休耕轮作对黑土酸化的影响

通过长期定位试验,在吉林省德惠市采集休耕轮作的土壤样品,研究休耕轮作对土壤pH值及土壤交换性H+、Al3+的影响;休耕轮作对土壤阳离子交换性能的影响;休耕轮作的土壤pH值与各相关理化性状的相关性;休耕轮作对土壤缓冲性能的影响以及对酸化速率的影响.结果表明:(1)土壤经过休耕轮作后,土壤酸化得到缓解,土壤交换性酸(交换性H+和交换性Al3+)呈下降的趋势,土壤pH随着交换性酸的降低而升高;交换性H+和交换性Al3+含量随土壤有机质含量的增加而减小.(2)休耕轮作措施能够增加土壤中阳离子交换量及盐基饱和度;(3)土壤pH与各盐基阳离子的相关性大小依次为Ca2+＞ Na+＞ K+＞Mg2+,并且交换性Ca2+含量最多,占盐基总量的89％～95％,对盐基饱和度贡献最大;(4)休耕轮作措施能够增加土壤的酸碱缓冲容量,休耕轮作后的土壤最高酸碱缓冲容量是长期连作土壤酸碱缓冲容量的2倍以上,从而增强了土壤对酸碱的缓冲性能,并且降低了土壤的酸化速率.     

不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度和土壤pH缓冲容量的影响

  目的  明确不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良和土壤pH缓冲容量的提升效果。  方法  将不同添加量的油菜秸秆炭分别与两种酸性红壤混合,然后进行室内培养试验,测定培养实验前后土壤pH、pH缓冲容量、土壤交换性盐基离子和土壤交换性酸。  结果  添加油菜秸秆炭显著提高了土壤的pH、pH缓冲容量、交换性盐基离子含量,显著降低了土壤交换性酸含量。说明添加油菜秸秆炭不仅可以改良红壤酸度,还能提高红壤的抗酸化能力,因而可以减缓土壤的复酸化。生长在碱性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良效果和对土壤pH缓冲容量的提升效果均优于生长在酸性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭,在5%添加水平下,前者使湖南红壤pH相比对照提高37.4%,后者使该土壤的pH提高22.4%;相应地,2种生物质炭分别使该土壤的pH缓冲容量分别提高41.4%和37.3%。2种油菜秸秆炭对红壤pH和pH缓冲容量的提升效果与其碱含量和表面官能团多少相一致。  结论  碱性土壤上生长的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤具有更好的改良效果。     

微地形作用下紫色母岩发育土壤的酸化特征

为揭示丘陵地区微地形作用下紫色母岩及其不同地形部位发育土壤的酸化特征,在西南丘陵地区采集土壤样品并分析其基本理化性质。结果表明:西南丘陵地区的紫色土已经出现了一定程度的酸化,土壤酸化后使交换性酸含量增加,交换性盐基离子总量和盐基饱和度降低。从丘陵地区的坡顶至坡底,紫色土的发育程度逐渐增加,土壤中维持土壤pH在碱性范围内的碳酸盐遭受到的淋溶作用依次增强。因此,从坡顶至坡底,紫色土的酸化范围逐渐增大。由于酸化后的紫色土pH开始受阳离子交换反应所控制,而在微地形的作用下,受盐基离子遭受淋溶过程和复盐基过程的相对强弱不同的影响,从坡顶至坡底,紫色土的总体酸化程度并未增加。可见,对西南丘陵地区的紫色土的开发利用需考虑到其较为独特的酸化特征。     

电动模拟土壤酸化及其交换性离子组成变化

土壤酸化及其环境效应研究是土壤环境领域的重要内容。自行设计了模拟土壤酸化的电动装置,该装置由直流电源、反应槽、石墨电极组成,并采用四种不同类型土壤,研究了电动模拟土壤酸化后土壤pH、交换性酸和交换性阳离子组成的变化。实验结果显示,经电动处理后土壤pH发生明显变化,土壤pH由阳极到阴极逐渐升高,pH变幅为水稻土燥红土红壤赤红壤,水稻土的pH变化比红壤更为明显;土壤交换性H+和Al~(3+)含量在阳极附近最高,交换性Al~(3+)占交换性酸总量达65%以上;交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+和Na~+表现出离阳极越远,含量越大的规律,其中交换性Ca~(2+)和Mg~(2+)在模拟酸化后含量变化较大,而交换性K~+和Na~+的变化幅度相对较小。结果表明,电动处理可快速获得不同pH梯度的土壤样品,并模拟了土壤酸化过程中的阳离子迁移过程,是模拟土壤酸化及其效应研究的有效方法。     

