摘要:实验研究了菲在土壤/沉积物上的吸附解吸过程。CHL土壤和HFH沉积物中有机质的固相¹³C CP MAS NMR谱图很相似,表明样品中有机质的组成差异不大;菲在土壤/沉积物上的吸附过程表现出明显的非线性;线性模型不适合拟合菲的吸附等温线,Freundlich模型和双区位反应模型(DRDM)较好地拟合了菲的吸附等温线,其中DRDM模型还清楚地反映菲在低浓度和高浓度下不同的吸附方式;另外,研究表明菲在土壤/沉积物上的解吸过程中存在明显的滞后现象,这可能和土壤/沉积物有机质的异质性和土壤胶团微小孔隙的存在有关。

摘要:研究了种植紫花苜蓿(Medicago sativa L)在接种和不接种菌根真菌(Glomus caledonium L)情况下对土壤中苯并[a]芘(B[a]P)的降解动态。历经90天的温室盆栽试验表明,较高浓度(100mg kg^-1)B[a]P能降低菌根真菌对植物根的侵染率。种植紫花苜蓿和接种菌根真菌能促进土壤中可提取态B[a]P的降解,在接种情况下,有植物时对三种浓度(1mg kg^-1,10mg kg^-1,100mg kg^-1)B[a]P的降解率分别达86.2%、86.6%、57.0%;而没有植物时B[a]P的降解率为53.5%、53.0%、33.0%。不接菌根真菌时的降解率比接菌根真菌的低得多,不接种菌根真菌时,有植物的B[a]P降解率分别达75.9%、77.7%、53.4%;而不种植物的降解率分别为54.9%、52.6%、34.1%,低、中浓度(1mg kg^-1,10mg kg^-1)两处理的降解率明显地高于高浓度处理(p<0.05)。B[a]P添加对土壤中多酚氧化酶活性有较大的影响,特别是高浓度B[a]P处理土壤的酶活性明显地低于其它三个处理,接种菌根真菌能够提高土壤中的酶活性,从而促进了土壤中B[a]P的降解。

摘要:国内首次运用FastPrep®核酸快速提取系统提取了重金属复合污染农田土壤的DNA,并对其进行了聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析。结果表明,FastPrep®核酸提取仪与相应的FastDNA SPIN Kit for Soil试剂盒联用时,能有效地分离到纯度较高的重金属污染农田土壤的DNA。PCR-DGGE电泳图谱表明,PCR产物经DGGE检测后得到的电泳条带清晰且分离效果好,可以明显反映出重金属复合污染导致了农田土壤微生物在基因上的损伤,影响到农田土壤生态系统的细菌丰富度,改变了土壤环境的优势菌群,从而使农田土壤微生物群落结构多样性发生变化。可见,FastPrep®核酸提取系统同样适用于重金属污染农田土壤环境中微生物基因组DNA的快速分离和纯化,得到的DNA可直接用于PCR-DGGE分析。

摘要:本文通过盆栽试验初步研究了黑麦草(Lolium multiflorum Lam)对污染土壤中多环芳烃苯并[a]芘动态变化的影响。盆栽试验设计3种苯并[a]芘处理浓度,分别为1、10、100mg kg^-1。将苗龄为1周的黑麦草移植于受苯并[a]芘污染的土壤中,同时设置有相同的苯并[a]芘处理浓度但不种植物的对照试验。试验在20m³的控温、控光的生长室内进行,土壤湿度维持在田间持水量的60%。通过120d的温室盆栽试验,观察到土壤中苯并[a]芘的可提取浓度随着时间逐渐减少,种植黑麦草加快了土壤中可提取态苯并[a]芘浓度的下降。在1、10、100mg kg^-1苯并[a]芘处理浓度下,黑麦草生长的土壤中苯并[a]芘的减少率分别达82.3%、74.0%和55.9%。结果还显示,随盆栽时间的延长,黑麦草根圈土壤中多酚氧化酶含量提高,这可能根圈土壤中可提取态苯并[a]芘含量降低有关。黑麦草的地上部可以积累苯并[a]芘,变幅在0.06～3.60mg kg^-1。初步认为,土壤具有缓解苯并[a]芘污染的自然本能,促进黑麦草生长,增强土壤多酚氧化酶活性,可提高黑麦草对苯并[a]芘污染土壤的修复能力。

