灌溉造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响

为研究造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响,利用造纸废水灌溉辽宁双台河口芦苇湿地,通过不同灌溉时期以及不同废水质量浓度对土壤剖面中镁离子含量进行观测分析。结果表明:在所有处理条件下,土壤镁离子含量随土层深度增加的变化趋势基本相同,呈"W"形分布,5~10cm土层中含量最多,20~40cm土层中含量最少。在芦苇不同生长期内灌溉造纸废水,土壤中镁离子含量变化量的大小顺序为成熟期发芽期展叶期快速生长期抽穗期。灌溉不同质量浓度的造纸废水后,土壤中镁离子含量变化量的变化趋势300mg/L175mg/L50mg/LCK,说明造纸废水灌溉有助于土壤中镁离子的累积,废水质量浓度越高,镁离子累积量越大。     

长期造纸废水灌溉对湿地土壤镉离子迁移的影响

为研究不同生育期湿地土壤镉离子含量的变化,分析废水灌溉条件下湿地土壤中镉离子的迁移特征。利用沈阳农业大学综合试验基地小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,采用原始COD_(cr)浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在不同生育期(发芽期、展叶期、拔节期、抽穗期和成熟期)灌溉不同浓度造纸废水,测定不同质量浓度废水下湿地土壤中镉离子的含量。结果表明:不同灌溉方式下,废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理对土壤镉离子含量影响最大,随着土层深度增加,土壤镉离子含量变化趋势表现为:处理1处理3处理2CK;发芽期至成熟期灌溉不同质量浓度的造纸废水,土壤中镉离子含量变化量变化趋势表现为:成熟期抽穗期拔节期展叶期发芽期,说明在成熟期灌溉造纸废水,镉离子含量变化量最大,其中在废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理时变化量达到最大值(2.91mg·kg~(-1)),50mg·L~(-1)处理变化量达到最小值(0.81mg·kg~(-1));不同废水质量浓度灌溉下,土壤中镉离子含量总体上呈现为:废水灌溉组大于清水对照组。经过相关性分析可知,土壤中镉与铜、铅、镍含量之间存在呈极显著正相关关系,说明在不同废水质量浓度灌溉下,铜、铅、镍含量越高,土壤中的镉含量越大。     

造纸废水灌溉对芦苇生长和土壤质量的影响及综合评价

为全面客观评价废水灌溉对辽宁双台河口湿地的影响,通过构建小试装置模拟盘锦双台河口湿地,分析造纸废水灌溉条件下芦苇不同生长期湿地各指标变化规律,采用粗糙集理论综合评价造纸废水灌溉对芦苇湿地影响。结果表明,造纸废水灌溉提高了芦苇植株茎粗、株高、叶面积及生物量,芦苇各生长指标与废水灌溉浓度正相关,不同灌溉浓度各指标值间存在显著差异;废水灌溉后,土壤中有机质、TN、TP含量随着灌溉浓度的增大而增加,但各灌溉浓度间差异不显著;废水灌溉后土壤中重金属含量均显著增加,且废水浓度越大,土壤中重金属含量越多。利用粗糙集方法对不同造纸废水浓度灌溉下的芦苇湿地影响程度做综合评分,灌溉浓度300mg/L的综合得分为0.802 6;175、50mg/L的综合得分分别为0.694 1、0.681 3;0mg/L的综合得分为0.401 3,即现有灌溉条件下,废水浓度越大,对芦苇湿地的影响综合评分越高,虽然会造成更多重金属累积,但总体上仍更有利于芦苇的生长与发育。     

