免耕条件下水稻产量及稻田无机氮供应特征

【目的】研究免耕条件下水稻产量及稻田无机氮供应特征。【方法】于2007—2010连续4年采用田间定位试验研究方法。试验设传统翻耕、免耕两个处理,4次重复。供试水稻品种为皖稻68。【结果】免耕显著提高了水稻生育前期耕层土壤NH4+-N含量,但是降低了水稻生育中、后期耕层土壤NH4+-N含量。同时免耕显著提高了0—10 cm土层NO3--N含量,降低了主要生育时期10—20 cm土层NO3--N含量,有利于减少耕层土壤NO3--N的淋失。免耕促进了土壤有机碳和全氮在表层土壤的富集。0—10 cm土层有机碳和全氮含量比翻耕处理显著增加,而10—20 cm土层上述养分含量明显低于翻耕处理。免耕提高了耕层（0—20 cm）土壤容重,增幅为3.06%—6.25%。产量结果显示,免耕使水稻减产4.11%—7.70%。【结论】免耕稻田自拔节期后期土壤NH4+-N供应量的减少使免耕水稻拔节期和抽穗期的氮素吸收量均明显低于翻耕处理,导致免耕水稻成穗率的减少,是免耕水稻产量降低的主要原因。     

两级SBR-PAC吸附混凝法处理垃圾渗滤液的研究

垃圾渗滤液的处理一直是近几年污水处理领域的热点和难点问题.本文以杭州市某垃圾填埋场渗滤液(CODCr1500～4500 mg/L,NH4+-N 795～1550 mg/L,pH8.0～9.0)作为研究对象,利用串联运行的回流式两级SBR+活性炭吸附混凝工艺进行了实验研究,出水COD Cr<300 mg/L、氨氮<20 mg/L、色度<20倍.     

矿化垃圾作为生物反应器填埋场日覆盖材料的性能研究

[目的]确定矿化垃圾对渗滤液中污染物的去除效果。[方法]以德阳市堆肥场二次发酵后自然风干的堆肥垃圾为试验矿化垃圾,以成都市长安生活垃圾填埋场产生的渗滤液为试验渗滤液,通过矿化垃圾的基本性质测定和渗滤液中污染物去除试验,研究了不同粒度矿化垃圾做填埋场覆盖材料的性能。[结果]矿化垃圾的渗透系数K20主要为10-5cm/s级,只有d<10 mm粒度的矿化垃圾的K20为10-4cm/s级。矿化垃圾的pH值8.41,呈弱碱性。粒度为d<1 mm的矿化垃圾对COD和NH4+-N的去除效果优于其他3个粒度(d<3、5、10 mm),并且随着粒度的增大,矿化垃圾对污染物的去除率呈递减趋势;矿化垃圾对NH4+-N的去除效果不如对COD的去除效果好。[结论]矿化垃圾可以作为一种新型的、性能优良的替代覆盖材料。     

