纤维素分解混合菌群腐解稻草的使用技术研究

为了得到具有较强纤维素分解能力的复合微生物组合用于秸秆还田,从不同生态环境来源的土壤中用培养基进行了纤维素分解混合菌群的富集筛选,得到了酶活性较高的以兼性厌气性细菌为主的纤维素分解混合菌群。该菌群腐解稻草粉的效果要比稻草秆好,施用氮肥时分次施用或者施用缓控释肥较好。使用该菌剂时,先喷洒在稻草堆上,当菌吸附在稻草上后再撒开,这样有利于菌发挥作用。模拟稻田试验结果表明,处理的失重率与对照的失重率差异达到极显著水平,说明该菌剂在土壤中仍然能够加快稻草的腐解,稻草还田少耕与免耕条件下,该菌剂同样有效果。     

矿区污染土壤Pb、Cd、Cu和Zn的形态分布及其生物活性的研究

调查湘南某铅锌矿区周围的菜园土和水稻土Pb、Cd、Cu和Zn的形态分布及其生物活性和迁移性。结果表明:两种土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的总量分别超过国家土壤环境质量相应的标准。运用Tessier连续提取法研究发现,土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的各形态含量之和与其总量非常的接近,其中菜园土Pb的提取率为96.3%,Cd的为94.1%,Cu的为93.4%和Zn的为91.7%;水稻土Pb的为97.6%,Cd的为92.0%,Cu的为92.1%和Zn的为91.7%,表明该形态分析方法的结果是合理的。土壤中Pb、Cd、Cu和Zn各形态的分布存在很大的差别,残渣态是主要形态,其中Pb的含量占60.7%~58.2%,Cd的是50.4%~59.2%,Cu的是37.3%~53.4%,Zn的是54.9%~46.9%,而交换态所占的比例最小。菜园土重金属的生物活性系数的大小是:Cd>Cu>Pb>Zn,迁移能力的顺序是Cd>Cu>Zn>Pb;水稻土重金属的活性大小和迁移能力的顺序都是:Cd>Pb>Zn>Cu。菜园土重金属的生物活性和迁移性较水稻土的大,其中Cd的生物活性和迁移性的最大。研究结果将为评估矿区污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

红壤丘陵区晚稻生长期间CO2的排放与固定规律

采用静态箱法对红壤丘陵区稻田生态系统CO2排放与固定进行定位观测.结果表明,晚稻生长期间稻田生态系统CO2通量的日变化随天气条件(晴天、雨天、阴天)的变化而变化,CO2日净固定量在晚稻生长期间波动性很大,最高达10.35 g·m-2·d-1,在晚稻成熟期表现为CO2负固定,为-0.92 g·m-2·d-1;整个晚稻生育期,稻田生态系统CO2累积排放量和土壤呼吸CO2排放量分别为20.4和6.3 t·hm-2,稻田生态系统CO2累积排放量与水稻生物量之间存在极显著幂函数关系.在整个晚稻生育期,稻田生态系统从大气中吸收碳量为3.85 ～4.00 t·hm-2.     

CO2/pH对三种藻生长及光合作用的影响

研究了在不同pH值和不同溶解性无机碳(DIC)浓度下太湖中惠氏微囊藻、四尾栅藻和菱形藻的生长和光合作用特征.研究表明, CO2/pH对3种藻的影响明显不同.惠氏微囊藻生长的最适pH值为8.0～9.0,pH7.0～9.0时具有较高的光合作用速率;四尾栅藻在偏酸性和偏碱性环境水体中均能较好生长,在本实验的pH值范围内均具有较高的光合作用速率;四尾栅藻在偏酸性和偏碱性环境水体中均能较好生长,在本实验的pH值范围内都具有较高的光合作用速率;菱形藻生长的最适pH值为7.0左右,在此pH值下光合作用速率也最高.惠氏微囊藻的K0.5(DIC)略小于四尾栅藻和菱形藻,表明对外源无机碳的亲合力要略大于四尾栅藻和菱形藻;但当DIC浓度达到饱和时,惠氏微囊藻和四尾栅藻的最大光合作用速率要远大于菱形藻.     

海泡石基钝化剂对猪粪中铜、锌钝化的影响

研究了海泡石基钝化剂在猪粪自然堆沤过程中对重金属铜、锌钝化的影响。采用Tessier五步提取法分析猪粪、土壤中铜、锌形态变化,并将钝化后的猪粪施用于油菜盆栽试验。结果表明:不同施用量的海泡石对猪粪中的铜、锌进行钝化时,海泡石添加比例超过5%(质量分数),钝化效果较好;采用不同海泡石基钝化剂时,施用改性海泡石-赤泥(海泡石、赤泥质量比1∶1)钝化效果最明显,猪粪中可交换态铜、锌分别降低36.79%和33.35%。施用钝化猪粪与未处理猪粪相比,油菜的铜、锌吸收率分别降低5.94%～12.13%和4.21%～11.68%。可见,海泡石基钝化剂能有效降低猪粪中铜、锌的活性及其生物吸收性,且以改性海泡石-赤泥作为钝化剂效果最优。     

酸雨对污染环境中重金属化学行为的影响

综述了酸雨对污染环境中重金属化学行为的影响。在酸雨作用下 ,不同环境介质中重金属活性明显增强 ,化学形态转化明显 ,迁移能力和生态危害能力亦明显加强。探讨了控制酸雨发生、重金属污染环境修复技术以及开展复合污染环境化学风险评价的必要性     