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。     

硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用

为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响。结果表明:农民习惯施肥降低了0～30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88kmol·hm~(-2)·a~(-1);与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0～15 cm和15～30 cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位,并产生大量碱,在0～30 cm达到了9.93～13.82 kmol·hm~(-2)·a~(-1),其中0～15 cm占80%。与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0～30 cm土壤EC、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度及0～15 cm交换性K+,减少0～30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+。土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径。总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0～30 cm交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)和0～15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制。     

炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响

为研究炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响,设不添加肥料空白(CK)、只添加尿素(N)、水稻秸秆炭基肥(rice straw biochar-based fertilizer,BR)和竹屑炭基肥(bamboo biochar-based fertilizer,BB)各4个用量梯度(2.5,5,10,20 g/kg)且配施尿素处理,开展60天室内培养试验。结果表明:随着培养进行,BR和BB处理土壤pH均先升高后降低,交换性酸和交换性盐基离子含量呈上升趋势。培养60天时,随着BR和BB施用量增加,对提升土壤pH、CEC及盐基饱和度,降低交换性酸、交换性铝等效果越明显,且BR效果优于BB。与N处理相比,BR和BB使土壤pH分别提升0.24~3.43和0.21~3.40个单位,交换性酸分别降低45.55%~97.25%和34.01%~96.70%,[JP]交换性铝分别降低46.95%~99.75%和38.99%~99.00%,CEC分别提升7.02%~170.74%和6.52%~134.90%,盐基饱和度分别增加29.40%~51.61%和32.08%~53.90%。施用炭基肥可以提高蜜柚果园酸性土壤pH,减少土壤交换性酸,大幅度降低交换性铝含量,同时提升土壤CEC和盐基饱和度。蜜柚果园土壤酸化治理炭基肥适宜用量为2.5~5.0 g/kg,水稻秸秆炭基肥效果优于竹屑炭基肥。研究结果为蜜柚果园酸化土壤治理提供科学依据。     

长期施用氮磷钾肥和石灰对红壤性水稻土酸性特征的影响

利用34年的长期定位施肥试验,研究不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾化肥配施石灰(NPK+Ca O)对红壤性水稻土不同形态酸、土壤盐基离子及水稻植株阳离子吸收量的影响,探讨土壤交换性H+和Al3+占交换性酸的比例、土壤盐基离子、植株带出阳离子数量与土壤酸度的关系。结果表明,长期NPK处理早、晚稻土壤p H较CK处理分别降低0.2和0.3个单位,交换性酸提高2.3倍和4.2倍,水解性酸提高35.4%和40.0%;NPK+Ca O处理早、晚稻土壤p H较NPK处理分别提高0.5和0.7个单位,较CK处理分别提高0.3和0.4个单位,交换性酸、水解性酸均显著低于NPK和CK处理(p0.05)。土壤交换性H+、Al3+含量高低顺序均为NPK+Ca OCKNPK。土壤交换性盐基离子以交换性Ca2+所占比例最大(81.8%~89.3%),NPK+Ca O处理交换性Ca2+较CK和NPK处理分别提高40.1%和62.9%。交换性Ca2+、交换性盐基离子、盐基饱和度与土壤p H正相关,与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Mg2+与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Na+与水解性酸负相关。植株移出带走的钙、镁、钾、钠离子量及其总量对土壤p H、交换性酸和水解性酸有一定影响,但其相关性均不显著。研究表明长期施用化肥条件下通过配施石灰可有效缓解稻田土壤的酸化,促进酸性稻田土壤的生态修复与改良。     

石灰和绿肥对不同种植制度植烟酸性土壤改良效果

为寻求酸性植烟土壤可持续改良方法,采用大田试验研究了石灰、石灰+绿肥在烤烟连作、烤烟与玉米轮作方式上对酸性植烟土壤物理特性、主要养分和酸度特征指标的影响,并分析了土壤pH与土壤理化指标的相关性。结果表明:在烤烟连作方式下,施用石灰并结合种植绿肥还田改良酸性土壤比单施石灰效果好,能使土壤容重、水解性酸、交换性酸、交换性氢和交换性铝分别降低11.97%,25.00%,18.46%,21.74%和16.67%,土壤孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量、pH、阳离子交换量、盐基饱和度和土壤缓冲容量分别提高42.26%,57.02%,11.86%,16.39%,50.65%,5.97%,8.05%,13.17%和81.90%。施用石灰并结合种植绿肥对烤烟与玉米轮作方式的酸性土壤修复效果较烤烟连作更好,土壤容重、水解性酸、交换性酸、交换性氢和交换性铝可分别降低4.00%,20.51%,27.92%,10.00%和37.14%,土壤孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量、pH、阳离子交换量、盐基饱和度和土壤缓冲容量可分别提高9.17%,13.97%,7.22%,12.06%,5.08%,5.15%,35.27%,15.44%和28.05%。石灰+绿肥协同改良酸性土壤的效果比单施石灰好,烤烟与玉米轮作较烤烟连作更有利于酸化土壤的修复。研究结果为采用石灰和种植绿肥还田改良酸性土壤提供了理论依据和实践指导。     

