SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦吸收Se的影响

在温室中用砂培和水培方法种植紫花苜蓿和大麦,以此来研究SO_4~(2-)和SE(Ⅵ)对作物吸收Se的影响以及SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)之间的相互作用。试验结果证明,紫花苜蓿和大麦体内都能累积Se(Ⅵ)并达到危害人类和动物健康的水平。Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦的干物质量都有不利的影响。当溶液含Se(Ⅵ)量超过0.1mg L~(-1)时,两者的干物质量减少25％—35％,含Se(Ⅵ)量超过lmg L~(-1)时,作物减产50％以上。SO_4~(2-)对植物吸收Se(Ⅵ)有明显的拮抗作用,能减少植物对Se(Ⅵ)的吸收,溶液中含SO_4~(2-)量超过2dS m~(-1),植物吸收Se(Ⅵ)减少99％,这是因为Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)有相似的化学和物理性质,植物吸收Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)的机理是极相似的。因此,当SO_4~(2-)在根的吸收基上成为主要离子时,植物组织中含Se(Ⅵ)量就会大大减少。含Se(Ⅵ)量较高的井水或农业排水是否可以用于灌溉,主要取决于水中的SO_4~(2-)含量。     

溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO4^2—的影响

本文研究了溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO_4~(2-)的影响。实验结果表明,溶液pH降低,红壤吸附SO_4~(2-)的量增加;溶液中金属离子种类不同,红壤吸附SO_4~(2-)的量差异很大。其次序为Al~(3+)>Zn~(2+)>Na~+。实验结果也表明,当溶液中有Al~(3+)Zn~(2+)离子存在时吸附的SO_4~(2-)较有Na~+离子存在时吸附SO_4~(2-)难被水解吸下来。     

耕作方式对早稻-再生稻稻田氨挥发的影响

为比较不同耕作方式下早稻-再生稻稻田的氨挥发排放差异,采用随机区组设计,以中稻品种丰两优香1号为材料,按冬前是否翻耕和插秧前旋耕情况,设置4种耕作方式:翻耕一次旋耕一次(T1)、翻耕一次旋耕两次(T2)、不翻耕旋耕两次(T3)和不翻耕旋耕3次(T4),观察4种耕作方式下土壤氨挥发、田面水NH_4~+-N变化及产量,以期为早稻-再生稻稻田有效降低氨挥发提供理论依据。结果表明,2019年水稻各生育期不同处理的氨挥发累积量分别占施氮量的6.6%—18.8%、5.6%—13.7%、9.5%—25.2%和7.9%—21.9%,其早稻和再生稻各处理氨挥发排放强度均达到显著水平,各处理氨挥发通量、累积量及排放强度大小均为T3T4T1T2;耕作方式既影响氨挥发又影响早稻产量,不同耕作处理下水稻产量均呈现T2T1T4T3的趋势,即氨挥发与水稻产量呈现此消彼长的关系,T2的氨挥发损失最小而产量最高,主要原因是该耕作方式通过改善土壤结构减少了氮素损失。以上分析表明,翻耕一次旋耕两次(T2)可减少氨挥发排放,促进水稻生长发育,有利于提高水稻产量,是值得推荐采用的适宜早稻-再生稻生产的耕作方式。     

喀斯特小流域石灰土硫形态和硫酸盐还原菌分布特征

用土壤硫形态连续提取和微生物学方法分析了石灰土中总硫、SO_4~(2-)、总还原态硫(TRIS)、有机硫含量以及硫酸盐还原菌(SRB)类群和数量,目的是阐明西南酸沉降地区土壤中硫化物积累和SRB的分布特征。有机硫是主要的硫形态,SO_4~(2-)是主要的无机硫形态。石灰土中检出脱硫叶菌属和脱硫弧菌属-脱硫微菌属类群。石灰土剖面中SRB数量与TRIS含量增大的深度对应SO_4~(2-)-S含量降低的深度,指示石灰土中存在SO_4~(2-)异化还原反应。石灰土较高pH值和较低的黏粒含量不利于SO_4~(2-)吸附,生物滞留后剩余SO_4~(2-)主要通过淋溶迁移出石灰土剖面。有机硫是石灰土中大气酸沉降输入SO_4~(2-)的主要硫滞留方式,在硫沉降输入通量显著降低后,石灰土中有机硫矿化在较长时期内可能导致大量SO_4~(2-)输入流域水体,与SO_4~(2-)淋溶输出有关的流域土壤和水体物理化学组成变化应予以关注。     

