硫和白云石对皖中黄褐土铅形态分布的影响

通过室内土壤培养试验,应用连续浸提分组方法,研究了S与白云石用量对黄褐土中重金属Pb形态分布的影响.结果表明,高S处理条件下,土壤pH下降,可交换态Pb有升高的趋势:白云石处理条件下,土壤pH升高,显著促进了可交换态Pb向碳酸盐结合态和铁锰氧化态转化,这种形态分布与白云石用量无明显关联,S的添加不足以改变白云石粉对黄褐土中Pb形态的影响.     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土钾素转化的影响

低分子量有机酸在土壤中广泛存在,主要来源于植物和微生物的分泌,通过改变根际的pH值和氧化还原状况,或通过螯合和还原作用等直接或间接地促进植物对P、Fe、Mn、Cu等养分的吸收、促进矿物的溶解、降低Zn、Al等金属对植物的毒害、吸收,缓解植物缺氧症状等。有关低分子量有机酸     

铅胁迫对黄褐土微生物区系和功能多样性的影响

为了筛选出黄褐土中对铅污染敏感的指示微生物,本研究采用室内培养试验研究不同铅浓度对土壤微生物区系和功能多样性的影响。结果表明,向土壤中添加硝酸铅显著降低了可培养细菌、放线菌和真菌微生物的种群数量,这种抑制作用随着铅浓度的升高而增强,随着培养时间的延长而减弱。铅浓度、细菌、真菌和放线菌数量两两间呈极显著负相关关系。低浓度铅处理（100 mg kg?1）在培养初期（1 d）显著减少了可培养细菌和放线菌的数量,降低率分别为27.43%和30.89%;高浓度铅处理（2500 mg kg?1）在整个培养期内均对真菌数量产生显著抑制作用,且抑制率维持在90%左右。从培养初期到中期（1 ~ 14 d）,随着铅浓度升高土壤微生物群落活性和功能多样性指数显著下降（中浓度铅处理除外）,培养后期（28 d）各个浓度铅处理的土壤微生物的丰富度和优势度均显著增加。与对照、低浓度铅和高浓度铅处理相比,中浓度铅处理（500 mg kg?1）更有利于保持黄褐土较高的微生物的群落代谢活性和功能多样性。本研究中3 种可培养微生物功能群对黄褐土添加硝酸铅的敏感度依次是放线菌,细菌和真菌。研究表明,在黄褐土地区真菌可以用来指示较为严重的土壤铅污染状况,放线菌和细菌可以用来指示铅污染程度较轻的土壤环境状况。     

不同水分状况对红壤和黄褐土速效钾含量的影响

通过120 d的实验室恒温（25±1℃）培养试验,研究了不同水分条件（含水量0、25%和40%及干湿交替）对红壤和黄褐土速效钾（K）变化的影响。结果表明,无论施钾与否,红壤恒湿处理（25%和40%）的速效K高于干燥土壤,并且随着培养时间的延长有增加的趋势;黄褐土与红壤相反,恒湿处理的速效钾低于干燥土壤。同一土壤25%和40%含水量恒湿处理的速效钾含量差异不显著,表明土粒表面水膜的厚薄不是影响土壤钾有效性的控制因素。干湿交替条件下,红壤速效钾变化不明显,黄褐土速效钾逐渐增加,干燥过程可促进黄褐土层间K+的释放。随着干湿交替次数的增加,红壤固钾能力有增加的趋势,黄褐土的固钾能力逐渐下降。     