基于混沌时间序列模型的危险化学品泄漏事故预测

在对2010—2015年我国危险化学品(简称危化品)泄漏事故数量进行统计的基础上,建立了危化品泄漏事故混沌时间序列模型,预测了未来3年我国发生危化品泄漏事故的数量,并以2016年我国发生的危化品泄漏事故数量的实际值对模型的预测精度进行了验证。结果表明:2016年我国发生危化品泄漏事故数量的预测值与实际值的拟合度指标达到97.52%,拟合效果较好,说明所建立的危化品泄漏事故混沌时间序列模型可行;2017年和2018年我国发生危化品泄漏事故数量的预测值分别为932起和924起,相对2016年会有小幅度上升,其原因与中小型化工企业数量在我国化工企业总数中占比较高有关,这为研究我国危化品泄漏事故的发展趋势与制定预防措施提供了依据。     

黄土丘陵区撂荒恢复过程中植物群落组成与土壤养分及酶活性变化的关系

为揭示黄土丘陵区植被恢复过程中土壤性质变化趋势,以黄土丘陵区10~45a的撂荒地为研究对象,分析撂荒后植被恢复过程中植物群落演变规律、土壤养分含量、4种酶活性变化及其相关关系.结果表明,随着撂荒年限的增加,恢复过程中主要群落的演变为猪毛蒿(Artemisia scoparia)→达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica)+铁杆蒿(Artemisia sacrorum)→茭蒿(Artemisia giraldii)+铁杆蒿→白羊草(Bothriochloa flaccidum)+茭蒿,群落多样性指数整体表现为先增后减的趋势,菊科(Compositae)、禾本科(Poaceae)及豆科(Leguminosae)这3科占比从66. 67%降至50%,后上升到75%.土壤有机碳(SOC),全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、速效磷(AP)与碱性磷酸酶(ALP)、过氧化氢酶(CAT)、脲酶(UE)与蔗糖酶(SC)这4种酶活性呈增加趋势,但增加程度不同,化学计量比总体呈波动上升趋势.菊科、禾本科与豆科相比总科数、总属数、总种数及植物多样性,对养分和酶活性有更显著的影响,贡献率分别为72. 8%、69. 1%、66. 0%,且三大科对土壤酶的影响大于土壤养分,其中禾本科与豆科对养分及酶活性表现为正影响,而菊科表现为负影响.撂荒恢复过程中草地群落优势科占比的升高显著影响土壤酶的升高,并导致土壤养分变化.     

玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响

通过室内土壤培养的方法模拟稻田土壤环境,研究淹水环境下添加(1%添加量)不同温度制备的玉米秸秆生物炭(CB-300、CB-400、CB-500)对砷、镉复合污染稻田土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及不同形态砷、镉含量动态变化的影响.结果表明,热解温度会影响玉米秸秆生物炭的理化性质,热解温度由300℃升至500℃,玉米秸秆生物炭芳香性增加,亲水性和极性降低,灰分含量增加,pH值升高.淹水环境下添加玉米秸秆生物炭处理相比对照(CK)可提高土壤pH值0.20~1.24,升高幅度大小为CB-500CB-400CB-300CK,随着培养时间的延长,pH值趋于平衡状态;淹水环境下土壤氧化还原电位均迅速下降,且不同处理组间存在显著差异,生物炭制备温度越高下降效果越明显,培养至第96 d时氧化还原电位降到最低.CK、CB-300、CB-400、CB-500处理组弱酸可提取态镉含量由淹水前的73.55%分别降至63.46%、57.73%、54.50%、53.94%,随着培养时间的延长,土壤中弱酸可提取态及可氧化态镉逐渐向残渣态及可还原态镉转化.土壤pH值与弱酸可提取态镉含量之间呈显著负相关关系.淹水环境下土壤可交换态砷含量升高,玉米秸秆生物炭的施加导致土壤交换态、Ca-结合态、Al-结合态和Fe-结合态砷含量逐渐上升,上升幅度分别为75.68%、20.92%、13.49%、48.66%,残渣态砷含量下降;土壤pH值与交换态砷含量之间呈显著正相关关系.研究结果可为砷、镉复合污染稻田安全生产与阻控提供数据支持.     

延河流域降雨侵蚀力时空分布特征

降雨侵蚀力(R)反映了降水引起土壤水蚀的潜在能力,其时空分布规律定量研究是进行土壤侵蚀预报的基础.利用延河流域22个雨量站24a逐日降雨资料,分析了该区降雨侵蚀力的时空分布特征.结果表明,降雨侵蚀力与降雨量、侵蚀性降雨量具有一致的年内年际变化趋势.降雨侵蚀力年内变化为单峰型,集中分布在5～9月,占全年R值的91.61%.降雨侵蚀力多年平均值为1580.58MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最高值(1981年)为2417.70MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最低值(1999年)仅585.29MJ.mm.(hm2.h.a)-1,年际间变化为中等变异,变异系数为0.32.烧房砭站多年平均R值最大,为2190.33MJ.mm.(hm2.h.a)-1,镰刀湾和杨山站多年平均R值最小,分别为1151.37MJ.mm.(hm2.h.a)-1和1146.87MJ.mm.(hm2.h.a)-1.R值与侵蚀性降雨量具有一致的空间分布格局,北部雨量站R值年际变化呈现轻微的增加趋势,其它站点R值年际变化相对呈现出轻微的减少趋势,总体上延河流域降雨侵蚀力呈现下降趋势,趋势系数为-0.004.