影响土壤镉吸持和解吸的因子

研究了土壤的pH、离子浓度(0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L)、阴(阳)离子种类(NO₃^-、Cl^-、OAc^-、SO₄^2-、HPO₄^-及Zn和Pb)及石灰和葡萄糖对土壤镉吸持及其解吸的影响。     

生物炭添加对黄土高原典型土壤田间持水量的影响

为确定生物炭添加对黄土高原典型土壤水分条件的影响,利用威尔科克斯法,室内条件下测定2种生物炭类型(苹果树枝生物炭和锯末生物炭)及3种生物炭添加比例(2％,5％,10％)对黄土高原3种典型土壤(填)土、黄绵土、风沙土田间持水量的影响.结果显示:(填)土、黄绵土、风沙土添加生物炭后田间持水量分别平均增加2.77％,3.09％,4.17％,显著高于不施炭处理(p＜0.05).苹果树枝生物炭对3种土壤田间持水量提高程度平均值为4.67％,显著高于锯末生物炭2.02％的提高程度;生物炭添加量与土壤田间持水量增加程度成正比例关系,添加量越大,土壤田间持水量增加程度越高,其中,苹果树枝生物炭10％添加量对3种土壤田间持水量的增加程度最大.研究表明,生物炭添加可以显著提高土壤田间持水量,不同种类生物炭及添加量对土壤田间持水量影响差异较大.     

用连续提取法研究土壤对镉和锌的吸持特性

本文选用３种性质不同的不土壤，分别添加不同系列标准浓度的Ｃｄ和Ｚｎ进行恒温培养，并用连续提取法研究土壤中Ｃｄ和Ｚｎ的吸持机理。结果表明，３种土壤对Ｃｄ和Ｚｎ的等温吸附线均符合直线方程。红壤、水稻土中Ｃｄ和Ｚｎ主要以离子交换吸附为主，而潮土Ｃｄ和Ｚｎ有一定量的专性吸附，另有少量的Ｃｄ和Ｚｎ被土壤有机质螯合或络合，而氧化铁对Ｃｄ和Ｚｎ吸持贡献很小，但土壤中的粘土圹物亦固定一部分Ｃｄ和Ｚｎ。     

四川盆地区天然气开采对土壤饱和持水量的影响

四川盆地区天然气储量丰富,在开采过程中,会扰动地表、破坏土壤物理结构,从而影响土壤饱和持水量。以四川省的安岳县和梓潼县天然气田为研究区,试验测定研究区内不同地貌类型、不同工程区域、不同工程建成年限的土壤饱和持水量变化情况,结果表明:开采活动结束1~5 a内,平原、山区、丘陵地貌下的站场、管道、污水池及道路区域土壤饱和持水量可以恢复到建设前的状态,且可以采用三次多项式对土壤饱和持水量的变化情况进行拟合,用以预测今后的变化趋势;通过主成分分析法,得到土壤饱和持水量化学成分综合参数α,并构建土壤饱和持水量与综合参数α的线性回归模型,可为四川地区天然气开采对土壤饱和持水量的影响研究提供理论依据。     

生物炭与叶面硒肥联合施用对生菜吸收镉及土壤镉形态的影响

  目的  为探明生菜吸收富集镉的能力对生物炭与叶面硒肥的响应程度,抑制有毒有害元素镉的吸收。  方法  通过盆栽试验,以生菜为研究对象,在镉污染土壤中添加生物炭,并在生菜叶片上喷硒处理,探索了生物炭与叶面喷硒的联合施用对镉污染土壤理化指标（pH和有机碳）和土壤不同形态镉含量以及对生菜镉吸收累积的影响。  结果  ① 土壤中添加生物炭与叶面硒肥都可以有效降低生菜可食部镉含量,其中喷施低浓度硒的效果更好。当生物炭添加量为30 g kg?1,叶面喷硒浓度为1 mg L?1时,生菜地上部镉含量由0.314 mg kg?1降至0.049 mg kg?1,低于国家食品安全标准（GB 2762—2017）中规定的叶菜类镉限量值0.20 mg kg?1。② 镉胁迫下,添加生物炭与叶面硒肥的交互作用对生菜镉含量和镉富集与转运能力均产生了显著性的影响,相对于生菜根部镉含量,添加生物炭的效应高于叶面硒肥的效应,而对于地上部镉含量,叶面硒肥的效应高于添加生物炭的效应。③ 生物炭添加可通过改善土壤pH和有机碳含量降低酸可提取态、可还原态、可氧化态镉的比例,增加残渣态镉的比例,从而有效地降低生菜对土壤中镉的吸收累积,减少生菜中镉含量。  结论  综合来看,生物炭与叶面硒肥联合施用可以降低生菜镉含量,其效果明显高于两者单独施用的效果,为无公害蔬菜的种植提供理论指导。     

