油茶果壳改性生物炭吸附性能及其耦合淹水对土壤Cd形态影响

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na₂SiO₃溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭（MBC）,并开展不同生物炭材料对溶液中镉（Cd）的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜（SEM）、比表面积测试（BET）和傅里叶红外光谱（FTIR）等表征手段对生物炭的物理化学性质进行分析.结果显示,MBC相比未改性生物炭（BC）拥有更大的比表面积与更加丰富的官能团种类,且对溶液中Cd²⁺具有更强的吸附能力.土壤淹水实验结果表明,淹水可使土壤pH值升高,同时降低酸可溶态Cd组分含量,且随着淹水时间的延长,土壤酸可溶态Cd含量呈逐渐向残渣态转化趋势,而生物炭添加耦合淹水比淹水对照处理能明显进一步促进可溶态Cd向残渣态转化,降低酸可溶态Cd含量.酸可溶态Cd组分含量与生物炭的添加量呈显著负相关关系,淹水60 d时,5.0%添加量的MBC实验组土壤酸可溶态Cd含量约为0.33 mg·kg^-1,相比仅淹水的对照处理降幅约为45.0%.综上可知,硅酸钠溶液改性油茶果壳生物炭是一种Cd污染水土和土壤治理的新型有效材料,研究结果同时为油茶果壳的资源化途径提供了方法参考.     

常年淹水和干旱对三峡库区消落带菖蒲生长恢复的影响

菖蒲是三峡库区常见的一种湿生植物,本研究探讨了常年淹水对菖蒲生长恢复的影响,并分析了干旱对露水后菖蒲生长恢复的影响,为三峡库区消落带植被恢复物种的选择提供科学依据.分别于2009年9月和2010年9月前后2次将菖蒲(Acorus calamus L.)植株完全淹水,分别于翌年3、4、5月将植株露水(分别记为S1、S2和S3),2011年定期统计植株数和叶片数,测定叶长、叶宽.结果表明,淹水导致植株萌发数显著低于对照,且随着淹水时间增加植株萌发数呈显著降低趋势;淹水显著促进3月和4月露水植株叶片的伸长和形成,其叶长、叶片数、株叶长和总叶长显著高于对照,而5月露水植株的叶长、叶宽、叶片数、株叶长、总叶长和总叶片数均显著低于对照.随着淹水时间的增加露水后植株死亡数呈显著增大趋势,S1和S2组的叶长、叶宽显著增长,叶片数显著降低,而S3组植株叶长、叶宽、叶片数、株叶长、总叶长和总叶片数均显著降低.干旱导致对照、S1和S2组植株叶长、叶宽、株叶长、总叶长、叶片数和总叶片数均显著降低,植株存活数显著降低;干旱胁迫去除25 d后,对照、S1和S2组植株的叶片数分别增加了67.0%、66.7%和36.2%,且S1和S2组植株的株叶长、总叶长和总叶片数分别增加了48.2%、18.1%,66.7%、35.0%,75.0%、64.3%,差异显著(P<0.05).因此,菖蒲不仅对淹水的适应和耐受能力较强,而且露水后的生长恢复能力及对干旱的恢复能力也较强,可作为三峡库区消落带(特别是3月和4月露水区域)的恢复、重建物种.     

