不同改良剂对草莓种植土壤细菌群落的影响

[目的]研究旨在探究不同土壤改良剂的使用对草莓种植土壤中细菌群落结构,细菌总数、细菌多样性的影响,为土壤改良剂的高效利用奠定基础。[方法]选择北京市两处草莓种植生态农场,通过施加土壤改良剂(EM菌,靠山多霸)于草莓种植土壤中,经一季草莓种植后,收集不同处理的土壤样品,利用高通量测序比较土壤改良剂对草莓种植土中细菌群落结构的影响,从土壤微生物的角度探究EM菌、靠山多霸对草莓种植土壤的影响。[结果]研究结果显示,土壤调理剂的施用增加了土壤细菌总数,改变了土壤细菌多样性,同时也明显改变了不同分类水平下各类细菌所占比重。[结论]该研究证明土壤调理剂的合理使用对于提升土壤微生物多样性,调整微生物群落结构,进而促进植物生长具有潜在的利用价值。     

华北地区夏玉米生产中磷素利用特征研究

为评估当前中国华北地区夏玉米生产中的磷素利用效率和影响因素,促进磷肥资源高效利用和降低损失和污染,本研究通过收集1980年以来公开发表的夏玉米田间试验的文献,对华北地区夏玉米磷肥试验数据进行收集、整理和分析,获得了夏玉米的籽粒与秸秆产量及其比例,以及施磷量与籽粒和秸秆磷含量的关系模型。研究发现,随着施磷量的增加,土壤-夏玉米作物系统的磷素表观盈亏量呈线性增加,在施磷达到75 kg/hm ²时,磷素表观盈亏量为0。华北地区的夏玉米磷肥平均利用效率约为15%;增加氮肥施用量以及与磷合理配施有利于提高磷肥利用效率。整体上,夏玉米对磷酸二铵的利用效率高于过磷酸钙;有机肥和化肥配施可以有效提高磷肥利用效率。夏玉米‘天泰60’品种的磷肥利用效率最高。在华北地区夏玉米生产中,选用磷酸二铵以及适合的氮肥水平、有机肥与化肥配施,可以提高磷肥利用效率,降低磷肥损失和环境污染风险。     

高浓度猪粪沼液混凝沉淀处理效果与参数优化研究

针对规模化猪场猪粪厌氧发酵产生的沼液利用困难、易环境污染等问题,尝试采用简单高效的混凝沉淀法对其进行预处理,降低后续处理的时间和成本。该文对比了硫酸铝、明矾和聚合氯化铝(PAC)等不同混凝剂、pH和助凝剂(PAM)浓度等因素对猪粪沼液混凝效果的影响,通过浊度、COD和悬浮物(ss)等的去除率来评价其处理效果。以期确定较优的处理工艺,解决规模化猪场的污水处理问题,实现污水回用,减轻规模化养猪对水资源的浪费。结果表明:采用混凝沉淀法处理猪粪沼液时,可优先考虑用硫酸铝作为混凝剂,并将混凝剂的投加量控制在8 g/L左右,同时投加0.1 g/L的PAM做助凝剂;SS、COD和浊度的去除率分别为87%、92%和99%。     

金属氧化物改性生物炭对镉污染土壤菠菜生长和镉积累的影响

对重金属具有良好吸附能力的金属氧化物改性生物炭材料是近年来热门的土壤修复材料,然而关于不同金属氧化物改性生物炭对土壤中Cd钝化的研究较少。本研究采用Cd污染农田土壤开展菠菜盆栽试验,研究了铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭对菠菜生长和Cd积累的影响。结果表明：在施用量均为5 g·kg^-1的条件下,金属氧化物改性生物炭处理可显著提高土壤pH和有机质含量。与对照相比,铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭使土壤DTPA-Cd含量分别降低了23.4%、24.8%和37.1%,生物富集系数降低了4.00%、13.3%和65.0%。此外,水滑石改性生物炭使植株干质量增加4.27倍,显著降低了Cd积累量（59.5%）。金属氧化物改性生物炭能提高土壤pH,增加土壤有机质含量,降低土壤Cd的有效性和移动性,提高土壤质量,进而促进菠菜的生长和抑制菠菜对Cd的积累。研究表明,水滑石改性生物炭在促进菠菜生长和钝化土壤Cd方面具有较大优势。     