黄褐土与水稻田沙土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附

为探明陕南矿区典型土壤(黄褐土和水稻田沙土)对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附特性,采用振荡平衡法研究黄褐土与水稻田沙土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的等温吸附过程,并用数学模型模拟其吸附动力学过程,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨2种土壤吸附Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的机理及其影响因素。结果表明:Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在2种土壤中的吸附均在120min达到平衡,黄褐土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附能力远远高于水稻田沙土,黄褐土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的最大吸附量分别为2.12,1.19mg/g,沙土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的最大吸附量为1.32,0.78mg/g;准一级动力学模型、双常数模型和内扩散模型均适合于表征Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附动力学特征,黄褐土吸附动力学特性的模型吻合度高于水稻田沙土;Langmuir吸附等温方程可较好地模拟Ni(Ⅱ)在2种土壤中的等温吸附过程,Freundlich吸附等温方程可很好模拟Mn(Ⅱ)黄褐土吸附等温过程;在研究pH范围内,Mn(Ⅱ)的吸附率随pH的增加变化不大,Ni(Ⅱ)的吸附率均随pH的增加而增加,土壤pH对重金属离子解吸影响较大,当pH小于3时有利于重金属离子解吸;通过土壤基本理化性质与吸附参数相关分析,结合吸附前后土壤的红外光谱分析,说明土壤有机质含量对重金属Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附起重要作用,有机质所含官能团对重金属起到一定的化学吸附作用。     

紫色土增施单质硫对大蒜生长发育和硫素营养的影响

对紫色土施用单质硫条件下大蒜生长发育及硫素营养吸收和代谢进行了研究。结果表明,大蒜株高、叶面积、经济产量(蒜头)和经济系数以中等供硫水平最高,而茎粗和生物产量则以高硫水平最大。大蒜能耐高浓度的硫素供应,在0～120kghm-2供硫情况下,其全硫(TS)、水溶性硫(SS)和无机硫(Io-S)含量均随供硫量的增加而上升,小分子水溶性含硫氨基酸含量(Ws-S)以低硫水平最高,而大分子蛋白质硫含量(Wis-S)以中等供硫水平时最高,与大蒜素含量的变化一致。大蒜素含量与不同硫组分比率的关系分析发现,大蒜素含量与Ws-S/TS呈极显著的正相关(r=0.752 ),与Io-S/SS呈显著的正相关(r=0.702 )。全氮含量与全硫含量变化趋势一致,全磷含量以低硫水平时最高,全钾含量以中等供硫水平时最高。     

纳米Fe、Si降解黄褐土中PCB77

采用振荡培养实验研究了纳米Fe0、纳米Si0和纳米Fe3O4对黄褐土中PCB77的降解作用。结果表明,土壤中PCB77投加量为20 mg kg-1,仅投加纳米Fe0时,投加量为40 mg g-1,反应24 h后PCB77含量接近最低,纳米Fe0对灭菌和未灭菌土壤中的PCB77降解过程均符合一级反应动力学,反应速率常数Kobs分别为0.0057 h-1和0.0081 h-1;反应64h后,反应体系中PCB77残留率分别为68.2%,和53.2%,可见灭菌土壤较未灭菌土壤中PCB77降解效果降低。纳米双元体系能促进PCB77的降解,当纳米Si0:纳米Fe0=1∶10时,土壤中PCB77降解效果最好,反应64h后,土壤中PCB77残留率仅为53%,当纳米Fe3O4∶纳米Fe0=1∶4时,土壤中PCB77降解效果较佳,反应64h后,土壤中PCB77残留率仅为42.5%。土壤中PCB77降解产物中除联苯外未发现其他降解产物,可能是PCB77在纳米Fe0表面连续脱氯的原因造成的。     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土K+吸附动力学的影响

采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K 吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸（苹果酸、柠檬酸）作用下,红壤吸附的K 量均低于对照（不加有机酸）处理,0.1 mmol/L草酸处理除外。黄褐土对K 的吸附因K 浓度的不同而差异明显。当K 浓度为0.1 mmol/L时,有机酸作用下黄褐土吸附的K 量低于对照,而当K 浓度为1.0 mmol/L时,有机酸作用下的黄褐土K 吸附量高于对照。K 吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系（R0.05=0.754,R0.01=0.874）。1.0 mmol/L KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K 的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数（R）高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K 吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K 吸附过程主要受土壤电荷的影响。     

