芦苇人工湿地对农村生活污水磷素的去除及途径

构建了芦苇(Phragmites australis)水平潜流人工湿地处理农村生活污水中的磷素,考察了湿地除磷效果以及地上植物吸磷量。结果表明,人工湿地对磷素的去除随水力停留时间的延长而增加,停留时间大于5.3 d时,芦苇湿地除磷效率可以高于88%。湿地进水TP负荷与磷去除速率之间有较好的线性关系(R2>0.91)。湿地植物在11月份收割时,地上生物量为1.65 kg.m-2,芦苇地上部分吸收磷量为3.68 g.m-2.a-1。分析了湿地除磷途径,在试验条件下,湿地填料的吸附和沉淀等作用是水平潜流人工湿地除磷的主要途径,植物吸收仅占湿地总磷去除量的9.1%,但是湿地水生植物是人工湿地重要组成部分,可以通过影响湿地的其他条件间接影响湿地除磷效果。试验证明,人工湿地是适用于农村地区的优良的污水处理技术。     

大田条件下不同钝化剂对空心菜吸收镉的影响及机理

通过大田试验,研究4种钝化剂（赤泥、海泡石、钙镁磷肥和磷矿粉）对两茬空心菜（Ipomoea aquatica Forsk.）生长和镉吸收的影响。钝化剂施用量为：赤泥（0.5%和1.0%）、海泡石（0.3%和0.5%）、磷矿粉（450和900 kg.hm-2）、钙镁磷肥（450和900 kg.hm-2）。结果表明,各钝化剂均能显著降低土壤有效态镉质量分数,钝化能力大小表现为海泡石〉赤泥〉钙镁磷肥〉磷矿粉;钝化剂提高了空心菜地上部生物量,第1茬时（50 d）,施用高量赤泥、低量海泡石和高量钙镁磷肥处理生物量增加最为明显,地上部分别增加78.7%、75.2%和76.6%。第2茬（80 d）,高量赤泥与高量磷矿粉处理增加最高,地上部分别增加24.6%和34.5%。钝化剂对空心菜镉吸收影响不同,第1茬时对根系和地上部分别起促进和抑制作用,施用高量赤泥和高量海泡石最能抑制地上部镉累积,镉质量分数分别降低27.3%和23.2%。第2茬时,除海泡石外,钝化剂均显著抑制了根系和地上部的镉吸收,高量磷矿粉和赤泥效果最佳。总体来看,赤泥是保障农产品安全的最佳钝化材料,海泡石效果最差。     

铝矿赤泥强化聚合氯化铝混凝除磷试验研究

对聚合氯化铝(PAC)投加赤泥前后的除磷效果及絮体进行了研究.结果表明,赤泥对PO3-4有吸附作用;投加一定量赤泥,提高了实验室模拟废水和实际污水中磷的去除率;与单用PAC相比,赤泥的加入增强了絮体的持磷性,增加了絮体的密实度,缩小了底泥的体积,强化了PAC的除磷性能.     

沼液化肥配施对旱地红壤花生养分吸收分配和产量的影响

为明确最佳沼液化肥配施比例下旱地红壤花生产量、各生育期生物量积累变化规律及其对氮、磷养分吸收的规律,通过田间定位试验研究了相同N-P2O5-K2O(120-90-135 kg·hm-2)施用量条件下,不同沼液还田量(以总氮计)对花生各生育期生物量积累,氮、磷养分吸收以及产量的影响。结果表明,沼液还田处理产量较不施肥和单施化肥分别显著增加44.50%~55.70%和10.80%~19.40%,当沼液还田比例(以总氮计)达30%时产量最高,为3 588 kg·hm-2。相关分析发现沼液还田量(以总氮计,x)与花生产量(y)呈极显著相关,回归方程为y=-1.136 5x2+59.112x+2 988.3(R2=0.98,P0.01)。当沼液还田比例(以总氮计)达30%时,开花期、结荚期和收获期生物量积累较其他处理分别增加7.29%~56.69%、11.24%~100.44%和9.33%~62.17%;氮积累量分别增加16.58%~77.53%、4.99%~113.74%和1.81%~58.58%;磷积累量分别增加4.99%~113.74%、3.06%~127.18%和12.56%~62.17%。同时,该处理收获期籽粒中全氮、全磷积累量占总生物量总氮、总磷积累量的比例较其他处理分别提高3.27%~23.89%和2.72%~19.34%。可见,沼液还田比例(以总氮计)达30%时,一方面提高了开花期、结荚期和收获期植株对土壤中速效氮、磷的吸收,另一方面促进了收获期植株所吸收氮、磷向籽粒中的转移。因此,30%的沼液还田比例(以总氮计)显著提高了花生产量、各生育期生物量积累和植株对土壤中氮、磷的吸收利用,适宜在旱地红壤花生产区推广。     

