冻融作用对土壤理化及生物学性质的影响综述

冻融作用是作用于土壤的非生物应力,是自然界中最为平常的过程,对土壤物理、化学和生物学性质均产生重要影响。综述了冻融作用对土壤团聚体稳定性、温室气体排放、养分含量及有效性、微生物量及微生物活性的影响。冻融作用对土壤酶活性与养分有效性的影响将成为今后研究的焦点。     

冻结期与融解期潜水蒸发系数模拟研究

根据河套灌区的长期观测资料,确定非冻融期参数后,由稍作修改的水量均衡方程及优化求解方法计算地下水埋深,对冻融期潜水蒸发系数公式逐步进行分析改善,最后在冻结期和融解期采用增加常数项的指数形式的潜水蒸发计算公式,模拟计算的地下水埋深与实际观测结果拟合最好。根据模拟结果,冻融期的潜水蒸发系数仅用地下水埋深来表示,其它影响因素反映在参数中,模型简单,方便实用。     

Large-scale permafrost degradation as a primary factor in Larix sibirica forest dieback in the Khentii massif,northern Mongolia

The objective of this study is to investigate the potential causes of widespread Larix sibirica Ledeb.mortality observed in the Khentii massif of northern Mongolia.The ratio of deadwood to living trees in affected stands in the Goricho region,the southernmost study site situated close to the Gobi Desert,was as high as 3.6:1.Moisture fluctuations monitored over 2 years using electrical impedance spectrometry revealed that the Goricho study site had higher soil moisture levels than the two less affected sites Barun Bayan and Dzun Bayan.High soil moisture was recorded in an area characterized by highly skeletal soils,ones with more than 35%by volume of rock fragments,and comparatively shallow soil horizons,from valley to mountains.The layer of permafrost influencing hydrogeological processes is much deeper in the Goricho region compared to the undisturbed study sites.Redundancy analysis confirmed a significant number of dead L.sibirica on sites with developed soils.Live forest stands,however damaged,grow in this region on well-drained scree slopes or on rocky bastions.The mass mortality observed for L.sibirica may be directly linked to accelerated permafrost thaw in the area bordered by the Tuul and the Terelj Rivers.Our assumption is that L.sibirica root system necrosis occurred as a result of long-term waterlogging of developed soils with high spatial heterogeneity,normally able to absorb high quantities of groundwater.The areas unaffected were scree fields and rocky bastions characterized by adequate drainage.All of our findings support the primary stages of large-scale permafrost thaw,i.e.,correlating increases in soil moisture with increasing permafrost active layer thickness.     

苜蓿草田地下滴灌适宜冬灌量

为了研究不同冬灌量对苜蓿越冬和返青期土壤水热状况、返青期苜蓿生长及第一茬饲草产量的影响,采用随机区组设计,设置4个冬灌量水分梯度(T1为600 m~3·hm~(-2)、T2为900 m~3·hm~(-2)、T3为1 200 m~3·hm~(-2),以1 500 m~3·hm~(-2)为CK),开展地下滴灌不同冬灌量单因素试验。结果表明:苜蓿草田不同冬灌量对土壤水热状况影响差异明显,各处理冻融期历时为CK=T3T2T1,分别达6、6、12 d和18 d,冻结期历时为CKT3T2T1,分别达51、61、63 d和67 d,随灌水量的增加冻融期和冻结期历时变短且延迟;消融期随冬灌量增加历时延长且逐步提前,各处理消融期历时为CKT3=T2T1,相差在1～4 d之间,以CK的3月5日结束期为最早。在苜蓿越冬期内,各处理0～100 cm土层土壤贮水消耗量随冬灌量的增加而增加,T1耗水量为53.70 m~3·hm~(-2),T2为102.95 m~3·hm~(-2),T3为301.5/hm~2,CK为469.16 m~3·hm~(-2),且以40～60 cm土层耗水量最高;60～100 cm土层土壤贮水变化表现不一致,T1和T2贮水量增加且增幅随冬灌量增加而下降,T3和CK贮水量下降,且随冬灌量增加降幅增大。在苜蓿返青期始末,各处理0～100 cm土层土壤贮水均呈消耗状态,以冬灌量900 m~3·hm~(-2)的T2土壤贮水消耗量为最高值,达212.87 m~3·hm~(-2)。越冬率、第一茬草产量均与冬灌量呈正相关关系,一级分枝数各处理间差异不显著;以苜蓿越冬率、一级分枝数、第一茬草产量、越冬期和返青期耗水量为指标,采用隶属函数法对各处理进行综合评价,各处理隶属函数平均值大小为:T2T3T1CK,认为宁夏灌区苜蓿草田地下滴灌最优冬灌灌水量为T2处理(900 m~3·hm~(-2)),有利于提高冬灌灌溉水利用效率和改善苜蓿越冬、返青状况。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理（冻-融时间为12h-12h,冻-融温度为-30℃-30℃）,进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系。结果表明：未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线。     

