不同类型地膜覆盖对土壤质量、根系生长和产量的影响

针对我国农业生产中地膜大规模使用带来的土壤环境污染问题,通过应用降解地膜进行大田试验,以南瓜为研究试材,探究了黑色普通地膜(CK)、白色降解地膜(WDF)、黑色降解地膜(BDF)和黑色CO₂基降解地膜(C-DF)对土壤理化性质、根系生长与产量的影响,并对土壤质量进行评估.结果表明,3种降解地膜处理土壤含水量和温度,较普通地膜均不同程度降低;各处理间土壤有机质含量无显著差异;C-DF处理土壤速效钾含量较CK降低,WDF和BDF无显著影响;BDF和C-DF处理土壤全氮和速效氮含量较CK和WDF降低,处理间差异达到显著水平.3种降解膜处理土壤过氧化氢酶活性较CK显著提升2.9%～6.8%,蔗糖酶较CK显著降低了33.3%～38.4%.BDF处理土壤纤维素酶活性较CK显著提升63.8%,WDF和C-DF无显著影响.3种降解膜处理对地下部根系生长具有促进作用,长势明显增强.BDF和C-DF处理南瓜产量与CK趋近,BDF处理南瓜产量较CK显著降低11.4%.试验结果表明,BDF和C-DF处理对土壤质量和产量的影响与CK相当.研究认为2种黑色的降解地膜在高温生产季节可有效替代普...     

半干旱地区土壤中PPC地膜与普通地膜的降解特征研究

该研究通过大田网袋填埋试验,研究聚碳酸丙烯酯(PPC)地膜和普通地膜在土壤中的降解特征。结果表明:(1)0～150 d时间周期内土壤中的PPC地膜因降解反应逐渐发生破碎现象,降解率逐渐增加,降解率最高为39.67%。而普通地膜表面无变化,最高降解率仅为1.52%。(2)在0～150 d时间周期内,PPC地膜化学结构内亚甲基C-H键吸收峰、C=O吸收峰、C-O-C反对称伸缩振动吸收峰强度、C-OH振动吸收峰和C-O吸收峰强度均降低,普通地膜的特征吸收峰无明显变化。(3)在0～150 d时间周期内,PPC地膜和普通地膜的力学性能指标:断裂伸长率和伸拉力强度均呈下降趋势,且PPC地膜的力学性能始终低于普通地膜。150 d时PPC地膜的伸拉力强度和断裂伸长率分别为4.08 MPa和114.17%;普通地膜的伸拉力强度和断裂伸长率分别为10.79 MPa和190.15%。(4)PPC地膜的降解率与力学性能呈幂指数函数关系,降解率增加其力学性能会降低。与普通地膜相比,PPC地膜在干旱地区土壤中可达到降解效果,为可降解地膜在干旱地区的使用提供依据。     

泥炭保护紫花苜蓿根系对柴油污染土壤修复的研究

采用盆栽试验,观察了泥炭保护根系移栽和直播2种栽培方式处理的紫花苜蓿在柴油污染土壤中的生长情况及其对土壤中柴油污染物的去除情况,探讨了利用泥炭保护根系措施清除土壤柴油污染物的可行性.结果表明,泥炭保护根系处理有利于紫花营蓿根系形态发育,能促进根系细菌和真菌的繁殖,并显著提高根区土壤柴油降解率.     

模拟根系分泌物对土壤吸附菲的影响

采用批量平衡试验方法,研究了模拟根系分泌物(ARE)对黄棕壤、棕红壤和红壤吸附菲的影响.结果表明,3种土壤对菲的等温吸附曲线均为线性,加入ARE后,土壤吸附菲的分配系数(Kd)和有机碳标化的分配系数(Koc)显著降低,且降低量随着ARE浓度的增加而增大,表明ARE抑制了土壤对菲的吸附.土壤有机质含量越低,ARE对土壤吸附菲的抑制作用越明显.分析土样吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度,发现加入ARE后土壤有机质含量略有降低(1.64%),而DOM浓度增大,DOM与菲的结合作用对土壤吸附菲的抑制作用增强,这可能是ARE抑制土壤吸附菲的主要原因.     

