基于土壤侵蚀定位土芯元素示踪法和GIS技术红壤小流域坡地土壤肥力的综合评价

利用定位土芯稀土元素(Eu)示踪法及中子活化技术,对蒋家塘小流域坡地土壤侵蚀空间分 布规律进行了研究,并利用模糊数学的方法,建立了影响蒋家塘小流域侵蚀土壤肥力因素单因子评价模型,利用层次分析法确定各评价因子的权重,并用加权法得到 每个评价单元的土壤肥力综合指数,根据其数值的大小,将土壤肥力分为高(>0.45)、中( 0.25～0.45)和低(<0.25)3级.借助地理信息系统软件ARCVIEW3.1对蒋家塘小流域坡地土壤 侵蚀状况和土壤肥力状况进行了分析,结果表明地形部位较高,坡度较大,植被较少或裸 露的坡顶及上坡部位,土壤侵蚀量较大,侵蚀程度严重;而在地形部位较缓,植被覆盖度较 大的坡段土壤侵蚀量较小,侵蚀较轻.植被覆盖度较小,顺坡种植的坡段,土壤侵蚀量较大 ,土壤侵蚀严重;而植被覆盖度较大,等高梯田种植的坡段土壤侵蚀量较小,土壤侵蚀较轻 ;下坡部位土壤往往发生沉积.在整个小流域中,侵蚀程度严重(>100 t/hm2*a)的坡地面积比例为15.67%,侵蚀程度中等(10～100 t/hm2*a)的坡地比例为22.13%,侵蚀程度较轻(1～10 t/hm2*a)坡地比例为5.60%,无侵蚀(<1 t/hm2*a)的坡地比例为34 .23%.土壤肥力较高的坡地面积比例为22.00%,中等的为34.75%,低下的为20.85%.蒋家塘 小流域坡地土壤肥力水平多数处于中下等水平,占总流域面积的55.60%,占坡地面积71 .62%. 水土流失是造成土壤肥力降低,土壤贫瘠化的一个最重要的原因,侵蚀严重的地方,土壤肥 力低下,侵蚀较轻或沉积的地方,土壤肥力较高,土壤侵蚀模数与土壤肥力指数之间的相关指数为0.801(n=33),达极显著水平.     

A Europium Tracer Method for Investigating Vertical Distribution of Loess Slopleland Soil Erosion

Abstract

Soil erosion is a worldwide problem. Although there are a lot of investigations dealing with the problem, quantifying erosion through erosion plots is costly and labor intensive. Furthermore, the models used so far for quantifying the erosion are not satisfied. The specific objectives of this study were to set up a new erosion measure method by quantifying short‐term erosion and sedimentation and to develop spatial erosion distribution models. Europium (Eu) was chosen as a tracer atom. Positioning of soil‐core Eu tracer (PSCET) was established. Thirty total cores were put at six slope sections. Six cores were taken with the soil sampler in 3‐month intervals. Multiple linear regressions and multiple linear stepwise regressions were applied to models relationships between erosion and its factors. The PSCET was used on an acacia field. The field had natural and complex landforms with a length of 48 m and a width of 13 m. Erosion modulus increased with gradient and ranged from 85.7 to ?9.8 t/hm² for different slope sections. Temporal distribution of erosion was consistent with rainfall. Three months of July, August, and September accounted for 61.4% of the annual rainfall (518 mm) and for 90.1% of the annual soil loss on the acacia field in 2001. The correlations of erosion modulus to rainfall agent of erosion, slope length, and slope degree index were positive and to plant cover, organic matter, and clay particle contents were negative. The PSCET makes it possible to study spatial erosion and deposition distributions and to establish forecasting models.     

类水滑石载体制备及在植物细胞中荧光成像

以硝酸镁、硝酸铝、氯化铕和三磷酸腺苷为原料,在甲醇溶剂中合成层板含可发红色荧光的金属铕离子和层板间含三磷酸腺苷生物分子的类水滑石。通过X射线粉末衍射、红外光谱、差热扫描量热分析、元素分析、扫描电镜,对所合成的类水滑石组成和结构进行了分析和表征。实验证实所合成的含铕离子和三磷酸腺苷的类水滑石可通过细胞内吞作用进入石蒜叶片细胞,并在紫外光照射下使植物细胞呈红色。     

GdAlO3:Eu发光粉体的制备及其发光性能的研究

用碳酸氢铵和氨水的混合溶液来作复合沉淀剂,采用共沉淀法制备了GdAlO3:Eu发光粉体.用热重分析、X射线衍射对其相结构进行了研究,通过荧光分光光度计分析了Eu掺杂浓度对GdAlO3粉体发光性能的影响.研究结果表明:采用共沉淀法制备工艺,经过1200℃煅烧2h,可以得到发光强度高的发光粉体.Eu3+离子的最佳掺杂浓度为3mol%.     