含硫及含氯化肥对作物生长发育的影响与农田生态学效应

本文对水田阳离子肥料长期定位试验进行了观察和总结．研究表明，湘南水田长期施用含硫及含氯化肥对水稻生长的影响随年度和季节变化：ＳＯ肥料促进早稻返青和晚稻营养生长，Ｃｌ肥料提高晚稻经济产量．从１９８２年到１９９０年，水稻稻谷年产量随气候变化有两次明显的波降周期，并且九年间，两类阴离子肥料处理的水稻年均总干物质生产量相等，绿肥生长也无显著不同．然而，长年施用含硫及含氯化肥的小区具有明显的土壤生态学差异．     

降温期灌水和叶面喷施磷酸二氢钾对早稻产量的影响

为筛选灌水和叶面喷施磷酸二氢钾的最佳方案,防御降温对早稻的伤害,以杂交早稻‘淦鑫203’为材料进行分期播种,于2014-2015年气温下降期,开展灌水3-4 cm水层、8-10 cm水层、8-10 cm水层夜灌日排(分别记为T1、T2、T3)和叶面喷施0.1%、0.3%、0.5%浓度的磷酸二氢钾(KH_2PO_4)(分别记为T4、T5、T6)的试验处理,以稻田0-1 cm水层为对照,研究不同处理对早稻产量构成的影响.结果表明,降温期灌水和叶面喷施KH_2PO_4提高了早稻的叶绿素含量(SPAD值)、光合速率和产量.分蘖期灌水提高了有效穗数、穗粒数和结实率进而增加产量,穗分化期灌水通过提高穗粒数和结实率而增产,而穗分化期叶面喷施KH_2PO_4则提高了穗粒数、结实率和千粒重进而增产.早稻灌水增产效果排序为T3, T2 T1 CK,叶面喷施KH_2PO_4为T5 T6 T4 CK.本研究表明,降温期采取灌水(8-10 cm水层)和喷施0.3%浓度的KH_2PO_4技术措施可减少水稻6%的产量损失,有效防御降温伤害.     

土壤对SO_4~(2-)的吸附-解吸特征

研究区两类主要农业土壤在实验温度和吸附平衡液浓度相同时,酸性淋溶土(红壤、黄红壤)SO_4~(2-)吸附量均高于近中性水成土 (水稻土、潮土),与土壤游离Fe,Al含最呈显著正相关,吸附过程均符合Freundlich和Ternkin方程描述规律:低温(10℃)时吸附量均高于常温 (25℃),表明吸附系放热反应,有利于冬,春酸雨频仍季节土壤对SO_4~(2-)的固定,研究表明土壤吸附过程由快速反应(0—4h)和慢速反应(4—48h)两部份组成,且符合反映吸附机制较复杂的多级动力学反应规律,0.01mol/l Ca(NO_3)_2和1.0mol/l NaCl对土壤吸附态SO_4~(2-)的解吸率较高,表明SO_4~(2-)主要被土壤吸附于带正电荷的氧化物胶体表面,离子交换可逆吸附机制似占较大优势。     

水稻产量对双季稻-不同冬绿肥轮作及环境的响应

双季稻和冬季绿肥轮作体系是实现南方稻区水稻高产、稳产可持续发展的重要措施。为探讨水稻产量对双季稻-不同冬季绿肥轮作及环境的响应特征,以开始于1982年的双季稻-不同冬季绿肥(稻-稻-紫云英,R-R-MV;稻-稻-油菜,R-R-RP;稻-稻-黑麦草,R-R-RG;稻-稻-冬闲,R-R-WF)的长期定位试验为平台,采用产量变异系数(CV)、产量可持续指数(SYI)及AMMI模型对影响双季稻稻谷总产量稳定性的双季稻-不同冬季绿肥轮作、环境和二者互作进行分析,研究稻谷产量对长期双季稻-不同冬季绿肥轮作的响应特征。结果表明:双季稻-不同绿肥轮作稻谷产量变异系数随试验时间延长逐渐降低,与其他绿肥轮作模式相比,稻-稻-紫云英轮作能够减小产量变异系数。早稻和晚稻均以稻-稻-紫云英处理的SYI值最高,分别为0.58和0.59。双季稻-不同绿肥轮作与年际间环境的互作(F×E)平方和占总平方和的2.3%,达到了显著差异(P=0.012 5)。双季稻-不同绿肥轮作方式和交互作用对水稻产量的影响相对较小,影响水稻产量变化的主要因素是年际气候因子变化,稻-稻-紫云英轮作更能积极适应气候因子的变化。综合以上分析结果,认为稻-稻-紫云英轮作是该区域双季稻高产和稳产的理想轮作制度。     

