稻草在LiCl/DMSO中的溶解及再生性能

  目的  以球磨稻草(水稻Oryza sativa秸秆)为原料,通过氯化锂/二甲亚砜(LiCl/DMSO)溶剂体系处理,探讨球磨稻草在LiCl/DMSO溶剂体系中的溶解行为及再生特点。  方法  选取稻草叶、带节的秆、不带节的秆、全秆等4个部位,设置0.5、1.0 h球磨时间,设置LiCl质量分数为2%、4%、6%、8%的LiCl/DMSO溶剂体系进行溶解后再生,按照标准方法测定纤维素、半纤维素、木质素和灰分等化学成分,通过碱性硝基苯氧化来测定木质素结构单元的产率,分析木质素的缩合程度,采用X射线衍射图谱计算纤维素结晶度,比较再生前后的纤维素的结晶区变化。  结果  球磨1.0 h秆和叶均可完全溶解于LiCl/DMSO溶剂体系,质量分数为8%的LiCl/DMSO溶剂体系可溶解的叶和秆的质量分数能达到10%。经水再生后,80%以上的木质素得以保留,秆中木质素保留率可达到87.5%;经X射线衍射分析,叶中纤维素的结晶度从37.8%下降至27.5%,秆从43.1%下降至26.5%;硝基苯氧化结果表明:再生后,各部位中木质素结构未缩合单元含量均有所增加。  结论  球磨时间、LiCl的质量分数均会影响草粉在LiCl/DMSO溶剂体系中的溶解,再生后,球磨草粉中的化学成分再生能力强,经比较叶中纤维素、木质素的再生能力最低;叶、秆中灰分的分布、沉积有所不同,叶中的灰分再生能力高于秆。各组分经球磨后木质素的缩合程度降低,球磨改善了硝基苯氧化环境。再生后各部位中的纤维素结晶度有所下降,结晶区受到一定程度的破坏。图6表4参36     

源于松针的可溶性有机物对土壤多环芳烃吸附和解吸行为的影响研究

Study of the relationship between plant litter-derived dissolved organic matter（DOM） and organic pollutant transport in soil is important for understanding the role of forest litter carbon cycling in influencing pollutant behaviour and fate in forest soil.With the aim of providing insight into the capacity of plant litter-derived DOM to influence sorption and desorption of selected polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） on soil, batch experiments were carried out with application of a sorption-desorption model incorporating DOM effects. Freshly fallen pine（Pinus elliottii） needles were used as the source of organic matter. Input of the pine needle litter-derived DOM was found to significantly decrease desorption hysteresis as well as soil adsorption capacity of phenanthrene（PHE） and fluoranthene（FLA）. Addition of 1 728 mg L-1dissolved organic carbon（DOC） lowered the organic carbon-normalized sorption distribution coefficient of PHE from 7 776 to 2 541 L kg-1C and of FLA from 11 503 to 4 368 L kg-1C. Decreases of the apparent sorption-desorption distribution coefficients of PHE and FLA with increased DOC concentration indicated that DOM favored desorption of PAHs from soil. Increases in the fraction of apparently dissolved PAHs were attributable to the dissolved PAH-DOM complexes, accounting for the dissolved proportions of 39% to 69% for PHE and 26% to 72% for FLA in the sorption and desorption processes as the concentration of the added DOM solution rose from 0 to 1 728 mg L-1. Our results suggest that pine needle litterderived DOM can have a substantial effect of inhibiting PAHs sorption and promoting PAHs desorption, thus leading to enhanced leaching in soil, which should be taken into account in risk assessment of PAHs accumulated in forest soil.     

玉米秸秆及其生物炭对东北黑土溶解有机质特性的影响

以典型东北黑土为研究对象,连续3年(2016—2018年)在吉林省长春市中国科学院东北地理与农业生态研究所长春综合农业实验站开展田间定位试验,研究生物炭(BR)、秸秆(SR)以及生物炭和秸秆联合施用(BS)对土壤理化性质和溶解有机质(DOM)特性的影响。结果表明:与对照(CK)相比,BR、SR和BS处理显著增加玉米产量和生物量、土壤团聚体平均重量直径以及亮氨酸氨基肽酶活性。此外,与CK相比,BR显著降低腐殖化指数(HIX)10.0%,显著增加活性有机碳和速效磷含量,增幅分别达35.6%和51.3%;SR显著增加激发波长为355 nm时发射波长为440~470 nm范围内最大荧光强度(Fn(355))、HIX、DOM在254 nm处的吸光度值与溶解有机碳浓度的比值(SUVA 254)和全氮/全磷,增幅分别达43.6%,4.1%,45.5%和18.8%;BS显著提高土壤pH、有机碳/全磷、速效钾含量和DOM在250 nm处与365 nm处吸光度值的比值(E2/E3)。总体上,施用生物炭可降低DOM腐殖化程度和复杂性,但会提高土壤活性有机碳含量,而秸秆还田可增加DOM腐殖化程度和复杂性。     

磷矿粉在不同磷素水平酸性水稻土中的溶解特性研究

    通过淹水培养试验研究除磷素水平外其他基本理化性质几近相同的3个酸性水稻土的磷吸附和解吸特性,以及采自贵州省开阳磷矿(GPR)和江西省吴村磷矿(WPR) 2 种磷矿粉在此水稻土中的溶解特性和有效性变化.结果表明,低磷土壤NK和CK对磷的吸附能力显著大于高磷土壤NPK,而其对磷的平均解吸率显著低于土壤NPK.磷矿粉在水稻土中的溶解量随淹水时间延长而增加.2种磷矿粉在土壤NK和CK中的溶解量显著大于其在土壤NPK中的溶解量.WPR在3个土壤中的溶解量大于GPR.施磷矿粉后3个土壤的有效磷含量都有不同程度的增加,但变化较为复杂;施WPR后3个土壤有效磷增加量的平均值随淹水时间延长而增加;而施GPR土壤有效磷增加量的平均值随淹水时间延长而减小.与GPR相比,施用WPR更能有效增加土壤有效磷含量.     

