喀斯特地区植烟土壤有效硼含量分布及其影响因素—— 以湘西州烟区为例

采集湘西州488个植烟土壤样本,采用传统统计学和地统计学方法分析了湘西州植烟土壤有效硼含量分布及其影响因素。结果表明：①湘西州植烟土壤有效硼含量总体上略偏高,平均值为0.728 mg/kg,变幅在0.05?～?2.21 mg/kg,变异系数为53.46%,处于适宜范围内的样本占30.00%。②植烟土壤有效硼含量在空间分布上呈斑块状分布态势,永顺县的西部为一个低值区,东部为一个高值区。③蔬菜和油菜前茬的土壤有效硼含量相对较高;黄棕壤土壤的有效硼含量极显著地高于红灰土和红壤土类型。④有效硼含量有随海拔、pH、土壤有机质含量升高而升高的趋势。     

基于红外光谱和化学计量学的紫金牛药材质量快速鉴定研究

本文利用FTIR技术分别检测不同产地紫金牛及其易混淆植物的化学成分的光谱特征,并通过主成分分析模型以及主成分载荷因子等化学计量学方法,对各样本进行鉴别,找出各测试样本化学组成的差异。结果表明：f1）两种紫金牛在3378cm^-1、2923cm^-1、1735cm^-1、1621cm^-1、1444cm^-1、1373cm^-1、1321cm^-1、1238cm^-1、1153cm^-1、1033cm^-1及776cm^-1附近均有吸收峰。（21由于融水县和永福县两地相距最近,在PCA检测模型二维散点图上,这两产地样品的距离也最近,恭城县与融水县及广西兴安县相距较远,故在散点图上的距离也较远;广西兴安县的月月红是紫金牛属植物,但不属于紫金牛种,所以,在散点图上的距离也就偏离各产地紫金牛。（3）提取PCA模型的载荷因子,分析表明,在种问比较,样品月月红中脂类、苯醌、黄酮及皂苷类成分的含量较紫金牛样品丰富。在紫金牛种内比较,广西永福县的样品香豆素、酮脂及皂苷类成分的含量比其它产地高,相反地,广西恭城药市的样本中尤其是酮脂及皂苷类成分的含量最低;但是,广西恭城县的紫金牛中香豆素、苯醌、甾醇,黄酮类等成分,较其它产地丰富。     

Molecular weight-dependent electron transfer capacities of dissolved organic matter derived from sewage sludge compost

Purpose

Dissolved organic matter (DOM) has been shown to be an efficient electron transfer facilitator in biogeochemical reactions due to its ability to mediate redox reactions. It has been known that various fractions of DOM differed in their chemical and biogeochemical behaviors in environment. However, there has been relatively little work directed at predicting the dependence of redox properties of DOM on its fractions.

Materials and methods

DOM was extracted from sewage sludge compost. Freeze-dried DOM was grouped into three fractions of different molecular sizes (<3,500, 3,500–14,000, and >14,000 Da) using dialysis bags (Spectra/Por 3 and 4, Spectrum Industries, California, US). Cycle voltammetry was used to investigate the redox behavior of the fractions. Chronoamperometry was employed to study their electron accepting capacities and electron donating capacities by applying fixed positive or negative potential to the working electrode in a conventional three-electrode cell. Fourier-transform infrared and three-dimensional excitation/emission matrix fluorescence spectroscopies were used to determine the functional groups in the fractions. Shewanella putrefaciens 200 (SP200) and Klebsiella pneumoniae L17 (L17) were used for all microbial iron(III) reduction experiments.

Results and discussion

Electrochemical methods show that the electron transfer capacity (ETC) of DOM depends on its molecular weight, and ETC is in the order of high-molecular weight DOM (H-DOM) > moderate-molecular weight DOM > low-molecular weight DOM. The same trend is discovered in the DOM-stimulated iron(III) oxide bioreduction where DOM fractions act as electron shuttles transferring electrons from the Fe(III)-reducing bacteria to the iron oxide. Both spectroscopic and cyclic voltammogram assays show the highest abundance of redox moieties associated to H-DOM, which is possibly responsible for its strongest electron-shuttling ability.