祁连山哈溪林区典型植被土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的变化特征

选择祁连山东段哈溪林区的高山灌丛林、祁连圆柏林和青海云杉林3种典型植被土壤为研究对象,研究了其0～100 cm土层土壤阳离子交换量(CEC)和交换性盐基离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))的垂直分布规律。结果表明,随土层深度增加,高山灌丛林、祁连圆柏林和青海云杉林的土壤CEC值均不断减小,不同植被按其土壤CEC值大小排序为祁连圆柏林>青海云杉林>高山灌丛林;土壤交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量随土层深度变化规律各不相同,交换性K~+含量不断减小,交换性Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量没有明显的变化规律;不同森林土壤交换性盐基总量(TEB)变化规律各不相同,按其值大小排序为青海云杉林>祁连圆柏林>高山灌丛林;土壤中交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量占TEB比例大小为Ca~(2+)>Mg~(2+)>Na~+>K~+;不同森林土壤盐基饱和度(BSP)变化规律亦不相同,按其大小排序为青海云杉林>祁连圆柏林>高山灌丛林。     

1t/h棉籽泡沫酸脱绒设备加工中残酸值与氨中和的分析

通过对泡沫酸脱绒后的棉种残酸值与氨中和的研究和探讨,用回归分析法对残酸值和氨中和效果进行了预测,并经优化计算,得出最佳方案。     

酸雨对土壤生态系统影响的研究进展

酸雨是人类当前面临的最严重的环境问题之-,并目益成为土壤学和生态学研究的热点.现有的大量研究表明,酸雨对土壤生态系统的功能特性,包括土壤的盐基离子以及重金属与微量元素的淋溶、土壤营养、土壤酸化、土壤微生物数量及其活性、土壤缓冲性能、土壤对酸雨的敏感性、土壤结构、土壤矿物风化等方面均会产生一定的影响.本文就酸雨对土壤生态系统特性的影响研究进展进行了综述,旨在为其他学者今后开展相关研究提供参考.     

热带亚热带酸性土壤硝化作用与氮淋溶特征

通过室内好气培养和土柱模拟淋洗培养试验,研究了氨基氮肥加入对热带亚热带4种不同性质和利用方式酸性土壤硝化、氮及盐基离子淋溶、土壤及淋出液酸化的影响。4种土壤分别为采自花岗岩发育的海南林地砖红壤(HR)、玄武岩发育的云南林地砖红壤(YR)、第四纪红黏土发育的江西旱地红壤(RU)和第四纪下蜀黄土发育的江苏旱地黄棕壤(YU)。结果表明:4种土壤硝化作用大小表现为YURUYRHR。HR主要以可溶性有机氮(DON)和NH_4~+-N形态淋失,YU土壤的氮淋溶形态以NO_3~–-N为主,YR和RU土壤的氮淋溶形态NO_3~–-N、NH_4~+-N和DON兼而有之。盐基离子总淋失量与NO_3~–-N淋失量显著正相关,但各盐基离子淋失由于离子本性和土壤性质差异并不完全一致。Ca~(2+)在缓冲外源NH_4~+-N硝化致酸和平衡NO_3~–-N淋失所带负电荷过程中起重要作用。在阳离子交换量小、盐基饱和度低的土壤(如RU土壤),外源NH_4~+-N的硝化和淋失不仅导致盐基离子淋失,而且引发NH_4~+-N、甚至是H~+淋失。综上,热带亚热带地区土壤上外源氮输入的增加可能会在更短的时间内导致氮素向系统外的流失,引发环境问题。     

酸雨对土壤呼吸的影响机制研究进展与展望

土壤呼吸是陆地生态系统与大气之间进行碳交换的主要途径,其动态变化直接影响着全球碳平衡。由于人类活动的影响,酸雨成为人类当前面临的最严重的生态环境问题之一,但其对土壤呼吸的影响及其机理尚无定论。本文综述了不同生态系统土壤呼吸对酸雨的响应特征,多数文献表明,高强度的酸雨抑制土壤呼吸,而在低强度的酸雨作用下土壤呼吸的响应存在差异。从影响土壤呼吸的4个关键生物因子,即光合作用、微生物、凋落物和根系生物量,重点讨论了酸雨对土壤呼吸的影响机制。在此基础上,提出了以下研究展望:①开展土壤呼吸对不同组成类型酸雨的响应研究;②开展与土壤碳排放相关的功能微生物对酸雨的响应研究;③开展不同物候期土壤呼吸对酸雨的响应研究;④开展土壤呼吸各过程对酸雨的响应研究;⑤建立全球酸雨地区土壤碳排放监测研究网络。     