摘要:从国家紫色土肥力与肥料效益监测基地定位试验上,在第10年水稻收获后从0～30cm土层采取土壤样品,研究土壤K⁺吸附、解吸动力学过程。结果表明,不同施肥处理土壤K⁺吸附、解吸反应分别在24～32min和46～64min达到平衡,吸附、解吸平衡量分别为141～192cmol kg^-1和116～175cmol kg^-1。相关分析说明,土壤阳离子交换量(CEC)及粘粒含量是影响吸附平衡时间、吸附平衡量的重要因素;CEC、交换钾量是影响解吸平衡时间、解吸平衡量的重要因素。由此可见,长期不同施肥对土壤CEC、粘粒及交换钾量产生影响,从而影响了紫色土K⁺吸附、解吸平衡时间及吸附、解吸平衡量。平衡前钾离子的吸附、解吸速度及吸附、解吸率与反应时间lnt间存在良好的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始吸附率均与CEC、粘粒含量密切相关。Elovich方程和一级扩散方程分别为描述紫色土K⁺吸附、解吸反应的最优与最差模型,指数方程和抛物线扩散方程拟合性介于Elovich方程和一级扩散方程之间。由此可见,紫色土K⁺吸附、解吸过程不是一个单纯的过程,而是一个包括土体膨胀、吸附位活化、表面扩散等诸多因素的复杂过程。

摘要:通过团粒分析、电子显微镜(SEM/EDX)扫描等元素分析扫描方法和手段,对黄土高原西北部自然黄土中的团粒数量及其与碳酸钙的溶解量的关系、团粒表面和内部碳酸钙的分布进行了研究。结果表明:碳酸钙大约参与了99%的团粒形成,呈现团粒越大,碳酸钙含量越多的趋势;反之,团粒数量与碳酸钙的溶解量成反比;随着团粒表面碳酸钙分布的减少,附着在团粒表面的微团粒及粉粒、粘粒减少;在团粒内部,碳酸钙与矿物颗粒之间存在3种胶结方式,分别为碳酸钙附着在矿物颗粒表面、碳酸钙分布于矿物颗粒之间以及碳酸钙表面附着矿物颗粒。实验结果证明了黄土团粒的主要胶结物是碳酸钙这一理论。

摘要:用地统计学的方法,研究了科尔沁沙质退化草地不同强度放牧干扰(重度放牧和适度放牧)后自然恢复过程中0～15cm土层土壤有机碳、全氮、pH和电导率在10m尺度上的空间异质性特征。结果表明,重牧后的恢复草地比适度放牧后的恢复草地呈现出显著低的有机碳和全氮含量及其显著高的变异性。在取样尺度的空间分布上均表现出显著的空间结构特征,自相关尺度分别为22.2～29.4m和25.5～39m,结构性方差占样本方差的87.2%～88.2%和65.5%～85.9%。全氮的自相关尺度大于有机碳。土壤pH和电导率在取样的尺度内不存在局部格局,而可能受更大尺度的格局控制。放牧引起的植被斑块状分布和沙化裸斑的出现是土壤碳、氮空间变异的主要因素;土壤异质性尺度的改变又可能影响着植被的恢复演替和分布格局。

摘要:颗粒大小分布是土壤的基本物理性质之一,可以用来预测其它难以直接测定的土壤性质。采用参数模型描述土壤的颗粒大小分布有许多优点。本文利用河南封丘地区三种壤土类土壤共300个样本的颗粒分析资料,研究了五种参数模型的适用情况。结果表明,包含四个参数的Fred4P模型对三种土壤颗粒大小分布的模拟效果最为理想;三参数的Fred3P和MLog模型对砂壤土的描述效果较差,对另外两种质地土壤的模拟效果与Fred4P模型相当。四参数的Gomp模型计算误差大于Fred3P和MLog模型。在这五种参数模型中,MVG模型的误差最大,不能精确描述封丘地区壤土类土壤的颗粒大小分布。

