保护性耕作对华北平原土壤团聚体特征的影响

 【目的】研究华北平原保护性耕作制度对土壤团聚数量、大小和稳定性的影响。【方法】本文采集了华北平原河北栾城试验站经过四年保护性耕作(旋耕和免耕)与传统耕作(翻耕)处理下原状土壤样品，测定了土壤容重、有机质和粘粒含量等物理性质，重点应用干筛和湿筛法分析了土壤团聚体数量、分布和分形维数。【结果】表层(0-5cm)土壤容重的大小顺序为免耕>旋耕>翻耕，免耕使表层土壤的容重显著增加；旋耕与翻耕的表层土壤容重差异不显著，但旋耕使10-20cm的土壤容重明显增加。干筛法分析表明，免耕处理下0-10cm内>0.25mm团聚体含量、平均重量直径(Mean Weight Diameter，MWD)和几何平均直径(Geometric Mean Diameter，GMD)均高于旋耕处理和翻耕处理，而旋耕与翻耕处理间没有显著的差异；湿筛法分析表明，土壤中的团聚体以非水稳性团聚体为主，水稳性团聚体的 和GMD大小顺序为免耕>旋耕>翻耕；在0-5cm土层内免耕处理的水稳性团聚体分维数(D)最小，而旋耕下5-10cm层的分形维数D值显著高于翻耕、免耕处理，说明旋耕使得该层内土壤团聚体的稳定性降低。【结论】经过四年保护性耕作试验，免耕处理促进表层土壤团聚体的形成并提高起稳定性，旋耕和翻耕处理由于对土壤的强烈扰动，降低了耕作深度内土壤团聚体的团聚度和稳定性；在10-30cm三种耕作处理间没有显著差异。     

荒漠结皮对土壤水分状况的影响

本研究针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查 ,利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。研究表明 :生物结皮能显著地降低土壤水分的入渗速率。在去掉结皮时 ,表层下 5 cm处的土壤含水量在 1 0分钟时即开始显著增加 ,而有结皮时 ,此处的含水量则在 1 5分钟时才开始显著增加。利用圆盘入渗仪测定有结皮和无结皮条件下的土壤饱和导水率表明 :固定沙丘间地有生物结皮的土壤饱和导水率范围是 :2 9.1 0 - 82 .2 1 mm/ h;半固定沙丘有微弱结皮时饱和导水率为 1 43.5 4 - 2 30 .2 5 ;去掉结皮后土壤的饱和导水率可显著上升数倍 ,无结皮的流沙的饱和导水率最高。     

土壤结构定量化研究进展

土壤结构是土壤中各种过程进行的物理框架,土壤结构的定量化对土壤水、气、热和土壤生物、化学过程定量化研究具有重要意义。本文主要讨论了土壤结构研究的内容,介绍了土壤结构研究的主要方法,对分形理论、布尔模型和孔隙网络模型等在土壤结构中的应用作了简要的介绍,并且对未来土壤结构定量化研究进行了展望。     

华北地区有机种植与常规种植土壤质量比较研究

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤质量的影响,本文在华北地区选取典型的有机种植基地与附近相似条件的常规种植地块,比较了不同种植方式下土壤体积质量、土壤中水稳性团聚体及土壤中各养分含量和土壤中7种重金属含量。结果表明:相比常规种植,有机种植降低了土壤体积质量,提高土壤中水稳性大团聚体数量,提高了土壤中水稳性团聚体的MWD值和GMD值,降低了分形维数D,提升了土壤水稳性团聚体稳定性,提高了土壤抗侵蚀的能力。有机种植方式下土壤中有机质含量相比常规种植提高了20%~80%,土壤中速效磷、速效钾、碱解氮和全氮、全磷等养分含量也显著提高,说明有机种植有利于土壤培肥,提高土壤肥力。与土壤背景值相比,土壤中重金属含量有不同程度的增加和积累,曹县有机基地As含量超过土壤环境质量国家一级标准,肃宁有机基地土壤中Cu、Zn含量接近国家一级标准。在调查地区,有机种植降低了土壤中Cr、Cd、Hg污染的威胁,但由于施入有机肥的质量差异,存在重金属Cu、Zn、As富集的风险。相比常规种植,有机种植有利于改善土壤结构,提高土壤综合肥力,土壤中重金属污染的风险主要与施入的有机肥质量有关,有机种植应加强对有机肥源的监控,合理施肥。     

“资源环境野外综合实习”课程的创新与实践

"资源环境野外综合实习"是中国农业大学资环学院为本科生开设的一门重点实践课程,具有跨专业、跨地域、综合性强、学生规模大的特点。通过精心策划,多方寻求支持,优选指导教师,该野外综合实习已成为培养资环专业学生的思维能力、观察能力、动手能力、想象能力、分析能力、协作能力的一个重要课程。     

