石油烃类污染物降解动力学和微生物群落多样性分析

为了探讨不同初始浓度石油污染土壤堆腐化修复机制,以石油降解菌剂和腐熟鸡粪为调理剂,研究了初始浓度分别为5 000(T1)、10 000(T2)和50 000 mg/kg(T3)的石油污染土壤堆腐化修复过程石油烃类污染物降解动力学特征和微生物群落多样性。结果表明:堆腐化修复过程石油烃类污染物降解符合一级反应动力学,反应常数分别为0.012、0.094和0.050 d-1,半衰期分别为6.79、7.37和13.86 d。整个堆腐过程石油烃类污染物平均降解速率分别为112.08、230.05和887.93 mg/(kg·d)。3个处理的孔平均颜色变化率(average well color development)和碳源利用率(除芳香烃类化合物外)随堆腐进程的推进逐渐升高,在堆腐中、后期达到最大,T3处理显著高于T1、T2处理。多聚物类和糖类代谢群是堆腐体系中的优势菌群。主成分分析表明3个处理的微生物群落差异显著(除第9天外),起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。微生物群落的丰富度指数和均一度指数随堆腐进程的推进逐渐升高并在堆腐后期达到最大,与T1处理相比,T3处理分别高了0.21%和17.64%,差异达到显著水平(P0.05)。微生物群落优势度指数在中期达到最大,T1处理分别比T2、T3处理高2.12%和9.44%,3个处理间差异不显著(P0.05)。堆肥结束时3个处理的种子发芽指数(seed germination index,SGI)分别比堆腐初期提高了18.26%、20.42%和36.41%。该研究结果为黄土高原不同程度石油污染土壤堆腐化修复的应用提供参考依据和理论基础。     

线辣椒叶面喷施沼液的效应

对线辣椒叶面喷施不同浓度沼液的结果表明,喷施沼液可使可溶性糖有不同程度的提高,以喷施沼液浓度75%的处理为最佳,达到了8.83%;辣椒素含量也显著高于对照;vC含量最高的达到了139.42 mg/100 g;农艺性状较对照有所改善,产量也有不同程度的提高,其中以喷施沼液浓度50%的处理产量最高,干重达到了4 796.40 kg/hm^2,较对照增产25.42%.可见,线辣椒叶面喷施沼液能有效改善其品质并提高产量.     

中国农业废弃物沼气化资源潜力评价

通过构建农业废弃物沼气化利用潜力估算模型,确定各种农业废弃物沼气化转化参数,估算了2009年中国种植业、畜牧业生产和人类生活所产生的农作物秸秆、畜禽粪便和人粪尿等生产和生活废弃物的量,结果表明2009年全国农作物秸秆量达到89886.75万t、畜禽粪便量达到399115.6万 t,人粪尿达到25333万 t,在35℃条件下沼气化资源潜力为5832.675亿m3,相当于4.14亿t标准煤.研究种植业、畜牧业等农村生产和生活产生的废弃物数量及其沼气化利用的资源潜力计算方法,对摸清我国农业废弃物数量、沼气化利用潜力具有重要意义.     

鸡粪与水稻秸秆混合厌氧发酵特性研究

【目的】研究温度、原料配比对鸡粪与水稻秸秆混合原料厌氧发酵产气特性的影响,为提高厌氧发酵的产气效率提供依据。【方法】采用自行设计的可控性恒温沼气发酵装置,以不同配比(0.5∶1,1∶1,2∶1,3∶1)的鸡粪与水稻秸秆为发酵原料,在总固体(TS)质量分数为8%的情况下,研究各配比鸡粪与水稻秸秆在25,30,35,40℃下的厌氧发酵情况,并用SAS软件对温度、鸡粪与水稻秸秆配比和累积产气量的关系进行多元回归分析。【结果】25~40℃条件下,各配比鸡粪与水稻秸秆均能正常发酵产生沼气,发酵时间随温度上升而下降,鸡粪与水稻秸秆各配比对发酵时间无显著影响;随着温度的升高,除鸡粪与水稻秸秆配比为1∶1时的累积产气量升高外,其余配比处理的累积产气量均呈先增加后降低的变化趋势。通过模型分析,可知在发酵温度为35.5℃,鸡粪与水稻秸秆的配比为1.86∶1时,累积产气量最大可达9 290.9 mL。【结论】确定了鸡粪水稻秸秆沼气发酵的最佳温度和最适配比,为提高厌氧发酵的产气速率提供了依据,也为秸秆的合理利用提供了条件。     

Functional ecology of soil organisms in tundra ecosystems: towards the future

The need to understand the functional linkages between Arctic/alpine soil communities and the major soil processes is stressed. Soil organisms are classified into broad functional groups and it is suggested that the functional success of any organism can be defined by its position along four axes, namely population responsiveness, dispersability, ecophysiological flexibility and resource use flexibility. Each of these axes is defined by reference to a spectrum of relevant ecological attributes. The resilience and response of tundra communities to change are discussed and the possible alteration in community structure and function that may result from shifting climate patterns are reviewed. The interrelationship between the spatial distribution patterns of organisms and their dispersability is highlighted and the significance of the thermal environment in moderating the competitive interaction between species is emphasised. The advantages and disadvantages of various approaches to studying the effect of climate change on Arctic/alpine community structure and function are contrasted. In particular, the manipulative experimental approach is distinguished from the comparative approach that makes use of measurements taken along geographical/ecological transects as analogues for climate change.     

