基于灰色关联分析法的Cd污染土壤-植物系统安全生产评价

为探究施用石灰对土壤-植物系统的影响,实现耕地重金属污染修复和粮食安全生产,本研究以水稻-小麦轮作为研究对象,连续3年施加不同量石灰(T0、T1、T2、T3、T4:0、750、1500、2250、3000 kg·hm-2),分析不同石灰用量对中轻度Cd污染农田的改良效果,并采用灰色关联法(Grey relational analysis, GRA)评估土壤-植物系统,以筛选最佳石灰用量。结果表明:施用石灰后稻麦籽粒Cd积累量变化趋势为T0T1T2T3T4;与空白(T0)相比,施用石灰使土壤pH从5.33提高到8.36,pH越高土壤Cd可交换态向残渣态的转化越明显。T4处理下土壤pH最高,与T0相比土壤可交换态Cd减少12.45%;与试验前土相比,3年连施石灰对土壤肥力无显著影响,且处理间土壤肥力无明显差异;GRA分析可知,石灰用量为2250 kg·hm~(-2)更适合中轻度Cd污染土壤-植物系统的改良。     

秸秆还田配施化肥对砂姜黑土固碳细菌的影响

农田生态系统是陆地生态系统中最活跃且固碳潜力最大的碳库之一,其中,细菌在农田生态系统生物固碳过程中发挥着重要作用。采用PCR-克隆测序技术、末端限制性酶切长度多态性分析技术(T-RFLP)及荧光定量PCR技术研究了不施肥(CK),施氮磷钾肥(CK-F),单独秸秆还田(W-NF)和施氮磷钾加秸秆还田(W-F)4种施肥管理对砂姜黑土固碳细菌群落结构、多样性及丰度的影响。结果表明,秸秆还田土壤的固碳细菌主要包括Nitrosomonas,Mesorhizobium和Bradyrhizobium等。在CK和W-NF处理中,土壤固碳细菌以严格自养菌为主,优势种群为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),相对丰度分别为73.2%和72.4%。在CK-F和W-F处理中,土壤固碳细菌中严格自养菌相对丰度减小,而兼性自养菌相对丰度大幅增加。其中,CK-F的优势种群为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),相对丰度分别为33.3%和17.6%。W-F的优势种群为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium),相对丰度分别为26.4%和24.5%。施用化肥及秸秆还田均显著提高了土壤固碳细菌群落的多样性,其中化肥的影响大于秸秆还田。主成分结果显示施肥对土壤固碳细菌群落结构的影响大于秸秆还田。4个处理土壤固碳功能基因(cbb L)丰度为1.32×107~3.29×107拷贝·g-1(干土),施肥及秸秆还田均能显著提高土壤细菌cbb L基因丰度,其中秸秆还田配施化肥的cbb L基因丰度最大。上述结果表明了施肥及秸秆还田对土壤固碳细菌群落结构,多样性及数量均有显著的影响。     

A comparison of lime requirements by five methods on grassland mineral soils in Ireland

Liming is necessary for good nutrient availability and crop growth. Lime use in Ireland is now the lowest in half a century. A recent study shows that grassland mineral soils in Ireland has a mean pH of 5.4 and mean lime requirement (LR) of 9.3 t/ha ground limestone. There have been a number of studies in the USA to re-evaluate LR, but little activity in the European Union (EU) in recent years. The primary aim of our research was to compare five methods for estimating LR, which included the Shoemaker–McLean–Pratt (SMP) buffer method currently used in Ireland (IRL), the Sikora buffer method used at the University of Kentucky (UKY), Ca(OH)₂ titration used at University of Georgia (UGA), the modified Mehlich buffer method used at Penn State University (PSU) and the UK RothLime model, using 57 representative grassland mineral soils from Ireland with a pH range from 4.8 to 6.6. The secondary aim was to explore an alternative to the SMP buffer that does not involve the use of toxic chemicals. The results show good agreement between the pH measured by the Irish and three US laboratories and reasonably good agreement in LR estimated by five methods. The main conclusions are: (1) a significant proportion of grassland on mineral soils in Ireland would benefit from liming to increase soil pH, (2) on average, LRs as recommended in Ireland are higher than those advised elsewhere , ( 3) the target pH in Ireland is high compared with that in other countries and should be reduced from pH 6.5 to 6.2, (4) the SMP buffer method should be replaced by a suitable alternative and, in principle, any of the four methods studied would be suitable, (5) to find the most suitable alternative for accurate LR advice it would be necessary to compare the different methods to the actual LR from incubation of representative soils with calcium hydroxide.     