生物炭对宁南山区土壤持水性能影响的定位研究

为确定生物炭作为土壤改良剂对半干旱地区土壤持水性能的影响,以中国科学院固原生态试验站为研究基地,通过添加不同种类(锯末、槐树皮)、不同比例(1％,3％,5％,以干土质量计)生物炭的小区定位试验,研究生物炭添加6个月后表层土壤容重、田间持水量及持水性能的变化.结果表明:施入生物炭可以有效地改善土壤容重,提高土壤田间持水量和土壤的导水性能.其中槐树皮生物炭的作用效果优于锯末生物炭,且土壤的持水性能与生物炭掺量呈正相关关系.     

不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响

[目的] 研究不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响,为该区水土保持和红壤退化地的精准恢复提供理论依据。 [方法] 采用野外调查、室内分析和环刀法,以严重退化花岗岩红壤和自然林为对照,对不同植被恢复模式下退化花岗岩红壤的土壤渗透性和持水量进行研究。 [结果] 不同植被恢复模式和对照样地的土壤渗透性均随土层深度的增加而降低,土壤入渗特征值均表现为：初始入渗率＞平均渗透率＞稳定入渗率;不同植被恢复模式与对照样地比校,土壤渗透性指标和前30 min土壤渗透总量数值顺序为：自然林＞乔灌草＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地;0—40 cm土壤持水量的顺序为：自然林＞乔灌草模式＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地。0—5 cm土壤渗透性指标和土壤理化指标的冗余分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、粉粒含量是改善土壤渗透性的因子,而土壤硬度、土壤容重、黏粒和砂砾含量是制约土壤渗透性的因子。 [结论] 5种植被恢复模式中乔灌草植被恢复模式是改善土壤渗透性和持水量的最佳模式。     

用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究

田间持水量是衡量田间土壤保持水分能力的重要指标,视为对作物有效的土壤水分的上限,对农田灌溉和作物水分管理具有十分重要意义。该研究提出了能快速测量土壤田间持水量的新型毛细吸渗法。该方法以田间持水量为无地下水影响下土壤基质所能吸持的最大含水量为物理基础,设计了一套满足田间持水量要求的实验方法、装置和程序,采用5种不同土壤测量了其田间持水量,并与用威尔科克斯法测量得到的田间持水量进行了对比。结果表明：所提出的新型测量方法,无论是基本原理还是室内试验均可行。与威尔科克斯法相比,其测量值略微偏小;两种测量值相关性很好,相差约为9％,产生这种现象的原因主要是土壤的吸湿过程与脱湿过程中土壤含水率的滞后所致。与传统的测量方法相比,该方法可大大缩短测量时间,具有利用前景。     