长期施肥对潮土夏玉米生长发育和光合特性的影响

利用中国科学院封丘农业生态国家实验站潮土农田生态系统养分平衡长期定位试验,研究了不同施肥处理对夏玉米生长发育主要指标、光合特性和产量的影响。结果表明,与NPK相比,长期缺磷、缺氮、缺钾导致夏玉米株高、叶面积指数、产量均显著降低;其中长期缺磷、缺氮、缺钾处理夏玉米产量分别为NPK处理的10.78%、21.14%和83.43%。对不同施肥处理光合速率、叶面积指数与产量的相关性分析表明,不同施肥处理夏玉米产量与叶面积指数相关性高于光合速率,说明不同施肥处理产量的高低首先取决于叶面积指数的大小,其次是光合速率。长期不施肥或缺磷、缺氮、缺钾导致作物低产或减产的主要原因是光合面积低和光合速率下降。     

水稻土和潮土中铁锰氧化物形态与稀土元素地球化学特征之间的关系研究

稀土元素在土壤中的含量和分馏特征对它们在环境中的分布、迁移、转化、归宿以及生态效应都有重要的影响。铁锰氧化物矿物的表面作用已被认为是表生环境中元素活化迁移和污染的重要机制之一。本研究以亚热带北端的长江三角洲地区和亚热带南端的珠江三角洲地区的典型水稻土和潮土剖面为例,探讨了铁锰体系对土壤稀土元素含量和地球化学分馏的影响。研究结果表明:铁锰氧化物中以晶质态氧化铁与土壤稀土元素的结合作用为主,并且对潮土的作用要比水稻土更为显著。游离态氧化铁对水稻土Ce富集和Eu亏缺均有积极贡献;锰氧化物可能会通过对二价Eu的氧化而减少其在土壤中的亏缺程度。水稻土和潮土中稀土元素在剖面中的分馏程度也受到铁锰氧化物含量的影响,低含量的铁锰氧化物会使不同发生层之间稀土元素的分馏差异增大。Eu在铁游离度高的南亚热带水稻土中会通过还原并随Sr元素一起淋失。     

河南省潮土、砂姜黑土基本性质变化分析

通过对河南省潮土、砂姜黑土的室外采集与室内测定,对其基本性质的时空变化进行研究。结果表明:1潮土和砂姜黑土表层质地均以粉砂壤土为主,潮土颗粒大小级别以壤质为主,砂姜黑土颗粒大小级别以细壤质为主;21979—2012年,潮土表层p H平均值由8.3降为8.2,砂姜黑土表层p H平均值由7.8降为6.9,有机质、全氮平均含量均随时间变化上升,CEC均随时间变化而降低;砂姜黑土速效钾平均含量增加了51.3 mg/kg,潮土速效钾平均含量降低了21.2 mg/kg;潮土、砂姜黑土有效磷平均值分别由5.8 mg/kg和4.8 mg/kg上升至27.9 mg/kg和33.6 mg/kg,变化幅度较大,且变异系数较高,都达70%以上;3潮土、砂姜黑土不同地区及不同剖面层次的基本性质均存在较为明显的空间变化。     

保护性耕作对潮土团聚体组成及其有机碳含量的影响

利用保护性耕作长期定位试验平台,研究了小麦-玉米轮作条件下连续5年实施免耕与秸秆还田对农田潮土团聚体组成、团聚体中有机碳含量的影响。结果表明:相比于常规翻耕,常规翻耕+秸秆还田、免耕、免耕+秸秆还田处理下5 mm粒级机械稳定性团聚体含量显著提升,增加比例分别为16.62%、16.05%、44.23%;而免耕、免耕+秸秆还田能显著提升5~2 mm粒级水稳性团聚体含量,提升比例分别为29.81%和64.28%,同时团聚体稳定率也有一定的提高;实施免耕能显著提高5~2、2~1 mm粒级水稳性团聚体中有机碳含量;除常规翻耕+秸秆还田处理下2~1 mm粒级外,秸秆还田对各粒级团聚体中有机碳含量均有不同程度的提升作用。     

