生物炭对不同坡度坡耕地土壤水动力学参数的影响

在3种地形坡度条件下,开展了施加生物炭后连续两年的土壤水动力学效应试验研究,探究不同坡度坡耕地施加生物炭当年和次年对土壤水分常数、土壤水分特征曲线、比水容量、非饱和导水率K(h)和非饱和扩散率D(θ)的影响。结果表明:施用生物炭当年和次年均使土壤田间持水率和饱和含水率增大,且随坡度增加其增率变大,生物炭因子两年内对土壤水分常数的影响显著(P <0. 015),而坡度因子影响不显著(P> 0. 05),即生物炭因子作用更明显;施用生物炭两年内,在各个土壤吸力条件下土壤含水率均增大,土壤持水性增强,且同地形坡度呈正相关关系、同年限呈负相关关系;生物炭在两年内均增大土壤比水容量,使其供水能力加强,最大增量1. 830 207×10^-3cm^3/cm^4;地形坡度对K(h)无明显影响,但施加生物炭可使K(h)增大,土壤导水性增强,2016、2017年K(h)最高分别增加239. 61%、164. 04%;施加生物炭可降低D(θ),抑制土壤水分的水平运动,随地形坡度增加抑制效果增强。生物炭施用当年对各土壤水动力学参数的影响大于施用次年。研究结果可为东北黑土区坡耕地农业水土保护和利用提供理论依据。     

生物炭对北方寒区农田土壤热性能参数的影响

为揭示生物炭对土壤热特性参数的影响规律,以施加不同生物炭的北方寒区农田土壤为研究对象,设置土壤含水率水平分别为0%、8%、16%、24%、32%、40%,利用ISOMET2114型热性能分析仪,测定土壤在15～-15℃温度范围内导热率、热扩散率和体积热容量的变异特征,探究生物炭调控作用下土壤热特性参数对水热环境的响应机理。研究结果表明:在冻结与非冻结状态下,随土壤含水率增加,土壤导热率、体积热容量和热扩散率均表现出增大趋势,在3℃条件下,生物炭含量为0 t/hm2、含水率为24%和32%时,土壤导热率相对于含水率为16%时分别增加0. 141 4、0. 580 5 W/(m·K)。随生物炭含量增加,土壤导热率和热扩散率呈降低趋势,体积热容量在非冻结情况下呈降低趋势,在冻结情况下则呈增大趋势,在-3℃条件下,含水率为32%、生物炭含量为4 t/hm2和6 t/hm2时,土壤体积热容量相对于0 t/hm2水平分别增加0. 16、0. 20 J/(cm3·K)。土壤导热率与含水率呈对数函数关系,土壤体积热容量与含水率呈线性函数关系,土壤热扩散率与含水率呈二次函数关系。本研究结果可为准确描述北方寒区农田土壤热性能和生物炭改良土壤技术提供理论依据。     

基于地统计学的土壤重金属分布与污染风险评价

在野外调查取样和室内分析获得大量土壤重金属含量数据和空间数据的基础上,利用经典统计学和普通克里格法(OK)对采样区域土壤重金属含量的空间变异性进行了分析,并利用指示克里格法(IK)和多变量指示克里格法(MVIK)绘制了各项重金属元素污染风险和土壤污染综合风险概率图。结果表明:岩溶地貌区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Zn的含量显著高于非岩溶地貌区,各项重金属元素之间具有显著的相关性,说明它们存在很大的同源性和复合关系;受岩性、成土母质等内在因素的影响,各项重金属元素(除Cu元素外)都具有强烈的空间变异性,重金属元素含量高值主要分布在东南部和北部的岩溶地貌区,低值主要分布在西南部的非岩溶地貌区;采样区域存在As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn等重金属污染风险,其风险概率分别为0.326、0.805、0.185、0.192、0.267和0.270,土壤重金属污染综合风险概率为0.335。     