黄淮海北部农田犁底层现状及其特征

【目的】研究黄淮海北部地区犁底层分布现状及特征。【方法】采用布点取样方法,根据黄淮海北部区土壤质地分布图结合第二次土壤普查点位选取山东陵县、河北吴桥县共108个点位,于2014年冬小麦拔节期进行剖面取样调查,测定0-45 cm不同层次土壤水分含量、土壤容重及穿透阻力。【结果】（1）黄淮海北部地区耕层平均厚度在14.74 cm,约有76%的被调研点存在明显的犁底层,犁底层主要分布在15-30 cm;（2）黄淮海北部区农田剖面各层次土壤容重及穿透阻力存在显著差异,犁底层容重最大,平均容重在1.54 g·cm^-3左右,显著大于耕层和心土层,在冬小麦拔节期犁底层穿透阻力为1 371.00-4 256.00 kPa,显著大于耕层及心土层穿透阻力;（3）冬小麦整个生育期犁底层穿透阻力均大于2 000 kPa,阻碍了小麦根系的深扎,造成小麦根系分布浅层化,这在冬小麦生长缺水的地区,易造成作物水分胁迫,同时不利于根系吸收深层养分;（4）土壤穿透阻力土壤与含水量及容重之间有着极显著相关关系,土壤穿透阻力有随着容重的增加而增加的趋势,二者之间回归方程为：y= 3 854.09x+3 891.99（y为穿透阻力,x为土壤容重,r =0.84）;当容重低于1.4 g·cm^-3时,土壤穿透阻力均低于 2 000 kPa,穿透阻力不会对作物根系生长产生障碍,而当土壤容重在1.4 g·cm^-3以上时,穿透阻力对作物的影响同时取决于土壤含水量,穿透阻力随着土壤水分的增加而降低,对应线性回归方程为：y = -75.93 x + 3 153.83（y为穿透阻力,x为土壤质量含水量,r=0.82）。 【结论】在现行以旋耕为主的传统耕作模式下,黄淮海北部地区农田犁底层是普遍存在的,不利于作物根系生长及作物对土壤养分的充分利用,需要适度打破犁底层,构建合理耕层结构。     

黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附特性及转化率研究

采用室内试验方法研究了黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附特性及Cr(Ⅲ)转化为Cr(Ⅵ)的趋势。结果表明,黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附平衡时间为30min,其对Cr(Ⅲ)的吸附能力很强,在研究浓度范围1.0～500.0mg·L-1内,不同土层的吸附率都在89.7%以上;黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附能力略有不同,其中粘化层的吸附量最高,其次为钙积层;从黄土性土壤各土层等温吸附规律看,经统计拟合结果符合Freundlich模型;黄土对Cr(Ⅲ)净化的主要作用为沉淀作用,吸附作用次之。黄土性土壤中Cr(Ⅲ)被吸附或发生沉淀的pH范围为5.68-8.73;随着黄土性土壤中Cr(Ⅲ)浓度的增加,pH的下降,土壤平衡液中Cr(Ⅵ)的浓度有增加的趋势,但其转化率很低,一般小于1.9%。     

深翻、有机无机肥配施对稻田水分渗漏和氮素淋溶的影响

【目的】针对我国长江中下游地区稻麦轮作区常年浅耕与不合理施肥导致的土壤犁底层增厚与土壤板结的问题,研究深耕(打破部分犁底层)与施肥方式对稻田土壤容重、土壤紧实度、土壤水分渗漏量、氮素淋溶量及氮素形态的影响,阐明稻田氮素淋溶量与耕作、施肥方式的响应机制,为稻田合理耕层构建提供理论依据。【方法】(1)基于2015年安徽省舒城县设置两种耕作方式(旋耕12 cm、深翻20 cm)、3种等氮量施肥方式(仅施化肥处理T1、秸秆还田配施化肥处理T2、有机与无机肥配施处理T3)的田间定位试验,2019—2020年监测土壤容重与紧实度以及稻季水分渗漏与氮素淋溶量。(2)通过原状土柱模拟试验,研究深翻30 cm(打破犁底层)对稻田水分渗漏量的影响。【结果】(1)田间试验结果表明,深翻20 cm较旋耕12 cm降低了耕层土壤容重与紧实度,但没有显著增加水稻生育期的水分渗漏量,仅在分蘖期增加7.4%,孕穗期之后无显著影响。(2)土柱试验结果显示,深翻30 cm(打破犁底层)水分渗漏量较旋耕12 cm和深翻20 cm显著增加,淹水时分别增加19.0%与11.0%,非淹水时分别增加23.0%与21.5%。(3)田...     

