冻融作用对土壤胶体及胶体结合态铅迁移的影响

以东北地区棕壤为研究对象,通过人工控温和土柱淋洗试验,研究了不同冻融处理下铅污染土柱中土壤胶体和胶体结合态铅的迁移特征。结果表明:土壤高含水量(田间持水量100%)条件下冻融作用促进土壤胶体的迁移;土壤低含水量(田间持水量10%)条件下冻融作用对土壤胶体的影响减弱。淋洗试验中,土壤胶体在前20 min内大量淋失出土体,随后淋失量急剧减少;且前20 min内的土壤胶体淋失量随着冻融次数的增加先增加后减少。污染土柱中铅主要以胶体结合态的形式迁移,其迁移特征和受冻融作用影响的趋势与土壤胶体类似。冻融处理后滞留在土柱深层的铅含量较高,表明冻融作用能够促进铅向深层土壤迁移。     

氮肥减量配施菌剂对水稻土养分及水稻产量的影响

试验以彦粳软玉1号水稻为供试作物,采用随机区组设计和田间小区试验方法,研究了氮肥减量30%并配施两种复合微生物菌剂处理对水稻土养分及水稻产量的影响。结果表明:与常规施肥相比,氮肥减量配施两种复合菌剂处理均提高了土壤有效养分含量。就产量而言,相比常规施肥,添加两种复合菌剂均可以增加水稻产量,其中,化肥减量配施复合菌剂S处理的产量最高。可见,施用微生物菌剂可以在一定程度上替代化肥对水稻产量及土壤养分的贡献。研究结果对化肥合理减施并保障作物产量和合理应用微生物菌剂有理论和实践意义。     

不同水肥管理措施对寒地水稻产量及水肥利用效率的影响

为促进水稻高产高效,本试验设置了不同灌溉和氮肥管理模式,在黑龙江省水稻主产区开展田间试验,分析其对水稻产量、效益和水分利用率的影响。结果表明:与农民常规水肥管理(FP)比较,采用间歇灌溉尿素冲施(SWD1)和间歇灌溉氨水冲施(SWD2)水肥管理措施,水稻分别增产7.6%和11.1%,分别增收21.5%和30.8%;SWD1较FP水稻氮、磷、钾肥利用率分别提高4.6,4.2和5.2百分点,农学效率分别提高4.2,10.2和8.0 kg·kg~(-1);SWD2较FP水稻氮、磷、钾肥利用率分别提高6.7、6.3和7.5百分点,农学效率分别提高6.1,14.9和11.7 kg·kg~(-1);SWD1和SWD2较FP水分利用效率分别提高25.1%和34.7%。SWD2较SWD1水稻产量、效益、氮肥利用效率和水分利用效率分别提高3.2%、4.7%、5.6%和7.6%,二者差异不显著。     

农业景观组成对玉米螟天敌数量的影响

高比例和多样的非耕作生境带来的农田景观高异质性是维持农业生物多样性的关键,推测提高非耕作生境组成能够促进农田中玉米螟天敌数量和种类增加。为揭示不同非耕作生境组成对玉米螟天敌数量的影响,本文选取东北平原玉米种植典型县——辽宁省昌图县,按照5个非耕作生境比例（0~10%、10%~20%、20%~30%、30%~40%和40%~50%）选取20个直径为600 m的样区。陷阱法采集玉米螟天敌,并用体视显微镜鉴别到科。主成分分析法筛选主要非耕作生境类型,逐步回归模型对非耕作生境组成（比例和类型）与玉米螟天敌数量进行拟合。并采用"赤池信息准则（AIC）"模型筛选,评估不同非耕作生境组成对玉米螟天敌数量的影响。研究结果表明,随着非耕作生境比例增加,玉米螟天敌数量呈先增后减的趋势,非耕作生境比例为20%~30%时天敌数量达最大值。非耕作生境比例20%~30%时,非耕作生境组成与玉米螟天敌数量关系最优模型（AIC=4.24,为最小值）是Y=b₀-b₁D+b₂PC2,最优模型表明PC2（β=3.787,P=0.005）代表以林地为主的非耕作生境组成与玉米螟天敌数量呈显著正相关,景观多样性指数D（β=-3.173,P=0.005）与玉米螟天敌数量呈显著负相关。该比例的非耕作生境组成与玉米螟天敌数量关系的其他模型表明,以草地和村落为主（PC1）的非耕作生境与玉米螟天敌呈显著正相关（β=1.957,P=0.000）。而其他比例下,所有关系模型说明农田周边林地生境和其他作物耕地有利于提高农田中天敌数量。最适宜玉米螟天敌聚集的非耕作生境比例为20%~30%,以林地为主或村落、草地为主的非耕作生境,以及分布有其他作物的耕作生境能够提高玉米螟天敌数量。研究结果可为今后从景观生态角度构建适宜非耕作生境组成来防治玉米螟提供理论依据和方法。     

