不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物三维荧光光谱特征分析

【目的】揭示不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物(WEOM)的变化规律,为苏打盐碱型水稻土固定有机碳提供理论基础。【方法】利用三维荧光光谱技术研究种植水稻0、1、3、5、15和20年对苏打盐碱地土壤中WEOM含量(w)及其三维荧光特性的影响。【结果】随种植年限的延长,土壤WEOM的含量先增加后逐渐降低,在种植3年时达最大(259.29 mg·kg-1),而在20年时最小(19.29 mg·kg-1);土壤中WEOM D254 nm随种植年限增加而增加;WEOM的三维荧光图谱形状和荧光线密度不同,荧光线密度随种植年限的增加而增强;随种植年限增加,水稻土中区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光峰的发射光波长发生了蓝移,而区域Ⅲ和区域Ⅴ发射光波长发生了红移;土壤积分值为区域Ⅴ区域Ⅲ区域Ⅳ区域Ⅱ区域Ⅰ;种植20年后,类腐殖物质占WEOM的百分比降低。【结论】苏打盐碱型水稻土中类富里酸、类腐殖物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量随种植年限而增加。三维荧光技术适用于研究土壤中WEOM的结构和组分。     

生物质炭对紫色土耕地土壤中溶解性有机物含量和组成特征的影响

选取位于长江上游低山丘陵区的四川盐亭石灰性紫色土和重庆忠县中性紫色土的两种典型耕地(旱地和菜地)土壤,添加0.5%~3.0%生物质炭并经过老化作用,研究生物质炭添加对土壤中可水提的溶解性有机物(DOM)性质的影响。DOM的含量与组分特征分别以溶解性有机碳(DOC)浓度和光谱学特征参数表征。结果表明,石灰性和中性紫色土旱地不添加生物质炭的对照土壤中DOM的平均含量分别为43、65 mg DOC·kg~(-1),相应菜地的对照土壤分别为110、105 mg DOC·kg~(-1);加炭后DOM含量随投加量呈非单调性变化。石灰性和中性紫色土菜地土壤DOM的芳香性和腐殖化程度明显高于旱地土壤。三维荧光光谱的平行因子分析表明,土壤DOM由两种土壤有机质源的类腐殖质组分及一种类色氨酸组分构成,菜地土壤中各组分的含量都明显高于旱地土壤,也具有更高的芳香性和腐殖化程度。综合多种光谱学分析的结果发现,加炭并经过老化后,土壤DOM的组分特征并无明显变化。     

不同施肥处理对水稻土微生物生态特性的影响

采用室内恒温培养研究不同施肥处理水稻土微生物生物量C、微生物数量、群落结构的变化特征.发现施秸杆(RS)和施厩肥(PM)处理的微生物生物量C明显高于不施肥(CK)和施化肥(CF)处理(P＜0.05).不同处理微生物生物量C在培养期内都呈现出先上升后下降的趋势,但达到峰值时间不同.施用有机肥后土壤中细菌、真菌数量明显增加,放线菌数量略有减少.应用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析微生物群落结构,发现不同施肥处理条件下,各个单体磷脂脂肪酸的相对百分含量有明显差别,其PLFA谱图差异很大.表征细菌、真菌、放线菌的磷脂脂肪酸相对含量在各个施肥处理中有明显的不同.CK和CF处理的G+/G-值显著高于RS和PM处理(P＜0.05).主成分分析结果也表明微生物群落结构发生了很大改变,施肥对水稻土微生物生态特征产生了明显的影响.     

热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化

土壤溶解性有机质(DOM)由胡敏酸、富里酸等组成。为了解热处理对土壤DOM的结构和组分的影响,将水稻土样品在温度200℃、250℃、300℃和时间2、4、6 h下进行加热,对热处理前后的水稻土DOM进行了紫外光谱、三维荧光和红外光谱分析。结果表明,对于紫外-可见光光谱的特征指标250 nm和365 nm紫外吸光度比值E_2/E_3,随着加热温度增加而逐渐增加,而单位溶解性有机碳浓度下254、260、280 nm处波长SUVA_(254)、SUVA_(260)和SUVA_(280)则逐渐减少,表明随着加热温度增加,DOM的芳香性和疏水性降低;加热后DOM在253 nm与203 nm吸光度的比值A_(253)/A_(203)由低到高,表明未加热时DOM组分芳香环取代基以脂肪链为主,加热后脂肪类物质大量分解。样品加热后的三维荧光光谱发生蓝移现象,荧光强度增加,同时紫外区类富里酸荧光峰值与可见区类富里酸荧光峰值的比值r(A/C)降低,表明加热后土壤DOM芳香性降低,分子量降低。红外光谱特征表明,加热后DOM中羧酸类物质增多;200℃和250℃加热时,DOM中脂肪族类物质增加,300℃加热时脂肪族类物质减少。     

