农村三格化粪池尾水原位土壤消纳研究

基于“厕所+三格化粪池+庭院消纳+菜园经济”模式,根据化粪池尾水在菜园不同距离土壤中的富集量,采集不施尾水处理（CK）、前段0~1.5 m（S1）、中段1.5~3.0 m（S2）和后段3.0~4.5 m（S3）菜园表层土壤样品,对土壤化学性质、酶活性和微生物多样性进行测定,探究农村三格化粪池尾水原位土壤消纳对蔬菜种植土壤环境的影响。相比于不施尾水处理,三格化粪池尾水经原位土壤消纳后,土壤pH值降低0.83~0.91,有机质含量提高29.6%~39.5%,全磷含量提高125.0%~171.4%;蔗糖酶（S-SC）活性提高157.0%~170.0%,过氧化氢酶（S-CAT）活性降低12.7%~19.0%,脲酶（S-UE）活性降低36.0%~43.4%（P<0.05）。土壤环境中真菌和细菌群落多样性（Shannon）及群落丰富度（Ace）显著提高（P<0.05）;尾水原位土壤消纳提高了红球菌属（Rhodococcus）、节杆菌属（Arthrobacter）、溶杆菌属（Lysobacter）及微枝形杆菌属（Microvirga）等有益菌的相对丰度,也提高了分枝杆菌属（Mycobacterium）、枝孢菌（Cladosporium）等致病菌的相对丰度。研究表明：三格化粪池尾水原位土壤消纳方式可提高庭院菜园土壤肥力和土壤微生物多样性,实现尾水资源化利用;然而也存在致病性微生物环境风险,因此需加强前端尾水的监测和无害化处理,为厕所污水处理技术的优化提供数据支撑,推广该模式对建设农村人居环境、改善农民生活品质具有重要意义。     

秦岭土壤环境变化对土壤动物群落的影响

为探讨秦岭土壤环境变化对土壤动物群落结构的影响,采用取样调查法,调查了秦岭太白山自然保护区不同类型土壤环境中土壤动物群落,共捕获土壤动物5 048只,分别隶属于23个类群。土壤动物群落随土壤环境的改变而发生明显的变化。土壤理化特性测定表明:腐殖质和氮磷钾3种营养元素在5种土壤环境中的含量随着海拔增高向上逐渐增加,特别是在棕壤森林土、暗棕壤森林土和亚高山草甸土中的含量比较高;供试土壤酸度随海拔高度增加逐渐增加:土壤pH值由7.08降至5.18;土壤容重总体上呈先减小后增加的趋势;而土壤孔隙度的变化规律刚好相反;土壤质地逐渐从壤质粘土变为沙质壤土;土壤微生物数量逐渐增加,其中土壤细菌和土壤放线菌数量在暗棕壤森林土中最高,土壤真菌数量在棕壤森林土为最高,而在亚高山草甸土和高山草甸土中,土壤微生物的数量陡然下降。多样性指数研究结果表明,土壤动物群落随土壤环境的改变而发生明显的变化:土壤动物多样性指数依次为棕壤森林土褐色森林土亚高山草甸土暗棕壤森林土高山草甸土。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数能较好地反映不同土壤环境中土壤动物群落的多样性状况,并且和Berger-Parker生态优势度指数呈明显的负相关。     

生物炭及其对土壤环境的影响

综述了生物炭的基本特性、环境效应以及生物炭对土壤理化性质、微生物数量及种群结构多样性的影响。土壤中添加生物炭可以提高其对土壤水分和养分的吸附能力,并且增加土壤持水性和养分有效性,延缓肥料养分的释放,进而增加土壤保肥能力,提高养分利用率;生物炭的特性也为土壤微生物提供了栖息的场所和养分,从而提高土壤微生物的数量。不同生物炭类型所提供的碳源的差别,将会引起土壤微生物群落组成和多样性发生变化。最后,对生物炭研究过程中需要注意的问题进行了展望。     