造纸废水灌溉芦苇湿地土壤锰形态分布及再分配模拟研究

利用小试装置模拟辽河口芦苇湿地,对不同浓度造纸废水灌溉条件下湿地土壤中锰形态分布特征及再分配过程进行分析,以期对湿地有效利用造纸废水提供指导。结果表明:1)湿地土壤中锰各形态含量为:残渣态(792.18mg/kg)、可还原态(259.38mg/kg)、弱酸态(103.26mg/kg)、可氧化态(26.82mg/kg),残渣态与可还原态是辽河口湿地土壤锰的主要赋存形态。灌溉造纸废水后,湿地土壤中弱酸态锰增大,可还原态锰、残渣态锰降低;随灌溉废水浓度增大,残渣态锰逐渐增加,可还原态锰逐渐降低,弱酸态锰与可氧化态锰含量基本不变;2)芦苇生长影响湿地土壤中锰的再分配:快速生长期锰再分配系数最大,锰各形态分布最不稳定,其次是成熟期;发芽期、展叶期和抽穗期锰再分配系数较小,锰各形态分布相对稳定。采用高浓度(CODCr浓度300mg/L)废水灌溉,对锰各形态再分配影响最大,低浓度(CODCr浓度50mg/L)废水对锰的形态再分配影响最小;3)灌溉造纸废水可降低湿地土壤中锰残渣态含量,减少湿地土壤中锰累积。     

造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤营养元素含量影响

为研究不同浓度造纸废水灌溉(以CODCr浓度计,其浓度分别为:300,175,50mg·L~(-1))对湿地土壤营养元素[有机质、总氮(TN)、总磷(TP)及总钾(TK)]含量的影响,本研究利用沈阳农业大学综合试验场小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,来分析湿地土壤营养元素含量在不同浓度废水灌溉下的变化规律。结果表明:造纸废水灌溉后湿地土壤营养元素含量显著提高,随着废水浓度的增大,土壤中营养元素含量依次增大。有机质含量分别为22.420,19.950,20.020g·kg~(-1),为对照组CK的1.409,1.254,1.258倍;TN含量分别为0.742,0.696,0.642g·kg~(-1),为对照组CK的1.317,1.237,1.140倍;TP含量分别为0.586,0.529,0.491g·kg~(-1),为对照组CK的1.407,1.270,1.178倍;TK含量分别为3.265,3.086,3.160g·kg~(-1),为对照组CK的1.115,1.054,1.080倍。对TN、TP及盐碱离子平衡分析发现,随废水浓度的增大,芦苇体内各元素累积量增加,累积率减小,土壤中残留量加大。利用集对分析方法对造纸废水灌溉后湿地土壤养分进行评价,以C_1浓度造纸废水灌溉芦苇湿地,土壤营养元素等级为Ⅲ级,以C_2、C_3浓度废水灌溉后土壤的养分评价级别为Ⅳ级,说明较高浓度造纸废水的灌溉有效地提高了湿地土壤养分的含量,而较低浓度造纸废水灌溉对土壤养分含量提高幅度有限。     

造纸废水灌溉对芦苇湿地根际土壤酶活性的影响

为了探究废水灌溉条件下芦苇湿地根际土壤酶活性变化趋势及其影响因素,以辽滨苇、盘锦苇、小紫散穗等天然混栽芦苇为试材,采用桶栽方法,设置不同浓度(60,120,180,240,300 mg·L-1)造纸废水灌溉芦苇试验,测定芦苇根际土壤中脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,并分析根际土壤酶活性动态变化规律及其与土壤理化性质的相互关系。结果表明:清水灌溉条件下,在芦苇不同生育期,土壤脲酶活性在发芽期最大,为0.57mg NH3-N·(g±24h)-1。磷酸酶活性在快速生长期达到最大值,为0.93mg酚·(g±24h)-1,但各时期脲酶与磷酸酶活性变化差异不显著。脱氢酶活性在快速生长期达到最大值0.092μg TPF·g-1·20h-1,各时期间差异显著;废水灌溉显著提高了芦苇根际土壤脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性,3种酶活性受废水浓度影响,在同一生育时期,土壤中3种酶活性均随着废水浓度的增加而增大,在快速生长期废水浓度为300mg·L-1时,脲酶、磷酸酶、脱氢酶,3种酶活性均达到最大值,分别为:2.76 mg NH3-N·(g±24h)-1,1.377mg酚·(g±24h)-1和0.426μg TPF·g-1·20h-1;相关分析表明3种酶活性之间极显著正相关,脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性与土壤呼吸强度正相关且相关系数最大,其中脱氢酶与土壤呼吸强度相关系数为0.917,3种酶活性与土壤全氮、全磷显著正相关,与p H值、容重显著负相关。说明芦苇湿地造纸废水灌溉不仅增加了土壤中的养分含量,也提高了根际土壤酶活性。     