镉污染土壤对潜在能源植物生长的影响

利用重金属污染土壤种植能源植物是一种同时解决环境问题和能源问题的新理念,但目前相关研究成果并不多。通过盆栽试验研究人工镉污染土壤中象草Pennisetumpurpureum和亚香茅Cymbopogonnardus两种植物植株的生长状况和两种植物对土壤镉的吸收和富集能力。结果表明,当外源可溶性镉加入到土壤后,其主要是以生物有效性较高的状态存在。土壤镉对象草和亚香茅生长的影响作用有很大的不同,亚香茅比象草具有更强的镉耐受力,其生物量受镉污染影响小。两种植物植株镉含量均随土壤镉添加量的增加而增加。除高镉处理象草外,植物地下部分含镉量比地上部分高很多。高镉处理象草地下部分含镉量比地上部分低的现象可能反映出根系已积累了太多的镉,因而加速了向地上部的转移,从而加剧了植物中毒的程度。赤泥添加剂具有降低土壤酸度,减少植物对镉的吸收和增加象草和亚香茅生物量的作用。     

三江平原农田源头排水沟渠截留排水中氮素动态

通过小尺度野外原位试验,研究排水沟渠水体、底泥和植物中氮含量的变化规律.结果表明,随水体停留时间增加,沟渠对水体氮素的净化能力增强,认为停留8d左右较适宜.沟渠对NH4-N的截留率大于TN和NO3--N.渠水停留11d时,4条试验沟渠[氮浓度高、磷浓度低(NHPL),氮浓度高、磷浓度高(NHPH),氮浓度低、磷浓度低(NLPL),氮浓度低、磷浓度高(NLPH)]对NH4+-N的截留率均达100％,对NO3--N的截留率分别为84.63％、84.35％、75.67％和76.14％,对TN的截留率分别为88.02％、89.89％、90.88％和88.53％.试验结束时沟渠表层(0～15 cm)底泥氮含量降低,植物氮累积量远大于进水TN总量,说明植物生长同时吸收了水体、土壤和底泥中的氮,建议在秋季适时收割植物,以避免植物分解导致二次污染.     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

磷、砷双重胁迫对不同耐低磷水稻苗期生长及磷、砷吸收的影响

以1个耐低磷和1个低磷敏感水稻为材料,通过土培试验研究磷、砷双重胁迫对水稻苗期生物学特性及磷、砷吸收的影响,并比较不同品种之间的差异.结果表明,相同磷水平下,外加砷浓度为小于25 mg/kg时,水稻的生物量、叶宽、株高、SPAD值及磷吸收量均随砷浓度的增加而增加,当砷浓度达到50 mg/kg时开始下降,两个品种表现相同趋势.说明少量砷可以刺激水稻生长,促进磷的吸收,砷用量过多则抑制水稻的生长及磷的吸收.相同砷水平下,水稻生物学性状及磷、砷吸收量随磷用量的增加而增加,两个品种亦表现相同趋势.说明适当施磷肥可以缓解砷对水稻生长的抑制作用.上述结果表明,低浓度的磷、砷具有协同效应,高浓度的磷、砷表现拮抗作用.此外,相同磷、砷水平下,供试耐低磷水稻的生物学性状及其相对值较低磷敏感水稻大;但相对磷吸收量(除磷处理为150 mg/kg外)比低磷敏感水稻小,而砷吸收量及其相对值均比低磷敏感水稻多,这可能与二者的磷营养特性及水稻对磷和砷的竞争吸收有关.图7表1参19     

不同钝化材料对红壤中铜有效性的影响及机理

选取3种钝化材料（赤泥、硼泥、钙镁磷肥）,通过盆栽试验,观测了在不同铜污染水平红壤上,3种钝化材料对小油菜（Brassica campestris,L var Conmunis）吸收铜的影响。结果表明：在铜污染红壤上,3种钝化材料降低土壤EDTA提取态铜含量的效果显著。其中,在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、硼泥处理降低效果最为明显,较污染对照降低了41.48%、44.44%。在低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥处理降低效果最为明显,较对照处理降低了35.83%。施用3种钝化材料均能促进小油菜生长,增加小油菜的生物量,降低小油菜对铜的吸收量。其中,低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、高量硼泥与硼泥-赤泥联合施用处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低82.64%,72.71%,85.14%;在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥与硼泥、赤泥联合施用处理降低小油菜铜含量的效果最为明显,小油菜铜含量分别为36.37,36.32 mg.kg^-1。结果表明,用量为45 000 kg.hm^-2的赤泥是最佳的功能钝化材料。     

