应用有机质材料改良浑河河滩土壤的初步研究

为了解有机质材料对浑河河滩土壤的理化性质作用的改良作用,在河滩土壤中添加不同比例的有机质材料,测定不同土样的土壤菌类构成及数量、土壤营养情况和植物根系生长情况。结果表明:在浑河河滩中添加有机质材料可以提高土壤中微生物的种群数量,可以不同程度地提高土壤速效氮、磷、钾的含量。单一有机质材料、河滩土对根系的生长效果较差。之后随着有机质材料添加的越多,根系生长效果越佳。在基土比5∶5时,效果最佳,之后随着有机质材料的添加,根系生长渐弱。     

海绵型保水材料对土壤水力特性的影响

为探究添加保水材料对土壤水力特性的影响规律,选取保水剂和超吸水纤维,设置5％和10％的材料添加量,测定土壤饱和导水率和水分特征曲线,并通过RETC软件分析参数.结果表明:添加保水材料会降低土壤容重,增大土壤供水能力.添加保水剂比添加超吸水纤维土壤容重平均高出5.7％～6.8％;添加5％SAF处理饱和导水率最大,较无添加...     

油茶果壳改良材料对红壤有效磷的影响研究

利用油茶果壳与沸石、聚丙烯酰胺(PAM)配制改良材料,采用模拟土培实验研究其不同配方对红壤有效磷的影响,结果表明:油茶果壳改良材料大幅度增加土壤中有效磷含量,同一油茶果壳改良材料随着添加量的增加,土壤有效磷含量也相应的增加。不同油茶果壳改良材料均能显著增加了Fe-P、O-P、Ca-P的含量,但不因添加量的增加而增加,表明油茶果壳释放的部分有效磷被土壤吸附固定,但固定量是有限的。同一添加量不同油茶果壳改良材料土壤有效磷含量呈现显著差异,表明对油茶果壳进行配方改良可以有效地增加土壤有效磷的含量。油茶果壳改良材料添加量20 g/kg,油茶果壳∶沸石∶PAM为9∶1∶0.2和9∶1∶0.2时在不同的处理时间内始终保持着较高的土壤有效磷含量,平均有效磷含量分别为0.90 mg/kg、0.98 mg/kg,是对照的5.6倍与6.1倍,显著高于其它处理。与同一添加量的其它处理相比,前者同时具有较低的Al-P、O-P含量,后者则具有较低的Ca-P含量。     

4种矿物材料改良Cd污染土壤的研究

以钠基膨润土、膨润土、沸石、硅藻土等4种矿物为改良材料,在潮褐土中添加外源水溶性Cd化合物模拟Cd污染的土壤,以油菜为指示植物,探讨了4种矿物材料对Cd污染土壤的改良效果及存在的规律。结果表明:钠基膨润土、膨润土、沸石、硅藻土的添加量分别为20、30、50、40 g/kg时,土壤有效态Cd含量分别达到了相应最低浓度,比对照分别降低了21.40%、27.63%、27.24%、32.30%;在修复Cd污染土壤时各种矿物的施用量以30~40 g/kg为宜,至少可降低油菜Cd吸收量的15%;添加4种矿物材料均可以提高土壤的pH值,降低土壤Cd活性,并可以在不同程度上迅速降低土壤速效养分含量,从而抑制油菜对土壤Cd的吸收。     

添加方式对不同固化剂稳定土壤重金属的影响

以石灰、膨润土、沸石、骨粉、硫化钠、硫酸亚铁为固化材料,分别在最佳添加量下以不同添加方式（固-固、固-液和液-液）对重金属污染土壤进行稳定化修复,研究不同添加方式对固化剂稳定化修复土壤重金属的效果。结果表明：固化剂的添加方式会对土壤重金属的稳定化作用效果产生不同程度的影响,其中以液-液方式添加的石灰对潼关和凤县土壤中Cd稳定化效果最好,土壤中有效态Cd含量分别减少87.9%和70.8%;以固-液方式添加的膨润土对潼关和骨粉对凤县土壤中Pb的稳定化效果最好,重金属残渣态的比例分别增加了59.0%和56.3%;硫酸亚铁以固-液、液-液的添加方式分别对潼关和凤县土壤中Zn稳定化效果最优,有效态Zn含量减少87.2%和84.3%。     

