• 2017年第54卷第6期文章目次
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    • >综述与评论
    • 生物质炭对有机污染物的吸附及机理研究进展

      2017, 54(6):1313-1325. DOI: 10.11766/trxb201704060004

      摘要 (3660) HTML (0) PDF 925.22 K (3595) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质炭是一种利用废弃生物质材料在缺氧或厌氧环境中热化学转换制备的多孔级富碳固体材料。因其吸附能力强,制备原料来源广泛,生产成本低且环境友好等优点受到学术界越来越多的关注。探究生物质炭对有机污染物的吸附机理和规律,对于评估其环境行为和应用价值至关重要。着重综述了目前研究报道的生物质炭吸附有机污染物的吸附机理,包括分配作用、表面吸附作用和孔隙截留等。一般低温生物质炭对非极性有机物的吸附机制以分配作用为主,这种非竞争性吸附机理可以解释高浓度有机污染物在生物质炭上的吸附过程。表面吸附是一种非线性竞争性吸附作用,是有机污染物在生物质炭表面有效吸附位点上形成静电作用或通过氢键、离子建、π-π相互作用等结合的过程。孔隙截留是另一种生物质炭固定有机污染物的微观机制,有机污染物在孔隙内部的分配和吸附也是生物质炭吸附能力的重要体现。而在实际复杂的污染环境中,各类生物质炭对有机污染物的吸附过程需要多种机制共同解释。此外,本文对吸附机制的影响因素进行了分析和总结,生物质炭自身理化特性决定了其应用价值,生物质炭的性质与有机污染物的极性、芳香性和分子大小等相匹配才能更好地实现吸附固定,不同的吸附环境如吸附介质、pH和共存离子等也会对吸附机制和吸附效果产生影响。最后,文章进一步探讨了生物质炭吸附有机污染相关研究未来应着重解决的问题,以及生物质炭在有机污染土壤修复中的应用前景。

    • >新视角与前沿
    • 应重视硝态氮同化过程在降低土壤硝酸盐浓度中的作用

      2017, 54(6):1326-1331. DOI: 10.11766/trxb201706010145

      摘要 (2566) HTML (0) PDF 797.19 K (3082) 评论 (0) 收藏

      摘要:在保证生产力条件下,采取合理的氮肥管理措施降低土壤硝态氮浓度对降低氮污染至关重要。当前,应用硝化抑制剂能够有效延缓铵态氮的硝化速率,进而降低土壤硝态氮淋溶损失和氮氧化物排放,但是其缺点显而易见:促进氨挥发并引起硝化抑制剂污染。好氧条件下,土壤硝态氮净变化量取决于产生(硝化)和消耗(硝态氮同化)的量。但是,一直以来,受微生物优先利用铵态氮这一传统观点的影响,人们普遍认为农田土壤微生物较少利用硝态氮,很大程度上忽视了对硝态氮同化过程的研究。该过程独具优势,它将硝态氮转变为微生物生物量氮进行短期储存并发生再矿化,具有保氮功能且环境友好。加入特定的碳源可以提高硝态氮同化这已是不争的事实,未来应加强硝态氮同化降低土壤硝酸盐累积方面的研究:(1)外源碳影响硝态氮同化的微生物驱动机制是什么?(2)怎样才能操控硝态氮同化和再矿化过程,使得作物氮需求和土壤氮供应相匹配,进而降低氮损失?(3)在碳源充足的条件下,反硝化作用亦会增强,如何才能做到在提高硝态氮同化的同时避免反硝化氮损失?

    • >研究论文
    • 薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应

      2017, 54(6):1332-1344. DOI: 10.11766/trxb201703080015

      摘要 (2026) HTML (0) PDF 3.61 M (3189) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究土壤侵蚀—沉积对土壤微生物生物量的影响可以为科学评估土壤侵蚀的环境效应提供依据。以典型薄层黑土区——黑龙江省宾州河流域为研究区,利用土壤137Cs含量估算侵蚀速率,通过分析流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量碳和氮含量以及土壤侵蚀强度的差异,揭示土壤微生物生物量对土壤侵蚀—沉积的响应规律。结果表明:流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量的分布存在明显差异,并呈现出与土壤侵蚀—沉积空间分布相反的变化趋势。土壤侵蚀速率在流域的分布为上游>中游>下游,在坡面的分布为坡中部>坡上部>坡下部;土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon, MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen, MBN)在流域表现为下游>中游>上游,在坡面表现为坡下部>坡上部>坡中部。回归分析表明,MBC、MBN、有机质(Organic matter, OM)和全氮(Total nitrogen, TN)含量随土壤侵蚀强度的增大而减少。土壤侵蚀对土壤微生物生物量的分布有重要影响,土壤侵蚀—沉积过程引起土壤养分的迁移和再分布是导致侵蚀区和沉积区土壤微生物生物量分布产生差异的重要原因。

