长期施氮肥对黑土水溶性有机物三维荧光特性的影响

利用三维荧光光谱技术研究N肥、NP混合、NK混合和NPK混合长期(10年)施用对黑土中水溶性有机物(WEOM)及其三维荧光性质的影响。结果表明,NK处理能明显增加土壤有机碳(SOC)含量,氮肥单一和混合施用均能明显增加土壤水溶性有机碳(WEOC)含量,NK混合处理可降低WEOC占SOC的比例,而N、NP和NPK处理能增加WEOC占的比例,分别增加7.6%,9.4%,12.1%。NP处理能增加WEOM的芳香度,与对照相比增加41.6%。其他处理则降低土壤WEOM的芳香度。三维荧光光谱和荧光区域积分表明,施肥能明显增加类腐殖酸有机物和类富里酸有机物的含量,NP处理明显降低类酪氨酸蛋白质和类色氨酸蛋白质的量,NK明显增加水溶性微生物代谢产物的量,NP明显增加类腐殖酸有机物的量。荧光参数表明,NP处理可降低土壤老化程度,N处理增加可类色氨酸蛋白质的分子量和芳香度,N和NK处理则明显降低类腐殖酸有机物的分子量、芳香度和缩聚度,NP处理土壤中WEOM中类富里酸有机物的分子量、芳香度和缩聚度明显增加,N、NK和NPK处理则容易产生小分子量的水溶性微生物代谢产物,不同的施氮肥方式都可增加类酪氨酸蛋白质的分子量。结果表明,长期施用氮肥可对黑土土壤中水溶性有机物的组成和结构产生影响,且不同的施用方式具有不同的影响特征。     

黄土丘陵区不同植被下土壤可溶性有机物的荧光特征研究

【目的】土壤水溶性有机质的组成和结构是土壤质量的重要判别指标,具有重要的生态意义。研究黄土丘陵地区不同植被下土壤水溶性有机物的数量和荧光结构特征,可以为该地的植被修复及土壤质量评价提供科学依据。【方法】利用传统荧光和三维荧光技术,选取激发发射荧光光谱、 同步荧光光谱得到的腐殖化指标对土壤水溶性有机物的来源和结构进行评估,通过三维荧光技术探究不同植被下土壤水溶性有机物之间组分的差异。【结果】辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松林(Pinus tabulaeformia)地具有较高的水溶性有机物含量,含量均为0.16 mg/g; 而荒坡地和农地的水溶性有机物较低,分别为0.04和0.05 mg/g,灌木荆条(Vitex negundo var. heterophylla )和狼牙刺(Sophora viciifolia)林地的含量介于两者之间。发射激发荧光光谱、 同步荧光光谱以及三维荧光光谱表明土壤水溶性有机物大多来源于植物和微生物的混合作用; 油松林地的水溶性有机物结构较简单、 腐殖化程度较低; 而灌木林地的水溶性有机物结构较为复杂、 腐殖化程度较高。从不同植被下土壤水溶性有机物的组成来看,蛋白类的物质差异不明显; 油松和辽东栎林地土壤水溶性有机物的类酪氨酸蛋白质、 类色氨酸蛋白质、 类溶解性微生物代谢产物含量较高,灌木林地较低。最主要的差异是富里酸类和胡敏酸类物质,油松林地的水溶性小分子量的富里酸类物质占主导地位,而灌木林地的水溶性有机物芳香化程度较高,农地和抛荒地类富里酸物质和类胡敏酸类物质含量的比值最低,其水溶性腐殖质的缩聚度高。油松、 辽东栎林地水溶性有机物由于植物残体分解形成的富里酸较易被氧化,同时阴坡林地较高的含水量使得这些产物较难缩合; 而灌木林地和农田及荒地较为干旱,枯枝落叶少,腐殖酸有充分时间进行缩合,导致了水溶性有机物的高芳香化和腐殖化。【结论】不同植被下的土壤水溶性有机物的组成和结构是存在差异的,同时说明荧光技术可用于揭示水溶性有机物的组成和缩合特性研究。     