不同类型贝壳粉对土壤镉赋存形态的影响差异

通过室内培养探究不同类型贝壳粉对土壤中不同形态镉含量的影响,向培养完成的土壤中施用3种添加比例的天然扇贝壳粉与蛏子壳粉,分别在第1,5,15,30,50天测定土壤pH及镉的各赋存形态含量。结果表明,添加文石型与方解石贝壳粉对土壤pH升高均有一定程度的贡献,施用2种贝壳粉后,随贝壳粉添加比例的增多土壤pH升高。不同种类贝壳粉处理的土壤pH差异不大,在50天后2种贝壳粉不同添加比例间差异最明显。在整个培养过程中,随培养天数的增加,添加不同类型贝壳粉均能使镉污染土壤可交换态镉含量下降,碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉与残渣态镉含量整体逐渐升高。其中,使用文石型贝壳粉作钝化剂较方解石型效果更佳。随着贝壳粉添加比例变大,可交换态镉向镉的其他赋有形态转化的程度越大。培养50天后,添加不同种类贝壳粉处理的土壤有效态镉含量同CK相比均显著降低。当添加文石型贝壳粉的比例为5%时,生物可利用态镉占总镉比例最低。施用文石型贝壳粉能比方解石型贝壳粉更好地降低土壤有效态镉的活性。     

土壤孔隙结构与土壤微环境和有机碳周转关系的研究进展

土壤结构是土壤功能的基础,不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透、气体的交换等过程,还为土壤微生物提供了物理生境,并调控土壤有机碳的周转这一关键过程。土壤的孔隙特征能够直接、真实地反映土壤结构的好坏;用土壤的孔隙特征作为试验指标能更好地反映土壤结构对这些过程的调节作用。在此基础上,将高度异质性的土壤孔隙结构同土壤微环境的变化和土壤有机碳的周转过程进行定量分析,对深入了解土壤结构在土壤生态系统中的功能至关重要。因此,着重从土壤孔隙结构对土壤微环境的影响及其与有机碳的关系两方面展开,剖析土壤孔隙结构调控作用下的土壤微环境响应过程,阐述土壤孔隙结构对土壤有机碳周转产生的直接、间接影响,强调土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转进程中的重要作用,并对土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转、植物残体分解及其与微生物协调作用机制等方面研究提出展望。     

北方典型水稻土有机质及其组分演变特征

【目的】探究我国北方淹育型水稻土在开垦耕种过程中土壤有机质及其组分的演变特征,为提高水稻土有机质的品质、合理利用水稻土及提高其生产潜力、建设高产稳产稻田提供理论依据和数据支撑。【方法】本研究以辽宁省各地棕壤和草甸土上发育的不同开垦年限淹育型水稻土为研究对象,通过野外调查、田间定点试验及室内测试分析等手段,研究了开垦年限对水稻土有机质含量与组成及其腐殖质特性的影响。【结果】水稻土耕层有机质总量 (SOM) 随开垦年限的增加维持在18.60～26.30 g/kg之间,与开垦年限无显著相关关系 (P > 0.05),但易氧化有机质含量占有机质总量的比例 (ROM/SOM) 均在50%以上,并且随水稻土开垦年限增加而下降,降幅为18%～20%;有机质氧化稳定系数 (Kos) 均在1.2以下,随着水稻土开垦年限增加呈上升趋势,增幅为52%～57%,胡富比 (HA/FA) 及胡敏酸相对色度 (RF) 随开垦年限增加而增大,但胡敏酸活化度 (AD) 和土壤腐殖质的松/紧 (LCH/TCH) 明显下降。【结论】北方水稻土随着开垦年限的增加,土壤中的有机质稳定性增加,活性降低,耕层土壤对养分的供、贮能力减弱,土壤肥力水平下降,限制了北方水稻土生产潜力的发挥,应通过耕作管理和有机无机肥料配施来防止或减缓水稻土肥力的下降。     