摘要:土壤持水曲线是研究土壤水力学性质必不可少的,在已经建立的众多数学模型中,van Genuchten模型是目前运用最广泛的模型,而运用该模型的关键是其4个参数的求解。为此,本文对同一组东北褐土的土壤水吸力和对应的土壤含水量数据较详细地介绍了Matlab软件的非线性拟合和非线性回归函数的运用,得出了该土壤van Genuchten模型的4个参数值,分别建立了该土壤的van Genuchten模型,并利用Matlab强大的绘图功能对它们进行了直观比较。最后运用方差分析和残差分析对该模型的计算值与实测数据进行了分析,结果表明:非线性拟合和非线性回归函数求参结果的显著水平均达到p<0.0001,残差平方和均小于0.0005,其中非线性回归函数的求参结果较非线性拟合好。因此,运用Matlab软件的非线性拟合和非线性回归函数对土壤持水曲线的van Genuchten模型进行求参是切实可行的,从而为土壤学工作者寻求出了一条运用数值计算方法的新途径。

摘要:覆膜灌溉播前铺膜通常无法覆盖全田面,而播种后需为作物破土预留出苗孔,覆膜灌溉时还需增设灌水孔,对上述各类孔的问题,可采用覆膜开孔率来统一表征。到目前为止,尚未见国内外关于覆膜开孔蒸发的水热耦合迁移方面的报道。在研制了室内蒸发水热动态观测实验系统的基础上,本文根据剖面初始含水率均匀的覆膜开孔蒸发土壤水分和温度的动态观测资料,分析了土壤温度变化规律及剖面水分的降低趋势,并建立了覆膜开孔蒸发的累积蒸发量、相对累积蒸发量及单位膜孔面积累积蒸发量随时间和不同覆膜开孔率变化的函数关系。分析结果表明,不同覆膜开孔率控制下的累积蒸发量与时间平方根之间均符合Gardner提出的裸土蒸发理论关系。该结果发展了传统的Gardner方程,拓展了该关系的应用途径,对今后进一步研究覆膜开孔蒸发的水热运动规律有重要意义。

摘要:土壤气相抽提(SVE)是全球石油污染土壤修复的迫切需求下应用的新兴原位技术,其理论相对滞后,有必要进行系统研究。SVE涉及多学科交叉,土壤体系中包含了物质在气—液(水)—液(油)—固等多相间各种复杂的迁移、转化和物理化学行为,本文根据多孔介质流体动力学理论和化工传递原理分析了气相抽提过程中污染物的迁移机制和多相传质关系,在近实际假设条件下提出了一套任意维数下SVE基本数学模型,严格导出了土壤体系中流体的运动方程、污染物质量方程和污染油的衰减方程等主要控制方程,研究结果可作为SVE理论分析和工程设计的基础。

摘要:土壤微生物生物量碳周转对土壤有机质和养分循环起着决定作用。本研究建立了土壤微生物生物量碳周转时间的测定方法。培养条件下(25℃、100%湿度),加入¹⁴C标记葡萄糖标记土壤微生物生物量碳,在100d培养期内,每隔20d测定一次¹⁴C标记微生物生物量碳(¹⁴C-B_C),采用一级热力学方程拟合测定期内(20～100d)¹⁴C-B_C的周转速率常数(k),由此计算土壤微生物生物量碳的表观周转时间。测定的5个土壤在培养条件下微生物生物量碳的周转时间为93～400d,根据培养温度和实际田间年平均温度推算得到田间条件下土壤微生物生物量碳的周转时间为1.0～4.1a。其主要影响因子为土壤质地,土壤利用方式的影响较小。土壤微生物生物量碳的周转时间能较好地反映土壤微生物生物量的周转状况及其与土壤有机质的周转和积累的关系。