微生物菌剂对厨余垃圾堆肥温室气体减排的影响

为对厨余垃圾堆肥过程中的温室气体进行减排,在60 L强制通风静态堆肥装置中进行为期35 d的厨余垃圾和园林废弃物的联合好氧堆肥试验。在堆肥原料中分别添加复合微生物菌剂VT1000（VT）、枯草芽孢杆菌（BS）和地衣芽孢杆菌（BL）三种菌剂,并以不加菌剂的堆肥处理（CK）作为对照,监测堆肥过程中的CH4和N2O排放,以研究不同微生物菌剂对于厨余垃圾堆肥温室气体排放的影响。结果表明：微生物菌剂的添加会加快堆体升温和促进腐熟,同时能够实现不同程度的温室气体减排。堆肥过程中N2O的排放量在总温室气体二氧化碳排放当量中占比远高于甲烷,达到总排放当量的76.83%～88.57%,排放高峰期分别出现在堆肥初期和腐熟期。甲烷的排放高峰期出现在堆肥降温期,累计排放量达到温室气体总排放当量的1.65%～2.40%。各处理的总温室气体排放当量分别为95.84 kg·t-1（CK）、52.31 kg·t-1（VT）、42.03 kg·t-1（BS）和62.49 kg·t-1（BL）。与CK处理相比,BS处理的总温室气体的减排效果最好,减排率为56.15%,BL处理的减排率最低,为34.80%,VT处理减排率为45.42%。相较于CH4,菌剂对N2O的减排效果更好,可达35.32%～61.86%。结合堆肥过程的温度及各腐熟度指标,该研究选取的微生物菌剂能够在保证堆肥效率和产品质量的前提下有效减少温室气体排放。     

添加氧化镁和铵明矾对菜田高磷土壤活性磷的影响

为研究不同种类钝化剂对土壤磷素的固定效果,通过室内培养试验,向土壤中添加氧化镁、铵明矾及二者不同比例的混合物,研究其对土壤0.01 mol·L~(-1)CaCl_2浸提磷、0.5 mol·L~(-1)NaHCO_3浸提磷含量及磷素组分的影响。结果表明:与未钝化的对照处理相比,向土壤分别添加0.5%和2.0%(m/m)的氧化镁、铵明矾或其混合物培养45 d后,均显著降低了土壤CaCl_2浸提磷含量。添加氧化镁或铵明矾分别降低了87.8%(0.5%)、98.0%(2.0%)和44.4%(0.5%)、88.8%(2.0%)的CaCl_2浸提磷含量,而二者混合物的钝化效果明显弱于氧化镁。添加2.0%的氧化镁、铵明矾或其混合物对土壤NaHCO_3浸提磷含量降低明显,但氧化镁和铵明矾的混合物降低土壤NaHCO_3浸提磷的效果弱于铵明矾。对培养45 d后的土壤进行Hedley分组测定磷素组分发现,添加氧化镁或铵明矾显著降低了土壤H_2O浸提总磷和NaHCO_3浸提总磷含量,添加铵明矾显著增加了土壤中Na OH浸提总磷的含量。氧化镁、铵明矾和土壤活性磷不同的作用机理是导致氧化镁固定CaCl_2-P效果显著而铵明矾固定Olsen-P效果显著的主要原因。     

不同饲养方式下的羊产排污系数对比研究

为了对比研究不同饲养方式下的羊产排污系数,在我国云贵高原牧区选择一家以半放牧半舍饲为饲养方式的规模化羊场,在长江中下游丘陵地区选择一家全舍饲的规模化羊场作为试验地点,对不同饲养阶段的贵州半细毛羊和湖羊的产污系数和排污系数进行了测定。结果表明：产污系数方面,贵州半细毛羊的平均粪便量、尿液量、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、铵态氮（NH⁺₄-N）、硝态氮（NO^-₃-N）、铜（Cu）和锌（Zn）产污系数分别为0.97 kg·d^-1·只^-1、0.53 L·d^-1·只^-1、318.01 g·d^-1·只^-1、7.12 g·d^-1·只^-1、2.03 g·d^-1·只^-1、2.89 g·d^-1·只^-1、41.00 mg·d^-1·只^-1、0.76 mg·d^-1·只^-1、14.77 mg·d^-1·只^-1;湖羊的数值分别为0.99 kg·d^-1·只^-1、0.56 L·d^-1·只^-1、384.76 g·d^-1·只^-1、8.98 g·d^-1·只^-1、1.56 g·d^-1·只^-1、1.46 g·d^-1·只^-1、41.34 mg·d^-1·只^-1、0.38 mg·d^-1·只^-1、41.84 mg·d^-1·只^-1。粪便量与饲料量、尿液量与饮水量之间均呈显著正相关。排污系数方面,排污系数除受产污系数影响外,还与粪便量、粪尿中污染物浓度、饲养方式等有关。排污系数与产污系数的比值（排产比）与羊饲养方式和清粪方式有关,以全舍饲为饲养方式的羊场各污染物排产比均低于半放牧半舍饲羊场。因此,在不考虑成本和养殖规模的前提下,为了控制羊养殖业对环境造成的污染,应首选全舍饲的饲养方式。     

