水基钻屑用作基质对植物生长和重金属富集特征的影响

通过将水基钻屑与土壤和(或)腐熟污泥以一定比例混合形成基质,在进行定量淋洗脱盐的基础上,研究了金叶女贞与狗牙根在该种基质上的生长状况与重金属富集特征。结果表明:经过淋洗,配比基质盐分、养分等主要理化指标满足植物生长需求,重金属含量符合CJT340—2016《绿化种植土壤》标准,满足绿化植物生长所需的环境质量要求。金叶女贞与狗牙根生物量的积累在不同配比基质中存在显著差异,其中在水基钻屑与土壤质量配比为10∶1与10∶2的基质中生物量最高。对于重金属的富集,金叶女贞与狗牙根在不同配比基质中存在一定差异,二者对镉、铅、铜存在富集作用。可见,水基钻屑合理配比后可作为基质用作绿化种植。     

基于废弃物的潞安煤矿废弃地改良土壤基质配比研究

为解决潞安矿区煤矸石山、塌陷地生态修复缺土少肥问题,本研究将粉煤灰、污泥与垃圾堆肥以5%、10%、20%体积比例正交混合配制改良土壤基质进行盆栽试验,观测不同配比土壤的理化性质、养分及重金属含量、高羊茅与紫叶小檗生长状况,并用主成分–聚类分析法筛选最优配比。结果表明:添加垃圾堆肥可以提高土壤有效养分与有机质含量,对土壤理化性质改良有明显效果;添加污泥仅提升土壤有效磷含量;添加粉煤灰在降低土壤容重、增大总孔隙度与非毛管孔隙度上效果明显,但对土壤p H、阳离子交换量(CEC)与碱解氮的改良具有显著负效应。各废弃物改良基质的碱解氮、有效磷、速效钾、有机质等含量均较高,土壤重金属含量也处在安全范围,而土壤容重、非毛管孔隙、pH、电导率(EC)与CEC等指标性质较优的处理组为粉煤灰∶污泥∶垃圾堆肥∶土=5%∶20%∶20%∶55%、10%∶10%∶20%∶60%、20%∶5%∶20%∶55%3个处理。经过综合筛选,本研究基质最优混合配比为粉煤灰∶污泥∶垃圾堆肥∶土=5%∶20%∶20%∶55%,可作为当地矿区废弃地生态修复客土材料推荐方案。     

模拟沼液淋溶灌溉对土壤下渗水的影响

采用动态淋洗试验分析施加不同浓度沼液后土壤下渗水的变化过程,以明确沼液灌溉对土壤下渗水的影响.结果表明,沼液浇灌后,黄壤下渗水pH呈先下降后升高的趋势,紫色土下渗水pH呈缓慢下降趋势,但二者变化均不大;2种土壤下渗水COD、TN、TP含量较沼液明显降低,且与浇灌沼液的浓度呈正相关关系;2种土壤下渗水Cu、Zn含量均在GB/T 14848-9第Ⅲ类标准以下,而Pb、Cd含量均超过GB/T14848-9第Ⅳ类标准.黄壤较紫色土对下渗水COD、TN、TP的污染风险小,而紫色土较黄壤对下渗水重金属的污染风险小.     

中国西南地区页岩气田水基钻屑理化性状与污染物分析

从重庆市涪陵页岩气田采集水基钻屑样品,对其理化性质与主要可能污染物共24项指标进行检测分析,结果表明:水基钻屑具有碱性强、盐分高的特征;速效钾含量较高(805～7 650 mg/kg),有效磷和碱解氮含量较低;可吸附有机卤化物(AOX)、矿物油、苯并[a]芘、粪大肠菌群值这4项主要有机污染物指标均符合GB/T23486—2009《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》要求;重金属含量均满足CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》中的I级或II级标准,满足道路绿化带、工厂附属绿地土壤对重金属含量的控制要求。Hakanson潜在生态风险指数法定量评估揭示,该页岩气田水基钻屑中重金属存在"轻度"潜在生态风险,其中Hg和Cd为主要贡献因子。因此,该页岩气田水基钻屑存在绿地土壤化利用的可能。     

猪发酵床废弃垫料不同配比基质对辣椒生长及品质的影响

以第一代猪发酵床废弃垫料基质(WD)为主要原料,通过添加蛭石和醋糟中的一种或两种进行基质配比,测定了不同复配基质的理化性质(容重、总孔隙度、水气比、pH、EC、全氮、碱解氮、有机质等),研究了不同基质对辣椒的植株生长、光合作用、产量及果实品质的影响。结果表明:T8处理(WD︰醋糟︰蛭石=9︰2︰6)的物理性质均在理想基质范围内;T7(WD︰醋糟︰蛭石=9︰4︰4)、T8、和T9(WD︰蛭石=9︰5)处理的全氮、碱解氮、速效钾含量较低,全磷、速效磷含量较高,pH较高,EC值较低;T7、T8和T9处理的辣椒植株株高、茎粗显著高于其他的处理;T8处理的辣椒叶片光合作用最强,叶绿素含量最高,且显著高于CK;T8处理的辣椒植株产量最高,其次为T4(WD︰醋糟=5︰2)处理,T4、T8处理分别较CK产量提高7.74%、11.14%;T7和T8处理辣椒的可溶性固形物含量相对较低,但其Vc、可溶性蛋白和可溶性糖含量相对较高。综合考虑,生产上推荐使用T8处理作为辣椒生长的有机栽培基质。     