农业环境保护中的酸雨监测技术

酸雨伤害植物的监测技术包括对植物叶片表观伤害监测与生理伤害监测,后者选择的参数主要有植物光合速率、气孔导度、细胞质膜透性、叶绿素含量消长、细胞pH变化、活性氧防御系统的应激反应等。本文在介绍测定方法同时,比较分析了各种方法的优点与不足,探讨了酸雨监测技术在农业环境监测、环境评价、酸沉降区域农业区划与环境保护中的作用,指出今后研究应重视完善监测体系和拓展监测对象。     

番木瓜酸性转化酶基因家族预测及生物信息学初步分析

酸性转化酶参与了番木瓜果实中蔗糖的韧皮部卸载,调控果实中糖类的积累。本文利用番木瓜基因组数据库信息,发现了番木瓜基因组中含有6个酸性转化酶基因,分别为细胞壁转化酶基因（CpCWINV1-3）和液泡转化酶基因（CpVINV1-3）。这些基因由3-7个外显子组成,其中CpCWINV1、CpVINV1和CpVINV2的N端均具有一个跨膜区域。蛋白质3D结构预测分析表明,CpCWINV1、CpVINV1和CpVINV2具有典型的N端β-螺旋桨模块（β-propeller module）和C端β-三明治模块（β-sandwich module）,而CpCWINV3和CpVINV3的桨叶I上,均没有保守区NDPNG/A;CpCWINV2和CpVINV3均缺失了β-三明治模块。推测番木瓜细胞壁转化酶CpCWINV1、液泡转化酶CpVINV1和CpVINV2能正确履行催化蔗糖分解的功能。本研究有助于我们进一步揭示酸性转化酶在番木瓜果实发育及糖类积累过程中的作用。     

Acid deposition: Perspectives in time and space

Most acid-deposition investigations have been concerned with the impact of nitrogen oxides (NO_x) and sulfur dioxide (SO₂) emissions on Europe and North America. This paper examines three issues beyond this central focus. Major conclusions are 1) ammonia (NH₃) emissions and subsequent nitrogen (N) accumulation in terrestrial ecosystems have the potential to generate significant acidification in terrestrial and aquatic ecosystems; 2) sulfur (S) and N accumulation in environmental reservoirs will not only result in significant and extensive acidification but will also impact the earth's radiation balance, tropospheric oxidizing capacity, ecosystem nutrient balance and groundwater quality; and 3) future emissions will substantially increase in the developing world, especially in Asia. By 2020, Asian emissions of SO₂, NO_x and NH₃ will be equal to or greater than the combined emissions from Europe and North America.     

安徽省新一代酸雨资料采集处理系统

基于安徽省气象局建立的国家级和省级酸雨观测站资料,利用BCB语言编制基于WINDWOS平台的酸雨信息采集处理和分发系统,包括数据采集、规范格式资料传输、酸雨报表制作及其它辅助功能,实现对酸雨数据的自动采集和处理,为安徽省气象特种观测系统提供基础数据。     

模拟酸雨组成对棉花根际土壤水解酶活性的影响

本文模拟酸雨离子组成,运用恒温恒湿连续培养的方法,考察了外源酸对棉花根际土壤脲酶、转化酶、磷酸酶活性的影响。结果表明:低酸度对脲酶、中性磷酸酶产生一定的激活效应,进而转为抑制;而在[H+]0～55mmol/kg范围内,外源酸对转化酶与酸性磷酸酶活性表现为明显的激活效应。三种水解酶活性随培养时间的延长均表现为激活-抑制的变化规律。相关分析表明,脲酶、中性磷酸酶活性与[H+]呈极显著负相关;而转化酶、酸性磷酸酶活性与[H+]正相关。     

Biomimetic Acid Soil Amelioration using Indigenous Soil Isolates in Comparison to other Potential Microorganism

In the present study, four different soil isolates were screened and evaluated for their acid neutralization capacity in liquid culture and soil column tests with either artificial soil or real acid soil. Miniaturized artificial soil column tests using Aspergillus fumigatus, Aureobasidium pullulans, and Myxococcus xanthus were also included. In the liquid-phase experiment, two isolates (designated ‘A’ and ‘B’) effectively increased the medium pH from 4 to 6.74 and 6.53, respectively, during the 6 d, and the ammonium-nitrogen (NH₄⁺-N) concentration increased from 400 ppm to 1000 ppm (isolate A). The isolates A and B were identified as Enterococcus hirae and Clostridium sp. in 16S ribosomal ribonucleic acid (rRNA) analysis. Artificial soil pH increased more quickly with soil isolates than in comparison to A. fumigatus or A. pullulans. In real acid soil pH increased from 4.2 to about pH 6.5 within 4 d. This suggests that biomimetic approaches could be valuable for acid soil amelioration.