施用生物炭对燥红土基本理化性质及酶活性的影响

  目的  为探究燥红土对不同类型生物炭及施入量的反应,对其基础理化特性及酶活性进行测定,以期为热带地区燥红土的改良提供理论支撑和依据。  方法  以燥红土为研究对象,设置水稻壳(A)、花生壳(B)两种生物炭类型,生物炭施用量设置为10、20、40和60 t hm?2,以不施生物炭为对照(CK),共计9个处理,27个小区。在生物炭施用一年后对0 ~ 30 cm土壤进行取样,用于土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾和含水量以及酶活性的测定。  结果  水稻壳生物炭和花生壳生物炭施用后燥红土养分含量和酶活性有显著改变,其中土壤养分含量和含水量在所有土层均随施用量的增加呈明显升高趋势, 60 t hm?2生物炭处理对燥红土有机碳、全氮、有效磷、速效钾和土壤含水量显著高于其他处理,分别比对照处理高56.84% ~ 140.22%、19.06% ~ 62.92%、26.57% ~ 54.57%、46.31% ~ 135.12%和27.95% ~ 55.28%;土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性随施用量增加都有不同程度升高,特别是60 t hm?2花生壳生物炭处理对土壤蔗糖酶活性提升尤为显著。土壤脲酶活性在10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层随生物炭施用量增加呈显著降低趋势。  结论  施用生物炭对燥红土养分含量、土壤含水量和酶活性有明显改善,可施入40 t hm?2以上的生物炭到0 ~ 30 cm土层作为燥红土改良的重要添加剂。     

大棚菜地土壤理化特性的研究

对哈尔滨市和大庆市不同种植年限的大棚土壤取样,调查结果表明：（１）随着种植年限的增加,土壤水稳性轩聚体（５￣０．２５ｍｍ）的数量增加,毛细管孔隙发达,持水性变好;通气透水性变差。（２）种植５年以上的林棚土壤与露地土壤比较有机质和全氮含量明显增加,达极显著水平;速义氮明显增加,达显著水平;速效磷呈高度富集状态;速效钾的变化因地区而异,哈尔滨市无明显变化,大庆市呈富集状态;ｐＨ值有随种植年限的增加下降     

大棚菜地土壤理化特性的研究

对哈尔滨市和大庆市不同种植年限的大棚土壤取样,调查结果表明:(1)随着种植年限的增加,土壤水稳性团聚体(5～0.25mm)的数量增加,毛细管孔隙发达,持水性变好;通气透水性变差.(2)种植5年以上的大棚土壤与露地土壤比较有机质和全氮含量明显增加,达极显著水平;速效氮明显增加,达显著水平;速效磷呈高度富集状态;速效钾的变化因地区而异,哈尔滨市无明显变化,大庆市呈富集状态;pH值有随种植年限的增加而下降的趋势.(3)哈尔滨市种植8年以上的大棚土壤出现了次生盐渍化.     

菇渣和泥炭基质理化特性比较及其调节

为了研究菇渣作为泥炭替代物的可行性,该试验比较了菇渣与泥炭的理化性状,并对菇渣生长障碍因素进行了分析和调节.结果表明:菇渣大粒径较多,透气透水性较好,持水孔隙比泥炭少,浇水需量少次数多,但失水速率比泥炭慢;菇渣毛管水上升速率快,加湿润剂对其作用不明显;菇渣水分特征曲线与泥炭相似;菇渣保肥性能较弱,需要增加施肥次数;菇渣EC值偏高,而泥炭较低,可通过与泥炭按一定比例混合或淋洗方式降低菇渣的EC值;菇渣pH值偏高,可以通过添加硫磺粉、稀硫酸以及与泥炭等低pH值材料混合的措施解决.菇渣经过适当调节及变换一些管理措施,在无土栽培中可以部分替代泥炭.     

塔里木胡杨自然保护区地下水理化特性相互关系研究

通过对塔里木河胡杨林自然保护区的地下水理化特性相互关系的研究,结果表明：地下水埋深和pH与电导率、含盐量、矿化度的相关系数不大。电导率和含盐量、矿化度的相关系数分别为0.974和0.984,含盐量与矿化度相关系数为0.998,以此得出电导率与矿化度、含盐量回归模型。     