垂直流美人蕉模拟人工湿地对化粪池出水的净化效果

通过在3种不同基质上种植美人蕉，研究了垂直流美人蕉模拟人工湿地系统对化粪池出水的净化效果以及不同水力负荷对污水净化效果的影响。结果表明，不同填料、不同水力负荷对污水中TP、COD、NH4^ -N、BOD5的净化效果不同。由于美人蕉根系和微生物的吸收与分解作用以及基质的吸附作用，种植美人蕉的人工湿地出水水质要比对照好。     

覆盖方式对温室红椒生长发育及土壤环境的影响

为了研究不同覆盖方式对温室红椒的生物学及土壤环境效应。采用田间试验,分析了地膜覆盖、秸秆覆盖和地膜加秸秆覆盖对温室红椒土壤温度、生长发育、营养品质、产量、土壤理化性质、土壤微生物、酶活性和水分利用效率的影响。结果显示,地膜加秸秆覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖均可提高温室红椒土壤温度、株高和茎粗,提高土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量;3种覆盖处理均可提高土壤细菌数量、放线菌数量、微生物总量和B/F值及土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,降低真菌数量,并提高红椒维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,降低硝酸盐含量。地膜覆盖、秸秆覆盖和地膜加秸秆覆盖处理的水分利用效率和产量显著增加,水分利用效率分别为不覆盖处理(对照)的1.77倍、1.63倍和1.81倍,产量分别增加11.12%、8.98%和15.99%。表明地膜覆盖、秸秆覆盖,特别是地膜加秸秆覆盖处理有利于改善温室红椒土壤微生物群落结构和理化性质,提高土壤温度和水分利用效率,增加土壤微生物数量和土壤酶活性,促进红椒生长,改善品质和提高产量。     

三格化粪池厕所的功能定位及在农村改厕中的应用误区

三格化粪池厕所因价格低廉、运维简便，成为当前欠发达地区农村厕所革命的主要技术模式，但在实际应用中普遍存在对其功能定位的认识误区，对化粪池后期的正确使用、粪污的无害化处理及粪肥有效回用造成了不良影响。因此，本文通过溯源化粪池发展历程，分析其在不同卫生模式下的功能定位，并揭示三格化粪池厕所具有卫生性和环保性的历史使命。在此基础上，通过剖析部分地区当前农村改厕存在的3个典型误区，即采用普通水冲式便器、“管道收集+（集中型）大化粪池”和“收集+异地脱水干燥制肥”应用模式的问题，指出需重视化粪池正确利用，并结合农村改厕中化粪池应用提出合理化建议。     

施磷对土壤环境以及土壤微生物的影响

介绍了目前我国施加磷肥的现状,土壤中磷素的形态、施肥对土壤中磷素的影响等,然后从磷肥中的重金属对土壤生态环境的影响、磷肥中放射性元素对土壤生态环境的影响这2个方面着重介绍了施磷对土壤环境的影响,最后为了提高磷肥被植物吸收利用的效率,阐述了土壤微生物对磷的相互作用的关系,长期施用磷肥对土壤中的微生物起着选择性作用,使土壤中的微生物发生了适应作用,适应作用主要表现为增强了微生物对土壤磷的转化和利用、凸显微生物对无机固定态磷的溶解作用、促进了微生物降解矿化作用、提高了微生物对磷的固持效率、VA-菌根真菌对磷的作用效果明显等。     

