不同钝化材料对污灌农田镉污染土壤修复效果研究

为了探讨不同钝化材料对镉污染土壤修复效果及其差异性,利用田间小区试验研究了5种钝化材料(赤泥、海泡石、过磷酸钙、钙镁磷肥和生物质炭)对夏玉米生长及其吸收镉的影响。结果表明,5种钝化剂及其施用量均对玉米各部位干物质量及其含镉量以及根际土壤有效态镉量均产生极显著影响(P0.001)。高量施用钝化剂对玉米各部位干物质增加比例最大,其中又以钙镁磷肥增加比例最大,根、茎叶、籽粒干物质量分别增加9.6%、7.0%、1.1%。5种钝化剂低量和高量处理均显著降低了玉米根、茎叶、籽粒含镉量以及根际土壤有效态镉量,其降低范围分别为10.8%~26.3%、9.0%~34.8%、15.7%~37.1%、5.1%~20.5%,其中高量赤泥处理降低玉米对镉的吸收效果最显著。     

施氮量对再生水灌溉番茄根际土壤供氮能力影响

为了探明施氮量对再生水灌溉设施番茄根际土壤供氮能力的影响,通过田间小区试验,对不同施氮处理番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮、番茄生物量和产量、氮肥偏生产力、表观氮素损失量及土壤供氮能力进行了对比分析。研究结果表明,氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮保持在55mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥偏生产力、作物氮生产力和产量均显著高于常规施氮处理。氮肥追施量控制189～216kg/hm2、辅以再生水灌溉,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移,提高了根际土壤供氮能力,有效削减了0～30cm根层土壤表观氮素损失,保证了番茄关键生育阶段生长对土壤矿质营养需求,显著提高了番茄关键生育阶段氮肥偏生产力和番茄产量。     

不同有机酸对重金属镉形态及生物有效性的影响

为了探求根系分泌有机酸对重金属Cd2+存在形态及生物有效性的影响,研究了不同质量摩尔浓度酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸和EDTA对重金属Cd2+各个形态的影响。研究得出,EDTA最有利于重金属Cd2+活性的增强,其次为柠檬酸和乙酸,苹果酸的效果最差。质量摩尔浓度为1、3mmol/kg的乙酸和柠檬酸以及5、6、7mmol/kg的EDTA最有利于重金属Cd2+生物有效性系数的提高。     

引水补源条件下的田间土壤与地下水环境状况分析

在详细分析商丘试验区土壤及地下水水质的田间实测数据基础上,运用影响因子对比分析法探讨了引水补源条件下的土壤、地下水环境状况及其管理与保护措施.结果表明,合理地引水补源不仅可补偿地下水资源,还可调节田间土壤养分和盐分的重新分配,从而使作物处于适宜的田间水分状况,满足作物正常生长所需的水分和养分.     

基于多重分形理论的再生水灌溉下土壤粒度分析

再生水灌溉是缓解水资源矛盾的有效途径，为表征再生水灌溉后土壤粒度分布(Soil particle size distribution, PSD)特性，通过室内土柱模拟试验，设置生活污水(W1)、再生水1(W2)和再生水2(W3)共计3种灌溉水质，并以自来水(W4)作为对照，采用马尔文激光粒度仪测定灌溉1 a后各处理土壤颗粒百分比，运用分形理论分析了4种水质处理下土壤PSD的分形特征。结果表明：(1)4种水质处理下土壤PSD呈单峰分布；与W4处理相比，W1、W2、W3处理下土壤黏粒含量增加0.40%～6.38%,砂粒含量降低1.58%～13.80%,土壤非均匀性增强，但各处理间差异不显著。(2)再生水灌溉下土壤颗粒呈细粒化趋势，土壤PSD多重分形参数增大，土壤PSD趋于不均匀。在0～10 cm土层，W3处理下土壤PSD多重分形参数容量维数D(0)、信息维数D(1)、相关维数D(2)和多重分形奇异谱宽Δα(q)最大，分别为0.943、0.837、0.823和1.035;在10～20 cm土层，W2处理下D(0)、D(1)、D(2)和Δα(q)最大，分别为0.943、0.851、0.852和...     