厌氧-好氧生物除磷影响因素的控制

采用厌氧-好氧生物除磷工艺,研究了两个关键因子--化学需氧量与磷的比值和污泥负荷对系统除磷效果的影响及其控制.结果表明,原污水中化学需氧量与磷的比值越高,厌氧放磷越多,越有利于除磷;厌氧放磷与厌氧吸收碳源呈正相关;并且,进水化学需氧量与磷的比值的变化对整个系统碳源污染物的去除效果不会产生明显的影响.试验发现,厌氧条件下聚磷菌贮存碳源的多寡并不完全依赖于高能磷酸键水解提供的能量,原污水中化学需氧量越多,越有利于厌氧碳源的贮存.若要达到好的除磷效果,系统的污泥负荷必须控制在0.21～0.5 kg/(kg·d)之间,且污泥负荷越高,除磷效果越佳.     

一株高效解磷细菌的紫外诱变选育及其在红壤稻田施用效果

红壤对磷有强大吸附固定力,磷肥易被土壤中活性铁、铝固定而使有效态磷转化为各种形态的非有效磷,从而大大降低磷肥的利用率。解磷菌能使土壤中难溶性或不溶性的磷转化为易于被植物吸收利用的磷。通过对江西鹰潭红壤分离筛选并经过紫外诱变获得一株性状稳定的高效解磷细菌Y8。经鉴定,菌株Y8为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）。通过与生产中应用的徐州华龙高效复合菌肥厂的解磷细菌X3相比,菌株Y8降解有机磷、溶解Ca3（PO4）2的能力均比较高,分别为155.3mg·L^-1和240.1mg·L^-1。研究各种理化因子对菌株Y8解磷能力的影响,确定了菌株Y8的最佳培养条件为葡萄糖20g·L^-1、NH4（SO4）21.5g·L^-1、pH7.0、温度为35℃,在该条件下菌株Y8溶解Ca3（PO4）2的量为295.6mg·L^-1。在江西鹰潭红壤稻田的施用试验表明,将菌株Y8制成微生物菌剂施用于水稻田可起到减施化肥的作用。     

芦芽山土壤有机碳和全氮沿海拔梯度变化规律

研究不同海拔梯度和坡向的土壤碳氮分布,能在较小的空间尺度上反映不同气候状况下土壤碳氮分布规律,揭示多个互相关联的环境因子对土壤碳氮分布规律的综合影响。对山西省北部芦芽山芦芽山沿海拔梯度土壤有机碳和全氮含量的变化规律进行了分析。自海拔1703.1 m至2756.3 m每上升约50 m设置一个样带（共计21块）,每样带内布设30 m＆#215;30 m样地3个,每个样地内“S”形布点,分3层（0~10、10~25、25~40 cm）钻取土样。结果表明,在研究海拔范围内土壤垂直剖面自表层向下有机碳质量分数分别为（35.71±13.32）、（29.18±12.85）和（26.39±12.74） g＆#183; kg-1,全氮质量分数分别为（2.83±0.93）、（2.38±0.84）和（2.12±0.80） g＆#183; kg-1。土壤有机碳和全氮含量的分布特征均表现为随海拔升高而增加的趋势,与海拔呈极显著的线性正相关。土壤有机碳含量与海拔线性模型的回归系数在10~25 cm土层最大,而全氮与海拔线性模型的回归系数随土层深度增加而递减。土壤有机碳含量最高值出现在较高海拔处寒温性针叶林下,而土壤全氮含量最高值出现在最高海拔的亚高山草甸。碳氮含量的剖面分布呈现为表层（0~10 cm）最高,随深度下降而递减。研究区土壤C/N值介于5~19,最小值为海拔最高（2756.3 m）的亚高山草甸,而最大值为较高海拔分布的寒温性针叶林（2332.6 m）,沿海拔梯度表现呈“Λ”型的变化趋势。     

