不同波长选择方法在土壤有机质含量检测中对比研究

由于近红外光谱数据的多重共线性,特征波长选择一直是近红外光谱分析技术的重要研究内容。以108个土壤样本光谱数据和土壤有机质(SOM)含量为研究对象,以连续投影算法（SPA）、间隔偏最小二乘法（IPLS）、竞争自适应重加权采样法（CARS）三种典型的特征波长选择算法进行近红外光谱波长选择和土壤有机质含量建模。研究结果表明,基于上述三种方法提取的特征波长所建立的模型预测能力均优于全谱模型。其中,基于SPA算法的MLR预测模型精度最优,预测集相关系数（Rp）和均方根误差（RMSEP）分别为0970 2和1.214 4,模型参数只有6个。因此,SPA-MLR可以有效地应用近红外光谱的建模,并且简化模型的复杂度,提高模型的计算效率。     

养分管理措施对干热河谷火龙果土壤肥力的影响

为阐明火龙果地不同养分管理方式下土壤矿质养分变化特征,揭示土壤肥力质量变化规律,设置施用农家肥（farmyard manure,FM）、套种绿肥（alfalfa,AF）、施用生物有机肥（bio-organic fertilizer,BOF）与凋落物覆盖（litter coverage,LC）4种养分管理方式,通过分析不同处理的土壤肥力指标变化,明确不同养分管理方式对火龙果地土壤肥力质量的影响。结果表明：不同养分管理方式的土壤理化性质变化规律各异,在LC方式下pH低于7,呈弱酸性,其余养分管理方式下均呈弱碱性;LC对土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、有效磷（available phosphorus,AP）、有效锰（available manganese,AMn）、有效铁（available iron,AFe）等土壤养分增效显著,AF对SOC、全氮（total nitrogen,TN）、全钾（total potassium,TK）增效作用较弱,FM以及BOF下SOC及多数有效态元素含量相对较低;土壤速效养分受到pH的影响较大,大量元素与微量元素多呈极显著正相关;不同养分管理方式的土壤质量综合指数表现为,LC（1.793）>AF（0.949）>FM（-0.995）>BOF（-1.747）。LC为土壤养分积累较为适宜的管理方式,其次为AF,FM次之,BOF对土壤养分的积累效应最低,但其对提高作物产量具有较好的作用。     

北疆盐碱地空间分布特征分析

为了探究北疆盐碱地空间分布过程中盐碱化程度与经度、纬度及海拔高度之间的关系,基于1985年土壤调查结果,结合2015年Landest 8遥感解译去除人工绿洲结果,采用2 km×2 km网格单元,以盐碱地面积占总面积的比例作为检验区域盐碱化程度的指标,对盐碱地分布情况进行统计和分析。结果表明,北疆地区盐碱化程度受地形和降水的影响明显,特别是受土壤类型的影响更为密切;北疆地区盐碱化程度,由西向东呈增大趋势（P=0838）,主要集中分布在E90°～E96°范围内,盐碱土占总面积的比例为7562%;由南向北呈减小趋势（P=-0768）,主要集中分布在N40°～N43°范围内,盐碱土占总面积的比例为7782%;由低到高呈减小趋势（P=-0767）,主要集中分布在-160～500 m范围内,盐碱土占总面积的比例为4741%。北疆盐碱地空间分布特征的分析对于揭示北疆盐碱化程度的变化规律,促进北疆盐碱土资源的合理开发和维持地区生态安全具有重要的意义。     

浮性水产饲料膨化加工参数优化研究

为优化浮性水产饲料挤压膨化加工参数,以膨化度、容积密度、吸水性和溶失率作为饲料加工品质评价指标,采用响应面分析法研究了螺杆转速、出料段机筒温度和物料含水率对饲料加工品质的影响,并利用扫面电镜观测了饲料微观形貌。结果表明：适中的螺杆转速、出料段机筒温度以及低物料含水率,有利于形成较高的饲料膨化度;高螺杆转速与高出料段机筒温度有利于形成较低的饲料容积密度、吸水性以及溶失率;优化后的浮性水产饲料膨化加工参数为螺杆转速130 r·min^-1,出料段机筒温度150 ℃,物料含水率10%,其加工后的饲料膨化度、容积密度、吸水性和溶失率分别为1.223、0.398 g·mL^-1、214.803%、4.297%;优化后的浮性水产饲料微观表面相对光滑圆润,物料的熔融效果较好,结构质密,饲料膨化加工综合质量较好。     

