利用垃圾堆肥改良水稻土Ⅱ:对水稻土中重金属含量和花卉生长的影响

根据上海市农业产业结构调整过程中对土壤的要求，从资源化利用上海市城市生活垃圾堆肥的角度出发，将堆置多年的垃圾堆肥应用于土壤改良．为了研究在此过程中对土壤环境质量的影响，我们设置了不同的垃圾堆肥施用量：0、7．5、15、22．5kgm^-2．在其上分别种植了大叶醉鱼草和紫菀，经过1个完整的生长季节，研究土壤中7种重金属含量的变化：Pb、zn、Cu、Cd、Cr、Hg和As．结果表明，垃圾堆肥对土壤的环境质量存在一定的负面影响，随着垃圾堆肥施用剂量的增加，土壤中的重金属含量也随之增加，但在本实验的垃圾堆肥用量下，重金属的含量指标均符合国家三级土壤环境质量标准，且大部分指标达到国家二级标准．同时，实验结果也表明，重金属在水稻土中的分布主要集中在0～20cm土层内，对20～40cm土层影响较小，没有出现重金属下渗问题．植物的生长量指标为确定垃圾堆肥的施用剂量提供了1个有效的参数，结果表明上海地区水稻土对垃圾堆肥的最大负荷量为15kg/m^2。     

不同水型水稻土施氮磷肥效果及施用技术的研究

通过在湖北省几种主要成土母质上对不同水型水稻土施用氮磷肥效果及施用技术的研究．初步明确了氮肥的施用效果为淹育型水稻土＞潴育型水稻土＞潜育型水稻土．磷肥效果与之相反．从土壤养分状况、氮肥和磷肥的当季利用率、土壤微生物、土壤还原性物质含量和水土温度等方面，初步分析了不同水型水稻土氮磷肥效果差异的原因．提出了不同水型水稻土氮磷肥的施用技术．     

中国水稻土有机和无机碳的空间分布特征

农业土壤碳库对陆地生态系统碳循环的研究具有重要意义。水稻土是中国主要的耕作土壤,在土壤碳固定研究中具有现实意义。文章根据最近建成的中国1∶100万数字化土壤图和全国1490个水稻土剖面数据,估算我国水稻土碳密度和储量,并进一步分亚类和区域研究了水稻土碳库的分布特征。结果表明,中国水稻土面积为45.69×104km2,占我国土壤总面积的4.92%。中国水稻土无机碳的分布面积为5.93×104km2,仅占水稻土总面积的13%。水稻土碳密度具有高度的空间变异性,水稻土剖面0~100cm有机碳密度介于0.53kg·m-2~446.2kg·m-2之间,无机碳密度介于0.05kg·m-2~90.03kg·m-2。水稻土表层0~20cm有机碳密度介于0.17kg·m-2~55.38kg·m-2之间,无机碳密度介于0.01kg·m-2~21.85kg·m-2。中国水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm碳总储量分别为5.39Pg和1.79Pg。水稻土碳储量以有机碳为主,约占水稻土碳总储量的95%,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm有机碳储量分别为5.09Pg和1.72Pg。水稻土无机碳储量较低,仅占水稻土碳总储量的5%左右,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm无机碳储量分别为0.30Pg和0.07Pg。     

中国水稻土氮密度变异性的幅度效应研究

基于全国第二次土壤普查的1 491个水稻土剖面数据,研究了行政区幅度（行政大区、省级、地区级）和土壤区幅度（土壤区、土壤带、土区）下水稻土氮密度的变异情况及其对幅度拓展的响应。结果表明,中国水稻土0-20 cm和0-100 cm土壤平均氮密度为18.7 t.hm^-2和12.4 t.hm^-2,土壤氮素的空间变异性总体随幅度拓展而增大。在不同土壤区幅度下,0-20 cm全氮密度组内和组间变异性随研究区幅度的减小而减小;从土壤区到土区尺度,0-100 cm全氮密度组间变异率从250%左右下降至不足50%,而在行政大区和省级尺度时全氮密度的组间变异性没有太大变化,变异率都小于100%,到地级市尺度时,组间变异率又达到了400%,说明同一地区所选择的研究幅度尺度不一样氮密度变异率差异也很大。因此,在今后的水稻土调查采样设计时,根据不同幅度尺度的变异率大小来选择合适的布点方式和样点数是十分必要的。     

