生物质炭对华北平原4种典型土壤N2O排放的影响

生物质炭作为一种新型的土壤改良剂,在降低土壤温室气体排放方面发挥着重要作用.为明确生物质炭对冬小麦苗期土壤N_2O排放的影响,以华北平原的4种典型土壤(水稻土、砂姜黑土、褐土和潮土)为研究对象,进行田间试验,设置了4个处理:对照(CK)、单施化肥(NPK)、单施生物质炭(BC)和化肥与生物质炭配施(NPK+BC).结果表明,单施化肥显著增加了4种土壤N_2O排放,与对照相比,水稻土、砂姜黑土、褐土和潮土N_2O排放分别增加了314%、116%、240%和282%.添加生物质炭对华北平原4种土壤N_2O排放影响存在差异,与CK相比,单施生物质炭水稻土、褐土N_2O排放显著增加了72. 4%和50. 9%,而砂姜黑土和潮土BC与CK处理无显著差异.与NPK相比,生物质炭与化肥配施显著降低了4种土壤N_2O排放.添加生物质炭提高了4种土壤pH,其中,初始pH最低的水稻土,受生物质炭影响较显著,施肥则降低了4种土壤pH.砂姜黑土、褐土和潮土施肥处理N_2O排放通量均与铵态氮含量呈显著正相关,水稻土和砂姜黑土单施生物质炭处理N_2O排放通量与硝态氮含量呈显著正相关.     

Larrea tridentata叶片解剖结构与保水特性的研究

为了解L.tridentata叶片在解剖学方面适应干旱的特征以及叶片的保水特性,采用石蜡切片法观察L.tridentata叶片的解剖结构,同时测定叶片保水曲线。结果显示：L.tridentata叶片厚233.6μm,表皮细胞大,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层,上表皮外壁与角质层总厚度为23.7μm;栅栏组织发达,在叶片中占55%,细胞细长,排列紧密。从叶片保水曲线上看,L.tridentata叶片从失水到基本恒重的时间为120 h左右,显示其叶片抗脱水能力强。     

生物炭和草酸活化磷矿粉对镉镍复合污染土壤的应用效果

采用室内培养实验,利用生物炭和草酸活化磷矿粉对镉镍复合污染土壤进行修复,比较两者不同配比对土壤重金属镉镍的修复效果及对土壤无机氮和微生物量氮(MBN)转化的影响.结果表明,随着草酸活化磷矿粉和生物炭施用量的增加,土壤p H逐渐增加,镉和镍均由弱酸提取态逐渐向可还原态、可氧化态和残渣态转化,生物有效性降低.其中,C50P3(50 g·kg~(-1)生物炭与3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉)配施的修复效果最好,弱酸提取态Ni占全量的质量分数降低了37.0%,残渣态Ni增加了14.8%,弱酸提取态Cd含量占全量的质量分数降低了40.2%,残渣态增加了35.2%.施用修复剂40 d后,相较于C0P0(空白对照)处理,C50P0(单施50 g·kg~(-1)生物炭)处理与C0P3(单施3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉)处理微生物量氮含量均分别增加了1.5倍和1倍;铵态氮含量分别减少了12.5%和6.4%,硝态氮含量分别降低了11.6%和10.2%.综合比较可知,生物炭和草酸活化磷矿粉配施对土壤重金属镉镍复合污染的修复效果要优于单施,且50 g·kg~(-1)生物炭与3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉(C50P3)配施的修复效果最好,修复剂的加入促进了土壤无机氮向有机氮的转化.     