摘要:设想土壤中存在不同类型的不完全反硝化细菌;这些细菌可以彼此配合,此菌产物作为彼菌的底物,共同完成完整的反硝化过程。该机制称之为“接力反硝化”机制,有别于传统的反硝化机制。本文为“接力反硝化”机制的存在提供部分证据。以土壤浸提液为培养基、N₂O为电子受体富集土壤微生物,获得了1株仅完成NO₃^-→NO₂^-反应的细菌(原始编号21-6-9-2)、1株仅完成NO₂^-→N₂O反应的细菌(原始编号1-9-5-3)、1株仅完成NO₂^-→N₂O→N₂反应的细菌(原始编号21-6-3-6)。把菌株21-6-9-2和1-9-5-3两菌株以适当的数量比例混合于灭菌的土壤中,不添外来碳源,仅添加NO₃^-,厌气培养1周后,测得土壤中剩余的NO₃^-仅为原添加量的39.4%～53.0%,与此同时有5.2%～13.9%的NO₃^-被还原成NO₂^-,有28.6%～30.8%以N₂O形态被回收,总回收率为75.4%～95.5%,说明两者可以相互配合,菌株21-6-9-2的硝酸根还原产物可以被菌株1-9-5-3用作底物,共同完成反硝化过程,从而支持我们设想的“接力反硝化”机制。

摘要:本研究选择工业化与城市化水平较高,且工农业经济发展水平相对较平衡,具有蔬菜种植较长历史的苏南某市为试点区,重点探讨菜地土壤有机氯农药残留现状,及土壤利用方式、轮作方式、蔬菜品种及蔬菜种植年限对土壤有机氯农药残留状况的影响。在全市农田范围内网格均匀布点,各采样点均用GPS定位,多点采集89个土样。研究结果表明,供试区土壤中普遍检出有机氯农药残留,残留总量(Σ-OCP)介于23.2～1126.7μg kg^-1之间,均值为174.4μg kg^-1,残留的主要组分为p,p′DDE和p,p′DDT,占Σ-OCP的82%以上。四种不同利用类型土壤中,传统菜地土壤中ΣDDTs残留量均值最高,水稻田土壤中最低。种植不同蔬菜的传统菜地土壤中有机氯残留有明显的差异,种植叶菜的土壤比种植葱蒜韭菜、土豆(根茎类)或茄果类蔬菜的土壤中有机氯残留量高得多。蔬菜种植年限对土壤中有机氯残留影响不明显。水稻—蔬菜轮作的方式可减少有机氯农药污染的风险。

摘要:利用NO₃^--N:NH₄⁺-N为100:0、50:50和0:100三个硝铵配比的营养液对12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明:不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH₄⁺-N比例的增加而升高,两者间存在着显著的正相关;单株生物量除亮白叶1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外,其他10个品种均在50:50硝铵营养液中表现最好;供试的12个小白菜品种中有9个品种的硝酸盐积累量随着NH₄⁺-N比例的增加而下降,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。

摘要:本文研究了在土中加入不同量NaCl条件下(0、1.5、3.0、4.5g kg^-1干土)接种丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mosseae对盆栽酸枣(Zizyphus spinosus Hu)实生苗生长及耐盐性的影响。结果表明,无论接种与否,植株的高度、根茎叶的干鲜重均随土壤NaCl浓度的增加而降低,而根、茎、叶和整株的Na浓度及Na全量均随土壤NaCl浓度的增加而增大。在土壤盐浓度相同的条件下,接种AMF植株的生长量(株高、鲜重、干重等)和叶片的叶绿素含量显著高于不接种植株。接种AMF的植株茎、叶中Na浓度低于不接种植株,而根中Na浓度、植株Na总量显著高于不接种植株。盐浓度最大的接种处理,其植株生长量和叶片叶绿素含量均高于不加盐不接菌处理。播种时进行盐胁迫处理和播种后40d开始进行盐胁迫处理对菌根的侵染率、植株生长的影响差异不显著。上述四种盐浓度播种时进行盐处理的接种AMF植株的总干重比不接种植株分别提高164%、149%、48%、35%,在播种后40d进行盐处理的接种AMF的植株比不接种植株分别提高194%、127%、72%、46%。结果证明,酸枣实生苗具有较强的耐盐性,其生长对菌根真菌有很强的依赖性,接种菌根真菌提高了其耐盐能力。

