不同品种苋菜对砷的吸收能力及植株磷砷关系研究

利用水培试验方法,研究了不同品种苋菜对As(Ⅴ)的耐性、富集能力及其植株中P、As含量间的关系。结果表明,当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L~(-1)时,As(Ⅴ)促进了花红柳叶、红柳叶苋菜的生长,但对其他品种苋菜的生长有抑制作用;当营养液中As(Ⅴ)浓度达到4 mg·L~(-1)时,As(Ⅴ)对所有品种苋菜的生长都有明显的抑制作用。两种As(Ⅴ)浓度处理下,苋菜不同品种地上部砷含量均为白圆叶苋菜≈红柳叶苋菜花红柳叶苋菜花红苋菜严选红圆叶苋菜。当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L~(-1)时,苋菜地上部P含量与As含量有显著相关性(r=0.881),当营养液中As(Ⅴ)浓度为4 mg·L~(-1)时地上部P、As含量间的相关性不显著,但相关系数达到0.816。苋菜种子中P含量与两种As(Ⅴ)浓度处理下地上部As含量呈显著或极显著相关性(r=0.937,0.971)。     

外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究

采用盆栽模拟试验,研究了不同形态外源砷对小油菜生长及吸收砷的影响.结果表明,添加低量砷有利于提高小油菜的出苗率,而高量砷则导致出苗率显著下降.其中,当砷添加量为90 mg·kg-1时,二甲基砷(DMA)和As(Ⅴ)处理下小油菜的出苗率比对照分别降低了20.7%和19.5%.随着砷添加量的增加,添加DMA处理小油菜的生物量不断下降,而添加As(Ⅴ)处理在添加量小于15mg·kg-1时对小油菜具有一定的增产效果,超过15 mg·kg-1时则随着添加量的增加而下降.无论是添加DMA还是As(Ⅴ),小油菜植株中的砷含量均有随添加量增加而升高的趋势.与此同时.随着外源砷添加量的增加,土壤中有效态砷的含量亦呈显著增加的趋势(P<0.01),其中,添加DMA时的增加趋势更为明显,且其生物有效性和植物毒性均大于As(Ⅴ).     

红壤丘陵区水土流失过程及综合治理技术

根据试验结果 ,分析了红壤丘陵区水土流失和养分损失的过程和动态变化以及在不同耕作轮作措施下的变异特征 ,提出了水土流失区综合治理的技术措施。东南红壤丘陵区水土流失的面积约占土地总面积的 2 1.5 %。水土流失量的年际间差异非常大 ,达 18～ 2 0倍 ,季节间的变化则主要受降雨分布、植被覆盖及人为活动的影响 ,保护性耕作可以明显减少水土流失和养分损失量。采用综合治理技术 ,创造合适的水分和养分条件 ,是快速恢复水土流失区的植被和土壤肥力的有效措施。     

客土改良技术及其在砷污染土壤修复中的应用展望

砷是一种毒性很强且对人体健康威胁很大的金属元素,土壤砷污染与修复长期以来受到各国政府和科学家的广泛关注。客土改良技术是污染土壤修复中较常用和有效的方法之一,近年来逐渐受到关注。本文在简述土壤中砷来源及其危害的基础上,重点对近年来该技术在土壤改良及污染土壤修复中的应用进行了系统整理,并以此为基础,比较了砷污染土壤的物理、化学及生物修复的效果。结合我国部分地区耕地砷污染较严重的现状,认为客土改良技术见效快、改良较彻底、且具有较高的实用性。同时,论文还对客土技术在砷污染土壤修复中的研究重点及应用前景等进行了展望。     

pH对砖红壤和黄棕壤Cu~(2+)吸附与解吸的影响

对砖红壤和黄棕壤在不同浓度、不同pH下吸附和解吸Cu2+进行了测定。结果表明, 2种土壤Cu2+吸附量均随平衡液中Cu2+浓度增加而增大,两者关系较好地符合Langmuir吸附方程。Cu2+吸附量随pH升高而增加,Cu2+分配系数的对数与pH呈极显著的线性正相关,吸附一个Cu2+所释放H+的平均数砖红壤(1. 19)大于黄棕壤(1. 01)。可解吸Cu2+的数量随pH升高和吸附Cu2+的数量增加而增加,在pH4~6下,黄棕壤吸附Cu2+及可解吸Cu2+的比例(平均为10. 5% )大于砖红壤(平均为3. 1% )。由此认为, 2种土壤吸附Cu2+虽以专性吸附为主,但砖红壤的表面吸附点位较少,专性吸附点位的比例较高,对Cu2+的亲和性或专性吸附性大于黄棕壤。     

