老化生物炭对黑麦草累积重金属的影响

采用化学老化法制得老化生物炭,通过黑麦草盆栽试验,比较生物炭老化前后对土壤中重金属残留量的影响及黑麦草对重金属累积量的影响,探讨老化生物炭对土壤中重金属铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)生物有效性的影响。结果表明,与新鲜炭相比,老化生物炭增加了黑麦草的生物量和土壤中重金属的残留量,同时减少了黑麦草体内的重金属累积量。其中,5%老化生物炭处理的效果最为明显,可以使土壤中重金属Pb、Cd、Cr残留量分别增加6.85%、13.83%、34.36%,使植物地上部分对3种金属的累积量分别减少56.53%、55.68%、47.27%,使植物地下部分对3种金属的累积量分别减少41.71%、21.79%、43.37%。此外,施加生物炭可以显著减少植物地上部分、地下部分的富集系数及转运系数,其中对Cr的作用效果最明显。生物炭老化后对重金属具有更强的吸附固定能力,能减少植物对重金属的累积,降低重金属的毒害效应,进而提高植物生物量。研究结果为生物炭的长期应用提供了理论依据。     

县域耕地土壤养分时空变异特征研究

土壤养分空间变异研究是精准农业实施的前提,对提高粮食作物单位面积产量和保护农业生态环境具有重要作用。为掌握陕西渭北旱塬区土壤养分时空变异规律,综合空间自相关和重心模型,分析1980—2007年、2007—2017年白水县耕地土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的时空变异特征。结果表明：(1)研究区土壤SOM的平均含量分别增加了1.29、3.22 g·kg^-1,AP的平均含量分别增加了6.89、24.45 mg·kg^-1,仅有AK的平均含量呈现出先减少后增加的趋势。(2)三期耕地土壤养分的变异系数范围为30.2%～90.8%,属于中等变异。1980—2017年,耕地土壤SOM、AP和AK的全局Moran’s I指数均降低,空间结构性减弱,随机因素作用增强。(3)土壤SOM、AP和AK含量均有不同程度的增加,土壤SOM含量总体呈北低南高分布,土壤AP、AK含量分布情况较为一致,呈东高西低。(4)土壤SOM含量重心在东南方向发生偏移,AP、AK含量重心在东北方向发生偏移。土壤养分标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,转角呈现“...     

2种栽培环境对铁皮石斛内生细菌多样性的影响

  目的  揭示不同栽培环境对铁皮石斛Dendrobium catenatum内生细菌群落结构的影响,解析与石斛多糖含量存在潜在关联的功能菌种。  方法  针对温室人工基质培养和仿野生立木附生培养2种栽培体系下的铁皮石斛C9品系根、茎、叶等各部组织内生细菌,采用Illumina测序平台的Miseq进行高通量测序分析其菌落结构和多样性,同时利用逐步回归法分析内生细菌分布与组织多糖质量分数的关联性。  结果  铁皮石斛在2种栽培环境不同组织中的菌群结构差异显著（P < 0.05）,附生立木仿野生环境比温室环境下物种丰富度更高。同时,根部所含分类操作单元（OTUs）数量最多（112~630个）,叶部则最少（28~73个）。其中,厚壁菌门Firmicutes（16.7%~34.9%）、拟杆菌门Bacteroidetes（8.7%~35.6%）和变形菌门Proteobacteria（15.9%~42.0%）的OTUs占优势。从菌种生理功能上看,固氮相关的菌种如弗兰克菌科Frankiaceae在树培环境下相对丰度更高,推测可能受树培寡氮环境的影响使固氮菌富集。逐步回归分析结果显示:不动杆菌Acinetobacter在根、茎、叶不同组织中的相对丰度与多糖质量分数变化关联度最大,其次为假单胞菌Pseudomonas。  结论  铁皮石斛内生细菌资源相当丰富,而栽培方式影响菌群分布,且与石斛多糖质量分数具有关联性。     

蛀虫蜡蚧菌的产孢条件优化

蛀虫蜡蚧菌Lecanicillium cauligalbarum是蜡蚧菌属中最近报道的新种,目前对其研究尚属空白。为寻求易于生长的培养基成分,本文通过单因素筛选最佳碳源、氮源、生长因子并进行正交试验优化。筛选的产孢条件（m/v）为：可溶性淀粉1%,酵母粉3%,蚕蛹粉1.5%,基础培养基（氯化钾0.05%,磷酸氢二钾0.1%,七水硫酸镁0.05%,七水硫酸亚铁0.001%）,琼脂1.5%,蒸馏水1000 mL,25℃。优化培养基产孢量是PDA的4.5倍,是沙氏培养基的15.6倍。结果还显示该菌的产孢量受氮源影响较大,并对无机氮利用较低。这些结果将为蛀虫蜡蚧菌的后续研究提供基础资料。     

北京市不同类型喷灌设备应用效果试验

选取北京市常用的半固定式喷灌设备和圆形喷灌机,在房山区窦店镇、密云区河南寨镇开展实地喷灌效果试验,从灌溉设备质量、灌溉强度、灌溉均匀度和灌溉前后的土壤水分变化等方面,对半固定式喷灌设备和圆形喷灌机应用效果进行分析。结果表明,半固定式喷灌设备喷灌均匀度为86.8%,圆形喷灌机喷灌均匀度为92.3%,与传统管灌相比,在冬小麦灌溉中应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别节水1 514.55、1 771.2 m3/hm2,节水率分别达到31.71%和34.88%。在产量方面,应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别提高小麦产量0.45%和2.99%。结合设备应用成本和节水效果,建立了喷灌设备应用规模数学模型,结果显示,当连片灌溉面积超过22.08 hm2时,使用圆形喷灌机综合效益更高。试验结果为北京市进一步推广大田节水喷灌技术提供了理论依据和设备支撑。      

