粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津.结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16SrDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp..接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物同定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物.用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同.阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期(t1/2)分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d.     

添加生物质炭改良剂对土壤-烟草中重金属含量的影响

以贵州省遵义市务川县涪洋镇前进村科技园和湄潭县茅坪镇烤烟区土壤、烟叶为研究对象,选择生物质炭和生物质炭基肥作为改良剂,探究其对不同部位烟叶及对应土壤中As、Cd、Cr、Pb的削减效果。试验设置生物质炭（6000 kg·hm^-2）和生物质炭基肥处理（6000 kg·hm^-2）,以常规施肥处理为对照,分析添加生物质炭和生物质炭基肥对植烟土壤中重金属含量的影响。结果表明,与对照处理相比,生物质炭处理显著降低两试验点烟地土壤中As（务川：15.21%~31.71%;湄潭：13.9%~25.3%）和Pb（务川：15.37%~33.33%;湄潭：9.83%~20.7%）含量（P<0.05）,而对务川土壤中Cd含量及湄潭土壤中Cr含量无显著削减效果;同时显著降低两试验点烟叶中As（务川：中部和上部叶未检出;湄潭：中部和上部叶未检出）、Cd（务川：32.5%~41.2%;湄潭：64.0%~73.2%）、Cr（务川：8.33%~50.4%;湄潭：25.6%~62.5%）和Pb（务川：10.1%~69.8%;湄潭：19.6%~83.5%）含量（P<0.05）。生物质炭基肥处理显著降低务川试验点烟地土壤中As（11.5%~24.2%）、Cd（10.0%~33.3%）、Cr（11.0%~26.4%）和Pb（4.21%~26.1%）含量（P<0.05）,但对湄潭试验点烟地土壤中Cd含量影响并不显著;对务川试验点烟叶中Cd和Cr含量以及湄潭试验点烟叶中Pb含量无显著影响。各重金属元素主要累积在下部叶中,而上部叶累积较少。综上所述,添加生物质炭和生物质炭基肥能够显著降低两试验点土壤中As和Pb含量;生物质炭处理同时能够显著降低两试验点对应烟叶中As、Cd、Cr和Pb含量,且效果优于生物质炭基肥。     

土壤供保氮能力决定稻田氮肥增产效果和利用率

黑龙江五常和江苏常熟分属我国东北和华东单季稻区优质粳米的代表性产地,但五常维持水稻高产所需氮肥投入量通常远低于常熟而其增产效果优于常熟。由于两地水热条件、作物品种、农田管理和土壤类型均不同,究竟是何原因导致这种区域差异尚不清楚。为探究土壤因素的影响,在两地稻田分别取黑土型水稻土(BS)和乌栅土(WS),设不施氮(CK)、低氮和高氮(N 150和300 kg·hm^-2标记尿素)处理,开展盆栽试验,比较水稻产量、氮肥利用及总损失的土壤差异,并结合室内淹水矿化培养试验,研究两种水稻土氮素矿化特征。结果发现：在相同气候和水稻品种及管理条件下进行的盆栽试验中,各处理水稻产量、氮肥增产效果及地上氮素吸收累积量BS均优于WS,差值法氮肥利用率BS较WS高出20.0～28.7个百分点,然而¹⁵N示踪法氮肥利用率BS却仅较WS高5.56～8.01个百分点。尽管施氮后水稻吸收土壤氮均增加,但BS土壤来源氮增量较WS高95.0%～215%。根据CK和相应施氮处理水稻地上部土壤来源氮差值可计算土壤氮素表观激发量在BS为173～354 mg·pot^-1     

秸秆炭化物长期还田下农田镉风险研究

以中国科学院常熟农业生态试验站宜兴基地秸秆及生物质炭连续还田试验作为研究对象,研究该农艺措施进行7年后对麦季土壤及小麦不同器官中镉(Cd)含量的影响。结果表明,与不添加秸秆源的BC0处理相比,秸秆和生物质炭还田增加了土壤中总Cd浓度(均低于国家土壤环境质量二级标准),但与7年前相比无显著性差异。相较于对照处理(BC0处理),添加2.25 t·hm-2的秸秆(Straw2.25处理,1/3秸秆全量还田量)与11.25 t·hm-2的生物质炭(BC11.25处理,5倍秸秆全量还田量制备生物质炭)对小麦中Cd吸收量无显著影响;但添加22.5 t·hm-2的生物质炭(BC22.5处理,10倍秸秆全量还田量制备生物质炭)的小麦籽粒、秸秆和根部中Cd含量比BC0处理分别显著降低了88.7%、75.3%和52.8%(P0.05)。Straw2.25处理、BC11.25处理和BC22.5处理中土壤DGT-Cd含量与不添加秸秆源的BC0处理相比分别降低了71.2%、74.6%和83.4%(P0.05);且DGT-Cd含量与小麦Cd吸收量呈显著正相关性(P0.01)。该研究结果表明在清洁农田中秸秆资源还田下土壤总Cd短期内环境风险较小,土壤Cd的生物有效性显著降低。     

美女樱种子生物学特性及萌发实验研究

从形态结构、发芽试验、环境因子和处理方法对美女樱种子生物学特性、萌发条件进行了研究,结果表明:美女樱种子为直立型双子叶无胚乳种子,存在7 d的休眠期.15/5℃全黑暗条件下用草炭做基质萌发效果较好.不同处理可提高美女樱种子萌发率,其中以清水浸种3 h后用0.1%的H_2O_2处理5 h效果最好,可高达73.8%.     