    • 基于重标极差(R/S)和小波分析的黄土坡耕地产流产沙变化研究

      2017, 54(6):1345-1356. DOI: 10.11766/trxb201704190031

      摘要 (1831) HTML (0) PDF 1.78 M (2366) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明降雨条件下黄土坡耕地微地形径流和泥沙变化规律,通过 5°、10°、15°、20°、25°坡和直线坡、人工锄耕、人工掏挖、等高耕作4种耕作方式组合条件下的室内模拟降雨试验,应用基于分形理论的重标极差(R/S)分析法对径流和泥沙时间序列的变化趋势进行预测,同时使用小波(Morlet)分析对各径流和产沙序列的变化主周期进行识别。结果表明:径流序列的赫斯特指数变化区间为[0.567,0.798],产沙量时间序列的赫斯特指数变化区间为[0.632,0.861],两者均大于0.5,呈现长程正相关。因此,坡耕地下一时段的径流量和产沙量时间序列与过去时段变化趋势相同;4种耕作措施的径流量最大峰值均出现在28~29 min,部分耕作措施的产沙量序列可能存在30 min以上的长周期,需要更长的时间序列验证。用R/S分析法结合小波分析,预测未来的产流产沙趋势,结果具有可靠性。该研究丰富了径流和泥沙输移理论,对农业生产和水土保持等方面研究具有指导意义。

    • 模拟降雨条件下弃渣体边坡不同防护措施的减水减沙效益

      2017, 54(6):1357-1368. DOI: 10.11766/trxb201705270151

      摘要 (1946) HTML (0) PDF 1.47 M (1940) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用野外人工模拟降雨方法,以未防护弃渣体边坡为对照,研究了1.0、1.5 mmmin-1

    • 土壤的石灰反应强度估测CaCO3含量和pH研究——以山西省黄土性母质土壤为例

      2017, 54(6):1369-1376. DOI: 10.11766/trxb201705110109

      摘要 (1925) HTML (0) PDF 1.12 M (2481) 评论 (0) 收藏

      摘要:pH和CaCO3含量是土壤常规分析的两个测定指标,但其室内测定均需借助相应的仪器设备完成,耗时费力。以山西省土系调查采集的110个典型土壤剖面的426个发生层土样的野外测定的石灰反应强度和实验室测定的土壤pH、CaCO3含量、交换性钠饱和度(Exchangeable Sodium Percentage,ESP)数据为基础,尝试建立石灰反应强度与pH、CaCO3含量之间的定量关系模型。结果表明:北方黄土性母质土壤,当pH<9.0时,CaCO3含量是影响土壤pH的重要因素,二者的回归拟合最优关系符合幂函数曲线;当pH>9.0时,CaCO3与pH之间无明显关系。石灰反应强度在一定程度上可以半定量地反映pH或CaCO3含量,但其确定的pH或CaCO3含量尚是一个范围,并非精确值。同时,从发生学意义角度,土壤中CaCO3含量高低对形态学研究具有重要意义,在这种情况下,如果需要用pH或CaCO3含量来确定准确的土壤系统分类类型(如确定土体是否为酸性、具有钙积层/钙积现象等),为慎重起见建议还是以实验室的准确测定数据为准;对于非碱化(pH<9.0)、野外有泡沫反应的北方黄土性母质土壤,无论泡沫反应强弱和CaCO3含量高低,土壤pH基本稳定在8.51±0.49,这一pH范围对作物生长基本没有制约,如果仅从pH或CaCO3含量是否影响作物生长角度考虑,无需实验室测定pH或CaCO3含量。

