免耕对华北地区潮土碳库特征的影响

以实施7年的中国科学院禹城综合试验站冬小麦-夏玉米轮作免耕长期定位试验场为对象,系统研究免耕条件下土壤总碳(TC)、有机碳(SOC)、无机碳(SIC)的变化,为进一步评价免耕措施对华北地区潮土碳库的影响提供数据支持。研究设置免耕秸秆覆盖(NTRC)、免耕施用有机肥(NTRR)、常规耕作(CT)3种处理,分析表层(0-20cm)及深层(20-60cm)土壤TC、SOC及SIC的变化特征和影响因素。主要结果为:NTRC和NTRR能够增加0-20cm土层TC含量及储量,但降低20-60cm土层TC含量及储量,0-60cm总碳储量表现为NTRC>CT>NTRR;与CT相比,NTRC能够显著增加0-20cm而降低20-60cm土层SOC含量及储量,NTRR增加了0-5cm土层SOC含量及储量,在5-60cm则呈降低趋势,0-60cm土层SOC储量表现为CT>NTRC>NTRR;NTRC增加了0-60cm土层SIC储量,而NTRR则影响较小。TC与SOC呈显著正相关(P<0.05),而与SIC呈显著负相关(P<0.05),说明总碳的变化趋势与SOC一致,与SIC相反。     

种植年限对设施菜田土壤剖面磷素累积特征的影响

以山东寿光集约化设施菜田为研究对象,分析了不同种植年限设施菜田土壤磷素投入和土壤磷素累积的差异,比较不同种植年限土壤剖面中无机磷、有机磷、Olsen-P和CaCl2-P含量的变化特征。结果表明：磷素过量积累是设施菜田的显著特征,主要由于有机肥以粪肥投入为主,复合肥中P素比例偏高,收获作物带走量仅占磷素投入的7.2%;随着种植年限增加,P素累积现象明显,过量的磷素盈余导致了土壤剖面中不同形态磷含量的上升,其中以无机磷尤其明显;用来表征土壤有效磷指标的Olsen-P与CaCl2-P有显著的相关性,研究区域中当土壤（Olsen-P）达到80.7mg·kg-1时,土壤CaCl2-P开始显著升高,增大了设施菜田磷素淋溶风险。     

黄土丘陵区几种退耕还林地土壤固存碳氮效应

探讨了黄土丘陵区退耕10 a和30 a的柠条、刺槐、油松及侧柏林地0～60 cm不同土层有机碳、氮数量和分布的变化特征。结果表明：相比坡耕地,退耕还林10 a后,仅侧柏与油松林地各土层有机碳、氮含量和密度显著提升。退耕还林30 a与10 a相比,各土层有机碳含量增幅表现为侧柏＞油松＞刺槐＞柠条,总体0～60 cm土层碳固存速率分别达到1.06、0.71、0.43、0.36 mgC·hm-2·a-1;氮固存速率以刺槐最高,达到0.051 mgN·hm-2·a-1,其他还林地固存氮速率接近,为0.014～0.026 mgN·hm-2·a-1。30 a还林有机碳的增加主要来自0～20 cm土层,平均贡献达51.9%,而全氮增加除刺槐林地外,主要来自40～60 cm土层,平均贡献达42.5%。各还林地C/N仅在0～20 cm表层均有显著提高,但有机碳与氮均表现出显著的回归相关性。综上,长期退耕还林地能够固存碳氮,且以侧柏林地提升有机碳库较佳,而刺槐林地提升氮库较好。     