生物质炭中的污染物含量及其田间施用的环境风险预测

生物质炭在碳固定、污染修复和酸性土壤改良中的应用非常广泛,但对生物质炭中所含污染物的研究甚少,其在田间应用中的环境风险并不清楚。该文选择松针和麦秆为原料,采用不同制备方法,研究了不同条件下获得的生物质炭中的重金属和多环芳烃含量,并初步评估了其田间应用的环境风险。研究表明,不同有机废弃物来源制备的生物质炭中均含有一定量的重金属(0.301～128mg/kg)和多环芳烃(1.48～5.48mg/kg);松针制备的生物质炭中的重金属含量普遍高于麦秆制备的生物质炭,而多环芳烃含量则相反,且高温制备有助于降低生物质炭中的多环芳烃含量;在低施用量的田间条件下,生物质炭的施用不易对土壤造成多环芳烃的环境风险,但在高施用量条件下,生物质炭中含有的多环芳烃容易使土壤中多环芳烃含量达到中度或重度污染的程度;生物质炭中的重金属在土壤中的积累量比较有限,环境风险较小。     

西洞庭湖湿地生态旅游资源保护及可持续性开发探讨

随着城市的迅速发展,湿地资源保护越来越受到人们的关注,而湿地自然保护区的建立已成为了实现资源保护最重要的途径。西洞庭湖湿地属内陆湖泊芦苇沼泽型湿地,含有丰富的动植物资源及独特的自然景观,具有重要保护意义和开发价值。该文分析了西洞庭湖湿地的概况,从自然生态资源和历史人文资源两方面对湿地生态旅游资源进行了分类,揭示了生态旅游系统存在的问题;进而提出西洞庭湖湿地生态旅游资源保护及可持续开发对策。     

不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷流失潜力研究

土壤胶体因具有较大的比表面积及较强的吸附与迁移能力，其所携带的磷（胶体磷）已成为农田磷流失过程中的重要形态。为评估不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷（P_coll）的活性和流失潜力，本文依托两种有机肥部分替代化肥（控氮控磷与控氮不控磷）方式下稻麦轮作长期定位试验，探讨了P_coll含量变化、流失风险及其与不同土壤活性磷组分之间的关系。控氮控磷试验（4 a）设有3个处理：不施磷肥（CK）、单施化肥（CF）、猪粪有机肥替代30%化学磷肥（OF）；控氮不控磷试验（24 a）设有3个处理：不施肥（CK）、单施化肥（CF）、猪粪有机肥替代40%化学氮肥（OF）。结果表明：在控氮控磷条件下，有机替代处理较单施化肥处理，土壤有机碳（SOC）、P_coll含量及其流失潜力（LPP）均无显著性差异，胶体钼蓝反应磷占比（R_MRP，MRP_coll/P_coll）显著降低1.76%（P < 0.05）。在控氮不控磷条件下，有机替代处理的土壤P_coll和SOC含量分别为13.08 mg/kg和20.19 g/kg，显著高于单施化肥78%和212.6%（P < 0.05）；较单施化肥，土壤LPP和R_MRP分别显著升高了1.89%和16.05%（P < 0.05）。两种有机替代方式下土壤P_coll与土壤全磷（TP）、真溶解态磷（TSP）、Olsen-P、CaCl₂-P等均呈极显著正相关（P < 0.01）；与土壤有机碳（SOC）在控氮不控磷条件下呈极显著正相关（P < 0.01），在控氮控磷条件下无显著相关性。以上结果表明，较控氮控磷有机替代方式，长期仅控氮的有机肥施用显著增加了土壤有机碳、胶体磷和不同活性磷组分含量，磷流失风险升高。因此，有机肥部分替代化肥养分等量控制是改善农田磷流失可行的施肥方式。     

基于Citespace的土壤碳氮磷交互研究可视化分析

为探究土壤碳、氮、磷领域的国际研究现状及发展变化趋势，本文对1990—2020年Web of Science核心数据集中的7 757篇文献进行可视化分析，利用Citespace软件对关键词、共被引文献、国家、机构、作者绘制科学知识图谱。研究结果表明：国际土壤碳、氮、磷领域研究经历平稳期、缓慢增长期及快速增长期3个阶段，目前处于快速发展阶段。土壤碳、氮、磷领域在研究方向上经历了养分和产量管理到环境质量监测与评估，再到以微生物和土壤质量管理为主要方向的转变趋势；对农业中添加有机物质、生物质炭等部分替代化学肥料，降低农业碳排放，减少农业面源污染研究积极推进。中国在该领域发文数量最多，有力推动了土壤碳、氮、磷交互研究的发展，国际间合作交流密切；美国发文数量第二且中介中心性最高，在该领域影响力最强。目前，以土壤微生物过程耦合土壤碳、氮、磷计量比为主要的研究热点，研究分支大幅下降。