁的提取量存在一定程度的相关性,个别土层达到显著和极显著相关。鉴于土壤含水率对提取量存在不容忽视的干扰,建议采用鲜土测定以尽量保持土壤中游离氧化铁的自然赋存状态。     

农田土壤中N_2O释放的水温特征研究

室内模拟研究不同水热条件下土壤中N2O的释放特征,有助于阐明N2O释放的水热效应机理。本文通过室内试验研究了西北地区的典型耕种土壤土娄土中N2O在不同水温变化下的释放特征,借助化学反应动力学理论对其释放机理进行了初步的探讨。结果表明:10℃和30℃下,不同含水量的土壤中N2O的浓度变化随着培养时间的延长呈"S"型曲线。可用方程C=1/[A+Bexp(-t)]来描述。随着温度的升高(10℃到30℃),N2O释放的快速期,减速期,稳定期的启动时间明显提前。在较低的土壤湿度范围内(27%至58%wfps),土壤中N2O释放的稳定浓度与土壤湿度呈正相关;田间持水量(58%wfps)时,N2O释放的稳定浓度达到最大;超过田间持水量时,其逐渐变小。当土壤湿度从27%-42%wfps增加时,30℃下土壤中N2O释放的稳定浓度大于10℃下的;当土壤湿度等于或大于田间持水量(58%wfps)时,30℃下土壤中N2O释放的稳定浓度小于10℃下的。低温下(10℃)的风干土壤(8%wfps)存在吸收N2O的现象。不同水热条件下土壤硝化和反硝化过程中N2O释放的表观化学反应速率常数和对应活化能的大小决定了土壤中N2O的释放量及难易程度。     

微纳米曝气滴灌系统中气泡传输特性及其影响因素分析

微纳米曝气滴灌系统的水、气和溶解氧传输特性不明，限制了其在农业领域的应用。该研究旨在探索微纳米气泡在滴灌管内的传输特性，为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。设计0.06～0.22 MPa之间的5个滴灌系统工作压力，0.60、1.50、2.40 L/min 3个进气速率，并以不曝气为对照，通过测量滴灌管首部、中部、末端滴头的水、气出流量及水中溶解氧浓度，分析三者沿滴灌管的传输特性和均匀性，以及进气速率和工作压力对其的影响规律。结果表明：1）微纳米曝气时所有处理的滴头平均出水流量达到额定流量的98.5%及以上，出水均匀度达到96%及以上，且两指标在所有曝气和不曝气处理之间的差异均未达到显著性水平（P<0.05）。2）在适中的工作压力范围内（0.10～0.18 MPa），曝气滴灌系统平均出气流量和均匀度分别在0.13～0.23 L/h、85.50%～92.41%之间，两指标分别随进气速率的提高而提高和降低；而过高或过低的工作压力（0.22 、0.06 MPa）会导致个别滴头出气流量异常高，最终提高滴灌系统平均出气流量的同时却大大降低了出气均匀度。3）微纳米曝气滴灌系统的溶解氧浓度较不曝气有明显提高，且所有处理的溶解氧均匀度均达到95%以上；溶解氧浓度沿管道传输方向呈增大趋势，随进气速率的提高呈单峰变化；在1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力时，滴灌系统溶解氧平均值达到最高14.45 mg/L。综合考虑水、气和溶解氧传输效果，微纳米曝气滴灌最佳运行参数为1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力，根据出气均匀度大于85%和溶解氧均值大于12 mg/L确定适宜的工作压力范围为0.10～0.18 MPa，进气速率范围1.5～2.4 L/min。该研究可为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。     

A SYSTEM FOR MEASURING THE RATES OF EVOLUTION OF NITROUS OXIDE AND NITROGEN FROM INCUBATED SOILS DURING DENITRIFICATION

An incubation system is described for studying denitrification rates in incubated soil by measuring the gaseous products removed in a stream of helium flowing across the soil. The system has been used to demonstrate the effect on denitrification of air-drying a soil. A constant rate of denitrification occurs in soil pre-incubated aerobically at 50% water holding capacity for a period of 3 weeks prior to the denitrification assay. By contrast, air-dry soil wetted immediately prior to denitrification measurement showed a rapid increase in denitrification rate to a maximum at 1–3 days and a decline thereafter until a steady state is reached about 2–4 weeks after rewetting. Nitrous oxide was the dominant product from both soils studied: the ratio of N₂O to N, in the gases evolved changed little with time for the pre-incubated soil, but diminished with time of incubation for the air-dried soil.     