    • 黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究

      2017, 54(6):1377-1385. DOI: 10.11766/trxb201701160401

      摘要 (2076) HTML (0) PDF 1.14 M (1995) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究黄河三角洲表层土壤盐分含量与地下水特征的关系,对研究区内土壤盐分含量及地下水进行原位监测,分析土壤盐渍化和地下水特征,并运用灰色关联分析法对地下水埋深、电导率、pH和主要离子含量的关系进行定量分析。结果表明:土壤表层盐分含量均值为3.90~6.31 gkg-1,表层以下土壤盐分含量均值为2.54~3.44 g kg-1,属于中度及以上盐渍化程度;地下水埋深平均值为1.16~1.71 m,普遍较浅;地下水阴离子以Cl-1为主,阳离子以Na+为主,两者分别占阴、阳离子总量的比例约为65 %。关联分析表明,不同地下水特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度不同,同一特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度在不同时期间差异显著,总体而言,土壤表层积盐与地下水电导率、Na+、Cl-的关系较为密切,与pH、CO32−和HCO3之间的关系较弱。在防治土壤盐渍化中,应当加强对地下水电导率、Na+、Cl-1的控制与管理。

    • 干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化

      2017, 54(6):1386-1394. DOI: 10.11766/trxb201704270601

      摘要 (2081) HTML (0) PDF 2.16 M (2184) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆地处干旱地区,水资源短缺,膜下滴灌作为有效的节水灌溉技术在新疆农业生产中广泛使用。但新疆同时是盐碱化普遍发生的地区,采用滴灌技术后,传统灌溉的灌溉洗盐过程随之消失,且该地区灌溉水矿化度较高,对土壤盐分有一定的补充作用,因此滴灌技术虽然节水增产效果明显,但长期滴灌可能导致土壤盐分积累,降低土壤质量。通过监测一个长期膜下滴灌、面积约为224 km2的农场15a农田土壤盐分含量,对长期膜下滴灌土壤盐分含量的变化进行研究,研究结果可为膜下滴灌土壤盐分管理提供科学依据。以位于新疆北部玛纳斯河流域的新疆生产建设兵团第八师147团农田为研究对象,通过收集该团场自1996年至2010年记录的农田耕层盐分和养分指标的分析数据,利用统计学知识及地理信息系统技术,对不同滴灌年限下土壤耕层盐分变异特征及土壤耕层盐分与其他土壤指标的相关性进行研究。研究表明:(1)在滴灌的第一个3年周期内,土壤耕层盐分平均含量从3.13 g kg-1降低至3.00 g kg-1,降幅达4.2%,但经12年滴灌年限,土壤耕层盐分从3.13 g kg-1升高至4.81 g kg-1,升高了53.7%;(2)在五个监测周期(15 a)内,土壤盐分含量明显上升,研究区土壤耕层盐分含量集中分布在4 ~ 10 g kg-1,土壤耕层多为中度盐化土和重度盐化土;(3)长期膜下滴灌导致土壤耕层盐分发生重新分配,全团范围内农田盐分含量分布接近正态分布。本研究条件下,长期膜下滴灌会造成土壤耕层盐分积累,滴灌水携带的盐分对土壤盐分有一定的补充作用;采用2~3年进行一次大水洗盐以及培肥土壤、提高土壤有机质含量对防止滴灌土壤积盐具有重要作用。

    • 秸秆双层覆盖对盐碱地水盐运动影响初步研究

      2017, 54(6):1395-1403. DOI: 10.11766/trxb201705020061

      摘要 (2078) HTML (0) PDF 1.15 M (1770) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内土柱模拟的方式,研究了秸秆双层覆盖对盐碱土的改良效应及机制,以期对盐碱地的改良提供理论依据。结果表明:1)与对照相比,不同的秸秆覆盖模式均能降低土壤水分的累积蒸发量,T4处理(土表与土表下35~40 cm处覆盖秸秆量之比为2 : 1)在45 d内土壤水分累积蒸发量较CK(无秸秆覆盖的对照)低36.73 mm,抑蒸率为65.89%,抑蒸率最大,对土壤水分蒸发的抑制效果最好。2)秸秆处理均在不同程度上抑制了土壤返盐,其中T4处理返盐率最小,远低于对照处理。3)土壤水分累积蒸发量与土壤累积含盐量存在高度正相关关系。4)秸秆双层覆盖对土壤水分蒸发和土壤返盐的抑制效果大于秸秆表层覆盖和秸秆深层覆盖,并且,在不同的秸秆双层覆盖的处理中,T4处理的控盐保水效果最好,是一种较好的改良盐碱土的方法。