甘薯种植对苏北沿海滩涂土壤环境的影响

为明确在苏北沿海滩涂上种植甘薯对土壤环境的影响,在3个盐分梯度的盐碱土上进行甘薯栽培试验,研究甘薯在不同盐分土壤下生长性状的差异以及甘薯种植对土壤盐分、养分、土壤微生物碳含量的影响。结果表明,随着土壤盐分的增加,甘薯生长受到抑制,但在2.0~3.1 g·kg^-1土壤盐分水平下,甘薯生长性状与1.0~2.0 g·kg^-1盐分下差异不显著,说明甘薯具有一定的耐盐性。在3.1~4.8 g·kg^-1土壤盐分下甘薯各项生长指标显著下降,说明甘薯已受到严重的盐胁迫。随着甘薯生长进程,土壤盐分呈现逐渐下降的趋势,1.0~2.0、2.0~3.1 g·kg^-1盐分的土壤的呼吸强度呈现先上升后下降的趋势,但在甘薯收获后,其土壤呼吸强度依然高于甘薯种植前。在甘薯生长期内,土壤全氮含量以及有机质含量先升后降,土壤全钾含量先降后升。土壤盐分越大,土壤微生物碳含量越低,随着甘薯生长进程,1.0~2.0、2.0~3.1 g·kg^-1土壤盐分下,土壤微生物碳含量呈现逐渐增加的趋势。由此可见,甘薯具有一定的耐盐性。在苏北沿海滩涂上种植甘薯可降低土壤盐分,促进微生物繁殖,提高土壤养分,尤以对盐分含量为1.0~2.0、2.0~3.1 g·kg^-1的盐碱地的生态环境的改善效果较好。     

清水苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯根际土壤环境酶活性和微生物群落的影响

为缓解马铃薯连作障碍,以新大坪马铃薯为供试材料进行盆栽试验,设置4年龄清水苜蓿根际土壤浸提液与水5种不同配比(1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)混合液作为处理,以浇灌等量水作为对照组(CK),探究不同浓度清水苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯根际土壤环境酶活性和微生物群落的影响.结果表明,4:1混合液处理的土壤过氧化氢酶...     

乙草胺在土壤环境中的降解及其影响因子的研究

采用实验室模拟方法研究了乙草胺在不同土壤中的降解动态。结果表明,在未灭菌的土壤中,乙草胺3种添加浓度(1.25、2.5和5.0mg·kg-1)处理的半衰期为2.8～5.1d,远远小于在灭菌土壤中3种添加浓度处理的半衰期(20.0～25.1d);乙草胺在偏碱的华北褐土中降解较快,2.5mg·kg-1处理的半衰期为4.2d,而在偏酸的东北黑土和湖南红土中降解较慢,半衰期为6.5～10.7d;土壤相对含水量由13%增至27%,乙草胺降解半衰期由7.3d缩短至3.0d;随着环境温度增高(20℃上升至30℃),乙草胺降解速度加快(半衰期由5.7d缩短至3.3d);乙草胺在黑暗条件下降解半衰期为3.8d,而在光照条件下的半衰期为5.2～6.5d。可见,5种试验因子对土壤中乙草胺的降解均有不同程度的影响。其中土壤微生物是影响乙草胺降解的主要因素,有利于土壤中微生物生长的环境因素,如偏碱的土壤、较高的环境温度和土壤湿度等,对土壤中乙草胺的降解有促进作用。     

三格化粪池在我国农村改厕中的应用现状及模式类型

三格式户厕是我国农村改厕推荐模式之一,三格化粪池是三格式户厕的核心组成部分,也是当前我国厕所革命推进过程中应用最广的粪污处理设备。本文基于三格化粪池在我国农村改厕中的应用情况,分析了三格化粪池在实际应用中存在的常见问题,明确了当前粪污资源化利用与达标处理技术类型的适应范围和优缺点,最后对农村三格化粪池技术进行了展望,旨在为三格化粪池模式建设提供技术指导,为进一步优化粪污利用技术、规范改厕工作提供理论参考。     

两种典型温度下农村化粪池出水氮素在原地土壤中的迁移转化过程

为探究典型温度下（25℃和5℃）农村化粪池出水氮素在排污口原地土壤中的迁移转化过程,采集原地表层土壤及化粪池出水,构建室内模拟系统,分析化粪池出水经土壤渗滤前后氮素组成。结果表明,农村化粪池出水氮素以可溶性无机氮（DIN）为主,其中NH₄⁺-N占70%以上;两种温度条件下化粪池出水DIN差异不显著（P>0.05,n=12）,NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N浓度均具有极显著性差异（P<0.01,n=12）,25℃时硝化作用明显,导致出水NH₄⁺-N低于5℃,NO₂^--N、NO₃^--N高于5℃;两种温度条件下原地土壤对化粪池出水DIN均有削减作用,其中NH₄⁺-N削减量均占DIN削减量60%以上;25℃和5℃条件下,NH₄⁺-N削减率分别为23.11%~47.37%和25.37%~43.47%;25℃时NH₄⁺-N削减主要通过氨挥发、反硝化、厌氧氨氧化等作用完成,而5℃时NH₄⁺-N削减主要通过土壤NH₄⁺-N吸附作用完成;25℃时土壤对NO₃^--N还存在蓄积作用。研究表明,两种温度下化粪池出水NO₂^--N和NO₃^--N在原地土壤中可发生反硝化或异化还原作用进而得到削减。     