间伐对秦岭南坡锐齿栎林土壤腐殖质及微生物的影响

【目的】以秦岭南坡锐齿栎林为研究对象,探讨间伐对锐齿栎林地土壤腐殖质及土壤微生物的影响,为秦岭林区锐齿栎林抚育经营提供理论依据。【方法】2012年3月,在秦岭南坡陕西省宁东林业局沙沟林场林地阳坡的中下部选择生长状况接近、林分密度基本一致的锐齿栎天然次生林,设置锐齿栎天然次生林样地12块,间伐强度分别为林分蓄积量的0(CK)、5%(T1)、10%(T2)、15%(T3)、20%(T4)和25%(T5),2018年7月采集0～30 cm土层土样,测定土壤腐殖质及其组分(胡敏酸、富啡酸和胡敏素)含量以及土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,并分析土壤胡敏酸、富啡酸和胡敏素含量与细菌、真菌、放线菌数量的相关性。【结果】(1)间伐6年后,在0～30 cm土层,各间伐强度处理土壤腐殖质含量平均值均大于CK,且T1处理的土壤腐殖质含量最高,为(60.78±10.53) g/kg。各间伐强度下土壤胡敏酸含量平均值较CK均有明显减少,不同处理土壤胡敏酸含量平均值由大到小依次为CKT4T3T5T2T1。除T3处理外,其余间伐强度处理土壤富啡酸含量平均值均高于CK,富啡酸含量平均值由大到小依次为T2T1T5T4CKT3。与CK相比,除T1处理外,其余各间伐强度处理土壤胡敏素含量平均值均增加,各间伐强度处理土壤胡敏素含量平均值由大到小依次为T2T3T4T5CKT1。(2)不同间伐强度下土壤胡敏酸/腐殖酸含量比值(PQ)由大到小依次为CK15%20%25%10%5%。(3)间伐6年后,在0～30 cm土层,土壤微生物总量随着间伐强度的增加呈先增加后减少的趋势,微生物总量在间伐强度为10%时达到最高;土壤细菌、放线菌数量在间伐强度为5%～10%时较高,真菌数量在间伐强度为15%～20%时较高。(4)土壤细菌、真菌和放线菌数量均与土壤胡敏酸、胡敏素含量呈极显著正相关,土壤真菌数量与富啡酸含量呈显著正相关。【结论】土壤微生物各种群数量可以显著影响土壤腐殖质的积累,合理的抚育间伐可以显著增加土壤腐殖质含量及微生物数量,选择10%～15%的间伐强度作为提高林地土壤腐殖质的参考指标较为合理。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异,探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响,为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象,采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系,比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异,并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层,灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层,随着土层深度增加,灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势,而全磷含量变化不明显;在同一土层,灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置,植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看,灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%,90.79%,92.91%,说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中,灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明,灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量,0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长,提高土壤水分和养分含量,有利于退化草地的恢复。     

紫花苜蓿土壤浸提液对蜀葵的化感作用

为探究紫花苜蓿对蜀葵种子萌发和生长的化感作用,采取了紫花苜蓿根际及距离根际20、40、60 cm处表层5~10 cm的土壤,采用高效液相色谱法（HPLC）检测土壤浸提液（分别表示为R、D20、D40、D60）中5种有机酸类化感物质的含量。采用生物检测方法分析测定了土壤浸提液对蜀葵种子萌发的影响,并通过盆栽试验测定了紫花苜蓿与蜀葵间作条件下蜀葵叶绿素、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白及生物量等生理生态学指标。结果表明： 5种有机酸在紫花苜蓿根际的含量最高,随着与根际距离的增加有机酸含量逐渐减少;R处理下,蜀葵发芽率和发芽指数比对照（蒸馏水）分别降低6.23%和31.32%,根长和苗长则与对照相比分别显著减少了56.11%和48.94%。盆栽实验结果表明,紫花苜蓿和蜀葵间作对蜀葵地上和地下生物量均产生明显抑制作用,与单种时相比分别减少8.01%和23.99%;间作使蜀葵叶绿素含量降低、MDA和可溶性蛋白含量升高。研究表明,紫花苜蓿对蜀葵有明显的化感作用,种植时不宜过密,应至少保持间距60 cm。     