三峡水库蓄水对消落带土壤Cu、Zn、Cr、Cd含量的影响

为揭示水位涨落形成系列淹水梯度对消落带土壤重金属含量的影响,论文采集三峡水库忠县消落带土壤,分析了不同淹水深度土壤Cu、Zn、Cr、Cd含量,并探讨了这些重金属元素物质来源及其与三峡水库水位涨落关系。结果表明：1）不同淹水深度下消落带土壤重金属含量差异较大,长期淹水土壤Cu、Zn、Cd含量远远高于短期淹水和未淹水土壤,Cr则在不同淹水深度略有变化;2）除Cr相对独立外,不同淹水深度下土壤SOM、pH与土壤Cu、Zn、Cd含量密切相关,但pH、SOM间仅有微弱的相关关系;3）因子分析中因子1和因子2对Cu、Zn、Cr、Cd的累计贡献率为93.47%,Cu、Zn、Cd在第一轴载荷值为0.962、0.967、0.925,Cr在第二轴载荷值为0.998。研究发现：1）重金属输入来源和流向异质性是决定不同淹水深度Cu、Zn、Cr、Cd含量差异的重要原因,长期淹水显著增加了土壤Cu、Zn、Cd含量,但对Cr效应并不明显;2）区域土壤内Cr主要来源为自然源的土壤侵蚀和母岩风化,Cu、Zn、Cd来源于人为输入的库岸输入和长江上游来水悬浮颗粒沉积,应引起足够重视。     

淹水条件下种植水稻对氮元素渗漏的影响

为了探明淹水植稻条件下氮元素在土层中的垂直移动、渗漏情况，设置了模拟土柱培养试验。试验以淹水种植水稻为处理，以淹水不种水稻为对照，探讨植稻对模拟土柱（40cm埋深处）渗漏水硝态氮、铵态氮的淋出数量的影响。结果表明：硝态氮与铵态氮相比，硝态氮极易流失；在试验整个过程中，淹作种植水稻硝态氮总流失量流失远大于不种水稻，铵态氮则与之相反；从绝对数量看，种植水稻与不种植水稻氮的渗漏都以硝态氮为主。     

持续淹水治理互花米草技术对盐沼土壤的影响

为了研究持续淹水治理互花米草技术对盐沼土壤理化特性的影响,应用化学分析测定方法跟踪监测了崇明东滩治理互花米草示范样地内水淹控制样区的土壤有机质、pH值、氯离子、重碳酸根、钙离子、镁离子和硫酸根离子含量随持续淹水时间的变化.结果表明,随淹水时间的延长,盐沼土壤有机质含量降低,而盐沼土壤pH值、氯离子、重碳酸根、钙离子、镁离子和硫酸根离子含量升高.除了氯离子和重碳酸根外,其他指标在0～15cm和15～30cm土壤层间的含量略有差异,但变化趋势相同.长期淹水造成的厌氧环境对盐沼土壤产生了一定的负面影响,而且持续淹水时间越长,对盐沼土壤产生的负面影响也越大.因此,应用持续淹水技术治理互花米草时,应尽可能减少持续淹水时间,以便在迅速、有效控制互花米草后为受损湿地的修复提供条件.     

淹水条件下不同氮磷钾肥对土壤pH和镉有效性的影响研究

针对稻田土壤镉污染的问题,探讨常用氮、磷、钾肥料品种对土壤镉有效性的影响,采用淹水培养方法,研究了在水稻生长季节施用不同肥料或添加酸、碱对土壤中镉有效性的影响.结果表明,土壤淹水后pH显著增加,特别是培养初期;随着培养时间的延长,pH逐渐回落,并趋向中性.土壤中有效Cd的变化趋势与pH变化趋势相反,两者间存在显著的线性负相关,淹水使土壤有效Cd下降58.2%~84.1%.肥料类型/品种对土壤镉有效性的影响存在显著差异,氮肥的影响较为复杂,钾肥其次,磷肥最小.在所有肥料中,氯化铵对土壤pH降低最多,对Cd的有效性增加最大;其他肥料依次为尿素、过磷酸钙和氯化钾.硫酸铵、硫酸钾和磷酸一铵都显著降低了土壤Cd的有效性.无论是否经过淹水培养,添加酸、碱后土壤pH与土壤有效Cd呈显著负相关,相关系数(R)分别为-0.994和-0.919.本研究进一步表明,在受Cd污染的酸性水稻土上,应避免施用氯化铵,选用含硫肥料,配合施用碱性物质,并在水稻生长过程中保持淹水状态,可有效降低土壤Cd的有效性.     