    • 咸淡水间歇组合灌溉对盐碱耕地土壤水盐运移特性的影响

      2017, 54(6):1404-1413. DOI: 10.11766/trxb201705090207

      摘要 (1692) HTML (0) PDF 2.04 M (1544) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明土壤水盐在咸淡水间歇组合灌溉条件下的运移情况,采用室内一维垂直积水入渗试验,以全淡水和微咸水直接灌溉作为对照,设置了四种间歇时间,分别为 0、30、60、120 min,三种咸淡水组合比例,分别为 2:1、1:1、1:2,进行咸淡水间歇组合灌溉。结果表明:在同一入渗时间,间歇组合灌溉的累积入渗量大于淡水灌溉,与微咸水直接灌溉差异较小;累积入渗量(I)与湿润锋运移深度(Zf)的决定系数R 2 均大于 0.99,IZf呈良好的线性关系;间歇组合灌溉的土壤含水率、灌水均匀度均远远大于淡水灌溉,但间歇组合灌溉的灌水均匀度随着淡水所占灌水定额比例的增加而减小;在 5~45 cm作物根系密集区,土壤整体脱盐,但间歇组合灌溉土壤脱盐率显著高于微咸水直接灌溉,与淡水灌溉差异较小;不同间歇时间、组合比例对土壤脱盐率的影响均达到显著性水平。

    • 排土场不同复垦方式下砾石对饱和导水率和贮水能力的影响

      2017, 54(6):1414-1426. DOI: 10.11766/trxb201705030084

      摘要 (1664) HTML (0) PDF 1.79 M (1995) 评论 (0) 收藏

      摘要:露天煤矿排土场是由矿井下采出的煤矸石,露天矿剥离的表土、岩石及覆土共同组成的松散土石混合堆积体,其内部含有的砾石对土体导水性能和贮水能力有重要影响,以往关于砾石对土壤水分的影响多集中于自然土壤,缺乏对排土场、弃渣场等土石混合工程堆积体的水文-侵蚀过程研究。以海州露天煤矿排土场为研究对象,基于野外调查采样和室内定水头入渗试验,研究了排土场不同复垦方式下土体砾石分布特征及其对饱和导水率和贮水能力的影响,以期为提高矿区水土资源利用效率提供理论依据。结果表明,不同复垦方式下排土场砾石总量随土层深度呈现增加的趋势,并且土体剖面砾石总量的平均值表现为农用地最小,这可能是由频繁耕作导致,不同土层之间砾石总量无显著差异;排土场土体不同粒径砾石相对含量平均值的大小顺序为(2~10 mm)>(>20 mm)>(10~20 mm),表现为大粒径砾石在各种因素的综合作用下正逐渐变为细粒径;排土场土体饱和导水率均表现为灌木林地最高,农用地和荒草地较低;饱和导水率与各粒径砾石含量之间呈极显著线性正相关,且随着砾石粒径的增大其相关性越强;排土场土体贮水能力各指标均以灌木林地和荒草地最强,乔木林地和农用地最差,并且饱和贮水量与各粒径的砾石含量之间均存在显著或极显著的相关关系,最大滞留贮水量与各粒径的砾石含量之间均呈现显著的幂函数相关关系,最大吸持贮水量与粒径2~10 mm砾石含量之间存在显著抛物线相关关系;对于>20 mm的粒径而言,影响土壤贮水能力的砾石含量阈值为14%。

    • 多孔改良剂对毕节烟区土壤性状及烤烟产质量的影响

      2017, 54(6):1427-1437. DOI: 10.11766/trxb201705280164

      摘要 (2103) HTML (0) PDF 1.12 M (2076) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究适合毕节烟区的土壤改良措施,通过大田小区分析比较了不施改良剂(CK)、施用秸秆(T1)、T20改良剂(T2)、70%T20改良剂+30%竹炭(T3)四种处理对植烟土壤性状及烤烟产质的影响。结果表明,与对照相比,不同改良剂可使土壤pH提高0.02~0.23个单位,全氮、全磷、全钾含量分别提高1.21%~7.27%、1.16%~8.14%和0.83%~4.44%;土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别提高3.39%~15.2%、10.8%~50.9%及1.78%~37.0%。从生长特性看,T1、T2及T3处理烤烟株高、茎围、有效叶数及叶面积均较CK有所增加。从产质量来看,改良剂处理烟叶产量较CK增产3.6%~8.0%,烟叶产值增加3030~4910元hm-2,上等烟叶比例提升3.6%~11.7%;T1、T2处理每千克烟叶均价提高了1.8元及1.0元。所有处理的烤烟烟碱、全氮、还原糖、钾离子、氯离子均处于优质烟叶适宜范围,而施用改良剂的烟叶全氮、还原糖、钾离子含量均高于CK处理,添加土壤改良剂有助于改善烤烟氮碱比、糖碱比、糖氮比,使烤烟内在化学成分渐趋合理。总之,毕节烟区适当添加土壤改良剂能有效改善烟田土壤条件,提升烤烟产量和品质。