生物油重质油醇类添加剂提质研究

通过加入不同质量分数(5%~25%)的甲醇、乙醇、辛醇及其混合醇对松子壳热解重质油进行提质研究,考察醇添加剂对重质油理化特性影响及其存储稳定性。研究发现加入醇添加剂超声处理后能显著降低重质油的粘度、含水率和p H值,并提高其热值;同时使多环芳烃、酮类等物质含量降低,脂肪烃、芳香烃等含量增加。混合醇处理重质油的品质更好,存储56 d后性质仍较稳定,粘度和含水率随储存时间延长稍有增加。加入甲辛醇56 d后重质油的粘度为980 m Pa·s,含水率为21.02%,增长速率仅均为原始重质油的一半;且添加量越高,油的热值越高,添加量25%时热值为32.66 MJ/kg。但从热重分析发现甲辛醇添加量为20%时燃烧性能最好,其燃烧段的失重速率最大并且燃烧后的灰分最少。     

基于指示Kriging的土壤盐渍化风险与地下水环境分析

土壤盐渍化是制约干旱区农业发展的主要障碍,而浅埋地下水区域的地下水环境是影响土壤盐渍化的直接因素。为调控合理的地下水埋深和矿化度,以防控区域盐渍化,以河套灌区永济灌域为研究区,运用指示Kriging法比较了春灌前和生育期不同阈值条件下土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度的概率分布,从概率空间分布的角度研究了不同时期防治土壤盐渍化的地下水临界埋深和矿化度。结果表明：地下水埋深属于中等变异性,土壤表层含盐量和地下水矿化度属于强变异性。春灌前较生育期土壤表层盐渍化高风险区扩大、浅埋地下水高概率区缩小、地下水矿化高风险区缩小。春灌前永济灌域土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.6、2.2 m,地下水矿化度临界值分别为2.0、2.5 g/L;生育期土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.2、1.8 m,地下水矿化度临界值分别为2.5、3.0 g/L,春灌前更易发生土壤盐渍化。春灌前较生育期土壤盐分受外界因素（气象因素和人为因素）影响小,且土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度变异性也相对较小,地下水环境对土壤盐渍化的影响更强烈。研究区北部、东南部和中部小部分区域为地下水埋深小于临界值且大于矿化度临界值的高概率区,是土壤返盐的高风险区,建议进一步完善该地区的排水系统。     

生物炭添加量对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

【目的】提高微咸水灌溉效率并降低土壤盐渍化风险。【方法】以冬小麦为研究对象,设计避雨条件下不同微咸水-生物炭处理(CK,淡水;B0,5 g/L微咸水;B15,5 g/L微咸水及15 t/hm²生物炭;B30,5 g/L微咸水及30 t/hm²生物炭;B45,5 g/L微咸水及45 t/hm²生物炭)的田间试验,探讨了微咸水灌溉下生物炭添加量对土壤特性和冬小麦花后干物质积累及转运的影响机制。【结果】生物炭添加后土壤表层(0~20 cm)体积质量降低了2.27%~8.33%,总孔隙度增加了4.52%~13.47%,有机质量增加了30.02%~111.12%,土壤表层(0~20 cm)及主根区(0~40 cm)钠吸附比降低了23.88%~33.27%和22.34%~30.80%;15 t/hm²能够促进盐分淋洗,降低了微咸水灌溉下土壤含盐量,然而高剂量时将加剧盐分累积。单独微咸水灌溉下冬小麦生长受抑,最终产量下降了12.04%。生物炭能够缓解盐胁迫下叶片早衰,促进光合作用能力,并增加花前干物质转运量及花后干物质积累量,进而获取了更高的籽粒质量和收获指数。B15、B30、B45处理的最终产量较B0处理分别增加9.18%、7.73%、2.74%。【结论】15 t/hm²添加量的生物炭效果最佳,可促进微咸水资源的农业利用。     

