六道沟小流域地形序列土壤碳剖面分布特征及影响因素

为了更好地理解黄土高原植被恢复与生态重建过程对土壤碳循环过程的影响,研究选取位于黄土高原六道沟小流域的典型土壤地形序列(东北坡NE序列,西坡W序列),分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤有机碳和无机碳的剖面分布特征及其影响因素。结果表明:六道沟小流域地形序列土壤有机碳含量在0—50cm土层内随土层深度增加而显著降低,50cm土层以下基本趋于稳定,且剖面上层(0—50cm)有机碳含量显著高于剖面下层(50—200cm,p0.05),但在同一深度土层(0—50,50—200,0—200cm)不同坡向林地和草地土壤有机碳平均含量均没有显著差异(p0.05)。与有机碳相比,无机碳含量相对较高并且主要在剖面下部(50cm以下)不同深度土层富集。NE序列林地和草地剖面无机碳平均含量接近(p0.05),而W序列林地剖面无机碳平均含量显著高于草地(p0.05);不同坡向草地剖面无机碳平均含量无显著差异(p0.05),但不同坡向林地剖面无机碳平均含量表现为W序列显著高于NE序列(p0.05)。0—50cm土层有机碳含量与pH、容重和土壤含水量均呈极显著负相关关系,而与土壤总孔隙度呈极显著正相关关系;50—150cm土层无机碳含量与pH和土壤总孔隙度均呈极显著负相关关系,而与容重、黏粒含量和土壤含水量均呈极显著正相关关系。NE序列和W序列2 m土体总碳密度相当,分别为15.2~47.4kg/m~2和18.3~51.3kg/m~2,其中无机碳密度占78%~94%,1—2m土层总碳密度占2m土体总碳密度的35%~74%。若只考虑土壤有机碳库或只考虑浅层1m土壤碳库,六道沟小流域2m土体总碳储量平均将被低估88%和51%。     

有机酸作用下黄壤无机纳米微粒对Cd~(2+)吸附动力学特性

为探究有机酸对镉在纳米粒级土壤上的有效性及其形态的影响,基于超声—离心—冻融法,应用到四川省名山河流域老冲积黄壤中,获得纳米微粒(≤100 nm),分别研究不同分子量有机酸(柠檬酸、富里酸、EDTA)及其组合(柠檬酸+EDTA、柠檬酸+富里酸、富里酸+EDTA)对土壤纳米微粒吸附Cd~(2+)动力学特性的影响。结果表明,土壤纳米微粒对Cd~(2+)的动力学吸附量大小关系表现为:柠檬酸+EDTA富里酸柠檬酸+富里酸柠檬酸富里酸+EDTAEDTA。总的来看,EDTA的抑制作用最强,最能降低土壤纳米微粒对Cd~(2+)的吸附。     

Nutrients management strategies to improve yield and quality of sugar beet in semi-arid regions

The objective of this study was to evaluate the effects of organic and inorganic fertilizers on the yield and quality of sugar beet genotypes (Beta vulgaris L.). Therefore, a field trial was carried out in Peshawar, Pakistan, during the winters in 2012–2013. The field experiment was conducted in a randomized complete block design with split plots, having three replications. Fertilizer treatments (control, composted manure Higo Organic Plus at 5 t ha^?1, Maxicrop Sea Gold seaweed extract at 5 L ha^?1, farm yard manure at 10 t ha^?1, inorganic nitrogen–phosphorus (NP) at 90:60 kg ha^?1, NP at 120:90 kg ha^?1 and NP at 150:120 kg ha^?1) were allotted to main plots, while genotypes (Sandrina, Serenada and Kawe Terma) were allotted to the sub-plots. Plots treated with the application of NP at 120:90 kg ha^?1 produced the highest beet yield (76.4 t ha^?1) and sugar yield (11.1 t ha^?1), and had the second highest polarizable sugar content (14.52%) and more economic return (Rs. 553,000 per hectare) as compared to control plots. Sugar beet genotype Serenada had significantly higher beet yield (55.5 t ha^?1) and sugar yield (7.9 t ha^?1) and a higher economic return (Rs. 380,000 per hectare) than the other genotypes. Sugar beet genotype Serenada supplied with NP at 120:90 kg ha^?1is recommended for the general cultivation in the agro-climatic conditions of Peshawar valley.     