Spatiotemporal distribution of soil moisture in gully facies

Gully erosion is one of the most important forms of land degradation in many regions of the world. Understanding the process of gully erosion therefore is important for better management of the watersheds prone to gully erosion. However, many different aspects of gully erosion, like hydrological behavior, are still not fully understood. The present study investigates the spatial distribution of soil moisture content (SMC), as one of the hydrological factors, at different depths and points across the cross section in the vicinity of the headcut of three gullies located in the Kalat County, Khorasan Razavi Province, Iran. SMCs were measured at depths of 10, 20, 30, 50, 70 and 100 cm at each seven points across the study cross sections one to three days after occurrence of three rain events. Two sampling points were symmetrically located at a distance of 50 cm outside the gully banks, two at the vertex of the sidewalls, two in the middle of the sidewalls and one at the center of gully cross section. SMCs were measured using a weighted method. Results of the study revealed a broad range of changes in SMCs at various depths and points. The minimum and maximum SMCs were found to be about 2% and 38%, respectively, for the study period and gullies under consideration. The coefficient of variation (CV) had drastic changes for various gullies and storm events from 2 to 107%. Results further indicated that SMC moved from the sidewalls towards the floor of the cross section. Accordingly, the maximum SMC for storm events was associated with the point located in the center of gullies, which indicated the role of gully system in draining soil moisture. The findings of this study will help watershed managers understand the important role of gully facies in changing water content of the soil that affects other ecohydrological processes.     

不同保水剂对土壤水分和氮素保持的比较研究

保水剂应用对土壤水肥利用效率具有重要影响。本文采用土柱模拟试验方法,以不施保水剂处理为对照,比较3种保水剂——聚丙烯酸盐类保水剂(A)、有机–无机复合保水剂(B)、腐植酸型多功能保水剂(C)对土壤水分和两种氮肥(尿素、硝酸铵)的保持效应,筛选保水剂与氮肥的合理施用配合。8次土壤淋溶结果表明:3种保水剂对土壤水分和两种氮肥都有保持作用,但差异明显。在保水方面,A、B保水剂土壤水分保持效果较好且保水效果相近,C保水剂相对较差;随浇水次数增加,3种保水剂的保水效果均有所降低。在保肥方面,C保水剂对两种氮素的保持效果显著优于对照,且对硝酸铵保持效果优于对尿素的保持效果;A保水剂对尿素的保持效果明显,但对硝酸铵的保持效果很小,淋溶8次后,甚至对氮素淋溶有促进作用;B保水剂对尿素的保持效果8次淋溶后与C保水剂相近,对硝酸铵的保持效果介于其他两种保水剂之间。此外,保水剂对土壤脲酶活性有一定影响,其变化与氮素转化有关;施用尿素的土壤中,保水剂对土壤脲酶活性的影响为B保水剂C保水剂A保水剂,而施用硝酸铵的土壤中为A保水剂B保水剂C保水剂。     

Effect of synthetic nano-hydroxyapatite as an alternative phosphorus source on growth and phosphorus nutrition of lettuce (Lactuca sativa L.) plant

Phosphorus (P) is one of the least available mineral nutrients to the plants in calcareous and alkaline soils. In this study, we investigated the synthesis, characterization and use of synthetic nano-hydroxyapatite (NHA), P uptake by plants as well as its residual effects. Soluble P source (H₃PO₄) was also included as treatment for comparison. NHA prepared by wet chemical techniques, characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM) and elemental dispersive X-ray (EDX) analysis. NHA and H₃PO₄ were applied at a rate of 200 mg kg^?1 to find out their effects on phosphorus nutrition and growth of lettuce on the low and high calcareous soil. In addition to this, residual effects of NHA and H₃PO₄ were also determined for lettuce plants grown after first lettuce plants in the both soil. Dry weights of the first and second lettuce plants grown in low and high calcareous soil were significantly increased by applied phosphorus regardless of the source. NHA seems to be more effective than that of ordinary phosphorus source (H₃PO₄-P) on growth and P concentration of the lettuce plants. The promising results of this study needs to be supported with long term field studies regarding the uptake, translocation and interactions of nano-P with the other elements.     

