钒(V3+)与水钠锰矿共沉淀的相互作用及对Pb2+和Zn2+的去除研究

[目的]随着科技的发展,钒(V)元素在材料上的应用逐渐成为关注的焦点,但随之而来的潜在环境危险也逐渐突出.因此,对于V在环境中迁移转化的行为值得深入研究.研究表明,土壤及沉积物质中的矿物对环境中污染元素的迁移转化有较强的控制作用,且环境中钒与氧化锰的含量正相关关系.此外,水钠锰矿是环境中较为常见的层状氧化锰,因其分布广和活性强,常作为层状氧化锰的模式矿物进行研究.因此,水钠锰矿与V元素的相互作用及环境效应有待进一步探究.[方法]通过V3+阳离子与水钠锰矿共沉淀方式制备含V的水钠锰矿,采用XRD、FTIR、SEM和XAS等技术以及湿法化学和等温吸附实验相结合,分析V与水钠锰矿共沉淀后,V对水钠锰矿形貌特征及性质的影响,以及V在水钠锰矿中的存在形态.[结果]随着V3+含量的增加,水钠锰矿c轴方向尺寸从10.98 nm显著下降到2.96 nm,比表面积有增大趋势,而水钠锰矿花球状颗粒显著减小.水钠锰中的V元素最终是五价,少部分的V5+进入了水钠锰矿层内减少了Mn4+的含量,降低了空位含量;其它较多的则可能以VO43?或和V6O162?的阴离子团或簇的方式存在于层间和吸附在边面位点.且在重金属去除中,随着掺V含量增加,水钠锰矿对Pb2+去除率增加,但对Zn2+去除率降低.[结论]V3+与水钠锰矿的共沉淀,使得水钠锰矿负电荷增多,导致K+离子含量上升;同时V元素被氧化为V5+,可以不同形式存在于水钠锰矿的层间、层内和边面,从而增强了水钠锰矿对Pb2+和Zn2+的选择性去除.上述结论为V的环境行为和归趋提供了理论基础.     

有机态和无机态硼对柑橘枳橙砧木生长及生理的影响

以柑橘枳橙[Citrus siinensis(L.)Osb.×Poncirus trifoliata(L.)Raf.]砧木为试验材料,采用水培方式,研究有机态山梨醇—硼和无机态硼酸对其生长及各种生理指标的影响。两种形态硼都能增加砧木幼苗各部位的干、鲜质量和株高;有机态山梨醇—硼对地下部生长的促进作用尤为明显。有机态山梨醇—硼比无机态硼酸更易于向叶片等地上部位转运,有机态山梨醇—硼处理根和茎中的硼含量与无机态硼酸处理没有显著差异,但叶片中的硼含量与硼积累量均显著高于无机态硼酸处理,叶片占总硼含量的比例也显著高于无机态硼酸处理。有机态山梨醇—硼处理各部位钾、钙、镁元素含量高于对照,而无机态硼酸处理各部位元素含量则比有机态山梨醇—硼处理高。缺硼易导致叶片中糖类物质的积累,有机态山梨醇—硼比无机态硼酸能更有效地促进叶片中多糖物质的转运,有机态山梨醇—硼处理可溶性糖含量比对照和无机态硼酸处理分别降低26.3%和11.8%,淀粉含量分别降低43.5%和26.1%。在提高枳橙砧木叶片抗逆能力方面,有机态山梨醇—硼效果优于无机态硼酸,两种硼类型处理叶片中脯氨酸和伤害率均显著低于对照,有机态山梨醇—硼和无机态硼酸分别降低了20.6%和19.6%,有机态山梨醇—硼和无机态硼酸处理伤害率降低了13.3%和16.5%,有机态山梨醇—硼处理叶片中丙二醛含量显著低于无机态硼酸处理19.4%。有机态硼对改善枳橙砧木根系的生长发育的作用效果优于无机态硼酸;能有效降低叶片中碳水化合物的含量,有利于光合作用产物顺利转移;而在减少叶片有害物质的积累、保护质膜方面,有机态与无机态硼有同样的效果。     

