吸附到白浆土中铝的解吸行为研究

为探讨发生铝污染的白浆土中金属铝的解吸特性,采用平衡振荡法,研究铝在白浆土中的解吸行为及不同因素的影响。结果表明:在720min后,白浆土中的铝解吸基本达到平衡;25℃下,土壤有机质含量为42.2g/kg,铝在白浆土中的解吸量仅为吸附量的1.5%;用Langmuir方程可很好地拟合白浆土中铝解吸等温曲线(r=0.985 9**),说明表面均匀单层解吸占主导;热力学参数ΔG0,ΔH0,ΔS0,表明铝的解吸是自发、吸热和熵增加的过程。土壤有机质由42.2g/kg降至27.8g/kg时,白浆土中铝的最大解吸量由25.87mg/kg升至66.11mg/kg,且导致解吸滞后现象的加剧。pH降至3时,铝的解吸量升至226.4mg/kg,是pH在5~7时的8倍以上。随着解吸液中NaCl和Na_2SO_4浓度的增加,铝的解吸量增加。总之,吸附到白浆土中的铝解吸能力较弱,但pH和有机质含量降低,无机盐含量升高,铝的解吸量大幅增加,污染风险急剧上升。     

Soil Nutrients Status after Fifty Years of Tillage and Nitrogen Fertilization

Long-term studies are valuable in assessing the impact of crop management practices on soil sustainability and function. This study used two calculation scenarios, fixed depth and Equivalent Soil Mass (ESM) to assess (i) soil nutrient status and (ii) soil organic carbon (SOC) after 50 years of nitrogen (N) fertilizer application rates (0, 22, 45, and 67 kg N ha^?1) and tillage [clean tillage (CT), reduced tillage (RT), and no-tillage (NT)] in a dryland winter wheat-sorghum-fallow cropping system. The soil organic matter (SOM) content increased by 33% with NT and RT compared with CT. The SOC at 0–30 cm was 39% greater than 30–60 cm depth with both fixed depth and ESM calculations. Soil nutrient specifically soil calcium (Ca), magnesium (Mg), and phosphorus (P) associated with N rates were no different than the control. Crop nutrient removal may eventually reduce soil nutrient contents with only N application. Nutrient addition specifically P should be considered in the future.     

引入时相信息的耕地土壤有机质遥感反演模型

土壤有机质(soil organic matter,SOM)是土壤质量评价的重要指标。监测SOM含量及其空间分布对土壤利用与保护、土壤有机碳库估算等具有重要意义。该文以松嫩平原典型区为研究区,采集4种主要土壤类型样本共147个,获取裸土期多时相MODIS地表反射率8 d合成产品,以单期、多期影像所构建光谱指数作为输入量,构建包含含水量变化与有机质含量信息的多光谱指数,建立SOM线性回归遥感反演模型,揭示SOM空间分布规律。结果表明:由于土壤含水量空间差异随时间变化,基于单期影像构建的模型主要输入量发生规律性改变,其中年积日137 d裸土条件最好,反演模型最优;比值光谱指数R61与SOM显著相关,而和含水量相关性极小,适于作为反演模型输入量;基于多期影像构建的模型引入时相信息后,精度与稳定性较单期影像模型显著提高,其中基于年积日137、105 d两期影像光谱指数所建立的多元线性模型最优;松嫩平原SOM呈现由东北向西南递减趋势。     

氮磷钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响

为明确不同氮、磷、钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响，以济麦22为供试材料，设置F0（不施肥）、F1（N 180 kg·hm^-2，P₂O₅ 75 kg·hm^-2，K₂O 60 kg·hm^-2）、F2（N 225 kg·hm^-2，P₂O₅ 120 kg·hm^-2，K₂O 105 kg·hm^-2）和F3（N 270 kg·hm^-2，P₂O₅ 165 kg·hm^-2，K₂O 105 kg·hm^-2）4个施肥量处理，比较分析开花后不同氮、磷、钾用量对小麦叶面积指数、冠层不同层次光截获特性和成熟期干物质分配的影响。结果表明，F1处理下叶面积指数显著高于F0处理，而与F2和F3处理间无显著差异；开花后15 d，F1处理下小麦冠层不同层次及总PAR截获率和截获量均显著高于F0处理，而与F2和F3处理间无显著差异。F1处理下成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官中的分配量、籽粒中的分配量及总干物质积累量显著高于F0处理，而与F2和F3处理间无显著差异。成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官和籽粒中的分配量以及总干物质积累量与冠层上层（顶部至株高2/3）、中层（株高2/3至株高1/3）和总PAR截获率均呈显著正相关。F1处理（N 180 kg·hm^-2，P₂O₅ 75 kg·hm^-2，K₂O 60 kg·hm^-2）为本试验条件下的最优处理。     