两种土壤改良剂对酸化茶园土壤的修复效果

利用两种土壤改良剂(生物炭和玛塔),通过室内模拟试验评估添加量和修复效果,选择玛塔进行室外盆栽试验,研究其对酸化茶园土壤的改良效果.结果表明,室内培养60 d后,添加土壤改良剂后酸化土壤的pH均显著升高,升高幅度随添加量增加而升高.添加生物炭处理的土壤pH上升0.17～0.38,添加玛塔处理的土壤pH上升0.68～2.20.生物炭显著降低了土壤的交换性总酸、交换性铝含量,并显著提升了土壤有机质含量;玛塔显著降低了土壤的交换性总酸、交换性铝、交换性H⁺含量.室外盆栽试验结果表明,添加玛塔提高了土壤pH,且增加了茶苗鲜质量、干质量、叶绿素含量和叶面氮含量.总之,玛塔可以快速提升土壤pH且维持较长时间,可作为茶园酸化土壤修复材料.     

铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响

通过室内模拟培养实验,研究了铁锰双金属材料(FMBO)对3种As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响。结果表明,在0%~5%范围内,随着FMBO添加量的增加,污染土壤中As和重金属的有效态含量逐渐降低,相比于对照,在5%添加量条件下,As、Pb、Cd、Zn和Cu的有效态浓度分别下降了93.7%~100%、30.8%~57.8%、81.3%~95.0%、66.7%~95.3%、55.8%~100%。由种子发芽实验结果可知,当FMBO添加量≤2.5%时,FMBO能够对污染土壤中植物的生长发育起到减毒作用;在添加量为2.5%时,污染土壤浸出液培养的小麦种子生长情况最优,种子发芽率、根长和株高能分别达到86%~92%、7.25~9.09 cm和8.62~9.91cm;而当FMBO添加量达到5%时,其对种子的萌发及生长产生抑制作用。由土壤微生物多样性分析结果可知,FMBO材料会使土壤微生物的香农-威纳多样性指数降低,群落组成发生变化。因此,在重金属污染土壤钝化修复前,需要从钝化效果和生态效应影响两方面进行考虑,确定修复材料的最佳添加量。     

竹粉和竹炭对水稻土壤理化性质及其产量的影响

为探讨竹粉和竹炭作为水稻土壤条件的有效性,设立2组对比试验共10个处理区进行研究,将竹粉和竹炭以质量比为7∶3的比例混合后,分别以0、10%、20%、30%、40%、50%的质量比加入到原始土壤。将竹粉和竹炭分别按照质量比为10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10混合后,以原始土壤质量的30%添加到原始土壤中。结果表明,竹材料的添加对土壤化学性质会产生不同程度的影响,可明显提升土壤的pH值、EC值和可交换K~+浓度。同时,竹材料的添加有望减轻苗箱的质量并增加最大含水量。竹材料的添加对水稻的幼苗生长和产量没有显著影响。     

土体有机重构材料的扫描电镜研究进展

本文对土体有机重构概念以及几种土壤添加材料目前的扫描电镜研究成果做了介绍,对几种材料在今后研究过程中采用扫描电镜进行微观结构研究做了展望。     

含铁材料修复砷污染土壤的研究进展

介绍了含铁材料修复砷污染土壤的研究进展,对土壤中砷的不同形态以及含铁材料固砷的效果、机理及其影响因素进行了分析.分析表明,含铁材料治理砷污染土壤具有较好的效果,且含铁材料固化砷的效果顺序大致为三价铁＞二价铁＞铁的氢氧化物、铁的氧化物、聚合硫酸铁;固砷的机理主要是铁砷沉淀、离子交换和吸附等作用;影响含铁材料固砷效果的因素主要有含铁材料的种类及添加量、土壤pH和氧化还原电位以及离子竞争等作用.     

