农田土壤中的磷向水体释放的风险评价

通过对比土壤的固磷能力和磷素水平可以评估不同类型土壤中的磷向水体释放的风险。研究表明，磷吸持指数（SI）可以作为土壤最大吸磷量的替代指标来表征土壤的固磷能力。在太湖地区，影响水土界面磷素迁移能力的主要因素是土壤有效磷水平和土壤固磷能力。SI值30左右为一临界值，SI大于此值的土壤对于施磷具有较大的缓冲能力，而SI低于此值的土壤对施磷非常敏感，磷流失风险将随施磷量的增加而呈直线上升趋势。     

土地利用方式及母质对土壤有机碳的影响

运用物理分组方法分别对海南屯昌县花岗岩砖红壤地区天然次生林(白楸(Mallotus paniculatus (Lam.) Muell. Arg.)、岭南山竹子(Garcinia oblongifolia Champ.))土壤(TSF)和人工橡胶RRIM600 (Hevea brasiliensis. Muell. Arg.)林土壤(TR)以及白沙县紫色砂页岩砖红壤地区天然次生林(白楸 (Mallotus paniculatus (Lam.) Muell.Arg.)、岭南山竹子(Garcinia oblongifolia Champ.))土壤(BSF)和人工橡胶RRIM600 (Hevea brasiliensis. Muell. Arg.) 林土壤(BR)0100 cm土层土壤及其物理组分中的有机碳进行了研究,分析利用方式从天然次生林变为人工橡胶林后不同母质砖红壤及其物理组分有机碳含量变化.结果表明: TSF和TR土壤有机碳分别比BSF和BR土壤有机碳含量高.无论是花岗岩砖红壤还是砂页岩砖红壤,土地利用变化使土壤和微团聚体有机碳含量都极显著降低,TSF变为TR后还造成大团聚体以及粘粒和粉粒(Silt & clay)有机碳显著减少,可以看出土地利用变化引起的花岗岩砖红壤退化程度比砂页岩砖红壤大.土地利用变化主要对第一、二层土壤及其物理组分产生影响,且对第一层影响比第二层大.对比研究发现,砂页岩砖红壤Coarse POM和iPOM组分中有机碳稳定性比花岗岩砖红壤相应物理组分强.     

椰纤维生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附

为了研究不同裂解温度制备的椰衣生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能差异及其机理,并为制备高效吸附生物炭提供依据,采用Langmuir和Freundlich模型拟合分析了300、500和700℃3个裂解温度下制备的椰衣生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的等温吸附曲线,使用元素分析仪、Boehm滴定法、扫描电子显微镜等研究了不同温度制备的生物炭的组成与理化性质。结果表明,Langmuir模型和Freundlich模型都能较好地拟合生物炭对这些重金属的吸附,提高生物炭的制备温度可增加其对Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量,同时降低其对As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量;制炭温度升高引起的生物炭C含量、灰分含量、p H、CEC的升高和生物炭表面积增大是导致其对Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量增大的主要原因。而随着制炭温度的上升,O、H元素含量下降引起的碱性官能团的增加,和羟基和酚羟基官能团的减少是生物炭对As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)吸附量下降的主要因素。     

施肥及环境因子对海南热带橡胶林土壤呼吸的影响

以海南热带成熟橡胶林(Hevea brasiliensis)土壤为研究对象,设置了3个实验处理,分别为施用有机肥(T1)、无机肥(T2)和不施肥(CK),通过采用红外气体分析法,结合对实验胶园环境要素的定位观测和人工施肥措施,研究土壤呼吸与环境要素和施肥措施间的关系,试图揭示热带橡胶园土壤呼吸的形成机制与过程机理,为未来精确模拟热带土壤碳循环过程,及实现通过土壤管理措施和环境要素调控来调节橡胶园土壤的CO2排放和土壤碳吸收提供科学依据。研究结果表明,(1)3种处理的橡胶林土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线,最高峰出现在13:00左右,T1、T2和CK值分别为:2.63μmol·m-2·s-1、3.74μmol·m-2·s-1和2.98μmol·m-2·s-1;最低点在凌晨4:00左右,值分别为:0.43μmol·m-2·s-1、0.89μmol·m-2·s-1和0.51μmol·m-2·s-1。(2)在周期变化中,3种处理的橡胶林土壤呼吸速率均随温度升高而加快,与温度的变化趋势同步;土壤呼吸与温度存在显著的指数关系,其中5 cm地温同土壤呼吸相关性最好(0.572R20.737),该结果能较好地解释土壤呼吸的变化。(3)土壤呼吸与土壤水分的相关关系较弱(0.189R20.367),P值没有达到显著水平(P0.05),未表现出明显的规律性。(4)在不同施肥处理的橡胶林土壤呼吸速率变化中,施有机肥处理的土壤呼吸速率最高(2.07μmol·m-2·s-1),其次是施无机肥处理的(1.59μmol·m-2·s-1),最低的是不施肥处理的(1.16μmol·m-2·s-1)。     

多年连栽香蕉园土壤养分与酶活性变化

以海南乐东和澄迈两个种植区香蕉园为例,通过采取不同种植年限(0 a,1 a,5 a,10 a和15 a)香蕉园土壤,研究了连栽香蕉园土壤养分与酶活性的变化.结果表明:1)澄迈种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈现先降后升的趋势,而乐东种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量则呈下降趋势;2)两种植区土壤全磷、速效磷和速效钾含量随种植年限的延长而增加,呈现强烈的富集作用;3)澄迈种植区土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈现先降后升的趋势,与土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;而乐东种植区土壤过氧化氢酶活性与有机质、全氮和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;4)连栽香蕉园土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮、全磷和碱解氮含量极显著相关;过氧化氢酶活性则与有机质、全氮和碱解氮含量显著或极显著相关,可见,这两种酶可以做为香蕉园土壤肥力的敏感性指标.     

