生物炭对土壤环境及作物生长影响的研究进展

综述了生物炭（biomass charcoal）特性及其对土壤环境和作物生长的影响。生物炭可提高土壤碳库容量,提高土壤pH值,同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量,减少养分损失,改变土壤微生物丰度及群落,降解土壤污染物等。此外,综述了生物炭对作物的肥效及肥效机理等,在一定范围内,能增加作物生物量和产量,因此生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径。     

水稻根系空间分布特性的数学模拟及应用

为了明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,通过根箱试验,获取水稻根系坐标数据,采用方程 Y = α(1-b^X)（Y为根系累积长度,X为横向分布距离或纵向分布深度）建立根系纵向和根系横向分布模型,并利用模型分析田间水分管理对水稻根系生长及分布的影响.结果表明,水稻分蘖期和成熟期,约88%的根系分布在10 cm深度土层内,60%~70%根系分布在10 cm的横向范围内,其纵向和横向累积长度的变化均可用方程Y = α(1- b^X)模拟.水分管理影响水稻根系生长数量和纵向分布,但不影响根系横向分布.间隙灌溉水稻根系分别比湿润灌溉和水层灌溉水稻根系分布深0.6和3.5 cm,根系长度分别比湿润灌溉、水层灌溉水稻多19.8%与26.4%,根系数量分别比湿润灌溉、水层灌溉水稻多28.3%及21.0%.平均角度的变化具有同样的趋势.     

江苏近岸海域夏季浮游植物的分布特征及多样性

根据江苏近岸海域2006年夏季浮游植物调查的结果,对浮游植物种类、细胞丰度及其水平分布、多样性特征等进行了分析,结果显示:江苏近岸海域浮游植物种类丰富,共鉴定种类6门57属156种;细胞丰度较高,整个海区年平均密度为4.98×106ind/m3。硅藻在细胞丰度上占绝对优势,平均为4.63×106ind/m3。浮游植物种类数的平面分布表现为南高北低,高密区主要分布在长江口北支、南通海域南部等区域。聚类分析结果显示,江苏近岸海域春季浮游植物可以分成3个类群,即双尾藻—佛氏海毛藻—角藻类群,中肋骨条藻类群和圆筛藻类群。香农—威纳多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef指数水平分布则是北高南低,细胞丰度较高的区域多样性水平较低。     

蜡蝉科(半翅目：头喙亚目)昆虫起源及分布格局研究

【目的】探究蜡蝉科及其各亚科的分布格局与起源。【方法】根据世界动物地理分区,以搜集到的标本和权威文献记录为依据,建立蜡蝉科物种及地理分布数据库,采用Arc-GIS软件的地理信息处理功能对地理分布数据库进行运算,得到蜡蝉科物种地理分布图,用区系相似系数分析区域间物种的相似性。【结果】(1)蜡蝉科在新热带区分布的种类最多,达290种,其次是东洋区、非洲区和澳洲区,在新北区和古北区较少;(2)新热带区分布的属和特有属最多,非洲区次之,东洋区的特有属比例小于前2个大区,澳洲区分布属较少,但特有属比例很高,古北区分布的特有属明显较少,新北区无特有属分布;(3)新北区和新热带区蜡蝉科物种的相似系数为4.38,古北区与东洋区的相似系数为2.29,其他各区之间的相似系数都较低。蜡蝉科中Lyncidinae、Phenacinae、Poiocerinae和Strongylodematinae 4个亚科均起源于新世界;Aphaeninae、Xosopharinae和Zanninae 3个亚科起源于旧世界;Amyclinae、Dichopterinae、Enchophorinae和Fulgorinae 4个亚科可能分别起源于新世界和旧世界。【结论】各大区间蜡蝉科种类相似性系数高低与该科的地质演化历史密切相关。蜡蝉科可能起源于新世界和旧世界,起源时间可能在白垩纪早期,距今约135 Ma。     

