土壤溶液浓度的野外测定方法研究

为寻求一种野外快速有效测定土壤溶液浓度的方法,于新疆自治区南疆地区开展了田间试验。利用负压计监测土壤水分,在土壤达到饱和时,在相同深度分别借助土钻和土壤水提取器同时取土样和土壤水样,利用电导率仪测定土壤电导率(EC1:5)和饱和土壤电导率(ECe),使用火焰光度计和滴定法测定土壤水溶液浓度(C),并利用SPSS17.0软件对实测数据进行线性回归分析及检验。结果表明,南疆砂壤土条件下,EC1:5值在0~10000μS/cm范围内,EC1:5与土壤总盐含量呈显著线性关系土壤ECe可用土壤EC1:5进行推算,二者关系系数可以根据饱和重量含水量确定在土壤达到饱和,EC1:5在0~3000μS/cm时,土壤溶液浓度与EC1:5呈显著线性关系。因此,通过野外测得土壤样品的EC1:5,并确定其适用条件后,根据相关关系可直接计算得到ECe和C。     

绿肥翻压对烟田土壤理化性状及土壤微生物量的影响

试验于2003年9月至10月河南烟区的襄城县、舞阳县、叶县、罗山县4个试验点种植绿肥,2004年3月进行翻压,以研究绿肥对土壤容重、土壤pH值等理化性质的影响以及对土壤微生物的影响。试验结果表明,绿肥翻压可以有效地降低土壤的容重和土壤的pH值,提高土壤的有机质,同时能促进土壤中微生物数量的大量增加。与空白对照相比,各个处理土壤容重降幅为0.03~0.1 g/cm3,土壤pH值的降幅一般都在0.1~0.6,土壤有机质含量提高0.08%~0.1%。因此利用烟田冬季休闲空间种植和翻压绿肥,可作为提高土壤肥力、改善烟田土壤环境、实现烟叶生产可持续性发展的一个重要措施。     

大气O_3浓度升高对稻季耕层土壤溶液CaMg浓度的影响

利用中国稻/麦轮作系统O3-FACE（Ozone-Free Air Concentration Enrichment）试验平台,研究了大气O3浓度升高（比周围大气高50%）对稻季不同生育期耕层土壤溶液中Ca、Mg浓度的影响。结果表明,大气O3浓度升高对稻田0~15 cm耕层土壤溶液Ca浓度无明显影响,但Mg浓度呈现降低趋势;降低了15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度,其中对Mg浓度的降低幅度为20.97%,且达显著水平;大气O3浓度升高可改变耕层土壤溶液中Ca、Mg离子在不同深度的分布,降低15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度与5 cm处比值,降低幅度分别为13.50%、34.29%。文章指出大气O3浓度升高会对稻田生态系统土壤Ca、Mg元素地球化学循环产生重要影响,并可能因此影响稻米产量和品质。     

肥液浓度对土壤水力特性参数的影响

为了研究不同肥液(尿素)浓度对土壤水力特性参数的影响,选取陕西省杨凌区一级阶地的砂壤土和三级阶地黏壤土为供试土壤进行一维垂直入渗试验,采用数值反演方法估算了不同肥液浓度条件下的土壤水力特性参数,并量化分析了土壤水力特性参数变化对累积入渗量的影响,最终建立了考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式。结果表明,土壤饱和含水率θ_s、形状系数n、饱和导水率K_s均随肥液浓度的增大而逐渐增大,而进气值吸力的倒数α随肥液浓度的增大呈减小趋势;土壤水力特性参数对累积入渗量的敏感性关系为nθ_sK_sα,其中α对累积入渗量的影响10%;本试验条件下,θ_s、n与K_s与肥液浓度呈指数函数关系,利用估算结果模拟了一维垂直入渗过程中的累积入渗量和剖面含水率,并与实测值进行了比较,两者具有良好的一致性,说明所建考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式是可靠的,研究结果可为农田水肥管理提供理论依据。     

土壤水下渗解析解与数值解的比较研究

针对饱和—非饱和条件下土壤水的垂向下渗,分别用半经验计算公式和全物理基础的HYDRUS模型模拟了不同降雨情景下的土壤水渗漏量,对两种方法的计算结果进行了比较。结果表明,两种方法均能反映出土壤水渗漏率与降雨强度的相关性,降雨强度和降雨总量的增加引起土壤水渗漏总量的增加。在较小雨强条件下,公式计算土壤水渗漏总量稍大于HYDRUS模型计算,雨强较大时则相反。两种方法的计算结果在渗漏率峰值的出现时间和土层底部初始出流时间上存在差异。当土层厚度减小时,半经验解析式的计算精度有所提高,在使用该解析式时,建议对土壤层分层计算,可以提高计算精度。     

酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究 Ⅰ.对土壤pH、Eh及硅动态的影响

分别选取酸性和中性水田土壤进行盆栽试验,研究施用硅肥对水稻各生育期土壤溶液pH、Eh及硅浓度的影响。结果表明,淹水种稻后酸性土壤pH迅速升高,而中性土壤pH降低,然后均趋于中性;Eh的变化基本均呈近似＂W＂形;土壤溶液硅浓度则经历了一个先升高后下降并趋于稳定的变化过程。与对照相比,单施高炉渣或高炉渣与葡萄糖配施处理在提高土壤溶液pH和Eh、增加硅浓度方面的效果较为明显,尤其在酸性水田土壤上表现得更为突出;偏硅酸钠的施用效果只是在水稻生长的某一时期在中性水田土壤上表现得相对明显;单施葡萄糖会降低土壤Eh,提高生育前期土壤溶液中的硅浓度。在水稻全生育期内,高炉渣与葡萄糖配施处理的土壤溶液中硅浓度升高的幅度最大,在酸性水田土壤和中性水田土壤上分别是对照处理的1.40（最小倍数）~4.93（最大倍数）倍和1.19（最小倍数）~2.72倍（最大倍数）,说明施用高炉渣硅肥,可明显提高土壤硅素供应水平,对促进水稻生长、提高水稻产量有重要意义。     

苎麻对红壤旱地土壤团聚体及其特性的影响

采用干、湿筛法研究了种植苎麻和花生对红壤旱地土壤团聚体及其特性的影响,并比较分析了土壤团聚体及土壤理化性质与地表径流和土壤侵蚀量的关系。结果表明:(1)与花生地相比,苎麻地有机质、田间持水量、总孔隙度、沙粒分别升高了28.44%,10.06%,5.65%和53.13%,土壤容重、粉粒和黏粒则分别降低了7.20%,14.85%和34.95%,均达显著性差异水平(p0.05)。(2)团聚体平均重量直径(MWD)、稳定性指数(ASI)显著升高(p0.01),苎麻地土壤团聚体稳定性优于花生地;(3)两处理均以0.25~1mm粒径团聚体保存几率最大,抗水蚀能力最强。(4)地表径流量和土壤侵蚀量与土壤有机质、沙粒含量、1mm的干团聚体、0.5mm的水稳性团聚体、MWD以及ASI呈极显著负相关关系(p0.01),而与粉粒、黏粒、0.25mm干团聚体、0.053mm的水稳性团聚体、呈极显著正相关关系(p0.01)。     

不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响

于20012002年进行了“不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响”研究,试验设高羊茅(A)单作、高羊茅与红三叶混作(B)、非洲狗尾草与红三叶混作(C)和一个无草带种植(对照D)4个处理,坡地在13.2°14°。在每个处理上部等高种植玉米,基部种0.5 m宽的草带,底部设径流收集池,主要收集510月玉米生长期间的水土流失量。结果表明:①草带可显著减少径流量和侵蚀量,3种草带处理2年的总径流量和总侵蚀量均极显著(P<0.01)小于对照D,其中非洲狗尾草与红三叶混作的水土保持效果最好,高羊茅与红三叶混作次之,高羊茅单作为第三。②试验地水土流失主要发生在68三个月,这3个月的径流量和侵蚀量分别占总量的96.8%,99.9%,特别是6月径流量和侵蚀量分别占总量的63.2%,80.3%,草带在此期间水土保持效果最显著。所以,在坡耕地上结合农作物等高种植多年生草带是一项简单有效的水土保持技术。     

砂田在干旱地区的水土保持作用

通过5年的定点定位试验观测,分析结果表明,砂田具有良好的蓄水保墒特性,在一般年有效降水不低于200mm时,砂田能够基本满足抗旱作物生长需水的要求,新、中、老砂田含水量分别是土田的2.2倍、1.84倍和1.53倍;砂田可使土壤表层水分蒸发量不超过1.2mm/天,而对照土田则为5～10mm/天;砂田还具有提高地温的作用,通常高于土田6℃以上,并能使土壤结冻期比土田推迟约20天,解冻期提前约15天;砂田还可有效地防止风蚀和水蚀,具有保水保土保肥的作用。因此,砂田农作物产量是土田的1～3倍。     

