旱地和水田土壤DOC吸附-解吸对pH的响应

为揭示pH对农田土壤DOC吸附-解吸的影响,以亚热带红壤区旱地和水田土壤为研究对象,采用室内模拟实验,对两种土壤添加不同DOC量后分别在pH 4、pH 6和pH 8条件处理下的吸附和解吸试验进行研究,分析不同pH反应条件下土壤对DOC的吸附和解吸过程,并计算土壤对DOC吸附和解吸的参数,探讨DOC吸附和解吸对pH的响应,初步探析吸附对DOC组成的影响。结果表明,同一土壤在pH 4、pH 6和pH 8条件下对DOC的吸附量差异显著(P0.05)。随着DOC初始浓度的增加,在pH 4、pH 6和pH 8条件下旱地土壤对DOC的平均吸附量为4.90、2.98和8.86 mg/g,水田土壤对DOC的平均吸附量为4.12、3.10和8.90 mg/g。土壤DOC吸附方程的拟合效果受到pH的显著影响。吸附平衡后,DOC溶液的单位吸光度值E254、E260、E272和E280(芳香性、疏水性组分)的变化率随pH增加而降低。两种土壤对DOC芳香性、疏水性组分的吸附能力受土壤类型影响较小,但受土壤环境pH的影响显著。两种土壤对DOC的解吸量随pH升高而降低。酸性条件下(pH 4),DOC的净吸附量旱地土壤显著大于水田土壤,但在pH 6和pH 8时两种土壤的净吸附量差异不显著。由于红壤区两种土壤多呈酸性,这可能是造成红壤区旱地和水田土壤DOC含量差异的主要原因之一。     

我国三省稻田养殖克氏原螯虾肌肉中24种微量元素含量及健康风险评价

为探讨我国稻田养殖克氏原螯虾的微量元素含量水平和食用安全性,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析了湖北、湖南和安徽3省156份稻田养殖克氏原螯虾肌肉样品中24种微量元素的含量,并采用污染指数法、暴露评估和非致癌风险评价法进行污染评价和膳食评估。结果显示,在克氏原螯虾样品的24种微量元素中,Li、Be、Tl和U这4种元素未检出,Ni、Cd和Pb这3种微量元素检出率低于50%。有16种元素含量在安徽与其他两个产地间存在显著差异,而其中5种元素在3个不同产地间存在显著差异。所有克氏原螯虾样品中,有害重金属元素As、Cu、Pb、Cd和Cr的污染指数均小于0.2,处于正常背景值水平。研究表明,21种微量元素的总目标危害系数TTHQ=3.672<10,有害元素的THQ均在可接受范围,长期食用对人群没有明显的健康风险,但营养元素Fe的摄入值得关注。     

长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响

在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,通过4年的田间定位试验研究了长期配施有机肥对水稻籽粒产量、氮素吸收利用和氮素淋失特征的影响。试验共设置5个处理:不施用氮肥(T₁)、常规化学氮肥300 kg·hm^-2(T₂)、优化化学氮肥210 kg·hm^-2+有机肥氮肥90 kg·hm^-2(T₃)、优化化学氮肥240 kg·hm^-2(T₄)、优化化学氮肥195 kg·hm^-2+有机肥氮肥45 kg·hm^-2(T₅).用稻田退水采集装置收集20、60 cm和100 cm深度的淋溶水,计算氮素淋失量。试验结果表明:在常规施氮和优化施氮水平下配施有机肥,水稻籽粒产量没有降低,氮肥利用率分别提高了5.2、1.9个百分点;配施有机肥可以显着降低田面水中的总氮浓度和土体中氮素淋失量,20 cm土层中总氮淋失量分别降低了9.99%和6.02%,100 cm土层中总氮淋失量分别降低了17.9%和9.3%;氮平衡特征计算结果表明,同等施氮水平下配施有机肥氮素表观损失量分别降低了12.1%和12.5%.与常规只施用化肥比较,配施有机肥可以显着降低氮素的淋洗损失,优化施氮水平下配施有机肥(T₅处理)为协调水稻产量和环境安全的合理选择。     

Fixed Ammonium Content and Maximum Capacity of Ammonium Fixation in Major Types of Tillage Soils in Hunan Province, China

In order to understand the status of fixed ammonium, fixed ammonium content, maximum capacity of ammonium fixation, and their influencing factors in major types of tillage soils of Hunan Province, China, were studied with sampling on fields, and laboratory incubation and determination. The main results are summarized as follows: (1) Content of fixed ammonium in the tested soils varies greatly with soil use pattern and the nature of parent material. For the paddy soils, it ranges from 135.4 ± 57.4 to 412.8 ± 32.4 mg kg⁻¹, with 304.7 ± 96.7 mg kg⁻¹ in average; while it ranges from 59.4 to 435.7 mg kg⁻¹, with 230.1 ± 89.2 mg kg⁻¹ in average for the upland soils. The soils developed from limnic material and slate had higher fixed ammonium content than the soils developed from granite. The percentage of fixed ammonium to total N in the upland soils is always higher than that in the paddy soils. It ranges from 6.1 ± 3.6% to 16.6 ± 4.6%, with 14.0% ± 5.1% in average for the paddy soils and it amounted to 5.8 ± 2.0% to 40.1 ± 17.8%, with 23.5 ± 14.2% in average for upland soils. (2) The maximum capacity of ammonium fixation has the same trend with the fixed ammonium content in the tested soils. For all the tested soils, the percentage of recently fixed ammonium to maximum capacity of ammonium fixation is always bellow 20% and it may be due to the fact that the soils have high fertility and high saturation of ammonium-fixing site. (3) The clay content and clay composition in the tested soils are the two important factors influencing their fixed ammonium content and maximum capacity of ammonium fixation. The results showed that hydrous mica is the main 2:1 type clay mineral in <0.02 mm clay of the paddy soils, and its content in 0.02–0.002 mm clay is much higher than that in <0.002 mm clay of the soils. The statistical analysis showed that both the fixed ammonium content and the maximum capacity of ammonium fixation of the paddy soils were positively correlated with the total 2:1 type clay mineral content and hydrous mica content in <0.02 mm clay and 0.02–0.002 mm clay at the significant level of P_0.01 or P_0.05, respectively, but not correlated with the total 2:1 type clay mineral content and hydrous mica content in <0.002 mm clay significantly. It demonstrated that the ammonium-fixing matrix of the tested soils mainly exists in the 0.02-0.002 mm clay. The above-mentioned results showed that fixed ammonium is a major form of N in the tillage soils in Hunan Province, China. It would play an important role in N nutrition of crops, especially for upland crops, and deserve to be further researched.     