高州油茶人工林碳储量分布特征

【目的】探明高州油茶Camellia gauchowensi人工林碳储量及分布特征,并估算评价其固碳效应。【方法】根据样地植株径级分布特征,选取不同径级样株各2～3株,取树叶、树干、树枝、树根、果实、花芽各器官测定生物量和碳含量,并建立各器官生物量模型;在标准地内按"S"形选取8个样点,沿土壤剖面分层采集0～20、20～40、40～60和60～100 cm土层的土壤样品,测定土壤容重与碳含量,计算碳储量。【结果】高州油茶中龄林植株各器官生物量分配比例依次为树干树根树叶树枝果实花芽,各器官生物量均随地径的增大而增大。试验林分总生物量为26.902 t·hm~(-2),树体平均碳质量分数为483.45 g·kg-1。同径级各器官的碳含量不同,其中,果实平均碳含量最高。林地100 cm深土层中,土壤碳含量随着土层深度的增加呈明显递减规律,其中,0～20 cm土层碳含量最高,碳质量分数为26.550 g·kg-1。高州油茶林地总碳储量为144.538 t·hm~(-2),其中,树体碳储量为12.857 t·hm~(-2),占总碳储量的8.90%;林地土壤碳储量为131.681 t·hm~(-2),占总碳储量的91.10%。根据中国生物多样性国情报告编写组数据,碳价格为260.90元·t-1,则本试验高州油茶林的碳汇经济效益约为3.8万元·hm~(-2)。【结论】高州油茶林分碳储量高于广东省经济林平均碳储量,林地土壤碳储量高于广东省平均土壤碳储量,林分总碳储量高于珠三角森林生态系统碳储量,具有较高的生态效益。高州油茶不仅有较好的生产效益,而且具有十分广阔的固碳前景。     

常州市钟楼区耕地产能空间分布与影响因素分析

耕地产能评价对于耕地资源保护及质量提升具有重要的现实意义。通过构建耕地产能评价体系,运用空间自相关及主成分回归分析法对常州市钟楼区的耕地产能进行空间分布及影响因素分析。结果表明：基于气候、自然因素和技术水平综合指标的耕地产能评价体系具有适用性和可操作性;钟楼区耕地产能等别分为6等和7等,其中6等地占比达到97.55%,等别空间分布呈现出城区内部街道低、外围地区较高的格局;耕地产能整体空间集聚性显著,各街道（乡镇）均表现出较强的空间正相关性,正相关类型（HH型和LL型）多呈现组团式,负相关类型（LH型和HL型）则分布零散;耕地自然质量和技术水平是影响钟楼区耕地产能空间分布的主要驱动因素,其中,耕作层厚度、有机质含量、障碍层距地表深度和土壤养分元素为主导因素,pH值、灌溉保证程度和排水条件为次要因素。因此,应从增强耕地自然质量、提高耕地技术水平等方面制定提高耕地产能的针对性措施。     

番茄斑驳花叶病毒在我国茄科作物上的发生及生物学特性

【目的】鉴定烟草花叶病毒属（Tobamovirus）新种番茄斑驳花叶病毒（Tomato mottle mosaic virus,ToMMV）当前在我国茄科作物上的发生危害情况、主要分布地区和自然寄主,明确其主要寄主范围、传播途径和致病性等生物学特性。【方法】利用RT-PCR方法对2013—2017年采自我国云南、贵州、四川、海南、湖南、河南、陕西、山东、湖北、浙江、辽宁、西藏和内蒙古13个省（自治区）,表现为花叶、皱缩、畸形、黄化、坏死等疑似病毒病症状的茄科作物辣椒、番茄、茄子、马铃薯和烟草等样品进行ToMMV的检测。分别将ToMMV进行摩擦接种和注射接种,对感染ToMMV的珊西烟获得的种子及由种子萌发的幼苗进行ToMMV检测,对由健康种子萌发且在含有ToMMV毒源土壤中生长的6—8叶龄辣椒和番茄幼苗进行ToMMV检测,以此开展ToMMV传播方式的测试。在茄科、葫芦科、豆科和十字花科等6科30种植株上开展ToMMV的寄主范围鉴定和不同辣椒、番茄材料对ToMMV的抗性鉴定。【结果】我国13个省（区）共采集茄科作物疑似病毒病样品1 622份,ToMMV的平均检出率为2.59%,目前ToMMV已在我国云南、湖南、海南、辽宁、陕西、西藏和内蒙古7个省（区）发生。其中云南、湖南、海南、陕西和西藏的辣椒上有ToMMV的发生,而云南、海南、辽宁及内蒙古的番茄上有ToMMV的发生,平均检出率分别为2.51%和3.46%,尚未在茄子、马铃薯和烟草样品中检测到ToMMV的侵染。ToMMV可通过摩擦、注射、种子带毒及土壤带毒进行传播,且种子带毒率越高,对种苗生长的影响越大;寄主范围测试发现,ToMMV可侵染几乎所有供试的茄科和十字花科植物,及部分豆科和葫芦科植物。筛选出对ToMMV免疫的辣椒材料1份、高抗的辣椒材料2份以及对ToMMV高抗的番茄材料2份。【结论】ToMMV目前已在我国辣椒、番茄上发生,人工条件下ToMMV的寄主范围较广,致病力强,在我国有逐渐扩散和流行的趋势,很可能会成为未来蔬菜作物尤其是茄科作物上危害严重的主要病毒之一。     