固体吸收管携带式采样-离子色谱法测定大气中SO_2和NO_2

本文用简单的携带式采样技术、用浸渍三乙醇胺的分子筛13X装填的固体吸收剂采样管采样、用淋洗液(0.003M NaHCO_3/0.0024M Na_2CO_3)把定量吸附在分子筛上的NO_2和SO_2提取出来。提取液为含NO_2~-、NO_3~-、SO_3~(2-)和SO_4~(2-)的混合液,加入过氧化氢把SO_3~(2-)氧化成SO_4~(2-),继用离子色谱法测定NO_2~-、NO_3~-和SO_4~(2-),以NO_2~-和NO_3~-的离子浓度之和换算出样品中的NO_2浓度。文中讨论了固体吸附剂的制备、影响固体吸附剂吸收效率的因素、固体吸收管的吸收容量以及吸收剂的稳定时间,并与几种液体吸收剂作了对照。     

湘南红壤对NO_3~-和SO_4~(2-)的吸附机理研究

本文研究了湘南第四纪红粘土发育的红壤对NO_3和SO_4~(2-)的吸附等温线。结果表明红壤对NO_3~-的吸附在浓度低时为负吸附,浓度高时为正吸附,吸附机理为非专性吸附,红壤对SO_4~(2-)的吸附等温式以Freundlich方程最好,在达到最大吸量(X_m)之前,SO_4~(2-)以置换羟基(—OH)的配位吸附为主;而在达到最大吸附量以后,以非专性物理吸附为主。     

含硫及含氯化肥对湘南水田土壤酸度和养分有效性的影响

1990年5—11月,在湖南祁阳中国农科院红壤实验站水稻田布置田间试验,研究结果证实,在早稻和晚稻生长期间,与含氯化肥相比,施含硫化肥更能降低土壤pH而使土壤酸化,因而在南方水田施用含硫化肥时,必须和石灰及生理碱性肥相配合。同时,施含硫化肥能提高土壤有效性磷和钾的含量,增强土壤保肥与供肥能力。对大田水样中养分离子监测的结果表明,施含硫化肥减少钾离子的淋失;而施含氯化肥则减少硝态氮的淋溶,提高水田氮肥的利用率。     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

作物地上部氨排放及对大气氮沉降的吸收

为研究作物地上部分氨排放以及对大气氮沉淀的吸收情况,以水稻(Oryza saliva L.)品种武运粳7号和小麦(Triticumaestivum L.)品种扬麦15为例.在盆栽条件下,利用~15N同位素示踪技术,采用探索性的研究方法,初步分析了水稻成熟期植株NH_3排放和小麦植株直接吸收的大气沉降氮.结果表明,土培的水稻品种武运粳7号地上部植株成熟期排放氨氮(NH_3-N)量约占当季总施氮(N)量的(0.50±0.21)%;收获后水稻植株不同部位~(15)N丰度值以根部最高,茎叶次之,籽粒最低,这与植株体内养分的运移顺序变化一致;贫化~(15)N小麦砂培试验测定的包括植株直接吸收在内的大气氮沉降数量为N(14.8±4.3)kg·hm~(-2),低于国外类似方法以其它作物作为研究对象的测定结果.     

湘南水稻田施用硝态氮肥的效应与施肥技术研究

水田施用硝态氮肥长期以来被人们视为禁区．我们于１９８９—１９９０年在中国农业科学院红壤实验站连续两年的田间试验结果表明：和铵态氮（氯化铵）肥相比，水田施用硝态氮肥有利于早稻幼苗期的生长和发育，并促进早稻和晚稻的生殖生长，还增强水稻抵抗病虫害和干热风的能力，尤其是抗稻纵卷叶螟和纹枯病的效果显著．试验证实，硝态氮一次性作基肥施用的效应不如铵态氮，而分次浅施的产量最高。     

