绿洲油菜根际土壤中Cd,Pb赋存形态特征及其互作影响

采用盆栽试验,设计了Cd、Pb以及Cd/Pb复合胁迫三种污染情景模式种植油菜,利用Tessier连续提取法对绿洲油菜地土壤重金属元素的形态含量及比例特征进行了分析。结果表明:干旱区绿洲油菜地原状土壤中Cd和Pb分别主要以铁锰氧化物结合态及残渣态形式存在,而添加可溶性Cd和Pb后,两金属的主要赋存形态均为碳酸盐结合态。在任何浓度添加水平,可交换态Cd,Pb对外界浓度胁迫响应最大,残渣态响应最小。三种污染情景模式下油菜根际土壤中Cd,Pb形态拟合方程及生物活性系数的对比分析表明:两金属的互作对各元素活性的影响为:Pb的加入抑制Cd的土壤活性,而Cd的共存则促进Pb的土壤活性。     

活化剂添加对重金属污染土壤性状的影响

利用活化剂来活化土壤中的重金属,进而被植物吸收,达到修复重金属污染土壤的目的,是一种高效环保的土壤重金属污染修复技术。活化剂的加入一方面提高了修复效果,另一方面也会对土壤性状产生影响。以Cd和Pb污染土壤为研究对象,通过室内盆栽实验研究添加不同浓度(1.0mmol/kg、3.0mmol/kg、5.0mmol/kg)活化剂EDTA、FeCl;、柠檬酸、草酸对重金属污染土壤性状的影响。结果表明:1)添加活化剂EDTA(5.0mmol/kg)、柠檬酸(3.0mmol/kg和5.0mmol/kg)和草酸(3.0 mmol/kg和5.0mmol/kg)均显著提高了土壤中有效态Cd的含量,且以柠檬酸和草酸处理的效果最显著,分别比对照增加了13.58%~43.21%、19.75%~51.85%。四种活化剂的添加也提高了土壤中有效态Pb的含量,以草酸处理效果最显著。2)添加活化剂会降低土壤的pH,加速土壤中有机物料的腐解,提高其腐殖化作用,产生大分子量的有机物质,故能提高土壤的阳离子交换量(CEC)和有机质含量,添加3.0mmol/kg FeCl;、5.0mmol/kg柠檬酸和全部草酸处理均显著提高土壤有机质含量,而添加EDTA 5.0mmol/kg处理有机质却显著下降。3)低剂量的活化剂促进土壤酶活性,而随着添加量的增加逐渐表现为抑制作用。综合考虑,在土壤重金属污染利用植物修复中添加低浓度小分子有机酸类活化剂来强化修复效果是比较理想的选择。研究结果为评估活化剂修复重金属污染土壤技术的潜在生态风险提供科学依据。     

干旱区绿洲土壤外源Pb对油菜生长和吸收Cd、Zn的影响

以干旱区绿洲土壤和油菜为供试对象,通过Cd-Zn和Cd-Pb-Zn胁迫下的盆栽试验研究了Cd-Zn污染绿洲土壤条件下Pb的介入对油菜生长及吸收和迁移Cd、Zn的影响。结果表明,Pb的介入促进了油菜茎叶的生长,在较低水平(Cd≤1.8mg·kg-1、Zn≤300mg·kg-1)时促进了根系的生长,而在较高水平(Cd>1.98mg·kg-1、Zn>300mg·kg-1)时则抑制了根系的生长;Pb的介入促进了油菜对Cd、Zn的吸收,但并未影响油菜对Cd、Zn吸收的变化趋势;Pb的介入促进了油菜对Cd、Zn的富集,却抑制了对Cd、Zn的迁移。     