辽宁朝阳地区第四纪古红土特性及系统分类研究

为弄清北方古红土在中国土壤系统分类中的位置,对辽宁朝阳地区分布的第四纪古红土的特性和系统分类进行了研究。本文首先将古红土看做成土母质,按《中国土壤系统分类检索(第三版)》的原则和方法,讨论了供试古红土剖面的诊断层和诊断特性,并进行了分类检索;又从古红土本身的发生学特征出发,讨论了各古红土剖面的诊断层和诊断特性,并进行了分类检索。研究发现:现行的《中国土壤系统分类检索(第三版)》还不能给古红土一个合适的位置,要解决古红土在中国土壤系统分类中的位置问题,首要任务是建立关于古土壤的诊断标准。     

祁连山东段青海云杉林土壤理化特性研究

采集祁连山东段青海云杉林林地0—10cm,10—20cm和20—40cm土层的土壤剖面样品,测定分析了其土壤物理性质、土壤水分状况、土壤全量养分和有机质含量。结果表明,不同土层的土壤容重值均低于1.00g/cm3,且随土层深度的增加呈增加趋势;土壤总孔隙度的变化规律和土壤容重的变化规律相似,不同土层的总孔隙度均在63%以上,通气状况良好;土壤水分含量随深度的增加呈减小趋势,不同土层土壤平均质量含水量最低为18.7%;土壤有机质和土壤全氮含量都达到养分1级;土壤全钾贮量级别为养分2级;土壤全磷含量缺乏,养分级别为4级或5级;土壤pH均值为7.5,表明林地土壤为中性土壤。建议继续加强祁连山东段青海云杉森林生态系统的有效保护和管理。     

14种不同马铃薯全粉的理化特性差异分析

为研究马铃薯全粉理化特性的品种间差异,本研究以14种马铃薯全粉为材料,测定了马铃薯全粉的粘度特性、质构特性、糊化特性和回生特性等理化特性指标,并进行相关性分析、主成分分析和聚类分析.结果 表明,4个中薯系列品种的淀粉含量较高,均高于70％.不同品种马铃薯全粉的理化特性存在较大差异,威芋5号(PT10)、中薯3号(PT3...     

生物质颗粒燃料储藏理化特性变化规律

为分析生物质颗粒燃料在北方气候下是否可以长期储藏,以及不同储藏方式对颗粒燃料理化特性的影响规律,2011年3月至8月期间,针对北京地区气候,对玉米秸秆和木质2种颗粒燃料,以袋装、半封闭、露天3种储藏方式开展储藏试验。试验结果表明,2种颗粒在3种储存方式下机械耐久性都保持在94.46%以上,生物质颗粒燃料未出现发霉现象,全水分和堆积密度变化规律受气候变化规律相吻合。其中玉米颗粒和木质颗粒的露天状态储存时全水分极差（2.42%和2.55%）和颗粒密度极差最大（0.12 t/m3和1.297 t/m3）。灰分和挥发份保持则稳定状态初始状态。这为生物质颗粒燃料的安全储存提供理论依据。     

降雨条件下云南红土理化特性对坡面侵蚀的影响研究

针对不同初始状态的云南红土,在一定雨强、坡度、坡长条件下,研究红土理化特性对坡面侵蚀的影响。采用人工模拟降雨方法进行试验研究,运用Excel分析试验数据。结果表明:(1)红土颗粒组成中黏粒含量对降雨作用下的红土坡面侵蚀影响显著,当黏粒含量增加8.1%时,其侵蚀模数则减小25.8g/(m~2·h);(2)红土初始含水率偏离最优含水率越远,红土侵蚀模数越大。当红土初始含水率从接近最优含水率的24.6%增加到36.5%时,侵蚀模数从110.4g/(m~2·h)增加到121.3g/(m~2·h);(3)在初始干密度为1.0,1.1,1.2,1.3,1.4g/cm~3条件下,红土侵蚀模数呈先增大后减小的二次曲线变化趋势(R~2=0.927)。初始干密度在1.1~1.2g/cm~3之间,红土侵蚀模数存在极大值[126g/(m~2·h)];(4)降雨作用使坡面红土铁铝氧化物含量减少,接近坡脚处Fe_2O_3含量从初始状态的8.591%减小到8.143%,Al_2O_3含量从初始状态的22.242%减小到20.967%;而坡内红土铁铝氧化物含量则随深度增加,坡体中段坡内的Fe_2O_3含量增加0.407%,Al_2O_3含量增加0.861%。降雨作用改变了红土理化特性,而红土理化特性的变化会对红土坡面侵蚀产生显著影响。     

