辽西褐土区高产土壤理化性质及影响玉米产量的主要因子

  【目的】  土壤耕层结构与肥力水平是影响玉米生长及其产量的重要因素。厘清辽西褐土区不同产量玉米田的土壤结构与肥力水平及其与玉米产量之间的关系,进而提出土壤合理耕层构建的评价指标,最终为该地区玉米产量的提高提供理论基础。  【方法】  本研究在辽西褐土区选取不同产量玉米田共56块,将其分为产量 < 6000、6000～9000和 > 9000 kg/hm2 3个水平,分析调查土壤耕层与犁底层厚度、紧实度、容重、孔隙度、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量和玉米根系生长状况。采用预测变量重要性分析方法明确影响玉米产量的主要因素,提出辽西褐土区玉米高产所需的土壤耕层结构与肥力特征。  【结果】  玉米产量随土壤耕层厚度增加而增加,随犁底层厚度增加而减小。不同产量玉米田的紧实度、容重和孔隙度在0—10 cm土层差异不大,而在10 cm—犁底层和犁底层差异较大,即产量 > 9000 kg/hm2玉米田的各项结构指标均优于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。土壤有机质、有效磷、速效钾和碱解氮等肥力状况在产量 > 9000 kg/hm2玉米田同样优于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。不同产量地块的玉米根系生长情况出现明显差异。产量> 9000 kg/hm2玉米田的根干重和根长均明显高于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。分土层来看,所有玉米田的根系都主要分布在0—20 cm土层,产量 < 6000、6000～9000和 > 9000 kg/hm2玉米田在0—20 cm土层的根干重分别占0—40 cm总量的83.3%、79.8%和81.1%,根长分别占83.0%、74.6%和71.7%。这不但说明根系对水分和养分的吸收主要集中在0—20 cm土层,同时也表明产量 > 9000 kg/hm2玉米田在20—40 cm土层的根系分布仍然比产量 < 9000 kg/hm2玉米田要丰富。所有结构性质与肥力因素中,耕层厚度和有效磷含量是影响辽西玉米高产的最重要因素。  【结论】  辽西褐土区高产玉米田具有以下特征:耕层厚度18～26 cm,平均23 cm;紧实度低于1000 kPa;耕层土壤容重处于1.14～1.39 g/cm3,平均1.27 g/cm3;耕层土壤总孔隙度为47.4%～58.5%,平均52.2%,毛管孔隙度平均33.5%,通气孔隙度平均18.7%;耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为14.8 g/kg、34.7 mg/kg、21.2 mg/kg、159.9 mg/kg。提高土壤有效磷含量、增加耕层厚度是培肥中低产田最迫切的任务。     

不同浓度硫酸盐对水稻土中异化铁还原过程的影响

研究不同电子受体之间的竞争关系对揭示厌氧水稻土中微生物作用导致的氧化还原过程变化机理具有重要的理论意义。本研究采用土壤泥浆厌氧培养、人工合成氧化铁体系接种土壤浸提液厌氧培养及接种铁还原菌纯培养等试验方法,通过向培养体系中添加SO24-,探讨了硫酸盐作为竞争电子受体对不同铁还原体系中Fe（Ⅲ）还原的影响。结果表明,在2种水稻土的泥浆培养过程中,Fe（Ⅲ）还原速率均随着SO24-浓度增加而降低,但Fe（Ⅱ）的最终累积量却较对照处理有明显的增加。添加硫酸盐对Fe（Ⅲ）还原速率（k）的影响表现为：石灰性水稻土〉酸性水稻土;而最终Fe（Ⅱ）累积增加率则为：酸性水稻土〉石灰性水稻土。由接种不同水稻土浸提液的培养试验看出,添加SO24-后Fe（Ⅲ）还原受到显著的抑制,但随着培养时间延长Fe（Ⅲ）还原反应依然可以进行,并且Fe（Ⅱ）累积量最终达到与CK相同的水平。在接种铁还原菌的纯培养试验中,添加SO24-对供试的4株铁还原菌的Fe（Ⅲ）还原过程并未产生抑制效应,表明铁还原菌本身并不受硫酸盐的影响。     

耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究

辽宁省耕地棕壤自第二次土壤普查以来酸化趋势明显,pH整体平均值从第二次普查时期的6.42降至5.73。对辽宁省4个典型地区(昌图、沈阳、瓦房店、清原)的耕地棕壤耕层(0-20cm)缓冲性能、酸化速率及其影响因素进行研究,结果表明:各地区酸碱缓冲容量变幅为29.66～39.87mmol/kg.pH unit,其中辽宁北部和中部地区酸碱缓冲容量明显高于辽南和辽东地区。酸化速率以辽南地区下降速率最快,其值为2.69H+kmol/(hm2.a),而速率最慢的地区为辽东,其酸化速率为1.44H+kmol/(hm2.a)。土壤初始pH、阳离子交换量、颗粒组成及有机质含量均是影响酸碱缓冲容量变化的主要因素。北部和中部质地以粉(砂)壤土为主,阳离子交换量、盐基饱和度及粘粒含量均高于南部和东部地区,因此缓冲性能也较强。施肥及其他人为因素对辽宁耕地棕壤酸碱缓冲容量及酸化速率的影响有待进一步研究。     

改性花生壳对水中Cd^2＋和Pb^2＋的吸附研究

用高锰酸钾对花生壳进行改性,制成改性花生壳吸附材料,并进一步就该吸附剂对水中重金属离子Pb^2＋、Cd^2＋的吸附去除性能进行了考察,结果表明,吸附在18h后基本达到平衡,吸附Pb^2＋和Cd^2＋最佳初始pH值分别为4.5和6.5,对Pb^2＋的吸附量最大达到104.75mg·g^-1,对Cd^2＋的吸附量最大达到43.11mg·g^-1。对Pb^2＋和Cd^2＋在该吸附剂上的竞争吸附研究结果表明,竞争吸附的干扰使得Cd^2＋的吸附量降低88.47%,Pb^2＋的吸附量降低20.80%,且Pb^2＋的吸附量为Cd^2＋的5-6倍,吸附剂对重金属离子的吸附选择顺序为Pb^2＋〉Cd^2＋。     

苏南某焦化厂场地土壤和地下水特征污染物分布规律研究

以苏南某焦化厂为研究对象,在对污染区域初步识别的基础上,采集了0～4.5 m深的22个土壤样品和2个地下水样品,利用GC/MS等检测了多环芳烃类、总石油烃、苯系物、重金属,总氰化物、挥发酚、硫化物的含量,并研究了其在不同功能区土壤和地下水中的特征分布。结果表明：（1）该焦化场土壤和地下水受到了不同程度的污染,其中炼焦炉周边、焦油和洗油储罐区、焦油和粗苯加工车间是污染最严重的区域;（2）土壤中主要超标污染物是多环芳烃、总氰化物、总石油烃、单环芳香烃、二苯呋喃、苯胺、硫化物、挥发酚和一些苯酚类化合物;（3）地下水重点污染区域粗苯车间受到总氰化物、苯胺、苯酚类、萘、总石油烃、单环芳香烃的严重污染,污水处理站区域地下水主要污染物包括总氰化物、萘、总石油烃、苯。     

不同抗性烤烟品种根际微生物数量及多样性差异研究

以不同烤烟品种云85（高抗）、K326（中抗）、净叶黄（中感）和红花大金元（高感）为材料,通过平板菌落计数法和Biolog方法比较了不同烤烟品种不同生育时期以及接种黑胫病菌后根际可培养微生物数量及群落功能多样性差异。结果表明,不同品种根际细菌数量随生育进程先增加后减少,真菌刚好相反,且细菌和真菌趋势拐点均出现在现蕾期,放线菌变化不大;团棵期和旺长期细菌和放线菌数量与品种抗性正相关,真菌数量与品种抗性呈负相关。人工接种黑胫病菌条件下,抗病品种根际环境刺激了细菌生长,而相对抑制感病品种细菌生长,不同品种均促进了根际真菌和放线菌生长,且真菌数量与品种抗性负相关。Biolog功能多样性分析表明,不同品种碳源总体利用能力及功能多样性存在一定差异,团棵期和旺长期抗病品种AWCD值、Shannon指数和Mclntosh指数大于感病品种;接种降低了感病品种碳源总体利用能力及功能多样性。以上结果说明,不同品种微生物数量及群落多样性受生长发育和品种抗性影响,且抗性差异主要表现在烤烟现蕾以前;与黑胫病互作后根际微生物数量及群落多样性存在明显差异且与品种抗性密切相关。     