丁氟螨酯在蚯蚓体内的富集及其急性毒性

丁氟螨酯 (CYF) 对土壤中非靶标动物蚯蚓的影响尚未明确。本研究建立了蚯蚓体内丁氟螨酯的检测方法。样品经乙腈提取，采用液-液萃取法去除样品中的油脂，利用正相液相色谱 (NP-HPLC) 进行检测。结果表明:在0.5、5和10 mg/kg 3个添加水平下，CYF在蚯蚓中的回收率在84%~88%之间，相对标准偏差在1.3%~3.1%之间，验证了该提取方法的可靠性。生物-土壤富集因子 (BSAF) 测定结果表明，蚯蚓富集CYF 7 d后两个对映体((+)/(?)? CYF)在蚯蚓体内的富集浓度达到最大值，且 (+)-CYF的富集能力显著高于 (?)-CYF的。蚯蚓在含0.5~10 mg/kg CYF的土壤中暴露28 d时会严重抑制其体重。通过滤纸法检测CYF对蚯蚓的急性毒性，测得CYF消旋体对蚯蚓的LC₅₀值为162.5 mg/L，(?)-CYF对蚯蚓的LC₅₀值为323.1 mg/L，(+)-CYF对蚯蚓的LC₅₀值为309.4 mg/L。根据联合毒性效应分析得到AI = ?0.03，表明同时使用CYF的两个对映体对蚯蚓造成毒性相加作用。     

不同外源添加物质对土壤磷素淋溶和迁移特征的影响

采用室内模拟淋溶土柱的方法,研究四种外源添加物质(土壤调理剂、砒砂岩、秸秆、生物炭)对土壤磷素淋溶和迁移特征的影响。结果表明:(1)不同外源添加物质均增加了淋溶液中总磷(TP)的累积量,淋溶浓度介于0.05~2.86 mg·L~(-1),其中生物炭和秸秆的效果显著;(2)添加生物炭的土柱淋溶液中总可溶性磷(TDP)的变化趋势与TP相似,整体上先升高后降低;添加秸秆减少了土柱淋溶液中可溶性反应磷(DRP)在TDP中所占的比例。(3)添加秸秆减少了土柱中速效磷(Olsen-P)含量,而添加生物炭的处理,随着添加比例的增大,分别比对照增加141%、290%、382%;(4)添加秸秆的各土层中土壤可溶性磷(CaCl_2-P)含量无明显差异,在其它处理中,呈现先减小后增大的趋势。添加生物炭的各土层中CaCl_2-P含量变化幅度大。综上,生物炭显著地增大了土壤中磷素的淋溶和迁移能力,秸秆可减少淋溶液中DRP的含量,阻止土壤中CaCl_2-P向下层迁移。     

干旱区绿洲土壤镉-锌-铅复合污染物在芹菜中的富集迁移规律

以干旱区绿洲土壤为供试土壤,采用盆栽实验研究了镉-锌-铅复合污染物在土壤/芹菜系统中的迁移富集特征.结果表明:随着外源添加重金属量的增大,芹菜根和叶中重金属含量也增大;芹菜根对Cd、Pb、Zn吸收量与土壤中Cd、Pb、Zn含量、外源添加Cd、Pb、Zn量之间都达到极显著正相关,芹菜叶对Cd 、Zn的吸收量与土壤中Cd、Zn含量、外源添加Cd、Zn量之间都达到极显著正相关;多元线形回归分析可知,芹菜根吸收Cd、Pb、Zn并没有受到共存元素的影响;重金属元素从土壤中分别向芹菜根/叶的富集能力顺序都为Cd＞Zn＞Pb,重金属元素在芹菜体内的迁移能力顺序为Zn＞Cd＞Pb.     

干旱区绿洲土壤Cd、Zn、Ni复合污染对芹菜生长及重金属积累的影响

以干旱区绿洲土为供试土壤,用芹菜(Apium graveolens)做指示植物,通过模拟盆栽试验,研究了土壤Cd、Zn、Ni复合污染对芹菜生长及重金属吸收积累的影响.结果表明:(1)低浓度的Cd、Zn、Ni重金属复合处理在一定程度上可促进芹菜根、茎叶的生长,重金属复合作用增强时,即Cd、Zn、Ni浓度增大时,毒害作用逐...     