再生水灌溉对土壤表层大孔隙的影响

再生水是农业灌溉重要的水资源，但作为灌溉用水，因其所富含的营养物质含量和有害物质浓度不同，其对土壤基本物理性质及土壤内部孔隙的影响也存在一定差异，为探明不同水质再生水灌溉下土壤的退化情况，该研究进行了为期1.5a的室外大田灌溉试验，对比4种不同水质（W1：预处理后的生活污水，W2：再生水1，W3：再生水2，W4：自来水）灌溉后土壤的多项基本理化性质的变化情况，包括：pH值、电导率（electrical conductivity，EC）、钠吸附比（sodium adsorption ratio， SAR）及土壤大孔隙和大孔隙结构等。结果表明：1）再生水灌溉1.5a后与淡水灌溉相比，土壤SAR和Na⁺含量等理化指标均有一定提高，但除SAR及pH值指标有显著提高外，其他指标变化差异并不显著（P<0.05）不同水质再生水短期灌溉均不会造成表层土壤盐碱化。2）再生水灌溉后土壤的总孔隙度变化并不显著，但不同水质再生水灌溉显著增加了表层土壤的大孔隙度和大孔隙连通性（P<0.05），较W4处理，W1、W2和W3处理的大孔隙度（等效孔隙直径D>50 μm）分别增加了120.76%、131.23%和49.69%，连通孔隙占比和连通性指数也均有所增加，但再生水灌溉也显著堵塞土壤内微小孔隙，进而影响土壤水力性质。3）土壤孔隙网络模型结果表明，再生水灌溉后土壤连通性出现了明显改善，孔隙间的连接通道数量显著提高，孔隙网络发育更加复杂，土壤透气性有所增强。综上所述，短期再生水灌溉并不会导致土壤的严重退化，但从长远灌溉发展的角度看，W1水质处理对土壤是有害的，而适当的调低水质标准，对土壤的负面影响并不显著，甚至在一定程度上改善了土壤的通气性。     

改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物炭施用量

确定改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物炭施用量，可为田间管理提供依据。以新疆盐碱土为研究对象，在生物炭施用量分别为0、10、50及100 t?hm-2条件下，开展了膜下滴灌田间小区试验，对比了生物炭施用量对土壤容重、温度、有机碳等理化性质和作物出苗率的影响，并进一步分析了作物出苗率与土壤理化性质的关系。结果表明，生物炭施用量增加显著降低了0~30 cm土层的容重，棉花和甜菜的土壤容重分别降低0~0.32和0.04~0.25 g?cm-3。与不施用处理比较，100 t?hm-2的生物炭施用量显著增加了棉花和甜菜不同生育期的5 cm地温，但10和50 t?hm-2的施用量只显著增加了棉花蕾期和铃期的5 cm地温。施用生物炭增加了棉花和甜菜的土壤有机碳含量，不区分年份和生育期增幅相应为0.98~13.2和0.66~12.1 g?kg-1；苗期和收获期（不区分年份和作物）增幅分别为1.20~7.43和0.66~13.2 g?kg-1，苗期各施用量下有机碳均显著增加，部分施用量下收获期的有机碳显著增加。随生物炭施用量增加，棉花和甜菜的出苗率先增加后减小。出苗率大致随容重增加而增加，随土壤温度增加先增加后减小，最适宜作物出苗的温度为22~26℃；出苗率随土壤有机碳增加先增加后减小，但高生物炭施用量导致的土壤有机碳增加过高抑制了作物出苗。当生物炭施用量为10 t?hm-2时，棉花和甜菜的出苗率大于0.7，高于其他3种生物炭处理，因此推荐10 t?hm-2作为最优生物炭施用量。