土壤调理剂对土壤养分含量及微生物功能多样性的影响

以湖南典型红土为供试土壤,以烤烟品种K326为材料,通过小区试验,探究了土壤调理剂对土壤养分含量及微生物功能多样性的影响。结果表明,土壤调理剂改变了土壤养分,土壤p H、有机质含量、速效钾含量、有效磷含量均显著提高,而碱解氮含量无显著性差异;适量添加土壤调理剂可显著提高土壤微生物平均吸光值,过量添加反而降低,土壤微生物平均吸光值高低依次为T2T1T3CK;添加0.2%土壤调理剂可以显著提高微生物功能多样性丰富度指数和均一性指数,较对照分别提高了5.1%、88.4%;主成分分析结果显示,添加土壤调理剂使土壤微生物群落对碳源的代谢特征产生了差异。综合而言,添加适量的土壤调理剂能增加土壤养分含量,提高土壤微生物群落功能多样性,以0.2%的添加量最佳。     

磁性固体螯合材料对农田土壤中镉去除的影响因素

为了探究磁性固体螯合材料对农田土壤中Cd去除的影响因素,采用室内盆钵模拟方法,以湖北大冶某农田耕作土壤为实验土壤,MSC材料（magnetic solid chelator powder, 美索磁材料,一种磁性固体螯合材料,）为添加材料,研究了添加秸秆、风干土壤、搅拌时间、MSC材料活化及重复使用次数等因素对MSC材料去除Cd效果的影响。结果表明,土壤中秸秆会降低MSC材料对Cd的去除效果;土壤风干程度也会影响MSC材料对Cd去除效果,且其影响程度远高于秸秆的影响。当搅拌时间为40 min时,Cd去除效果最好,总Cd去除率为22.67%;随着搅拌时间的增加,MSC材料对Cd去除效果呈现先上升后下降的趋势。烘干的MSC材料通过水中浸泡12 h后的活化,可恢复对土壤中Cd的去除效果。MSC材料随着重复使用次数的增加,MSC材料对Cd去除效果呈现下降趋势,降低幅度逐渐减小。MSC材料能有效去除农田土壤Cd,去除效果受制于土壤性质、材料特性及操作工艺等因素,MSC材料应用于土壤修复领域研究具有重要现实意义。     

秸秆 膨润土 PAM改良材料对不同类型土壤田间持水能力的影响

为了提高土壤的田间持水能力并对农业废弃物秸秆进行资源化利用,设计了以秸秆、膨润土及PAM按照不 同的配比开发出新型复合改良材料,通过田间试验研究了改良材料对四川省宜宾市三种主要土壤类型的田间持水 能力的影响.结果表明,复合改良材料能有效提高三种土壤持水能力,添加秸秆改良材料后,土壤持水性能都比对 照显著增大(p<0.05).但是各配比间的差别较大,根据各配比的改良效应不同,筛选了改良材料配方,研究结果 为改良材料改良效果评估提供科学依据.     

水旱轮作下钛石膏对土壤砷铅有效性的影响研究

通过模拟水旱轮作盆栽试验,研究了不同添加量(0.15%和0.30%)下实际钛石膏材料(ATG)和模拟钛石膏材料(二水硫酸钙和氧化铁按质量比7∶3和9∶1混合配制,分别为TG7和TG9)对砷(As)铅(Pb)复合污染土壤的钝化修复效果,并考察了钛石膏材料对青菜(旱地)和水稻(水田)积累As、Pb的影响。结果表明:钛石膏材料的添加使旱地土壤pH(5.22)降低了0.11～0.49个单位,水田土壤pH(6.35)降低了0.27～0.69个单位,但均未对作物产量产生影响。钛石膏材料并不能显著影响旱地土壤有效态As,但使青菜地上部As含量平均降低了39.2%;使水田土壤中的有效态As含量(11.96 mg·kg~(-1))平均下降了19.9%,同时使水稻糙米中的As含量平均下降28.9%。钛石膏材料显著降低了旱地和水田土壤中有效态Pb含量,分别平均下降12.8%和17.2%,同时使青菜地上部Pb含量平均降低32.5%,使水稻糙米中Pb含量平均降低21.9%。研究表明,钛石膏材料对水田条件下As、Pb复合污染的修复作用强于旱地条件,0.30%添加量的钝化修复效果优于0.15%添加量,且0.30%添加量的模拟钛石膏材料TG7对As、Pb复合污染农田土壤的修复效果最佳。     