添加有机物对莠去津污染土壤微生物生物量的动态影响

土壤微生物生物量C和N及其C/N比是反映土壤质量的重要生物学指标。研究了除草剂莠去津污染土壤(每kg土壤中含莠去津10 mg)中分别添加3种不同有机物料(腐熟猪粪、水稻秸秆和紫云英,用量均为每1 kg土壤中加入有机物料10 g)对上述生物学指标的动态影响。结果表明,莠去津污染土壤后,土壤微生物生物量C和N及其C/N比率均明显降低;加入有机物料后,土壤微生物生物量C和N及其C/N比率均显著增加,增加幅度与加入有机物料的组成和生物特性有关,依次为腐熟猪粪＞紫云英＞水稻秸秆。     

不同种类化肥对塿土吸附解吸铅、镉行为的影响

通过塿土对重金属Pb和Cd的吸附解吸试验,研究了5种不同类型氮、磷化肥对重金属Pb、Cd的吸附解吸特性的影响。结果表明:在吸附过程中,添加不同种类肥料能够改变塿土对Cd的吸附量,对Pb影响不大;土壤对Pb~(2+)的等温吸附曲线用Langmuir方程拟合效果好,对Cd的吸附曲线用Freundlich和Langmuir方程拟合均能达到显著水平(P0.01);由Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可以看出,除磷酸二氢钾促进了土壤Cd的吸附,其余肥料的添加均抑制了土壤对Pb、Cd的吸附量。在解吸过程中,Pb的解吸过程受肥料影响显著,含磷肥料能促进铅解吸率的增大,解吸率最高可达90%以上。由于添加不同类型的肥料影响了土壤对Pb、Cd的吸附和解吸过程,因此,在已经受到Pb、Cd污染的农田进行耕作时,应谨慎选择施用对Pb、Cd影响强烈的磷肥,以避免增加Pb、Cd的迁移对作物造成危害。     

秸秆还田及蚯蚓活动对小麦-玉米轮作下土壤水分运移的影响

为探讨关中平原小麦-玉米水分高效利用的栽培技术方式,采用田间定点观测方法,研究秸秆还田+接种蚯蚓处理对土壤含水量的影响。设置CK(对照)、S₁(秸秆还田3 000 kg·hm^-2)、S₂(秸秆还田6 000 kg·hm^-2)、E(接种蚯蚓)、S₁E(秸秆还田3 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)、S₂E(秸秆还田6 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)共6个处理。结果表明：各处理较CK处理均提高了土壤含水量,S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分别增加0.21%～27.47%、0.43%～32.85%、1.00%～15.53%、3.25%～36.52%、2.97%～51.24%。CK、S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分...     

四川丘陵区保护性耕作对土壤水分和油菜产量的影响

通过四川丘陵区3处理3重复的4年定位试验,研究了保护性耕作栽培与传统耕作栽培模式对土壤水分及油菜产量的影响。结果表明:覆盖处理对土壤有较好的保墒作用,在油菜整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均高于翻耕不覆盖处理(CK),土壤水分增加幅度为4.9%~12.8%,达到极显著水平;油菜苔花期覆盖处理(翻耕覆盖、免耕覆盖)的土壤水分比翻耕不覆盖处理(CK)平均分别增加4.1%、7.6%,增加幅度为2.2%~12.2%。覆盖处理有利于增加油菜单株角果数,覆盖处理的油菜单株角果数比翻耕不覆盖(CK)增加2.5%~10.4%;保护性耕作对油菜增产作用明显,覆盖处理比翻耕不覆盖(CK)平均分别增产6.0%、10.5%,增产幅度为3.8~12.6%,均达到极显著水平,油菜单株角果数的增加对油菜增产有重要的作用。     

不同覆盖方式对新疆棉田土壤温度和水分的影响

土壤温度和水分是棉花生长的重要环境因子,通过测定不同覆盖下土壤温度的变化发现,覆膜对土壤的增温效应主要表现在棉花生长前期,5月份不同程度的覆膜可使土壤温度增加0.9～2.3℃,秸秆覆盖土壤温度比无覆盖情况低3.6～6.5℃.土壤温度最大日变幅与深度可拟合成对数函数关系,且两者间有很好的相关性.在整个观测过程中秸秆和地膜覆盖对土壤都有很好的保水作用,窄膜、宽膜、全膜以及秸秆覆盖条件下土壤含水量较之裸露地可分别提高0.15%～5.01%,0.19%～5.26%,1.34%～7.71%和0.47%～4.55%.但是,覆盖秸秆在棉花的生长过程中对株高几乎没有提高作用,而不同面积的覆膜对棉花株高均有显著的促进作用.     

