渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为:Hg>Pb>Cd>As>Cu>Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为:Cd>As>Hg>Pb>Cr>Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

小麦-玉米轮作体系下氮肥对长期不同施肥处理土壤氮含量及作物吸收的影响

以长期不同施肥处理土壤为对象,研究了不同施肥土壤中施用氮肥后土壤氮素含量、微生物固持及释放和作物吸收及利用特性。结果表明,施用氮肥显著增加长期不施肥土壤(NF)矿质氮含量,对长期施用化肥土壤(NPK)和有机无机配施土壤(MNPK)矿质态氮含量无显著影响;施用氮肥对NF中土壤微生物生物量氮(SMBN)含量无显著影响,使拔节期NPK和MNPK中SMBN含量分别增加了4.3倍和0.8倍。从小麦拔节期到开花期,NPK和MNPK中土壤微生物生物量氮含量分别显著降低51%和56%。小麦收获时NPK和MNPK土壤氮肥的利用率分别为36%和45%;而NF土壤所施入的氮素几乎未被小麦吸收利用,但在玉米季有34%被吸收。小麦收获时,NF土壤施入的氮肥有50%以上淋溶至土壤30 cm以下土层,施氮也显著提高了NPK土壤30～50 cm土层硝态氮含量,但施用氮肥对MNPK土壤0～100 cm剖面硝态氮含量无显著影响。说明长期有机无机配施增强了土壤氮素的缓冲能力,协调了土壤氮素固持与作物吸氮间的关系,为提高氮素利用率,减少氮素对环境影响的有效手段。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为：Hg〉Pb〉Cd〉As〉Cu〉Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为：Cd〉As〉Hg〉Pb〉Cr〉Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

铬铜复合污染下铬形态分布及与土壤酶活性的关系

采用土培盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cr单一和Cu-Cr复合污染条件下,外源施加的Cr在土壤中的形态变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明：随外源Cr浓度的增加,土壤交换态Cr含量增多,残渣态占总量的百分比减少,铁锰氧化物结合态与有机结合态变化不大（碳酸盐结合态未检出）。Cu-Cr复合污染条件下,≤400mg·kg-1Cu能促进Cr从有机结合态向交换态及铁锰氧化物结合态转化（P〈0.05）,而高浓度Cu（800mg·kg-1）却抑制了这种转化的发生。与对照（CK）相比,重金属Cu、Cr单一及复合污染均对土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性产生一定的抑制作用,且酶活性抑制率随外源金属浓度的增加而增大;3种供试酶相比较,Cr、Cu对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性影响较大,对除C（r5mg·kg-1）处理的过氧化氢酶活性影响较小;低浓度C（r5mg·kg-1）对土壤过氧化氢酶活性有一定激活作用。土壤脲酶活性受土壤交换态Cr含量的影响较大;碱性磷酸酶活性与铁锰氧化物结合态Cr含量有关;铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cr对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响。残渣态Cr含量与3种供试的土壤酶活性间无显著相关。     

不同种类有机肥碳、 氮矿化特性研究

本文采用室内培养法研究了陕西关中地区日光温室栽培生产中9个不同有机肥的碳、氮矿化特性。结果表明:不同有机肥碳、氮的矿化量和矿化率（矿化量占总有机碳或氮的比例）的动态变化存在明显差异,其中碳矿化率在22.24%～87.16%之间,变异系数达90.30 %;氮矿化率在29.07%～84.87%之间,变异系数达67.37 %;不同类型有机肥相比,鸡粪平均的碳、氮矿化累积量及矿化率显著高于猪粪和牛粪;猪粪与牛粪平均的碳、氮矿化累积量及矿化率无显著差异。同一种类有机肥,培养期间其碳、氮矿化累积量及矿化率也存在明显差异。供试有机肥碳、氮的矿化量与有机肥全氮含量均呈线性关系,表明有机肥氮含量是影响矿化量的主导因子。     

人工林土壤养分极化动态理论模型

【目的】建立基于人工林土壤养分循环和枯落物分解的土壤极化模型,旨在为深入认识土壤养分极化成因和预测土壤养分极化趋势提供参考。【方法】从人工林生态系统养分循环规律的角度出发,建立人工林土壤养分极化推理和动态模型,通过实验室分解法和野外调查,对模型中主要参数的确定进行分析。【结果】分别建立了基于养分循环和枯落物分解的人工林土壤养分极化度推理模型及动态模型,并针对油松、落叶松、侧柏、刺槐、小叶杨、白桦和辽东栎等人工林,确定了模型中的主要参数。【结论】由于人工林土壤养分极化受林木对养分的选择吸收利用、枯落物分解等的综合影响,所以从人工林生态系统养分循环规律的角度来建立土壤养分极化动态理论模型是可行的。     

低锌旱地土施锌肥对小麦产量和锌利用的影响

土壤有效锌含量低是制约西北旱地冬小麦籽粒锌营养品质的关键问题。采用连续两年的田间定位试验,设0、10、25、50、100、150 kg·hm-2 6个锌肥（ZnSO4·7H2O）水平,研究了施锌对小麦产量、籽粒锌含量和土壤有效锌含量的影响,分析了西北旱地冬小麦土施锌肥的可行性。结果表明,随锌肥用量增加,土壤有效锌含量显著提高,但小麦产量无明显变化,小麦籽粒锌含量两季最高值分别为19.8、32.1 mg·kg-1,比不施锌提高32%和44%,却依然低于40~60 mg·kg-1的推荐含量,总锌利用率不到1%。因此,在西北旱地,不建议通过土施锌肥来提高小麦籽粒锌含量。     