黄河下游地区河水主要离子和锶同位素的地球化学特征

对黄河下游地区河水主要阴阳离子、锶元素及其同位素组成进行了分析.结果发现其水化学组成主要以Ca~(2+),Na~+,HCO_3~-和SO_4~(2-)离子为主,分别占阴阳离子组成的75%以上.干流与支流间在化学组成上存在显著差异,黄河干流的SO_4~(2-),NO_3~-和Cl~-具有共同的来源,而支流河水中的SO_4~(2-),NO_3~-和Cl~-来源不同.黄河下游具有较高的锶含量及较低的锶同位素组成,锶含量变化范围在0.0429 mg·l~(-1)-0.936mg·l~(-1)之间,平均含量为0.394 mg·l~(-1),锶同位素组成变化范围在0.70986-0.71139之间,平均值为0.71118,其中黄河人海口的锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr=0.70986)与现代海水锶同位素比值(0.70916)相近,表明其锶同位素组成受海水作用影响较大.对主要元素、微量元素锶及其同位素组成分析研究发现,黄河下游地区河水锶同位素组成主要源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,而人类活动的影响相对较小.由锶同位素平衡方程计算得出,黄河下游地区河水锶同位素组成由大气降水和岩石风化作用混合而成,其中大气降水对黄河下游地区~(87)Sr/~(86)Sr的贡献率约为30%,而岩石风化对其贡献率约为70%.     

长期施肥对太湖地区水稻土磷素转化的影响

对江苏常熟生态站长期施肥条件下的水稻土进行了磷素转化的研究.结果表明,不同施肥处理的土壤全磷(T-P)含量为926~934mgkg-1,只有对照(CK)比本底值下降0.49%,其它施肥处理的T-P含量都比本底值增加14.24%~28.0%,增幅最大的是半数秸秆 磷肥(1/2OM NPK)处理(28.0%),增幅最小的是NPK(氮磷钾)处理(14.24%).增幅最大的1/2OM NPK处理的T-P含量比CK增加28.0%,年平均增加2.9%;增幅最小的NPK处理的T-P含量比CK增加14.8%,年平均增加1.5%.有机磷(Po)占全磷(T-P)的比值小于无机磷(Pi)占全磷的比值,即:Po/T-P(15%~23%)O-P(143~101)>Fe-P(103~54)>Al-P(65~29)>Ca8-P(45~18)>Ca2-P(22~3);1/2OM NPK处理能增加水稻田土壤中的Al-P和Fe-P含量,而施用NPK肥有利于水稻对Al-P和Fe-P的吸收,因为NPK处理的土壤中Al-P和Fe-P含量只比CK大而比其它处理低;施磷肥会增加水稻土中O-P的含量.图3表3参23     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明:太湖北部流域水体中的TDS平均值为355.74mg·L-1,变化范围为276.08～681.54mg·L-1,其中Ca2+和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46.2%和48.9%;其次是Na+和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35.9%和27.5%。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3--Ca2+-Na+型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论:其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发-结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论:NO3-、SO42-、K+、Ca2+和Mg2+的相关性较强,与Cl-也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量(平均值为14.74mg·L-1)反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与SO42-的相关性达到0.83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。     

冰晶中双氧水的UV光解

本文采用253.7 nm的紫外灯光解冰晶中的双氧水,研究其光解率随光照时间和温度的变化.以及Cl~-,SO_4~(2-)和CO_3~(2-)对其降解的影响,结果表明,相同条件下三种离子对其影响大小依次为:Cl~->SO_4~(2-)>CO_3~(2-).对比冰晶和水溶液中双氧水的光解,冰晶中双氧水的光解速率低于水溶液中双氧水的光解速率.紫外-可见光谱(UV-vis)分析其光解产物,没有发现新的物质生成.由此可以认为,冰晶中双氧水主要在冰晶笼子中进行反应,少部分在类似液体层(QLL)中降解.     

控制稻田甲烷排放的农业技术选择

本文探讨了通过农业技术措施，控制稻田甲烷排放以及减少甲烷排放的潜力。试验结果表明：（１）用沼渣代替农家肥堆肥作基肥时，４种沼渣基肥处理中，有３种处理稻田甲烷排放通量比施农家肥的处理减少２４～６２％，比单纯施化肥处理减少１１～５６％；１种沼渣（马粪）由于腐熟度不够，其处理甲烷减排效果不明显；（２）改换氮肥的施用种类。以硝铵、硫铵代替尿素作追肥，甲烷排放通量分别减少２６％和４６％；（３）稻田的科学灌溉技术，从水用分蘖到抽穗期间，间歇落干，可以明显减少甲烷排放，而对产量无影响；（４）水稻半旱式栽培技术，也可明显抑制稻田甲烷排放。