水溶性有机物在土壤中的化学行为及其对环境的影响

水溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)是能够溶解于水的有机化合物的统称。尽管目前对于陆地生态系统中DOM的研究尚不完善,对其性质、组成和分类方法等问题的看法还没有达成一致,但现有研究结果已经表明DOM是一种十分活跃的重要化学组分。DOM进入土壤后将发生吸附、解吸、迁移、转化等一系列化学过程,进而对土壤及环境产生一系列重要影响:一方面,DOM可以与土壤胶体结合,形成有机无机结合体,从而改善土壤性质,DOM还可以通过其自身的分解产生养分离子,从而提高土壤肥力;另一方面,DOM也可能亲合土壤中原来与土壤胶体结合的养分,使之与DOM一起进入土壤溶液,从而增加土壤中养分离子被淋失的风险,并造成土壤养分的损失以及水体的富营养化,DOM还有可能活化土壤中重金属离子,增加土壤中重金属离子的毒性,并使土壤中的重金属离子向地下水迁移。由于其对土壤和环境的多种效应,水溶性有机物近年来已经逐渐成为土壤学、环境科学、生态学等学科的研究热点之一。     

长期施肥对红壤双季稻冬闲田春季杂草群落的影响

利用始于1982年的红壤双季稻田长期施肥定位试验,于2012年采用田间调查法研究了在无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机肥无机肥配施模式下红壤双季稻冬闲田春季杂草生物量及群落密度和群落多样性的变化。结果表明:有机肥无机肥配施改变了优势杂草种类,增加了杂草总密度和总生物量。化肥氮钾配施有机肥(NKM)处理的杂草种类数量最多,化肥氮磷配施有机肥(NPM)处理的最少。施肥处理中,M处理的杂草群落多样性指数、均匀度指数和优势度指数均最高,分别为1.118 6、0.732 3和0.629 7;其杂草总密度最低,为297.0株?0.25m?2。NPK处理的杂草总生物量最低,为58.0 g?0.25m?2。NPM处理的杂草群落多样性指数值、均匀度及优势度指数值均显著低于其他处理;其杂草总密度和杂草总生物量均最高,分别为539.7株?0.25m?2和109.5 g?0.25m?2;其优势杂草日本看麦娘的密度为428.0株?0.25m?2,相对密度为79.31%,明显高于其他处理优势杂草的密度和相对密度。春季杂草总干物质量与土壤碱解氮正相关(相关系数为0.703),与土壤p H负相关(相关系数为0.697),相关性不显著;与土壤有效磷显著正相关(相关系数为0.758*)。长期不同施肥模式下红壤稻田磷素是导致田间春季杂草群落特征变化的主要因素,通过改变土壤有效磷和碱解氮含量及土壤p H,能有效调控红壤双季稻冬闲田春季杂草生物量及群落密度和生物多样性。     

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKMNPKM、NKM(p0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。     

中国低产田状况及改良策略

从新阶段我国农业、特别是土壤学发展的需求出发,总结了国内外有关低产田方面的研究成果。从"低产田"的界定入手,对我国低产田的状况及其负面影响、低产田形成的自然要素和人类活动的影响以及主要障碍因子等进行了系统分析,并初步测算了低产田改良的粮食增产潜力等。我们认为"低产田"可以定义为"在现有的正常耕作栽培管理技术水平条件下,因为耕地本身存在的障碍或者限制因子,导致作物生长发育差,产量较当地高产田低30%以上,且年际间变异大的农田"。我国低产田具有面积大、类型多,而且分布相对集中、障碍因子较明显等特征,低产田主要的障碍因子包括:有机质贫乏、养分匮乏或失衡、土壤酸化、土壤盐渍(碱)化、沙化、土壤板结、潜育化、表土大量流失、严重干旱、多因子组合。在此基础上,最后从我国现代农业发展的迫切需求出发,提出了今后一段时间内低产田改良研究的重点及有关政策和对策建议。     

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

红壤是我国重要的土壤类型之一,其耕地地力低下问题亟待解决。探究不同改良措施影响下红壤地力提升效果,对实现中低产田可持续利用具有重要意义。本研究以湖南第四纪红黏土发育的旱地红壤为研究对象,分析了休闲（F）、不施肥（CK）、单施无机肥（NPK）、无机肥配秸秆还田（NPKS）、无机肥配施生石灰（NPKL）、无机肥配施骨粉有机肥（NPKA）和无机肥配施生物有机肥（NPKC）等改良措施下不同土层和改良年限土壤中pH及养分含量的变化,并利用微孔板荧光法比较了土壤中碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明,不同改良措施显著影响土壤养分及酶活性。与CK相比,2020年NPKC处理0～20 cm土层中有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）和有效磷（AP）含量分别提高了73%、29%、61%和1 847%,同时该处理也显著增加了参与碳循环α-1,4-葡糖苷酶（αG）、β-1,4-葡糖苷酶（βG）、β-1,4-木糖苷酶（βX）、纤维二糖水解酶（CBH）和参与氮循环β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖酐酶（NAG）活性。相关分析表明,SOM与αG、βG、βX、CBH和NAG酶活性呈显著正相关（P < 0.01）,pH与酸性磷酸酶（ACP）活性呈显著负相关（P < 0.01）。改良措施对0～20 cm土层酶活性的影响大于20～40 cm。2019年,NPKA处理0～20 cm土层中CBH酶活性较CK提高了352%,而在20～40 cm土层中CBH酶活性仅较CK提高了2%。此外,不同改良措施土壤中ACP酶活性也呈现出随改良年限增加而增加的趋势。综上可知,无机肥配施有机物料显著提升红壤养分状况,改善土壤酶活性,可作为贫瘠红壤地力提升的有效改良措施。