几种有效硅测定方法对不同母质水稻土的适宜性研究

本研究以湖北省十二种典型母质发育的水稻土为对象，比较了常见几种土壤有效硅提取方法对不同母质水稻土的适宜性．研究结果表明，ｐＨ４．０酸－醋酸钠提取法对性质相差较大的不同母质水稻土的测定，不仅能反映土壤性状对有效硅含量的影响，而且测定精密度高，与其它有效硅测定方法比较，在缺硅诊断中可适用于较为广泛的水稻上类型．     

椰纤维生物炭对砖红壤水稻土Pb形态及水稻产量和品质的影响

为研究椰纤维生物炭(CFB)对铅(Pb)污染水稻土中Pb形态和生物有效性的影响,以及对水稻(Oryza sativa L.)生长和品质的调控效果,以热带(海南)具有代表性的花岗岩和玄武岩母质发育的砖红壤水稻土为供试土壤,在6种Pb污染土壤(Pb质量分数为0、50、250、500、2 500、5 000 mg·kg~(-1))中添加质量分数为3%的CFB,并进行水稻盆栽试验,分析土壤EDTA有效态Pb含量和Pb形态,及糙米Pb含量、水稻产量和农艺性状的变化。结果表明:随Pb污染量的增加,两种水稻土中各化学形态和有效态Pb含量显著增加(P0.05);CFB的施用降低了土壤交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb含量,增加了有机结合态和残渣态含量;降低了供试土壤有效态Pb含量,且玄武岩母质水稻土较花岗岩母质水稻土效果更显著。Pb质量分数(250、500 mg·kg~(-1))未超过国家农业用地风险管制值(GB15618—2018;≤500 mg·kg~(-1))时,花岗岩水稻土、玄武岩水稻土中糙米Pb含量依次超过食品安全国家标准(0.2mg·kg~(-1));Pb胁迫未对水稻生长和农艺性状造成明显影响;而质量分数为5 000 mg·kg~(-1)时,Pb胁迫抑制水稻生长、降低农艺性状,此时花岗岩和玄武岩中糙米Pb含量分别超过国家食品安全标准14、10倍。CFB能够缓解Pb对水稻产量和品质的影响;Pb质量分数为500mg·kg~(-1)时,CFB的施用使玄武岩水稻土中糙米Pb含量降低38.4%,符合食品安全国家标准。因此,椰纤维生物炭能够促使土壤中Pb向水稻难吸收的有机结合态和残渣态转化,降低有效态Pb含量,减轻Pb对水稻生长的毒害及在糙米中的累积。     

长期施用粪肥对水稻土中微生物群落功能多样性的影响

为明确长期施用粪肥对农田土壤碳转化周转的影响,以中国科学院常熟农业生态实验站粪肥长期定位试验田为研究对象,采用Biolog技术探究长期施用高量(9.0 t/hm~2)或低量(4.5 t/hm~2)粪肥(新鲜猪粪或发酵猪粪)对水稻土(0-40 cm)土壤微生物群落多样性及碳源利用情况的影响.结果显示,耕层(0-20 cm)土壤所有施肥处理的微生物碳源利用率、Shannon、Simpson和McIntosh指数均显著高于无肥对照处理,且施肥处理的微生物活性与土壤全氮、有机质含量显著相关.因子分析表明,不同施肥处理碳源利用类型存在差异,主要由主成分I进行解释,方差贡献率为71.31%;醣类和双亲化合物是导致施用粪肥处理与无肥对照间产生分异的主导碳源.主成分分析发现醣类和羧酸是造成不同土层间样本点差异显著(P 0.01)的主导碳源.同时,新鲜粪肥和发酵粪肥处理土壤微生物碳源利用类型的分异主要在5-10 cm土层,低量处理组主要差异碳源为聚合物和醣类,高量粪肥处理组则主要是氨基酸和氨基化合物.本研究表明虽然不同种类的粪肥及施肥量间存在差异,但长期施用粪肥有助于提高土壤微生物的碳源利用能力和群落多样性,增强土壤有机质的转化周转能力;因此,合理施用粪肥等有机肥对于土壤有机质提升、耕地保育、畜禽粪便资源化都具有重要意义.(图7表6参32)     

长期施肥对水稻土酶活性及理化特性的影响

为了明确不同施肥种类对水稻土土壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,P,K,NPK,2倍NPK,NPK＋猪粪）水稻田耕层（0-20cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）施P（配施或单施）增加土壤全P、速效P含量,平衡施肥配施有机肥（NPK＋猪粪处理）土壤的有机质、全P、速效P、全N、速效N均显著增加,所有施肥处理间pH值差异均不显著;2）除了NPK处理土壤脲酶活性最高外,平衡施肥配施有机肥土壤转化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶活性与土壤全P量呈负相关,过氧化氢酶、脲酶、转化酶与全N、有机质、速效N、速效P呈显著或极显著正相关;因此,水田土壤长期平衡施肥配施有机肥,能显著提高土壤肥力,增加土壤酶活性,有益于土壤生产力的持续提高。     