PAM喷施量与施用方式对风沙土风蚀的影响

固定流沙和减少风蚀是一个世界性的难题。PAM(聚丙烯酰胺,polyacrylamide)作为一种线性高分子聚合物,喷洒在土壤表层能形成结皮,能有效抵御风蚀,但喷施PAM溶液的结皮状况及抗风蚀能力与PAM的喷施量及土壤特性等密切相关,且PAM溶液的浓度越大则黏性越强,越不易喷洒。为了探寻PAM防风固沙的适宜喷施量及简便施用方法,该研究以乌兰布和沙漠流动沙丘的风沙土为试验材料,以风沙土的风干土及饱和湿土为对照,首先探讨PAM不同喷施量对风干土(风沙土)表层结皮状况、土壤含水率及土壤风蚀量的影响,以寻求PAM的适宜喷施量,然后再将适量的PAM干撒、干撒后喷水和喷施于风干土表层,探寻PAM的简便施用方法。结果表明:1)PAM不同喷施量的结皮覆盖度、结皮厚度、结皮抗剪强度均随PAM喷施量的增加而增加,均显著高于风干土和饱和湿土;PAM不同喷施量的土壤含水率均高于风干土,且随时间的延续均显著高于饱和湿土;喷施1、2、3和4g/m2的PAM风蚀量分别为风干土的26.83%、14.10%、13.01%和13.00%,为饱和湿土的28.78%、15.12%、14.02%和13.94%,当PAM喷施量达到2 g/m2时,PAM能有效降低风沙土的风蚀量。2)将2g/m2的PAM干撒、干撒后喷水和喷施于风干土表层,干撒PAM后喷水和喷施PAM溶液的土壤结皮覆盖度、结皮厚度、结皮抗剪强度均高于风干土、饱和湿土和干撒PAM,干撒PAM的土壤表层结皮覆盖度低于饱和湿土但高于风干土,结皮厚度和结皮抗剪强度高于风干土及饱和湿土,干撒PAM后喷水及喷施PAM溶液的土壤含水率高于风干土、饱和湿土及干撒PAM,干撒PAM的土壤含水率与风干土基本一致。干撒PAM、干撒PAM后喷水和喷施PAM溶液的风蚀量分别为风干土的53.13%、11.17%和6.35%,为饱和湿土的76.34%、16.05%和9.12%,干撒PAM后喷水的抗风蚀能力接近于风沙土表层喷施PAM溶液。3)由于喷施PAM溶液需消耗大量的水分及人力,建议风沙区可在降雨前将2 g/m2的PAM干撒于土壤表层或干撒后向土壤喷水,可有效减少风蚀量。     

土样制备和保存方法对亚热带土壤反硝化的影响

比较了两种土样制备和保存方法对厌氧培养1周内土壤反硝化及矿化的动态影响。试验结果表明,强烈风干后并经长期存放过的土样显著促进了NO3--N浓度降低速率和N2O排放速率的提高,其反硝化速率和矿化速率分别较稍微风干后无存放时间(即立即开始培养试验)的土样提高了47.3%和31.0%。强烈风干土有机C矿化作用的增强以及易矿化有效态C含量的提高是促进反硝化作用增强的主要原因。风干程度和存放时间对反硝化的促进程度取决于其对有机质矿化影响的相对大小,对有机质矿化的影响越大,反硝化强度增加的幅度也越大。由试验结果可推测,利用风干土的实验室培养方法测定得到的土壤反硝化势可能会过高估计田间原位测定的反硝化势。     

Promotive effect of soil solution on germination of Monochoria vaginalis under paddy conditions