东北黑土有机硫矿化动力学特征及其影响因素

利用开放培养系统分别在20℃和30℃条件下,研究了不同地区(北安、海伦、公主岭)黑土和黑土在不同施肥条件下有机硫的矿化特征。结果表明:在好气培养条件下,黑土有机硫累积矿化量随培养时间的增加不断增加,两者之间的数量关系遵从一级动力学模式,前4周的矿化量占14周矿化总量的50%~62%。公主岭黑土有机硫的供硫潜力最大,且矿化速率快,供硫强度较北安、海伦高。温度越高土壤有机硫矿化势值越大,矿化化学反应速率常数也越大,半衰期越短。长期肥料定位试验地土壤有机硫的矿化势依次为施用有机肥(M)>有机肥+NPK(MNPK)>NPK(NPK)>未施肥(CK),表明施用有机肥可提高土壤供硫潜力。可见,施用有机肥对维持黑土有机硫肥力具有重要作用。     

东北某污染场地土壤砷稳定化效果研究

为评估不同环境条件对场地土壤砷(As)稳定化效果的影响,采用不同添加量的FeCl (3 Fe/As物质的量比分别为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1)对辽宁省某冶炼厂As污染场地土壤进行修复,通过测定As的浸出浓度和赋存形态筛选稳定化效果最佳的FeCl₃添加量;采用不同pH和不同液固比浸提稳定化后的土壤,通过测定As的浸出浓度研究不同环境条件下FeCl₃对As稳定化效果的影响。结果表明:与未加FeCl₃相比,各添加处理As浸出浓度降低了84.9%~92.8%(P<0.05),Fe/As物质的量比为6:1时As的浸出浓度最小,稳定效果最好。FeCl₃添加促进了As由活性较高的非专性吸附态和专性吸附态向活性较低的残渣态转化,有效态As含量降低了6.9%~8.4%。与酸性浸提相比,中性及碱性浸提条件下As的浸出浓度明显升高;浸提溶液pH为4时As的浸出浓度最低,pH为13时As的浸出浓度最高,二者相比As的浸出浓度增加了584.4%。与较高液固比浸提相比,较低的液固比浸提增加了As的浸出浓度(P<0.05);液固比为20:1时As的浸出浓度最低,浸出率最大,液固比为1:1时As的浸出浓度最高,浸出率最低。研究表明,FeCl₃可通过改变场地土壤中As的赋存形态有效降低As的浸出浓度,碱性和低液固比浸提增大了稳定化后土壤中As的环境风险。建议根据修复后场地土壤面临的实际环境选择相应的pH和液固比进行浸提,以安全评价As污染场地的稳定化效果及环境风险。     

地膜覆盖和施肥对棕壤剖面溶解性有机碳分布的影响

依托沈阳农业大学棕壤长期定位试验站试验与土壤样品数据,系统分析了30年覆膜和不覆膜条件下不同施肥处理对土壤溶解性有机碳含量及其占有机碳的比例在剖面分布特征的影响。结果表明,施肥处理的总体效应大于覆膜处理,不论是否覆膜,长期单施氮肥、有机肥均能显著提高土壤剖面溶解性有机碳的含量,并且对表层土壤影响最大。不覆膜土壤0～40 cm土层中,单施氮肥对土壤溶解性有机碳占有机碳的比例影响显著,氮肥施用量越多,溶解性有机碳占有机碳的比例越大,而单施有机肥及有机肥氮肥混施对土壤溶解性有机碳占有机碳的比例基本没有影响。土壤溶解性有机碳含量与有机碳含量呈显著正相关,溶解性有机碳含量对土壤有机碳含量的剖面分布具有决定作用。