农田土壤微量元素含量的空间变异特征和影响因素

以浙江乐清市乐成镇为研究区域,采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对土壤中有效态Fe、Mn、Cu、Zn和B含量的空间变异规律及其影响因素进行研究。描述性统计结果表明,土壤中微量元素Fe、Mn、B含量属于中等变异,Cu、Zn属于强变异。描述空间变异的半方差函数分析表明,Fe、Zn和B的最适模型是球状模型,Mn为指数模型,Cu为线性模型;Fe、Mn、Zn和B的块基比均小于25%,表明具有强烈的空间相关性,Cu的块基比大于75%,表明Cu含量具有较弱的空间相关性。土壤微量元素含量空间分布总体上呈现由东部向西部递减的趋势,其中Fe、Mn和B明显表现出连续分布的特点,Cu、Zn的分布没有明显的规律。土壤类型对Mn、Cu的含量有着显著影响,水稻土中Mn、Cu的含量显著高于红壤;土壤养分和微量元素的相关性分析可知,Fe与土壤pH、OM、全氮、碱解氮以及速效钾呈极显著相关,Mn、B与pH、速效磷和速效钾之间有显著或者极显著的相关性,Cu仅与速效钾显著相关,Zn的含量受土壤养分的影响较小,没有达到显著水平。     

微生物在植物铁营养中的潜在作用

根据近十多年来相关研究成果讨论了土壤微生物在植物根系吸收铁中可能的作用机理。这种机理可能包括缺铁植物根系分泌小分子有机化合物,如酚类和黄素类等化合物,这些化合物作为抑菌剂和(或)作为微生物生长的碳源物质来影响根际(Rhizosphere)微生物的群落结构,并在植物根际诱导形成特异性微生物种群,此类特异性微生物转而通过分泌高铁载体(Siderophore),增加土壤中铁的生物有效性,从而提高了根系对铁的吸收。此外,与植物根系共生的一些微生物也会改善植物的铁营养,这种作用可能包括:根瘤菌(Rhizobium)的结瘤作用,增强植物耐缺铁的生理响应;根系感染的菌根真菌通过增加植物根系的养分吸收面积和分泌对铁具有螯合作用的物质来改善植物的铁营养。本文在讨论这种可能的微生物作用机制的基础上,指出今后的研究方向和有待解决的问题。     

植物耐铝机理研究进展

铝毒是酸性土壤上作物生产的主要限制因子,植物耐铝机理以及与耐铝有关基因的研究是近十多年来研究的热点。本文对植物耐铝的生理、遗传及分子机理的研究进展作了综述。明确了目前取得的突破性进展已使通过植物遗传育种及生物技术手段提高粮食作物耐铝性成为可能;同时,本文对今后的研究方向作了简要的讨论。     

高浓度沼液淹灌土水系统中氮、磷和有机物的动态变化

通过室内静置培养模拟试验,研究了高浓度沼液淹灌稻田土壤后上覆水和土壤中氮、磷和有机物的动态变化特征。结果表明,全沼液淹灌处理的上覆水中总磷和NH+4-N浓度分别在30 d和50 d内降低到允许排放标准以下;降低灌溉沼液的浓度,可缩短排放达标所需时间;但硝态氮浓度经过迅速下降后又会显著升高,全沼液灌溉处理100 d后,上覆水中NO-3-N的浓度比灌溉初期提高了44.9%。灌溉沼液中污染物浓度的降低,主要是降解和挥发作用的结果,只有少部分留在土壤中。因此,在水田休闲期进行高浓度的沼液淹灌,不仅可以消解和净化沼液中污染物质,还能有效改善土壤养分性质,不会引起土壤中氮、磷和有机物质的过量积累。     

黄土中主要矿物构成对土壤抗蚀性的影响及空间变异

通过对黄土高原8个典型小流域27个采样点,70个土壤样品进行分析,应用统计方法探讨土壤机械组成、水稳性团聚体与结构体破坏率的分布特征及粘粒级别土壤中主要矿物含量对其影响。结果表明:(1)研究区>0.25mm水稳性团聚体含量从坡顶到坡底表现出升高趋势,土壤结构体破坏率表现出相反的变化趋势;(2)研究区土壤偏砂质,砂粒含量占60%以上,并且砂粒含量随纬度降低呈减少趋势,粉粒和粘粒含量则表现出增加趋势;水稳性团聚体含量以韭园沟流域为中心,两侧呈增加趋势,同时结构体破坏率表现出相反的变化;(3)从北到南,伊利石含量变化趋势与土壤粘粒含量变化趋势几乎一致;水稳性团聚体含量与方解石含量呈正相关,与正长石和钙长石含量呈负相关,并且与正长石含量表现出几乎相反的变化趋势。     