ABSTRACT

Growth of the weed Monochoria vaginalis (Burm. f.) Kunth under the conditions of organic rice production is a serious problem. The reason for the growth of M. vaginalis being dominant, especially in organic rice production, is not fully understood. In this study, laboratory experiments were conducted to analyze soil and seed factors in relation to the promotion of germination. (1) After incubation of flooded soil with or without the addition of rice bran (0.3%, 0.6%, and 0.9% in an air-dried soil basis), soil solutions were recovered and seeds of M. vaginalis were incubated in the soil solutions. Germination in the soils solutions without and with 0.3% rice bran was greater than that in distilled water. However, germination was suppressed in the presence of 0.6% and 0.9% of rice bran. These findings indicate that the solution from the soils with rice bran has different effects that may either increase or decrease germination. (2) A mixture of air-dried soil and distilled water was filtered to obtain a soil solution. Seeds were incubated in the soil solution (same as above). Environmental and physiological factors affected germination: exposure of seeds to light was an environmental factor and high germination activity and shallow dormancy of seed were physiological. The recovered soil solution promoted germination when these factors were not optimized. (3) There was a negative and significant correlation between dissolved oxygen (DO) in the soil solution and germination, indicating that a low content of DO was a promotive factor for germination. (4) Based on an experiment using pH buffers, germination increased with decrease in pH of soil solution, as long as the pH ranged from 4.0 to 7.0. This finding indicates that pH is also a factor that promotes germination.     

前期不同水分状况对土壤氧化亚氮排放的影响

田间采集的新鲜土壤样品分别在室温下风干(土样D)和淹水(土样S)保存110d后,将二者的含水量分别调至20%、40%、60%、80%、100%持水量(WHC,Water Holding Capacity),在25℃下培育138h,设置不通和通入10%(v/v)乙炔的处理。结果显示,在20%～80%WHC下培育时,土样S的氧化亚氮(N2O)排放量为土样D的2.48倍～6.36倍(p<0.01),而在100%WHC水分含量下培育时,土样S的N2O排放量仅为土样D的19%(p<0.01),通入乙炔不但未使土样D的N2O排放量增加,反而显著减少。通入乙炔的处理,培养结束后硝态氮的含量增加。随培育水分含量的升高,土样S和土样D的二氧化碳排放量增大。供试土样可能存在异养硝化作用。前期水分的差异显著影响土壤N2O排放量,故在田间测定土壤N2O排放量时,要考虑土壤前期水分的差异。     

Soil and glass surface photodegradation of etofenprox under simulated california rice growing conditions

Photolysis is an important degradation process to consider when evaluating a pesticide's persistence in a rice field environment. To simulate both nonflooded and flooded California rice field conditions, the photolytic degradation of etofenprox, an ether pyrethroid, was characterized on an air-dried rice soil and a flooded rice soil surface by determination of its half-life (t(1/2)), dissipation rate constant (k) and identification and quantitation of degradation products using LC/MS/MS. Photodegradation was also characterized on a glass surface alone to rule out confounding soil factors. Measured photolytic dissipation rates were used as input parameters into a multimedia environmental fate model to predict etofenprox persistence in a rice field environment. Photolytic degradation proceeded at a faster rate (0.23/day, t(1/2) = 3.0 days) on the flooded soil surface compared to the air-dried surface (0.039/day, t(1/2) = 18 days). Etofenprox degradation occurred relatively quickly on the glass surface (3.1/day, t(1/2) = 0.23 days or 5.5 h) compared to both flooded and air-dried soil layers. Oxidation of the ether moiety to the ester was the major product on all surfaces (max % yield range = 0.2 ± 0.1% to 9.3 ± 2.3%). The hydroxylation product at the 4' position of the phenoxy phenyl ring was detected on all surfaces (max % yield range = 0.2 ± 0.1% to 4.1 ± 1.0%). The air-dried soil surface did not contain detectable residues of the ester cleavage product, whereas it was quantitated on the flooded soil (max % yield = 0.6 ± 0.3%) and glass surface (max % yield = 3.6 ± 0.6%). Dissipation of the insecticide in dark controls was significantly different (p < 0.05) compared to the light-exposed surfaces indicating that degradation was by photolysis. Laboratory studies and fate model predictions suggest photolysis will be an important process in the overall degradation of etofenprox in a rice field environment.