珠江三角洲中低产水稻土结构特性及其改良

珠江三角洲粘质水稻土的肥力水平和产量水平与土壤结构特性密切相关。中低产水稻土产量偏低的原因主要是5—2、2—1、1—0.5mm水稳性团聚体、1—0.01mm粗粒微团聚体和非毛管孔隙都较少,从而导致土壤通透性差,水稻生长不良。水旱轮作、犁冬晒白和增施有机物料都能在一定程度上改善土壤结构孔隙。因而促进水气循环、土壤活化、产量提高。特别是水旱轮作与施用有机物料相结合,对改善粘质中低产水稻土结构的效果最为显著。犁冬晒白对改善土壤结构和促进水稻生长发育,当季效果也很明显,但其作用不能持久,宜与其它两种措施配合使用。     

水旱轮作改良利用潜育化水稻土的研究

潜育化水稻土存在渍、冷、烂、闭（气）、毒及缺素等障碍因素，采取水旱轮作是改良利用潜育化水稻土极其重要的措施．研究表明，水旱轮作可以改善土壤通气透水性能，提高氧化还原电位，减少还原物质，增加土壤微生物数量及提高其活性，增加土壤速效养分，促进作物生长发育，提高作物产量，并能提高土地利用率，获得全年农业增产增收增值．     

分光光度法测定水稻土中有机酸的研究

本文以三种有机酸为代表,研究并建立了测定水稻土中有机酸的分光光度法。结果表明,三种有机酸的有色络合物具有相同的吸收光谱,且具有相同的最大吸收波长(λ_(mss)=500um)和相近的表观摩尔吸光系数。水分对酯化反应影响很大,含水量达4ml时,吸光值下降85％。酯化温度在10℃以上时,酯化率达最大值且保持稳定。在25℃时,显色反应20min趋干稳定,且在1h内吸光值下降不超过1.2％。土样中的有机酸采用NaCl溶液为提取剂,以3:1的液土比振荡提取30min,NaCl溶液浓度为1％就能达到良好的提取、过滤效果。提取液在烘干前需进行碱化,否则有机酸将损失30％以上。本法平均回收率为92.2％(n=5),标准差为0-0.0478cmol k8~(-1)(n=2-6),平均0.0142cmol kg~(-1)(n=26);变异系数为0—10％(n=2-6),平均4.87％(n=26);线性范围为0—0.0018mol L~(-1)。     

除草剂苯噻草胺对水稻田土壤微生物种群的影响

以浙江大学华家池校区水稻土为材料,采用室内培养法,研究了不同浓度的外源除草剂苯噻草胺对水稻田土壤可培养微生物种群数量的影响.结果表明:土壤中各微生物类群对不同浓度的苯噻草胺具有各自不同的反应.苯噻草胺能刺激好氧细菌数量增加,但不利于真菌和放线菌的生长.低浓度苯噻草胺刺激水解发酵性细菌(AFB)、产氢产乙酸细菌(HPAB)和产甲烷细菌(MPB)数量的增加,但高浓度苯噻草胺却具有抑制性.在苯噻草胺施用第4周时可强烈刺激反硝化细菌(DNB)数量的增加.苯噻草胺也能刺激厌氧固氮菌(ANFB)数量增加,但这种刺激作用在第2周才出现,而且在培养后期消失.苯噻草胺的短期影响即急性毒性对土壤中可培养微生物的影响较小,比上一代除草剂丁草胺相对安全.图2表1参15     

四湖地区水稻土的潜育化问题及改良对策

本文研究了四湖地区水稻土潜育化的发生、类型及其肥力特性,对该区潜育化现状及发展趋势作了评估。阐述了地貌、水文环境、水利工程及耕作制度等因素与水稻土潜育化的形成和发展的关系。根据该区潜育化现状和发展趋势,本文提出了对潜育性水稻土实行“全面规划、综合治理”的总原则,并认为应实行宏观治理与微观改造相结合、工程措施与生态措施相结合、改良与利用相结合等对策和措施。     

水稻土团聚体中Cu~(2+)的解吸动力学特征

用磁力搅拌法和平衡吸附法研究了水稻土的原土和团聚体颗粒吸附态Cu2+的解吸动力学特征.结果表明,原土和团聚体颗粒Cu2+的解吸率大小顺序为粗粉砂级粉砂级原土砂粒级粘粒级,与其有机质、游离氧化铁、氧化铝含量大小顺序相反.Cu2+解吸过程可分为快、慢两个解吸阶段,快解吸阶段属于非专性吸附态Cu2+的解吸,慢解吸阶段属于专性吸附松结合态Cu2+的解吸.用一级动力学方程、E lovich方程和双常数方程模拟Cu2+的解吸过程,相关性均达显著水平.磨细后的原土Cu2+的解吸速率和解吸进度均大于4个粒组团聚体颗粒.Cu2+的解吸速率和解吸量与土壤表面Cu2+的吸附形态有关.     