消融期湿地水环境及其中铁和锰的变化特征

通过野外取样和室内分析,探讨了冻融期间中高纬地区芦苇沼泽湿地水环境的特征。结果表明,铁、锰元素的时空变化特征对湿地的水环境具有指征作用。冻结期整个湿地表层聚集大量水分,消融后土体的水分明显减少。冻结期低洼处湿地土壤表层含水率达0.8m·3m-（3过饱和状态）,洼地边缘土壤最高含水率为0.5m3·m-3,微高地土壤整个土层的含水率最小。pH随着地势逐渐下降而逐渐降低（都表现弱酸性）。低洼部位土壤有机质含量最高,且随着消融过程有机质的增加幅度达55%,随着地势的增高有机质的含量以及变化幅度逐渐减小。小尺度内不同地貌的湿地土壤水文特征影响湿地铁、锰空间分布格局以及迁移转化特征。从水平空间来看,铁的水平分布表现为随着地势的抬升含量逐渐降低;从土壤垂直剖面来看,一般表现为随着剖面的加深,铁、锰的含量逐渐增加,并且淀积层含量明显高于其他层次。湿地土壤中的铁和锰在消融过程中的含量发生明显的变化。消融期间,湿地土壤表层铁的增量达80%以上,洼地边缘的表层也有一定增加,微高处土壤表层的铁、锰含量增加幅度最小。沼泽土壤的铁和锰元素含量与土壤的含水率呈正相关,与土壤的pH值呈负相关,与土壤中有机质的含量还表现出正相关的特征。通过对湿地中铁、锰元素的时空变化规律可以对湿地水环境特征以及演变特征进行指征。     

猪肉通电加热解冻及快餐肠制作工艺研究

该文以市售猪肉为主要的研究对象,采用电加热加工手段,研究解冻和快餐肠制作工艺,结果表明:冻肉通电加热过程中采用0.4%的食盐水作介质,可以加快解冻过程,并很好的保持了肉的品质;猪肉在通电加热过程中电导率的变化与电场方向及肉的结构有关;在电压对肉糜加热速率和电导率的影响中,在一定范围内,电压越高,肉糜加热速率越快;通电加热制作快餐肠最佳工艺条件为:在食盐含量为0.4%、电压为100V条件下通电加热5min。     

不同水分条件下格陵兰岛冻土活性甲烷氧化菌群落分异规律

揭全球气候变化导致丹麦格陵兰岛形成了旱地和间歇淹水的土壤景观,采用稳定性同位素核酸探针技术和高通量测序16S r RNA及pmoA基因的分析方法,开展了格陵兰岛旱地和间歇淹水土壤微宇宙培养试验,探究不同水分条件下冻土的甲烷氧化潜力及活性好氧甲烷氧化菌群落演替规律。结果表明:与旱地土壤相比,淹水土壤氧化高浓度甲烷的速率呈现降低趋势,分别为12.38和12.17μg/(g·d),但后者对甲烷碳同化利用效率显著高于前者,土壤~(13)C-有机碳原子百分比从自然丰度1.08%,分别增加至1.64%和1.99%。超高速密度梯度离心分析~(13)C-DNA发现甲烷氧化菌群落发生演替,旱地土壤中Crenothrix甲烷氧化菌16S rRNA基因丰度仅为0.04%,而在间歇淹水土壤中为23.78%,增幅高达557倍;类型Ⅱ甲烷氧化菌Methylosinus则从33.76%增至44.38%。然而,类型Ⅰ甲烷氧化菌Methylocaldum的丰度明显降低,从旱地土壤10.15%显著降低为间歇淹水0.14%;进一步通过pmo A基因高通量测序分析,也得到了类似的结果,特别是类型Ⅰ甲烷氧化菌RPCs从旱地土壤15.61%显著降低至间歇淹水土壤的0.13%。这些结果表明:尽管格陵兰冻土中经典的类型Ⅱ甲烷氧化菌主导了旱地土壤和间歇性淹水土壤好氧甲烷氧化过程,但水分可能是甲烷氧化菌群落演替的重要环境驱动力,水分增加导致活性的类型Ⅰ种群丰度降低,同时显著刺激了新型甲烷氧化菌Crenothrix的大量生长并可能在间歇淹水土壤中发挥了重要作用。     

微波解冻对冷冻食品菌落总数的影响

[目的]探讨微波炉解冻方法对冷冻食品菌落总数的影响。[方法]采用700 W功率微波炉30%的火力,分别对3种不同重量的3类冷冻食品进行不同解冻时间的微波解冻处理,比较解冻前后样品的菌落总数。[结果]对于100、250和500 g的冷冻鱼类和贝类样品进行解冻,解冻时间应分别控制在20、30和60 s,解冻后样品适合剪切且不影响菌落总数的检测结果;对于100、250和500 g的冷冻肉类样品,其解冻时间应分别控制在30、45和90 s,解冻后对样品菌落总数的检测无影响。[结论]微波解冻可用于微生物学检验中冷冻食品的快速解冻。     

不同解冻方式对冷冻荞面碗托品质的影响

荞面碗托是山西的特色小吃,为了筛选出适合冷冻荞面碗托的解冻方式,以解冻时间、感官评分、质构、色差和菌落总数为指标,研究了微波解冻、超高压解冻、真空解冻和自然空气解冻对荞面碗托品质的影响。结果显示,冷冻荞面碗托采用自然空气解冻所需解冻时间最长,菌落总数最大,而且与对照相比,解冻后的荞面碗托感官评分低,硬度和咀嚼性大,粘性小,颜色和光泽度差;采用真空解冻的效果好于自然空气解冻法,解冻时间缩短,菌落总数变小,但仍存在解冻后与对照相比感官评分差的问题。采用超高压解冻法的菌落总数最小,但与对照相比,超高压解冻后的荞面碗托感官评分较低,硬度变大,品质变差;微波解冻耗时最短,解冻后的样品感官评分最高,硬度、咀嚼性、粘性最接近对照,颜色和光泽度与对照基本没有差别,表明微波解冻能很好地维持荞面碗托的品质,是冷冻荞面碗托解冻的最佳方式。