基于CVM 的吉林省湿地生物多样性

湿地生态系统作为全球生态系统的重要类型之一,在维持生物多样性方面发挥着举足轻重的作用。为了更好地保护湿地,笔者基于条件价值法(CVM)这一当前国际上比较成熟的生态系统价值评价方法,对吉林省湿地的生物多样性维持服务价值进行定量评价。研究采用实地调研和网络发放结合的方式进行支付意愿问卷调查,共发放支付卡式问卷500份,回收有效问卷491份。结果表明,吉林省湿地2012年人均支付意愿值为120.7元/a,根据全国和吉林省人口总数计算的吉林省湿地生物多样性维持服务价值分别为1005.1亿元和20.8亿元。受访者受教育的程度、收入水平和对湿地生物多样性的关心程度对支付意愿具有显著影响,与平均支付意愿值呈显著的正相关关系(P<0.05),而性别和年龄对受访者支付意愿没有显著影响。调查方式和距离远近也会对支付值有显著影响(P<0.0001)。为了保护好吉林省的湿地生物多样性,政府应该加大宣传力度,提高公众的环保意识。研究结果将使湿地保护和开发的价值对比成为可能,对于制定合理的区域生态保护和经济开发决策、保护和恢复湿地生态系统具有重要意义,为政府相关政策的制定提供理论基础。     

1种食用菌细菌隐性污染栽培种的菌种分离研究

研究1种以木屑为主要配方的食用菌细菌隐性污染栽培种的菌种分离。稀释涂布平板法分析细菌总数。栽培种捣碎后悬于无菌水,分别以短时(5 min)涡漩振荡、摇床振荡(180 r/min)、低温静置(4℃) 3种方式处理;灭菌纱布过滤收集、无菌水淋洗木屑接种至PDA斜面,培养使其生长。以未经处理木屑为接种物作为对照。结果显示栽培种细菌数为15500 cfu/g;对照（30支）以及采用短时涡漩振荡处理所接30支斜面全部细菌污染;摇床振荡1、2、3、4天纯化率分别为20%、30%、46.67%及63.3%;低温静置1、2、3、4天纯化率分别为3.3%、10%、46.67%和60%。以木屑为主要配方的细菌隐性污染栽培种悬于无菌水经1~4天振荡或浸湿再分离的基内菌丝分离法可有效分离纯化菌种。     

马尾松林下不同套种模式的产流产沙与养分流失

为了筛选出能有效拦蓄径流和泥沙量以及减少养分流失的马尾松林下套种模式,以马尾松林下不同套种模式为研究对象,包括马尾松对照,马尾松林下套种油茶,马尾松林下油茶+花生以及马尾松林下油茶+大豆,对其产流产沙量和养分流失进行全年的定位监测。结果表明：产流产沙量与降雨量的分布规律基本一致,主要集中在春季和夏季,雨季的径流量和产沙量分别约占全年的84.47 %和86.08%。产流产沙还受到降水多寡的影响,在旱季比雨季对产流产沙的影响更为明显。径流量和产沙量均表现为显著相关(P<0.05)。与马尾松对照相比,套种油茶后年产流产沙和养分流失量均表现为略为增加,而在油茶林下套种花生和大豆后,产流产沙和养分流失量明显减少。表明在马尾松林下仅采取套种油茶的模式,可能会促进产流产沙,增加养分的流失,而在油茶林下增加种植绿肥的模式,能有效拦蓄径流泥沙量,减少养分流失。     

遗传改良生物(GMO)检测方法

随着全球GMO(Genetically Modified Organisms,缩写为GMO)的快速发展和美国、阿根廷、加拿大、中国等16个国家6 000万hm2的大面积种植,ISTA对转基因作物(transgenic crop)检测十分重视,已组织3次GMO能力测试.现将ISTA技术委员会B·卡勒特编写的有关GM种子测定方法整理编译于后,供我国读者参考.