国内湿地重金属污染评价的研究进展

湿地作为地球上重要的生态系统之一,具有稳定环境、物种基因保护及资源利用功能,被誉为自然之肾、生物基因库和人类摇篮。随着近年来湿地面临着面积萎缩、功能下降、污染日趋严重等危机,国内外学者对湿地保持着持续关注与研究,其中对湿地重金属的污染评价就是湿地科学研究领域的重要内容之一。笔者通过对国内十多年来有关重金属污染方面的报道进行整理分析,回顾总结了湖泊、河流、三角洲以及滨海等类型湿地的底泥、水体及土壤中重金属的污染现状与迁移特征,重点对重金属的种类、空间分布以及分析方法等进行总结归纳。在众多研究成果中,对污染物评价的方法以地累积指数法和潜在生态风险指数法使用最多。     

土壤耕层重构对棉田杂草的控制效果研究

[目的]明确土壤耕层重构技术对棉田杂草的防治效果,探索新的棉田杂草防治途径。[方法]采用盆栽模拟试验与大田对比试验,调查旋耕+除草剂、土壤耕层重构对杂草种类与数量的影响。[结果]盆栽试验结果显示,处理后20d与55d对照杂草种类分别为6种与9种,总鲜重为每盆83.5g与678.1g;旋耕+除草剂处理杂草种类分别为3种与9种,总鲜重为4.9g与452.9g,其中处理20d后均为阔叶杂草,处理55d后阔叶杂草鲜重与对照差异不显著,单子叶杂草鲜重显著低于对照;耕层重构处理2次调查均未发现杂草。大田试验结果中,苗期、初花期与收获期对照杂草种类分别为4种、6种与8种,鲜重分别为104.4g·m~(-2)、404.9g·m~(-2)、752.9g·m~(-2),苗期以阔叶杂草为主,初花期与收获期单子叶杂草增多;耕层重构处理3次调查均仅发现微量杂草。[结论]以上结果表明,旋耕+除草剂对棉花苗期的禾本科杂草与部分阔叶杂草有一定的防治效果,随着时间延长,杂草防治效果逐渐降低,而土壤耕层重构处理对所有棉田杂草具有一次性彻底灭除效果,减少除草剂污染,节省用工。土壤耕层重构是一种棉田杂草防治的新途径。     

白龙江上游主要灌丛土壤入渗性能分异性

对白龙江上游主要5种灌丛类型进行土壤物理性质和入渗性能试验。结果表明:不同灌丛类型的土壤物理性质和入渗性能都存在着较大的差异,杜鹃(Rhododendron simsii)灌丛土壤蓄水能力和入渗性能均大于其它灌丛类型,臭樱(Maddenia hypoleuca)灌丛土壤蓄水能力和入渗性能最差;不同灌丛类型土壤的初渗率在3.68~44.13 mL/min,稳渗率在1.05~4.71 mL/min,总体上是杜鹃灌丛荚蒾(Viburnum dilatatum)灌丛箭竹(Fargesia spathacea)灌丛中华柳(Salix cathayana)灌丛臭樱灌丛;土壤初渗率和稳渗率与土壤自然含水量、入渗总量和孔隙度呈及显著正相关,和土壤密度呈及显著负相关。     

藏北高原退化高寒草甸土壤团聚体有机碳变化特征

采用湿筛法对藏北高原退化高寒草甸表层(0~10cm)、亚表层(10~20cm)土壤团聚体有机碳及其变化进行了研究。结果表明,高原冷湿环境中退化草地表层、亚表层SAOC的下降幅度随草地退化加剧均趋于显著提高,轻度、严重退化草地表层各粒级SAOC降幅均明显高于亚表层;草地退化缩小了不同土层间SAOC含量的差异,草地退化程度越高则表层、亚表层间SAOC含量的差异越小,退化草地大团聚体(0.25mm)SOC、微团聚体(0.25mm)SOC含量的土层分布亦呈相同趋势。轻度退化草地不同土层大团聚体SOC降幅均较高,严重退化草地不同土层微团聚体SOC降幅则较高;正常草地、轻度退化草地、严重退化草地表层大团聚体SOC/微团聚体SOC比值分别为0.95,0.87,1.55,亚表层分别为0.96,0.72,2.33,表明轻度、严重退化草地中大团聚体SOC含量随土层加深分别更趋下降、更趋提高。退化草地表层、亚表层SAOC贡献率在总体上亦均按2~0.25 mm,2 mm,0.25~0.053mm,0.053mm的顺序依次大幅降低,表明不同土层大团聚体SOC贡献率均较高。土壤团聚体与SAOC、SOC与SAOC间的关系受草地退化程度的影响。     

4种秸秆腐熟剂的腐熟效果比较

为了筛选出适宜五河地区气候条件和耕作制度的秸秆腐熟剂,在稻麦轮作条件下对4种不同秸秆腐熟剂产品进行了小麦秸秆全量还田的效果试验。结果表明,4种腐熟剂均具有加速秸秆腐熟分解的效果,秸秆还田加腐熟剂处理后不仅土壤理化性状有一定的变化,而且还较空白对照增产。     