不同稳定化材料对水稻吸收转运镉的影响

本研究选取4种不同稳定化材料对镉污染水稻田进行田间对比试验研究。结果表明,镉污染土壤中分别添加甲壳素、生物炭、石灰、土壤调理剂4种不同稳定化材料均能显著增加土壤pH与有机质含量,同时降低土壤中有效态Cd含量和水稻植株各部分Cd含量。本试验条件下,添加石灰处理组效果最佳,土壤pH与有机质含量分别比对照增加了1.56个单位与32.57 g·kg^-1,水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量分别比对照降低了3.20、1.23、0.34与0.23 mg·kg^-1,能有效降低土壤中的Cd由水稻根系转运至地上部。     

不同生物质黑碳对土壤中外源镉(Cd)有效性的影响

选取水稻秸秆和樟木枝条两种生物质材料(分别代表农业生态系统和森林生态系统中的废弃生物质材料),分别在300～700℃和500～900.℃温度下,采用限氧控温炭化法制备黑碳.为探讨不同生物质材料在不同热解温度下所制黑碳(BC)对污染土壤中镉(Cd)的固持作用,将一系列黑碳分别加入镉(Cd)污染土壤培养,检测重金属Cd形态以及土壤中有机质含量、阳离子交换量(CEC)的变化.结果表明:土壤中有效态Cd含量随着黑碳添加量和热解温度的升高而降低,即土壤对重金属Cd的固持作用增强.700℃水稻BC在添加量为6％时,土壤中有效态Cd含量降幅最大,为47.96％; 900℃樟木BC在添加量为6％时,有效态Cd含量也降低了31.91％.土壤培养90d与45 d相比,添加水稻BC 2％、4％、6％的土壤平均有机质含量分别降低了0.94％、12.93％、17.19％,类似的,添加樟木BC的土壤平均有机质含量分别降低了5.33％、10.68％、20.70％,土壤有效态Cd含量与土壤中有机质的含量呈显著负相关.土壤培养结束后,水稻BC添加量为2％、4％、6％的土壤平均CEC值分别比对照增加了4.71、6.38、7.25 cmol· kg-1,樟木BC添加量为2％、4％、6％的土壤平均CEC值分别比对照增加了2.90、8.33、8.52 cmol· kg-1.生物质黑碳加入土壤后改变了土壤的基本性状,增强了土壤对Cd的固持作用,降低了土壤介质中有效态Cd的含量,也降低了迁移性和生物毒性,其生态风险性亦相应降低.     

腐植酸、蚯蚓粪及蚯蚓蛋白肥料对滨海盐碱土壤的改良效应

为改良滨海盐碱地土壤性状,保证作物良好生长发育,拟通过调控土壤的化学性状(添加腐植酸)、土壤的生物学性状(添加蚯蚓粪、蚯蚓蛋白菌肥)进行盐碱地的改良,采用盆栽试验方法,以玉米为试验材料,做了相关研究。结果表明添加腐植酸、或蚯蚓粪、或菌肥3种物料相对于单施化学肥料都能不同程度地增加玉米幼苗地上部和地下部的生物量及对养分的吸收量,但降低了土壤脲酶和碱性磷酸酶活性;添加腐植酸或蚯蚓粪2个处理的玉米地下部生物量都与单施化学肥料处理分别增加了24.2%和18.2%(P0.05);添加菌肥处理可增加土壤速效养分含量,使碱化度和pH分别下降了9.5%和1.1%(P0.05);添加蚯蚓粪处理使土壤CEC含量增加了3.2%,且能降低土壤中全盐含量;添加腐植酸使有机质提高了4.3%,并降低pH(P0.05);添加菌肥或蚯蚓粪处理可显著增加土壤中的微生物量碳和微生物量氮的含量(P0.05);添加腐植酸、或蚯蚓粪、或菌肥处理的土壤脲酶和碱性磷酸酶活性都低于单施化学肥料处理。因此,在滨海盐碱地上施用化学肥料添加腐植酸、或蚯蚓粪、或菌肥能够改善土壤的性状,促进作物的生长。     

玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响

为探明玉米秸秆粉末、新鲜和老化(自然老化、高温老化、冻融循环老化)玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氨挥发的影响,将不同材料按2%(质量比)与土壤充分混匀,开展为期29 d的室内静态土壤培养实验,研究土壤氨挥发速率的日变化以及整个培养期间的氨挥发累积量。同时,为探究不同材料对土壤氨挥发影响的机理,测定了培养初态和终态土壤样品的无机氮含量、氨氧化速率和氨氧化细菌数量,并研究了不同材料对水中NH_4~+-N的吸附特性。结果表明,在整个培养过程中,与未添加外源材料处理相比,添加冻融循环老化生物炭或高温老化生物炭处理的氨挥发累积量减少了30%,添加自然老化生物炭或新鲜生物炭处理的氨挥发累积量减少了23%,添加玉米秸秆粉末处理的氨挥发累积量减少了19%。施氮肥后1~10 d为土壤氨挥发的主要阶段,该阶段氨挥发累积量占整个培养过程氨挥发累积量的90%以上。不同材料对土壤氨挥发影响的机理研究表明,冻融循环老化生物炭和高温老化生物炭较强的氨挥发抑制作用与其较强的土壤氨氧化促进作用以及NH_4~+-N吸附能力有关。本研究有助于深刻理解新鲜和老化玉米秸秆生物炭还田对石灰性农田土壤氨挥发的影响,为降低土壤氨挥发提供有效途径,为生物炭在黄土高原的农业工程应用提供理论借鉴。     

生物质材料与营养物配施对石油污染土壤的修复

为研究营养物质、玉米秸秆碎屑和生物炭材料对石油污染土壤修复效果的影响,对4个处理组修复后土壤理化性质、修复中和修复后土壤生物特征和石油烃类物质的去除率,以及上述指标的相关关系进行分析。结果表明:添加玉米秸秆碎屑和生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,并提高土壤田间持水量(P0.05)。在石油污染土壤中添加营养物和两种疏松材料均能提高土壤中微生物数量,其中生物炭与营养物联合处理组效果最佳,修复90 d微生物数量达到7.24×107CFU·g~(-1)。修复后玉米秸秆碎屑与营养物联合处理组和生物炭与营养物联合处理组总石油烃和不同组分烃类物质明显减少,尤其是生物炭联合处理组,明显高于单独营养物处理组和对照组。土壤理化性质、微生物数量、石油烃去除率三者之间多呈显著相关,其中土壤孔隙度和总氮对微生物影响较大,微生物对石油烃类的去除作用明显。因此,添加生物炭材料并配施营养物质既可以改善土壤物理性质又能够为微生物提供充足的养分,进而增强石油污染土壤的修复效果。     

不同施肥和保水措施对油茶土壤N2O排放的影响

为探究不同施肥和保水措施对油茶土壤N_2O排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置对照(B0CK)、氮肥(N,0.13 g N·kg~(-1))、磷肥(P,0.065 g P·kg~(-1))、氮磷肥(NP,0.13 g N·kg~(-1)+0.065 g P·kg~(-1))、低复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B1,每盆13.65 g炭+1.35 g聚丙烯酰胺)、高复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B2,每盆27.30 g炭+2.70 g聚丙烯酰胺)、低复合保水材料和N(NB1)、高复合保水材料和N(NB2)、低复合保水材料和P(PB1)、高复合保水材料和P(PB2)、低复合保水材料和NP(NPB1)、高复合保水材料和NP(NPB2),共12个处理,进行不同施肥和保水措施下土壤N_2O排放的差异比较。结果表明,N、P添加均显著增加土壤N_2O的累积排放量,NP添加与对照无差异。施加复合保水材料抑制土壤N_2O的排放,随着复合保水材料施用量的增加,土壤N_2O的排放显著降低,与对照相比,B1和B2处理N_2O减排50%以上。N添加条件下,与对照相比,添加复合保水材料NB1、NB2的N_2O累积排放显著降低。P与复合保水材料无交互作用。N、P和复合保水材料对土壤N_2O累积排放量具有显著作用,在NP同施时,与对照相比,添加复合保水材料NPB1、NPB2的N_2O累积排放分别降低了1.18%、30.69%。因此,高复合保水材料类型的施肥措施对减少油茶土壤N_2O排放具有重要意义,从而对缓解全球气候变化具有重要影响。