2016—2020年环境土壤学研究进展与热点分析

为了形象客观地了解国内外2016—2020年环境土壤学相关研究的发展特点,本文收集了发表在Web of Science和中国知网上土壤环境领域的相关文章,利用Web of Science自带分析工具和文献计量学软件CiteSpace,分析了该领域的研究现状、发展方向和热点。结果显示,2016—2020年间土壤环境领域研究成果丰硕,发展平稳,中美两国发文占比超过国际领域发文的50%。国际环境科学类刊物Science of the Total Environment、Environmental Science and Pollution Research和Chemosphere发文量最高,土壤科学类期刊Geoderma、Catena、Plant and Soil和Soil Biology Biochemistry也在发文前十行列。从国际上看,土壤环境领域共有微生物群落、有机碳、生物炭改良、N2O排放、重金属、土壤侵蚀、机器学习、保护性农业8个重要研究方向及相关热点;国内研究紧跟国际发展,侧重于土壤有机质、养分和微生物等研究热点,也围绕土壤水分、生物炭、土壤侵蚀和作物产量等热点开展了大量研究。     

球磨法合成钒基催化剂及其催化生物质制备甲酸

分别采用无溶剂机械球磨法和浸渍法合成了V/ZSM-5固体催化剂,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、N2物理吸附和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等手段表征了催化剂的物相、表面形貌、V的价态、比表面积以及V的含量。结果表明,两种方法合成的催化剂中V元素的负载量接近(约为1.7%)。相比于传统浸渍法,本研究提出的球磨法无需任何溶剂,时间短(1 h),其合成的催化剂颗粒较小,比表面积更大(367.0 m^2·g^-1 vs 223.9 m^2·g^-1),且球磨法得到的催化剂V的价态较高,相同催化条件下球磨法合成的催化剂性能优于浸渍法合成的催化剂(45%vs 35%)。系统研究了不同实验因素对催化反应的影响规律,在温度180℃、水为溶剂、催化剂与底物质量比为1∶2、氧气3 MPa、反应时间30 min时,葡萄糖转化产甲酸的产率最高,达到45%。此外,在该球磨法合成的催化剂作用下,多种生物质基碳水化合物均能用来制备甲酸。本研究为金属负载型催化剂的设计合成提供了另一种途径,简单、高效、易操作且环境友好,对于木质纤维素类农林废弃物向高附加值化学品的转化具有重要意义。     

有机肥氮替代化肥氮对马铃薯干物质积累与分配的影响

针对定西马铃薯生产集约化种植,长期大量施用化肥造成马铃薯块茎产量降低、品质下降以及环境污染等问题,通过大田试验,研究了不同有机肥氮替代化肥氮对覆膜马铃薯干物质积累与分配的影响,结果表明： 施用有机肥延迟了马铃薯生育进程,与不施肥相比,施用有机肥马铃薯干重平衡期推迟12～16d;施用有机肥增加了马铃薯干物质快速积累期持续时间Δt,与不施肥相比,10%、20%、30%和40%有机肥氮替代化肥氮处理马铃薯干物质快速积累期持续时间Δt分别增加5、5、7和5d,同时,也增加了马铃薯生育期内干物质最大增长速率vmax和马铃薯干物质快速积累期的干物质平均增长速度v mean,与不施肥相比,分别增加37.01%、46.46%、51.18%和35.43%以及51.09%、64.23%、77.37%和72.26%;马铃薯整株干物质积累呈现明显“S”型曲线特征;在成熟期,有机肥显著影响干物质有“源”向“库”的转移。综上所述,在干旱半干旱定西,30%有机肥氮替代化肥氮是最佳有机-无机配合比例。