草甸土水田土壤物理性质的变化规律

[目的]阐明水田土壤物理性质的演变规律。[方法]以草甸土为研究对象,通过室内分析方法,研究水田随开垦年限的增加土壤物理性质的变化规律。[结果]草甸土水田随开垦年限增加,土壤物理性质变化规律不尽相同;在耕层,草甸土随开垦年限增加土壤容重均升高;在犁底层,土壤容重逐年上升;在心土层,草甸土土壤容重开垦为水田后显著降低。在耕层,草甸土固相比和液相比开垦为水田后均呈增加趋势,气相比在各层随开垦年限增加均呈下降趋势;在犁底层和心土层,草甸土开垦为水田后液相比均呈上升趋势,固相比在犁底层呈上升趋势,在心土层均呈下降趋势。随开垦年限增加,在耕层,草甸土粉粒开垦为水田后均呈上升趋势,黏粒表现为降低趋势;在犁底层,草甸土开垦为水田后黏粒下降;在心土层,草甸土黏粒和粉粒与旱田相比均表现为上升趋势,砂粒则下降;草甸土砂粒在耕层上升。[结论]随开垦年限增加,草甸土的物理性质已逐渐向水田演变。     

垃圾渗滤液中CoD在饱水带迁移的模拟研究

[目的]模拟研究垃圾渗滤液中COD在饱水土层中的迁移变化特征。[方法]以广州市李坑垃圾填埋场为例,选取渗滤液中COD为特征污染物,采集排水沟两侧饱水带土层,通过试验确定吸附、降解与弥散系数,构建了饱水带COD迁移数学模型。考虑不同场龄渗滤液中COD的浓度差异,分别以不同场龄渗滤液的COD浓度为边界条件,利用模型数值解预测COD饱水土层中的迁移变化特征,并基于地下水质标准,对COD环境影响进行了评价。[结果]COD在饱水带土层中的衰减主要发生在离排水沟10m的范围内（衰减83%）。老年、中年、年轻垃圾渗滤液将地下水污染为Ⅲ类水的最远距离分别为29.2、37.2和47.9m,将地下水污染为Ⅴ类水的最远距离分别为27.1、33.2和44.1m。[结论]为填埋场区周围地下水污染防治提供了理论依据。     

洱海近岸菜地不同土壤发生层的NH4+-N吸附解吸特征

采用等温吸附-解吸试验研究了洱海近岸菜地不同土壤发生层(耕作层A、犁底层P、潴育层W和潜育层G)NH_4~+-N的吸附解吸特征,并分析了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系,旨在为洱海近岸菜地不同土壤发生层氮素通过浅层地下水向洱海水体扩散通量的确定提供重要参数。结果表明:不同土壤发生层NH_4~+-N的等温吸附-解吸特征分别符合Langmuir模型和一元线性方程,而且不同土壤发生层NH_4~+-N的吸附-解吸过程具有不可逆性,解吸存在滞后性;不同土壤发生层NH_4~+-N的饱和吸附量(Q0)为435.597~982.757 mg·kg~(-1),NH_4~+-N平衡浓度(ENC0)为0.370~0.661 mg·L~(-1),解吸速率(K3)为0.281~0.729。土壤对NH_4~+-N的吸附能力为A层P层W层G层,而解吸能力与此相反。土壤中粉粒、黏粒含量和砂粒级微团聚体与Q0、最大缓冲容量(MBC)、ENC0呈正相关关系,与K3呈负相关关系。Q0、MBC、ENC0与不同土壤发生层OM、TN和NH_4~+-N呈正相关关系,与总铁、总锰和pH呈负相关关系,而K3有相反的变化。     

土壤类型和添加有机物料对铵态氮回收的影响

【目的】探讨NH4+-N回收率在不同因素下的变化规律。【方法】以黄土高原从北向南不同地区的典型土壤类型为对象,采用Bremner浸取法,研究了土壤类型、植被类型、施肥模式及添加有机物料对铵态氮回收率的影响。【结果】不同类型土壤及不同类型植被间NH4+-N回收率存在极显著差异(P<0.01)。黄土正常新成土的NH4+-N回收率最高(88.8%),极显著大于其他土壤,土垫旱耕人为土的NH4+-N回收率最低(81.0%),简育干润均腐土和干润砂质新成土介于二者之间;不同类型植被间,林地土壤的NH4+-N回收率(91.0%)极显著高于其他类型植被土壤,其他类型植被土壤的NH4+-N回收率表现为农田(85.5%)>裸地(83.8%)>草地(83.6%),但三者之间差异不显著。添加有机物料后,土壤NH4+-N回收率极显著增加(P<0.01),不添加有机物料对照土壤的NH4+-N回收率为84.3%,添加长毛草和苜蓿后的NH4+-N回收率分别为86.6%和85.9%。长期施肥对土壤NH4+-N的回收率无显著影响(P=0.436 5>0.05)。【结论】NH4+-N回收率与粘粒含量呈弱负相关,与有机质含量呈正相关,粘土矿物对NH4+-N的固定是土壤铵态氮回收率降低的主要原因。     