模拟氮沉降对油松土壤水溶性碳氮及其光谱特征的影响

大气氮沉降对土壤水溶性碳氮含量变化的影响目前还没有一致的结论,为研究氮沉降对黄土高原林地土壤水溶性碳氮的影响,以人工油松林为研究对象,采用氮添加的方式模拟氮沉降,设置3个氮添加梯度,分别为N_3[3 g/(m~2·a),N_6[6 g(/m~2·a)],N_9[9 g/(m~2·a)],并选不施氮[CK, 0 g/(m~2·a)]作为对照处理,对土壤水溶性碳、氮组分及其光谱学特征进行了研究。结果表明:氮添加增加了水溶性总氮(WSN)和水溶性硝态氮(WNO~-_3-N)含量,随着氮添加水平增加均呈增长趋势,水溶性有机氮(WSON)、水溶性铵态氮(WNH~+_4-N)和WSON/WSN含量先降低后升高;对土壤水溶性有机碳(WSOC)没有显著影响。氮添加对土壤水溶性有机物质光谱特性影响不显著,三维荧光光谱分析表明土壤水溶性有机质主要由类富里酸物质、芳香族蛋白质物质组成,类富里酸物质随氮添加水平先降低后升高,类芳香族蛋白质物质在土壤表层呈升高趋势。氮沉降通过微生物的转化固定作用使C和N在土壤中积累,对土壤水溶性有机质产生了一定的影响,但微生物及组分分配、元素转化各过程的耦合及对氮沉降的响应机制还不清楚。     

不同施肥处理对棕壤腐殖酸组成和性质的影响

23年定位试验结果表明:施用有机肥可提高土壤腐殖酸含量, HA/FA升高,土壤胡敏酸的羧基/酚羟基比升高,E4 /E6 值较高。施化肥处理HA/FA下降,羧基/酚羟基比下降,E4 /E6 值下降。有机无机配施HA/FA下降较明显,其它指标介于有机肥和化肥之间。有机无机配施处理土壤活性胡敏酸平均含量高于有机肥和化肥。松结态腐殖酸占总腐殖酸的10% ~20%。胡敏酸占3% ~8%,富里酸占6% ~11%。施肥可显著降低松结态腐殖酸、胡敏酸和富里酸的比例。化肥的施用可促进紧结态的腐殖酸向松结态的转化,加速地力的消耗。有机无机配施处理可较大幅度地提高松结态胡敏酸的比例,而减低松结态富里酸的比例。     

长期轮作施肥对棕壤腐殖酸动态变化的影响

在沈阳地区棕壤上设置长期定位试验。结果表明,凡经１５年在玉米—大豆—玉米轮作条件下连续施用猪厩肥和ＮＰＫ化肥,耕层土壤胡敏酸Ｃ相对下降５４５％,富里酸Ｃ相对提高１６２６％,ＨＡ／ＦＡ比由１９７９年的２６９降到１９９３年的０４６,土壤腐殖质组成以胡敏酸为主体转化为以富里酸为主体。本文还讨论了不同施肥处理对腐殖酸消长的影响。     