    • 徐州农田土壤养分和重金属含量与分布研究

      2017, 54(6):1438-1450. DOI: 10.11766/trxb201707280331

      摘要 (2207) HTML (0) PDF 4.93 M (2360) 评论 (0) 收藏

      摘要:测定分析了江苏省徐州市9 232个农田土壤耕层样品的养分含量和重金属含量,并综合运用GIS空间分析与统计方法研究了土壤大量养分(全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK))、微量养分全量(硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo))和重金属全量(砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn))的统计特征、空间分布特征及其在不同土壤类型和农田类型中的分布差异。结果表明,徐州农田耕层土壤中的养分和重金属元素含量总体高于江苏和全国平均值,养分含量达中等水平以上的面积比例超过80%,99%以上的农田土壤重金属元素含量为清洁或尚清洁。养分含量偏高与徐州农田耕作程度较高有关,重金属元素含量超标与工矿业生产有关。养分和重金属元素含量在空间分布上有较大分异,不同成因的土壤类型和不同农田类型的养分和重金属元素含量差异明显。

    • 土壤微团聚体中矿物-有机复合体特征

      2017, 54(6):1451-1458. DOI: 10.11766/trxb201704270011

      摘要 (2699) HTML (0) PDF 4.99 M (3338) 评论 (0) 收藏

      摘要:以国家肥力网湖南祁阳红壤长期定位试验站的长期施有机肥和长期施化肥的土壤为研究对象,采用干筛法获得土壤微团聚体。利用同步辐射红外显微成像法研究土壤微团聚体中黏土矿物和有机官能团的原位分布图谱及其相关性。结果表明:土壤中黏土矿物(3 620 cm−1)和大分子有机物(脂肪,2 920 cm−1;蛋白质,1 650 cm−1;多糖,1 080 cm−1)呈高度异质性的分布规律。其中,黏土矿物和多糖有较为相似的分布模式;而黏土矿物和脂肪、蛋白类物质则呈现差异较大的分布模式。与长期施化肥处理的土壤微团聚体相比,长期施有机肥处理的土壤微团聚体中黏土矿物和大分子有机物呈现更高的分散性。此外,施有机肥和化肥处理土壤微团聚体样品中黏土矿物与有机官能团的决定系数(R2)均为:黏土矿物-脂肪 > 黏土矿物-多糖 > 黏土矿物-蛋白质,表明土壤微团聚体中黏土矿物和大分子有机物的亲和性有差异,且该差异不受长期施肥处理的影响。同步辐射微区域红外谱进一步表明,从土壤微团聚体外部到内部,黏土矿物的特征峰和大分子有机物的特征峰强度均逐渐增加。

    • 内蒙古草原土壤有机物提取分离及鉴定

      2017, 54(6):1459-1470. DOI: 10.11766/trxb201704190629

      摘要 (2430) HTML (0) PDF 1.17 M (2293) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤中的有机物对于斥水性的研究具有重要的作用,但是目前关于内蒙古草原土壤的研究主要集中在有机碳上,而对土壤中有机物种类的研究很少。选取内蒙古锡林浩特市南部的牧草土壤样品,使用溶剂超声萃取的方法,对土壤中的有机物进行了分析。结果发现,石油醚的粗提物最少,异丙醇/氨水(7:3)的粗提物最多。粗提物经紫外、红外和GC-MS测定,结果表明用石油醚、异丙醇和甲醇作为萃取剂,得到的有机物主要为直链或环烃化合物,含量占总提取物的95%以上;氯仿及异丙醇/乙酸(7:3)和异丙醇/氨水(7:3)提取物除了含有直链或环烃化合物外,还含有酯、酰胺和甾类化合物,且甾类化合物在异丙醇/氨水提取物中含量相对最高。采用异丙醇/氨水对所有土壤样品进行萃取,发现NM1和NM7提取物中甾类化合物的含量较高,占总提取物的25%左右。异丙醇/氨水的粗取物用石油醚:乙酸乙酯(4:1)作洗脱剂,经柱层析分离主要得到A、B两部分;经GC-MS测定、质谱图库检索表明A为甾酮类物质,B为不含氧的甾烯类或者甾醇类物质。