稻壳基生物炭对生菜Cd吸收及土壤养分的影响

探讨稻壳基生物炭对Cd污染土壤上叶菜吸收Cd和土壤Cd形态的影响作用,明确稻壳基生物炭对土壤Cd污染的调控效应,可为合理利用稻壳基生物炭降低叶菜Cd含量提供参考。采用盆栽试验,研究了稻壳基生物炭在不同用量水平下对2茬生菜地上部Cd含量、土壤养分含量及Cd赋存形态的影响。结果表明,在5~25 g-kg-1用量范围内,稻壳基生物炭显著降低了2茬生菜地上部和根系Cd含量,且在最大用量25 g-kg-1时效果最好,地上部Cd含量分别比未施稻壳基生物炭的对照处理降低了19.6%和45.8%,根系Cd含量分别降低了36.8%和28.0%。在25 g-kg-1用量水平下,稻壳基生物炭对土壤p H、有效磷、速效钾及有机质含量提升效果明显,但显著降低了土壤碱解氮含量。施加稻壳基生物炭对土壤有效态Cd含量及Cd化学形态也有不同影响。随着稻壳基生物炭用量的增加,土壤NH4OAc提取态Cd含量和弱酸提取态Cd含量显著降低,在用量为25 g-kg-1时,分别比对照降低17.9%和10.4%,可还原态Cd含量无显著变化,可氧化态Cd含量呈减低趋势,残渣态Cd含量增加17.6%。因此推测,提升土壤p H、降低土壤有效态Cd含量、增加残渣态Cd含量可能是稻壳基生物炭降低生菜体内Cd含量的主要原因。稻壳基生物炭可以作为土壤改良剂,抑制Cd污染土壤上叶菜对Cd的吸收,改善土壤养分状况。     

土壤温度、水分和NH4+-N浓度对土壤硝化反应速度及N2O排放的影响

硝化反应是土壤、特别是干旱半干旱地区农业土壤N2O产生的重要途径之一。但是,目前环境条件对硝化反应中N2O排放的影响研究较少,而在国内外通用的几个模型中均用固定比例估算硝化反应过程中N2O的排放。本文通过砂壤土培养试验,研究了土壤温度、水分和NH4+-N浓度对硝化反应速度及硝化反应中N2O排放的影响,并用数学模型定量表示了各因素对硝化反应的作用,用最小二乘法最优拟合求得该土壤的最大硝化反应速度及N2O最大排放比例。结果表明,随着温度升高,硝化反应速度呈指数增长;水分含量由20%充水孔隙度(WFPS)增加到40%WFPS时,反应速度增加,水分含量增加到60%WFPS时反应速度略有降低;NH4+-N浓度增加对硝化反应速度起抑制作用。用米氏方程描述该土壤的硝化反应过程,其最大硝化反应速度为6.67mg·kg?1·d?1。硝化反应中N2O排放比例随温度升高而降低;随NH4+-N浓度增加而略有增加;20%和40%WFPS水分含量时,硝化反应中N2O排放比例为0.43%～1.50%,最小二乘法求得的最大比例为3.03%,60%WFPS时可能由于反硝化作用,N2O排放比例急剧增加,还需进一步研究水分对硝化反应中N2O排放的影响。     

土壤特性对保水剂持水性能的影响

为研究土壤特性对保水剂持水性能的影响,测试了4种保水剂分别与砂壤土、壤砂土、砂粘壤土1和砂粘壤土2共4种土壤混合后的保水率,混合时土壤为风干土,保水剂与土壤混合的质量百分比为0.5%。结果表明:与单纯保水剂或者保水剂与砂子混合相比,保水剂与土壤混合后可明显降低保水剂的释水速度,提高保水剂的持水能力。土壤特性对保水剂释水速度有明显影响,土壤粘粒含量高,保水剂的释水速度慢,反之,则快。土壤粘粒含量高,土壤含水量高,保水剂表面水势梯度变低,使释水速度变慢;粘粒含量低,水势梯度变大,保水剂释水速率加快。经过7 h的恒温蒸发后,4种保水剂在粘粒含量较高的砂粘壤土(粘粒含量25%)中的保水率比在粘粒含量低的壤砂土(12.5%)中的保水率高43.7%~71.3%,且具有明显的差异。     