湘西花垣矿区蔬菜重金属污染现状及健康风险评价

对湘西花垣锰矿、铅锌矿区的部分蔬菜及其种植土壤进行了调查和重金属含量分析,通过污染指数法和经蔬菜途径重金属暴露接触对人体的健康风险进行了系统评价。结果表明,与非矿区比较,两矿区蔬菜、土壤Pb、Zn和Cd含量较高,矿区土壤Pb、Zn、Cd含量均超过GB15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准（pH〈6.5）的污染警戒值;矿区蔬菜Pb、Zn和Cd含量均超过国家蔬菜重金属元素限量标准,分别为限量标准的2.0～10.75、0.9～2.5倍和2.2～19.8倍;两矿区蔬菜受到了Pb、Cd的严重污染,Zn的轻-中度污染。重金属暴露接触对人体的风险评估结果表明,两矿区居民通过蔬菜途径摄入的Pb和Cd对其健康存在较大的潜在风险,且对儿童的健康风险高于成年人。因此,矿区土壤上种植蔬菜会对食用这些蔬菜的当地居民产生一定的健康风险,应采取合适的治理措施进行矿区污染土壤的修复。     

基于冠层光谱的锦橙叶片磷素营养监测研究

以盆栽蓬安100号锦橙施肥调控试验为基础,利用田间冠层光谱信息探索建立植株磷素营养监测技术与方法。通过采集蓬安100号锦橙95个单株样本的冠层光谱信息和室内检测分析叶片磷含量,随机选取76个作为建模样本,19个为检验样本,运用多种光谱预处理方法和偏最小二乘法(Partial least square method,PLS)及内部交叉验证方法建立校正模型与模型检验。结果表明,经多种光谱预处理方法的建模结果比较,冠层原始反射光谱经二阶求导和SNV处理后建立的蓬安100号锦橙叶片磷含量冠层光谱监测模型预测能力和稳健性最佳,其主成分数4个,能表达全波段63%的信息;校正模型相关系数为0.90,偏差Bias=2.45E-10,且RMSEC和RMSEP均最小。模型检验预测的决定系数R2=0.85。因此,利用二阶导数及标准归一化(Standard normal variate transformation,SNV)预处理的田间冠层光谱信息快速无损监测蓬安100号锦橙叶片磷含量具有一定的可行性。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分变化和微生物分布特征

通过实地调查与实验分析,对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分状况和微生物数量特征进行研究.结果表明:土壤有机质、全N含量为交错带山地森林段>交错带山地森林下缘地段>干旱河谷地段;土壤全P含量为交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段>干旱河谷地段;土壤pH值为干旱河谷地段>交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段;土壤真菌、细菌、放线菌、氨化菌以及固氮菌的数量随海拔的升高先增多后减少,纤维素分解菌的数量随海拔的升高而增多.同时,通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加微生物的数量.土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.本研究区域土壤微生物数量与土壤养分密切相关.     

三峡库区某滑坡变形影响因素分析

根据三峡库区某滑坡5年左右的GPS位移监测以及降雨量、库水位监测数据,选取降雨和库水位两个因素研究了其对滑坡变形的影响。结果表明:降雨的入渗增加了滑体重量、软化了岩土体、润滑了滑带与滑床的接触面,会降低滑坡的稳定性;库水位的上升一般对岩土堆积层滑坡的稳定性无明显不利影响,而其下降却使滑坡变形加速;两者对滑坡变形的影响均表现出一定的"滞后效应",滞后期一般为5~10 d。