牛粪堆肥中溶解性有机物对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

提取牛粪堆肥中的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM),并将DOM转移至含有铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa FACHB905细胞的培养液中,DOM含量以溶解性有机碳(DOC)质量浓度进行衡量,分别控制培养液中DOC的终质量浓度为0、15、30、60、90、120 mg/L(分别记为CK、T1、T2、T3、T4、T5)。通过测定藻细胞密度、色素含量和藻毒素含量,研究DOM对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响。结果表明:1)M.aeruginosa FACHB905受DOM影响,在处理后第2天,各DOM处理的细胞密度与CK相比均有所增加,T4处理的细胞密度(5.97×106个/m L)最大,比CK增加了21.67%,处理后第4天,T1、T2、T3处理均能够促进细胞生长,T2处理的细胞密度(9.23×10~6个/m L)最大,比CK增加了15.27%,而T4、T5处理抑制细胞生长,处理后第6天,仅T1及T2处理能够促进细胞生长,T1处理的细胞密度(13.34×10~6个/m L)最大,比CK增加了10.35%,而T3、T4、T5处理抑制细胞生长;2)堆肥来源DOM能够抑制藻毒素的合成,单位细胞藻毒素Microcystin–LR含量在处理后第2天T5处理的最低,比CK下降了53.13%,而Dha7–Microcystin–LR含量在处理后第4天T5处理的最低,与CK比较下降了78.51%;3)各DOM处理对单位细胞内Chl–a和Carotenoid的合成没明显影响。     

秸秆和Eh对稻田土壤溶解性有机质组成及金属释放的影响

为探究秸秆添加对氧化还原条件变化下稻田土壤重金属释放的影响,本文选取典型重金属污染稻田土壤,通过微宇宙试验结合三维荧光光谱等手段,分析了土壤溶液化学性质、溶解性有机质（DOM）、金属释放之间的动态关系。结果表明：添加秸秆增加了厌氧期Fe、Mn、As、Cd等金属的释放,同时影响了DOM组成。土壤DOM中类蛋白（C3）含量在培养期总体降低（P<0.05）;类腐殖质含量呈现厌氧期上升、好氧期下降的趋势。结构方程模型（SEM）分析显示,Eh的变化与Mn和As的溶出显著负相关（路径系数分别为-0.662和-0.528,P<0.01）,同时,Eh还通过影响土壤类腐植酸C2（路径系数-0.816,P<0.01）控制As的释放（路径系数0.244,P<0.05）。因此,稻田土壤干湿交替造成的Eh变化和秸秆还田措施不仅可直接影响重金属的溶出,也可通过DOM含量和组成进一步控制其释放。     

添加外源有机物对长期不同施肥处理水稻土有机碳矿化的影响

[目的]通过研究添加外源有机物对不同施肥条件下水稻土有机碳矿化及形态的影响,探究不同施肥措施对水稻土有机碳稳定性的影响,为水稻土的合理碳管理施肥提供参考.[方法]以江苏溧阳白土(4年定位试验)和如皋高砂土(11年定位试验)2种典型水稻土为研究对象,各选取4个不同肥料处理的耕层(0～15 cm)土样,各处理分别为不施肥(...     