淹水厌氧条件下腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响

采用室内培养实验,观测淹水厌氧条件下分别添加及共同添加葡萄糖和不同制备来源的腐殖酸,对红壤中铁的异化还原作用的影响.结果表明,红壤单独培养条件下,Fe(Ⅱ)浓度培养前后没有发生变化.添加葡萄糖促进了铁的异化还原,培养至12 d其Fe(Ⅱ)浓度为培养前的25倍.腐殖酸不能作为电子供体促进铁的异化还原,单独添加时红壤中Fe(Ⅱ)浓度没有发生变化,而同时添加葡萄糖情况下,培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,其Fe(Ⅱ)浓度增幅仅为单独添加葡萄糖处理的35%.腐殖酸的浓度对红壤中铁的异化还原作用有影响,浓度为2.00 g/kg时培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,低浓度时（0.20和0.02 g/kg）影响很小.不同制备来源的腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响不同.培养前期,从山西大同风化煤(HAs)、河南巩县褐煤(HAh)和云南昆明滇池底泥(HAk)中提取的腐殖酸都促进了红壤中铁的异化还原;培养后期,HAk依然发挥促进作用,其Fe(Ⅱ)浓度始终高于G处理,而添加HAs和HAh的处理培养至7 d Fe(Ⅱ)仅为单独添加葡萄糖处理的14%和25%,减弱了铁的异化还原.     

互花米草对持续淹水胁迫的生理响应

对互花米草进行了40cm水深的持续淹水胁迫,研究了其生理指标的响应.结果显示,淹水胁迫下,互花米草叶片中可溶性糖含量和叶绿索含量在初期均显著低于对照,随后逐渐积累并高于对照.丙二醛含量在初期显著高于对照,随后与对照组的差异逐渐减小,至生长季末与对照水平相当.过氧化物酶活性在淹水后63d内均高于对照,至生长季末则低于对照,而超氧化物歧化酶活性则始终高于对照.至生长季末,持续淹水胁迫条件下的互花米草生物量低于对照,其形态学上表现为植株矮小、根系变短、节长变短、地下部分所占生物量比重降低.研究结果表明,持续淹水胁迫对互花米草的生理指标产生影响,但互花米草可以通过生理和形态学的响应来适应这种胁迫,因此,必须进一步结合其它物理控制措施进行综合治理.     

淹水处理对湿地土壤中NO_2~-、砷和重金属分布影响

试验通过人工控制海水漫灌,研究湿地淹水状况和芦苇长势与对土壤中NO2-、砷及重金属分布的影响。结果表明,随着淹水时间的增加,NO2-含量显著降低,但砷及重金属含量不受淹水时间的影响;随着芦苇生长密度的增加,土壤中NO2-、砷及重金属含量显著降低。     

杨树人工林碳循环对淹水的响应

本文采用涡度相关方法对安徽怀宁杨树人工林的碳通量进行监测,得到微气象数据和通量数据。通过坐标旋转、密度校正和数据插补处理提高数据质量。选取2005年9月淹水期间的数据。分六个阶段进行分析。得到以下结果：（1）在半小时尺度上,在淹水期表观量子效率α随着土壤含水量SWC上升而降低;在未淹水期最大。为-0．0023μmolphoton^-1;退水期最低,为-0．00122mgCO2μmolphoton^-1,退水后恢复到-0,00168mgCO2μmolphoton^-1;α在淹水中2期降低速率最大,在整个淹水期间α的恢复速率是大于降低速率的。（2）生态系统总初级生产力（GEP）在淹水后不断降低．耒淹水期为8．0gCm^-2day^-1．退水后为4．7gCm^-2day^-1,在淹水中2期降幅是最大的达到了16％。（3）生态系统呼吸（Reco）在完全被水淹的第一天降到最低,仅为2．2gCm^-2day^-1;由于温度的影响其变化规律比较复杂。在淹水中2期的变化幅度是最大的;退水后Reco为4．2gCm^-2day^-1恢复到来淹水前的87％。（4）淹水期净生态系统CO2交换量（NEE）的变化表现为先上升后下降的趋势,在淹水中1期最大为-4．2gCm^-2day^-1。退水后最低。为0．6gCm^-2day^-1是未淹水前的17％。