亚热带茶园土壤酸度特征研究——以福建省武夷山市为例

调查测试福建省武夷山市60个茶园6个土类120个土层的土壤酸度指标,分析茶园土壤酸度特征,结果表明:福建省武夷山市茶园0~20cm土层土壤平均pH值为4.52,其中pH < 4.5的重度酸化土壤占总调查样本的55.00%;20~40cm土层土壤平均pH值为4.52,pH < 4.5占53.33%;茶园红壤、紫色土、粗骨土0~20cm、20~40cm土层土壤平均pH值均低于4.5,茶园土壤酸化严重.总体上茶园土壤中交换性Al³⁺的数量和相对比例随交换性酸总量增加而增大,交换性H⁺的相对比例则呈相反的变化特征,交换性Al³⁺占交换性酸的比例为76.67%~98.40%;茶园土壤pH值与交换性酸、H⁺和Al³⁺均呈极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.61、-0.46和-0.59.茶园土壤酸碱缓冲性能随着土壤pH值的降低呈现下降趋势;总体上茶园土壤pH值与盐基饱和度呈极显著正相关关系, 土壤pH值与盐基饱和度的正相关主要受到交换性Ca²⁺、Mg²⁺饱和度的制约.但不同土壤类型表现不一,体现了茶园土壤酸度的复杂性、多样性.     

一种新复合型絮凝剂的制备与混凝应用研究

利用煤矿开采后产生的固体废弃物煤矸石制备一种新复合型絮凝剂聚合氯化铝铁钙(PAFCC)。制备工艺中溶出反应最优化条件为煅烧温度750℃,保温2h;盐酸的酸溶反应时间为3h,酸溶反应中盐酸的用量为0.70g/g;碱化聚合反应的最佳工艺条件:反应温度为60℃,pH值为3.7,反应时间为30min;以高岭土废水水样为处理对象,煤矸石制备的聚合氯化铝铁钙絮凝剂废水浊度去除率高于工业聚合氯化铝PAC的浊度去除率。     

新型缓释尿素对削减温室气体、NH3排放和淋溶作用的研究

温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)和NH₃的排放及水体污染带来的环境问题日益突出,其中,化肥的施用等农业排放是重要来源之一.本实验评价了新型缓释化肥对温室气体排放和水体污染的影响,采用密闭箱法,在饱和田间持水量(WFPS) 60%的条件下,检测恒温(23℃)环境中土壤温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)和NH₃挥发.结果表明,30 d内缓释尿素组比普通尿素组释放的CO₂、CH₄、N₂O平均排放通量分别降低24.69%、3.01%、26.75%,NH₃排放量减少24.36%;模拟降雨条件的淋溶实验(15 d)显示,缓释尿素组的淋失率明显低于普通尿素组,总氮减少6.97%,尿素氮减少4.75%,缓释尿素和普通尿素组淋出水样中尿素氮和总氮量所占比重均在淋溶第1 d最大,缓释尿素组尿素氮和总氮量分别为36.1%和41.23%,普通尿素组尿素氮和总氮量分别为48.7%和72.4%.结果表明,缓释尿素较普通尿素在消减温室气体排放和氨排放有明显的效果.     

Fenton试剂氧化去除土壤洗脱液中DDTs的研究

以表面活性剂Tween80对DDTs污染土壤的洗脱液为目标,研究了Fenton试剂对洗脱液中DDTs的氧化去除效果及影响因素。结果表明,对于浓度为50 mg/kg的DDTs的单一污染土壤,Tween80显示出较好的洗脱效果,2.0 g/L的Tween80对DDTs的洗脱率可达到30%以上。Fenton试剂可以有效处理DDTs污染土壤的洗脱液,Fe~(2+)浓度、H_2O_2添加量、pH值、温度以及反应时间均对DDTs的去除率产生一定的影响。综合考虑处理效率与处理成本,其最佳反应条件为:Fe~(2+)浓度为20 mmol/L,H_2O_2添加量为10 mL/L,pH值为3,温度为30℃,反应时间为30 min,该条件下单一污染土壤洗脱液中DDTs的去除率均达到70%以上;对于DDTs复合污染土壤的洗脱液,该条件下Fenton试剂对DDTs的总去除率可达到50.2%。研究结果表明利用Fenton试剂氧化处理DDTs污染土壤洗脱液是可行的。     