基于体外模拟法评价蔬菜中Cd的健康风险与污染土壤修复效果

为探明北方地区常见蔬菜中Cd的健康风险,以北京地区Cd污染的大棚菜地土壤为对象,利用盆栽实验测定了韭菜和小油菜对Cd的吸收、转运特征及2种修复剂（沸石+蚯蚓粪,凹凸棒+蚯蚓粪）对Cd污染土壤的修复效果,基于体外模拟法和人体健康风险评价方法对污染土壤修复前、后的2种蔬菜中Cd的有效性及人体健康风险进行评价。结果表明,污染土壤上的2种蔬菜中Cd含量均超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》,但2种蔬菜对Cd的吸收具有显著差异,小油菜中Cd的含量为韭菜的2.04倍;体外模拟法测定结果表明,韭菜和小油菜中Cd在模拟人体胃液中的有效浓度分别为0.027、0.039 mg·kg^-1,韭菜中的Cd对人体具有更高的生物有效性;基于人体健康风险评价方法对2种蔬菜中Cd进行健康风险评价,结果表明,污染土壤上种植的2种蔬菜中Cd对人体具有较高的致癌风险,其中,对0~6岁儿童的致癌风险大于成人（>18岁）的风险;添加修复剂可使韭菜和小油菜中Cd含量最大分别降低65.2%和72.3%;2种修复剂处理的韭菜与小油菜中Cd的生物有效性和致癌风险值显著下降,其中凹凸棒+蚯蚓粪处理土壤的2种蔬菜中Cd的致癌风险值接近安全水平。     

丹江口水源涵养区退耕还草土壤线虫群落变化特征

为评估丹江口水源涵养区退耕还草的土壤生态效应,2017年9月,选取3块同一土壤类型、退耕3年的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地作为退耕还草的代表样地,以相邻未退耕的玉米（Zea Mays）田为对照,比较分析退耕还草土壤线虫群落的变化特征。结果表明：退耕还草样地0~10 cm土层含水量显著提高15.86%（P<0.05）,pH值显著降低5.06%（P<0.05）;10~20 cm土层pH值显著降低4.57%（P<0.05）,有效磷含量显著降低26.83%（P<0.05）。退耕种植紫花苜蓿草地共鉴定出土壤线虫18 307条,49个属,未退耕玉米田共鉴定出土壤线虫10 706条,45个属,退耕还草后土壤线虫c-p类群由短世代型向长世代型转移,土壤环境受到扰动降低,土壤线虫群落的多样性和稳定性增加,结构指数（SI）和富集指数（EI）表明退耕还草提高了土壤健康程度,同时降低了土壤所受的干扰程度。土壤线虫数量与土壤pH值、含水量、全氮和硝态氮含量呈极显著相关（P<0.01）;食细菌线虫和食真菌线虫相对丰度与土壤有效磷含量呈极显著相关（P<0.01）,植物寄生性线虫和捕/杂食线虫相对丰度与有机碳和铵态氮含量呈极显著相关（P<0.01）,与全氮含量呈显著相关（P<0.05）。研究表明,退耕还草改变了土壤pH值及全氮、有效磷养分含量,改变了土壤线虫群落结构和多样性,提升了土壤健康水平。     

富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用,采用土壤培养试验,研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明,FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期,FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%;FA促进了土壤的基础呼吸,40mg g-1处理组促进作用最强,最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍;而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10~20mg g-1)促进,高浓度FA(40~160mg g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,40~160mg g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应,还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应,从而影响DnBP的降解。