不同硝化抑制剂对尿素转化的影响

【目的】比较不同硝化抑制剂在石灰性土壤上对氮素转化的抑制效果,旨在选择石灰性土壤上较理想的硝化抑制剂,为进一步提高氮素利用率、减少环境污染提供依据。【方法】以单纯施用尿素为对照,采用室内土壤培养试验法,将硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)、双氰胺(DCD)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)和硫脲(TU)施入土壤,在培养一定时间(1~50 d)后采样,测定土壤的NH4+-N、NO3--N、NO2--N含量及pH和电导率(EC)。【结果】硝化抑制剂DMPP、DCD和AM不仅能够有效延缓尿素的水解,显著抑制土壤中NH4+-N的氧化作用,而且能够较长时间保持较高的NH4+-N含量,使硝化作用延滞35~38 d。各硝化抑制剂(TU除外)处理明显推迟了NO3--N的释放高峰期,对硝化过程均表现出明显的抑制作用。各硝化抑制剂处理的NO3--N、NH4+-N、电导率和pH之间有显著的相关性,土壤NO3--N含量与EC值呈显著正相关(P<0.05),而与pH值呈显著负相关(P<0.05);土壤NH4+-N含量与EC值和pH值的相关性则与NO3--N相反。【结论】在本试验条件下,TU未表现出对石灰性土壤氮损失的抑制效果,其他3种硝化抑制剂的抑制能力强弱顺序为DMPP>DCD>AM(P<0.05)。     

不同质量浓度硝态氮在潮白河模拟河床中去除效果研究

近年来再生水逐渐成为城市景观河流的主要用水来源,但再生水含有较高氮元素,容易造成水体与地下水污染。河床底泥对NO₃^--N有一定的截留与去除作用,本实验通过河槽装置模拟潮白河河床,探究低、中、高3种NO₃^--N质量浓度水平下河槽系统中底泥对NO₃^--N的去除效果。结果表明:水体中NO₃^--N质量浓度为5、10、20 mg·L^-1时NO₃^--N去除率分别为67.8%、63.0%、55.0%。河槽10 cm处和下部70 cm处对NO₃^--N去除效果较好。底层排出水中pH与NO₃^--N质量浓度相关性较强,底泥中50 cm与70 cm处反硝化作用强度与溶解氧质量浓度紧密相关;随着温度降低,溶解氧质量浓度升高,反硝化作用减弱,NO₃^--N去除效果变差。底泥中NO₃^--N的去除主要通过土壤淋溶作用、同化作用、反硝化作用与异化还原作用等共同作用;部分氮素以同化作用形成的有机氮和异化还原作用形成的NH₄⁺-N留存于底泥中。研究表明,河床底泥对再生水河道具有一定的净化效果。     