氮肥减施对养分在潮土肥际微域中迁移过程的影响

肥料减施增效对合理控制肥料用量、推进农业绿色发展、实施乡村振兴具有重要意义。本研究以尿素、磷酸二铵和硫酸钾为供试肥料，采用培养试验研究了氮肥减施对砂质潮土和壤质潮土肥际微域速效养分迁移过程的影响。以高产推荐施肥N 210 kg/hm²为基础，在氮肥减施20%时，速效氮磷钾进入砂质潮土肥际微域的比例比习惯施肥N315kg/hm²增加了15.71%、7.27%和13.14%，比高产推荐施肥增加了10.54%、3.79%和8.98%。速效氮迁移距离低于习惯施肥，与高产推荐施肥相当，为46 mm；有效磷迁移距离与两者无显著性差异；速效钾迁移距离分别增加了15.79%和10.00%。速效氮和有效磷进入壤质潮土肥际微域的比例比习惯施肥增加了53.08%、3.44%，比高产推荐施肥增加了14.28%、6.89%，迁移距离与习惯施肥、高产推荐施肥无显著性差异；速效钾比例和迁移距离则低于其他两个施肥量处理。     

不同轮作模式对黄淮平原潮土区土壤养分及作物产量的影响

通过大田试验,研究黄淮平原潮土区不同轮作方式对不同土层土壤速效养分和小麦产量构成因素及产量的影响.采用随机区组设置连续的小麦-玉米(WM-WM-WM)、1周期小麦-玉米+1周期小麦-大豆(WM-WS-WM)、1周期小麦-玉米+1周期小麦-夏花生(WM-WP-WM)、连续的小麦-夏花生(WP-WP-WP)和连续的小麦-大...     

不同施肥制度下褐土微团聚体有机碳活性变化

通过8年田间定位试验,研究了不同施肥制度下褐土及其微团聚体有机碳活性变化规律。结果表明,褐土微团聚体有机碳活性随粒级的减小而增强,不同施肥制度下土壤微团聚体组成变化各异,不施肥主要是由于10~50μm粒级总有机碳和<10μm粒级易氧化有机碳储量减少而造成土壤有机碳活性降低,土壤肥力下降;单施常量NPK化肥处理呈同样的趋势;增量NPK化肥可保持有机碳活性和肥力不降低,但投入较高;有机肥(物)料配施常量NPK化肥主要是通过增加大粒级特别是10~50μm粒级总有机碳和易氧化有机碳储量而使有机碳活性和土壤肥力水平得到提高。采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥是改善褐土肥力的有效措施。     

草地雀麦对北京山区石灰性褐土水土保持作用的研究

北京山区石灰性褐土草地雀麦播种后第2a,研究了其主要生物学特性对土壤物理性质及坡地水土流失的影响.结果表明,草地雀麦种植1a后,4月份返青,7月份地表覆盖度可达85%以上,8月份植株密度最大,地上、地下生物量为2322.6 kg/hm2和5623.0 kg/hm2,且0-10 cm地下生物量是草地雀麦地下水土保持功能发挥的主要部分.北京地区石灰性褐土土壤侵蚀的主要形式是坡面地表径流流失,降雨与植物生物学特性是坡地土壤侵蚀的主要影响因素,且不同因素作用大小表现为:地表径流量＞降雨量＞降雨强度＞坡度＞植被盖度＞植被高度＞植株密度.草地雀麦种植第2a,可以明显改善石灰性褐土土壤物理性质,减小土壤容重2.4%～9.8%,降低土壤紧实度,提高土壤入渗率,坡地地表年径流损失量与土壤侵蚀模数仅为13.5 mm和105.2 t/(km2·a),保水固土能力达到65.4%和98.1%,水土保持效果显著.     

