Poorly crystalline iron and aluminium oxides contribute to the carbon saturation and sorption of dissolved organic carbon in the soil

Soil carbon (C) saturation implies an upper limit to a soil's capacity to store C depending on the contents of silt + clay and poorly crystalline Fe and Al oxides. We hypothesized that the poorly crystalline Fe and Al oxides in silt + clay fraction increased the C saturation and thus reduced the capacity of the soil to sorb additional C input. To test the hypothesis, we studied the sorption of dissolved organic carbon (DOC) on silt + clay fractions (<53 µm) of highly weathered oxic soils, collected from three different land uses (i.e., improved pasture, cropping and forest). Soils with high carbon saturation desorbed 38% more C than soils with low C saturation upon addition of DOC, whereas adsorption of DOC was only observed at higher concentration (>15 g kg^?1). While high Al oxide concentration significantly increased both the saturation and desorption of DOC, the high Fe oxide concentration significantly increased the desorption of DOC, supporting the proposition that both oxides have influence on the DOC sorption in soil. Our findings provide a new insight into the chemical control of stabilization and destabilization of DOC in soil.     

牧场土壤含水率与坚实度空间变异与相关性分

利用土壤水分/圆锥指数复合测量装置,应用精细农作技术体系网格定点测量与GPS定位,在一块面积约1.27 hm2的草地上获取了土壤含水率与坚实度空间分布基础数据,并针对采样过程中出现的数据缺失,用偏最小二乘法对数据进行修补.然后运用克里格插值法进行数字化成图,并在此基础上分别对含水率与坚实度的空间变异性及两者的相关性做了分析.     

Influence of the physical and chemical properties of soil on the retention process of isoxaflutole and its two main derivatives

Isoxaflutole is a new pre‐emergence herbicide for use in maize and sugarcane. Its two main derivatives are a diketonitrile derivative, the 2‐cyano‐3‐cyclopropyl‐1‐(2‐methanesulfonyl‐4‐trifluoromethylphenyl)propan‐1,3‐dione, named DKN, and a benzoic acid derivative, the 2‐methanesulfonyl‐4‐trifluoromethylbenzoic acid, named BA. The adsorption/desorption processes have never been studied for isoxaflutole (IFT) at high concentrations nor for BA, and the present work aimed at completing the knowledge of the behaviour of these three molecules in conditions close to those encountered in the context of agricultural use. The adsorption/desorption study was conducted on seven soils of different physical and chemical properties, using the batch equilibrium technique. During the experiments, IFT was chemically converted into DKN in a continuous manner. This reaction appeared to be dependent on the pH of the soil and was taken into account in the calculations of the adsorbed and desorbed amounts. The adsorption isotherms obtained were predominantly C‐shaped for IFT and DKN and S‐shaped for BA, but some differences appeared on a few soils. They fitted well the Freundlich equation, and the values of the Freundlich coefficient K_fa showed that, whatever the soil, IFT was more adsorbed than its two derivatives. The main parameter influencing the adsorption of IFT appeared to be the organic matter content, whereas this effect was not evident for DKN and BA. No correlation was found between the extent of adsorption and either clay content or pH of the soil, for the three molecules.     

在放牧干扰下冷蒿种群脯氨酸含量的变化

对放牧干扰下土壤含水量、冷蒿体内含水量、脯氨酸含量变化进行的研究结果表明随着放牧强度的增加土壤含水量降低,冷蒿叶片、根中含水量呈下降趋势。在生长初期,随着放牧强度的增加冷蒿叶片内脯氨酸含量迅速积累;生长盛期脯氨酸含量虽随牧压有所增加,但增加的幅度较小;生长末期脯氨酸含量较高,而且随着牧压的增加略有下降。地下部分,脯氨酸含量在牧压梯度间变化较小。相关分析表明,在生长初期和盛期,冷蒿叶片、根的含水量与土壤含水量呈正相关,生长末期不相关。冷蒿脯氨酸含量与植物的含水量呈负相关,在生长初期和末期呈显著负相关,而生长盛期相关不显著;与此不同,在生长初期冷蒿体内脯氨酸含量与土壤含水量呈负相关,在生长末期二者负相关性不显著,这说明随着放牧干扰强度的增加土壤含水量降低,导致冷蒿体内水分胁迫增加,致使脯氨酸开始逐渐积累。而生长末期的降温和群落中植物种间竞争减少,使脯氨酸的积累速度也相应放慢。在放牧干扰下,脯氨酸大量积累,对冷蒿的生存和生长起到了重要的作用,是冷蒿种群耐啃食、耐践踏、逐渐取代禾本科植物而成为退化草原的优势植物的生理基础之一。     

滇油杉林下死可燃物含水率与温湿度关系模型研究

[目的]研究滇油杉林下死可燃物含水率与温湿度关系模型.[方法]以滇油杉林下三类死可燃物为研究对象,借助于恒温恒湿箱对不同温湿度组合下的含水率进行测定,并研究三类死可燃物含水率与温度、湿度、温温度的关系.[结果]在相同湿度条件下,死可燃物含水率随温度的升高而降低,但在不同的湿度下具有不同的变化规律;在相同温度条件下,死可燃物含水率随相对湿度的增大而增大,但在不同的温度下具有不同的变化规律;温湿度共同作用影响死可燃物的含水率,且不同的死可燃物有不同变化规律.[结论]可燃物含水率是受多种因素影响.滇油杉林下三类死可燃物含水率从小到大依次为粗大死可燃物、腐殖质、细小死可燃物.     