模拟雨水连续淋洗下土壤化学性状动态变化特征的研究

本文从研究正常降雨对土壤性状的影响出发,进行了模拟雨水对酸性紫色土和石灰性紫色土的连续淋洗试验。试验结果表明在模拟雨水连续淋洗150天的过程中,土壤中钙、镁、钾、钠等盐基离子几乎都显示出一定程度的净淋溶特征,土壤中各盐基离子的动力学变化特征几乎都与抛物线扩散方程吻合。淋洗结束后土壤酸度未发生显著变化,但两种土壤CEC值均有所降低。     

城市污水处理厂污泥对沙漠化土壤的改良效果

为探究城市生活污水处理厂脱水污泥作为土地改良剂对沙漠化土壤的改良效果,确定合适的污泥掺混量,试验以离心脱水污泥与沙漠表层土壤按污泥掺混量为5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%充分掺混,以土壤物理指标、营养指标为考察指标,研究不同污泥掺混量对沙土的改良效果,并与3种适于耕作土壤平行对比。试验表明沙土经污泥掺混后,随着污泥掺混量的增大,其土粒密度、土壤容重降低;污泥掺混量与土粒密度和土壤容重呈负相关,相关系数可达-0.99,-0.89,而土壤孔隙度增加,呈正相关(r=0.79),当污泥掺混量大于10%后,污泥掺混量对土壤容重、孔隙度的改良效果减缓;改良沙土中有机物含量、含水率随污泥掺混量增加呈线性增加(r0.99),持水能力与污泥掺混量呈显著正相关(r=0.99)。改良沙土较对比土壤有更强的保水能力;氮、磷元素含量和污泥投加量呈显著正相关(r0.95),污泥掺混量为15%~25%时,改良沙土氮磷含量均接近对比土壤含量,污泥掺混对土壤全钾含量改善不大,但能有效提高土壤有效钾含量。污泥掺混量为10%~25%时,改良沙漠化土壤的理化性质接近对比适宜耕作土壤。     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

引黄灌区种植苜蓿对盐渍化土地理化性状的影响——以景泰县红跃村为例

为解决引黄灌区土地退化问题.研究种植苜蓿对盐渍化土地哩化性状的影响,在景泰县红跃村用分层取样测土的方法,对种植苜蓿后次生盐渍化土地土壤容重、电导率和pH值;土壤C、N含量的变化和土壤C、N含量与土壤物理性状的相关性等方面进行了分析.结果表明:种植紫花苜蓿后,次生盐渍化土壤理化性状发生了明显变化,各取样层次土壤有机质、有机碳含量和氮的含量随种植年限的延长显著提高,而土壤容重、K++Na+有下降的趋势.土壤容重与土壤有机质和有机碳含量在p=0.02的水平上具有负显著相关关系,但不同层次土壤电导率及pH值与样地种植年限不存在明显的相关关系.提出在引黄灌区次生盐渍化土地进行人工种植苜蓿并使之产业化生产,是实现引黄灌区次生盐渍化土地恢复治理、可持续发展的有效途径.     

深松对苏打盐碱化旱田改良与利用的影响

通过对不同深度深松对经过微咸水淋洗改良的中度和轻度苏打盐碱化旱田的土壤体积质量(容重)、含盐量和pH等理化性状及作物产量等相关性状的影响研究,结果表明:深松措施能够有效地降低经过淋洗改良的中度和轻度苏打盐碱化旱田的土壤体积质量、含盐量和pH,明显改善其土壤理化形状,有效地促进作物根系发育,显著提高作物产量。深松措施可作为苏打盐碱土改良与持续利用的有效耕作方式加以实施;深松方法以效果极为显著且具有可操作性的原垄垄沟深松40cm,中耕时垄沟深松30cm为佳。     