秸秆覆盖条件下小麦生长季根系呼吸对土壤呼吸作用的贡献

在紫色土丘陵区连续6年进行秸秆覆盖试验的"旱三熟"农田系统中,于2012年12月—2013年4月小麦生长季内对土壤呼吸进行测定,并对小麦根系生物量、土壤温度、土壤水分和土壤有机碳含量等指标进行监测,以分析土壤呼吸动态变化的影响因素.结果表明,秸秆覆盖措施显著提高了土壤呼吸速率,秸秆覆盖(S)和秸秆覆盖+腐熟剂(SD)处理分别比对照(CK)增加了45.0%和29.4%.曲线估计表明,土壤呼吸作用与根系生物量呈显著线性关系,通过建立二者的线性回归方程,采用生物量外推法估算小麦根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例,在分蘖期(2012年12月)、拔节期(2013年1月)、抽穗期(2012年3月)和灌浆期(2013年4月),根系呼吸分别占土壤呼吸的28.2%、44.0%、56.9%、56.2%,平均贡献为46.3%,并呈先增加再降低的趋势,在抽穗期达到最大,与根系生物量的变化同步.按照不同处理建立根系生物量与土壤呼吸间的线性回归方程,经计算得出CK、S和SD 3个处理中,根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例分别为42.9%、43.8%和43.7%,秸秆覆盖对根系呼吸作用比例无显著影响.     

土壤中四环素类抗生素降解及对小白菜根系生长发育的影响

采用土培试验,分析了小白菜(Brassica campestris L.)的发芽率、生物量和根长指标对3种抗生素胁迫的敏感性,比较了不同土壤中四环素类抗生素污染对小白菜根长生长的影响,并研究了四环素类抗生素在不同土壤中的降解特性.结果表明,小白菜对3种抗生素的敏感性为根长发芽率生物量.抗生素处理土壤30 d时,4种土壤中小白菜根长对3种抗生素胁迫的敏感性均为砖红壤红壤青紫泥黑土;同种抗生素在4种土壤中的降解率为黑土青紫泥红壤砖红壤,同种土壤中3种抗生素的降解率为土霉素金霉素四环素.相关性分析发现,土壤中四环素类抗生素的含量与土壤有机质、氮磷钾含量和阳离子交换量呈显著负相关.     

全生物降解地膜对南疆甜菜产量及土壤理化性质的影响

为研究全生物降解地膜对南疆农业生产中甜菜产量及土壤理化性质的影响,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)型聚酯全生物降解地膜(简称降解膜)为处理、普通聚乙烯(PE)地膜为对照,分析降解膜对甜菜试验区土壤温度、含水率、养分以及甜菜产量等的影响。结果显示:降解膜的破损率随甜菜生育进程表现为甜菜生长期(6—8月)较小(4.5%~12.8%),收获期(10月)显著增大(45.8%);降解膜处理的甜菜出苗率、生育进程、生物量(包括地下部分、地上部分及整株)、糖分含量及产量与PE地膜均无显著差异;甜菜生育期(6—10月),降解膜处理与PE地膜在膜下5、15和25 cm土壤的平均温度与含水率变化趋势基本一致,其中膜下5、15和25 cm土壤平均温度差异不显著,而土壤平均含水率均为降解膜处理小于PE地膜,其中15 cm处降解膜处理土壤的平均含水率显著小于PE地膜;甜菜生育期,降解膜处理和PE地膜的0~20和20~40 cm土壤速效氮、速效磷、速效钾和总盐浓度、土壤pH间差异均不显著 。     

环境降解聚乙烯地膜残余组分对土壤酶活性的影响

环境降解地膜在外界光、温、水、气、微生物共同作用下,已从过去的块状崩解实现了"米汤"状"溶解"入土壤环境,但降解后的聚乙烯粉末残余物是否仍旧严重污染土壤环境成为新一轮争议的热点。文章采用L9(34)正交设计,从聚乙烯的分子量、残余量、土壤类型、土壤深度等因素对土壤酶活性影响的角度来研究粉末态聚乙烯残余物对土壤环境的污染状况。结果表明,聚乙烯2 000(数均分子量,下同)和LLDPE(line low density polyethylene)在模拟100 a残余量处理水平下对脲酶和脱氢酶影响最显著,呈现超低分子量和超高分子量在最大残余量时的处理对脲酶和脱氢酶影响最显著的规律。就磷酸酶活性而言,对磷酸酶的影响则呈现出分子量越大、残余量越大影响越显著的趋势。在整个玉米生长周期,处理的3种土壤酶活平均值分别为58.83、89.83和350.79μg/(g·h),是对照平均活度的1.15、1.06和1.19倍,呈现聚乙烯处理后土壤酶活性增加的特征。     

