典型设施栽培土壤盐分变化规律及潜在的环境效应研究

研究了山东寿光设施土壤盐分的变化规律。结果表明：（1）设施土壤的盐分含量高，变化幅度大。耕层盐分含量为2．69g kg^-1（CV=58％），而相应的露地仅为0．61g kg^-1（CV=14％）。（2）设施土壤连续种植到4a左右，其耕层的盐分含量则可达到限制作物正常生长的临界点，此后盐分含量随采取的各种管理措施而有所降低。土壤次生盐渍化是造成温室可持续利用周期较短的主要原因。（3）除HCO3^-外，NO3^-、SO4^2-、Cl^-、Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋、Na^＋在剖面的累积明显高于露地，且以NO3^-和Ca^2＋的相对富集为主要特征，两者可占耕层盐分离子总量的47．4％和19．3％。（4）与露地相比，盐分离子在设施土壤剖面存在着明显的累积和向下迁移现象，同时在剖面的分布还具有明显的表聚特征，其中NO3^-的大量累积和向下层迁移已严重影响到当地地下水水质。     

长期施有机肥与缺素施肥对潮土微生物活性的影响

利用中国科学院封丘农业生态国家实验站潮士农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究长期施有机肥或缺索施肥对农田土壤呼吸强度及酶活性的影响.结果发现,与不施肥对照(CK)相比.施肥处理均不同程度地提高了土壤的呼吸强度及转化酶、脲酶与磷酸酶活性;从N、P、K平衡施肥角度比较,施有机肥[OM)与有机无机配施(1/20M+1/2NPK)的效果均显著高于施无机肥(p<0.05);从缺素施肥角度分析,缺P显著低于NPK处理(p<0.05),缺N次之,缺K影响较小.结果表明,长期配施有机肥更有利于提高潮土的微生物活性,长期缺施P肥最不利于保育潮土的微生物学质量.     

湘南和湘西烟田土壤系统分类及其与烤烟香型之间的关系

土壤条件对烟叶香型风格的彰显程度有着重要影响。土系是系统分类中最低级的基层分类单元,也是和生产应用最紧密的单元。湖南是我国主要烤烟产区之一,本研究以湘南的江华和桂阳、湘西靖州、凤凰和桑植作为湖南的代表,通过35个典型优质烟田的土壤调查尝试建立相应的土系。结果表明:①调查的湘南和湘西35个优质烟田土壤系统分类类型涉及到人为土、富铁土、淋溶土和雏形土4个土纲和相应的4个亚纲、9个土类、14个亚类,可以划分为17个土族和27个土系。②烤烟为浓香型风格的湘南烟田土壤以具有石灰性的复钙型水耕人为土为主,烤烟为浓偏中间香型风格的湘西烟田土壤没有石灰性,可以初步认为土壤的石灰性或碳酸钙以及有机质含量是形成烤烟浓香型风格的重要因素。     

近地层臭氧污染对不同品种小麦钾素吸收与分配的影响

近地层臭氧(O3)污染危害植物生长势必间接影响钾素吸收利用。利用中国稻—麦轮作开放式O3FACE(Free-air O3concentration enrichment)试验平台,研究了大气O3浓度增加(较周围大气高50%)对长江三角洲地区5个小麦(Tritcium aestivum L.)主栽品种(扬麦15、扬麦16、烟农19、扬幅麦2号和嘉兴002)的物质积累、钾素吸收与分配的影响。结果表明,O3升高对秸秆和籽粒的影响远大于根系。O3升高降低了扬麦16、烟农19和嘉兴002的籽粒产量,但对扬麦15和扬幅麦2号几乎无影响。O3升高,扬幅麦2号和烟农19的秸秆生物量显著降低,扬麦16和扬麦15、嘉兴002的秸秆生物量则分呈增加和降低趋势。表明O3污染对小麦物质积累与分配的影响存在品种差异。烟农19、扬麦15和嘉兴002小麦植株总吸钾量因O3升高显著降低,而扬麦16和扬幅麦2号分呈降低与增加趋势。O3升高影响钾素在小麦根、秸秆和籽粒中的含量与分配趋势,但影响程度因品种而异。O3升高降低了钾素在扬麦16、扬幅麦2号、烟农19和扬麦15根中分配比例,促进了其向地上部运移,而增加了钾素在嘉兴002根中分配比例,阻碍其向地上部的运移。表明小麦响应O3污染对钾素吸收与分配调整机制存在品种差异。扬麦16、烟农19和嘉兴002的钾素偏生产力因O3升高而显著降低13.2%~35.7%,而扬麦15和扬幅麦2号则无明显变化。嘉兴002的钾肥利用率因O3污染显著降低和扬幅麦2号呈增加趋势,而扬麦15、扬麦16、烟农19则无明显变化。评价O3污染对小麦物质积累分配、钾素在植物-土壤系统周转的影响应考虑品种差异。     

典型热带土壤时间序列的电荷零点变化特征及其土壤发生意义

本研究选取海南岛北部玄武岩上不同发育时间的土壤进行研究,通过电位滴定法测定土壤的电荷零点,并结合XRD衍射测定土壤中的黏土矿物,探讨热带地区电荷零点随土壤发育程度的变化及其指示意义。结果表明:热带地区土壤电荷零点随土壤发育时间延长而升高,土壤中黏土矿物含量的变化和金属氧化物的增加是导致这一现象的主要原因,另外黏土矿物的种类和结晶程度也会影响到电荷零点的大小。电位滴定曲线的数据表明,随着土壤发育程度的加深,土壤永久负电荷减少,土壤的缓冲性能和保肥能力下降。对比其他指示土壤发育程度的指标,电荷零点大小能更好地表征热带地区土壤发育时间的长短,评估土壤发育程度强弱。     