    • 长期施肥红壤性水稻土磷素演变特征及对磷盈亏的响应

      2017, 54(6):1471-1485. DOI: 10.11766/trxb201703210020

      摘要 (2096) HTML (0) PDF 1.45 M (1424) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究双季稻种植制度下长期不同施肥红壤性水稻土磷素含量及磷素有效性演变特征及其对土壤磷盈亏(磷平衡)的响应,为南方双季稻区红壤性水稻土科学施磷提供依据。以35年长期肥料定位试验为平台,研究不同施肥处理土壤全磷、有效磷及磷活化系数(PAC)的演变规律,计算不同处理土壤-作物系统每年磷素盈亏量及累积磷素盈亏量,探讨土壤全磷、有效磷及PAC与累积磷盈亏量的响应关系。结果表明,不施磷肥的CK和NK处理土壤全磷、有效磷和PAC随试验年限呈持平或下降趋势;不施磷肥仅施猪粪的NK+PM处理土壤全磷呈缓慢上升趋势,有效磷和PAC呈下降趋势;施化学磷肥或化学磷肥配施稻草的NP、NPK、NP+RS和NPK+RS处理土壤全磷在试验前10年上升速率较快,之后25年上升速率变缓或随时间变化不显著,土壤有效磷在试验前5年急剧升高,之后随时间变化速率减缓或基本持平。CK、NK和NK+PM处理35年土壤PAC平均值较试验初始值分别下降33.2%、29.7%和16.6%,NP、NPK、NP+RS和NPK+RS土壤PAC较初始值分别提高66.2%、60.6%、65.6%和52.9%。不施磷肥导致红壤性水稻土磷素亏缺,不施化学磷肥仅施猪粪土壤磷素基本持平,施用化肥磷及化肥磷配施稻草土壤磷素盈余。土壤全磷、有效磷及PAC与土壤磷累积盈亏量均呈极显著正相关关系,土壤每盈余磷100 kg hm-2,全磷含量提高0.03 g kg-1,有效磷提高1.20 mg kg-1,土壤PAC上升0.09%。外源磷投入是影响土壤磷素及磷有效性的重要因素,在本试验条件下,长期不施磷或磷投入不足导致土壤磷亏缺,进而导致土壤磷及磷有效性降低,而化肥磷及有机无机磷配施促进了土壤磷盈余及土壤磷素肥力的提高。

    • 空心莲子草根系分泌物对无机磷细菌的负化感效应

      2017, 54(6):1486-1496. DOI: 10.11766/trxb201705180092

      摘要 (1833) HTML (0) PDF 1.18 M (1445) 评论 (0) 收藏

      摘要:空心莲子草(Alternanthera philoxeroides Griseb)是全球难以根除的恶性杂草,能在有效磷较低的土壤中生长。了解空心莲子草对微生物转化土壤无机磷的影响,有益于揭示其入侵机制。利用固、液培养技术,以3株(B05、B07和B09)能溶解无机磷的伯克霍尔德氏菌(BurkholderiaYabunchi)为材料,研究了空心莲子草根系分泌物(Exudates from A. philoxeroides roots,EAR)对其生长繁殖和溶磷的化感作用。结果表明,在固体培养时,随EAR浓度提高,无机磷细菌(Phosphate-solubilizing bacteria,PSB)的菌落直径、溶磷圈直径和溶磷指数降低;在液体培养基中,EAR不同程度地抑制PSB繁殖生长,数量减少48.13%~73.03%。供试菌株均能分泌氢离子、草酸和柠檬酸,其中B05和B09还分别能分泌乙酸和苹果酸,B07能分泌乙酸和丁二酸,草酸和柠檬酸共占有机酸分泌总量的66.02%~74.72%。此外,有机酸分泌总量和氢离子分泌量分别与溶磷量呈显著正相关,相关系数依次为0.836和0.947(p<0.05,n=12)。EAR显著抑制PSB分泌有机酸和氢离子,与此同时溶磷量降低11.41%~47.32%。因此,EAR对PSB呈负化感效应,不同程度地抑制PSB繁殖生长、有机酸和氢离子分泌及无机磷溶解。