西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg~(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg~(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。     

河南省成土母质与土壤空间分布多样性的特征

成土母质作为土壤发育的主要形成因素,二者间的关系密切。选取河南省作为研究区,从多样性的角度运用经典的仙农熵测度方法分析成土母质和土壤要素的构成组分多样性、不同母质基础上各土壤分类级别的多样性特征,并运用改进的仙农熵公式研究5 km×5 km网格尺度下不同成土母质对土类空间分布离散程度的影响及不同成土母质和土壤的空间分布多样性特征和相关性。结果表明:(1)成土母质类型虽少,但其构成组分多样性高于土类,这与二者分类系统的分支率有关;(2)6类母质类型中,残积、坡积物母质面积最大且发育土壤类型最为复杂;15种土壤类型与6类母质之间的关系有一对多、一对一和多对一3种类型;(3)不同母质上发育的土类的空间分布离散性程度不同,残积、坡积物母质上分布的优势土类为粗骨土,河流冲积物和河湖相沉积物母质上的优势土类分别是潮土和砂姜黑土,洪积物和黄土与红土母质上发育较好的两种土类为黄褐土和褐土,风积物母质上仅发育了风砂土一种土类;(4)潮土和河流冲积物母质分别是是河南省面积最大、空间分布多样性值最高的土类类型和成土母质类型,且成土母质与土类空间分布多样性间存在不同程度的相关性。综上,河南省的6大类成土母质与15种土类的构成组分多样性和空间分布离散性程度存在差异,且二者的空间分布多样性间存在一定的相关性。     

基于本构模型的颗粒饲料成型特性研究

为研究饲料原料挤压成型特性,构建了非线性黏弹塑性颗粒饲料成型本构模型,针对主要饲料原料小麦,通过分析成型试验因素对其本构模型系数及其表征的流变学特性的影响,研究物料特性、加工参数等对小麦原料成型特性的影响规律,并分析了模型系数与颗粒成型质量的相关性关系。黏弹塑性本构模型由牛顿黏滞体(Newton viscous dashpot element)、应变硬化弹簧元件(strain hardening spring element)和库伦摩擦元件(Coulomb friction element)构成,基于小麦原料的实际成型试验完成模型构建;模型验证结果显示:数值结果中各应力区间模型决定系数R2在0.99以上,模型值与试验值较为吻合,相对误差总平均值为3.378%,并通过χ2检验进一步证明模型有效性;应用本构模型对小麦原料成型特性的分析结果显示,表征其流变学特性的模型系数表现出明显的应力函数规律,黏性系数绝对值随着挤压过程的进行逐渐减小,弹性模量值逐渐增大,集成塑性系数值则表现为先增后降,而各成型试验因素对模型系数产生了显著规律性影响,与宏观试验现象比较吻合;通过Pearson相关性分析可知颗粒成型密度、颗粒成型率、颗粒成型硬度等成型质量指标分别与黏性系数、塑性模量与弹性模量间达到了最高的相关系数,数值皆在0.80以上且为极显著相关性水平(P0.001),为基于本构模型对颗粒成型质量进行分析和控制提供依据。研究结果为颗粒饲料挤压成型特性研究提供了一种新方法和新角度,也为颗粒饲料的高效低耗生产和产品质量的改善提供基础数据和理论参考。     

Fate of phosphorus in soil during a long‐term fertilization experiment in Finland