耕地土壤有机质与全氮空间变异性对粒度的响应研究

为有效揭示土壤空间变异性的尺度效应,为土壤采样设计提供科学依据,以黄土台塬区耕地土壤有机质（SOM）和全氮（STN）为例,利用空间自相关、半方差函数及分形维数分析了不同采样粒度条件下土壤属性的空间结构变化规律。结果表明,研究区耕地SOM和STN的平均质量比分别为14.79 g/kg和0.78 g/kg;随采样粒度增大,SOM变异系数基本未变,STN则表现总体增加;其空间自相关性减弱,由随机因素所引起的空间变异性逐渐增强,导致结构变异比重趋于减小;SOM和STN空间异质性随粒度的变化并非简单线性关系,而表现出先增后减的倒U型变化。耕地SOM和STN的空间分布呈北高南低,SOM含量总体中等偏下,而STN含量较低,耕作时应适当增加氮素补充。     

黄土高原南缘土石山区耕地地力评价研究

以黄土高原南缘土石山区陕西省宝鸡市陈仓区为例,通过野外采样和室内分析,获取大量耕地地力相关信息,在GIS的支持下,利用层次分析法、模糊评价等数学方法和模型对研究区耕地地力进行定量化评价。结果表明:该区耕地基础地力可分为6等,其中1等地占3.7%,2等地占17.2%,3等地占36.8%,4等地占24.1%,5等地占9.4%,6等地占8.9%。水浇地、园地和菜地主要集中在1、2、3等地;4等地在该区分布范围较广;而5、6等地主要分布于坡度较大、海拔较高、土壤耕层较薄的山区,利用类型主要为旱地。本研究分析了研究区各乡镇耕地数量及质量的空间分布特征,对耕地资源的科学管理、可持续利用及测土配方施肥有积极意义。     

宁夏回族自治区平罗县主要农作物碳足迹研究

农田碳足迹可以全面地反映农作物生产过程中各种因素引起的碳排放效应,是指导农业生产节能减排的重要指标。为探明农作物生产的碳足迹,基于宁夏回族自治区平罗县农田生产的实地调查数据,利用碳足迹的基本理论和方法,测算了该县农作物碳足迹。结果表明,水稻、玉米和小麦的碳足迹分别为1 487.56±164.59,913.03±142.99和809.75±144.99kg Ce/(hm2.a);碳成本分别为0.17±0.05,0.08±0.02g和0.12±0.03kg Ce/kg;化肥的施用量是影响碳足迹的主要因素,而水稻生产过程中灌溉水及育秧过程也是其碳足迹较高的主要原因。为了提高农田固碳减排增汇效益,应压缩水稻种植面积,扩大玉米和小麦种植,同时,建立节肥低碳高效的种植模式是实现平罗县农田节能减排的有效途径。     

陕西省土壤有机碳密度空间分布及储量估算

土壤有机碳是反映土壤质量以及土壤缓冲能力的一个重要指标,对于温室效应与全球气候变化具有重要的控制作用。研究以陕西省第二次土壤普查数据为主要资料,结合多年的相关研究数据,对陕西省土壤碳密度及储量进行估算,并分析了陕西省土壤有机碳密度的空间分布特征。结果表明:榆林、延安地区北部以及商洛等地区分布的风沙土、黄绵土、石质土等土壤有机碳密度最小,小于4 kg m-2;陕西南部地区的土壤有机碳密度主要在4~9 kg m-2之间;咸阳地区及渭南地区土壤有机碳密度也较高,主要在9~12 kg m-2之间;关中地区渭河及其两岸、秦岭部分山区土壤有机碳密度最大,最高达30 kg m-2以上;陕西省平均土壤有机碳密度为6.87 kg m-2,在全省的22个土壤类型中,有13个土壤有机碳密度低于全国平均水平,占全省土壤总面积的77.42%,全省土壤有机碳储量约为1.41×1012kg。本研究为我国土壤碳库和碳平衡的研究提供基础数据。     

狼尾草等6种植物对十溴联苯醚污染土壤的生理响应及其修复效果

考察了狼尾草、龙葵、空心菜、苣菜、芥菜和鱼腥草6种植物对土壤中十溴联苯醚(BDE-209)的生理响应及其修复效果。结果表明,在BDE-209污染条件下,供试植物体内丙二醛(MDA)含量升高,表明植物受到一定的毒害作用,而在植物抗逆境机制作用下,植物体内可溶性蛋白质含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;在供试植物生物量方面,BDE-209对龙葵、空心菜和狼尾草地上部有促进作用,而对苣菜、芥菜具有一定的抑制作用;6种修复植物体内均检测出BDE-209,且地上部与根部BDE-209含量具有显著差异,其中狼尾草根部干重含量高达16.93mg·kg-1;修复60d后,土壤中BDE-209含量均有一定程度的下降,最高去除率可达40.44%,且根际土与非根际土BDE-209去除率有显著差异。修复效果依优劣次序为狼尾草>龙葵、空心菜>鱼腥草>芥菜>苣菜。