西南喀斯特典型土壤在不同植被类型下的土壤呼吸特征

为了研究喀斯特地区不同植被类型覆盖下的典型土壤呼吸变化规律,采取野外原位观测的方法,监测了2种典型植被类型（林地和灌草地）下的红壤、棕色石灰土、黑色石灰土在不同时刻的土壤呼吸过程。通过对土壤呼吸的日变化、季节变化和在旱季、雨季的差异的分析,探讨了喀斯特典型土壤的土壤呼吸规律。结果表明,3种土壤不同植被呼吸速率相比,旱季红壤和棕色石灰土的土壤呼吸速率均有：林地〉灌草地（P〈0.05）,黑色石灰土的土壤呼吸速率有：灌草地〉林地（P〈0.05）;雨季为红壤：灌草地〉林地（P〈0.05）,石灰土：林地〉灌草地（P〈0.05）。灌草地土壤呼吸速率对温度湿度的响应比林地敏感。西南喀斯特地区土壤呼吸特征的变化因植被类型不同而存在差异。不同的植被覆盖状况会影响到土壤呼吸对不同土壤类型的敏感程度。     

不同绿地土壤磷水平对麦冬叶养分的影响

对合肥环城公园不同地段绿地土壤及地被植物麦冬叶片的氮磷含量进行了调查分析。结果表明土壤全氮含量平均为1.36 g/kg、全磷为1451.89 mg/kg、有效磷为84.57 mg/kg;麦冬叶的氮磷含量平均值分别为17.25 g/kg和2.83 g/kg,氮磷比为6.33。叶片氮磷比与土壤全磷、有效磷含量呈显著负相关,而与土壤氮含量没有显著相关性。基于叶片氮磷计量关系,调查区植物生长明显受到氮限制。     

低磷胁迫下大麦磷高效基因型的筛选

为获得大麦（Hordeumv ulgare Linn.）磷高效育种的材料,分别在土壤有效磷质量分数为1.32和36.6mg·kg-1的条件下,对180个大麦品种进行磷高效材料的筛选和鉴定研究。结果发现,不同品种中磷高效差异很大;中国大麦茎干重和地上重极显著高于美国大麦（P=0.000）;裸大麦（H.vulgare var.nudum）有效穗、分蘖数和茎干重极显著高于皮大麦（H.oldeum vulgateL.）;多棱大麦（Hordeum vulgareL.）分蘖数、茎干重和地上干重极显著高于二棱大麦（Hordeum distichon L.）。磷效率用耐低磷力和品种适应性来描述,用籽粒产量计算耐低磷力,云啤1号（122.3%,231.43%）、Z050P004Q（109.81%,214.40%）和YS500（101.08%,566.14%）等是供试样品中磷高效较高的品种。该实验结果为云南地区进一步选育磷高效的大麦品种提供了材料。     

Assessment of contamination by percolation of septic tank effluent through natural and amended soils

Fly ash has been found to be a potential material for the treatment of municipal and industrial wastewater, and may be useful in the treatment of septic tank effluent. Laboratory columns (30 cm) were used to determine the sorption capacity and hydraulic properties of lagoon fly ash, loamy sand, sand, and sand amended by lagoon fly ash (30 and 60%) and red mud gypsum (20%). The removal of chemical oxygen demand (COD) was high in all column effluents (71-93%). Extent of nitrification was high in Spearwood sand, Merribrook loamy sand and 20% red mud gypsum amended Spearwood sand. However, actual removal of nitrogen (N) was high in columns containing lagoon fly ash. Unamended Spearwood sand possessed only minimal capacity for P sorption. Merribrook loamy sand and red mud gypsum amended sand affected complete P removal throughout the study period of 12 weeks. Significant P leakage occurred from lagoon fly ash amended sand columns following 6-10 weeks of operation. Neither lagoon fly ash nor red mud gypsum caused any studied heavy metal contamination including manganese (Mn), lead (Pb), zinc (Zn), cadmium (Cd) and chromium (Cr) of effluent. It can be concluded that Merribrook loamy sand is better natural soil than Spearwood sand as a filter medium. The addition of lagoon fly ash enhanced the removal of P in Spearwood sand but the efficiency was lower than with red mud gypsum amendment.     