Effect of moisture and disaggregation on the microbial activity of soil

Soil moisture and physical conditions may influence biological activity by affecting the habitat and conditions for the life of microorganisms. In this work, the dehydrogenase activity (DHA) of a vineyard soil was measured at different moisture conditions, in different aggregate size fractions, and after breaking the existing aggregates. The highest values of DHA (144 mg TPF kg⁻¹ day⁻¹) were found for the undisturbed soil at a suction pressure of 0.1 MPa, and decreasing values were obtained at pressures above and below that water potential. The disruption of the aggregates strongly reduced the biological activity at suction pressures under 0.1 MPa, but had no effect in drier conditions. Both in disturbed and undisturbed soil, an important part of the biological activity remained at high suction pressures (over 0.1 MPa), with DHA values around 50% of the maximum values. This shows that an important part of the soil microbiota is highly resistant to extreme drought conditions.     

转 AtPAP15基因大豆种植对根际土壤养分及酶活性的影响

以转入AtPAP15基因的两个磷养分高效转基因大豆株系AP15-1、AP15-3及其各自受体YC03-3、YC04-5为材料,在大田连续种植两季,通过在苗期、盛花期和成熟期采集根际土,对其进行pH和全磷、速效磷、有机磷、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、及钼等八种微量元素含量的测定,并分析了盛花期AP15-1与其受体YC03-3根际土中酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性变化,从而了解上述磷高效转基因大豆的种植是否会对根际土中主要养分和酶活性产生影响.研究结果显示:秋春两季根际土中除全钾和微量元素含量外,其他养分含量在个别时期,转基因大豆AP15-1或AP15-3与其受体之间,均存在显著性的差异,但这些显著性差异大部分出现在苗期,成熟期仅有机磷含量在AP15-1与其受体YC03-3、速效钾含量在AP15-3与其受体YC04-5之间呈显著差异,并且这些差异在两季中均未重复出现.根际土中四种土壤酶活性测定结果显示:同季转基因大豆与其受体之间差异不显著.总体结果表明,上述转AtPAP15基因磷高效大豆种植对根际土中磷、氮、钾等养分和四种土壤酶活性均未产生显著的影响.     

生物耕作对土壤理化特性、酶活性及青花菜生长和品质的影响

通过田间试验,研究生物耕作(接种蚯蚓)对土壤理化性质、酶活性及青花菜生长和产量品质的影响。试验设置了传统机械旋耕(CK)、免耕(T1)以及生物耕作(T2)3个处理。研究结果表明:(1)生物耕作能有效提高耕层不同部位的土壤养分含量和含水量,其中尤以5～20 cm土层较为明显,生物耕作处理土壤有机质、全氮、有效磷含量以及含水量依次比传统机械旋耕(CK)增长58.33%、68.93%、67.06%和16.19%;与传统机械旋耕(CK)相比,生物耕作处理大大提升了土壤过氧化氢酶、脲酶以及蔗糖酶的活性,其中脲酶、蔗糖酶与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)生物耕作处理下青花菜的株高、开展度、叶长、叶宽等指标与CK和T1之间差异显著(P<0.05);各处理间青花菜的叶绿素相对含量差异不大,生物耕作处理增强了青花菜在各生长期的净光合速率。(3)生物耕作处理大幅提高了青花菜品质,生物耕作处理下的青花菜Vc含量是CK的1.2倍,硫代葡萄糖苷含量分别比T1处理和CK高1.05 mol·g-1和3.29 mol·g-1,差异均达到显著水平;各处理间可溶性糖含量差异不显著。因此,在传统的农业生态系统中,培育土壤有益动物的生物数量(生物耕作)可提高土壤养分和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。     

不同土壤水分对赤松光合作用与水分利用效率的影响研究

在不同土壤水分条件下研究了赤松光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,不同土壤水分处理对赤松幼苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率等生理指标及其日变化均产生明显影响;中度水分胁迫时赤松幼苗的光合午休比对照提前1h且午休时间长,其净光合速率和气孔导度的下降平行进行,而且,日平均水分利用效率的下降幅度比日平均净光合速率的下降幅度小。