秦岭山地典型林分土壤热水溶有机碳、颗粒有机质及微团聚性特征

为探究土壤类型和林分类型对土壤活跃有机质组分和微团聚作用的影响,及活跃有机质组分与微团聚作用之间的关系,采集秦岭辛家山林区云杉林、红桦林、杉桦混交林、华山松林、锐齿栎林和松栎混交林的表层（A_h）土壤样品,分析针叶林、阔叶林与针阔混交林之间以及冷凉湿润雏形土（云杉林、红桦林和杉桦混交林）与简育湿润雏形土（华山松林、锐齿栎林和松栎混交林）之间的土壤热水溶有机碳（HWEOC）含量、颗粒有机质（POM,分为3个组分:粗>0.25 mm,0.25 mm>细>0.053 mm和微团聚体内含组分）含量和微团聚作用比（MIR,微团聚体粘粉粒/土壤粘粉粒总量）。结果表明:1）林分类型对土壤粗POM含量和MIR有极显著（P<0.01）影响;土壤类型对土壤HWEOC含量、各POM含量和MIR均有极显著影响;2）针叶林地土壤粗POM含量显著（P<0.05）高于阔叶林和针阔混交林,针叶林和阔叶林林地土壤的MIR显著高于针阔混交林,冷凉湿润雏形土的HWEOC、粗POM、细POM含量和MIR均显著高于简育湿润雏形土;3）HWEOC、粗POM、细POM含量、MIR及海拔两两之间均存在极显著的正相关关系;4）粗、细POM的含量解释了HWEOC含量87%的变化,海拔解释了MIR中81%的变化。林分类型和土壤类型都是影响林地土壤活跃有机质含量和土壤微团聚作用的重要因素,土壤类型是主要因素;活跃有机质的含量与土壤微团聚作用有紧密联系,土壤类型和林分类型能够通过对活跃有机质的作用进而影响土壤的微团聚性。     

ZnO NPs对四种豆科种子发芽及幼苗生长的影响

采用发芽试验,探究了纳米氧化锌（ZnO NPs）对食用类及饲料类豆科植物豌豆、绿豆、紫花苜蓿、白三叶草的种子萌发、幼苗生长和锌含量的影响。结果表明：不同浓度ZnO NPs（10、50、100、200、400、800 mg·L^-1）处理的4种豆科植物的发芽率与对照（无添加ZnO NPs）处理相比均无显著差异,随着ZnO NPs浓度的增加,豌豆和绿豆幼苗的生物量先增加后减少,紫花苜蓿和白三叶草的生物量呈减少趋势。豌豆、绿豆、紫花苜蓿、白三叶草4种豆科植物表现出对ZnO NPs不同的敏感性,其根长的剂量反应阈值分别为200、100、50、50 mg·L^-1,超过浓度阈值,4种豆科植物的根长相比对照显著降低。最大浓度800 mg·L^-1 ZnO NPs处理对豌豆、绿豆、紫花苜蓿、白三叶草根长的抑制率分别达68%、75%、83%、85%,呈现出较高的植物毒性。通过测定4种豆科植物幼苗的丙二醛（MDA）含量,发现高浓度（100~800 mg·L^-1） ZnO NPs处理对豌豆和白三叶草幼苗的胁迫作用强于绿豆和紫花苜蓿。豌豆、绿豆、紫花苜蓿、白三叶草幼苗的锌含量均随着ZnO NPs浓度的升高而增加,分别从对照的9.17、12.04、8.98、17.84 mg·kg^-1增长到83.96、82.96、212.48、263.21 mg·kg^-1。研究表明,不同种类豆科植物对ZnO NPs的敏感性不同,敏感程度由高到低依次为白三叶草、紫花苜蓿、绿豆、豌豆。     

陕西某铅锌冶炼厂区及周边农田重金属污染土壤的稳定化修复理论与实践

对污染土壤进行修复的目的是在保证污染土地再利用的前提下,使受到较为严重污染的土壤中污染物降低或削减到不足以导致较大的生态损害和健康危害。但污染土壤修复措施及修复效果的评价方法的缺乏已成为限制污染土壤工程修复的关键。本文在对潼关县某铅锌冶炼厂区及周边受重金属污染农田的土壤污染现状进行调查的基础上,结合实际工程修复目标,综合考虑土壤类型、土地利用方式、作物种植特点、土壤重金属的淋溶特性和污染生态毒理学评价等因素,提出了重金属污染土壤修复方案的选择依据和不同修复方案修复效果评价方法,最后通过试验研究和工程实践,对污染土壤修复方案的选择和修复效果进行了检验。结果表明,修复方案选择依据及修复效果评价方法在实际污染土壤修复实践中取得了较好的结果。该研究结果可为污染场地治理、农田土壤修复及保障农产品安全提供科学参考。