摘要:应用地统计学的半方差函数和普通克立格法,分析了20m×20m的采样间隔上,同一剖面0～20、20～40、40～60、60～100cm四个层次上海涂土壤电导率的空间相关性和空间分布。并在对协同区域化变量进行交互半方差分析的基础上,用协同克立格法,将0～20cm层上的土壤样品作为辅助变量,其他三层上初始及减少后的土壤样品作为主变量,来对20～40、40～60、60～100cm土层上的电导率进行估值。同普通克立格法相比,协同克立格法在这三层估值所产生的均方根误差(RMSE)减少了9%到251%,平均标准误差(ASE)减少了94%到219%,预测值与实测值之间的相关系数协同克立格法比普通克立格法提高了46%到85%。数据分析的结果表明,利用协同克立格法,深层的样品数目在被减少至60%的情况下仍能满足精度要求,没有明显地导致空间信息的丢失。因此,协同克立格作为一种更为精确和经济的方法来对样品少的或难以测试的变量进行估值不但可以大大提高估测精度,而且可以减少采样数目,节省采样的成本。

摘要:结合气相色谱仪和高效液相色谱仪,利用乙炔还原等方法对兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌进行分离和固氮酶活性、溶磷性、分泌植物激素特性研究。结果表明:从小麦根际分离获得的12株联合固氮菌株固氮酶活性差异较大(C₂H₄,1246～6516nmol h^-1ml^-1),具有较高固氮酶活性的菌株较少(C₂H₄大于500nmol h^-1ml^-1的菌株只有4株);固氮菌株中有2株具有溶磷性,其溶磷强度(P)分别为1630μgml^-1和982μgml^-1;9株固氮菌株可分泌IAA,但分泌IAA浓度相对较低(140～1513μg ml^-1),大于10μ gml^-1的菌株只有2株。从菌株固氮酶活性、溶磷性和分泌植物生长素特性看,Pseudomonas sp.ChW1、Azotobacter sp.ChW5、Zoogloea sp.ChW6、Azotobacter chroococcum ChW11和Azospirillus sp.ChW15等在研制小麦菌肥方面具有较大的开发潜力。

摘要:在分析国外农业信息化发展的基础上,阐述了我国农业信息化的发展、应用情况,以及农业信息技术的集成与产业化的重点领域,最后提出了我国现代化农业发展方向。

摘要:微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义,而微生物群落的定量描述一直是微生物学家面临的最艰巨的任务之一。目前,以群落水平碳源利用类型为基础的BIOLOG氧化还原技术为研究土壤微生物群落功能多样性提供了一种简单、快速的方法,并得以广泛应用。但它仍然是一种以培养为基础的方法,显示的代谢多样性类型也不一定反映整个土壤微生物群落的功能多样性。因此,这种方法优点明显,缺陷也存在,并且在应用过程中还有很多关键的操作要点与技巧。本文综述了BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的原理、BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的方法与技巧、应用过程中容易产生的问题及可能克服的办法,同时还提出了值得进一步研究的问题。旨在促进对BIOLOG测定土壤微生物群落功能多样性的了解,为正确运用这种方法开展土壤微生物群落功能多样性研究提供科学依据和理论指导。

摘要:五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)作为农药和木材防腐剂曾在世界范围内大量应用,因其对生物体的广谱毒性和诱突变性被认为是环境中主要的持久性有机污染物(POPs)之一,对PCP在土壤、沉积物和微生物生长介质中的生态毒性和降解的研究一直是国际关注的热点。PCP是包括我国在内的许多国家的环境优先监测污染物之一,目前在农业上虽已基本停止使用,但是在化工行业仍在使用,而且以往使用的PCP对环境造成的影响还会持续相当长的一段时间。