再生水盐分在亚热带不同土壤中的迁移特性及其差异

为了合理评价再生水灌溉盐分对土壤环境的影响,分析盐溶液淋溶亚热带土壤流出液盐分变化规律及其对土壤化学性质的影响差异,该文采用定水头入渗法,模拟不同浓度钠盐溶液淋溶黏性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土等5种亚热带地区土壤,并观测土壤流出液电导率（EC）和pH值的差异。试验结果表明：1）高浓度盐溶液对黏粒含量较高的红壤、紫色土、黏性潮土的穿透能力弱于黏粒含量较低的水稻土和沙性潮土。同等浓度水平处理达到相同的穿透程度,酸性土壤（红壤、紫色土、水稻土）能承受更多的低质水量。2）盐分在土壤中的迁移速度主要由土壤理化性质决定,土壤黏粒含量、交换性铝含量会显著减缓盐分在土壤中的迁移能力,而土壤粉粒含量、EC、pH值以及交换性钙、镁含量会促进盐分在土壤中的迁移。盐分更容易穿透碱性土壤（黏性潮土和沙性潮土）而流出,碱性土壤流出液相对EC最大变化速率比酸性土壤高36%。基于Boltzmann函数拟合表明,入渗水盐浓度及土壤理化性质对模型参数有显著影响（P<0.05）。3）土壤化学性质受入渗液盐分浓度的影响程度不仅与土壤本身的化学性质有关,也与土壤质地中的粉粒、黏粒含量有极显著的关系（P<0.01）。各浓度盐溶液对碱性土壤的pH值影响不明显,对酸性土壤的pH值影响较大,其流出液pH值减少1.6～2.6个单位,其中红壤的pH值变化最大,其次为紫色土。入渗液EC高于4.77 dS/m的处理对土壤流出液的稳定pH值影响增幅不明显。因此,利用低质水灌溉时要依据土壤理化性质合理限定水中盐浓度。     

亚热带土壤导水特征对钠盐溶液浓度的响应

再生水中高浓度钠盐溶液入渗对土壤水力特性的影响是长期低质水灌溉引起土壤生态环境退化的关键问题之一。该文采用定水头渗透法、一维水平土柱吸渗法测定不同浓度钠盐溶液条件下亚热带地区黏性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土、紫色土共5种土壤的水动力学参数,分析了土壤理化性质和钠盐溶液浓度对土壤导水特征的影响及其作用机制。结果表明:土壤粉粒、交换性钙及交换性镁含量具有促进土壤水分运动的作用,而土壤黏粒、交换性铁及交换性铝含量则表现出抑制作用。与蒸馏水处理相比较,钠盐加快了土壤水分黏性潮土、沙性潮土及水稻土中的土壤水分运动速率,分别可最高提升其土壤水分扩散率为22.0%、37.3%、39.7%;钠盐减缓了红壤和紫色土的水分扩散速率,溶液钠盐浓度越高,其抑制作用越明显。土壤饱和导水率随溶液盐浓度升高呈先降后升的趋势,1~10 g/L钠盐浓度范围内土壤饱和导水率与钠盐浓度具有良好的抛物线关系(R^2>0.807),各土壤导水率最小极值点的钠盐浓度在5 g/L左右。因此,再生水灌溉利用时其盐浓度适度控制低于其极值点浓度。     

不同矿化度咸水在滨海典型植被盐碱地中的入渗特性研究

基于滨海盐碱区典型植被白茅、盐地碱蓬和裸地的土壤性状调查,开展了不同矿化度咸水(0、5、10 g/L)在上述典型地块中的水分入渗试验,以分析滨海盐碱区典型植被对土壤结构特征、咸水入渗特性、水盐分布规律的影响.结果表明:①裸地、盐地碱蓬地和白茅地土壤容重和含盐量依次降低、土壤大粒径水稳性团聚体含量依次增加;②同一地块初始...     

积水条件下连续和间歇供水对土壤入渗特性的影响

土壤入渗与地表径流、土壤侵蚀、土壤养分流失和面源污染等密切相关。通过对紫色土中的黏壤土进行不同积水深度下连续供水和相同积水深度下间歇供水的土柱模拟实验,对紫色土一维垂向入渗特性进行了研究。结果表明,当积水深度为1～10cm时,积水深度对累积入渗量及入渗率基本上没有影响;积水深度一定时,连续供水下土壤容重和初始含水率对紫色土入渗特性有较大影响,累积入渗量和入渗率随土壤容重和初始含水率的增加而减少;积水深度一定时,间歇供水下紫色土入渗曲线为间断的非连续曲线,第1周期与连续供水的入渗过程一致。从第2周期开始,间歇供水的累积入渗量及入渗率均小于同条件下的连续供水,间歇供水的紫色土入渗特性与供水周期及循环率等密切相关。     

Elemental Relationships and Growth and Development of Spinach Grown with Sewage Sludge

A pot experiment with spinach (Spinacia oleraceae L. Fam.: Chenopodiaceae) was conducted aiming to investigate the effect of the addition of sewage sludge (SS) on soil substrate, the growth of spinach, and the plant interactions of CaxCd and ZnxCd. There were six substrates obtained by mixing soil and sludge in different proportions by volume (20:1, 10:1, 6.7:1, 5.0:1, 4.0:1, 3.3:1) and a control (only soil). The highest biomass was achieved in treatments 20:1 and 10:1. There was not a linear increase due to toxicity when SS was added in higher proportions. Sludge improved soil fertility by increasing organic matter and total N. Furthermore, in all plant parts of spinach, the Ca and Zn contents were synergistically interrelated with the Cd content, facilitating Cd uptake. The use of sewage sludge as soil amendment is not applicable on agricultural land due to the accumulation of Cd in plant.     