氧化铁对腐殖酸的吸附机制研究

对不同pH、电解质强度条件下氧化铁对腐殖酸的吸附量、解吸量和腐殖酸可见光谱(E4/E6)进行测定和分析,从而探讨氧化铁对腐殖酸的吸附机理。采用批量平衡震荡法进行氧化铁对腐殖酸的吸附实验,并用分光光度计对吸附前后的E4/E6进行检测。结果表明:酸性环境中物理吸附、物理化学吸附和化学吸附并存,其中物理吸附占了近一半;中性和弱碱性环境中氧化铁对腐殖酸的吸附以化学吸附为主。吸附过程中,吸附在矿物表面的腐殖酸的分子量大、芳构化度大,芳香环的缩合度较大;解吸过程中,中性条件解吸出来的HA的分子量大、芳构化大、芳香环的缩合度较大,碱性条件解吸出的腐殖酸的分子量小、芳构化度小、芳香环的缩合度较小。三氧化二铁和四氧化三铁与不同电解质强度的不同组合条件下,其吸附机制基本相同。     

保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象，分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式，即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明，经过10 a的耕作试验，不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低，深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%；0～50 cm耕层     

黑土、潮土和红壤可溶性有机质的光谱特征及结构差异

为探究不同类型土壤可溶性有机质(DOM)含量和结构的差异性,选取黑土、潮土和红壤3种土壤的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,提取其中的DOM,应用紫外–可见光谱、荧光光谱等技术,分析土壤中DOM的数量和光谱特征。结果显示:3种不同类型土壤中可溶性有机碳(DOC)含量及其与土壤有机碳(SOC)的比值(SOC/DOC)大小为:红壤>黑土>潮土(P<0.05);A254值大小为黑土>潮土>红壤,但SUVA254值大小为:潮土>黑土>红壤(P<0.05),表明潮土DOM的芳香化程度最高,但芳香性结构物质含量低于黑土DOM,红壤DOM的芳香性结构物质含量和芳香性构化程度均低于黑土和潮土DOM;荧光发射光谱腐殖化指数(HIXem)和荧光效率(Feff)值大小为:红壤>黑土>潮土(P<0.05),说明红壤DOM的腐殖化程度和π电子共轭基团含量比潮土和黑土DOM高;荧光指数(FI)大小为:红壤>潮土>黑土(P<0.05),表明红壤DOM比潮土和黑土DOM含有更多的微生物源组分;荧光同步光谱显示,黑土和潮土DOM以类蛋白质基团为主,红壤DOM以木质素类基团为主;在土壤有机质含量、黏粒含量和黏土矿物种类不同的情况下,土壤对DOM的吸附能力不同,使土壤DOM的提取比例也存在显著差异。     

种植方式对华北平原典型农田土壤微形态特征的影响

以华北平原曲周18年长期定位试验的农田土壤为研究对象,利用偏光显微镜观察常规种植、无公害种植和有机种植3种种植方式下的土壤薄片,研究种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:3种种植方式下的土壤和土壤粗颗粒的矿物组合基本一致,主要由石英和长石组成,但颗粒的形态和粒径有一定差别;有机种植下,土壤表层结构由中度分离的块状和板状结构为主变为团粒结构为主,发育良好的团聚体含量明显增加,土壤容重显著下降,有机质显著增加;表层土壤容重为1.19 g/cm~3,有机质含量为22.67 g/kg,总孔隙度高达32%。常规种植条件下,土壤表层结构以中度分离的块状结构为主,土壤结构较为紧实,发育程度较低;表层土壤容重为1.30 g/cm~3,有机质含量为18.42 g/kg,表层的总孔隙度为30%。无公害种植条件下,土壤表层结构以中度分离的团块状结构和少量的高度分离的粒状结构为主,土壤结构发育程度居于有机种植和常规种植二者之间。因此,有机种植条件下土壤结构疏松,土壤透气性良好,有利于作物生长。     

固化/稳定化修复后土壤重金属稳定性及再活化研究进展

固化/稳定化技术是一种经济、有效、快捷的重金属污染主流修复技术,随着我国以风险管控为主导策略的土壤污染防治工作的推进,该技术正发挥着极其重要的作用。固化/稳定化技术处置后土壤中的重金属并未移除,存在再活化的风险。本文对固化/稳定化技术特点、修复效果评估方法、评价标准等进行了系统总结,概述了修复后重金属赋存形态、生物有效性、微观形态等特征,着重阐述了冻融、水环境和酸雨淋溶3类环境胁迫下重金属的再活化行为和影响因素。在此基础上,讨论了当前固化/稳定化修复后土壤和场地环境监管体系构建的现状、不足和发展需求,提出需注重修复后重金属环境行为、再活化定量化等研究方向。