施肥结构对旱地红壤有机质和物理性质的影响

研究了有机肥与化肥配施对旱地红壤有机质和物理性质的影响。结果表明,虽然部分年份各处理土壤有机质含量存在某些程度的波动,但总体上随施肥年限的延长呈增加趋势;与对照处理相比,有机肥能够显著地提高土壤有机质含量。本田还田是该地区提高土壤有机质含量的最佳方法。有机肥施用均可显著地降低红壤旱地土壤容重,提高土壤孔隙度;但不同的种类之间存在一定差异,即秸秆和本田还田的效果优于厩肥和绿肥的。与化肥处理相比,施用有机肥显著地促进了土壤中>1mm和1～0.5mm水稳性团聚体的形成,厩肥和绿肥处理中>1mm水稳性团聚体含量也显著高于秸秆及本田还田处理的。各种有机肥之间及其与对照相比0.5～0.25mm水稳性团聚体含量都存在不同程度的差异。有机肥的施用不仅显著地提高了0.25～0.05mm微团聚体含量,而且显著地降低了0.05～0.002mm微团聚体含量。除本田还田处理外,其它处理的<0.002mm微团聚体含量与对照相比差异显著。     

表层土壤容重对黄土坡面养分随径流迁移的影响

农田化学物质随地表径流迁移的问题,既是农业问题,又是水环境问题。地表土壤容重是影响土壤溶质随径流迁移的重要因素之一。通过室内模拟试验,研究了降雨条件下土壤容重对黄土区坡面土壤氮、磷和钾随径流迁移过程的影响。结果表明,随着土壤容重增大,初始产流时间提早,径流系数增大,土壤流失量增多,土壤磷和钾流失量也随之增大。径流养分浓度变化对土壤容重响应程度的大小次序是：NO3ˉ-N〉PO4^3-P〉K^＋。径流养分流失率过程曲线存在“峰值点”,它是土壤容重、溶质理化特性以及土壤水文参数综合作用的结果。通过数学模拟,进一步证实了幂函数是模拟黄土区非饱和水流条件下养分流失过程的最佳模型。本研究为深入理解黄土坡面径流溶质迁移机理提供了参考。     

绿肥轮作还田对稻田土壤溶液氮素变化及水稻产量的影响

通过研究利用绿肥等改变轮作制度及N素管理后稻田土壤溶液中溶解性N素的动态变化及水稻产量的变化,评价了利用绿肥参与水稻轮作系统,减少无机N肥的施用量,促进水稻生长的同时降低环境负荷的可行性。研究表明,在总N量相当的情况下,冬绿肥还田或冬季休闲稻季土壤溶液中NH4 -N浓度均比稻麦轮作单施化肥的处理低。溶液NO3--N浓度随还田有机物料的C/N增加显著降低。利用豆科紫云英轮作还田,可降低44％的无机N肥用量,溶解性N浓度显著降低,是减小稻季N肥流失环境风险的有效途径。     

液体地膜防治丘陵红壤地区水土流失的研究

通过田间试验研究了红壤丘陵区液体地膜对防治水土流失的效果和持续时间及对作物生长的影响。结果表明:地表径流量荒地喷液体地膜比对照(喷清水)增加1/5;园地比对照增加1/3。土壤侵蚀量荒地喷液体地膜比对照可减少1/2;园地比对照减少近1/3。旱稻喷液体地膜分别提高了出苗14%,有效穗11%,成穗率8%,由此增产753kg/hm2。液体地膜防治水土流失的持续时期约45d,可有效防治红壤地区夏收夏种农时季节的关键性水土流失。     

油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响

采用模拟培养的方法,通过测定土壤表层培养液的电导率、pH、不同形态氮、全磷、全钾等指标,研究了油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。结果表明,各处理土壤表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第8d达到最大,随后呈下降的趋势。pH值在培养的前3d呈缓慢下降的趋势;从第4d开始迅速升高;16d后达到相对稳定的状态,随后变化不大。在培养初期全氮浓度迅速增加,第8d达到最大,随后迅速下降;到第44d,下降趋势开始减缓,不同处理之间相差不大。铵态氮的变化趋势与全氮的变化趋势一致。各处理间硝态氮含量较低,差别不显著。施加秸秆能够增加水溶液中有机氮浓度。全磷在培养初期变化较小,第12d开始迅速升高,第20d达到最高,随后呈下降趋势。施加秸秆后对田面水溶液全钾浓度的影响主要发生在培养后第1d,整个培养期内变幅不大。施加秸秆能够增加培养液中养分含量,与秸秆用量成正比。从养分流失角度考虑,控制氮素、磷素和钾素田面流失主要时期为秸秆还田后30d内。     

作物覆盖度对土壤侵蚀的影响

为研究传统耕作模式下坡耕地作物覆盖度对土壤侵蚀的影响,利用冬小麦不同的种植密度和生长期来模拟作物不同的覆盖度情况。采用人工模拟降雨方法测定0,150万,250万,350万,450万株/hm² 5种不同密度处理在不同生育期的覆盖度、地表径流和土壤侵蚀,分析作物覆盖度对土壤侵蚀的影响。结果表明：(1)坡耕地作物种植密度的不同导致覆盖度产生差异,对土壤侵蚀有明显的影响,作物覆盖度一般随种植密度的增加而增加,但如果密度过大,由于生长状况不佳,覆盖度反而变小,表现为7.5万株/hm²时覆盖度最大,种植密度最大的9万株/hm²的覆盖度却不是最大;(2)侵蚀量和径流量与作物覆盖均呈较好的指数函数关系,分别为Y=44.37e^-0.09x(p<0.01),Y=1089.19e^-0.02x(p<0.01),即随作物覆盖度的增加,径流量和侵蚀量减少;(3)土壤侵蚀和地表径流之间存在显著的指数函数关系(R²=0.96)。研究...     