褐土和棕壤坡耕地细沟侵蚀过程及侵蚀产沙特征

为揭示辽西低山丘陵区主要土壤类型褐土、棕壤坡耕地细沟侵蚀产流产沙变化规律,以期为该地区土壤侵蚀预测预报提供一定理论依据,利用人工模拟降雨系统在坡度为10°和15°、降雨强度为40,60,80 mm/h条件下分析褐土和棕壤2种土壤细沟侵蚀产沙过程,结果表明:褐土在坡度为10°和15°,径流量均随雨强的增加而增大,在坡度为15°雨强为80 mm/h降雨过程中出现最大值,而含沙量变化相反,大体呈现出随着雨强的增加而降低的特征,在坡度为15°时,3种降雨强度在降雨末期均集中在0.05 g/mL;棕壤在10°和15°径流量与含沙量变化无明显规律;2种土壤总体水沙关系表现出褐土总径流量大于棕壤,而总侵蚀量表现为小于棕壤;棕壤更易发生细沟侵蚀。     

不同施肥及秸秆还田对潮土有机质及其组分的影响

基于长期田间定位试验样地,研究了裸地(CK1)、不施肥秸秆移除(CK2)、不施肥秸秆还田(CK3)、施无机肥秸秆移除(NPK)、有机无机肥混施秸秆移除(1/2NPK+1/2OM)、有机肥秸秆移除(OM)、无机肥秸秆还田(NPK+S)、有机肥秸秆还田(OM+S)8种处理对土壤有机质及其组分含量的影响。结果表明,CK1土壤有机质及有机质各组分含量最低,但有机质稳定性较CK2、CK3高。与CK2相比,施肥处理(NPK、1/2NPK+1/2OM、OM)、秸秆还田处理(CK3)以及秸秆与肥料混施处理(NPK+S、OM+S)均能不同程度地增加土壤有机质及其各组分的含量,提高土壤有机质稳定性。其中OM处理效果最为显著,有机质含量比CK2高155.1%;有机质各组分中可溶性有机质DOM、富里酸FA、胡敏酸HA、胡敏素HM比CK2分别高39.1%、133.7%、540.0%、152.5%;HA/FA值为0.43,比CK2高173.9%。在CK3的基础上施用肥料(NPK+S、OM+S),土壤有机质含量以及有机质稳定性均有所增加,并且有机肥(OM+S)效果好于无机肥(NPK+S)。可见秸秆还田及有机肥施用对潮土有机质及其各组分含量均有提升作用,促进有机质积累并提高其稳定性。     

长期施用有机肥显著提升潮土有机碳组分

借助潮土36a长期定位施肥试验平台,利用物理化学相结合的方法,研究了不同施肥处理对耕层土壤有机碳组分的影响。试验处理包括不施肥(CK)、施氮磷钾肥不同组合(N、NP、NPK)、施有机肥(M)、施氮肥和有机肥(MN)、施氮磷肥和有机肥(MNP)及施氮磷钾肥和有机肥(MNPK)。结果表明:施肥能显著提高土壤易氧化有机碳(EOC)含量,与CK相比,MNPK处理提高效果最为显著,增幅为72.17%;NPK处理对颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)含量的提升效果高于N处理,但低于施有机肥处理;施有机肥处理的POC含量较不施有机肥处理平均增加92.69%,与CK相比,MNPK处理的POC分配比例增加了13.33%;施有机肥条件下,所增加的总有机碳对MOC的贡献率明显提高,MNPK处理所增加的总有机碳可1︰1进入POC和MOC组分。有机肥施用尤其是氮磷钾平衡施用并增施有机肥,能有效改善土壤化学性质、提升土壤碳组分含量、促进新碳在各碳组分均衡分配。     

浅议水土保持与黄河经济

水土流失是制约黄河经济开发的主要因素，是黄土高原低产贫困的根源。水土保持是振兴黄河经济的重要基础，对黄河经济发展具有保障和促进作用。黄河流域是我国能源、重化工等原材料基地。当前我国能源等基础工业发展滞后，对国民经济的“瓶颈”制约进一步加剧。开发和保护黄河流域经济资源刻不容缓，迫切要求加快水土流失防治步伐。