不同金属离子对稻田自然生物膜磷酸酶活性的影响

以稻田自然生物膜为研究对象,研究不同浓度金属离子对生物膜酸性和碱性磷酸单酯酶(ACPase和ALPase)活性与酶反应动力学参数的影响。发现K⁺和Na⁺在0～1.0 mmol/L浓度下均对ACPase和ALPase无明显影响,Ca²⁺和Mg²⁺对ACPase和ALPase活性均有激活效应,可使磷酸酶活性最大提高14.1%和46.7%;Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Al³⁺和Ag⁺对ACPase和ALPase活性均有抑制作用。Co²⁺在低浓度时对ACPase和ALPase活性有一定的激活作用,高浓度时变为抑制作用;Cr⁶⁺在0.1 mmol/L时对ACPase活性有促进作用,而在离子浓度0.25～1 mmol/L的范围内,均对ACPase活性产生抑制作用。通过酶反应动力学分析发现,Mg²⁺的加入使ACPase与底物的亲和力与催化...     

中国稻田土壤有效磷时空演变特征及其对磷平衡的响应

以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称"长三角")、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻田土壤磷素时间演变和空间差异特征,为稻田土壤磷素科学管理提供理论依据.结果表明,全国主要稻作...     

我国南方不同地带性水稻土有机氮组分变化

采集我国南方不同地带性水稻土,运用封管水解Brerrmer法测定了土壤中氨基酸氮、氨基糖氮、铵态氮、未知氮等酸解性有机氮组分,以探究区域条件对土壤有机氮结构组成的影响。结果表明,从区域地带性来看,水稻土中全氮及有机氮各组分含量无明显规律,这可能与区域性的施肥等管理措施和气候因素综合作用相关。然而,土壤有机氮各组分占全氮比例除氨基酸氮外均与区域纬度呈线性相关,其中酸解总氮、未酸解氮、氨基糖氮、酸解未知氮以及铵态氮线性相关的决定系数R~2分别为0.556 6、0.729 3、0.803 6、0.897 5和0.411 3。可见,人为耕作管理对土壤全氮含量影响很大,而自然环境则对土壤有机氮结构组成起决定作用。     

我国东部河网地区土壤与河道底泥对磷的吸附特性比较研究

通过等温吸附、动力学吸附和热力学吸附模拟试验对我国东部河网地区稻田土壤与河道底泥对P的吸附特性进行了比较研究.结果表明:Langmuir方程对稻田土壤与河道底泥对P的等温吸附拟合程度最好,Freundlich方程次之,Temkin方程最差.稻田土壤和河道底泥的吸附常数K值分别为0.82和0.95,表明河道底泥吸附P的能力要强于稻田土壤.无论是稻田土壤还是河道底泥,对P的吸附都存在着快吸附和慢吸附两个过程.稻田土壤与河道底泥对水体P的吸附主要发生在0 ～ 2 h之内,2 h以后基本达到了一种慢吸附直至平衡过程.在相同的时间段内,河道底泥对P的吸附速率比稻田土壤大,Elovich方程为描述P动力吸附的最优模型.P的热力学吸附结果表明,温度对河道底泥和稻田土壤吸附P都有明显的影响,但比较而言,温度对河道底泥吸附P的影响较大,也就是说,河道底泥更容易发生对P的吸附反应.     

不同年限稻田红壤发生层土壤磷的固持容量及其释放潜能研究

以江西鹰潭孙家典型红壤小流域中期稻田(MP)、新稻田(NP)与老稻田(OP)的发生层土壤为研究对象,基于吸附-解吸实验与结构方程模型,分析了稻田红壤各发生层土壤磷的固持能力(PSI)、最大固持容量(MCSP)及释放潜能的变化差异与影响因子,明确了固定态磷的释放机制与流失风险。结果表明：随发生层深度的增加,稻田红壤PSI及MCSP逐渐增大,二者变化分别为：MP > NP > OP与NP > MP > OP;但稻田红壤发生层中电性吸附态磷(CaCl2-P)及OP剖面专性吸附态磷(EDTA-P)逐渐降低,而MP剖面和NP剖面的EDTA-P以及稻田红壤发生层的残留态磷(Red-P)则相反;OP剖面发生层CaCl2-P与EDTA-P的比值随发生层深度的增加呈逐渐升高趋势,且显著高于MP和NP剖面。结构方程模型分析结果表明,土壤有机质、全磷、pH和铁铝氧化物之间相互作用且协同调控着稻田红壤的磷吸附位点数量及其吸附-解吸能力。稻田红壤水耕层(Ap层)土壤吸磷能力弱、释磷能力强,土壤磷流失风险大;而氧化还原层(Br)和母质层(C)土壤吸磷能力强、释磷能力弱,土壤磷固持容量大。与新稻田和中期稻田剖面相比,老稻田发生层土壤中吸附态磷更难以向专性吸附态磷及残留态磷转化,土壤磷流失风险相对较大,需及时采取相应的调控措施。     