Assessment of Contamination By Percolation Of Septic Tank Effluent Through Natural and Amended Soils

Fly ash has been found to be a potential material for the treatment of municipal and industrial wastewater, and may be useful in the treatment of septic tank effluent. Laboratory columns (30 cm) were used to determine the sorption capacity and hydraulic properties of lagoon fly ash, loamy sand, sand, and sand amended by lagoon fly ash (30 and 60%) and red mud gypsum (20%). The removal of chemical oxygen demand (COD) was high in all column effluents (71–93%). Extent of nitrification was high in Spearwood sand, Merribrook loamy sand and 20% red mud gypsum amended Spearwood sand. However, actual removal of nitrogen (N) was high in columns containing lagoon fly ash. Unamended Spearwood sand possessed only minimal capacity for P sorption. Merribrook loamy sand and red mud gypsum amended sand affected complete P removal throughout the study period of 12 weeks. Significant P leakage occurred from lagoon fly ash amended sand columns following 6–10 weeks of operation. Neither lagoon fly ash nor red mud gypsum caused any studied heavy metal contamination including manganese (Mn), lead (Pb), zinc (Zn), cadmium (Cd) and chromium (Cr) of effluent. It can be concluded that Merribrook loamy sand is better natural soil than Spearwood sand as a filter medium. The addition of lagoon fly ash enhanced the removal of P in Spearwood sand but the efficiency was lower than with red mud gypsum amendment.     

湘东丘陵区不同类型土壤活性碳组分的剖面分布与差异

土壤活性碳组分是土壤健康变化的指示器。选取湘东丘陵区3种不同母质发育的林地土壤（紫色土、板岩红壤和花岗岩红壤）,研究土壤颗粒有机碳（POC）和溶解性有机碳（DOC）的剖面分布规律,并分析POC、DOC与土壤有机碳（SOC）、土壤质地的关系。结果表明：土壤剖面POC、DOC质量分数分别介于0．29～3．87g·kg。和15．01～311．34mg·kg^-1,随剖面加深而大幅降低。土壤剖面POC储量介于8．61一16．54t·hm^-2,以花岗岩红壤最高,板岩红壤最低;而DOC储量介于380．76～1184．83kg·hm^-2,以板岩红壤最高,紫色土最低。POC占SOC的比例（POC／SOC）介于6．42％～46．25％,其中紫色土和板岩红壤POC／SOC随土层加深而降低,而花岗岩红壤则完全相反。DOC占SOC的比例（DOC／SOC）介于O．35％～3．02％,其中紫色土DOC／SOC随土层加深而降低,板岩红壤与花岗岩红壤DOC／SOC则以B层最高。由此可见,不同母质发育的土壤类型,碳库质量和脆弱程度不一。从维持地力和环境健康的角度,应对不同母质发育的土壤制定不同的开发利用方案。     

几种不同更新的森林群落碳储量结构特征分析

森林更新是维持和扩大森林资源的主要途径,也是森林结构调整、森林可持续经营和构建多功能高效的森林生态系统的过程。在安徽南部的岭南林场,选择了马尾松（Pinus massoniana Lamb）人工林（MP）、杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林（CF）、阔叶混交天然次生林（MB）和针阔混交人工次生林（MN）等4种具有典型代表性的森林群落类型,研究了不同更新方式形成的森林群落的碳储量结构特征。结果表明：（1）针阔混交次生林树干生物量密度最大,为（67.32±56.57）mg.hm-2,杉木人工林生物量密度最小,为（43.79±9.13）mg.hm-2,而马尾松树干生物量所占比例最大,为（64.04±1.49）%。阔叶混交次生林碳储量最高,为（126.47±90.75）mg.hm-2;（2）4种群落类型中,阔叶混交林与马尾松群落碳密度最大,分别为95.67和98.21mg.hm-2,杉木群落碳密度最小,为55.41 mg.hm-2。阔叶混交林中的灌木层生物量碳密度最大,为（17.438±24.627）mg hm-2,马尾松林的草本层和枯落层生物量碳密度最高,分别为（1.326±0.431）、（5.517±2.846）mg.hm-2;（3）阔叶混交林群落的地下碳储量最高,为（10.5±9.8）mg.hm-2,群落地下碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉杉木林〉马尾松林。相应的群落地上碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉马尾松林〉杉木林。杉木林根茎比（R/S）最大,为0.21±0.01,杉木林群落中的灌木层根茎比（R/S）最大,为1.61±0.11;（4）在阔叶混交林中,株数密度与乔木层、草本层的碳比例正相关。在杉木林群落中,平均胸径、株数密度与乔木层碳所占比例成负相关。除杉木林群落外,灌木层碳含量之比与胸径及密度等调查因子都呈负相关。