Bodenfauna als Ökologischer Dienstleister – Collembolen und Nematoden fördern den Abbau von Deoxynivalenol in Fusarium-infiziertem Weizenstroh

A minicontainer-study under laboratory conditions was conducted with the following fungivorous members of soil fauna: Aphelenchoides saprophilus, Nematoda and Folsomia candida, Collembola. The objective was to investigate, if the introduced soil fauna is able to reduce the concentration of Fusarium-biomass and the mycotoxin deoxynivalenol (DON) in wheat straw. Furthermore, the study aimed wether the degradation efficiency is affected by different soil texture (sandy loam, silt loam, clay loam). Therefore, minicontainer were filled with soil and wheat straw. Soil fauna was introduced in different combination into the minicontainer (single collembolan, single nematode, faunal interaction and a non-faunal treatment). The minicontainer were divided into 2 sets: one set received artificially Fusarium-infected and DON-contaminated wheat straw, the second set received non-infected straw. After 2 and 4 weeks, soil and straw were sampled for analysing Fusarium-biomass and DON content by using ELISA-technique. After 4 weeks Fusarium-biomass was reduced notably and DON-concentration was degraded significantly throughout all treatments. The highest reduction of DON-concentration was found in the faunal interaction treatment. The DON-concentration in the sandy- and silt loam treatments were reduced more efficiently compared to the clay loam treatment. We conclude that nematodes and collembolans contribute to the degradation of Fusarium-biomass and the mycotoxin DON in wheat straw as ecosystem services.     

油菜不同还田量对新疆盐碱土壤线虫群落的影响

油菜适应性广、抗逆性强,作绿肥还田可以改善土壤环境,有利于土壤生态系统的可持续发展。试验设置油菜不同还田量处理(CK:不还田;T1:21 000 kg·hm^-2;T2:42 000 kg·hm^-2;T3:84 000 kg·hm^-2),利用高通量测序技术研究土壤线虫群落对油菜还田的响应。结果表明：(1)相较于CK,油菜不同还田量能够使土壤pH降低4.19%～6.59%,土壤总盐含量降低4.07%～6.86%,土壤容重降低9.68%～12.90%;T2处理土壤有机质含量较CK增加了27.42%,T3处理土壤碱解氮和速效钾含量较CK增加了35.46%和11.12%;(2)土壤样品中共检测出线虫3纲3目13科19属24种,各处理优势营养类群均为食细菌类线虫;随着油菜还田量的增加,食细菌类线虫与捕食杂食类线虫相对丰度逐渐降低,而食真菌类线虫与植物寄生类线虫的相对丰度逐渐升高;与CK相比,油菜还田后土壤线虫丰富度指数降低,多样性指数升高,富集指数EI与结构指数SI降低;(3)土壤有机质和速效钾是影响线虫群落结构变化的主要环境因子。...     

秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响

为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田（FG）、秸秆翻埋还田（FM）和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明：（1）秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层（0~30 cm）土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。（2）秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。（3）与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。（4）皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离（r=0.73^*）、土壤容重（r=0.70^*）相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。     

不同麦秸覆盖量对夏玉米田棵间土壤蒸发和地温的影响

采用微型蒸渗仪(Micro-lysimeter)和曲管地温表观测了不同麦秸覆盖量下夏玉米田的棵间土壤蒸发和土壤温度,试验设置5个处理(秸秆覆盖量分别为0(对照)、1 500、4 500、7 500、10 500 kg/hm2),分析了不同秸秆覆盖量下夏玉米田棵间土壤蒸发和土壤温度的动态变化规律.结果表明,麦秸覆盖夏玉米田有效抑制了棵间土壤蒸发,平抑了地温的变化幅度;夏玉米生育期内,4种覆盖处理(由高覆盖量至低覆盖量)棵间土壤蒸发比对照依次减少了63.51%、60.98%、52.94%、34.07%,0～20 cm的地温平均日变幅比对照分别降低了3.14℃、2.93℃、2.32℃、2.02℃.麦秸覆盖处理的抑蒸稳温效应,促进了夏玉米生长,提高了夏玉米的产量和水分利用效率.     