密云水库上游流域地下水中氮素污染特征及影响因素

为分析密云水库上游流域地下水中氮素的污染情况,于2014年7月和2015年1月进行了地下水样品的采集,应用域法和地质统计学方法等多元统计方法识别流域地下水中不同形态氮的时空分布特征,并解析土地利用类型、地下水埋深以及地表水对地下水中氮素的影响。结果表明:区域地下水的氮素污染不容乐观,29.73%的样品中硝态氮含量超标(10 mg·L-1≤NO_3~-≤20mg·L~(-1)),27.03%的样品出现严重超标(NO_3~--N≥20 mg·L~(-1))。从空间来看,地下水氮素具有空间自相关性,其中氨氮空间变异的随机性较大,硝态氮最小,硝态氮的污染主要发生在城镇人口密集区域;从时间来看,硝态氮污染呈逐年升高趋势,硝态氮的超标样品百分比从2008年的2.30%增长为2015年的25.71%,且年内变化表现为丰水期高于枯水期。各种土地利用类型中,城镇的氮污染最严重;硝态氮、亚硝态氮的含量随地下水埋深增加呈减小趋势;地下水氮污染浓度与流向有一定的联系,从上游至下游呈升高的趋势。     

盐碱地改良综述

在农业快速发展的大背景下,盐碱地面积不断扩张,土壤盐碱化问题成为我国加快社会主义生态农业发展进程的掣肘。治理不同程度、不同地型盐碱地的措施逐渐多元化,总结过往的改良技术,分类分区,精准治理,兼顾高水平与低成本。本文就盐碱地的各项治理措施与研究进展进行综述研究,并在此基础上提出对未来盐碱地治理研究方向的展望。     

黄腐酸对黄土性土壤磷吸附解吸动力学性质的影响

采用连续液流法研究了黄腐酸处理对５种黄土性土壤Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）吸附、解吸动力学性质及有效性的影响。结果表明：①黄腐酸处理对Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）吸附、解吸动力学模型的拟合性无影响，但能使Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）的吸附速度及吸附量分别降低１６．７％～６６．７％及１５．３％～６５．４％，解吸速度及解吸量分别增加１４．３％～９４．４％及１０．８％～８１．４％；②黄腐酸处理能使磷的有效系数降低３８．３％～７２．０％，Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）的有效性大幅度提高。黄腐酸对黄土性土壤Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）有明显的活化作用。     

玉米秸秆生物炭对土壤无机氮素淋失风险的影响研究

采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐潮土中。结果表明:淋溶实验过程中,淋溶初期生物炭对土壤NH+4-N和NO-3-N的固持作用比较明显,且对NH+4-N的固持主要发生在0~10 cm土层,而对NO-3-N的固持主要发生在10~40 cm;生物炭能够有效增加土壤的持水能力,与不添加生物炭处理(T1)相比,T2、T3、T4处理的土柱累积淋溶液体积分别减少了10%、20%、26%,无机氮素淋失量显著降低,分别减少27%、48%、61%;无机氮素淋失量的减少主要来自NO-3-N,相对于不添加生物炭处理,T2、T3、T4处理NO-3-N累积淋失量分别为62.4、44.4、34.5 mg,分别减少了28%、49%、58%。总的来说,土壤中添加玉米秸秆生物炭能够有效降低土壤无机氮素的淋失风险。     

铵态氮及硝态氮配比对香蕉幼苗氮素吸收动力学特征的影响

【目的】探究不同铵硝配比条件下香蕉幼苗对铵态氮、硝态氮两种形态氮素的吸收特性以及两种氮源离子相互作用对香蕉氮素吸收动力学特征的影响,筛选最适于香蕉氮素吸收利用的铵硝配比,为香蕉氮素营养高效吸收提供理论依据。【方法】依据养分吸收动力学原理,利用改进的耗竭法研究不同铵硝配比营养液中巴西品种香蕉（Musa AAA Giant Cavendish cv. Brazil）幼苗对铵态氮、硝态氮以及总氮的吸收动力学特征。设7个处理：100%铵态氮（100%A）、90%铵态氮+10%硝态氮（90%A+10%N）、70%铵态氮+30%硝态氮（70%A+30%N）、50%铵态氮+50%硝态氮（50%A+50%N）、30%铵态氮+70%硝态氮（30%A+70%N）、10%铵态氮+90%硝态氮（10%A+90%N）和100%硝态氮（100%N）。每个处理设9个氮浓度梯度：0、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3、4 mmol·L^-1。【结果】不同铵态氮﹕硝态氮配合条件下,香蕉苗吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,其动力学方程达到极显著水平。NH₄⁺-N比例在10%-70%时,随着NO₃^--N比例的增加,可以增加香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。在NH₄⁺-N比例为70%时,NH₄⁺-N的最大吸收速率（Vmax）最大,为55.56 μmol·g^-1·h^-1,NH₄⁺-N比例超过70%会降低香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收速率呈现随营养液NH₄⁺-N比例的增加而显著降低的规律。NH₄⁺-N比例从10%增大到90%时,NO₃^--N的Vmax降低了2.62倍,增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收。铵硝配比对香蕉根系与NH₄⁺-N和NO₃^--N的亲和力影响无明显规律。在铵硝配比为3﹕7时香蕉总氮Vmax达到83.33 μmol·g^-1·h^-1,明显高于其他处理,最有利于香蕉吸收利用氮素。【结论】NH₄⁺-N比例低于70%时,增加NO₃^--N比例可以促进香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收,NH₄⁺-N比例高于70%时,增加NO₃^--N比例抑制NH₄⁺-N的吸收。增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收,铵硝配比为3﹕7最有利于香蕉吸收利用氮素。     