不同灌溉条件下造纸废水对芦苇根系形态的影响

芦苇根系生长情况决定芦苇产量及其在湿地生态系统中的作用。根系生长受外界条件制约,为研究造纸废水对芦苇根系的影响,采用辽宁盘锦某造纸厂排污口废水,根据其原始CODcr浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在芦苇发芽期、展叶期、快速生长期、抽穗期和成熟期5个生长期灌入不同浓度造纸废水,取样冲洗后测定芦苇的根系形态指标。结果表明:不同浓度灌溉下,造纸废水灌溉组芦苇根系的长度、面积、体积、平均直径和根尖数比对照组增加最高值依次为213.45cm,45.44cm~2,28.34cm3,0.55cm,879个;不同生长期灌溉下,造纸废水灌溉组芦苇的根系形态指标比对照组增加最高值依次为42.26cm,12.75cm~2,5.17cm3,0.41cm,1057个。CODcr浓度为175mg·L~(-1)的废水灌溉后,芦苇根系长度、面积、体积和平均直径均与对照组差异显著(p0.05),根尖数差异不显著;不同时期灌溉下造纸废水对芦苇根系的长度、平均直径和根尖数的影响显著(p0.05),对面积和体积影响不显著。且除根尖数以外的4项指标均在快速生长期灌入废水达最大值。说明在适当生育期灌溉适宜浓度造纸废水可促进芦苇根系生长。     

造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态研究

为探究造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态的分布,采用模拟湿地试验,研究了不同造纸废水浓度灌溉下芦苇各部位(根、茎、叶、穗)中铜化学形态(乙醇、水、氯化钠、醋酸、盐酸提取态)分布特征以及芦苇生长期(发芽期、展叶期、快速生长期、抽穗期、成熟期)对铜化学形态影响规律。结果表明:芦苇对铜元素含量受废水浓度影响,受芦苇生长时期的影响。废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇体内铜含量最高(12.65mg·kg~(-1)),主要分布在根部(10.67mg·kg~(-1)),茎中含量最低(6.02mg·kg~(-1));展叶期内铜含量最高(14.52mg·kg~(-1)),成熟期最低(5.57mg·kg~(-1));芦苇体内铜形态分布受生长期影响较大,且各部位间有较大差异。芦苇体内铜以乙醇(3.43mg·kg~(-1))和水(3.00mg·kg~(-1))提取态为主,其中根部乙醇(32.02%)和水(24.77%)提取态含量最高,而穗中铜HCl提取态含量最高(42.33%)。芦苇生长期中,展叶期HAC提取态所占比例最高(30.83%),乙醇(18.97%)和水(21.54%)提取态次之,其余生长期,铜均以乙醇和水提取态为主,二者合计分别占总量的67.31%,54.34%,52.49%,49.23%;芦苇体内铜主要来源于土壤中弱酸态铜。废水浓度升高提高了芦苇对土壤中铜的吸收率,废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(9.62%),在展叶期,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(3.46%),高于土壤中弱酸态铜总量。造纸废水灌溉促进了芦苇对铜的吸收,在试验的废水浓度灌溉下,芦苇体内铜的各形态含量所占比例变化不大。     