不同轮作模式下小麦禾谷孢囊线虫的发生动态和种群密度

轮作是防治小麦禾谷孢囊线虫的重要农业措施,为了明确青海省春麦区不同轮作模式对小麦禾谷孢囊线虫的控制效果,采用田间大区试验法对生产中应用的6种轮作模式进行了研究。结果表明:不同轮作模式下,小麦禾谷孢囊线虫种群密度变化差异极显著,其中小麦与马铃薯、油菜、蚕豆轮作两年或以上能有效降低小麦禾谷孢囊线虫种群密度,土壤中的孢囊量减少39.31%~84.39%,单孢虫口数量减少73.21%~95.35%,虫口密度减少83.76%~97.82%;不同作物间,小麦与马铃薯或蚕豆的轮作效果(虫口密度减少74.39%~79.37%)显著优于小麦与油菜的轮作效果(虫口密度减少67.16%)。在同一地块相同条件下,种植油菜、蚕豆、马铃薯、小麦4种作物,小麦禾谷孢囊线虫均能正常孵化,4月底土壤中的2龄幼虫(J2)量增加,5月上旬达到高峰期,5月中旬开始,土壤中的J2、孢囊量、虫口密度和单孢虫口数量均急剧下降,6月至7月份下降幅度小,趋于稳定;田间空孢囊率于5月中旬至6月中旬急剧增加,7月份趋于稳定,8月份以前,4种作物田禾谷孢囊线虫的孵化动态和种群密度变化趋势一致,8月中旬,小麦田随着新孢囊脱落到土壤中,禾谷孢囊线虫种群密度开始上升,小麦收获后土壤中的孢囊量比播种前增加28.62%,虫口密度增加41.30%;而油菜、蚕豆、马铃薯田土壤中的孢囊量比播种前减少32.27%~48.36%,虫口密度减少70.91%~81.73%,8月中旬至10月份小麦田禾谷孢囊线虫种群密度极显著高于油菜、蚕豆、马铃薯田。     

Corn straw return can increase labile soil organic carbon fractions and improve water-stable aggregates in Haplic Cambisol

Corn straw return to the field is a vital agronomic practice for increasing soil organic carbon (SOC) and its labile fractions, as well as soil aggregates and organic carbon (OC) associated with water-stable aggregates (WSA). Moreover, the labile SOC fractions play an important role in OC turnover and sequestration. The aims of this study were to determine how different corn straw returning modes affect the contents of labile SOC fractions and OC associated with WSA. Corn straw was returned in the following depths: (1) on undisturbed soil surface (NTS), (2) in the 0-10 cm soil depth (MTS), (3) in the 0-20 cm soil depth (CTS), and (4) no corn straw applied (CK). After five years (2014-2018), soil was sampled in the 0-20 and 20-40 cm depths to measure the water-extractable organic C (WEOC), permanganate oxidizable C (KMnO₄-C), light fraction organic C (LFOC), and WSA fractions. The results showed that compared with CK, corn straw amended soils (NTS, MTS and CTS) increased SOC content by 11.55%-16.58%, WEOC by 41.38%-51.42%, KMnO₄-C and LFOC by 29.84%-34.09% and 56.68%-65.36% in the 0-40 cm soil depth. The LFOC and KMnO₄-C were proved to be the most sensitive fractions to different corn straw returning modes. Compared with CK, soils amended with corn straw increased mean weight diameter by 24.24%-40.48% in the 0-20 cm soil depth. The NTS and MTS preserved more than 60.00% of OC in macro-aggregates compared with CK. No significant difference was found in corn yield across all corn straw returning modes throughout the study period, indicating that adoption of NTS and MTS would increase SOC content and improve soil structure, and would not decline crop production.     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。