施用生物质炭对集约化菜地土壤肥力质量的影响

以南京郊区集约化蔬菜地为研究对象,设置不同水平生物质炭(0、20和40 t·hm~(-2)生物质炭)与氮肥(不施肥与常规施肥)配施,研究生物质炭施入菜地土壤两年半(九季蔬菜)后对菜地土壤肥力质量的影响。结果表明:氮肥的施用显著增加菜地土壤全氮(TN)、电导率(EC)、容重(BD)和阳离子交换量(CEC),分别增加了9.4%～18.1%、172.4%～241.1%、5.6%～7.6%和10.4%～15.0%,并且降低了0.68～1.1个单位的土壤p H(P0.05);生物质炭的施用显著增加了菜地土壤TN、土壤有机碳(SOC)含量和CEC,分别增加了1.7%～10.0%、3.6%～48.3%和8.1%～37.1%,并且显著降低了土壤EC和BD。生物质炭的施用在不施用氮肥的菜地土壤中提高了0.11～0.23个单位的土壤pH(P0.05),而在施用氮肥的处理中,生物质炭的施用降低了0.19～0.23个单位的土壤pH(P0.05)。生物质炭施用增加了菜地表层土壤(0～20 cm)的无机氮含量,但是显著降低了其他土层的无机氮含量。生物质炭的施用显著降低了菜地土壤剖面(0～100 cm)的铵态氮(NH_4~+-N)的累积量(P0.05),而对菜地土壤剖面硝态氮(NO_3~--N)累积量无显著影响。此外,生物质炭的施用能够使蔬菜产量与氮肥偏生产力分别提高7.7%～43.8%和21.8%～43.8%(P0.01),并提高菜地土壤肥力质量的综合得分。本研究中,常规施肥配施40 t·hm~(-2)生物质炭处理能够更有效地缓解由于长期大量施肥造成的菜地土壤SOC分解以及硝态氮大量淋洗的情况,提高土壤肥力质量,推荐为最佳处理。     

西安市郊不同年限设施菜地土壤Cd和Pb形态分析与污染评价

为探究不同种植年限设施菜地土壤重金属的形态与污染程度变化,以西安市郊不同年限设施菜地土壤为研究对象,通过测定不同年限土壤理化性质和重金属含量,利用BCR连续提取法研究土壤中Cd和Pb的不同形态,分析土壤中Cd和Pb不同赋存形态与土壤理化性质之间的关系,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对设施菜地重金属污染进行风险评价。结果表明:随着种植年限增加,西安市设施菜地土壤呈酸化趋势,且速效养分含量升高;不同年限设施菜地土壤重金属Cd和Pb的总量分别为0.28~1.51 mg·kg~(-1)和0.14~0.5 mg·kg~(-1),Cd有效态含量介于0.14~0.5 mg·kg~(-1),均超过其地方土壤背景值,大棚使用年限为11~15、16~20、21~25 a中Cd总量分别为0.615、1.465、1.515 mg·kg~(-1),在21~25 a中Cd有效态含量为0.5 mg·kg~(-1),均超出标准限值;弱酸态和还原态是大棚土壤中Cd的主要存在形态,而Pb主要存在形态为残渣态。其中土壤中Cd的有效态、Pb的还原态和残渣态与土壤N、P含量显著相关(P0.05),Pb的还原态与K含量相关。随着年限增长,设施菜地土壤中Cd的地积累指数增加,污染程度达到中度污染。研究区21~25 a设施菜地为中等生态风险,Cd生态风险系数对潜在风险指数的贡献高达94.36%,重金属Cd和Pb存在一定的累积叠加污染风险。高年限设施菜地土壤Cd的潜在生态风险系数大于Pb。     

保护性耕作对蚕豆根系生长及根际土壤有机碳动态的影响

依托西南紫色土丘陵区坡耕地长期定位试验,采用传统平作（T）、垄作（R）、传统平作+秸秆半量覆盖（TS1）、垄作+秸秆半量覆盖（RS1）、传统平作+秸秆全量覆盖（TS2）、垄作+秸秆全量覆盖（RS2）6个处理,研究保护性耕作对蚕豆（Vicia faba L.）根系生长动态、土壤环境及根际土壤有机碳动态的影响。结果表明：保护性耕作能显著影响蚕豆根系生长发育。秸秆覆盖在平作和垄作下均能提高蚕豆根系生物量、单株根长度、根总表面积和根平均直径,各指标总趋势表现为：T < TS1 < TS2,R < RS1 < RS2。同时,相对于传统平作（T）,秸秆覆盖可以提高蚕豆生育后期根系呼吸速率,而垄作（R）和垄作+秸秆可降低土壤呼吸速率。保护性耕作措施较传统平作（T）表现出明显的有机碳积累优势。TS2和RS2处理的水溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）含量和颗粒态有机碳（particulate organic carbon,POC）含量均显著高于传统平作（T）,而TS1和RS1处理与之相比差异不显著。TS1、RS1、TS2、RS2均可以显著增加根际微生物碳（microbial biomass carbon,MBC）含量,且TS2、RS2的增幅大于TS1、RS1。TS2和RS2的根际土壤矿化强度显著低于传统平作（T）。因此,秸秆覆盖+垄作的保护性耕作措施有利于改善土壤微环境,促进作物生长,具有良好的农田综合效应。     