红壤坡地侵蚀定位土芯Eu中子活化示踪研究

利用野外人工模拟降雨和径流小区观测相结合的方法,研究了Eu定位土芯的布设、取样和分析方法.结果表明,Eu定位土芯中子活化分析技术可以准确测定不同地形、部位土壤侵蚀量.利用Er-Es的经验模型可以描述坡面单位面积流失量的变化趋势,预测坡面土壤流失量,最大误差为7.671 t/hm2.不同土地利用方式下坡面泥沙的输移比(SDR)也不相同.顺坡种植作物后,泥沙输移比(SDR)与休闲裸坡地相比减少了30%左右,从而使植被覆盖下坡面泥沙流失减少.     

红壤坡地土壤侵蚀定位土芯Eu示踪方法研究

利用人工模拟降雨装置和径流小区观测法相结合,详细阐述了Eu定位土芯的布设、取样及分析方法。试验研究结果表明,Eu定位土芯中子活化分析技术可以准确地测定不同地形部位的土壤侵蚀量。坡面侵蚀泥沙的分布表现为沉积、侵蚀交错出现,呈现波形变动,符合多项式的变化,相关关系也较好。休闲裸坡地上,整个坡面大都表现出上坡的上中部为侵蚀运移,下坡为沉积。布样80d后,发现测定流失泥沙结果与模型拟合结果的相关关系较好,准确度也较高。因此建议一般应在Eu土芯布样3个月后取样为好。预测结果和实际情况也比较相近,最大误差为7.671t/hm2,取样误差为1mm。     

氮磷钾配比施肥对巨尾桉叶片及根系有机酸质量分数的影响

采用正交L9(34)试验设计,研究不同氮(N)磷(P)钾(K)配比施肥下巨尾桉GL9(Eucalyptus grandis×E.urophylla)叶片、根系中有机酸种类及质量分数和根系有机酸酶活性。结果表明:叶片有机酸质量分数是根系的4.03~6.64倍;与对照(CK)相比,N3P2K1、N2P3K1的叶片有机酸质量分数分别比CK低7.44%和19.70%,其余配比均比CK高;而根系中N1P2K2、N1P3K3、N2P3K1的有机酸质量分数比CK低22.02%~31.07%,有机酸质量分数越低,表明巨尾桉的养分越均衡,肥料的元素配比越合理。叶片中苹果酸、柠檬酸、乙酸占所有酸的85.21%~95.32%,根系中苹果酸及柠檬酸占所有酸的54.99%~85.21%。相关分析表明,叶片与根系的总有机酸质量分数均与苹果酸、柠檬酸显著相关(p0.05),这两种酸作为巨尾桉的优势酸,可能是植物遭受养分胁迫的指示型酸;而有机酸酶PEPC、NAD-IDH酶活性与根系有机酸质量分数显著相关(p0.05),PEPC是促进巨尾桉根系苹果酸、柠檬酸积累的重要酶,NAD-IDH是与有机酸分解相关的酶。N素和P素是影响有机酸的主要因子,高氮低磷的配比加剧植物养分胁迫,产生更多的有机酸。综合分析表明,中氮高磷低钾的配比即N2P3K1遭受的养分胁迫最小,有机酸的质量分数最低,推荐最佳N、P2O5、K2O施肥量分别为15、9、6 g·株-1。     

铕离子对萝卜液泡通道影响的膜片钳法研究

[目的]从离子通道水平讨论作为稀土微肥的Eu3+对萝卜液泡生理活动的影响。[方法]用膜片钳全液泡记录方式研究讨论了膜内外Eu3+对萝卜(Raphanus satirus L.)慢液泡(SV)通道电流的影响。[结果]外液中存在EGTA和EuCl3时,通道电流被显著抑制;当外液中不含EGTA而同时含有CaCl2和不同浓度的EuCl3时,通道电流又被不同程度的增大,且随着Eu3+浓度的增加,通道电流逐渐降低;而Eu3+在膜内与SV通道作用机理的研究表明,Eu3+浓度高时抑制通道电流,浓度低时则促进通道电流。[结论]本文的研究结果为进一步研究Eu3+对植物生理活动的影响和Eu3+作为稀土微肥在农作物中的最佳用量在通道水平上提供了重要的依据。     

Eu2O3及其添加方式对马铃薯愈伤组织的诱导

以马铃薯幼嫩茎段为外植体,在相同激素条件下,于固体和液体培养基中附加不同浓度的氧化铕,探讨氧化铕的浓度及添加方式对马铃薯愈伤组织诱导及生长的影响。结果表明：不同浓度的氧化铕对马铃薯愈伤组织的诱导和生长的影响不同。统计学分析结果表明：固体培养基中氧化铕浓度为20.0~35.0 mg/L时,液体-固体双层培养时固体培养基中氧化铕浓度为10.0 ~ 30.0 mg/L时,液体-固体双层培养时液体培养基中氧化铕浓度为20.0~40.0 mg/L时,3种情况均适合马铃薯愈伤组织的诱导及生长。氧化铕在液体培养基中存在