Conclusions

DOM has a wide molecular weight (MW) distribution due to the complexity of its chemical composition and structure. In addition to structural variations, DOM fractions with different MW have different redox properties and electron-shuttling capacities in microbial Fe(III) reduction. The results are of great significance for further studies on DOM geochemical behavior in environment.     

高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响

利用15N同位素标记方法,研究在两种水分条件即60％和90％ WHC下,添加硝酸盐(NH4NO3,N 300 mg kg-1)和亚硝酸盐(NaNO2,N 1 mg kg-1)对中亚热带天然森林土壤N2O和NO产生过程及途径的影响.结果表明,在含水量为60％ WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N2O和NO的产生(p＜0.01);但当含水量增为90％ WHC后,实验9h内抑制N2O产生,之后转为促进.所有未灭菌处理在添加NO2-后高氮抑制均立即解除并大量产生N2O和NO,与对照成显著差异(p＜0.01),在60％ WHC条件下,这种情况维持时间较短(21 h),但如果含水量高(90％ WHC)这种情况会持续很长时间(2周以上),说明水分有效性的提高和外源NO2-在高氮抑制解除中起到重要作用.本实验中N2O主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记NO2-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21 h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80％以上.Spearman秩相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N2O产生速率成显著正相关性(p＜0.05),土壤含水量越低二者相关性越高.灭菌土壤添加NO2-能较未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N2O,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N2O.     

浙江省1:5万大比例尺土壤数据库

以浙江省为例,探讨了省域大比例尺土壤数据库的构建方法,并结合第二次土壤普查资料,建立了浙江省1∶5万大比例尺土壤数据库,包括空间数据库、属性数据库和元数据三部分。自主研发的土壤界线自动识别和半自动识别技术的采用,显著提高了土壤图数字化的精度与效率;土壤数据库标准的制定保证了数据库建设的规范、有序;参考地形图、遥感影像等信息,对土壤图图面错误进行了拓扑学和土壤学修正,解决了原图中存在的土壤界线遗漏、界线不连续、图斑注记缺失等问题,显著提高了土壤图的质量;对县、区土壤普查分类、省普查汇总分类及国家标准分类的归属关系进行了整理,解决了原普查成果存在的"同土异名"和"异土同名"问题。建立的浙江省土壤空间数据库共划分156 581个土壤图斑,搜集整理土壤剖面2 677个,实现了全省土壤图的无缝拼接、空间与属性数据的关联,在一定程度上奠定了浙江省"数字土壤"的基础。此外,对已有研究成果的不足进行了讨论,指出了其改进的方向,期望在完善浙江省大比例尺土壤数据库的同时,也为其他省区的大比例尺土壤数据库构建工作提供参考。     

育肥猪舍用混凝土微缝地板的截面优化

为解决现有混凝土微缝地板因截面设计不尽合理产生的承载力富余过大,导致实际生产中板体自重大、生产和运输成本高等问题。该文通过计算假定、截面和荷载转化的方法,对混凝土微缝地板的结构进行了理论剖析,对其制造材料、板体尺寸、配筋等进行了优化和力学性能计算。在截面面积减少3600mm2、纵向钢筋面积减少213mm2、混凝土的标号由C30调至C25的情况下,单块地板的正截面抗弯值为3.14kN.m,斜截面抗剪值为3.56kN,裂缝宽度值为0.167mm,跨中截面挠度值为3.70mm,均可满足育肥猪安全使用要求。优化后,单块地板混凝土使用量可节省0.01m3,每平米地面铺设成本降低18%。     