洞庭湖区典型蔬菜土壤镉、铜、锌、铅含量状况及评价

采用单项污染指数和综合污染指数法对湖南洞庭湖区典型蔬菜土壤Cd,Cu,Zn,Pb含量状况进行了评价。结果表明,与湖南省潮土土壤背景值相比,土壤Cd,Cu和Zn含量明显富集,Pb含量总体不高。与国家土壤质量二级标准(GB15618-1995)相比,洞庭湖区蔬菜土壤以Cd污染为主,其次是Zn和Cu。Pb含量没有超标,其中湘阴县、沅江市、资阳区和赫山区蔬菜土壤环境质量为轻度污染,华容县处于警戒水平,需要修复治理或者改变土地利用方式。君山区和南县蔬菜土壤为清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。污染风险高的区域土壤Cd,Cu和Zn之间存在极显著或显著正相关关系,但相关性弱。     

洞庭湖湿地净化污染物的研究

利用洞庭湖水文观测站、环境监测站和实地考察资料,分析了洞庭湖湿地对水污染的净化功能。结果表明:每年输入湿地TN 67 0132.47 t,TP 41 103.85 t;输出与净化TN 116 033.27 t,TP 6 892.25 t;贮留净化率分别为17.31%和16.77%;COD输入317 849.26 t,输出3072641.97 t,贮留净化率3.086%;重金属元素、有污染的无机和有机化合物输入量10156.616 t,输出量9732.775 t,贮留净化率4.36%;在输入洞庭湖湿地的污染物中,有54.76%N,44.30%P,81.83%COD和95.59%重金属元素和化合物来自四水(湘、资、沅、澧4条江河)和三口(长江分洪流入的松滋、藕池和太平3口),有94%～99%的污染物是由面源污染引起,点源污染只占1%～6%,因此,在洞庭湖湿地水污染的治理上,控制系统外水系输入比控制湿地周边更重要,控制面源污染比点源污染更重要。     

近60年洞庭湖区水沙演变特征及趋势预测

基于洞庭湖1951-2009年年径流泥沙量数据,采用趋势分析法和阶段分析法对近60 a来洞庭湖水沙的演变特征及变化趋势进行分析,并以年份序列为自变量,对洞庭湖水沙累积量进行多项式函数拟合,结果表明:①近60 a来,洞庭湖区除四水入湖水量的趋势性不显著以外,三口入湖水沙量、四水入湖沙量和城陵矶出湖水沙量均呈较显著的减少趋势;②洞庭湖水沙在演变过程中表现出一定的阶段性特征;③洞庭湖水沙的演变特征及趋势与下荆江裁弯工程、葛洲坝截流工程、三峡工程等水利设施的建设密切相关.     

环洞庭湖区稻田土壤中硅分布特征及其影响因素

[目的]研究环洞庭湖区稻田土壤中有效硅的空间分布特征及其变化规律,以期为环洞庭湖区精准农业的发展、农田的保养提供科学依据和实践指导。[方法]运用地统计学与GIS技术相结合的方法开展研究。[结果]环洞庭湖区土壤中有效硅的含量与水稻产量呈显著的正相关,硅是水稻生长所需的重要营养元素。环洞庭稻田土壤有效硅平均含量为155.1mg/kg,多集中于100~200mg/kg。有效硅含量变幅大,最低与最高含量相差27倍,在研究区域空间上呈中间高四周低,西北最低的分布格局。土壤有效硅具有较强的空间相关性,其空间变异主要受土壤类型、土壤酸碱度、成土母质等因素影响。[结论]硅在水稻生长发育中起着重要的作用。不同的土壤类型所处的自然地理环境不一样,土壤有效硅含量各异,土壤有效硅的丰缺程度受土壤成土母质的影响并与土壤pH值成显著的正相关。     

1951—2014年洞庭湖水沙阶段性演变特征及驱动因素分析

基于洞庭湖1951-2014年实测径流量和输沙量数据,采用Mann-Kendall检验、滑动t检验和有序聚类分析等多种统计方法分析洞庭湖水沙演变特征,并以回归曲线拟合及归-化曲线对降水量、径流量和输沙量之间的相互关系进行分析,以期确定影响洞庭湖水沙变化的驱动因素.结果表明:(1)入出湖径流量、输沙量的突变年份有差异,入湖径流量、出湖径流量为1971年,入湖输沙量为1985年,出湖输沙量为1970年;(2)洞庭湖入湖径流量具有以分段衰减为特征的演变过程,1972-1977年表现最明显;(3)入湖输沙量呈现分段衰减的阶段性演变特征,2004-2014年间多年平均输沙量减幅最大,衰减率为75.34％;(4)入湖、出湖径流量在1951-1971年和1978-1985年主要受降水量变化驱动,1972-1977年和1986-2014年主要受沙滩子自然裁弯、葛洲坝水电站、五强溪水库、三峡工程等人类活动影响;(5)1951-1971年入湖径流量的多寡对入湖输沙量产生一定影响,1972-2014年影响输沙量减少的主要因素是水利枢纽工程.因此,洞庭湖流域水沙过程的不同阶段其主导驱动因素有所差异.其中,入湖径流1972-1977,20042014年2个阶段及出湖径流1976-1985,2004-2014年2个阶段以水利枢纽工程驱动为主,其余2个以降水量变化驱动为主.     