生物型水稻专用肥在草甸土上的应用效果研究

以草甸黑土作为供试土壤,对生物型水稻专用肥应用效果进行小区试验。结果表明:生物型肥料有效的提高水稻植株的生物量,抽穗期生物型水稻专用肥处理的水稻植株干重比等养分化肥处理高13.36%~23.28%。生物菌肥的施入能够提高水稻产量,在常规施肥基础上增施生物菌肥和减量化肥增施生物菌肥两个处理分别比常规施肥产量提高5.5%和7.9%。     

温度与不同有机肥对土壤溶解性有机质含量的影响

采用室内培养法研究温度与不同有机肥对土壤溶解性有机质(DOM)含量的影响。结果表明:培养温度升高,DOM含量升高。15℃时DOM几乎无变化,25、30℃时可升高120.0%～870.8%,DOM变幅随着增加。有机肥类型也影响DOM含量。其中,沼渣处理含量最高,其次是牛粪处理,秸秆处理含量较低,有机肥类型对DOM变幅无显著性影响。     

基于3 DEEM-PARAFAC的短期稻虾共作土壤DOM荧光光谱分析

稻虾共作模式已在中国长江中下游地区广泛应用.为研究短期稻虾共作对土壤溶解性有机物(DOM)组成和腐殖化的影响,采用三维荧光光谱耦合平行因子法(3DEEM-PARAFAC)分析土壤DOM荧光组分和各组分变化规律,利用腐殖化指数(HIX)、腐殖酸与色氨酸荧光比值(A:T)、新鲜指数(β:α)、McKnight荧光指数(MF...     

去除溶解性有机质对红壤水稻土碳氮矿化的影响

【目的】研究溶解性有机质（DOM）对红壤水稻土碳、氮矿化作用的影响，为正确认识红壤碳、氮循环的过程机制、制订科学的养分管理措施及有效控制温室气体排放提供参考依据。【方法】采用发育于第四纪红粘土的水稻土，以旱地红壤为对照，通过室内恒温培养试验研究了去除DOM土和原土间有机碳、氮的矿化差异。【结果】去除DOM使土壤有机碳的累积矿化量在培养前期（12 d）下降了6.3%～8.9%（平均7.5%），但整个培养期内仅降低3.6%～6.1%（平均5.0%），其影响不显著。去除DOM对不同土壤有机氮矿化的影响不同。3种水稻土在去除DOM后，土壤有机氮的累积矿化量显著下降，降幅为11.2%～18.3%（平均12.9%），而旱地红壤仅下降7.6%，与原土没有显著差异。【结论】DOM是土壤微生物生命活动中重要的氮素来源和有机氮矿化的原初物质，虽然只占土壤有机质的很少一部分，但在红壤水稻土有机氮的矿化中起重要作用。     

Fe(Ⅲ)对不同来源溶解性有机质的光化学活性的影响

为研究水环境中普遍存在的Fe(Ⅲ)对溶解性有机质(DOM)的光化学活性的影响,分别以糠醇(FFA)、对氯苯甲酸(pCBA)和2,4,6-三甲基苯酚(TMP)作为1O2、·OH和3DOM*的分子探针,研究了不同光源和pH条件下,Fe(Ⅲ)对不同DOM产生1O2、·OH的稳态浓度和TMP降解的反应速率的影响。结果表明:汞灯照射下DOM产生活性物种的能力显著高于氙灯照射条件下,说明光强越大,DOM产生的活性物种越多;不同光源和pH条件下,不同DOM产生活性物种的能力是不同的,总体上表现为Suwannee河腐植酸(SRHA)和Suwannee河天然有机物(SRNOM)具有更高的1O2和·OH生成效能,而污水处理厂二级出水有机物(EfOM)具有更高的3DOM*生成效能。低浓度的Fe(Ⅲ)(10μmol·L~(-1))对DOM产生活性物种的能力无显著影响,高浓度的Fe(Ⅲ)(25～50μmol·L~(-1))则会抑制DOM产生活性物种的能力,且随Fe(Ⅲ)浓度的增加,抑制效应增强。DOM/Fe溶液的E2/E3值随Fe(Ⅲ)浓度的增加而逐渐减小,其与单一DOM/Fe体系产生的1O2、·OH的稳态浓度以及TMP的光降解反应速率常数具有正相关关系。在实际水体中,Fe(Ⅲ)的存在可能会抑制DOM的光化学活性,进而抑制水体中有机污染物的光化学转化,导致有机污染物的生态风险提高。     