热带滨海区不同土地利用背景下土壤溶解性有机氮的组成与粒径分布特征

溶解态有机氮(DON)是土壤中活跃的氮库,其生态环境行为与它的化学组成和粒径分布密切相关。为评估热带滨海区不同土地利用方式对不同粒径中土壤溶解性有机氮组成特征的影响,从水稻田、橡胶园、菜园和果园采集土壤样品,通过一系列微滤和超滤(0.7,0.45,0.2,0.1μm,100,10,1 kDa)对土壤溶解性有机氮分级,并使用连续流动分析仪、三维荧光光谱和红外光谱研究了滤液中溶解态有机氮、无机氮的含量及荧光组分和有机官能团特征。结果表明,4种土地利用背景下土壤DON值的范围为5.25-10.88 mg·kg^-1,其大小顺序为水稻>菜园>果树>橡胶,且DON与溶解性总氮(DTN)的比值范围为26.08%-67.11%,其中橡胶土最高,水稻土最低;不同粒径下4种土地利用类型土壤DON主要集中在<100 kDa的粒径中,其值范围为4.85-9.48 mg·kg^-1,占全量的85.89%-92.41%。三维荧光光谱(3D-EEMs)及平行因子分析表明,4种土地利用背景下土壤DON含有两种类腐殖质组分及一种类蛋白质组分,且以类腐殖质组分为主,占比54.00%-77.67%;类蛋白组分对土地利用变化敏感,且随着粒径的减小,类蛋白组分占比增加,在<1 kDa组分中比例最高。红外光谱结果表明,4种土地利用背景下土壤DON主要在6个位置有相似的吸收峰,包含3410 cm^-1、1636 cm^-1、1402 cm^-1、1138-1035 cm^-1、673 cm^-1、602 cm^-1,不同土地利用背景下各吸收峰的透光度不同,强度最大的吸收来自游离的胺类N-H伸缩振动;水稻、菜园土壤DON芳香物质含量较高,结构较复杂。了解DON的组成与粒径分布对土地利用的响应,对进一步研究其生态环境行为具有重要意义。     

不同利用方式下农田土壤对磷的吸持与解吸特征

不同利用方式下农田土壤水土界面磷的迁移能力有较大的差别.模拟实验结果表明,太湖地区水稻土在旱作时土壤固磷能力低于旱地土壤,但由于其土壤磷素水平较后者低,在一定条件下磷由固相转入液相被淋溶或随径流流失的风险要低于旱地土壤.水稻土在淹水还原条件下比旱作时固磷能力有了较大幅度的提高,土壤中的磷向溶液中的释放量总体上较淹水前减少,这是因为在还原条件下形成的无定形Fe³⁺-Fe²⁺混合氢氧化物具有巨大的表面积和很强的吸持能力,增强了对磷的固定.     

有机肥对铅在土壤中形态分配的影响

为了解铅污染商品有机肥对培养土壤中铅形态的影响以及低铅含量有机肥对外源铅污染土壤中铅形态分配的影响,在海南采集了4种商品有机肥样品,进行有机肥与土壤铅污染的老化培养实验.结果表明,原土壤中重金属铅主要以交换态(33.43%)和残渣态(30.03%)存在,随着海藻有机肥(HK01)和羊粪有机肥(DF01)施肥量的增加,处理土壤中交换态铅的比例显著降低(P0.05),有机结合态从9.56%提高到22.05%.外源铅(250 mg·kg-1)污染土壤中以交换态(36.21%)、铁锰态(27.03%)和碳酸盐结合态铅(23.54%)为主;随着有机肥料添加量的增大,格瑞龙有机肥处理后,污染土壤中的交换态铅的比例有所下降,添加量为10%时比例最低为27.80%;有机结合态和残渣态铅的比例上升,在20%时比例最大为13.68%、13.35%.鱼蛋白豆粕有机肥处理的土壤中交换态铅和碳酸盐结合态铅比例下降,在添加量为20%时比例分别降低到11.75%和11.89%,铁锰氧化物结合态铅变化不显著;铅主要转入有机结合态铅和残渣态,平均增长比例分别为8.42%、3.03%.施用有机肥经过足够长时间的老化均会使土壤中的有效性高的铅转化成稳定态的铅,因此有机肥对铅污染的土壤的修复作用较大.但是由于重金属铅的移动性差,会累积在土壤表层,施用有机肥前还是要经过检测,选用相对安全的有机肥改良土壤.