基于扩散理论的华北春玉米生理成熟后籽粒脱水过程分析

玉米机收籽粒可以显著提高玉米的生产效率,是玉米生产的发展方向。生理成熟后的籽粒含水率是决定机收质量的关键,受品种、密度和气候等多种因素影响。准确估算生理成熟后玉米籽粒含水率,进而分析其主要影响因素,最终确定玉米收获时间和筛选适宜机收的品种,对玉米主产区华北的春玉米籽粒机收发展具有重要意义。因此,于2017年和2018年在河北省泊头、南大港、玉田和山西榆次进行了两年田间春玉米试验,每年设置7个共性品种,每个品种3个密度,对生理成熟后籽粒含水率、品种性状、气象和管理要素进行了监测,并利用基于扩散理论考虑空气温湿度的脱水模型对籽粒含水率进行了模拟,进而计算脱水曲线下的面积(AUDDC),用以筛选脱水优异的玉米品种。结果表明,基于扩散理论的籽粒脱水模型对玉米生理成熟后籽粒含水率的模拟效果较好;年份、地点和品种对生理成熟时籽粒含水率(M_0)和水分扩散速率(k)具有显著影响,密度对脱水参数影响不显著。逐步线性回归分析得到灌浆期参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)、最高气温和灌水量对M_0具有显著的正效应,生理成熟后30 d内ET0和灌浆中后期降雨对k具有显著的正效应,全生育期降雨对k具有显著的负效应。品种性状中对M_0影响最大的为苞叶层数(正效应),对k影响最大的为叶片数(负效应)。通过模型计算得到,生理成熟后10d华北地区春玉米籽粒含水率可以下降到28%,籽粒含水率下降到25%的概率为50%。由模型计算得到各品种生理成熟后10 d内的AUDDC,与AUDDC平均值比较发现‘京农科728’‘张1453’‘华农887’‘广德5’和‘金科玉3306’为脱水表现优异的品种。     

新型吸水剂在砂姜黑土甘蓝包菜上应用效果

研究了一种新型吸水剂在砂姜黑土应用效果。结果表明：新型吸水剂对生长初期甘蓝包菜生长有一定的抑制作用,但随着水分胁迫增加,吸水剂保水效果的发挥,包菜的生长很快恢复,到收获期,包菜产量,水分利用效率,土壤保水能力都显著高于对照处理。吸水剂以深施效果最好,增产率达15.5%,水分利用效率提高48.3%,供试的吸水剂在抗旱节水上有很好的应用前景。     

种子含水率在线测量系统

根据种子含水率的测量要求，研制了一种可同时测量电容、质量和温度3个参量的装置和测量电路。该测量系统的机械装置由2个同心圆筒组成，内筒的旋转运动实现被测种子的动态喂料。采用抗寄生电容效应的开关电容电路测量上、下极板之间的电容；下极板同时也是称量平台；温度传感器测量种子的温度。3个测量值经A／D转换电路以数字量输出。分别用3个电路单独测量已知的电容、质量和温度，以及不同温度和相对湿度条件下对电容测量值的影响，并据此分析了各测量单元的精度、可靠性和可行性。     

秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域,通过冬季大田试验(试验周期2013-11-01—2014-04-30),设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度5、10、15 cm 4个处理,分别测定不同处理下20、40、60、100、140、180 cm深度土壤液态含水率以及气象数据,分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明:秸秆覆盖使0~60cm土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟,随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显,但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显;秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗,使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度出现短暂的峰值,而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发,使各秸秆覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期0~60 cm土层土壤液态含水率的变化幅度,且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势;积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情,但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低,不同秸秆覆盖处理对0~60 cm土层的平均增墒能力由大到小排序依次为:15、10、5 cm。     

干渣吸附处理含磷污水的研究

采用批量平衡法，研究了水体磷浓度、干渣粒径和温度对干渣吸附除磷效果的影响，探讨了干渣对水体中磷素的选择性吸附特征及其饱和吸附磷素后的解吸释磷现象。结果表明，溶液浓度越高，干渣吸附除磷速率越慢，效率越低。磷浓度为6和12mg·L^-1时，作用20h后，除磷效率可达90%。干渣粒径越小，除磷速率越快，效果也越好，磷浓度为12mg·L^-1，吸附平衡后，30、60和100目干渣的除磷效率分别为80%、93%和96%。温度对干渣除磷效果的影响较大，磷浓度为12mg·L^-1，25和35℃时，除磷效率可达95%，但在5℃时，除磷效率仅为75%。干渣能够选择性地吸附去除水体中的磷素，适宜作为除磷吸附剂，处理多种含磷污水。