水稻土中半胱氨酸分解产生含硫气体的研究

在室内培养条件下,测定了水稻土中含硫气体的释放．结果表明,该土壤中有硫化氢(Ｈ２Ｓ),羰基硫(ＣＯＳ),二甲基硫(ＤＭＳ)三种气体释放．当土壤中加入半胱氨酸后,ＣＯＳ和Ｈ２Ｓ气体的浓度有了明显增加,并有ＣＳ２和ＣＨ３ＳＨ测出,而ＤＭＳ的浓度变化不大．这些结果表明半胱氨酸的分解可能是 ＣＯＳ,Ｈ２Ｓ,ＣＳ２和 ＣＨ３ＳＨ的产生源之一．在好氧(正常大气)条件下,Ｈ２Ｓ,ＣＯＳ,ＣＳ２和ＣＨ３ＳＨ的释放量低于厌氧(氮气氛围)条件下的释放量,ＤＭＳ则高于厌氧条件下．这表明水稻土中半胱氨酸分解产生 Ｈ２Ｓ,ＣＯＳ,ＣＳ２和 ＣＨ３ＳＨ需较强的还原条件,产生这四种气体的微生物需要严格的厌氧条件．产生ＤＭＳ的微生物则比前者需要高一些的含氧量．在光照条件下,各含硫气体的释放量普遍高于无光照条件下的释放量．释放含硫气体的大多数微生物适宜的含水率为５０%且对土壤的ｐＨ值有一定要求．     

有机肥料氮在早稻土壤中的矿化状况

根据紫云英、猪粪施于稻田的试验结果,应用回归分析建立了土壤供氮累计量与时间(植后天数)之间、有机肥料氮矿化量与时间(植后天数)之间的相关方程,阐明了有机肥料的氮素矿化状况,并演算出有机肥料氮在水稻各生育期的矿化分配率。这些试验结果为有机无机肥料的合理施用提供了参考依据。     

污灌水稻土有机氯农药残留分析的样品净化

研究了不同样品净化方法和方法组合在长年污灌的水稻土有机氯农药残留分析中的效果 .采取高纯铜粉净化、浓硫酸磺化、 1 0 %脱活氟罗里硅土层析等一系列净化步骤 .用该方法测定α BHC ,β BHC ,γ BHC ,δ BHC ,p,p DDE ,p,p DDD ,o,p DDT ,p,p DDT等 8种有机氯农药的回收率达 4 2 5 %— 84 8% ,检出限为 3 2 1× 1 0 - 6— 1 34× 1 0 - 5μg·ml- 1.且方法的重现性较好 .     

水田中水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性

比较了生长于淹水田间的水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性。结果表明，三种植物的甲烷排放量次序为稗草＞水稻＞异型莎草，前两者的甲烷排放量分别为后者的１１倍和８．４倍。但这个次序刚好与这三种植物根系甲烷形成活性的次序相反。观察了三种植物甲烷排放的日周期变化。稗草和水稻根际土壤的产甲烷活性高于非根际土壤，而异型莎草的根际和非根际土壤的产甲烷活性之间无明显差异。还观察到稗草和水稻的叶鞘和茎杆连接节处的间隙是甲烷逸入大气的主要途径，而异型莎草则未见有可供甲烷排放的间隙与气孔。     

广东主要水稻土有效磷钾联合提取剂的选择研究

用Mehlich 3(M_3)、Olsen、Bray 1、Bray 2和醋酸铵(AA)对广东主要水稻土的有效磷、钾进行测定比较。结果表明,M_3-P在pH4.5—7.5的土壤上与Bray1-P显著相关,在pH7.5—8.5的土壤上则与Olsen-P的关系显著。在54种不同土壤上,M_3和AA提取的有效钾量基本相等。经过六年来大面积的应用,取得了良好的效果,表明M_3提取剂适宜作为广东主要水稻土的有效磷、钾联合提取剂。