玉米根系Cr~(6+)吸收动力学特征及幼苗生长的反应

通过水培方法,研究了玉米根系对以K2Cr2O7形式添加的Cr6+的吸收特征及其不同浓度Cr6+对玉米根系和幼苗生长的影响。结果表明,玉米植株Cr6+含量随溶液中Cr6+浓度的增加而增加,吸收动态符合Michaelich-Menten模拟曲线方程特征,根系Cr6+含量明显高于地上部Cr6+含量,富集系数也极显著高于地上部。Cr6+对玉米形态生长的影响表现为"低促高抑"特征,低浓度Cr6+(<1.00 mg/L)促进玉米根系形态发育,根长、根表面积、根体积及生物量明显增加;高浓度Cr6+(≥1.00 mg/L)抑制玉米根系发育,当Cr6+浓度达到2.00 mg/L时,即可极显著降低玉米幼苗的根长和根表面积。不同浓度的Cr6+处理使玉米幼苗叶绿素含量较不添加Cr6+的对照均有所下降,表现出"脉间失绿"症状,其中低浓度Cr6+处理因玉米生物量的增加造成的稀释作用使得这种"失绿"症状尤为明显。     

全生物降解地膜原料颗粒对土壤性质、小麦生长和养分吸收转运的影响

全生物降解地膜是解决白色污染问题的有效途径之一,但其对土壤-植物系统的影响尚不清楚.为全生物降解地膜大面积应用的安全性评价提供依据,采用盆栽试验研究了全生物降解地膜原料颗粒种类（H、 S和X）和用量(2.5、 10和40 g·kg^-1)对土壤理化性质、生物学性质及植物生长和养分吸收转运的影响.结果表明,3种全生物降解地膜原料颗粒显著提高土壤pH,但对土壤有机质含量影响不显著,H地膜颗粒中高用量和S地膜颗粒低中用量时对土壤硝化作用及土壤氮的有效性有积极作用,而X地膜颗粒则表现为抑制作用;H地膜颗粒使土壤有效磷含量提高,S和X无显著影响;X地膜颗粒使土壤有效钾含量提高,S和H无显著影响. 3种全生物降解地膜颗粒对土壤酶活性的影响因地膜种类、用量和酶的类型的不同而异,随着地膜颗粒用量提高,3种土壤酶活性均呈现下降趋势.对小麦（Triticum aestivum L.）生长而言,除低中用量的S处理外,其余处理均抑制小麦的生长,其中X地膜颗粒对小麦根、茎叶和籽粒生物量抑制作用最大且随地膜颗粒用量提高小麦生物量抑制效果越明显.对小麦养分而言,在地膜颗粒低用量时促进氮吸收、高用...     

模拟及实际根系分泌物对芘污染土壤微生物群落的影响

为了解根系分泌物对芘污染土壤中微生物群落的影响,应用Illumina NovaSeq高通量测序技术,研究了模拟根系分泌物和实际黑麦草根系分泌物添加至芘污染土壤后,细菌群落组成、α和β多样性以及基因功能的变化.结果 表明,根系分泌物未明显改变芘污染土壤细菌群落的组成,土壤细菌群落中主要优势菌门为变形菌门、放线菌门、厚壁菌...     

芦苇根系对土壤中石油污染物纵向迁移转化的影响

对大庆油田受到落地原油污染的土壤剖面进行取样测定,研究了芦苇根系对石油类污染物质在土壤中纵向分布特征及迁移转化的影响.结果表明,芦苇根系的存在能够促进土壤中石油类物质的降解转化和向下迁移,导致土壤中的含油量纵向分布特征有别于无植物土壤:10cm深度处的有植物土壤含油量显著低于无植物土壤,而70cm深度上则相反.芦苇根系对烷烃组分迁移降解的促进作用最大,其中对碳原子数为23～27的正构烷烃的作用最为明显.     

丁草胺在土壤中的残留降解及对蔬菜生长的影响

1 前言丁草胺(Butachlor),是近年来应用较多的除草剂,其化学名称为N-J氧甲基-2′,6′—二乙基氯代酰替苯胺。主要去除一年生禾本科和莎草科等杂草,对藻类也有一定的防效。丁草胺有一定毒性,大白鼠口入LD_(50)为3300mg/kg(乳油);鲤鱼48hTLM为0.81ppm;对人眼、皮肤均有刺激作用。其在水稻田中的残留动态,亦有所报道。但关于它在各种条件土壤中的降解规律及其对蔬菜生长的影响,国内尚少报道,我们对此进行了探讨。试验用江苏昆山的10％丁草胺粉剂,土壤为上海农学院农场水稻土(轻壤,有机质2.48％)。 2 降解试验 2.1 试验设计如下(表1): 试验1～3,各设置对照、湿土(含水量15％～     