土壤调理剂应用现状及施用风险研究

伴随着土壤的不断开发和利用,土壤污染、退化问题愈发严重,严重限制了土地的生产力,由此土壤调理剂应运而生。合理使用土壤调理剂产品能有效改善土壤物理性状、化学性状,补充土壤中的营养元素,同时对土壤微生物群落的结构和数量进行调整,从而改善土壤的障碍因子,使之可再次进行投入高质高效的农作物生产活动。但土壤调理剂的不合理施用会直接引起土壤退化加剧甚至产生二次污染,同时长期施用土壤调理剂也可能会对土壤生态系统的结构和功能造成一定影响,导致土壤的产能与品质下降,引发农产品安全等相关问题。本文根据现阶段我国土壤调理剂研究及应用状况,分析不同类型的土壤调理剂在施用过程中可能产生的环境风险,并对土壤调理剂的施用提出了展望及管理建议。     

黑土重金属元素局地分异及环境风险

选择典型黑土3个基本样区的191个土壤样品,探讨了8种重金属元素的分异状况。结果表明,不同重金属元素,整体上存在区域差异,表层中Cu、Zn、Cr、Hg均为海伦高于其他两地,Pb为公主岭>海伦>北安;亚表层含量略有降低,分异趋同于表层。不同利用黑土的方式Cu、Zn、Cr、Hg大豆土壤高于玉米和荒地,Pb、Ni、As、Cd基本呈现玉米>大豆>荒地,整体上荒地土壤重金属含量低于耕地。与土壤理化性质的关系主要体现在公主岭地区,Cu、Zn、Pb、As与全P、全K呈相反的显性相关趋势。重金属的环境污染及潜在生态风险均为海伦>公主岭>北安,海伦地区已构成轻度污染,公主岭存在较大的潜在污染,北安土壤相对较为清洁,Cd、As、Hg在3地区均存在较大的环境风险。     

波尔多液在苹果和土壤中残留动态及环境风险评价

波尔多液是以碱式硫酸铜为活性成分的果园杀菌剂。为明确波尔多液中铜离子在苹果果实和土壤中的残留动态,评价波尔多液施用的环境风险,选择80%波尔多液可湿性粉剂,在江苏徐州和河北石家庄两地分别开展铜在苹果和土壤中残留特征试验。结果表明,波尔多液按照推荐剂量和施药次数施用后,铜在苹果果实上的残留浓度<2 mg.kg-1,符合我国食品卫生标准铜残留量规定(10 mg.kg-1)。徐州和石家庄土壤中铜原始沉积量分别为36.9 mg.kg-1和28.0 mg.kg-1,最终残留量最大值分别为128.4 mg.kg-1和39.8 mg.kg-1,在土壤中有积累效应。徐州果园长期使用波尔多液,土壤铜残留量较高,已接近国家土壤铜环境标准限值,其安全施用年限约为10年,建议慎重施用铜制剂。     

喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素

土壤真菌是生态系统物质循环和能量流动的重要推动者。为探明西南喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素,选择了三个典型森林（灌木林、次生林、原生林）的土壤样品进行真菌ITS高通量测序。结果表明,灌木林和原生林土壤理化性质最为接近,养分含量较高。33个土壤样品中共获得2 013 410条有效序列,9677个OTUs,分属于18个门、59个纲及946个属。三类森林土壤真菌均由子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、未分类真菌（unclassified Fungi）、被孢霉门（Mortierellomycota）和罗兹菌门（Rozellomycota）组成,其中,子囊菌门和担子菌门是三类森林土壤真菌的优势菌门,所占比例近80%。原生林和灌木林α多样性最高,具有最为接近的真菌群落组成和结构。LEfSe分析表明,各森林关键优势真菌类群各不相同,灌木林中的差异种有粪壳菌纲（Sordariomycetes）,散囊菌（Eurotiomycetes、Eurotiales）,丛赤壳科（Nectriaceae）;次生林的差异种主要是伞菌纲（Agaricomycetes）和古根菌纲（Archaeorhizomycetes）;而未分类的伞菌目（unclassified Agaricales）和丝盖伞菌（Inocybaceae、Inocybe）则在原生林起关键作用。相关分析发现土壤真菌与土壤理化因子显著相关且关系十分密切,冗余分析进一步表明土壤的交换性钙离子、镁离子、全钾、温度对真菌群落的分布作用较大,是影响喀斯特森林土壤真菌群落结构和分布的主导因子。     

北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价

 【目的】探明土壤有效磷的空间分布,为合理科学配方施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供依据。【方法】在北京郊区平谷区布设1 058个采样点,测定其耕层（0～20 cm）与亚耕层（20～40 cm）土壤有效磷含量。应用地统计学方法对数据进行分析。【结果】平谷区耕层和亚耕层土壤有效磷的变异系数分别为1.15和1.29,均属强变异程度,其平均含量分别为32.80和9.74 mg?kg-1,耕层含量高于亚耕层,表现出一定的表聚性。耕层和亚耕层有效磷的空间相关距离分别为14.6和15.8 km。平谷区耕层土壤有效磷含量空间分布表现为：低山区＞平原区＞山区,主要与高程、土地利用方式及施肥量有关。亚耕层有效磷空间分布格局与耕层相似,但其含量远小于耕层。耕层土壤有效磷含量超过临界值（60 mg?kg-1）的概率为70%～90%的区域占研究区总面积的1.9%,主要分布在西北部的半山区。概率＜20%的区域占研究区总面积的70.1%,分散分布于东北部山区、东部半山区及中部、西南部平原区。【结论】平谷区果园、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余,有机肥和化肥的大量投入是平谷区土壤有效磷含量高的主要原因。大华山镇中部及刘家店乡东南部部分区域作为农业面源磷污染的重点控制区,应引起足够重视。     

韶关工矿区水稻土和稻米中重金属污染状况及风险评价

为探明韶关市工矿业活动对矿区周边农业生产的影响,选取韶关市凡口铅锌矿(FK)、大宝山多金属矿(DBS)、曲江发电厂(QJ)三个典型工矿区为研究对象,采集周边村庄的54个稻田土壤及对应的54个稻米样品,分析了重金属含量特征,并采用潜在生态风险评价法和人体健康风险评价法对土壤-稻米中重金属进行生态风险及人体健康风险评价。研究表明,三个典型工矿区周边水稻土中重金属严重超标,Cd、Pb、Cu、Zn含量的超标率分别为100%、30%、50%、74%;水稻土均具有很高或高潜在生态风险,风险大小依序为QJFKDBS;其中Cd为最主要的风险元素因子。稻米中Cd、Pb、Cu、Zn含量超标率分别为94%、85%、2%和4%,Cd和Pb是稻米中最主要的健康风险因子。土壤重金属的人体健康风险评价结果表明,工矿区周边水稻土中重金属的非致癌健康指数均小于1,不会对周围居民造成明显的非致癌健康影响,其中Pb是最主要的非致癌风险元素因子;水稻土中的Cd致癌风险度基本在可接受风险水平,但仍不可忽视其对矿区儿童的潜在致癌风险;经口摄入是最主要的土壤重金属非致癌和致癌风险暴露途径。稻米中重金属的健康风险远高于土壤,对周围村民存在明显的非致癌风险,甚至慢性致毒效应;其中Cd和Pb是研究区域稻米中最主要的非致癌风险元素因子;稻米中Cd的致癌风险度在10~(-3)~10~(-2)范围,远远超过了可接受风险水平(10~(-6))。研究结果为当地如何采取有针对性的措施以防治土壤重金属污染、保障矿区居民健康提供了更全面的依据。