    • 长期施肥及石灰后效对不同生育期玉米根际钾素的影响

      2017, 54(6):1497-1507. DOI: 10.11766/trxb201705090045

      摘要 (2078) HTML (0) PDF 1.45 M (1549) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托祁阳红壤旱地定位施肥试验(始于1990年),选取施氮磷(NP) 、氮磷 石灰(NPCa) 、氮磷钾(NPK) 、氮磷钾 石灰(NPKCa) 、氮磷钾配施秸秆(NPKS) 、氮磷钾配施秸秆 石灰(NPKSCa) 6个处理,采集玉米不同生育期根际与非根际土壤,测定其钾、钙、镁、铝含量和pH。结果表明:与NP处理相比,施钾处理(NPK和NPKS)根际和非根际土壤速效钾含量显著提高。NP、NPK和NPKS处理根际速效钾在拔节期和灌浆期均处于亏缺状态,亏缺率分别平均为18.2%、34.2%和26.4%。与对应不施石灰处理相比,NPKCa和NPKSCa处理根际土壤速效钾含量在苗期分别降低46.0 mg kg-1和26.5 mg kg-1,非根际分别降低68.5 mg kg-1和56.0 mg kg-1;从拔节期至收获期,根际速效钾含量平均升高25.2 mg kg-1和33.7 mg kg-1,非根际略微降低。NPCa、NPKCa和NPKSCa处理根际土壤速效钾盈亏率与不施石灰相比,整个生育期分别平均提高8.6%、33.2%和19.3%。根际和非根际土壤速效钾含量与相对应缓效钾含量、钾饱和度、K / (Ca2 Mg2 ) 和K / Al3 呈极显著正相关关系。缓效钾和钾饱和度相对变化率(交换性钙镁相对变化率)与速效钾相对变化率呈极显著正(负)相关关系。长期施氮磷钾肥基础上施石灰(NPKCa和NPKSCa)4年以后,根际土壤速效钾、缓效钾含量及钾饱和度均提高(苗期除外),根际土壤交换性钙镁含量提高幅度低于非根际,最终缓解根际土壤钾素的亏缺。

    • 碳酸钾添加比例对玉米秸秆生物炭表面特性的影响

      2017, 54(6):1508-1517. DOI: 10.11766/trxb201702160054

      摘要 (2192) HTML (0) PDF 1.17 M (2022) 评论 (0) 收藏

      摘要:在600 ℃的热解温度下通过添加不同比例的碳酸钾制备活性生物炭。对比分析了碳酸钾活化生物炭(KBC)和普通生物炭(BC)的特性,包括生物炭红外光谱特征、表面官能团、比表面积和孔径分布及吸附动力学过程等。结果表明,经碳酸钾活化的生物炭比表面积大为提高,最高达到566 m2 g-1(KBC-2-600),而普通生物炭(BC600)的比表面积仅为86.8 m2 g-1,KBC600系列的介孔容积和微孔容积均显著高于BC600,介孔容积平均扩大了16倍,微孔容积平均扩大了4倍,同时提高了微孔率。经碳酸钾活化的生物炭表面官能团的数量和饱和度发生改变,在1 256 cm-1~3 414 cm-1处,官能团的总体含量均低于普通生物炭,酯类羰基消失,形成氢键的能力减弱,非饱和醚类增加,芳香性和非极性提高,此表面特征更有利于吸附非极性芳香类污染物。对萘吸附的动力学实验表明,BC600和KBC-4-600均适合以二级动力学模型拟合,经碳酸钾活化后,生物炭的吸附性能提高,颗粒内扩散模型拟合结果表明,经碳酸钾活化后,生物炭内部孔隙复杂程度和数量均得到提高。碳酸钾活化的生物炭表面性质优良,作为高效吸附剂用于修复非极性芳香类污染有很大潜力。

