煤矸充填复垦土壤可溶性镉的分布特征与运移模拟

在现场调查研究煤矸石充填复垦地上覆土壤可溶性镉含量的基础上,应用田间小区试验,模拟土壤可溶性镉的迁移特征。结果表明,土壤可溶性镉在时间和空间维度上都具有明显的分布特征:可溶性镉浓度沿剖面深度逐渐递增,即离煤矸石层越近,浓度越高;随时间推移,土壤下部接近煤矸石处,可溶性镉浓度的富集现象存在。模型模拟结果显示,由于土壤毛管力作用,接近煤矸石层的土壤可溶性镉浓度每年可增加10%左右,但表层土壤(0~40cm)增加速度缓慢或反而有所下降。尽管如此,由于植物根系活动,煤矸石中镉析出具有一定的生态环境风险。     

粉煤灰充填复垦地理化特性与重金属分布特征研究——以淮南洛河电厂粉煤灰复垦地为例

本文以淮南上窑储灰场中的粉煤灰充填复垦地为研究对象,选择粉煤灰复垦地与灰场周边非复垦区对照地块进行布点采样,在复垦地中分六层[H1(0～20 cm)、H2(20～40 cm)、H3(40～60 cm)、H4(60～80 cm)、H5(80～100 cm)、H6(100～120 cm)]分别采集土壤、粉煤灰样品并进行监测,对照地块按照同样方法采样监测,分析复垦地土壤理化性质和重金属的分布特征.研究结果显示,随着采样深度的增加,复垦地pH值从8.21到8.49呈递增的空间分布特征,各采样层pH值均高于对照地块;随着采样深度的增加,复垦地的含水量呈增加的空间分布特征,对照地块的含水量则是先增加后减少,粉煤灰基质具有良好的保水性能;养分含量在不同层位存在较大差异,粉煤灰复垦地速效氮、速效钾含量从H1至H6层呈现减少后增加的空间分布特征,在H3层处达到最小值16.23mg· kg-1、158.97 mg·kg-1,复垦地各层位的速效氮含量均低于对照地块、速效钾含量均高于对照地块;复垦地与对照地块的速效磷含量均呈现先减少后增加再减少的空间分布特征,最大有效磷含量分别为10.01mg·kg-1、11.91 mg·kg-1.对比土壤养分分级标准,复垦地土壤中速效氮、速效磷含量均处于缺乏水平,应增施磷肥、氮肥或有机肥以增加土壤养分.粉煤灰复垦地表层土壤和粉煤灰中的Cu、Cr、Pb、Zn、Cd、Ni等元素中Cr、Pb、Zn含量均低于淮南土壤背景值和中国土壤背景值,其中粉煤灰层中各重金属元素均处于土壤环境质量标准的二级范围内,其余各层位重金属元素除Cd均处于土壤环境质量标准的一级范围内;土壤中各重金属元素含量除Zn外均低于粉煤灰中的含量,且粉煤灰层中重金属有向表土迁移的趋势.     

不同水质灌溉下绿地养分积累及其比较

对天津泰达开发区的清水、清水和处理水混合水、处理水灌溉区进行土壤和植物调查研究，分析不同水质灌溉下土壤、植物中养分含量的变化，发现混水、处理水灌溉土壤中全氮、有机质、pH值增加不明显，部分甚至有下降趋势，但水解氮、速效磷、速效钾在混水和处理水灌溉土壤中均增加显著.植物叶中氮、磷、钾含量变化较小，与土壤中的相应元素没有表现出相关性，说明混水和处理水中的养分并没有为植物有效利用.对土壤不同层上的养分研究表明，长期灌溉混水或处理水后，除有机质外，其它养分易于向下迁移，使不同层上没有表现出明显差异.      

粉煤灰场复垦土壤养分含量及其与土壤理化性质的响应研究

[目的]研究粉煤灰复垦地最佳的复垦模式,以及土壤养分含量及其与土壤理化性质的响应关系。[方法]以淮南市上窑灰场土地复垦地为研究区域,选取同一地块不同覆土水平的区域做对比研究,以土壤的容重、pH、含水率、有机质、总氮、有效磷和有效钾以及不同覆土厚度下的小麦生物量为研究指标,研究粉煤灰场复垦土壤养分含量及其与理化性质的响应。[结果]粉煤灰复垦地,有效磷和含水率、总氮和pH、有机质和有效钾具有良好的线性相关响应;当土壤覆土厚度小于38 cm时,粉煤灰可以对复垦地的营养状况具有良好的改善,使小麦具有较高的产量,当覆土厚度大于70 cm时,不利于粉煤灰层对覆土层的改善,影响小麦产量。[结论]该研究为复垦工作和农业种植提供指导和参考。     

黄土区大型露天煤矿不同复垦模式和年限下土壤肥力的变化——以平朔安太堡露天煤矿为例

我国工矿区大都处于生态环境脆弱区,露天矿产开采所造成的以土地破坏为主的生态环境破坏最为严重。通过对平朔安太堡露天煤矿不同复垦年限及复垦植被模式下采集的土壤进行土壤养分含量以及物理性状的分析测定,研究不同复垦年限及复垦模式对煤矿区复垦地表层土壤肥力的影响及其变化规律,结果表明不同复垦时间及复垦植被配王方式各有其优势,复垦时闻越长乔木类植物混交林的生物群落越复杂,我们可以在复垦初期种植沙棘防风回沙、涵养水源、保持水土,改善土壤理化性质,进而逐步增加油松、刺槐、榆树、杨树等树种,植被演替类型增加,从而得到长期稳定生长的植物,在搞好生态效益的同时,逐步向经济效益转化,以利矿区的持续发展。     