急性低盐度对缢蛏存活率、Na+/K+-ATPase活性以及血淋巴细胞吞噬能力的影响

以缢蛏(Sinonovacula constricta)为研究对象,对其进行急性低盐胁迫,并检测低盐对缢蛏存活率、Na~+/K~+-ATPase活性及其血淋巴细胞吞噬能力的影响。结果表明:3种不同大小规格的缢蛏,在盐度从8降低到2时,存活率接近100%,Na~+/K~+-ATPase活性保持稳定,吞噬能力小范围下降;但是当盐度从2降低到0时,其存活率随着盐度的下降而降低,且成体的存活率始终比亚成体和稚贝的存活率要高,同时调节Na~+/K~+-ATPase活力相应升高来维持体内外渗透压的调节;盐度急性下降,缢蛏的生理功能受影响,吞噬能力也随之降低。稚贝、亚成体和成体缢蛏的LC_(50)低盐度分别为1.45、1.25和0.75。缢蛏对急性低盐度有很强的耐受能力,可能是一种极具内陆移殖潜力的海水贝类。     

外源硝酸钙对盐胁迫下黄瓜幼苗氮化合物含量和硝酸还原酶活性的影响

以较耐盐黄瓜品种新泰密刺为试材,采用营养液栽培,研究了叶面喷施硝酸钙对盐胁迫(NaCl 65mmol.L-1)下黄瓜幼苗体内脯氨酸(Proline,Pro)、硝态氮、铵态氮含量和硝酸还原酶(Nitrate reductase,NR)活性的影响。结果表明,盐胁迫显著降低了黄瓜体内硝态氮含量和NR活性,但显著增加了铵态氮和Pro含量;叶面喷施外源Ca(NO3)2减小了硝态氮含量、NR活性的降低幅度和铵态氮、Pro含量的升高幅度。结果说明外源Ca(NO3)2通过提高黄瓜幼苗体内NO3--N含量,进而诱导NR活性升高,从而使幼苗体内氮素代谢趋于正常,进一步缓解了盐胁迫对植株的伤害。     

西安蔬菜主产区土壤硝态氮累积现状与蔬菜产品、浅层地下水氮素污染调查研究

以西安郊区主要周边蔬菜产区为研究地点,通过分析蔬菜鲜样、菜田土壤2 m垂直分层土样、浅层地下水的水样,研究蔬菜及菜田生态系统氮肥污染现状.结果表明,按我国的地下水硝酸盐含量标准,在选点采样中1.5～3 m深的地下水硝酸盐含量超标,菜田土层土质疏松与浇水次数较多的菜田硝酸盐向下淋洗现象明显,温室较露地2 m深土层硝态氮与铵态氮分布浓度高,菜田2 m深土层中常有硝态氮与铵态氮的聚集峰,不同深度地下水的菜田韭菜硝酸盐含量差异明显.