Accumulation and depletion of soil phosphorus (P) was studied in a long‐term (37 y) field experiment in Southern Finland. The loam soil had a high pH (7.5–7.7) due to an earlier liming. Spring barley, spring wheat, oat, and ryegrass, grown in rotation, were annually fertilized with 0, 32, or 67 kg P ha^?1 y^?1 (P₀, P₁, and P₂K) and sufficient N. The average dry matter grain yield 2,600 kg ha^?1 of the P₀ plots increased by about 500 kg ha^?1 at P₁ treatment and another 600 kg ha^?1 by P₂K. Soil samples were collected in 1978 (beginning), 1995, 2005, and 2015. According to the Chang and Jackson sequential extraction, the P₂K and P₁ treatments increased the inorganic soil P by 732 and 32 kg P ha ^?1 in 37 years, respectively, while the P₀ plots were depleted by –459 kg P ha ^?1. The P₂K treatment increased all four P fractions, extracted with NH₄Cl (easily soluble), NH₄F (Al‐P), NaOH (Fe‐P), and H₂SO₄ (Ca‐P). Continuous depletion (P₀) decreased the NH₄Cl‐P and NH₄F‐P pools, NaOH‐P and H₂SO₄‐P pools remaining stable. None of the P pools changed significantly at P₁. The remarkable gap between the measured change and the balance for the P₂K and P₁ treatments cannot be explained solely by lateral soil movement, meaning that a significant proportion of the applied P was lost either in surface runoff or transported below the investigated depth of 40 cm. Despite large P applications, the degree of P saturation reached only 20% in the P₂K topsoil, assuming a 50% reactivity of Fe and Al oxides. As derived from sorption isotherms, a high EPC₀ (i.e., equilibrium P concentration at zero net P sorption or desorption) of 1.30 mg L^?1 had been built up in the P₂K treatment, while in the P₁ treatment EPC₀ (0.33 mg L^?1) had remained unchanged and P depletion (P₀) had caused a decrease to 0.12 mg L^?1. These results demonstrate that P sorption and desorption properties respond strongly to both P fertilization and null fertilization treatments and that in a long‐term field experiment only a low proportion of the residual fertilizer P can be recovered from soil.     

草类物料压缩试验研究中的突破性进展

在国内外草物料压缩试验研究的基础上,对新鲜草物料压缩流变进行试验研究,总结出了草物料压缩试验研究过程中几个带有突破性的进展,较系统地展示了草物料压缩研究逐步深入的历程和规律,对草物料压缩基础研究的发展有重要意义。在国外研究“闭式压缩”很长时间后,我国开始了“开式压缩”试验研究。从实验室的局部过程的试验研究,发展到压缩工程全过程的试验研究;从一般工程力学的研究,推进入到压缩过程流变学试验研究;从理论上的阶跃历程的流变学试验研究,跨越到工程上任意历程的流变学试验研究,将草物料压缩流变研究推向新阶段。最后又提出了变断面积的压缩流变试验研究,继续推进草物料压缩工程和草物料加工流变学发展。     

木薯生料发酵转化乙醇的工艺参数优化研究

以木薯（Manihot esculenta）为试材,分别用正交设计法和均匀设计法考察木薯生料发酵转化乙醇工艺参数,分析讨论了这两种设计的特点,得出在多水平多因素的条件下,均匀设计具有实施试验少、效果好等优势,并得到以乙醇产量为指标的生料发酵转化乙醇最佳工艺参数：料水比1:1.8,初始pH3.5,温度32℃,酵母添加量3.5×107cell/mL,(NH4)2SO4 0.5g,转速140r/min,糖化酶添加量200 u/g,淀粉酶添加量12 u/g,纤维素酶添加量25 u/g, 发酵周期120 h,此时乙醇得率达到15.7%（正交设计最优结果为9.2%）。     

夏玉米施氮量对后茬冬小麦土壤氮素供应与利用的影响

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增加而递增;随着施氮量增加,冬小麦收获时的植株吸氮量和子粒氮素积累量均增加;当施氮量低于180 kg/hm2时,植物氮素积累量在不同施氮量之间无显著差异;当施氮量低于270 kg/hm2时,不同施氮量的子粒氮素积累量差异不明显。在本试验条件下,冬小麦子粒氮肥利用率随着施氮量增加而递增,但差异不显著。