改良耕层土壤中苯胺的吸附动力学

研究有机改良土壤对污染物的动力学吸附特征,有助于深入了解其对污染物的吸附机制。以十六烷基三甲基溴化铵单一改良（CB）和十六烷基三甲基溴化铵＋十二烷基磺酸钠混合改良（CS）塿土耕层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了改良土壤对苯胺的吸附动力学特征,并与苯酚对比探讨改良土样对有机污染物吸附的动力学机制。结果表明,塿土耕层土样的有机改良能够显著加快对苯胺的吸附速度,苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,且以快速吸附反应为主。总体上耕层土样Vt、V0.5、Vf的大小顺序均为100CB＆gt;120CS＆gt;（≈）50CB＆gt;CK。随温度升高和苯胺添加浓度增大,苯胺吸附速度增大,苯胺、苯酚的吸附动力学特征在改良土样上具有良好的相似性,从而证实有机污染物以分子状态存在导致的单一疏水吸附是改良土样吸附的决定机制。     

碳氮源对复合木质素降解菌木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1（P.pulmonarius）和JG1（P.cornucopiae）产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1＋JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%（P〈0.05）;Lip和MnP活力分别为629.11 U.g-1和622.22 U.g-1。     

南方花岗岩红壤典型区土壤有机质的空间变异特征

 通过野外实地调查与室内试验,以长汀县为研究区,在GIS的支持下,运用地统计学方法分析南方花岗岩红壤典型区表层土壤有机质的空间变异特征。结果表明:研究区土壤有机质质量分数总体水平中等并具有中等的空间相关性,平均为2.73%;变异系数为72.73%,属中等变异;由空间自相关部分引起的空间变异性程度较大,C0/(C0+C)值为47.13%,变程为21.48km;在空间分布上呈现四周高中间低的分布特征,在中部地区形成连片的低值区,西部有机质质量分数整体较高,存在最高值。研究成果可为南方花岗岩红壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考。     

西湖平原区连续13年定位施肥对麦、稻产量及土壤肥力的影响

以浙江省水网平原水稻主产区土壤为对象,通过定位试验,研究了连续13年的不同施肥处理对麦稻产量、土壤养分状况和物理性状的影响。结果表明,化肥配施有机肥可显著提高麦、稻产量; 不同施肥处理的长期定位试验土壤有机质含量和全氮均呈上升趋势,增幅依次为: 栏肥+NPK秸秆+NPKNPK秸秆栏肥CK处理; 土壤碱解氮和速效磷也呈增加趋势,以栏肥+NPK处理的增幅最为明显。土壤物理性状的分析表明,长期施肥均能明显增加土壤水稳性团粒含量和土壤孔隙度。经土壤养分平衡分析,栏肥+NPK、秸秆+NPK和NPK处理的氮和磷呈现盈余,秸秆和CK处理氮和磷亏缺; 栏肥+NPK和秸秆+NPK处理钾基本平衡,NPK、秸秆、栏肥和CK处理钾严重亏缺。长期定位试验进一步证明有机肥与氮、磷、钾化肥长期配合施用可实现当地农作物持续稳产,农田施肥管理要注意适当减少氮、磷投入,增加钾肥施用量,保持农田土壤养分平衡。     

长期施用化肥和秸秆对水稻土碳氮矿化的影响

以长期定位试验的土壤为供试材料,通过室内培养试验,研究了长期施用化肥和秸秆对水稻土?C、N矿化和微生物生物量的影响。结果表明长期施用化肥和秸秆增加了土壤?C?矿化量,但降低了可矿化?C?在土壤有机?C?中的比例。长期施用化肥能够增加土壤?N?矿化量,而且增加了可矿化?N?在土壤全?N?中的比例,但配施秸秆不能继续增加?N?矿化量。长期施用化肥和秸秆能够显著增加土壤微生物生物量?C、N?含量,但微生物量在土壤中的比例变化不大。     

三开门自动温室气体测定箱的应用效果

为了降低农田自动温室气体测定箱在观测过程中对作物生长环境及作物生长的干扰,本研究在玉米大田环境条件下比较了一种新型的三开门自动温室气体测定箱与传统单开门自动温室气体测定箱对环境空气温湿度、土壤温度与水分、玉米生长以及温室气体排放的影响。结果表明：三开门温室气体测定箱能显著减小与大田环境条件下的空气温度、湿度及土壤温度的差异;相对于单开门箱,三开门箱在箱体打开及关闭条件下气温平均低0.90和0.74℃,空气湿度平均增加1.36%和降低5.69%;在玉米小喇叭口期前土壤温度约降低2℃,小喇叭口期后差异不显著;对土壤水分的影响在玉米苗期有一定的作用,但差异不显著;三开门箱相对于单开门箱能显著降低箱体对作物生长的影响,还能降低CO2平均通量值6.85%及N2O的平均通量值3.68%,而对CH4平均通量值基本无影响。因此,三开门箱相对于传统单开门自动温室气体测定箱能显著减小测定箱对观测环境及作物生长的干扰,应用这种箱体观测能更好地反映田间温室气体排放状况。     