天鹅湖潟湖表层沉积物磷的吸附容量及潜在释磷风险

研究了天鹅湖潟湖表层沉积物对磷的吸附容量,分析了沉积物磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)及由这两个指标构成的磷释放风险指数(ERI),预测了不同区域沉积物磷的潜在释放风险。结果表明,沉积物的PSI变化范围为7.44~28.53 mg L/100 gμmol,湖北部和中部沉积物的PSI值较高;DPS与PSI的变化趋势相反,变幅为0.85%~4.99%,表现为湖南部和中部沉积物的DPS高于北部。沉积物的PSI与磷的理论吸附容量(Qmax)呈极显著正相关(P0.01),而DPS与沉积物各理化参数间的相关性较差。有机质(OM)、活性铝(Alox)和粘粒是表层沉积物对磷持留的主要影响因素。此外,天鹅湖潟湖表层沉积物的ERI变化范围为2.93%~44.70%,磷释放诱发富营养化的风险处于中度范围,其中东南部发生富营养化的风险较高     

高投入菜地土壤磷素环境与农学阈值研究进展

维持适宜的土壤有效磷水平对保障蔬菜产量和水体安全具有十分重要的作用.而当前蔬菜种植体系磷肥投入的显著特征是高量、高频次,导致大量磷素累积在土壤中会增加磷素移动性从而引发高环境风险.一般认为菜地磷的环境阈值高于农田,但菜地的灌水和磷肥投入均远高于农田,因此磷流失程度仍高于农田.综合文献调研结果发现,我国不同地区的菜地土壤...     

不同氮磷配合下稻田田面水的氮磷动态变化研究

稻田田面水中N、P浓度是决定稻田N、P径流流失,N素的氨挥发与硝化-反硝化等各种损失途径的关键因子。采用田间试验方法研究了不同N、P配合下田面水中N、P动态变化。结果表明,田面水总N(TN)、总P(TP)和溶解态无机P(DIP)的浓度在施肥后很快达到峰值,之后迅速下降,其变化均可以用指数方程(Y=C0×e-kt)来描述。NH4 -N在施N后2~4天达到峰值,之后逐渐下降,6~7天后降至稳定。基肥施用后的NH4 -N浓度上升比分蘖肥和孕穗肥施用后慢,同时TN和NH4 -N浓度下降也慢。相同施N水平下,高P处理田面水的NH4 -N和TN浓度较优化处理高;相同施P水平下,高N和低N处理田面水的TP和DIP浓度也较优化处理高,这表明:当N、P其中之一超过或低于适合用量时,会促进另一养分的流失。施肥后田面水中TN、TP和DIP可作为稻田N、P流失的主要指标,应着重控制基肥施用后N、P的径流流失,以及追肥施用后尿素的水解速度。     

不同施肥模式对稻田氮磷流失及产量的影响

通过在巢湖派河小流域进行田间小区试验,研究了T1(常规复合肥)、T2(生物有机肥替代30%氮肥)、T3(控失肥替代30%氮肥)、T4(生物有机肥和控失肥各替代15%氮肥)不同施肥模式下水稻田面水中氮磷浓度变化、径流氮磷流失以及水稻产量。结果表明:处理T1的田面水总氮、总磷平均浓度分别为10.30,0.45 mg/L,与T1相比,T2、T3、T4的田面水总氮平均浓度分别降低了12.2%,6.5%,5.3%,田面水总磷平均浓度分别降低了26.7%,15.6%,13.3%。T1的径流总氮、总磷累积流失量分别达17.68,1.60 kg/hm~2,处理T2、T3、T4的径流总氮累积流失量较T1分别降低了35.0%,30.8%,25.5%,径流总磷累积流失量较T1分别降低了16.3%,21.9%,22.5%。处理T1的籽粒产量为8.95 t/hm~2,处理T2、T4的产量较T1分别增加了7.8%,6.5%,差异显著,处理T3的产量较T1降低了2.2%,差异不显著。与施用常规复合肥(T1)相比,生物有机肥替代30%氮肥(T2)、生物有机肥与控失肥各替代15%氮肥(T4)这2种施肥模式既可显著提高作物产量,又能有效降低稻田氮磷流失风险。研究结果可为巢湖流域稻田面源污染的防治提供理论依据。     

生物炭施用对稻田氮磷肥流失的影响

针对宁夏引黄灌区稻田过量施肥导致土壤养分利用效率低的问题,通过田间小区试验,在优化施氮条件下(240kg·hm~(-2)),设4个生物炭水平(0、4500、9000、13500kg·hm~(-2)),研究施用外源生物炭对稻田氮磷流失和土壤养分含量的影响。结果表明:生物炭对稻田田面水氮素动态产生影响,表现为田面水中全氮、硝态氮含量随生物炭用量的增加而降低,铵态氮表现则相反;全氮和铵态氮的最大峰值出现在第1次追施氮肥后的第2天,最大值为34.86、8.28mg·L~(-1);硝态氮最大峰值3.31mg·L~(-1)出现在第2次追施氮肥后的第2天。随后均迅速下降,全氮含量在施氮肥后10d回到第1次追氮前的含量水平,并趋于稳定,铵态氮和硝态氮则在7d后。生物炭对田面水全磷未产生显著影响,全磷含量在第1次施氮肥后3d达到峰值,为3.69mg·L~(-1),之后迅速下降,6~7d后降至追氮前的含量水平,并趋于稳定。生物炭处理显著降低了稻田全氮流失量8.03%~13.36%,高量炭处理(13500kg·hm~(-2))显著提高了土壤全氮和有机质含量,提高幅度分别为41.2%和27.5%(P0.05)。说明生物炭对稻田磷流失、土壤全磷和速效磷含量无显著影响,对降低稻田氮素淋失表现出积极效果。