不同作物对采煤复垦区表层土壤养分及酶活性的影响

[目的]煤矿复垦区土壤往往存在着结构不良、营养贫瘠等问题,作物的种植能够改善土壤结构、提高养分,但不同作物在改善复垦区表层土壤性质方面存在一定差异。[方法]本研究以淮南潘集采煤复垦区为对象,在复垦区土壤上直接种植芝麻(Sesamum indicum)、黄豆(Glycine max)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、玉米(Zea mays)和苏丹草(Sorghum sudanense),探讨不同作物种植对复垦区表层土壤养分和酶活性的影响。[结果]与未种植作物的对照区相比,5种作物的种植均能够显著降低表层土壤pH、增加土壤有机质、总氮和有效磷含量,提高蔗糖酶和磷酸化酶的活性。[结论]在5种作物中,芝麻和黄豆更有利于复垦区表层土壤养分的改善和酶活性的提高,潘集煤矿沉陷复垦区种植芝麻和黄豆是较为合适的选择。     

改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附动力学研究

通过化学方法改性牛粪,并与树脂结合制得一种新型的吸附材料--改性牛粪-树脂颗粒.本研究通过静态实验方法检验所制备颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附等温和吸附动力学过程,并利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程以及准二级动力学方程和颗粒扩散模型对实验数据进行拟合.吸附等温实验结果表明,改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附等温过程符合Langmuir方程,颗粒直径对最大吸附量产生一定影响,颗粒直径大于2 mm、1～2 mm和小于1 mm时的最大吸附量分别为158.73、185.19和128.21 mg·g-1.吸附动力学实验结果表明,颗粒扩散模型能够更好地描述改性牛粪-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附过程(r2>0.98).在吸附动力学实验中,随着染料的初始浓度由40mg·L-1增加到150mg·L-1,扩散速率参数K从0.675 3 mg·g-1·min-1增加到1.644 0 mg·g-1·min-1;当牛粪-树脂颗粒的量从2.000 0 g增加到10.000 0 g时,扩散速率从1.603 3 mg·g-1·min-1下降到0.893 7mg·g-1·min-1;当搅拌速度从100 r·min-1增加到300 r·min-1时,扩散速率从1.176 8 mg·g-1·min一.增加到1.4174mg.g-1.min-1.在实验采用的3个粒径情况下,1～2mm粒径时扩散速率最高(1.569 8mg·g-1·min-1).     

自然植物群落对铜尾矿废弃地土壤酶活性的影响

在铜陵铜矿区堆存着大量的不同时期弃置的尾矿废弃物,形成大面积铜尾矿废弃地。为了解自然植物群落对铜尾矿废弃地酶活性的影响,对铜陵铜矿区6处不同时期弃置的铜尾矿废弃地进行了调查。结果表明,自然定居在尾矿废弃地上的植物群落类型能够显著影响表层尾矿中(0~5 cm)的脲酶、芳基硫酸酯酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性。位于木贼-中华结缕草群落和白茅群落下尾矿中的几种土壤酶的活性高于位于狗牙根群落和中华结缕草群落下的尾矿中酶的活性。在所测定的4种土壤酶中,碱性磷酸酶和脱氢酶的活性高于脲酶和芳基硫酸酯酶的活性。相关分析表明,4种土壤酶的活性与表层尾矿中的腐殖质、总氮、有效磷、速效钾含量以及电导率表现出显著正相关,而芳基硫酸酯酶和脱氢酶与pH之间存在着显著负相关。强烈氧化的表层尾矿不仅具有极端贫瘠的养分条件,同时也具有极低的土壤酶活性。     