红壤中低分子量有机酸的吸附特征

应用平衡法研究了红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附行为。结果表明:红壤对有机酸的吸附量随着有机酸平衡溶液浓度的增加而增加,有机酸种类不同,吸附量也不同。有机酸在红壤中的吸附行为均可以很好地用Langmuir、Freundlich和Temkim方程描述,其中以Langmuir方程的拟合效果最好。红壤对有机酸均具有较高的吸附率,在0.5～20mmolL-1初始浓度范围内,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率最大分别可达89.2%、77.5%、67.4%和47.1%。红壤对柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率均随着有机酸初始浓度的增加先急剧下降(<5mmolL-1),之后缓慢下降至趋于平稳;草酸的吸附率则随着初始浓度的增加而增加,在3mmolL-1左右时达到最大,随后降低至趋于平稳。     

Controls on soil carbon accumulation during woody plant encroachment: Evidence from physical fractionation, soil respiration, and δC of respired CO2

Woody plant encroachment into grasslands and savannas is a globally extensive land-cover change that alters biogeochemical processes and frequently results in soil organic carbon (SOC) accrual. We used soil physical fractionation, soil respiration kinetics, and the isotopic composition of soil respiration to investigate microbial degradation of accrued SOC in sandy loam soils along a chronosequence of C₃woody plant encroachment into a C₄-dominated grassland in southern Texas. Our previous work in this system demonstrated significant changes in the chemistry and abundance of lignin and aliphatic biopolymers within particulate soil fractions during the first 40 yrs of woody plant encroachment, indicating selective accrual of purportedly more recalcitrant plant chemicals. However, during the long-term soil laboratory incubation presented herein, a greater proportion of SOC was mineralized in soils from older woody stands (34-86 yrs) than in soils from younger woody stands (14-23 yrs) and grasslands, providing no evidence for greater biochemical recalcitrance as a controlling mechanism for SOC accrual. In addition, δ¹³C values of respired CO₂ indicate that the mineralized SOC was predominately of C₃ origin from all woody stands along the chronosequence, and that respired CO₂ was primarily derived from the free light fraction (density <1.0 g/cm³) and macroaggregate-sized soil fraction. Our data suggested that the location of SOC among soil fractions was more important than plant polymer chemistry in determining SOC turnover rates during incubation. Surprisingly, estimates of the size and turnover rate of the active SOC pool based on respiratory kinetics did not increase with woody encroachment, and the turnover rate of the slower SOC pool decreased, again supporting the notion that increases in biochemically recalcitrant biopolymers did not hinder decomposition in the lab. These data indicate environmental conditions that may allow for C accrual in the field were alleviated during the controlled incubation. Therefore, C accrual in these sandy loam soils following woody encroachment should not be assumed stable, and this factor should be taken into account when considering responses of SOC to climate change or when making management decisions regarding land cover impacts on SOC.     

喀斯特石漠化综合治理区表层土壤有机碳密度特征及区域差异

以中国南方喀斯特地区具有代表性的贵州为例,选取3个典型喀斯特石漠化综合治理示范区,以划分出的4条核心小流域为监测单元,对各示范区内及示范区之间不同等级石漠化样地表层土壤有机碳密度特征进行比较。结果表明:各示范区之间表层土壤有机碳密度变异性较大,表现为红枫湖示范区(6.12 kg m-2)>鸭池示范区(5.21 kg m-2)>花江示范区(2.80 kg m-2);不同等级石漠化样地之间土壤有机碳密度整体表现为无明显、潜在石漠化样地大于中、强度石漠化样地;岩石裸露率是影响喀斯特地区表层土壤碳密度的重要影响因子之一,特别对于中、强度石漠化区;地貌、气温和不同工程措施也在一定程度上影响到土壤有机碳密度特征。喀斯特石漠化综合治理具备巨大的固碳减排效应,采取有效措施增加有机碳蓄积量是今后石漠化综合治理的关键。     

设施和露天栽培下有机菜地土壤氮素矿化和硝化作用的比较研究

矿化作用和硝化作用是土壤氮素转化的主要途径,通过室内培养试验,对设施和露天栽培方式下有机菜地土壤氮素的矿化与硝化作用进行了比较研究。结果表明,除培养第1d外,设施有机菜地土壤氮素矿化量、矿化率在整个培养期间都显著高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤硝化量、硝化率在培养前两周内高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤矿化与硝化作用总体比露天有机菜地土壤强烈。矿化作用可能与全氮、C/N、微生物活性关系密切,而硝化作用强弱可能与微生物活性有关。无论施肥与否,设施有机菜地土壤N2O排放速率在培养期间总体高于露天有机菜地土壤,前者N2O累积排放量显著高于后者,这可能与土壤C/N有关。