改性明矾浆对土壤中镉、铅可提取性的影响研究

为探讨不同改性明矾浆能否作为修复中、低度Cd和Pb污染土壤的重金属钝化剂,采用土培实验研究了不同改性明矾浆和系列添加浓度对污染土壤中可提取态Cd和Pb含量的影响。结果表明:土壤中可提取态Cd和Pb的含量随明矾浆添加量的增大和钝化时间的延长而降低,其中同等钝化剂添加量条件下,热碱改性明矾浆钝化土壤中Cd和Pb的能力优于其他三种明矾浆,如添加浓度为5.0%,放置时间为16周的热碱改性明矾浆处理,其可提取态Cd和Pb含量分别为1.04、19.87 mg·kg-1,与对照相比(可提取态Cd和Pb含量分别为2.12、50.8 mg·kg-1),降幅分别为51%和60.9%,均达到显著水平(P0.05)。扫描电镜和比表面积测试结果证实,原明矾浆经过热碱改性后其粒径变小,比表面积增大,增加了明矾浆与污染物的接触面积,使其与重金属的吸附固定能力有所提高,可以有效降低土壤中重金属Cd和Pb的可提取态含量,从而降低其生物有效性。     

不同土地利用方式下围垦海涂微生物群落和土壤酶特征

利用DGGE技术,从微生物多样性的角度,结合土壤酶活性研究不同农林利用方式对围垦海涂养分特征的影响。结果表明:未利用海涂盐分含量最高,而有机质和碱解氮含量最低;相比于蔬菜地和林地,棉花地和水稻田的有机质、碱解氮、过氧化氢酶和蛋白酶活性更高。四种利用方式土壤的脲酶和磷酸酶活性差异不显著。细菌是土壤中的主要种群,其数量与土壤有机质、碱解氮等养分特征呈显著正相关,表现为水稻田、棉花地>蔬菜地、林地>未利用。DGGE图谱分析结果显示未利用土壤shannon多样性指数最高为2.81,与水稻田、棉花地较为接近,其次为蔬菜地和林地,分别为2.52和2.38。围垦利用引起土壤中的Gaetbulibacter marinus与Gillisia mitskevichiae种属变化。围垦利用后土壤质量优于未利用海涂。相比而言,种植水稻对提高土壤肥力水平,维持土壤质量较为有利。     

HSPF模型在流域面源污染模拟中的应用

HSPF模型是以斯坦福水文模型为基础,能综合模拟流域径流、土壤流失、污染物传输、河道水力等过程的应用模型。该模型是半分布式水文水质模型的优秀代表。综述了HSPF模型及与其他常用面源污染模型的对比,概括HSPF模型应用优势,并综述了HSPF模型在不同空间属性条件、不同气象和水文条件下国内外流域面源污染模拟中的实际应用,以及HSPF模型参数的不确定性研究,最后提出对HSPF模型在我国流域面源污染控制中的应用展望。     

浮萍对不同氮肥用量下稻田水中氮含量动态的影响

为探究不同施氮量下2种浮萍[青萍(Lemma minor)和紫萍(Spirodela polyrrhiza)]对稻田田面水氮含量动态的影响,设置5个氮梯度(0、90、180、270、360 kg N·hm^-2),研究浮萍对稻田田面水氨态氮(${NH_{4}}^{+}$-N)、硝态氮($NO_{3}^{-}$-N)及全氮含量动态的影响。结果表明,田面水${NH_{4}}^{+}$-N和全氮含量随着施氮量的增加而增加,添加2种浮萍的稻田田面水${NH_{4}}^{+}$-N含量随培养时间延长呈逐渐降低的趋势。通过对不同氮梯度下${NH_{4}}^{+}$-N含量进行比较分析,发现添加紫萍的田面水${NH_{4}}^{+}$-N含量较青萍低,表明添加紫萍更有利于减少稻田${NH_{4}}^{+}$-N的流失。在N270和N360处理下,全氮含量在整个培养期间呈先降低后升高再降低的趋势,表明高氮量输入(270 及360 kg N·hm^-2)下,添加的浮萍在前期氮素浓度较高时可吸收氮素,而在后期浓度较低时可通过自身腐解向田面水中释放氮素,从而提高后期(培养30 d)田面水氮含量,对于降低施肥初期田面水氮素径流流失风险和保证施肥后期作物的氮营养供应具有重要的作用。本研究为通过放养浮萍优化稻田氮素利用、减少稻田氮素流失提供了理论依据。     

滨海涂区水稻黄熟期不同排水时间对土壤盐分及水稻产量的影响

在浙江上虞涂区研究了水稻黄熟期不同排水时间对1 m土层盐分含量、水稻地上部Na含量及水稻产量的影响。结果表明:该时期的稻田土层盐分含量随土层深度的增加而增加。水稻黄熟期排水后,0～80cm土层中盐分含量呈上升的趋势,且排水越早,土层中盐分含量上升的幅度越大,但80～100 cm土层盐分含量变化不显著。黄熟期水稻地上部Na含量随时间的推移而逐渐增高,且排水越早,水稻地上部Na含量增幅越大。以当地常规排水时间(10月7日)为对照,提前排水12 d,水稻产量下降8.2%,而延期排水14 d则可使水稻产量提高18%,同时千粒重和水稻穗实粒数也显著提高,但延期排水29 d与延期排水14 d相比,水稻产量并未显著增加。由此可见,滨海涂区水稻黄熟期延期排水14 d可作为保证水稻稳产的有效技术措施之一。     