水稻节水灌溉技术模式研究进展

为了应对水资源紧缺对水稻生产的威胁,自20世纪80年代以来,国内外水稻科技工作者对水稻节水灌溉技术或模式进行了大量的研究,但缺少系统地比较以及根据不同区域实际田间情况进行节水效果的评价梳理.本文采用文献数据分析的方法,综述了几种常见的水稻节水灌溉技术模式,比较了不同技术模式在节水和增产效果上的差异及其优、缺点.结果表明,"浅湿晒灌溉"的增产效果较好,但对田块的要求较高,并且难以确定灌溉定额;"间歇灌溉"的节水效果较好,但操作复杂,推广性差;"控制灌溉"能提高水稻的抗逆性,但没有统一的灌水指标;"适雨灌溉"节水效果较好,但增产效果一般;"滴灌"能提高水肥利用率,但可能会导致产量降低.综合来看,"滴灌"和"控制灌溉"适合在北方稻区推广,"蓄雨型灌溉"技术具有较大的节水和增产潜力,适合在南方稻区推广.     

不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应

[目的]研究不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应。[方法]利用长期定位小区试验,研究植物篱+秸秆覆盖(HM)、植物篱(PH)和浅垄(CT)对坡耕地土壤肥力的影响,进一步研究植物篱与秸秆覆盖结合对提高土壤肥力的作用和效果,从而不断完善植物篱与秸秆覆盖技术。[结果]与常规耕作对照(CK)相比,植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理的径流量与产沙量分别降低43.00%和48.52%、36.52%和40.52%、33.11%和38.42%。常规耕作处理径流水中总氮和总磷浓度分别为5.19和1.12 mg/L,均高于其他处理,分别比植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作处理总氮和总磷平均浓度高14.62%和30.49%、12.96%和25.42%、10.77%和27.34%。不同处理耕层土壤有机质含量由高到低依次为HM、PH、CT、CK,且0~10 cm土层有机质含量高于10~20 cm土层。植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理耕层土壤速效养分与对照相比均有所提高,且HM处理显著高于对照(CK)。[结论]植物篱与秸秆覆盖可以作为源头控制农田养分流失的较好措施加以推广。     

南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理

"南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理"项目(2017YFC0505400)获得国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项支持。项目重点阐明区域水土流失演变规律及关键驱动因子,以生态功能提升与生产功能优化为核心,研发集成地表径流调控、土壤肥力提升、植被可持续恢复和景观结构优化为一体的水土流失治理技术体系,形成生态服务功能提升与民生改善的区域水土流失综合治理模式,为红壤低山丘陵区水土流失治理提供科技支撑。     