围封对流动沙丘表层土壤有机碳、全氮和活性有机碳的影响

以流动沙丘为对照,研究不同围封年限(14年和26年)下科尔沁退化沙质草地表层(0-15cm)土壤有机碳、全氮及活性有机碳的变化。结果表明:流动沙丘围封显著提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、轻组有机碳(LFOC)和微生物量碳(MBC)含量,14年和26年围封样地SOC、TN、LFOC和MBC含量均随围封年限的增加而增加,且0-5cm层增幅高于5-15cm层。14年和26年围封样地土壤碳氮比显著高于流动沙丘,但2个围封样地之间差异不显著。流动沙丘围封也显著增加了表层SOC、TN、LFOC和MBC储量,0-15cm土层SOC、TN、LFOC和MBC储量均表现为26年围封地>14年围封地>流动沙丘。相关分析表明,LFOC、MBC均与SOC存在极显著正相关关系,说明LFOC和MBC均可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标。     

长期用生活污水处理厂排放的废水浇灌影响了糙米和土壤中重金属的含量

A pot experiment was conducted in a plastic film house to evaluate the translocation and uptake of heavy metals(Pb,Cd,Cu,and Zn) into brown rice(Oryza sativa L.) and the heavy metals residues in soils which had previously been irrigated with domestic wastewater for a long time(3 years).The range of Pb,Cd,Cu,and Zn was 5.10 ± 0.01,0.105 ± 0.017,5.76 ± 0.42,and 23.56 ± 1.40 mg kg-1,respectively in the domestic wastewater-irrigated soil,and 0.370 ± 0.006,0.011 ± 0.001,0.340 ± 0.04,and 2.05 ± 0.18 mg kg-1,respectively,in the domestic wastewater-irrigated brown rice.The results indicated that application of domestic wastewater to arable land slightly increased the levels of Pb,Cd,Cu,and Zn in soil and brown rice(P < 0.01).The concentrations of heavy metals in brown rice were lower than the recommended tolerable levels proposed by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives.However,the continuous monitoring and pollution control of hazardous materials from domestic wastewater are needed in order to prevent excessive build-up of heavy metals in the food chain.     

苦荞芽期黄酮合成关键酶和MYB转录因子基因的表达分析

苦荞(Fagopyrum tataricum)作为一种药食两用植物,富含以芦丁为主的黄酮类化合物.苦荞芽期芦丁含量较高,其分子机制尚不清楚.本研究选用西荞2号,采用AlCl3法测定了苦荞芽期6～10 d胚轴和子叶中的总黄酮,采用半定量RT-PCR分析其黄酮合成途径中主要关键酶基因苯丙氨酸氨裂解酶基因(Pal)、查尔酮异构酶基因(Chi)和黄酮醇合酶基因(Fls),以及MYB转录因子基因FtMyb1、FtMyb2和FtMyb3的相对表达水平,并对三者之间的相关性进行了统计学分析.结果表明,以相关系数绝对值大于0.75为阈值,子叶中,总黄酮的积累与FtMyb3表达显著正相关(0.9625),与FtMyb2表达显著负相关(-0.8572); Chi与FtMyb2表达显著正相关(0.8468),与FtMyb3表达显著负相关(-0.8010):Pal、Chi和Fls表达彼此显著正相关,相关系数分别为0.9119、0.8920和0.7584.子叶中总黄酮含量在4.58％～5.54％之间,且随芽期递增.Pal、Chi和Fls整体表达趋势相似,均呈现先升高后降低的趋势,且Fls的表达水平明显高于前二者.FtMyb2和FtMyb3整体表达趋势相反,FtMyb2呈下降趋势,FtMyb3呈上升趋势.胚轴中,总黄酮含量与Chi显著负相关(-0.8989); Fls与Chi显著负相关(-0.7498).结果提示,苦荞芽期黄酮合成的分子机制较为复杂,但部分基因表达仍存在显著相关性联系,为进一步选择苦荞分子操作靶位点提供参考.     