椰糠型生态保育基质的水力-入渗特性及配比寻优

[目的]荒漠戈壁因降水量少、蒸发量大等环境因素胁迫,植被稀疏,水土流失严重。探索适宜的土壤改良方法,以提升其保水性、持水性,对于荒漠化防治及戈壁生态农业发展十分重要。[方法]以无椰糠基质组别T0(风沙土∶有机肥∶人造泥炭=7∶3∶1)为对照,对理化性质较好的3组配比椰糠型生态保育基质(风沙土∶椰糠∶有机肥∶人造泥炭=3.5∶3.5∶3∶1或3∶4∶3∶1或2∶5∶3∶1,依次为T1、T2、T3)进行水力-入渗特性试验;利用离心机法测定基质水分与吸力的关系,探究该基质的水力特性;再通过室内定水头土柱入渗试验分析基质的入渗特征;并以测定的各项指标为基础,结合坐标综合评定法进行配比寻优。[结果] T1、T2、T3组别较之T0组别,田间持水量分别增加10.22%,12.13%,14.99%,全有效水含量分别增加8.10%,8.81%,12.83%;在吸力水头的对数值P_f=1.8～3.8阶段(基质吸力对数值),各组别比水容量均值大小为T3>T2>T1>T0;根据灰色关联分析,入渗能力大小为T3>T2>T0>T1。[结论]适宜比例椰糠混掺改...     

人工降雨条件下施加粉煤灰对耕作土壤结构和水土流失的影响研究

利用人工模拟降雨试验,研究了0°～20°坡度下的耕作土壤施加0～10%的粉煤灰后,对土壤结构和入渗、产流、产沙的影响。研究结果表明：随农田耕作层中粉煤灰含量的增加,土壤入渗速率明显加快,含10%粉煤灰土壤的入渗速率,较对照(土壤不加粉煤灰)提高了55.34%;施加粉煤灰降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,含10%粉煤灰的土壤,在10°坡时的容重较对照减小了17.42%,而孔隙度提高了9.84%;坡面产流量和土壤流失量降低,含10%粉煤灰的土壤,在20°坡时的产流量仅为对照的26.87%。因此,施加10%的粉煤灰,可有效改善土壤结构和蓄水减沙,具有较高的实用价值。     

土壤侵蚀因素对紫色丘陵区坡耕地耕层质量影响

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层土壤质量退化和土壤生产力不稳定的关键因素。该文以紫色丘陵区坡耕地为例,对坡耕地不同地力等级耕层土壤质量、渗透性能及耕层类型进行聚类分析,讨论了土壤侵蚀对坡耕地耕层厚度影响及合理耕层土体构型。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤质量具有中等程度变异性,有效土层厚度(15~80 cm)和耕层厚度(15~25 cm)变异系数分别为12.18%和37.26%,土壤有效磷变异系数可达94.51%,说明土壤物理指标变异性小于化学指标变化;三级以下地力耕层构型为近似全虚或全实剖面结构,五等地力坡耕地产量下降50%左右。(2)紫色土坡耕地不同坡位、不同垂直深度的耕层土壤物理性质、持水性能及耕作性能差异显著(P0.05),土壤容重为上坡下坡中坡,土壤抗剪强度为上坡中坡下坡,土壤稳定入渗为下坡中坡上坡,土壤贯入阻力表现为中坡上坡下坡;除土壤入渗外,土壤容重、抗剪强度、贯入阻力均表现为底土层心土层耕层;坡耕地0~40 cm土层中蓄存降水可被农作物利用70%左右。(3)中度侵蚀程度坡耕地,年均耕层厚度薄化值为1.04~3.04 mm,坡耕地合理耕层建立可选择有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性为坡耕地合理耕层评价最小数据集,耕层构型总体保持上虚下实型、耕层厚度20~25 cm、有效土层厚度50~60 cm。(4)紫色土坡耕地可分为四种耕层类型,其障碍耕层主要表现为有效土层厚度限制型(第II类)、耕层厚度限制型(第III类)和土壤养分限制型(第IV类),分别占耕层总量30%、10%、3%;紫色土坡耕地合理耕层建立应重点关注有效土层厚度和耕层厚度调控。研究结果可为客观认识土壤侵蚀与紫色土坡耕地耕层退化关系、合理耕层构建提供理论依据和技术参数支持。