不同复垦方式对煤矿复垦区土壤养分状况的影响

以济宁市采煤塌陷区粉煤灰充填、煤矸石充填、引湖充填、引黄充填、预复垦5种方式的复垦土壤为研究对象,研究不同复垦方式对土壤养分及整体肥力恢复程度的影响。结果表明,在0~30 cm耕作层,煤矸石充填较其他方式对复垦土壤碱解氮、有效磷和有机质的含量提升效果更显著,分别达28.07 mg/kg、45.15 mg/kg、1.14%。速效钾含量以引黄充填最高,粉煤灰充填对耕层土壤碱解氮含量影响最小,预复垦对耕层土壤有效磷、速效钾、有机质含量的影响最小;在30~50 cm土层,对复垦土壤养分提升效果最显著的为粉煤灰充填,土壤碱解氮、有效磷、速效钾及有机质分别高于对照地块68.5%、89.0%、71.4%、177.3%。五种复垦方式对耕作层土壤整体肥力的影响由大到小依次为粉煤灰充填地块煤矸石充填地块引黄充填地块引湖充填地块预复垦地块,在30~50 cm土层依次为引湖充填粉煤灰充填预复垦引黄充填煤矸石充填。综合考虑不同复垦方式对土壤养分及整体肥力恢复程度的影响,粉煤灰充填、引湖充填方式对于济宁地区土壤肥力的恢复效果最为显著,可在该地区进行进一步的推广。     

粉煤灰场复垦地肥力状况及对土壤理化性质的影响

选择安徽省淮南市上窑镇粉煤灰处置场覆土复垦地为研究区域,测定覆土厚度和土壤剖面各层的容重、pH、含水量、有机质等理化性质,土壤总氮、有效磷、速效钾等养分含量,以及冬小麦抽穗期的生物量,研究粉煤灰处置场复垦土壤理化性质及其与土壤养分的相关性,不同覆土厚度复垦地冬小麦生长的差异性.结果表明,粉煤灰场复垦地土壤总氮含量约0.90 g/kg,有效磷和速效钾含量分别为12～76 mg/kg、114～135 mg/kg,土壤肥力与作物生长状况和自然农业土壤相比差异不显著;除复垦土壤厚度、容重、含水量对有效磷含量影响显著外,其余土壤养分与土壤理化性质和表土厚度的相关性不强.     

阳泉煤矸石山复垦种草的研究

煤矸石是山西最大量的工业废弃物。它不仅侵占土地，还污染环境，故必须进行土地复垦。煤矸石山的复垦种植历来需先盖土，随后才能种植。但山西的老矸石山大多无土可盖；或盖土投资过大，给复垦带来一定的困难。我们自１９８８～１９９０年进行了盖土、盖粉煤灰和不盖土的种草试验。结论是：煤矸石风化物上盖土和粉煤灰可改善植物的立地条件，但如加以适当的措施，覆盖和不覆盖的矸石风化物都可生长植物，但以覆为好。其中覆盖物以黄土优于粉煤灰。     

邹城市采煤塌陷区复垦土壤质量变化研究

[目的]分析邹城市不同复垦年限土壤的质量变化。[方法]样品选自复垦工艺相同的5个不同复垦年限的复垦区和未塌陷区,选用pH、电导率、速效钾、有效磷、有机质、容重、碱解氮和紧实度8个指标,比较分析了复垦后土壤质量的时间和空间变化。[结果]利用相关系数确定权重,在Arcgis中运用地统计分析和空间分析,得到不同复垦年限的土壤质量分布图。随着时间的推移,复垦后邹城市土壤质量逐步提高;施肥不均和复垦机械造成的紧实度不均匀引起区域土壤质量变异系数比较大;复垦时的充填物质会对表层土壤质量产生影响,在较短的时间内,粉煤灰产生的影响要比煤矸石好。[结论]人工施肥不均、复垦机械作业以及复垦时的充填物质都能对复垦后的土壤质量产生影响。     

不同改良材料作用下宅基地复垦土壤硝态氮运移研究

针对宅基地新复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的问题,在氮磷钾肥料平衡施用的前提上,通过田间定位试验,研究冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)、熟化剂+有机肥(TSF)对复垦土壤硝态氮运移、累积情况与作物产量的影响。结果表明:添加熟化剂+有机肥和熟化剂+粉煤灰的处理能够促进表层撒施氮肥转化为硝态氮,添加有机肥易导致硝态氮向土壤深层运移,而添加粉煤灰则会减弱这一过程。熟化剂+有机肥处理在小麦生长初期耕作层能够储备较多的硝态氮,为后期小麦生长提供氮素。随着时间的推移,添加单一改良材料土壤较添加复合改良材料土壤硝态氮累积效应更为明显。添加有机肥和熟化剂在复垦生土熟化过程中对小麦增产有重要作用,有机肥能有效减少小麦空秆率,提高成穗数,粉煤灰在土壤熟化过程中对小麦增产作用不大,添加熟化剂+有机肥是处理宅基地复垦土壤熟化较为优良的改良方法。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。