摘要:土壤水分状况是影响钾离子在土壤固液相分配转化和作物吸收利用的重要因子^[1～3]。对于植物所必须的钾素来说,土壤水溶性钾和交换性钾是土壤钾库中最活跃的组分^[4～7]。钾在土壤固、液相间的转化速率与数量分配关系取决于土壤水分的存在形态以及K⁺与土壤固液相表面的作用方式,并反映了土壤固钾能力^[8～11]。在以往的研究中,通常采用田间持水量或饱和含水量情况下土壤提取液(即土壤溶液)作为平衡溶液^[9～11]。

摘要:对土壤性质空间变异的充分了解,是土壤养分管理和合理施肥的基础。90年代以来,随着发达国家精确农业技术的开展,土壤特性的空间变异和空间插值技术研究得到众多农学家和土壤科学工作者的关注和重视^[1,2]。由法国学者Matheron于20世纪60年代建立起来的地统计学(Geostatistics)方法,已被广泛用于土壤养分空间变异研究的定量分析;它是以区域化变量、随机函数和平稳性假设等概念为基础,以变异函数为核心,以克里格插值为手段,来分析研究自然现象的空间变异问题^[3,4]。

摘要:在利用多波段、多时相、高光谱的遥感数据来提高遥感对地物的识别能力的同时^[1],人们注意到角度信息在遥感图像识别和分类中起到的影响和贡献^[2],即地物在2π空间上的三维光谱特征。在早期的遥感,主要采取垂直收集对地观测数据。根据不同的地物具有不同的吸收、反射和发射电磁波的能力,来分辨地球表层的地物分布。这里基于一个假定:假定目标地物的反射光谱在2π空间内分布是一致的(朗伯体)。随着遥感的深入,这种假定引发的结论与实际相差较大。而且在单一角度下常出现不同地物对应相同的光谱反射率,上述方法存在误判。

摘要:NH₄⁺的矿物固定与释放是土壤氮素内循环中的重要环节,它在一定程度上影响着施入土壤中NH₄⁺-N的转化途径^[1,2]。对土壤矿物固定态铵的研究在国外主要是对温带地区旱地土壤和自然土壤的研究,国内则主要限于华北和西北地区旱地土壤及不同气候区的代表性地带性土壤的研究,但对某一地区范围内的代表性农业土壤固定态铵的研究则少见报道。湖南省地处中亚热带湿润气候区,是我国的农业大省,据全省第二次土壤普查,旱地土壤面积为75.68×10⁴hm²,占总耕地面积的21.55%^[3]。

摘要:利用石膏改良苏打盐碱化土壤,早在19世纪后期,Hilgad^[1,2]就开始指导农民改造黑碱了。当时他将含有NaCl、Na₂SO₄的土壤称为白碱,而将含有Na₂CO₃、NaHCO₃的土壤称为黑碱,即苏打盐土或碱化盐土,并为石膏改良黑碱建立了两个化学方程式,即Na₂CO₃+CaSO₄=CaCO₃+Na₂SO₄(1)2NaHCO₃+CaSO₄=Ca(HCO₃)₂+Na₂SO₄(2)1912年以后,盖得罗依兹^[3]将土壤胶体与溶液的交换反应引入土壤学。确认碱化土壤不良的物理化学性质来源于交换性钠,并将交换性钠称为“碱”,同时将Na₂CO₃、NaHCO₃称为碱性盐。

摘要:土壤温度影响植物根系的生长和分布,影响土壤化学过程的速度和成土母质中原生矿物的风化,所以在美国土壤系统分类中,把在土表下50cm深度处的年均土壤温度作为分异特性,用于不同分类级别的区分^[1],在我国的土壤系统分类中也采用了此办法,把土壤温度状况作为土壤分类的重要依据之一^[2]。然而如何取得土表下50cm处年平均土壤温度是个难题,若在每个要测验的单个土体处建立土壤温度观测点当然可靠,但需要大量人力、物力和时间^[3],很难做到。有的是用大气温度来推算,例如在美国大部分地区土壤温度比气温高2(11℃),以此来推算土壤温度^[4],但仅用大气温度来推算土壤温度有局限性。