UV-B辐射促进红壤水稻土中碳氮转化

以母质相同而有机质含量不同的两种水稻土(高有机质土,HO;低有机质土,LO)为对象,研究了三种强度的紫外(UV-B)辐射对两种土壤碳、氮转化的影响。结果表明:随着UV-B辐射强度的增加,土壤有机碳(TOC)含量降低,而可溶性有机碳(DOC)含量增加;UV-B辐射促进了土壤有机碳的降解和硝态氮的增加。在高强度的UV-B(2.83 W·m~(-2))辐射处理96 h后,LO和HO土壤的TOC含量分别减少了9.89%和10.16%,而DOC含量分别提高了39.24%和50.50%;同样辐射条件下,LO和HO土壤NO_3~--N含量分别比接受辐射前增加了74.48%和81.87%。因此,在农业生产中为了保护土壤碳库,减少氮素损失,应尽量避免地表裸露以降低UV-B辐射对土壤碳、氮转化的影响。     

稻田套播和氮素对中筋小麦产量和品质的调节效应

采用稻田套播与传统条播两种栽培方式系统比较的方法,研究不同氮肥运筹下稻田套播方式对中筋小麦扬麦10号籽粒产量和品质的调节效应。结果表明：稻田套播方式对中筋小麦籽粒产量和品质影响显著。与传统条播方式相比,在同一氮肥运筹下套播方式中筋小麦除籽粒总淀粉及其组分含量显著高于条播方式外,籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量、磨粉品质和面粉品质以及淀粉糊化特性的主要指标低于传统条播,且差异显著。稻田套播方式不利于中筋小麦扬麦10号优质的形成,在江苏淮南地区中筋专用小麦采用稻田套播方式宜适当增加施氮量且追氮适度后移。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义,而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0）,比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加,而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1,与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现,功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1,比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关,而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ;N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此,围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程,而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

铺膜插秧后水田3SCJ-1型除草机设计与试验

为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动力学特征,建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型,推导出除草机的驱动扭矩。以机器前进速度和除草深度为试验影响因素,除草率作为评价指标,对除草性能进行单因素田间试验,并运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析,得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明:当机器前进速度从0.3 m/s增大至0.6 m/s时,除草率先增大后减小,并在前进速度为0.45 m/s时,除草率达到最大值(78.52%);当除草深度从50 mm增大至110 mm时,除草率持续增大,但考虑到除草机的功耗,最佳除草深度取为50~100 mm,在除草深度为100 mm时,除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%,满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。     

组合式轴流装置谷物流运动分析——基于高速摄像技术

基于高速摄像技术对组合式轴流装置脱分空间的自由籽粒、短茎秆和中长茎秆的运动状况进行了观察与数据采集,得出它们的运动轨迹和速度图,并进行分析.通过对谷物流的整体运动进行观察和分析,为建模与仿真研究奠定了基础.     

Hu Xin, Hong Baoning, Du Qiang, et al. Influence of water contents on shear strength of coal-bearing soil[J]. Rock and Soil Mechanics, 2009, 38(8): 2291－2294. (in Chinese with English abstract)[30]

土的抗剪强度是工程设计中重要的依据指标,同时也是土壤精准耕作,大型农业器具设计的一个基本参数。紫色水稻土长期处于淹水状态,为研究其抗剪强度的水敏感性特征,该文以重庆市合川区钱塘镇大柱村国土整治项目区内紫色水稻土为试样,采用调控含水率变化,通过三轴不固结不排水试验研究其抗剪强度的水敏感性特征,并为实际工程中处理紫色水稻土提出建议。结果表明：1）同一围压下,紫色水稻土的最大主应力差随着含水率的增加而减小;相同含水率下,随着围压的升高最大主应力差增加,但这种增加趋势随土壤含水率的增加而减小。2）当含水率处于界限含水率附近时,抗剪强度随含水率的增减变化较为缓慢;含水率大于某一值后紫色水稻土抗剪强度随含水率增加而减小。3）紫色水稻土的粘聚力随含水率的变化具有明显的峰值,呈先增大后减小的趋势。4）紫色水稻土内摩擦角与含水率之间具有明显的线性负相关性。该研究可为地区农业基础工程的设计到施工,以及工后更好地控制路基路堑的稳定性等提供参考。