有机肥及DMPP对蔬菜生产及硝态氮淋失的影响

研究在等氮条件下有机无机肥配施及添加硝化抑制剂DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)对蔬菜产量、品质及土壤硝态氮淋失的影响,旨在为蔬菜安全生产和地下水环境质量保护提供理论依据。采用大型原状土柱系统,连续种植3季蔬菜(蕹菜、苋菜和萝卜),以施有机肥的氮素量占总氮施用量的质量分数为依据,设置8个施肥处理:不施肥(CK)、纯化肥(CF)、30%有机肥+70%无机肥(30%OM)、50%有机肥+50%无机肥(50%OM)、70%有机肥+30%无机肥(70%OM)、纯化肥+DMPP(CF+DMPP)、30%有机肥+70%无机肥+DMPP(30%OM+DMPP)和50%有机肥+50%无机肥+DMPP(50%OM+DMPP)。结果表明:1)随有机肥施用比例增大,蔬菜产量呈下降趋势,但施用比例不高于50%时产量下降不显著;随有机肥施用比例增大土壤硝态氮淋失量及蔬菜硝酸盐均降低,50%OM处理土壤淋失液硝态氮平均浓度及淋失量较CF处理显著降低了29.29%和25.39%,氮肥表观利用率及表观淋失率分别为22.60%和8.82%。2)硝化抑制剂DMPP对蔬菜产量和硝酸盐含量的影响与蔬菜种类和种植季候密切相关,降低土壤硝态氮淋失的效果为CF+DMPP30%OM+DMPP50%OM+DMPP,但DMPP的抑制效果会随有机肥的比例增加而降低。50%OM+DMPP处理氮肥表观淋失率和表观利用率分别为4.70%和26.26%。3)试验期间,3季蔬菜水分输入(降雨和灌溉)分别为总水分输入量的49.82%(蕹菜季)、23.03%(苋菜季)和27.15%(萝卜季);水分淋失量为总淋失量的46.75%(蕹菜季)、19.66%(苋菜季)和33.59%(萝卜季);硝态氮淋失量为总淋失量的73.77%(蕹菜季)、2.31%(苋菜季)和23.92%(萝卜季)。研究表明,50%OM+DMPP处理,是保证蔬菜产量品质,同时有效降低土壤硝态氮淋失量的最优处理;降雨和施肥措施是影响土壤硝态氮淋失的重要因素,合理配施有机肥及添加DMPP并根据蔬菜生长需肥特性进行施肥能有效应对连续降雨造成的硝态氮大量淋失。     

基于层次分析法的皖北地区引种的彩叶植物综合评价

本文对皖北地区引种的彩叶植物资源进行实地调查,从中选取近年来皖北地区引种利用的如糖槭、红叶石楠、紫叶碧桃、洒金桃叶珊瑚、金叶女贞等43种彩叶植物,充分考察引种彩叶植物的生物学特性、生态适应性及观赏性,利用层次分析法,构建彩叶植物综合评价模型。根据引种彩叶植物的具体评价指标和评分标准,对皖北地区引种的43种彩叶植物进行全面评价。结果表明:植株呈彩期、叶色和耐寒性因子在引种彩叶植物评价中占有重要的地位。根据综合评价分值将这些植物分成4个等次:金叶复叶槭等13种彩叶植物的应用价值优良;洒金桃叶珊瑚等16种彩叶植物的应用价值较高;糖槭等11种彩叶植物的应用价值一般;小丑火棘等3种彩叶植物的应用价值较差。本研究可为皖北地区引种的彩叶植物资源的合理开发利用提供参考。     

不同植被下黏质红壤水分特征曲线研究

为分析不同植被下黏质红壤的持水、释水及孔隙特性,用离心机法测定了鄂南一个典型红壤坡地的8种植被地块(3种树龄的杉树、茶树、红叶石楠、无患子、油菜、桂花树)4个深度(20、40、60、90 cm)的土壤水分特征曲线,进而计算了土壤不同孔隙度,用Van Genuchten模型(VG模型)拟合水分特征曲线数据,同时获得土壤比水容量曲线。结果表明:①VG模型能够较好地拟合黏质红壤的水分特征曲线,决定系数R~2在0.981 4～0.999 4之间;②土壤持水能力的变化主要出现在低于500 kPa的土壤水吸力范围内,土壤释水过程大多发生在低吸力范围内(0～500 kPa)。试验坡地的土壤总孔隙度是40.4%～47.0%,其中毛管孔隙度约为39.2%,而有效孔隙度仅为15.0%左右,因此土壤水分有效性整体较差;③持水能力最好的是茶树、大杉树和小杉树3个地块,多数地块的表层土壤较深层土壤有更好的排水能力,但深层土壤的持水能力强于表层土壤。研究坡地的土壤虽然属于同一种类型土壤,但不同植被、不同深度的土壤持水能力、释水特性及水分有效性存在一定差异,在分析红壤坡地水分动态分布规律时应考虑在内。