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。     

活化过硫酸钠氧化法修复DDTs污染场地土壤研究

本研究探讨了利用Fe2+活化过硫酸钠氧化修复长江三角洲地区某典型DDTs污染场地土壤的可行性。研究了不同因素对目标污染物去除效率的影响,包括起始pH与矿物耦合因素、过硫酸钠/Fe2+浓度比值因素和过硫酸钠浓度因素等。结果表明,当磁铁矿和赤铁矿投加到只含有过硫酸钠的泥浆体系时,在酸性和中性条件下都能显著提高DDTs的降解率(P0.01),并且pH 3.2条件时DDTs的降解率高于pH 7.7条件时的DDTs降解率;零价铁和菱铁矿因其二价铁含量较高,导致矿物近表面Fe2+过剩而消耗硫酸根自由基,进而降低了DDTs氧化效率。pH 3.2时,Fe2+/Na2S2O8的最优值为1/20,在此条件下0.16 mol/L的活化过硫酸钠反应24 h后得到DDTs最高降解率约为90%。同时还比较了活化过硫酸钠、过硫酸钠、Fenton试剂、H2O2、双氧化试剂(活化过硫酸钠与双氧水混用)和高锰酸钾6种氧化剂对DDTs氧化效果,评价了不同氧化剂的优劣之处。研究发现Fe2+活化过硫酸钠可以有效地降解DDTs的4种同系物,pH 3.2条件时6种氧化剂对DDTs的氧化降解率由大到小顺序为:活化过硫酸钠过硫酸钠Fenton试剂双氧化剂高锰酸钾H2O2。本研究结果表明活化过硫酸钠氧化法是修复DDTs污染场地土壤的有效方法,有较好的应用推广性。     

氮形态和磷肥对红壤玉米根际解磷微生物群落和磷酸酶活性的影响

较低的土壤磷素有效性限制了酸性红壤生产潜力提升。作为磷素活化的主要执行者,解磷微生物对施肥和根际作用的综合响应尚不清楚。以玉米为试验材料,设置磷肥水平（施磷和不施磷）与不同氮形态（铵态氮肥和硝态氮肥）的交互试验,使用编码酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的微生物phoC和phoD基因作为分子标记物,研究了施肥和根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能微生物群落的影响。结果显示,根际作用显著提高了土壤磷酸酶活性,且作用强度大于氮形态和磷肥水平。氮形态、磷肥水平和根际作用均显著影响phoD细菌操作分类单元（OTU）数目和香农指数,然而仅有氮形态和根际作用影响phoC细菌OTU数目。根际作用对phoC和phoD细菌群落组成结构的影响程度显著高于氮形态和磷肥水平,而且对phoD细菌群落的作用更明显。根际磷酸酶活性提高与土壤有机质增加密切相关。phoC细菌群落组成和结构的变化主要与根际养分变化有关,而phoD细菌群落结构的变化可能是根系分泌物和养分变化共同作用的结果。总体而言,玉米根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能细菌群落的影响大于氮形态和磷肥水平,但是其作用强度一定程度上依赖于上述施肥措施。     

拟南芥突变体amos2对外源激素的响应特征研究

检测拟南芥突变体amos2对外源激素响应的结果表明,该突变体主根伸长对外源生长素有明显的抗性,其主根抗性强于拟南芥野生型(WT),但弱于已知的生长素突变体aux1-7和axr4-2。该突变体的主根伸长对生长素转运抑制剂TIBA也表现出较强抗性,而对一定浓度的ACC表现敏感,但主根伸长对外源6-BA和ABA的响应与野生型一致。外源添加生长素或乙烯抑制剂可同时增加amos2和野生型的可见侧根数量,但突变体的增加百分比要显著高于野生型。虽然amos2突变体的荚果败育率比野生型显著增加,但并未表现出其他生长素突变体特有的胚轴弯钩消失及根系向重性缺失的表型。上述结果暗示突变基因AMOS2在控制拟南芥生长发育的某些方面发挥重要作用。     

花生油与羟丙基β环糊精对有机氯农药污染场地土壤异位增效淋洗修复研究

针对长三角典型区域内某废弃有机氯农药(OCPs)污染场地土壤,选择花生油和羟丙基β环糊精(HPCD)作为环境友好的淋洗剂,并嵌合超声强化、升温辅助等增效洗脱技术,研究了其对OCPs污染场地土壤的洗脱修复效果。结果发现,在100 ml/L 花生油和50 g/L HPCD、50?C水浴和35 kHz超声 30 min、连续淋洗5次条件下,土壤中DDTs、氯丹(Chlordanes)、灭蚁灵(Mirex)和总量OCPs的最大去除率分别为99.6% ± 2.2%、94.0% ± 1.3%、91.3% ± 2.0% 和96.0% ± 2.5%。同时采用Tenax TA树脂连续提取法,监测每次连续淋洗后土壤中各组分OCPs解吸特性,发现随着淋洗次数的增加,土壤中OCPs的400-h Tenax 可提取量逐渐减少,OCPs的快速解吸组分(Fr)和慢速解吸组分(Fsl)比例较原始土壤中的相应比例显著下降(P<0.01),OCPs的快速解吸速率常数(kr)、慢速解吸速率常数(ksl)和超慢速解吸速率常数(kvl)也较原始土壤中相应解吸速率常数显著降低(P<0.01)。综合考虑修复效率和土壤修复后潜在环境风险,3次淋洗可以认为较为合理。本研究为OCPs污染场地土壤的异位增效淋洗技术研发和淋洗终点判断提供了一种有效手段。