表面活性剂对茭白生长影响及土壤残留分析

采用土培的试验方法,研究了在不同浓度阴离子表面活性剂——直链烷基苯磺酸钠(LAS)处理后,单季茭"美人茭"的生长、茭白叶片中叶绿素含量和抗氧化酶系统活性的变化情况,以及LAS在茭白叶片和土壤中的相对残留量.结果表明,10 mg.L-1、100 mg.L-1 LAS处理浓度对茭白的生长状态没有显著影响;1000 mg.L-1 LAS处理浓度下美人茭株高和最大叶宽均分别低于对照25.5%(p0.05)和27.0%(p0.05),处理过程中叶绿素总含量大幅下降.10 mg.L-1、100 mg.L-1 LAS处理浓度下美人茭的抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,1000 mg.L-1LAS处理浓度下美人茭的过氧化物酶(POD)活性受到严重的抑制.丙二醛(MDA)含量呈先上升后下降的趋势,并随着LAS处理浓度的升高而升高.茭白叶片中LAS残留量先下降后上升,10 mg.L-1处理浓度下美人茭叶片中LAS含量低;10和100mg.L-1处理浓度下土壤中LAS含量基本在0.1～0.5 mg.L-1之间,1000 mg.L-1处理浓度下土壤中LAS含量持续上升,达到2.0～3.0mg.L-1,且LAS含量在第28d比第7d时高54.0%(p0.05).与单纯的土壤环境相比,茭白-土壤系统能够更有效地降低土壤中LAS含量.     

土壤污染对植物根系生长影响的研究进展

人类活动所产生的污染物通过各种途径进入土壤,其数量和速度超过了土壤的容纳和净化能力,致使土壤的自然功能失调、土壤质量恶化,从而严重影响植物的正常生长发育,造成有害物质在植物体内累积。土壤污染物进入植物体内最先进入根系,污染物在根系积累最大,浓度最高,根部受害最严重。本文以重金属砷、镉、铬和有机物农药、除草剂为例,结合相关资料探讨了土壤污染对植物根系生长的影响,植物根系对重金属的吸收与重金属的理化性质及不同植物的特性有关,对有机物的吸收与有机物的结构特性和土壤性质有关,并且讨论了该研究仍需解决的一些问题。     

生物炭负载氮还田对水稻生长、根系形态及氮素利用的影响

建立连接富营养化水体养分与农田养分的枢纽是减少农田养分投入、缓解水体富营养化的难点.为探明生物炭材料负载氮还田的可行性,开展了基于溶液氮及生物炭负载氮两种氮源添加方式的水稻根箱试验.结果表明,生物炭负载氮添加方式分别较溶液氮添加方式降低了水稻地上部分生物量及氮累积16%及14%,提高了生物量根冠比25%～27%,降低了氮利用效率.不定根的根长及体积是两种氮源添加方式在水稻地下部分差异的体现,地下部分生物量及氮累积与土壤铵态氮含量呈正相关关系,而地上部分氮累积与根尖数呈负相关关系.生物炭负载氮完全替代化学肥料施用农田会影响水稻生物量及氮素利用.但生物炭负载氮与普通化学肥料共同施用,水稻并不会显现利用偏好.生物炭负载氮对水稻氮素利用无不良影响,且能有效提高土壤矿质态氮固持量.因此,生物炭可以作为载体实现水体到农田土壤的氮素迁移,鉴于化肥氮替代比例对作物生长的影响,适宜替代比例还需进一步研究确定.     

不同轮作和管理措施下根系呼吸对土壤呼吸的贡献

根系呼吸对土壤呼吸的贡献是研究土壤碳排放和土壤碳平衡的重点和难点.本研究采用根系排除法联合运用Li-8100土壤碳通量系统测定了华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟传统管理体系(Con.W/M)、冬小麦-夏玉米一年两熟优化管理体系(Opt.W/M)、冬小麦-夏玉米(或夏大豆)-春玉米两年三熟优化管理体系(W/M-M、W/S-M)和春玉米一年一熟优化管理体系(M)作物根区土壤呼吸和非根区土壤呼吸,以根区和非根区土壤呼吸差异除以根区土壤呼吸计算根系呼吸的贡献.结果表明,根区土壤呼吸和非根区土壤呼吸具有明显的季节变化特征,二者具有显著的拟合关系.Con.W/M和Opt.W/M处理小麦季非根区土壤呼吸可分别解释根区土壤呼吸变异的65%和87%,玉米季非根区土壤呼吸的分别解释根区土壤呼吸变异的48%和65%.W/M-M、W/S-M和M处理春玉米非根区土壤呼吸可分别解释根区土壤呼吸变异的68%、76%和58%.Con.W/M处理小麦和玉米季根系呼吸对土壤呼吸贡献分别为25.0%和29.6%,Opt.W/M处理则分别为31.1%和35.0%.不同轮作和管理措施对春玉米根系呼吸的贡献无显著影响,W/M-M、W/S-M和M处理春玉米季根系呼吸贡献分别为23.7%、24.8%和24.9%.5 cm土壤温度对根区土壤呼吸的影响程度大于非根区土壤呼吸.     