施加石灰降低不同母质土壤中镉毒性机理研究

研究了土壤施加石灰后对镉的形态转化和迁移的影响。结果表明,水溶态镉随石灰用量的增加而急剧减少,ｐＨ＞７．５时９４％以上的水溶态镉进入土壤中;交换态镉在ｐＨ＜５．５时随石灰用量的增加而增加,ｐＨ＞５．５时随石灰用量增加而急剧减少;有机结合态镉在ｐＨ＜５．５时随石灰用量的增加而增加,ｐＨ＞５．５时随石灰用量增加而急剧减少;粘土矿物和氧化物结合态镉随石灰用量的增加而增加;残留态镉随石灰用量的增加而增加。ｐＨ＞７．５时镉主要以粘土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在,ｐＨ７．５时粘土矿物和氧化物结合态及残留态的含量在旱地黄筋泥、水田黄筋泥、旱地红砂土、水田红砂土中分别高达９４％,８５％,７７％,５９％,其是导致镉毒性降低的主要原因。     

生石灰对蟹虾围塘养殖的影响

通过对越冬和非越冬锯缘青蟹、脊尾白虾、弹涂鱼耐生石灰试验,证明青蟹有很强的耐生石灰能力,脊尾白虾有较强的耐生石灰能力。蟹虾围塘养殖在围塘清淤后对越冬青蟹进行生石灰消毒,养殖过程中定期用生石灰泼洒,并与对照塘做对比试验,以及大面积推广应用,结果表明:使用生石灰能使围塘锯缘青蟹、脊尾白虾发病率显著减少,成活率显著提高,生长明显加快,蜕壳时间相对集中,饵料系数明显降低,产量和效益显著提高。生石灰对围塘蟹虾健康生长有很大作用。     

施用石灰氮对烟株根际土壤微生物区系的影响

为研究施用石灰氮对烟株根际土壤微生物区系变化及其对烟草青枯病发病率的影响,分别在烟株不同生长期采集根部土壤进行16S/18S rDNA基因测序,以分析烟株生长过程中微生物数量、多样性以及群落结构的变化.结果表明,施用石灰氮后,在烟株生长的团棵期硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、担子菌门(Basidiomycota...     

秸秆全量还田配施沼液对砂姜黑土水稳性团聚体及结合有机碳的影响

为探究秸秆还田配施沼液对土壤水稳性团聚体及结合有机碳的影响，以黄淮海平原砂姜黑土为研究对象，设置秸秆全量还田和秸秆全量还田配施不同剂量(低剂量：450 m³/hm²；中剂量：750 m³/hm²；高剂量：1 050 m³/hm²)沼液处理以及空白对照，采集并分析了不同土层(0～20 cm和20～40 cm)水稳性团聚体及结合有机碳的分布情况。结果表明：相较于对照，秸秆还田和沼液灌施均显著促进各土层水稳性大团聚体形成及稳定性提高。秸秆还田配施中量沼液处理>0.25 mm粒径团聚体质量组成比例(WR0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最高，而团聚体破碎率(PAD)和分形维数(D)最低。单一进行秸秆还田和秸秆还田配施不同剂量沼液均显著增加各土层大团聚体结合有机碳贡献率，降低<0.25mm粒径土壤颗粒结合有机碳的贡献率。秸秆还田配施中量沼液处理使得大粒径团聚体结合有机碳贡献率显著高于其他处理。因此，进行秸秆全量还田配施适量沼液有助...     

尿素与缓释尿素配施添加DMPP对砂姜黑土氮素转化的影响

研究尿素与缓释尿素配施添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸（DMPP）对砂姜黑土氮素转化的影响，为田间速效与缓释氮的合理配施提供理论依据。采用室内恒温、恒湿培养试验方法，试验设不施肥（CK）、单施尿素（N）、单施缓释尿素（S）、60%尿素+40%缓释尿素（NS）、尿素+DMPP（ND）、缓释尿素+DMPP（SD）、60%尿素+40%缓释尿素+DMPP（NSD）共七个处理，通过测定不同处理土壤中不同形态氮素含量，探究添加DMPP在单施尿素、单施缓释尿素及尿素与缓释尿素配施上对土壤氮素转化的不同影响。ND处理在培养第1~35 d内铵态氮含量均显著高于N处理（P<0.05），并有效延缓了铵态氮向硝态氮转化的时间。SD处理较之S处理在显著提高土壤中铵态氮含量的同时（P<0.05），也能有效抑制硝化作用，其硝化抑制有效作用时间在49 d左右，并且在此期间内能降低表观硝化率，提高硝化抑制率。与NS处理相比，NSD处理不仅能够显著提高土壤铵态氮含量（P<0.05），使铵态氮半衰期延长至18.6 d，硝化抑制率显著提高（P<0.05），表观硝化作用有效抑制时间延长了32 d左右。综合分析表明，尿素与缓释尿素配施添加DMPP在抑制氨氧化作用中效果明显，显著提高硝化抑制率（P<0.05），降低表观硝化率，有效延长了铵态氮在土壤中停留的时间，该措施为有效阻控农田氮素损失提供了科学依据。