江苏滨海湿地不同植被演替阶段土壤有机碳分布特征

对江苏滨海湿地土壤有机碳的分布特征进行研究,阐明了植被演替和土壤理化性质对土壤有机碳分布的影响,对探讨今后如何增加滨海湿地的"碳汇"能力具有重要的意义。结果表明,水平方向上,有机碳的分布特征表现为:光滩米草群落芦苇群落刺槐群落碱蓬群落。在0~10 cm层,土壤有机碳平均含量为20.84 g·kg-1,其中米草群落土壤有机碳含量显著高于其他几种类型;10~25 cm和25~40 cm土层,土壤有机碳平均含量分别为18.66 g·kg-1和19.15 g·kg-1,光滩含量最高。垂直方向上,0~10 cm层土壤有机碳含量均最高,光滩土壤有机碳含量随土层深度增加而增加;碱蓬和米草群落湿地土壤有机碳含量的垂直分布特征则相反;刺槐群落和芦苇群落湿地土壤有机碳含量分布表现为,表层含量最高,中间土层含量最低。土壤有机碳含量与土壤容重具有极显著的负相关关系,而与C/N和盐分呈显著的正相关关系。虽然研究结果中土壤有机碳含量与其他因子的相关性不显著,但是土壤各理化性质间的相互作用会间接影响有机碳含量的分布。     

鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明:南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现"N"的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

收割对芦苇生物量及氮磷储量的影响

以宜兴太湖百渎港河口湿地区域内芦苇(Phragmites australis)为研究对象,采用现场围隔手段,研究了收割移出和自然保留2种处理方式下芦苇地上部分生物量、氮、磷含量和储量的动态变化。结果表明：（1）收割样地内芦苇群落的茎、叶和地上生物量（不包括收割部分）均低于保留样地的芦苇群落,且差异性均达到极显著水平;（2）收割样地与保留样地内芦苇茎和叶片的氮、磷含量变化趋势相近,且芦苇茎和叶的氮、磷含量差异都不显著;（3）收割样地内芦苇群落的茎、叶和地上氮、磷储量均低于保留样地内的芦苇群落,且差异性均达到极显著水平;（4）收割样地和保留样地芦苇的茎、叶和地上生物量与其氮、磷储量间均呈现显著的正相关。     

棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

干旱荒漠区白刺灌丛沙堆土壤温度及水分养分变化特征

以民勤沙区不同变化阶段白刺灌丛沙堆为研究对象,测定白刺灌丛沙堆高度、长短轴、迎风坡与背风坡植被株高、盖度、枯枝和结实等形态特征,分析不同变化阶段土壤温度及水分养分变化特征。结果表明,1）土层0～10 cm处的土壤温度随着时间推移地面温度呈现出先逐渐升高而后缓慢下降的趋势,日变化规律为发育阶段＞雏形阶段＞稳定阶段＞衰退阶段。2）在不同发育阶段土壤含水率在40～60 cm土层中最高, 0～5 cm最低,随着土层深度增加水分含量呈现逐渐升高的趋势。3）不同变化阶段土层pH在5～10 cm最高,不同坡向pH均为迎风坡大于背风坡;衰退阶段背风坡中电导率最高,均大于其他发育阶段的坡向。4）土壤TN、速效磷平均含量发育阶段最高、有机质衰退阶段最高、稳定阶段均最低;土壤TN为雏形阶段、发育阶段和衰退阶段迎风坡中大于背风坡中,稳定阶段则相反;土壤有机质为雏形阶段和发育阶段背风坡中大于迎风坡中,稳定阶段和衰退阶段则相反;土壤速效磷为不同发育阶段迎风坡中大于背风坡中,土壤温度在0～10 cm处日动态呈现出先逐渐升高而后缓慢下降的趋势;土壤含水率在40～60 cm土层中最高,0～5 cm最低;pH在5～10 cm最高;电导率在衰退阶段背风坡中最高;土壤TN、有机质和速效磷在发育阶段表面养分含量达到最高,且显著高于其他几个阶段。研究结果为民勤荒漠区白刺群落植被恢复与保护提供科学理论依据。     

膜下滴灌棉田土壤磷钾养分空间分布特征

通过对膜下滴灌棉田土壤速效磷钾养分时空分布研究,结果是棉花滴灌水前0~20 cm土层水平方向速效磷钾含量变化波动幅度较大,20~60 cm土层变化幅度较小。滴水后表层土壤速效磷含量变化波动逐渐变小,速效钾含量变化幅度且较大;0~60 cm土层土壤速效磷钾含量自表层垂直向下的分布特点分别是:磷素为10~20 cm>0~10 cm>20~40 cm>40~60 cm,钾素为0~10 cm>40~60 cm>10~20 cm>20~40 cm;随时间变化特点是:耕层土壤速效磷钾含量从苗期开始均上升,到盛蕾期达最大值,盛蕾期后基本呈直线缓慢递减,不同的是棉花吐絮后土壤速效钾含量回升较快。     