根表铁膜对水稻镉吸收的影响

为了探明根表铁膜对水稻镉吸收的影响,首先从8个水稻品种中筛选出镉低累积品种(丙0203)和高累积品种(绍糯16-72),之后采用水培试验研究了根系活力(根系分泌物)变化与根表铁膜形成的关系,以及外源铁、镉对根表铁膜形成和水稻各部位镉吸收的影响。结果表明,0.05 mg·L^-1 Cd处理24 h,绍糯16-72总的Cd吸收量是丙0203的1.73倍,并且绍糯16-72根、茎、叶各部位的镉累积量均显著(P<0.05)高于丙0203。在此基础上,外源添加铁后,绍糯16-72的镉累积量显著(P<0.05)降低,仅为丙0203的59%,且根、茎、叶中镉含量均显著(P<0.05)低于丙0203。温度试验(培养液温度分别为100 ℃、4 ℃和25 ℃)结果表明,水稻根表铁膜的形成与水稻根系活性密切相关,25 ℃下绍糯16-72的根系分泌物含量和铁膜含量均显著(P<0.05)高于丙0203。外源添加铁和镉后,绍糯16-72的根系活性、根表铁膜含量和铁膜中镉的吸附量增加,且上述指标的增幅均大于丙0203。以上结果表明,根表铁膜的形成可抑制镉向水稻体内迁移。研究结果为通过外源添加铁阻控水稻镉吸收提供了理论依据。     

水肥管理对水稻甬优15氮肥利用率和产量的影响

以甬优15水稻为材料,采用田间小区试验,研究了不同灌溉模式(淹灌、干湿交替灌溉)与不同施氮量(156、195、234 kg·hm^-2)对水稻叶片SPAD值、氮肥利用率、产量和土壤耕层理化性质的影响。结果表明:在水稻抽穗期与灌浆期,叶片的SPAD值随水稻施氮量提高而增加。同一施氮量不同水分管理模式的水稻叶片SPAD值差异不显著。相较于淹灌模式,干湿交替灌溉模式下水稻的吸氮量更多,氮肥利用率也更高,同一施氮量下氮肥利用率可提高3.2~5.7百分点。相较于淹灌模式,干湿交替灌溉模式还显著提高了土壤的Eh值与碱解氮含量,但对土壤有机质、有效磷、速效钾含量,及土壤pH值无显著作用。干湿交替灌溉显著提高了水稻的产量,较淹灌模式增产5.9%~6.5%。在试验条件下,干湿交替灌溉的最适施氮量为195 kg·hm^-2。     

DMPP减少稻田土壤氮素损失的研究进展

以追求高产为目标的过量施肥不仅造成养分资源的浪费,而且由于养分流失导致对周边水体的污染。利用硝化抑制剂与氮肥配施被认为是减少农田氮素损失,提高氮肥利用率的有效途径。本文以新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(简称DMPP)为研究对象,就其特性与优势,结合稻田氮素循环的自身特点,重点介绍了DMPP对稻田氮素损失各主要环节的影响。从DMPP对稻田硝化与反硝化的作用机理、微生物影响及作用效果等方面,综述了其在减少稻田氮素损失、提高氮素利用率,降低农业面源污染风险,促进环境保护方面的作用。同时对目前研究中存在的问题和争议进行了分析讨论,对今后关于DMPP应该深入的研究方向进行了展望。     

施氮对高肥力稻田氮肥利用率及土壤-水体铵氮损失的影响

研究稻田不同施氮量下的农学效率和环境效应,对水稻高效优质环境保护型生产和合理施肥具有重要意义。在平湖稻区研究了不同施氮下水稻边际利润、最佳经济施肥量以及不同时期氮素利用率、土壤固定态铵、碱解氮及田面水铵氮浓度的动态变化。结果表明,当地水稻最佳经济施肥量为235kg N/hm2;施氮225kg/hm2时当季氮肥利用率仅为31.2%。土壤固定态铵以及碱解氮含量均在水稻生长时期内逐渐下降,但随施氮量的增加而增加。低氮处理促使土壤固定态铵含量有较大增幅,而高氮处理则使土壤碱解氮含量有较大增幅。在水稻不同生长时期的施肥后一个星期内,高于225kg N/hm2处理田面水NH4+-N急剧上升而后急剧下降;而75,150kg N/hm2处理田面水NH4+-N一直低于2mg/L。可见,浙北地区氮肥施用量保持在225kg/hm2为宜,过量施氮(超过225kg/hm2)将超过水稻的正常生长需求,造成土壤固铵量饱和,引起土壤碱解氮含量急剧上升,并导致田面水NH4+-N含量急剧上升。     

沼液灌溉对农田土壤及产地环境影响研究进展

沼液富含营养,可作为优质有机肥料灌溉农田,替代部分化肥。作为资源进行再利用,还可降低其本身处理成本。大量研究表明,沼液农田灌溉可通过增加土壤氮磷钾与有机质养分含量、疏松土壤等途径改良土壤,提升土壤肥力,提高农产品的产量与品质。但大量施用沼液对周边土壤与水体环境也存在着一定的污染风险。综述沼液农田灌溉对土壤、地表水和地下水环境影响的研究现状,并展望今后的研究方向,建议开展沼液农田灌溉对区域土壤与水环境污染风险的长期定位监测,构建沼液农田回用风险评估体系,以期为沼液长期可持续性农田回用提供理论参考。