Effect of High Nickel and Chromium Background Levels in Serpentine Soil on Their Accumulation in Organs of a Perennial Plant

The effect of high concentrations of nickel (Ni) and chromium (Cr) in alkaline serpentine Fluvisol (FL 1) on their uptake by grapevine as a perennial plant was compared to their accumulation on alkaline Fluvisol (FL 2) and an acid Cambisol (CM). The FL 1 revealed high pseudo total Ni (900–1737 mg kg^?1) and Cr (263–775 mg kg^?1) concentrations, whereas those in FL 2 and CM were low. Diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA)–extractable Ni was greatest in FL 1; DTPA‐extractable Cr was less than the detection limit. Concentrations of metals in grapevines revealed the pattern root > leaves > shoots > grapes. At FL 1, high Ni and Cr concentrations (40.7–68.8; 23.3–41.3 mg kg^?1) in roots were measured. In grapes, these concentrations were low (Ni 0.4–0.9; Cr 0.1–0.6 mg kg^?1), whereas those on FL 1 do not differ significantly from others, indicating that alkaline serpentine soils may be used for grapevine or other perennial plant growth.     

农牧交错带不同地表土壤水分特征研究--以内蒙古太仆寺旗为例

通过观测典型农牧交错带-内蒙古太仆寺旗的秋翻地、春翻地、留茬地、风蚀劣地以及草地等7种不同地表土壤水分的变化特征,研究不同地表对土壤水分的影响。观测结果表明,农田休闲期,秋翻地与油菜茬地土壤的蓄水保墒能力较强,草地与风蚀劣地土壤的蓄水保墒能力较差,其它几种地表居中。     

Effect of Excess Nickel on Starch Mobilization in Germinating Rice Grains

The effect of excess nickel (as NiSO₄) on starch mobilization of rice (Oryza sativa L.) grains or dehulled rice grains during germination was investigated. Excess NiSO₄ had no effect on starch content and α-amylase activity in endosperm of germinating rice grains or germinating dehulled rice grains. Evidence is provided to show that the hull is a barrier against influx of Ni²⁺ to endosperm; endosperm per se is less effective in Ni²⁺ uptake; and α-amylase extracted from the endosperm of germinating rice grains is highly resistant to excess Ni²⁺.     

Remediation of a Sandy Soil Contaminated with Cadmium,Nickel, and Zinc using an Insoluble Polyacrylate Polymer

Abstract

This study was carried out to investigate whether an insoluble polyacrylate polymer could be used to remediate a sandy soil contaminated with cadmium (Cd) (30 and 60 mg Cd kg^?1 of soil), nickel (Ni) (50 and 100 mg Ni kg^?1 of soil), zinc (Zn) (250 and 400 mg Zn kg^?1 of soil), or the three elements together (30 mg Cd, 50 mg Ni, and 250 mg Zn kg^?1 of soil). Growth of perennial ryegrass was stimulated in the polymer‐amended soil contaminated with the greatest amounts of Ni or Zn, and when the three metals were present, compared with the unamended soil with the same levels of contamination. Shoots of plants cultivated in the amended soil had concentrations of the metals that were 24–67% of those in plants from the unamended contaminated soil. After ryegrass had been growing for 87 days, the amounts of water‐extractable metals present in the amended soil varied from 8 to 53% of those in the unamended soil. The results are consistent with soil remediation being achieved through removal of the metals from soil solution.     

棕壤小白菜施镍生物效应及临界值

利用盆栽试验,研究了棕壤土施镍(Ni)对小白菜生长发育及矿质营养吸收与积累的影响,并通过小白菜生物量、地上部茎叶Ni含量及土壤有效态Ni含量的变化确定了土壤Ni污染的毒性临界值。结果表明,土壤施Ni量在0~25mg/kg范围,小白菜生物量随施Ni量的增加而增加,施Ni量>25mg/kg,随施Ni量增加,生物量呈极显著下降。小白菜茎叶和根系中矿质营养吸收与Ni含量表现为一定的协同或拮抗关系。以生物减产量突变点为依据,确定棕壤土施Ni毒害临界值为:土壤全量Ni为66.36mg/kg,有效态Ni含量为6.21mg/kg(DTPA)和茎叶Ni含量为16.40mg/kg。