半梯形隶属函数下土壤养分流失的模糊数学模型——以皖南山区为例

研究旨在通过皖南山区土壤检测报告给定的一些数据和信息分析养分流失程度,为合理的土壤养分管理提供可靠依据,采用指导性抽样选取样本,利用半梯形隶属度函数构建模糊数学模型,结合变异系数法,计算出不同地形类别的土壤养分流失程度。研究结果表明:以MATLAB仿真软件生成土壤养分的分布情况为直观依据,构建模糊数学模型发现多坡地的丘陵区域土壤养分流失最为严重。该模型的分析结果更贴近该地区土壤养分现状。研究验证了模糊数学模型在山区耕地土壤养分流失研究中的实用性。该模型能够很好的评估出土壤养分流失程度,为科学施肥护壤提供了理论依据。     

氮钾配施对设施番茄土壤微生物群落及土壤养分和盐分的影响

为了探明不同氮钾肥用量对番茄根际土壤细菌群落及土壤养分和盐分的影响,以番茄为研究对象,设置不同氮肥和钾肥用量,通过土培盆栽模拟试验,利用高通量测序技术测定根际土壤微生物及土壤养分的变化。结果表明:1)施肥使主要的优势菌群发生明显改变,过量施肥显著降低根际土壤的细菌数量,根际土壤中肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌的相对丰度明显下降,但鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)相对丰度略有增加,细菌种群分布趋于单一化。2)过量施肥导致的土壤电导率(EC)增加、C/N下降,是土壤根际细菌群落发生改变的主要原因。3)过量施肥显著降低番茄株高、茎粗,但叶片叶绿素SPAD相对含量却呈现增加趋势,叶片光合作用受到抑制,从而产量明显下降。研究表明,施肥过量是导致设施土壤次生盐渍化的主要因素,次生盐渍化导致土壤中细菌群落发生改变,植株生长受到抑制,从而产量下降。     

有机营养肥料对设施连作番茄生长及土壤肥力的影响

针对宁夏地区设施土壤连作障碍问题,研究了氨基酸肥、腐植酸肥、生物炭肥等有机营养肥料对番茄产量、品质以及土壤养分含量和微生物活性的影响。结果表明:单一有机肥和有机肥+生物炭肥3 t·(667 m~2)~(-1),单一腐植酸肥和腐植酸肥+氨基酸肥均能较好地改善土壤酸碱度;腐植酸肥施用后,土壤速效氮含量显著提高,速效钾含量显著高于其他处理;有机肥、腐植酸肥均能有效增加土壤微生物数量,腐植酸肥+氨基酸肥处理细菌数量显著增加,单独施加腐植酸肥,真菌与放线菌数量显著增加;有机肥1 t·(667 m~2)~(-1)+生物炭肥6 t·(667 m~2)~(-1)处理番茄产量最高。综上,腐植酸肥0.4 t·(667m~2)~(-1)+氨基酸肥0.03 t·(667 m~2)~(-1)、腐植酸肥0.4 t·(667 m~2)~(-1)+氨基酸肥0.03 t·(667 m~2)~(-1)+生物炭肥3 t·(667 m~2)~(-1)处理有利于改善土壤质量,提高番茄产量与果实品质。     

秸秆生物炭对黄土区农田土壤养分和作物生长的影响

旨在探索生物炭对黄土区农田的具体应用效果。采用大田试验，在不施氮肥和施氮肥(187.5 kg/hm2)处理下，分别设计了不同生物炭用量(0、6、12、24、48 t/hm2)试验，来观察对黄土高原农田土壤养分和玉米生长的影响。结果发现：当施入187.5 kg/hm2氮肥时，24~48 t/hm2范围内的生物炭施用量对土壤养分促进作用效果最佳，其中48 t/hm2时全氮超出对照26.6%，碱解氮可超过对照约27.67%；6~12 t/hm2的范围时，玉米茎粗、叶绿素在生长中期均相对处于优势，且玉米养分含量和产量结果优于生物炭量大的处理。不施氮的情况下，生物炭也可促进土壤和玉米籽粒养分的积累。其中6~12 t/hm2时，土壤和玉米籽粒养分含量相对较高；24~48 t/hm2时玉米产量结果最佳，比对照高1468.2 kg/hm2，约13.39%。结果表明，生物炭的添加对土壤的养分影响较大，且一定程度上依赖于氮肥的投入情况。     

优化施肥对滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应特性的影响

通过2年大田试验,研究优化施肥对东营滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应能力的影响。设不施肥、农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥4个处理。结果表明:与农民传统施肥对比,优化施肥及优化施肥+有机肥处理有效提高了棉花产量、肥料农学利用率、偏生产力;施肥改变了土壤盐基离子组成,农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥处理Na+及Cl-所占比分别减少2.29%,3.45%,6.15%,K+、Ca2+、Mg2+、SO_2-4有不同程度的提高;优化施肥+有机肥处理能明显提高土壤微生物和酶活性,其中脲酶、碱性磷酸酶活性分别比传统施肥和优化施肥高7.8%~17.0%和5.0%~13.3%;施肥提高了土壤速效养分,优化施肥+有机肥处理速效P和速效K含量总体处于较高水平,而N0-3-N、NH+4-N含量总体表现为传统施肥优化施肥+有机肥优化施肥不施肥,这说明优化施肥能有效降低土壤NO-3-N、NH+4-N含量,进而NO-3-N、NH+4-N的流失风险也随之减小。采用N、K肥基施+蕾期花期2次追施的优化施肥处理,不仅减少了肥料用量,而且提高了产量,配合施用有机肥增产效果更为显著。