湖南洞庭湖区农地畜禽粪便承载量估算及其风险评价

根据洞庭湖区畜禽养殖现状,采用排泄系数估算法测算了洞庭湖区畜禽粪便产生量,并对不同农地畜禽粪便承载量和畜禽粪便污染风险进行了评估.结果表明:2006年,洞庭湖区年产畜禽粪1 616.93万t,尿液1 248.30万t,BOD5 72.41万t,COD 79.33万t,NH3-N 7.48万t,农地畜禽粪便承载量平均为19.25 t·hm-2,风险预警值平均为0.47,仍未造成环境污染,畜禽养殖业还有较大发展空间.但个别地区的畜禽粪便已对农地造成污染,必须引起注意.     

洞庭湖在呼救—洞庭湖水患成因及防治对策的探讨

湖南省洞庭湖区是1991年我国严重洪涝灾害地区之一。笔者在水灾之后进行了反思。并在深入实地调查研究的基础上,探讨了该区水患的成因及根治洞庭湖水患的战略措施。     

红壤地区典型农田土壤水力学特性及土壤水库容研究

针对红壤地区普遍存在的季节性干旱问题,研究了红壤的水力学特性及土壤库容状况,结果如下:红壤旱地土壤各层的有效水含量变化不大,变化区间为61.00gkg-1～73.77gkg-1,作物可利用的有效水区间较小,不利于作物生长;水田中土壤剖面有效水含量变化明显,变化区间为75.27gkg-1～170.80gkg-1,其中表层和犁底层的有效水含量远大于其它各层次。土壤的饱和含水量主要受容重的影响,粘粒含量主要影响高吸力下的水田土壤含水量。旱地红壤表层总库容和死水库容较高,有效水库容较低,为17.71mm;水田土壤表层死水库容较小,有效水库较高,达到30.74mm。红壤季节性干旱的主要原因是土壤本身理化性质导致的有效水含量较低,难以被作物吸收利用。     

不同类型人工湿地对洞庭湖水质净化效果研究

同等条件下开展了3种不同类型人工湿地（垂直流、潜流和表面流人工之地）对洞庭湖水质净化效果的研究。结果表明:（1）洞庭湖水体中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr的进水浓度与3种不同类型人工湿地出水浓度季节变化规律保持一致,冬季明显高于夏季,洞庭湖进水中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr浓度均高于3种不同类型人工湿地出水浓度,相同时期,3种不同类型人工湿地出水水质NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr浓度基本表现为表面流 > 潜流 > 垂直流;（2）3种类型人工湿地对TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr的去除率依次表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,而对NH₄⁺-N的去除率依次表现为垂直流 > 表面流 > 潜流,其中以BOD₅的去除效果最好（去除率最高）,但3种类型人工湿地对BOD₅的去除率差异均不显著（p > 0.05）;（3）3种类型人工湿地植物地上和地下生物量均表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,差异均显著（p < 0.05）,垂直流人工湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均显著高于潜流和表面流（p < 0.05）;（4）3种不同类型人工湿地植物的N,P积累量分别与生物量、N含量、P含量均呈显著的线性关系（p < 0.01）,人工湿地植物生物量对N,P积累量的影响大于植物体内N,P含量的影响,可以通过生物量来评价人工湿地植物对N,P去除效果。     

洞庭湖水生态环境的演变与保护对策

依据多年监测和调查资料，分析了洞庭湖生态环境的演变，提出了水生态环境的保护对策。从1949年至今洞庭湖容积减少了约43％，湖泊萎缩严重，调蓄能力下降，湖区共发生洪涝灾害39次。20世纪90年代，湖泊水质污染加剧，总磷污染指数增加了7．04倍；1999年藻类数量最高达22万个／L，水体富营养化呈发展趋势；湿生物种减少，一些湿地动植物已经很少见到；底栖动植物的密度虽然变化不大，但其组成从1982年以水生昆虫及幼虫为主，到1996年变化为以软体动物为主，正表明了水体富营养化的加剧。三峡水库运行后，水沙条件的变化，对洞庭湖水生态环境将会产生相应的影响。目前要加强洞庭湖综合整治，进行湖泊生态恢复与重建，以维持洞庭湖资源的可持续利用与发展。