不同叶菜品种镉积累评价及降低镉积累的措施

为探明不同叶菜品种在镉污染条件下对镉的吸收、转运与积累特征,选取适宜上海地区种植的13个叶菜品种[菠菜（Spinacia oleracea L.）、青菜（Brassica rapa var.chinensis （L.）Kitam.）和生菜（Lactuca sativa var.ramosa Hort.）3个种类],比较其在镉污染农田中的镉积累差异,并分析影响可食部位镉积累的相关因素,同时探究土壤重金属钝化肥和重金属叶面阻控营养强化肥单独和联合施用对降低上海矮青（Brassica rapa var.chinensis （L.）Kitam.）镉积累的效果。结果表明：不同叶菜品种地上部和根部镉含量存在显著差异,总体分布规律为地上部>根部,变化范围分别为1.58~12.80 mg·kg^-1（以干质量计）和0.24~3.54 mg·kg^-1（以干质量计）;不同叶菜品种根部向可食部位转运镉的能力存在显著差异,其中品种V3（新夏青6号）转运系数最低,转运系数最高品种是最低品种的6倍。相关性分析表明,叶菜可食部位镉含量受根部镉含量影响最大,受土壤总镉影响最小。叶菜具有较强的镉富集能力,供试叶菜品种可食部位的富集系数均大于1。施用土壤重金属钝化肥和重金属叶面阻控营养强化肥能够显著降低上海矮青可食部位镉的积累、吸收和转运。综合考虑叶菜可食部位镉含量、产量、转运系数和富集系数,适合在该地区种植的叶菜品种为V4（金品鸡毛菜3号）、V2（新夏青3号）和V6（夏福）,同时,采取合理的农艺/化学措施是降低污染土壤中重金属积累、保障农产品安全生产的有效策略。     

生物表面活性剂皂角苷对柴油污染土壤脱附的强化作用

采用批实验研究了生物表面活性剂皂角苷(Saponin)对柴油污染土壤脱附的强化作用.应用化学热洗原理与正交试验设计,确立了柴油污染土壤脱附的最适实验条件,即助剂硅酸钠浓度为5 g·L^-1、70 ℃条件下振荡50 min.在最适条件下皂角苷与SDS复合能显著提高柴油脱附率:当SDS与皂角苷质量比为5:5,总表面活性剂的浓度为1 g·L^-1时,柴油脱附率达88.65%,比SDS-TX-100复合脱附剂提高了16.6个百分点.脱附液回用试验表明,经两次回用后,SDS-皂角苷复合脱附液仍能去除土壤中17.6%的柴油.SDS-皂角苷复合脱附剂的残留量显著低于相同浓度的SDS-TX-100复合脱附剂,且经三次淋洗后,脱附剂的残留量从2510 mg·kg^-1下降到1790 mg·kg^-1.研究结果表明,皂角苷与SDS复合后,不仅能够强化其对柴油污染土壤的脱附效果,提高污染土壤修复效率,而且由于减少了用量,显著降低了其对土壤的二次污染.     

基于响应面法研究草莓滴灌肥水耦合管理模式

以施肥强度、肥料品种、采摘日期为自变量,以草莓的糖酸比和还原性Vc含量为响应值,利用Box-Behnken中心组合试验原理和响应面分析法,研究自变量及其交互作用对草莓肥水耦合模式的影响.结果表明,最佳肥水管理模式为,草莓从现蕾期到第1轮花序挂果旺盛期滴灌施肥,15d1次,每次施入腐植酸有机肥(氮磷钾含量为8％,7％和13％)75 kg·hm-2、MgNO3· 6H2O 1.5 kg·hm-2、CaNO3·4H2O 1.5 kg·hm-2、KNO33 kg·hm-2,稀释2倍,按照2％的吸肥比例滴灌20 min,2次之后,顺延10 d,施肥量减为原来的1/3再施1次.此模式下糖酸比和还原性Vc的实际值为3.25,0.441 2 mg· g-1,草莓的品质好,后期的生长能力增强.     

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

中国水稻生产的时空动态分析

【目的】绘制中国南北稻区不同稻作制度下的水稻播种面积和产量重心变动图,分析成因,找出影响现阶段中国水稻总产稳定的关键因素。【方法】利用重心拟合模型对水稻生产的时空动态进行分析,敏感性分析方法找出该变动背景下影响中国水稻总产稳定的关键因素。【结果】新中国成立以来除20世纪60、70年代中国水稻播种面积重心和产量重心向东南和东部发生偏移以外,总体上向东北方向移动。1979-2009年北方稻重心由华北快速移动到了东北松辽盆地。中稻和一季晚稻重心移动方向为先东北后东南与南方稻作制度“双改单”变化顺序由北向南相吻合。早稻和双季晚稻重心移动方向都为西南。南方稻区单季稻比例明显上升,“双改单”现象明显,这是导致中国水稻种植面积下降的主要原因。结合敏感性分析得出播种面积已成为目前最有可能造成中国水稻总产量大幅下滑的关键因素。【结论】市场机制的调控和技术进步是目前影响中国水稻时空变动的两个主要因素。在继续坚持以市场为指导的前提下,依据国情从粮食安全的角度出发,重点对面积呈下滑趋势的早稻和双季晚稻进行调控,同时兼顾水稻总面积,防止其出现较大波动,努力提高水稻单产,是确保现阶段中国水稻总产稳中有升的关键。