长期不同施肥土壤对可溶性有机碳的吸附特征

  【目的】  分析长期不同施肥农田土壤对可溶性有机碳(DOC)浓度与结构的吸附差异特征,以及吸附能力与土壤性质、DOC结构的相关关系,为农田土壤固碳潜力及合理施肥提供理论依据。  【方法】  供试土壤选自长期定位试验中棕壤和红壤两种土壤的不施肥(CK)、单施有机肥(M)、单施化学氮磷钾肥(NPK)和有机肥配施化学氮磷钾肥(NPKM) 4个施肥处理。供试DOC标准溶液由新鲜猪粪提取,提取液DOC浓度为2400 mg/L。以该提取液配置系列DOC浓度溶液,运用Langmuir等温吸附方程拟合土壤对新鲜猪粪来源DOC的吸附浓度变化,采用三维荧光光谱技术分析吸附前后DOC结构及各区域成分相对体积荧光强度变化,分析影响DOC吸附的主要因素。  【结果】  红壤与棕壤对DOC的最大吸附量分别为12.81和10.82 g/kg,两种土壤均表现为NPKM处理的吸附能力高于NPK、CK。新鲜猪粪提取的DOC主要为类酪氨酸蛋白(区域Ⅰ)、类色氨酸蛋白(区域Ⅱ)和溶解性微生物代谢产物(区域Ⅳ)。土壤对这类DOC吸附较多的成分是类酪氨酸和类色氨酸。通过平行因子分析法得出,土壤对新鲜猪粪中的DOC吸附存在2个荧光组分,分子量较高的类蛋白物质(类酪氨酸和类色氨酸)与可溶性微生物代谢产物(C1组分),分子量较小聚合程度较低的类酪氨酸蛋白物质与可溶性微生物代谢产物(C2组分)。不同施肥处理对C1和C2组分的吸附能力差异显著,对C1组分的吸附能力为M≈NPKM>NPK>CK,对C2组分的吸附能力为NPK>M≈NPKM>CK。土壤对DOC的最大吸附量Q_max与土壤中游离态铁(Fe_d)、络合态铁(Fe_p)、土壤有机质(SOM)呈极显著正相关性,与DOC腐殖化指数HIX和C1组分含量呈极显著正相关性 (P<0.01),与荧光指数FI呈极显著负相关性 (P<0.01)。  【结论】  从新鲜猪粪提取的DOC结构简单,类酪氨酸蛋白、类色氨酸蛋白和溶解性微生物代谢产物含量较多,腐殖化程度较低。土壤对DOC的吸附过程会受到DOC结构特征和土壤理化性质的影响。土壤有机质(SOM)、Fe_d和Fe_p含量越高,吸附DOC的能力越强。长期施有机肥土壤对DOC中的类腐殖酸等高聚合度的芳香性大分子物质的吸附比例相对较高,而长期单施化肥土壤对分子量较小、聚合程度较低的类酪氨酸蛋白物质吸附量较高。     

沈阳市郊日光温室土壤有机碳组成特征研究

对沈阳市郊东陵、于洪、苏家屯、新城子四区蔬菜栽培15年左右的日光温室土壤有机碳组成特征进行了研究,以相应温室外的露地栽培土壤为对照,结果表明:日光温室蔬菜栽培的有机肥用量远远高于温室外露地栽培。随着有机肥用量增加,温室土壤水溶性碳、腐殖酸碳的增加比例小于胡敏素碳的增加比例。各区温室土壤总有机碳、非腐殖质碳、腐殖质碳数量的平均值分别是温室外露地的1.76～3.06倍、3.41～5.23倍、1.57～2.99倍。温室土壤中非腐殖质所占比例较对照露地的大,其水浮物碳占总有机碳比例是对照露地的1.80～2.63倍,温室和露地土壤水溶性物质碳占总有机碳的百分比大多低于2%。温室土壤胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳数量均高于对照露地,但有1/3以上的温室土壤H/F低于对照露地土壤。由于不同农户的水、肥管理水平差异较大,不同温室土壤的总有机碳及各组分的碳变异性较大。     

作物秸秆碳在土壤中分解和转化规律的研究

采用14C标记秸秆,在大田和实验室的研究结果表明,秸秆的分解速率主要取决于C/N比。施入土壤后,土壤微生物迅速增加,尤其是细菌。秸秆降解首先形成非结构物质,其中大部分转化为富里酸,进而转化为胡敏酸。分解产物对土壤腐殖质的更新,从腐殖质表面官能团或分子断片开始,逐步进行。非结构物质可与腐殖酸的单个分子产生交联作用,在一定条件下,交联的复合分子可进入腐殖质分子核心的成分中。腐殖酸单个组分在土壤中的转化和重新分配,仅仅与腐殖质表面官能团的反交换过程密切相关。粘土矿物选择性吸附胡敏酸,而且优先吸附胡敏酸中低分子成分。     