河南省农业可持续发展生态安全动态评价

以河南省为研究区,依据PSR框架模型,结合河南省区域环境及土地利用特点,构建了河南省农业可持续发展的生态安全评价指标体系,采用均方差法确定了评价指标的权重,对研究区1990年、1995年、2000年、2003年、2005年、2007年、2008年7个时段的农业生态安全进行了动态综合评价。结果表明,河南省农业生态安全呈现先下降后回升态势,安全等级处于Ⅳ～Ⅴ级,安全状态从风险下降到恶化态;2003年是农业生态安全变化的转折点,从2003年起,农业生态安全有所回升。最后分析了影响河南省生态安全的主要胁迫因子,提出了农业可持续发展的生态安全建设对策。     

拉瑞尔Larrea tridentata光合特性对CO2摩尔分数和干旱的响应

利用Li-6400光合测定系统测定拉瑞尔L.tridentata的光合生理特性及其对CO2摩尔分数升高和干旱的响应。结果表明：土壤水势在-0.884 5 MPa以上,L.tridentata的光合器没有任何损害,抵御干旱的能力很强;适当的增加CO2摩尔分数有利于提高光饱和点、光量子利用效率和最大净光合速率,且CO2摩尔分数升高的正效应要大于土壤水分胁迫的负效应,因而在一定程度上CO2摩尔分数的增加,提高了L.tridentata的抗旱能力;随着光合有效辐射的增强和CO2摩尔分数的升高,叶片净光合速率、CO2饱和点和羧化速率都有增大趋势,叶片对高摩尔分数CO2利用效率提高;不同土壤水分条件下,叶片气孔导度和蒸腾速率都随着CO2摩尔分数的升高而降低,水分利用效率随着CO2摩尔分数的升高而升高;既能饱和叶片的RubisCO,又不至于造成气孔大量关闭的CO2摩尔分数在700~800μmol.mol-1左右,说明目前的CO2摩尔分数还不足以饱和拉瑞尔的RubisCO酶。未来CO2摩尔分数升高,将对拉瑞尔的光合作用有所促进,并可能提高拉瑞尔对干旱的适应能力。     

紫色土坡耕地可溶性有机碳淋失特征

可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)在土壤-水界面的径流迁移是土壤有机碳损失的主要形式之一,其迁移损失对土壤有机碳库的源汇功能有重要的影响。为探明紫色土坡耕地DOC的径流迁移特征,利用可测壤中流的径流小区观测壤中流DOC的迁移,结合夏玉米不同生长期土壤DOC含量动态变化分析,研究紫色土壤中流DOC淋失过程与通量。结果表明,土壤DOC含量在玉米生长期逐渐增加,到抽雄期达到最大值,收获期逐渐降至最低。2009—2011年壤中流平均径流量为264 mm,占夏季径流量的68%,表明壤中流是紫色土坡耕地径流的主要形式。壤中流径流量与降雨量呈现极显著正相关性(P0.01),与降水强度相关性不显著。壤中流过程DOC质量浓度表现为先升后降再趋于稳定的趋势,且与径流速率呈极显著正相关关系(P0.01)。3年内次降雨产流事件中壤中流DOC质量浓度为1.7～4.6 mg·L~(-1),平均为3.2 mg·L~(-1)。壤中流DOC迁移负荷分别为565.5、802.1和1 090.1mg·m~(-2),平均年累积迁移负荷为819.2mg·m~(-2)。DOC淋失量在玉米不同生长时期变化较为明显,主要发生在抽雄期至成熟期,淋失总量为658.4mg·m~(-2),占年平均淋失负荷的81%,与玉米生长期土壤DOC含量变化趋势基本一致。研究结果可为调控紫色土坡耕地DOC迁移淋失及评价土壤有机碳平衡提供一定的参考和依据。     

玉米基肥期农田土壤氨挥发量与近地表氨浓度相关性研究

农田氨排放量与近地表氨浓度密切相关,但两者能否相互转换还缺乏系统研究。基于此,以近地表氨浓度经典方法(被动法)为主要使用方法,以传统海绵法为对照方法,在豫南砂姜黑土开展5种典型施肥处理玉米季基肥期氨排放量与近地表氨浓度的相关性研究。结果发现,不同施肥处理的氨挥发峰值均出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,第8天之后基本与对照无明显差异;不同处理的氨累计排放量差别较大,排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,累计排放量分别为7.68、5.48、3.37、2.78和0.22 kg·hm^-2;同时发现,不同施肥处理近地表氨浓度也有相同趋势,峰值同样出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,平均氨质量浓度排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,均值分别为17.5、11.6、10.7、8.21和1.70μg·m^-3。线性相关性分析表明,施肥后前8 d不同施肥处理的氨挥发量与近地表氨浓度的线性相关性较强,而8 d之后两者的相关性较弱,说明近地表氨浓度和农田氨挥发量的相关性与农田氨挥发量的高低...     