再生水地下回灌过程中溶解性有机物的去除研究

在实验室通过模拟方法研究了城市再生水地下回灌后的水质变化,重点分析了土壤含水层处理(SAT)对再生水中溶解性有机物(DOM)及消毒副产物的前体物去除效果.结果表明,在系统稳定时期,SAT对溶解性有机碳(DOC)平均去除率为37.2%.利用XAD树脂分离出再生水中占最主要DOM的3个部分:疏水性有机酸(HPOA)、过渡亲水性有机酸(TPIA)和亲水性有机物(HPI). HPOA、TPIA和HPI在SAT中去除率分别为33.9%、21.5%和44.1%.再生水有较高的消毒副产物生成势(BPDFP),经过SAT后三卤甲烷生成势THMFP和卤乙酸生成势HAAFP分别降低了11.0%和21.5%,但单位质量DOC的BPDFP却升高了,Specific THMFP和Specific HAAFP分别增大了42.4%和25.7%.即经过SAT处理后再生水中的消毒副产物的前体物浓度会减少,但是剩下的难降解的DOM有更高的氯化活性.     

不同施肥方式对水稻产量的影响

对水稻进行不同施肥方式试验,结果表明:测土配方施肥处理的水稻产量最高,每667 m2干谷产量达584.0 kg,较对照增产18.41%,增产达极显著水平,且肥料投入成本最低,经济效益最高。     

不同施肥处理后效对北方淹育型水稻土有机态氮组分和作物产量的影响

研究表明，施肥处理1年后，施有机肥的土壤中有机态氮组分含量最高，其次是沸石配施化肥，单施化肥和对照最低，施有机肥1年后水稻产量和吸氮量仍保持高水平，沸石配施化肥也可提供水稻第二年生长所需氮素，而单施化肥和沸石则不能。     

配施紫云英对不同类型水稻土溶解性有机碳氮淋溶及损失的影响

为探讨配施紫云英对不同类型稻田土壤溶解性有机碳（Dissolved organic carbon,DOC）和溶解性有机氮（Dissolved organicnitrogen,DON）含量的影响程度,阐明稻田土壤DOC和DON的淋溶特性,本研究以亚热带3种典型水稻土（黄泥田、灰黄泥田和灰泥田）为研究对象,通过田间试验,探讨等氮磷钾条件下单施化肥（CK）和紫云英配施化肥（cmv）处理对不同水稻土DOC和DON的动态变化、淋溶特性及损失的影响。结果表明,不同土壤类型水稻土DOC和DON的淋溶特性有所不同。3种供试水稻土中,灰泥田水稻土DOC淋溶损失量最大,其CK处理DOC淋溶损失量较灰黄泥田和黄泥田分别显著提高24.09%和72.15%,cmv处理淋溶损失量较灰黄泥田和黄泥田分别显著提高16.53%和40.55%;而黄泥田水稻土DON淋溶损失量最大,其CK处理淋溶损失量较灰黄泥田和灰泥田分别显著提高18.93%和37.01%,cmv处理3种不同类型水稻土DON淋溶损失量无显著差异。配施紫云英可显著降低水稻土DON的淋溶损失量,每季水稻中cmv处理黄泥田、灰黄泥田和灰泥田DON淋溶损失量较CK处理分别降低了24.67%、14.88%和13.54%;黄泥田cmv处理DOC较CK处理提高了19.19%,而灰黄泥田和灰泥田2种施肥处理无显著差异。供试稻田中DOC和DON在土层间的淋溶具有一定的延迟性,且DOC的延迟时间大于DON。灰色关联分析表明,在土壤性质中有机质是影响水稻土DOC淋溶损失的重要因素,孔隙度是DON淋溶损失的重要影响因素。不同类型水稻土DON的淋失早于DOC,且DON在黄泥田中淋溶损失较高,而DOC在灰泥田中淋溶损失较高;在等氮磷钾的条件下,配施紫云英可减少水稻土DON的淋溶损失,而低肥力水稻土DOC的淋溶损失量有所增加。     

不同土壤类型水稻测土配方施肥对肥料利用率的影响

在张家港市水稻土和潮土类型上,通过田间小区试验研究水稻常农粳5号品种测土配方施肥对当季氮、磷、钾肥料利用率的影响.结果表明,在水稻土类型上,水稻配方施肥对氮、磷、钾肥的利用率分别为30.4％、18.2％、23.7％,比常规施肥分别提高了7.0、5.6、2.4百分点;在潮土类型上,水稻配方施肥对氮、磷、钾肥的利用率分别为42.0％、25.3％、27.6％,比常规施肥分别提高了5.4、6.3、6.9百分点.