土壤pH影响氧化亚氮(N2O)排放的研究进展

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,也是21世纪内平流层臭氧(O_3)的首要分解者。在过去约150年间,大气中N_2O的浓度持续增加,其主要原因在于化肥和有机肥料刺激下土壤中N_2O的大量排放。因此,理解土壤中N_2O的排放机制与影响因素,已经成为估算N_2O排放清单和制定N_2O减排政策的关键科学问题。土壤pH是影响N_2O排放的重要环境因子之一,但目前对其相对重要性和影响机制尚不明确。该文基于已有文献的梳理,总结了原位观测和室内培养研究中土壤pH与N_2O排放之间的统计结果,发现多数研究中N_2O排放与土壤pH呈显著负相关关系;并且从生物硝化、生物反硝化和非生物过程3个方面探讨了土壤pH影响N_2O排放的微观机制。在此基础上,本文对今后的研究工作提出展望,以期为后续的研究提供参考和依据。     

玉米生长对石灰性土壤无机碳与有机碳释放的根际效应

利用IsoSource模型三源区分玉米根际土壤CO_2释放来源(根源呼吸、土壤无机碳与有机碳释放),研究玉米根际效应对石灰性土壤无机碳与有机碳释放的影响。在玉米拔节期(24～53 d)、抽穗期(54～66 d)和灌浆期(67～99 d)末分别破坏性取样,测定根系、土壤有机碳和无机碳的~(13)C含量等指标;自拔节期开始至生育期末,每隔3d测定种植玉米与不种玉米的土壤呼吸CO_2量以及13C-CO_2含量。结果表明,利用IsoSource软件三源区分土壤CO_2的排放,土壤CO_2排放累计量以根源呼吸贡献为主(48.0%),其次为土壤有机碳(31.2%),最小为土壤无机碳(20.8%)。玉米对土壤无机碳与有机碳释放均表现为正根际效应,从拔节期至生育期末,种植玉米土壤有机碳与无机碳的释放分别较不种植土壤多65%和156%。土壤无机碳对于稳定全球碳库和调节大气CO_2浓度具有重要意义,若忽视石灰性土壤无机碳对土壤CO_2释放的贡献,有可能高估土壤有机碳的分解。     

华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析

华北平原潮土区是我国重要的粮食主产区,改革开放40多年来该区农业经历了以高水肥投入为主要特征的集约化进程,相应的氮淋失导致的面源污染自20世纪90年代以来不断加剧。本研究针对华北平原潮土为主要类型的粮田,对过去40多年间主要研究文献进行全面分析,梳理氮肥和水分投入与氮淋失之间的定量关系,比较主要农田管理措施对氮淋失的阻控效果及其机理,以期为我国农业面源污染提供决策支持。研究发现,氮肥和灌溉是影响华北平原潮土区粮田氮淋失的主要因素,其中氮淋失与氮盈余量之间呈指数关系,比与施氮量的指数关系更显著。基于机器学习的随机森林回归模型能够考虑包括施肥、灌溉、土壤条件和气象等多因素对氮淋失的影响,未来在定量预测中有较好前景。同等氮肥投入条件下,由于氮供应与作物吸收契合度高,有机无机配施能显著降低氮淋失。以缓控释肥、尿酶和硝化抑制剂为代表的肥料增效剂可以降低约1/3的氮淋失,值得重点推广应用。秸秆还田可以实现包括提高土壤有机物和微生物氮库、增加无机氮缓冲容量等综合效益,有利于降低氮淋失风险(降低比例达10%),但免耕的阻控效应较低且呈现较大不确定性。调整种植制度、休耕、间作套种和种植填闲作物等措施会影响粮食产量,推广过程中应慎重。氮淋失的阻控效果更多受到社会、经济和政策等因素的影响,今后应采取包括生态补偿等手段发挥农民主动性,从政策和法律法规层面创造实施氮淋失阻控措施的社会环境。