设施蔬菜生产系统重金属积累特征及生态效应

研究土壤重金属的空间变异特征,可以揭示人为活动对土壤中重金属积累特征的影响,进而为土壤利用、污染风险评价提供重要的基础资料.选取南京市郊区一处典型的设施蔬菜生产系统为研究对象,测定了土壤、灌溉用水、肥料、蔬菜等介质中重金属砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、汞(Hg)、铅(Pb)、锌(Zn)含量,研究了土壤中重金属的空间变异及积累特征,分析了积累产生的原因,讨论了系统中作物的重金属积累效应.结果表明:(1)与露天蔬菜地相比,设施蔬菜地土壤重金属Cu、Hg、Pb、Zn均产生明显的累积,且土壤中Cu、Hg、Pb平均含量超过温室蔬菜产地环境质量评价标准.(2)农用投入品的大量输入对土壤性质的空间变异产生了明显影响,而土壤Cu、Hg、Pb、Zn也呈现与之一致的空间变异特征,且这些元素与土壤性质存在显著相关性.(3)土壤性质的变化和重金属的积累对叶菜类作物重金属吸收影响较大,且前者更为重要.     

黄土高原不同纬度下刺槐林土壤生态化学计量学特征研究

为了阐明黄土高原不同纬度地区刺槐林土壤的生态化学计量学特征,对黄土高原由南向北13个县区刺槐林下的土壤碳、氮、磷化学计量学特征进行了测定与分析.结果表明:(1)阳坡0 ～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比的变化范围分别为9.48～15.33、8.93～ 59.79、0.77～5.11,10 ～ 20 cm土壤分别为9.13 ～13.57、7.85～ 37.69、0.44 ～ 3.19;阴坡0～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比分别为8.58 ～13.75、9.46 ～ 47.71、0.76～ 3.63,10～20 cm土壤分别为7.60～13.41、5.99 ～31.28、0.54～2.65.(2)土壤全氮的空间分布与有机碳具有一致性,均随纬度的升高呈指数减小的趋势,表层大于表下层,且随着纬度的升高该差异逐渐减小;全磷的空间变异性低于有机碳和全氮,研究区内土壤全磷含量随纬度的升高呈先增加后减小的趋势.(3)土壤C∶N比随纬度的升高无明显的变化趋势,而C∶P比和N∶P比随纬度的升高显著减小;土壤C∶N∶P比均随着土层增加而减小,但差异不显著.     

黄土高原林草地覆盖土壤水量平衡研究进展

黄土高原地处干旱半干旱区,水是地区生态环境改善的主要限制因子,严重阻碍了当地的植被恢复和生态重建.黄土高原林草地覆盖土壤蓄水量既有收入,又有支出,始终处于一种动态平衡但相对亏缺的状态.以黄土高原降雨时空变化、林草地土壤水分入渗、土壤水分蒸发蒸腾、土壤干层的形成以及水量平衡模型模拟等几个关键因素为切人点进行详细阐述,对其国内外研究进展进行回顾.提出关于黄土高原土壤水量平衡的研究,应在成熟林草地水源涵养功能及林草地水文生态过程的尺度扩展方面加大力度.     

不同管理措施对西藏河谷农田土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(MBC)是反映农田土壤质量的重要指标。本研究以西藏河谷农田生态系统为对象,在中国科学院拉萨农业生态试验站长期施肥样地和农田撂荒地通过随机混合采样获取土壤样品,实验室内以氯仿熏蒸法测定土壤微生物量碳,探讨了不同施肥方式、不同除草方式对西藏河谷农田土壤质量的影响。从3个不同生育期的平均结果来看,施加羊粪样地的土壤微生物量碳比空白样地提高了56.1%,单纯施用化肥样地的微生物量碳比空白样地降低了14.0%,表明有机肥的施用对于提高西藏农田土壤质量具有显著的促进作用,而单纯施用化肥则会导致土壤质量的下降。在农田撂荒地试验中,自然撂荒样地(不除草)的土壤微生物量碳大约为85.2 mg/kg,而经常除草样地的土壤微生物量碳比不除草样地降低约1/4,从而进一步说明有机质输入对于提高高原农田土壤质量具有重要的作用。