络合-氧化-还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究

NO与Fe2+反应生成络合物[Fe(NO)]2+易被O2氧化解络形成NO2-和NO3-离子,进而被尿素溶液还原生成N2.基于上述反应原理,本文提出脱除烟气中NOx的新方法,即以FeSO4为吸收液、O2为氧化剂、尿素为还原剂的络合-氧化-还原耦合法.考察了尿素初始浓度、吸收液pH值、NOx初始浓度、烟气流量等因素对NOx脱除率的影响.结果表明,尿素初始浓度越高、吸收液pH值越低、NOx初始浓度越大、烟气流量越小时,NOx脱除率越高;当尿素初始浓度为1.19mol/L,吸收液pH值为3.2,NOx初始浓度为1493mg/m3以及烟气流量为800mL/min时,反应初期(0~6min)NOx脱除率可达92%以上,且反应1h后脱除率仍可保持在69%左右.     

以PHAs为固体碳源的城镇二级出水深度脱氮研究

利用从连续运行的缓释碳源滤料滤池中取出的聚羟基脂肪酸酯(PHAs)颗粒,研究了微生物和硝酸盐对其的总有机碳(TOC)释放速率的影响,并研究了温度、pH值、硝态氮浓度对其反硝化速率的影响.结果表明:原有的和附着有微生物的PHAs颗粒在去离子水中TOC释放速率分别为0.030,0.053mg/(g·d),远低于水中有硝酸盐时的TOC释放速率[进水NO3--N为30mg/L时,TOC释放速率为0.533mg/(g·d)].温度和pH值对反硝化速率影响较大, pH值为7.5时,在15~35℃范围内, 30℃下的反硝化速率最大,为0.067mg/(g·h);温度为30℃时,pH值在6.0~9.0范围内,pH值为7.8时的反硝化速率最大,达到0.061mg/(g·h).反硝化速率与NO3--N浓度之间的关系符合Monod方程,最大反应速率和半饱和常数分别为4.74mgNO3--N/(gSS·h)和56.6mg/L.     

以PHAs为固体碳源的城镇二级出水深度脱氮研究

利用从连续运行的缓释碳源滤料滤池中取出的聚羟基脂肪酸酯(PHAs)颗粒,研究了微生物和硝酸盐对其的总有机碳(TOC)释放速率的影响,并研究了温度、pH值、硝态氮浓度对其反硝化速率的影响.结果表明:原有的和附着有微生物的PHAs颗粒在去离子水中TOC释放速率分别为0.030,0.053mg/(g·d),远低于水中有硝酸盐时的TOC释放速率[进水NO3--N为30mg/L时,TOC释放速率为0.533mg/(g·d)].温度和pH值对反硝化速率影响较大,pH值为7.5时,在15~35℃范围内,30℃下的反硝化速率最大,为0.067mg/(g·h);温度为30℃时,pH值在6.0~9.0范围内,pH值为7.8时的反硝化速率最大,达到0.061mg/(g·h).反硝化速率与NO3--N浓度之间的关系符合Monod方程,最大反应速率和半饱和常数分别为4.74mgNO3--N/(gSS·h)和56.6mg/L.     