盐类对丝素溶解效应的研究

用０．５％Ｎａ２ＣＯ３溶液对茧层进行不同时间的脱胶试验,结果表明：０．５％Ｎａ２ＣＯ３溶液煮沸１ｈ对茧丝脱胶效果较好,可达２７．２％;将脱胶后的丝素烘干,用ＣａＣＩ２、ＭｇＣＩ２、ＺｎＣＩ２三种不同的氯化物控制在６０℃、８０℃和１００℃不同的恒温下,每种药品均配成３０％、４０％、５０％、６０％四种不同浓度分别处理０．５ｈ、１ｈ、１．５ｈ,经分析比较得知ＺｎＣＩ２对丝素溶解性能最好,其次为ＣａＣＩ２     

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

 【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳（DOC）含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样（0～20 cm）分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为（159.2±75.8） mg•kg-1和（90.035.4） mg•kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为（46.7±14.9） mg•kg-1和（68.023.1）mg•kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值（DOC/TOC）显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值（0.24%和0.44%）亦明显低于其它利用方式土壤（0.90%～1.50%）。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤（如旱地和果园）,林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13 CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应.研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13 CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22％,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13 CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰-5‰.根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量.     

酸性水对黑色页岩及其风化产物溶蚀效应数值解析

黑色页岩的化学风化过程中所含硫化矿物氧化后形成的酸性环境水,可促使所含造岩矿物的溶蚀以及不良 矾类风化产物的生成.以广西省清溪组黑色页岩为研究对象,运用水文地球化学模拟软件PHREEQC对该过程进 行平衡模拟,计算研究区黑色页岩各矿物的饱和指数,结合敏感性分析等手段研究了造岩矿物和矾类风化产物在 不同酸性水条件下的溶解析出性质.对黑色页岩在酸性水中溶蚀效应的数值解析,为进一步深入研究黑色页岩化 学风化规律提供了理论依据.     

滇池控藻围隔中水生植物和浮游藻类对不同形态铁浓度的影响

运用围隔试验来研究围隔生态系统内浮游藻类的组成和数量以及水生植物变化对不同形态铁浓度的影响,再反过来探讨微量元素铁在蓝藻水华暴发过程中对水生植物和浮游藻类生态生理的作用,从而为探索治理蓝藻水华的新途径提供基础证据。从2003年6月至10月,定期采样测定了控藻围隔水体中的亚铁、颗粒态铁(>0.22μm)、小胶体态铁(0.22～0.025μm)、溶解态铁(<0.025μm)的浓度和叶绿素a的浓度,同时对浮游藻类进行了组成鉴定和细胞计数。结果表明,不同形态的铁之间是可以相互转化的,胶体态铁比颗粒态铁活跃,是溶解态铁的一个储备库;亚铁与黄藻门细胞数存在显著正相关(r=0.858P=0.0004,N=20),其他形态的铁都与叶绿素a存在显著正相关(r=0.630,P=0.003,N=20);亚铁是浮游藻类和水生植物可以直接吸收利用的形态。围隔系统内浮游藻类的变化还不足以显著地改变铁的浓度,试验围隔内铁浓度的变化主要是因为水生植物的大量消耗。     

温度、光照强度和光照周期对铜藻有机碳释放速率的影响

为探究铜藻(Sargassum horneri)的有机碳释放速率、与净初级生产力(NPP)之间的关系及主要的调控因素等问题,本研究采用三变量三水平的正交实验,测定铜藻在不同温度(5、15和25℃)、光照[86、172和258 μmol/(m2·s)]和光照周期(L∶D=6 h∶18 h、L∶D=12 h∶12 h、L∶D=24 h∶0 h,L表示光照时长,D表示黑暗时长)条件下溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)的释放速率和初级生产力。结果显示,DOC和POC释放速率的范围分别为0.653~4.785 mg/(g·h)和0.066~0.322 mg/(g·h);温度和光照强度分别是铜藻释放DOC和POC的主要调控因素;铜藻在高温、中光、L∶D=6 h∶18 h条件下的DOC释放速率最高[4.785 mg/(g·h)],在高温、高光、L∶D=24 h∶0 h条件下的POC释放速率最高[0.322 mg/(g·h)];铜藻释放的DOC和POC占NPP的比值分别为4%~130%和0.4%~5.9%;DOC释放速率与NPP之间存在负相关关系,POC释放速率与NPP之间无明显相关性。研究结果为深入了解铜藻的生理生态学特性及其对沿海生态系统碳循环的影响提供了科技支撑。