再追踪：重金属污染防治与管理——土壤重金属污染现状与修复

土壤重金属污染是指由于人类的活动将重金属带入土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于其自然背景值,并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。随着人口快速增长,工业农业生产规模不断扩大,土壤重金属污染的形势越来越严峻,引发的问题越来越突出,已成为全球面临的一个严重的环境问题。重金属污染不仅导致土壤物理、化学和生物学性质发生改变,降低农作物的产量和质量,     

长期施肥对棕壤有机碳储量及固碳速率的影响

利用棕壤肥料长期定位试验,研究了不同施肥条件下棕壤有机碳在0~60 cm土层的含量和储量特征以及土壤固碳速率.试验共设6个处理,即氮磷肥有机肥配施(M_2NP)、氮肥有机肥配施(M_2N)、单施有机肥(M_2)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)和不施肥处理(CK).结果表明:经过31年长期不同施肥,各处理土壤有机碳(SOC)含量和储量的剖面分布均呈现随土层深度增加而显著降低的规律.本试验条件下M_2NP、M_2N、M_2、NP、N、CK处理的耕层有机碳富集系数分别为0.465、0.455、0.407、0.48_2、0.393、0.471,表明耕层土壤对有机碳的保持强度最强.在0~60 cm土层土壤有机碳储量表现为M_2NP、M_2NM_2、NPNCK,有机肥和化肥配施能够显著提高土壤有机碳含量和储量.与试验前相比,CK处理各土层土壤有机碳含量和储量均显著降低.各处理碳库管理指数(CPMI)表现为M_2NPM_2NM_2NNPCK.分析不同施肥处理土壤固碳速率可知,与试验前相比,CK处理表现为碳的净释放,固碳速率达-401.4 kg·hm~(-_2)·a~(-1);固碳速率最高的为M_2NP,M_2N,分别达到489kg·hm~(-_2)·a~(-1)、440._2 kg·hm~(-_2)·a~(-1).综合结果表明,化肥、有机肥配施所产生交互效应更有利于棕壤有机碳储量的增加及固碳速率的提高.     

外源NO和水杨酸对盐胁迫下番茄幼苗光合机构的保护作用

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下研究单独和复配施用一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)、水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗叶片气体交换、叶绿素荧光、CO_2响应曲线、光合色素含量和叶黄素循环的影响.结果显示:(1)单独或复配外施SNP、SA均能使受Na Cl胁迫处理的番茄幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v′/F_m′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和叶绿素荧光衰减率(Rfd)不同程度升高,胞间CO2浓度(C_i)、初始荧光(Fo)和PSⅡ非光化学荧光猝灭系数(NPQ)显著降低,其中以SNP和SA复配处理的综合效果最好.(2)NaCl胁迫下,番茄幼苗叶片CO2羧化效率(CE)、Ru BP最大再生速率(J_(max))、RuBisCO及其活化酶活性和最大羧化速率(V_(c max))的下降均能在单独或复配施用SNP、SA的处理下得到有效缓解,并以SNP和SA复配处理更佳.(3)SNP、SA单独或复配处理均能有效抑制NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合色素(Chl a、Chl b和Car)含量、Chl a/b值和叶黄素循环库(V+A+Z)的下降及叶黄素循环脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z)的升高,且以SA和SNP复配处理效果最明显.本研究表明,NaCl胁迫下依赖叶黄素循环的天线热耗散不是外源NO、SA单独或复配处理保护番茄幼苗叶片光合机构的生理机制,对PSⅡ及其初级电子受体醌(QA)下游电子传递通畅性的保护,以及对CO_2同化活性的改善才是外源NO、SA提高番茄幼苗叶片光合功能、增强其耐盐能力的主要原因,其中NO和SA复配处理时具有协同增效作用.     

不同施肥处理对棕壤N2O排放量的影响

采用田间试验研究不同施肥处理对棕壤N2O排放量的影响。结果表明,N2O释放量随着耕层土壤硝态氮含量增加而上升。不同施肥处理对N2O排放量影响不同,低氮处理(N1)排放量(整个玉米生育期按185d计算)为1.18kg·hm-2,高氮处理(N2)为2.39kg·hm-2。随着施氮量的增加,反硝化作用加强,N2O排放量上升,以N2O形式损失加剧。相同施氮水平条件下,随着有机肥施入量的增加土壤N2O排放量上升,其中以高氮高有机肥处理(M2N2)N2O排放量最高,达到了7.05kg·hm-2,占所投入氮肥的2.34%。相同氮素供应水平条件下增施磷、钾肥,也会增加N2O排放量。整个玉米生育时期通过N2O排放损失的肥料占投入氮肥比例为0.99%～2.46%。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180kg·hm2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0～60cm土层硝态氮含量呈现“上升一下降一上升一下降一稳定”的变化趋势,而60～120cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240kg·hm-2和300kg·hm-2处理在60～100cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0～120cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179—209kgN·hm。是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

堆肥处理过程中猪粪有机物的动态变化特征

为了解猪粪堆肥过程中各种有机物的变化特征,并为判断猪粪堆肥腐熟度提供参考指标,进行42d的高温好氧堆肥.结果表明,堆体中的有机质含量呈下降趋势;水溶性有机碳(DOC)含量在第10d达到最大值,之后呈下降趋势;易分解有机质含量呈下降趋势,但在高温开始阶段呈上升趋势;腐殖质含量呈上升趋势.说明堆肥过程中有机物不断向腐殖化方向转化.在研究H/F变化时发现,它与判断堆肥腐熟度常用的化学指标(有机质、DOC)呈一定的相关性,而且与易分解有机质和腐殖质也有较好的相关性.     

城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略

以城市污泥为对象，研究了不同堆肥原料配比对H2S释放的影响．结果表明，在堆肥过程中，尽管从释放H2S浓度的动态变化来看存在一定的波动，但总体趋势是：降温期〉高温期〉升温期．采用堆肥物料上、下分层的处理，堆肥所需时问较短，堆体腐熟时H2S的总释放量也最少；同时，采用大功率风机进行鼓风，堆体释放H2S浓度的最大值降低．因此，在城市污泥的堆肥中，采用堆肥物料上下分层与大功率风机相结合的措施，既可以减少H2S的释放量，又可以缩短堆肥时间，是一种有潜在应用价值的堆肥技术．     

氮对镉胁迫下东南景天根系形态及镉积累的影响

通过水培试验,研究了供氮(尿素)对镉胁迫下两种生态型东南景天根系形态及镉积累的影响.实验结果表明,当供氮水平为4～16 mmol/L时,能明显促进东南景天的根系生长;当供氮水平为32～64 mmol/L时,与对照相比,东南景天的根系长度、根系表面积和根系体积等指标明显受到抑制.不同供氮水平对两种生态型东南景天0＜D≤0.2 mm的根系生长影响最大,而对D＞0.2 mm的根系影响较小.不同供氮水平下,两种生态型东南景天均以0＜D≤0.4 mm的根系为主,其中根系长度、根系表面积和根系体积分别占总根系长度、总根系表面积和总根系体积的66.3%～81.2%、68.5%～80.3%和62.1%～79.8%.氮素对东南景天的镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,镉积累逐渐升高,与根系形态不同的是,镉积累量在供氮水平为32 mmol/L 时达到最大.适当提高营养液氮素用量有利于提高东南景天的各项根系形态指标和镉积累量.