植被恢复土壤抗蚀性响应及其评价研究

以农地为对照,对黄土高原西部地区陕西千阳天然次生林侧柏(B),20年(C20)和5年(C5)生刺槐林,撂荒5年(H5)、苜蓿草地(M)5种不同植被恢复模式土壤结构特性及抗蚀性进行研究.结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式土壤结构系数、土壤有机质含量、水稳性团聚体含量提高.以模糊隶属度函数模型对研究区域抗蚀性定量评价,不同植被类型土壤抗蚀性指数分别为:侧柏0.92,20年刺槐0.82,5年剌槐0.62,5年撂荒地0.49,苜蓿0.46,农地0.20.土壤抗蚀性大小顺序为:侧柏>刺槐20>刺槐5>荒5>苜蓿>农地.通过不同的植被恢复,土壤抗蚀性比对照有了明显提高,土壤生态功能得到改善.     

黄土沟壑区植被恢复中土壤生物学特性的响应及其评价

摘要：了解不同植被恢复类型对土壤生物学特性的影响。以农地为对照,该研究通过对侧柏天然次生林、不同林龄（5,20,30年）刺槐人工林、荆条灌丛和苜蓿草地6种不同植被恢复类型土壤生物学特性的探索研究。结果表明,与对照相比,不同的植被恢复类型土壤生物学特性均有明显增强,土壤微生物量及土壤酶活性显著提高。采用土壤微生物量碳、氮、磷和尿酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶7项指标计算该区域土壤生物学特性,进行土壤生物学特性等量评价。不同植被恢复模式土壤生物学特性的大小顺序为：30年刺槐、20年刺槐、侧柏、荆条、5年刺槐、苜蓿、农地。该区采用刺槐恢复模式效果较优于苜蓿及荆条、侧柏模式。     

黄土高原丘陵区退耕还林地土壤碳氮库的动态变化(英文)

为了揭示坡耕地退化土壤植被恢复后土壤中碳(C)、氮(N)运移规律,采用植被次生演替空间序列代替时间序列的方法,研究了黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域不同植被恢复模式下的C、N库及其相互关系在土壤剖面的时空变化。结果表明退化农地的造林显著地促进了CO2的固存,恢复了土壤N的可获得性,进而降低了N不足对可持续的CO2固存的限制。植被恢复显著地促进了0~60 cm土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和总氮(total nitrogen,TN)的积累,而只有在高于一定的恢复时间阈值(如26 a)下,促进了SOC库和TN库间的线性相关性。在土壤剖面上,SOC和TN库、SOC/TN库比以及SOC-TN间的线性相关性均随着土壤深度的增加而降低。与自然恢复相比,人工林在短期内具有CO2固存的优势,但由于随着恢复时间的增加,SOC增幅越来越大于TN增幅的事实,表明造林对碳固存的可持续性需在一个较长的时段下来评估,尤其需要关注20 cm以下层土壤。研究结果为黄土高原的生态修复和减缓温室效应提供了理论依据。     

沼肥不同用量对小麦光合特性和产量的影响

在大田条件下用沼肥作基肥,通过6个不同施用量观测其对小麦不同时期叶片光合特性和产量的影响,结果表明:施用沼肥,能有效地提高小麦叶片的叶绿素含量(Chl)、光合速率(Pn)、叶片水分利用效率(WUE)和产量;在22500 kg/hm2施肥水平下,小区产量、单位面积穗数、千粒重最高;在30000 kg/hm2施肥水平下的光合速率、蒸腾速率、拔节期叶绿素含量最高。在37500 kg/hm2施肥水平下的株高、穗下节长、穗粒数明显高于对照;基肥施用沼肥的各处理小麦产量比对照提高了12.4%~26.14%,沼肥施用量在0~30000 kg/hm2范围内叶绿素含量、叶片光合速率、产量随着施肥量的增加而提高,但过量的施用沼肥会抑制叶绿素的合成、降低光合速率。沼肥在麦田作基肥的最佳施肥量应在22500~30000 kg/hm2左右。     

秸秆还田与施肥对土娄土酶活性的影响

采用大田定位试验,在小麦-玉米轮作条件下,以小麦品种"西农889"和玉米品种"郑单958"为供试作物,研究秸秆还田与厩肥和氮磷肥,不同配施方式下,土壤酶活性的变化规律。结果表明,在小麦-玉米轮作条件下,秸秆还田配合施用氮肥,土壤纤维素酶、蔗糖酶和脲酶的活性最高。土壤纤维素酶活性最大值为0.63U1,比对照高18.20%;蔗糖酶活性最大值为70.62U1,是对照的1.36倍;脲酶活性最大值为3.58U2,比对照高0.18U2。秸秆还田后配合施用氮肥,可提高土壤酶活性。土壤酶活性间关系分析表明,蔗糖酶与脲酶活性显著相关,纤维素酶活性和蔗糖酶活性间、纤维素酶活性和脲酶活性间相关性不显著。土壤酶活性与温度间关系分析表明,土壤脲酶活性与土壤温度均呈显著相关,土壤纤维素酶和蔗糖酶活性与土壤温度的相关性不显著。秸秆还田配合施用氮肥可提高土壤酶活性,是较好的施肥方式。