有机无机缓释复合肥对不同土壤微生物群落结构的影响

缓控释肥料作为一类新型肥料已成为近年来的研究热点,但对土壤微生物群落多样性影响规律的研究甚少.研究采用磷脂脂肪酸法分析缓释复合肥(SRF)、化肥(CF)和普通复合肥(CCF)分别施入酸性土和微碱性土恒温培养10、30、60和90d后的微生物群落结构多样性.结果表明,缓释复合肥等肥料施入2种土壤恒温培养(10~90 d)后检测到多种细菌(13:0,i14:0,14:0,i15:0,a15:0,i16:0,16:12OH,16:1w5c,16:0,i17:0,a17:0,cy17:0,17:02OH,i18:0,18:0,cy19:0w8c),2种放线菌(10Me17:0和10Me18:0)和1种真菌(18:1w9c).SRF在酸性土壤培养前期(10 d和30 d)较CF显著增加真菌PLFA含量8.3%和6.8%,在培养后期(60 d和90 d)较CCF显著增加真菌PLFA含量22.7%和17.1%;SRF较CF和CCF显著增加微碱性土壤在整个恒温培养期(30 d除外)土壤细菌、真菌和革兰氏阳性菌PLFA含量.酸性土壤培养30 d和90 d时一般饱和脂肪酸/单烯不饱和脂肪酸PLFA值以SRF显著高于不施肥(CK)、CF和CCF,而在微碱性土壤上SRF仅在恒温培养60d时显著高于CK、CF和CCF;SRF较CCF显著降低酸性土壤(30~90 d)和微碱性土壤(10~60 d)异构PLFA/反异构PLFA值.从2种土壤PLFA种类、含量以及相对丰度等可知缓释复合肥较化肥和普通复合肥提高了土壤微生物PLFA种类和含量以及减弱对微生物生存环境的胁迫,缓释复合肥在2种土壤中尤其对酸性土的作用明显.通过研究缓释复合肥对土壤微生物群落结构多样性的影响,以期为农业生产上广泛施用缓释复合肥提供科学依据.     

我国酸雨地区水体会酸化吗——重庆水体酸化的调查

调查结果表明:重庆地区已出现酸化水体,水体 pH 值可低至4.57,ANC 低至77.92μg/L。酸化原因主要与酸沉降、集水区土壤及植被等有关。重庆的水体酸碱度的分布规律大致与土壤酸碱度分布一致。海拔在500m 以下的水体 pH 值多在7～8之间,甚至大于8,且 ANC 和HCO_3~-都高,有较强的缓冲性。而海拔500m 以上的水体,pH 值小于7.0,缓冲能力弱,在长期的酸沉降影响下,由于其集水区土壤缺乏缓冲能力,最终水体将面临进一步酸化。     

亚热带红壤丘陵区茶园土壤中Al和F的分布特征及其影响因素

以化学浸提的方法研究了亚热带红壤丘陵区茶园土壤中活性Al和F的溶出和剖面分布特征.结果表明,各浸提液对Al的浸提能力顺序为:1mol/L HCl>1mol/L NH4AC(pH4.8)>1mol/L KCl(pH5.5)>H₂O(pH6.8).同样,在4种浸提态F中,1mol/L HCl所提取F的含量最高,含量范围为6.62～38.8mg/kg,1mol/L KCl与1mol/L NH₄AC所提取F含量次之,分别为4.57～28.1mg/kg和5.76～32.17 mg/kg,水溶性F的含量最低,含量范围为0.95～4.18mg/kg.各浸提态Al和F主要集中于0～3cm的表层,土壤剖面分布有上高下低的特征.水溶性Al与F存在线性回归关系,其他各浸提态Al和相关浸提态F之间也为显著的正相关关系.土壤中各浸提态Al和F含量随植茶年限的增长而增加,同时也受土壤母质、土壤pH值和有机质影响.     

垃圾降解过程中脲酶测定条件优化

在土壤脲酶测定方法的基础上,以垃圾填埋场中的填埋垃圾为研究对象,通过单因素试验和正交试验对垃圾降解过程中脲酶活性测定方法进行优化。结果表明,垃圾降解过程中脲酶活性测定最优条件为:垃圾样品风干温度30℃,甲苯0.5mL,10%尿素1mL,0.1mol/LpH5.5柠檬酸钠缓冲液3mL,培养温度及培养时间分别为30℃和24h。优化后的的测定条件RSD小于0.82%,且测定值较传统方法提高30.48%～147.28%,表明该方法精密度高,可行性强。     