桂林会仙湿地土壤有机质·氮·磷含量与芦苇的响应研究

[目的]为进一步恢复湿地优势植被——芦苇的研究提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内实验相结合的方法,分析桂林会仙湿地典型植被芦苇土壤全氮、全磷、有机质、水分与芦苇之间相关性。[结果]会仙湿地芦苇区域内的C/N比变异系数为0.16,C/P比变异系数为0.41,N/P比变异系数为0.40。[结论]会仙湿地土壤沉积物粒度越细,其中氮、磷、有机质含量也高,越有利于芦苇的生长发育。     

再生水灌溉对旅游区土壤理化性质时空变化影响特征分析

通过对桂林园林植物园内的绿地实地调查,对再生水灌溉对土壤理化性质影响的时空变化特征进行研究.结果表明:各土层土壤有机质、总氮的含量随时间的变化并不十分明显;0～30 cm土层土壤速效磷含量随时间的变化较小,30～60 cm土层土壤速效磷含量变化相对较大;0～15 cm土层土壤全盐的变化较大,15 cm以下土层土壤盐分的变化相对较小.0～60 cm各土层中,再生水灌溉时的土壤有机质、总氮、全磷、全盐含量均高于清水灌溉条件下的含量.再生水灌溉对土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾、全盐、K+、Na+、Ca2+、Cl-含量有显著或极显著的影响,对容重、速效氮、pH、Mg2+、N03-N、NH4+-N等6项土壤理化指标则无显著影响.与清水灌溉相比,再生水可以明显地提高土壤肥力,为植物生长提供充足的氮、磷、钾等营养元素和有机质,但也会引起土壤全盐含量的升高,应采取相应措施避免盐害发生.     

博斯腾湖芦苇湿地生态环境现状及芦苇生物量影响因素分析

以博斯腾湖芦苇湿地为研究区,通过野外调查和室内分析,对博斯腾湖三大苇区的土壤理化性质、水质特征及影响湿地芦苇生物量的主要因素进行了分析。研究结果表明:⑴苇区土壤环境质量现状良好,土壤有效氮含量平均为142.59mg/kg,速效磷含量平均为40.11mg/kg,有机质含量平均为7.81%,能够满足芦苇生长要求。⑵黄水苇区湿地土壤总盐含量及水中全盐含量分别为0.93%和3.04mg/L,其与芦苇生物量间均呈显著负相关关系(p0.05),而西南小湖区及大湖西岸区土壤总盐含量及水中全盐含量对芦苇生物量没有显著影响(p0.05);三苇区水中COD量和pH值对芦苇生物量均无显著影响。⑶芦苇的株高、茎粗、节数等三种形态特征指标与生物量之间呈极显著正相关关系(p0.01),芦苇的密度与生物量呈极显著负相关关系(P0.01)。     

河西绿洲不同灌溉条件下土壤水分对小麦叶片含水量的影响

[目的]研究河西绿洲不同灌溉条件下,春小麦不同生育时期土壤水分对植株叶片水分状况及叶面积指数的影响。[方法]设5个处理,分别为底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2(F1)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水10 00 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2(F2)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水1 000 m3/hm2(F3)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水500 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F4)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F5),灌水总量分别为2 500、3 500、4 500、3 500、4 000 m3/hm2。[结果]抽穗期到开花期,各层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关关系,其中20～40和60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到极显著相关;开花期至灌浆前期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,其中60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到显著相关;灌浆前期至灌浆中期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,但整个土层土壤含水量与叶片相对含水量均未达到显著相关。灌浆中期的降雨提高土壤上层含水量,因此0～40 cm耕层土壤含水量与叶片相对含水量呈显著正相关(r=0.87～0.91);而灌浆后期,二者却表现出负相关(r=-0.55～-0.97)。[结论]该研究可为春小麦节水栽培提供可靠依据。