大庆龙凤湿地土壤理化性质与硒元素分布关系研究

为了解大庆龙凤湿地土壤理化性质对硒的含量、形态与分布的影响,对大庆龙凤湿地保护区4个样区20个样点4个不同层次土样中硒的含量、形态、分布以及部分理化性质进行了研究。结果表明:大庆龙凤湿地土壤全硒含量为121～150μg/kg,由于硒淋溶流失的影响,随土壤深度的增加,全硒含量无明显变化;有效硒总量为22～28μg/kg,包括水溶态硒、交换态硒与富啡酸态硒三种形态。影响土壤硒的主要因素包括土壤有机质、土壤黏粒含量及pH值,其中土壤有机质、黏粒含量与硒含量之间存在正相关关系,土壤pH值与硒含量存在极显著的负相关关系。     

神府矿区复垦土地土壤微量元素有效性影响因素研究

为了研究矿区不同复垦条件下,复垦土地土壤中有效微量元素与土壤环境的关系,采用实地试验与实验室分析相结合的方法,研究了不同复垦时间和复垦措施条件下土壤有效铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)4种微量元素有效态含量与土壤环境之间的关系。结果表明,研究区内土壤有效微量元素含量总体属于极低水平;土壤环境整体呈碱性,土壤pH值均在8.5以上,且变异系数属于小变异;土壤有机质无论是在不同恢复年限条件下,还是在不同治理措施条件下,其变异系数均属于高度变异。土壤环境与土壤有效微量元素相关关系分析结果表明,土壤pH值与土壤有效微量元素呈负相关关系,有效锰、有效铜与土壤pH值的相关性较高;土壤有机质与土壤有效微量元素呈正相关关系,其中有效锌、有效铜与土壤有机质含量的相关性较高。     

淮南矿区煤矸石风化物特性及有机碳分布特征

以淮南矿区潘一矿煤矸石山为研究对象,通过对煤矸石风化物的理化特性、电镜扫描(SEM)、能谱(EDS)和总有机碳(TOC)含量分析,初步研究了煤矸石风化物有机碳分布和释放规律,以及煤矸石山堆积淋溶作用对周边土壤溶解性有机碳(DOC)含量的影响。结果表明,从山顶、山腰到山脚煤矸石风化物中的总有机碳(TOC)含量依次减小,随着采样深度的增加总有机碳(TOC)含量逐渐变大。煤矸石风化物中总有机碳含量与煤矸石风化物粒径大小呈正相关,与煤矸石风化物的风化程度成负相关。不同粒径煤矸石风化物淋滤液中溶解性有机碳(DOC)的含量随着淋溶时间增大而减小,在96h淋滤液中溶解性有机碳含量趋于稳定,且值较为接近。距离山脚2~100m内,随着采样距离的增加土壤中溶解性有机碳含量(DOC)呈减少趋势。在距离煤矸石山80~100m处土壤溶解性有机碳含量接近正常农田土壤含量。     

基于大尺度低密度样点的东北土壤全氮空间插值方法比较

基于全国第二次土壤普查东北地区土壤数据,以ArcGIS和GS⁺软件为支撑,对比分析了反距离加权法(IDW)、径向基函数(RBF)、普通克里金(OK)和回归克里金(RK)4种地统计空间插值方法在7个不同样本容量下土壤全氮含量(STNC)的空间插值效果。结果表明,由普查数据得到的东北地区STNC在0.08~21.48 g/kg之间,数据变异性较大;STNC空间结构表现出中强度空间自相关性,空间自相关范围大于同区域的小尺度采样研究;样本容量<171时,STNC空间变异性发生变化,空间结构特征和精度检验水平难以确信。4种空间插值方法对STNC空间趋势表达均呈现从东北向西南方向递减规律,空间趋势预测效果为:RK >OK >RBF >IDW。RK方法通过线性回归分析添加了阳离子交换容量(CEC)、年均温(MAT)、土层厚度(d)和pH值等辅助信息,比IDW,RBF和OK方法的插值精度分别提高了19.40%,18.50%和16.15%;在不同样本容量下RK方法的插值精度较为稳定且对无样点区STNC的空间趋势预测也体现出了更多细节信息,因此对于大尺度低密度采样的土壤属性空间插值可重点考虑RK方法。