紫色土区土壤质量敏感因子空间分异特征及其对土地利用方式变化的响应研究

掌握土壤质量因子空间分异特征及其对土地利用方式变化的响应关系对于优化土地利用方式以及改善和提高土壤质量具有重要意义。通过对川中紫色土区典型小流域276样点土壤样品进行调查和分析,结合主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)等方法,研究了川中紫色土区土壤质量主要敏感因子空间分异特征及其对土地利用方式变化的响应关系。结果显示,(1)紫色土区不同土地利用方式土壤总氮(STN)质量分数均值介于0.90-1.30g·kg~(-1);土壤总磷(STP)质量分数均值介于0.48-0.78 g·kg~(-1);土壤有机质(SOM)质量分数均值介于9.90-19.73 g·kg~(-1)。(2)主成分分析和典范对应分析表明,土壤质量敏感因子主成分与土地利用方式密切相关,且主成分与土地利用方式相关性排序表现为:第一主成分(铵态氮与物理性质),水田水旱轮作田旱地林地果园;第二主成分(STN和SOM),水田水旱轮作田林地果园旱地;第三主成分(STP和硝态氮),水旱轮作田旱地水田林地果园。(3)土壤质量主要敏感因子的变化能较好地响应土地利用方式变化,且土壤质量敏感因子与土地利用方式的CCA排序结果说明,不同的土地利用方式与土壤质量敏感因子间存在着不同的相关关系。土地利用方式的变化是紫色土区土壤质量敏感因子改变的重要驱动力,这将为区域土地资源合理利用、土地利用结构优化以及提高紫色土区土壤生产力和生态功能,特别是减轻区域水土流失状况提供依据。     

紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤细菌群落组成和功能的影响

紫云英是豫南稻区土壤培肥的重要有机肥资源,探究紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤理化性质和细菌群落特性的影响,旨在为该区域的土壤培肥和化肥减量提供依据.开展连续12 a田间定位试验,设置了6个施肥处理(空白对照,CK;单施化肥,F100;80%化肥和22.5t·hm^-2紫云英还田量配施,MV1F80;80%化肥和45 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV2F80;60%化肥和22.5 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV1F60;60%化肥和45 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV2F60).通过采用高通量测序方法比较不同施肥处理对土壤细菌群落多样性、组成和结构特性的影响;采用FAPROTAX功能预测的方法分析不同施肥处理间功能类群的丰度差异,并结合土壤理化性质,探究改变土壤细菌群落结构与功能特性的关键土壤环境因子.结果表明,紫云英还田与化肥减量配施降低了土壤容重,提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,较CK提高的范围分别为12.7%～35.5%、38.2%～65.7...     

城市污泥农用对土壤环境质量的影响评价

为研究城市污抛连续农用情况下土壤环境质量存在的重金属污染风险.对河南省17个城市污水处理厂污泥样本中的重金属(Pb、Zn、Cu、cd、Cr、Ni)质量比进行分析,利用重金属积累率推算污泥农用数年后土壤环境质量的变化,依据国家土壤环境质量二级标准评价其单项和内梅罗污染指数.结粜在明,在每a施用当地城市污泥30t/hm2的条件下,保证土壤污染等级在安全和警戒限内时,有10个点的污泥可以连续施用5 a,6个点的污泥可以连续施用10a,20 a后可能造成所有地市土壤被污染.研究表明,污泥连续农用土壤存在很大的Cd、Zn污染风险;要保持土壤环境二级质量标准,土壤污泥的使用年限要远小于设定的年限.