不同作物根系对黑土中各氮组分含量的影响

以黑土为研究对象,通过室内培养试验研究了甜菜、玉米、大豆根系对土壤交换性无机氮、水溶性有机氮、微生物量氮和土壤全氮含量变化的影响。结果表明:添加甜菜、玉米、大豆根系,均降低土壤交换性无机氮和水溶性无机氮含量。三种作物根系处理均提高土壤水溶性有机氮和微生物量氮含量以及土壤交换性无机氮、水溶性有机氮、微生物量氮三者总含量,尤其是可以显著增加微生物量氮含量,从而大大增强了黑土的缓效氮的供应能力。并且这些作用与作物根系种类和数量密切相关。大豆、玉米、甜菜根系对土壤全氮影响较小,未达到显著水平。     

有机物料对不同作物根系土壤腐殖质组成和结构的影响

为探讨施用有机物料后不同作物根系土壤腐殖质各组分含量和胡敏酸元素组成的变化情况,以吉林农业大学试验田培肥2a的黑土为研究对象,试验选取3种作物(玉米、大豆、白菜),每种作物设4种施肥处理,包括化肥(CK)、玉米秸秆配施化肥、树叶配施化肥和鸡粪配施化肥。采用腐殖质修改法提取水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM),利用重铬酸钾外加热法测定腐殖质各组分有机碳含量,采用分光光度计法测定HA和FA的光学性质,通过光密度E_4/E_6值和元素组成分析HA的结构变化。结果表明:土壤总有机碳(TOC)和腐殖质各组分有机碳含量均表现为白菜玉米大豆。相比CK,配施有机物料后作物根系土壤TOC、WSS、HA含量分别显著增加5%~8%,34%~55%,8%~20%,FA含量变化不明显。相比树叶和鸡粪,秸秆可显著提高TOC含量;WSS在各物料之间差异不明显;HM含量表现为秸秆树叶鸡粪CK。有机物料对PQ值的影响因作物而异,秸秆和鸡粪对玉米、大豆根系土壤PQ值(HA占腐殖酸的比率)的影响相似,而鸡粪对白菜根系土壤PQ值的影响显著高于玉米秸秆。施用有机物料后HA的E_4/E_6未发生明显改变,FA的E_4/E_6显著提高。有机物料使根系土壤HA缩合度升高,分子结构更加复杂,且有利于HA含氮基团的形成,以秸秆处理作用最好。由此可见,有机物料具有良好的培肥效果,其中鸡粪对白菜根系土壤培肥效果最显著,秸秆与鸡粪对玉米、大豆根系土壤培肥效果相似,均显著高于化肥。     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

物联网安全及解决措施

物联网是一个集信息通信、数据交换、传感器技术与软件工程于一体的综合性产业,探讨和分析了物联网的结构体系与发展中遇到的安全问题。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。     

Characterization of physical and chemical properties of Varzea soils of Goias State of Brazil

Abstract

Brazil has approximately 30 million hectares of lowland areas, known locally as “Varzea,”; distributed throughout the country. Soils in these areas have the potential to support agricultural production, but very little is known about their fertility. The current experiment was undertaken to characterize the chemical and physical properties of representative “Varzea”; soils collected at 0–20, 20–40, 40–60, and 60–80 cm depth intervals from 23 sites in Goias State of Brazil. Organic matter contents averaged 42 g/kg in the surface 20 cm of soil and should make a significant contribution to overall nutrient availability. Soil pH increased slightly with depth from a mean value of 5.2 in the surface 20 cm of soil to a mean value of 5.4 in the 60–80 cm depth interval. Several soils had exchangeable Al values ≥ 1.0 cmol Al/kg, but soil Al saturation was generally less than the 60% level frequently associated with Al toxicity. However, cereal and legume production could benefit from lime addition in many of these soils. Although base saturation was fairly low in some soils, exchangeable Ca and Mg levels were, in general, adequate throughout the profile. Extractable P levels were adequate in most surface soil samples. Extractable K levels in these soils were generally low, and the application of K fertilizers should be beneficial, especially in conjunction with lime addition. The high clay content “Varzea”; soils of the Brazilian lowlands have some drainage problems but generally exhibit favorable chemical properties for crop production when compared to soils of the well‐drained Cerrados.