基于稻米摄入风险的稻田土壤镉临界值研究:个案研究

研究了浙江富阳某乡土壤Cd的污染,以及水稻对土壤Cd的吸收,并应用基于稻米摄入风险的方法推导了土壤Cd的临界值。结果表明,研究区土壤与稻米Cd污染严重。结合土壤总Cd和土壤pH应用多元回归分析建立了稻米Cd含量的预测模型。应用预测模型计算表明,pH分别为5、6、7、8时土壤Cd的临界值分别为0.42mgkg-1、0.79mgkg-1、1.49mgkg-1和2.81mgkg-1。土壤性质差异使得Cd的临界值具有较大的空间变异。在研究区,有73%地区总Cd含量超过了所对应的临界值,因此需要实施合理的风险管理措施。土壤Cd的临界值推导过程中不确定性来源主要为风险评估模型以及水稻Cd的预测模型,土壤pH是最敏感的参数。     

紫花苜蓿根系生长与土壤环境条件的关系

根据2003-2004年紫花苜蓿种植试验资料,分析了紫花苜蓿的根系生长与环境因素的关系.结果表明紫花苜蓿的主根伸长下扎不但与建株的时间长短有关,也与其地上枝叶的生长关系密切.主根生长最快的时段是在枝叶停止生长的冬季,最缓慢的时期是分枝-可以收刈的枝叶旺盛生长期.根系的生物量累积与土壤热状况有比较明显的非线性关系,在20cm土层的积温≥3360℃·d以后根系生物量累积速度增大.相同的时段内,紫花苜蓿田的土壤水分利用程度远大于冬小麦田,其地段的水分累积消耗量比麦田偏高30%,地下土壤干层迹线比麦田深,持续的时间也明显长于麦田.如果土壤水分补充不及时,长期种植紫花苜蓿的田块会造成土壤水分透支.     

长期重金属胁迫下的土壤微生物特征: 沈阳张士污灌区的案例研究

Soil samples were collected from Zhangshi Wastewater Irrigation Area in the suburb of Shenyang City, China, an area with a 30-year irrigation history with heavy metal-containing wastewater. The chemical properties and microbial characteristics of the soils were examined to evaluate the present situation of heavy metal pollution and to assess the soil microbial characteristics under long-term heavy metal stress. In light of the National Environmental Quality Standards of China, the soil in the test area was heavily polluted by Cd and to a lesser degree by Zn and Cu, even though wastewater irrigation ceased in 1993. Soil metabolic quotient （qCO2） had a significant positive correlation, while soil microbial quotient （qM） had a negative correlation with content of soil heavy metals. Soil microbial biomass carbon （MBC） had significantly negative correlation with Cd, but soil substrate~induced respiration （SIR）, dehydrogenase activity （DHA）, cellulase activity, and culturable microbial populations had no persistent correlations with soil heavy metal content. Soil nutrients, except for phosphorous, showed positive effects on soil microbial characteristics, which to a certain degree obscured the adverse effects of soil heavy metals. Soil Cd contributed more to the soil microbial characteristics, but qM and qCO2 were more sensitive and showed persistent responses to heavy metals stress. It could be concluded that qM and qCO2 can be used as bioindicators of heavy metal pollution in soils.     

一季中晚稻的稻菜轮作模式对土壤酶活性及可培养微生物群落的影响

通过不同地点的小区试验,研究不同轮作模式对土壤酶活性及可培养微生物群落的影响。结果表明,一季中晚稻的稻菜轮作模式和休闲轮作模式明显提高了土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性。其中稻菜轮作模式的效果又优于休闲轮作模式;与蔬菜连作模式相比,土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性平均提高了48.1％和27.2％,有效降低土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性。在可培养的土壤微生物群落中,不同种植模式完成一个周期后,稻菜轮作模式改善了微生物群落的组成,明显提高土壤细菌和放线菌数量,减少真菌数量,对维持土壤生产能力的可持续性具有显著的现实意义。     

温室土壤相关标准一览

随着多年连续重茬、化肥农药的使用,导致了温室土壤障碍和产品质量无法保障等问题日益严重,温室内的土壤环境状况已成为影响温室生产的重要因素。因此,对温室土壤环境进行调控势在必行。本期特整理了一系列的温室土壤相关标准,以飨读者。     

浅谈微生物工程的应用

目前微生物工程技术在在我们的生活中得到越来越多的应用,极大地提高了人们的生活水平。微生物广泛的存在于我们生活的环境中,由于其自身具有表面积大、体积小、繁殖能力强,适应性极强,易变异等特点,被人们用于水环境污染治理、土壤污染治理、食品发酵生产等方面。本文主要讲述微生物在水、土环境污染治理中的作用以及食品生产中的应用。     

稻-稻-油菜轮作对土壤枯草芽孢杆菌数量的影响研究

为检测长期进行稻-稻-油菜轮作土壤中枯草芽孢杆菌的数量变化,以长期稻-稻连作土壤为对照比较。在连续30年轮作和连作的大田(湖南安仁试验基地)进行试验,应用荧光定量PCR技术,对两类土壤中的枯草芽孢杆菌的数量进行检测。试验于2015年7月、10月和2016年4月3个时期对定点试验土壤进行取样。通过枯草芽孢杆菌特异性引物进行荧光定量PCR扩增。3个时期采样土壤的检测结果:轮作土壤中枯草芽孢杆菌数量比连作土壤分别增加37.50%,27.06%和20.20%;轮作和连作2015年7月采样土壤中枯草芽孢杆菌数量大于2016年4月采样土壤测定值,大于2015年10月采样土壤测定值。研究结果表明稻-稻-油菜轮作提高了土壤枯草芽孢杆菌的数量,使土壤中对作物生长有益的特定功能微生物数量增加,有利于改善土壤生态环境。