黄土区植被恢复对土壤物理性质的影响

以黄土区延河流域为研究区域,研究了近40a来植被恢复对土壤容重、孔隙度和饱和导水率等13个土壤物理性质指标的影响.结果表明：随着植被恢复年限增加,土壤容重降低,而土壤孔隙度、>0.25mm团聚体含量、持水性和入渗性能等增大.但在40a内对土壤质地无显著影响.植被恢复对土壤物理性质的影响随恢复年限的增加而增强,随着土层深度的增加而减弱.土壤的容重、>0.25mm团聚体含量和饱和导水率可作为植被恢复生态效应评价的主要物理指标.由于水分等条件的限制,该区柠条林和草地对土壤物理性质的改善优于刺槐林,建议该区植被恢复应以营造次生灌木林和草地为主.     

外源锌对镉胁迫下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响

为探究不同浓度锌（Zn）对镉（Cd）胁迫条件下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响,通过水培试验,以玉米品种郑单958为试验材料,研究Cd胁迫条件下（50 μmol·L^-1）,外源施加不同浓度Zn（0、10、25、50、100、200和400 μmol·L^-1）对玉米幼苗生长、根系构型及其分级特征、Cd含量及根系Cd吸收能力、光合系统的影响,并通过主成分分析和隶属函数法进行综合评价.结果表明,50 μmol·L^-1 Cd胁迫对玉米幼苗具有明显的毒害作用,使叶绿素含量和光合参数显著降低,主根长、株高、生物量、根分枝数和根尖数,包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长、根表面积及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积显著下降,阻碍了玉米幼苗的正常生长发育.施用100 μmol·L^-1和200 μmol·L^-1 Zn与不施Zn相比,降低了玉米幼苗对Cd的吸收,显著降低了Cd含量和Cd吸收效率,缓解了对玉米幼苗的毒害作用,使地上地下部鲜重、地上部干重、地上地下部耐受指数和根分枝数均显著升高;显著增强了玉米幼苗的光合作用,促使幼苗光合速率和总叶绿素含量显著升高;Ⅰ级径级区间的RL、Ⅰ~Ⅱ级径级区间的SA和RV在100 μmol·L^-1 Zn时达到最大,Ⅲ级径级区间的RL、SA和RV在200 μmol·L^-1 Zn时达到最大,均显著高于不施Zn处理;玉米幼苗生长耐受性综合评价表明,100 μmol·L^-1和200 μmol·L^-1 Zn缓解Cd毒害作用效果较好.综合分析可知,施加适宜浓度的Zn可以降低玉米幼苗植株内Cd含量、根系Cd吸收能力及Cd吸收效率,提高玉米幼苗生物量的积累,减轻Cd毒害对根系构型的影响,减少对光合系统的影响,提高玉米幼苗对Cd的耐受性.     

三聚氰胺在土壤中的残留及其对大白菜生长的影响

以‘早熟5号’大白菜(Beassica pekinensis L.)为试材,采用土施和叶面喷施三聚氰胺方式,观察并测定相关指标.结果表明,三聚氰胺在土壤中可发生缓慢降解,90 d后不同浓度处理(40、160和800 mg.kg-1)的土壤中三聚氰胺均有残留,分别残留21.1%、15.8%和43.6%.三聚氰胺处理浓度越高,大白菜吸收的量越大.土施试验,根中最高和最低含量分别为105.7和8.0 mg.kg-1,茎叶中为139.9和7.1 mg.kg-1,根吸收三聚氰胺后,可将其转运到地上部的茎叶中;叶面喷施试验,根中最高和最低含量分别为4.3和0.9 mg.kg-1,茎叶中为8.5和3.2 mg.kg-1.土施40 mg.kg-1三聚氰胺可增产9.8%,土施800mg.kg-1三聚氰胺减产15.9%,土施可增加叶绿素和可溶性糖含量,降低维生素C含量,叶面喷施三聚氰胺对大白菜的生长影响较小.三聚氰胺在土壤中的残留时间长,大白菜可通过根和茎叶吸收三聚氰胺,三聚氰胺可影响大白菜的生长状况.