秸秆还田方式对土壤理化性质的综合影响评价

为了探究适合于砂姜黑土地区麦玉轮作模式下的秸秆还田方式,在增加养分的同时减少养分流失风险.设置7种秸秆还田处理方式:A(小麦秸秆全还田,玉米秸秆不还田)、B(玉米秸秆全还田,小麦秸秆不还田)、C(小麦玉米秸秆全还田)、D(施肥但秸秆不还田CK1)、E(小麦秸秆半还田,玉米秸秆不还田)、F(玉米秸秆半还田,小麦秸秆不还田)和G(秸秆不还田也不施肥CK2).对不同处理土壤进行理化分析,同时运用熵权法对土壤进行质量评价,以及对土壤中有潜在流失风险的养分进行评估.结果 表明:与不还田也不施肥的对照相比,在0～20 cm土层中,除C处理外均可提升土壤含水率,分别提升了66.9％、50.1％、31.1％、51.2％和77.2％;不同处理土壤中微生物量氮、全氮、硝氮和总磷含量依次是:G＜D＜E＜F＜B＜A＜C,土壤中有机碳含量与秸秆还田量有关,含量大小依次是G＜D＜E＜F＜A＜B＜C.养分评价得分中,养分增加效果C＞B＞A＞F＞E＞D＞G,各秸秆还田处理养分流失风险依次是E＞F＞C＞A＞B.综合考虑养分增加与流失风险,在各处理中小麦玉米秸秆全量还田处理C是一种能够在增加养分的基础上降低潜在面源污染风险的还田方式.     

秸秆作为硫酸盐还原体系替代C源的可行性及其影响因子

为降低硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性废水的经济成本,以乳酸钠作对照,分析了3种秸秆浸提液替代乳酸钠作为C源的可行性,同时探究了不同C源、C源定期投加、ρ (COD)/ρ(SO42-)、初始pH和重金属浓度对硫酸盐还原体系的影响.结果 表明:3种秸秆浸提液均可作为替代C源,其中大豆秸秆浸提液作C源对硫酸盐还原的效果最好;定期投加C源、提高ρ (COD)/ρ(SO42-)对各C源体系硫酸盐还原有促进作用;降低初始pH、提高重金属浓度对硫酸盐还原有抑制作用;Mn(Ⅱ)浓度升高对各C源体系SO42-去除效果影响不大,在低浓度Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)条件下,乳酸钠体系SO42-去除率高于3种秸秆体系,而在较高浓度Cu (Ⅱ)、Fe(Ⅲ)条件下,3种秸秆体系SO42-去除率高于乳酸钠体系.可利用秸秆浸提液作为低成本C源,为处理较高浓度重金属酸性废水提供经济可行的理论参考.     

焦岗湖流域农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以焦岗湖流域农田土壤为研究对象,分析流域内农田土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量及污染特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了该区域农田土壤中重金属污染状况和潜在的生态风险。结果表明:研究区农田土壤中重金属As、Cd、Cr平均含量高于背景值,并表现出不同程度的积累,而Cu、Pb、Zn平均含量低于背景值;地累积指数评价结果表明该区域农田土壤重金属污染总体表现为无污染到中污染状态,主要污染物为Cd、As和Cr;潜在生态危害指数法评价结果表明研究区土壤潜在生态风险为中等,重金属的潜在生态危害依次为Cd >As >Cu> Pb >Cr >Zn;焦岗湖流域农田土壤重金属含量在空间分布上总体表现为流域西南部及东部区域较高、中部及北部区域较低。     

鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物生长发育的影响

基质改良和耐性物种选择是重金属矿业废弃地生态修复的关键。本文通过室内盆栽试验,以4kg尾矿为植物盆栽基质,分别加入腐熟鸡粪0、8、16、32g混匀,记作MA0（CK）、MA8、MA16、MA32处理方式,研究不同比例腐熟鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物决明（Cassia tora）、田菁（Sesbania cannabina）、菽麻（Crotalaria juncea）生长发育的影响。结果表明,添加鸡粪改良处理后,3种豆科植物生长的尾矿基质中均以硝态氮为有效氮的主要形态,总无机氮含量为17.96～44.82mg·kg-1。其中菽麻MA32处理组尾矿基质中铵态氮含量（5.31mg·kg-1）最高,菽麻MA16处理组尾矿基质中硝态氮含量（43.06mg·kg-1）和总无机氮含量（44.82mg·kg-1）最高。MA16处理时,田菁和菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均表现最大。3种豆科植物叶绿素a/b为0.92～1.08。在同一鸡粪比例处理中,菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均显著高于决明和田菁（P〈0.05）。鸡粪改良铜尾矿基质能够促进3种豆科植物生长,植物株高、冠幅、根长均增加,并且随着生长期延长,增加明显。其中MA32处理菽麻70d株高（94.40cm）最大,阻止尾矿风蚀水蚀的效果最好。综合分析表明,MA16处理方式可作为鸡粪改良铜尾矿基质理想的比例模式,菽麻可作为铜尾矿生态修复优选植物种。     

坡面人工植物群落修复对水土流失及控磷的影响

研究地位于巢湖市夏阁镇大庙村,巢湖流域富磷地区小柘皋河上游,该区域开采严重,形成大量的裸露区域,控制该区的水土流失、减少磷流失对巢湖的富营养化具有重要意义.在自然降雨条件下,在坡度为30.的坡地建立15个径流小区,以裸地为对照,研究了5种不同的建植模式:D1(裸地)、D2(狗牙根群落覆盖区)、D3(胡枝子+马棘群落覆盖...     

长期施用生物炭对土壤中Cd吸附及生物有效性的影响

考察了Cd在长期施用生物炭农田土壤上的吸附及解吸过程,并结合大田试验稻麦轮作结果探究了长期施用生物炭对土壤中Cd有效性的影响。实验结果表明,与对照农田土壤相比,生物炭的施入量越高,土壤对Cd的吸附固定能力越强,这主要是由于生物炭的加入可显著增加农田土壤的pH、阳离子交换量(CEC)和有机质含量。大田数据显示生物炭可降低土壤中Cd的有效性,抑制土壤中的Cd向稻麦中迁移。     

界面阻隔材料对稻田产量、氮肥利用率和氨挥发排放的影响

氨挥发是稻田氮素损失的一个重要途径,有效控制稻田氨挥发对水稻增产减排具有重要意义。界面阻隔材料具有环境友好性和低成本的特点,可以作为一种截然不同的氨挥发减排方法。本研究比较分析了3种界面阻隔材料对水稻产量、氮肥利用率和氨挥发排放的影响,以期为水稻降本增效及减少环境污染提供技术支持。通过在稻田喷施表面分子膜材料和覆盖稻糠,比较了两种表面分子膜材料——聚乳酸(PLA)和卵磷脂(LEC)及稻糠(RB)施用后水稻产量及其构成、稻田田面水pH和铵态氮及硝态氮含量动态、稻田氨挥发及氮肥吸收利用的变化特征。结果表明, 3种界面阻隔材料均显著增加了水稻产量,与常规施肥对照(CKU,无添加界面阻隔材料)相比增幅分别为13.0%(RB)、21.0%(PLA)和24.1%(LEC)。增产主要是因为有效穗数的增加,其中RB和PLA处理与CKU处理差异达显著水平;每穗粒数和结实率均无显著差异。LEC处理显著提高了氮肥利用率(19.0%),但RB处理氮肥利用率显著低于CKU。与CKU处理相比,3种界面阻隔材料的添加减少12.3%～19.9%的氨挥发量。PLA处理氨挥发减排效果最佳,达显著水平;其次为LEC处理。氨挥发减排可能与界面阻隔材料添加导致的田面水pH、铵态氮浓度变化和土壤铵态氮含量的增加有关。与CKU处理相比,所有处理均增加了田面水铵态氮浓度,但同时降低了田面水pH,且在水稻分蘖期影响较明显。其中PLA处理还提高了土壤铵态氮含量。本研究表明,稻田施加界面阻隔材料是稻田氨挥发减排以及增产增效的另一种可行的技术途径。