    • 生物炭缓解稻麦轮作区小麦渍害胁迫的作用

      2017, 54(6):1518-1526. DOI: 10.11766/trxb201705120210

      摘要 (2111) HTML (0) PDF 1.16 M (1539) 评论 (0) 收藏

      摘要:稻麦轮作是长江中下游地区最主要的粮食生产方式,然而在该地区季风气候的背景下,小麦生长季易发生渍害胁迫,导致小麦减产甚至绝收。施用生物炭是一种有效的土壤改良方式,目前,已在长江中下游稻麦轮作区开展应用研究,但定量评估施用生物炭对长江中下游地区小麦渍害的影响研究尚未见报道。开展土柱和小区试验,研究水稻秸秆生物炭对稻麦轮作土壤和小麦生长前期的影响。结果表明,施用生物炭能显著降低稻麦轮作土壤的容重。不同深度的土壤水分动态变化也表明,施用生物炭有利于土壤水分向下迁移,可改善稻麦轮作土壤排水不畅的特点。同时,与未施用生物炭的处理相比,施用10 t hm-2生物炭能加快小麦出苗,促进小麦生长。播种后90 d的采样结果显示,施用生物炭处理下小麦株高、主根长和最后一片完全叶的叶绿素相对含量(SPAD值)均显著高于对照(p<0.05)。根系特征显示,施用生物炭处理下的小麦主根长虽然显著高于对照,但2个处理间的总根长和总根面积却无显著差异。综上,施用生物炭能显著改善稻麦轮作土壤的排水条件,促进小麦前期生长,将有助于小麦在关键生育期抵御渍害胁迫。

    • 江西省耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异特征及其影响因素

      2017, 54(6):1527-1539. DOI: 10.11766/trxb201705310212

      摘要 (2361) HTML (0) PDF 7.37 M (4542) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于江西省2012年测土配方项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,探讨省域尺度下耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异特征及其影响因素。运用相关性分析、回归分析、方差分析和普通克里格法分析了成土母质、土壤类型、耕地利用方式、秸秆还田方式和氮肥施用量对耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异的影响。结果表明,土壤氮磷比(N/P)在0.28~13.63之间,均值为3.38,变异系数为45.56%,呈中等程度的变异。空间分布上,高值区主要分布在海拔相对较低或鄱阳湖平原地区,低值区主要分布在九江市。成土母质、土壤类型、耕地利用方式、秸秆还田方式和氮肥施用量对江西省耕地土壤N/P空间变异影响显著(p<0.01),但影响程度有所不同。氮肥施用量能影响27.2%的土壤N/P空间变异,是引起江西省耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异的主要因素。

    • >研究简报
    • 城市土壤无机碳空间分布特征及其与城市化历史的关系

      2017, 54(6):1540-1546. DOI: 10.11766/trxb201703300075

      摘要 (1873) HTML (0) PDF 4.56 M (2228) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市化过程深刻影响了土壤的碳循环过程。利用城市土壤空间精细化采样,结合1900年—2010年南京城市化历史重建,分析城市土壤无机碳空间分布与城市化过程的时空关系,评估城市土壤无机碳的固碳潜力。研究表明,城市土壤无机碳密度与城市化历史具有良好的对应关系,历史老城区的无机碳库储量远高于快速城市化的新城区,揭示城市土壤无机碳具有良好的固碳潜力。随着城市化历史的增加,无机碳密度平均值表现出线性增长,研究区的城市土壤表层无机碳库为2.94Tg,其未来仍拥有的固碳潜力为1.45Tg。本研究可为阐明城市系统碳循环的机制、开展城市土壤无机碳固碳技术研究提供理论依据。

    • 不同轮作模式下氮肥用量对土壤有机氮组分的影响

      2017, 54(6):1547-1558. DOI: 10.11766/trxb201706230077

      摘要 (2022) HTML (0) PDF 1.54 M (2014) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过三年六季的田间定位试验,对比研究了水旱轮作(水稻/油菜)和旱地轮作(棉花/油菜)下氮肥用量对土壤有机氮含量及其组分的影响。结果表明,经过三年轮作后,周年轮作氮肥投入超过300 kg hm-2(以纯氮计,下同)的处理0~20 cm土壤全氮含量明显增加。与不施氮处理相比,周年氮肥用量为300 kg hm-2和375 kg hm-2水旱轮作处理0~20 cm土壤全氮含量增加了13.6%~23.5%,而旱地轮作处理则增加了15.0%~23.0%,土壤酸解态氮含量增加是土壤全氮变化的主要原因。两种轮作模式下土壤酸解态氮含量无显著差异,但土壤酸解态氮各组分的变化却不相同。水旱轮作中酸解铵态氮增加的比例(33.8%)低于旱地轮作(53.9%),但其酸解未知态氮含量增加的比例(36.0%)高于旱地轮作(16.6%)。综上所述,周年氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,水旱和旱地轮作下土壤酸解态氮库各组分变化差异明显。根据不同轮作模式下土壤有机氮库转化特点,优化氮肥施用对于提高作物产量和氮肥利用率具有重要意义。

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