黑土区田块尺度土壤有机质含量遥感反演模型

为了对田块尺度土壤有机质进行空间反演并提高模型精度和稳定性,该文以黑龙江省黑土带41.3 hm~2田块为例,获取2016年5月中下旬两期(受限于拍摄周期和天气原因而选择不同卫星影像,2016年5月17日Landsat 8影像和5月25日Sentinel-2A影像)裸土时期遥感影像和4 m分辨率DEM数据;分析单期影像与土壤有机质(soil organic matter,SOM)的关系,两期影像所包含的土壤含水量变化信息与地形因素对SOM预测模型精度的影响,建立基于BP神经网络的SOM遥感反演模型。结果表明:该田块内SOM含量差异较大;利用单期影像预测SOM时,基于红波段和785~899 nm波段建立的预测模型精度(建模均方根误差RMSE 1.033,检验RMSE 1.079)和稳定性(建模决定系数R2 0.677,检验R20.644)较高;两期影像时,基于红波段和1 570~1 650 nm波段建立的预测模型精度(建模RMSE 0.855,检验RMSE 0.898)和稳定性(建模R2 0.792,检验R2 0.797)显著提高;在两期影像模型基础上,加入地形因子作为输入量,模型精度(建模RMSE 0.492,检验RMSE 0.499)和稳定性(建模R2 0.917,检验R2 0.928)进一步提高。研究成果可为土壤碳库估算和农田精准施肥提供理论与技术支持。     

多孔电热板加热法测定土壤有机质的方法研究

由于油浴法操作过程繁琐,对人体健康和环境都会造成危害。国内测定土壤有机质含量的标准方法是重铬酸钾氧化外加热法,本文通过对部分国家一级土壤标准物质进行油浴法和多孔电热板加热法的比较,建立了一种带孔电热板加热法测定土壤有机质的方法。测定结果与标准值基本一致,相对标准偏差(RSD,n=4)小于5%。最后运用该方法对已通过专家验收的《和县地区土地质量地球化学调查》项目采集的1∶50 000的部分土壤样品进行了对比验证试验,结果与油浴法相吻合,均满足地球化学调查样品的分析要求,进一步验证了该方法的准确可行。     

长沙市大气颗粒物PM2.5和PM10的时空分布特征

利用 2017—2018 年长沙市空气质量监测数据，分析了长沙市大气颗粒物 PM2.5 和 PM10 的时空 分布特征。结果表明：长沙市大气颗粒物 PM2.5 和 PM10 均表现为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季，冬季浓度最 高，PM2.5 和 PM10 分别为 62.87 和 89.22 μg · m-3；空间变化特征：PM2.5 浓度为长沙城区＞长沙县＞宁乡 县＞望城区＞浏阳市， PM10 浓度为长沙城区＞宁乡县＞长沙县＞望城区＞浏阳市；颗粒污染物 PM2.5 与 PM10 浓度有极显著的线性相关性，r = 0.853，P=0.000（P ＜ 0.01）；降水对大气颗粒物有显著消减作用， 使 PM2.5、PM10 的浓度分别下降了 17.93% 和 27.67%。通过调整能源结构、提倡绿色出行、增加绿量、人 工降水等可有效控制长沙市大气颗粒物污染。     

水分胁迫对不同倍性小麦穗部干物质积累和分配及转运的影响

为了进一步挖掘小麦穗部的干物质生产潜力，以野生一粒小麦（Triticum boeoticum，二倍体）、野生二粒小麦（T.dicoccoides，四倍体）、碧蚂1号（T.aestivum Bima 1，六倍体）3种不同染色体倍性小麦为材料，在干旱和灌水两种水分处理下，比较不同倍性小麦品种穗部干物质分配规律、转运特性及对产量的贡献率。结果表明，在两种水分条件下，不同倍体小麦穗部各器官干物质分配规律存在差异，与六倍体和二倍体小麦相比，四倍体小麦的穗轴、颖壳干物质分配率最低，其花前干物质转运量、转运效率及对籽粒的贡献率最高。六倍体的花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率均大于其他两种小麦。水分胁迫由于降低了营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的再分配及花后干物质的积累与转运,从而降低了产量。水分胁迫下，四倍体小麦的产量下降幅度最小，可能与四倍体小麦穗部干物质分配率低、转运效率高有关，其穗部器官干物质能更多地向籽粒转运分配，滞留物最少，使得千粒重增加。因此，水分胁迫下，四倍体小麦表现出更强的耐旱性。     

Effects of post-silking water deficit on the leaf photosynthesis and senescence of waxy maize

Waxy maize is widely cultivated under rainfed conditions and frequently suffers water shortage during the late growth stage. In this study, a pot trial was conducted to examine the effects of post-silking drought on leaf photosynthesis and senescence and its influence on grain yield. Two waxy maize hybrids, Suyunuo 5(SYN5) and Yunuo 7(YN7), were grown under the control and drought(soil moisture content was 70–80% and 50–60%, respectively) conditions after silking in 2016 and 2017. The decrease in yield was 11.1 and 15.4% for YN7 and SYN5, respectively, owing to the decreased grain weight and number. Post-silking dry matter accumulation was reduced by 27.2% in YN7 and 26.3% in SYN5. The contribution rate of pre-silking photoassimilates transferred to grain yield was increased by 15.6% in YN7 and 10.2% in SYN5, respectively. Post-silking drought increased the malondialdehyde content, but decreased the contents of water, soluble protein, chlorophyll, and carotenoid in the leaves. The weakened activities of enzymes involved in photosynthesis(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxylase) and antioxidant system(catalase, superoxide dismutase and peroxidase) reduced the photosynthetic rate(P_n) and accelerated leaf senescence. The correlation results indicated that reduced Pn and catalase activity and increased malondialdehyde content under drought conditions induced the decrease of post-silking photoassimilates deposition, ultimately resulted in the grain yield loss.