种植绿肥对作物产量和细菌群落稳定性的影响

为深入研究青海高原地区长期种植绿肥,减施化肥条件下小麦/油菜产量及土壤理化性状及微生物群落的变化,通过2011年建立的定位试验,设GF0（毛苕子作为绿肥,不施用化肥）、GF60（毛叶苕子配施60%化肥）、GF70（毛叶苕子配施70%化肥）、GF80（毛叶苕子配施80%化肥）、GF90（毛叶苕子配施90%化肥）、GF100（毛叶苕子配施100%化肥）、F0（休耕并且不施化肥）、F100（休耕并且施用100%化肥）共8个处理,利用高通量测序等技术,研究了种植利用绿肥减施化肥条件下小麦和油菜的产量、土壤性质和微生物群落结构的变化特征.结果表明,在保证小麦、油菜不减产的基础上,种植绿肥后茬作物减施化肥达到30%左右.绿肥配施减量化肥对土壤肥力有显著的提升作用,特别是土壤有机碳和全氮含量有明显的提高,分别提高1.34%~7.46%、2.16%~7.48%.化肥与绿肥配施增强了土壤微生物群落多样性,其中酸杆菌门和变形菌门是本研究土壤中的优势菌群.共生网络分析表明,绿肥处理提高了细菌群落的稳定性和抗干扰能力,同时绿肥应用增加了细菌群落中的关键物种.本研究表明,不同土壤微生物丰度受种植模式、施肥量影响很大,长期种植绿肥、减施化肥提高了土壤微生物丰度和多样性,增强微生物群落的稳定性.种植绿肥条件下化肥减肥量30%左右保证作物稳产可为当地的施肥管理提供参考.     

米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究

为了探讨利用微生物发酵厨余垃圾产酶的最佳条件,实现厨余垃圾高值资源化,选取米曲霉为试验菌种,基于米曲霉BNCC142787 (简称“米曲霉B”)、米曲霉CGMCC3.4427 (简称“米曲霉C”)的生长特性解析,研究不同培养方式(静置、振荡)和培养温度(30、35、40 ℃)对米曲霉好氧发酵厨余垃圾产酶性能的影响. 结果表明:米曲霉B和米曲霉C分别在30 ℃和40 ℃、pH为6的培养条件下生长最佳;与静置培养相比,振荡培养可显著提高米曲霉菌丝体的形成和生长速率,促进淀粉酶和蛋白酶分泌. 米曲霉B在40 ℃下厨余垃圾好氧发酵48 h时蛋白酶活性最高,为66.64 U/g;在30 ℃下好氧发酵48 h时,其淀粉酶活性最佳,为129.44 U/g. 米曲霉C在40 ℃下、厨余垃圾好氧发酵96 h时蛋白质酶和淀粉酶活性均达到最高,分别为64.02和131.11 U/g. 研究显示,米曲霉B和米曲霉C产生蛋白酶与淀粉酶的能力相当,但米曲霉B生长速率快,所需发酵时间短,可在温和的条件下实现产酶,因此采用米曲霉B在40 ℃、好氧发酵48 h条件下进行酶源制备,可充分利用厨余垃圾中的营养物质获得富含淀粉酶和蛋白酶的产物,具有显著的应用潜力.      

氮肥水平对不同土壤N2O排放的影响

鉴于N2O排放量占施用氮肥量的比例即N2O排放系数还有很大不确定性,室外盆栽试验于2002-2003年选取3个供试土壤.各土壤没置对照和低、中、高氮肥水平,全年施尿素量(以N计)分别为334、670和1 004 kg/hm2.结果表明,水稻生长季,各个土壤的N2O累积排放量与其对照相比的增加量在低、中、高氮肥水平间无明显差异;而小麦生长季,随氮肥施用量增加,各个土壤的N2O累积排放量与其对照相比的增加量在3种氮肥水平之间的差异显著.整个稻麦轮作系统,随氮肥用量的增加明显促进麦田N2O的排放.无论水稻或小麦生长季,对照3个土壤的N2O累积排放量并无显著差异,F土壤(江苏溧水)、G土壤(江苏涟水)和H土壤(江苏农科院)的N2O累积排放量,在水稻生长季分别为168、127和146 ms/m2;小麦生长季,分别为134、124和168 mg/m2.在施氮肥后,3个土壤的N2O排放量出现差异,如在中氮水平下,小麦生长季.F土壤、G土壤和H土壤N2O累积排放量分别为976、744和626 mg/m2.稻麦轮作生长季内,在低氮与中氮2个水平下,不同土壤间N2O排放系数存在显著差异.以1个稻麦轮作周期为时间尺度,F土壤、G土壤和H土壤总的N2O排放系数分别为1.1%±0.23%、0.75%±0.17%和1.01%±0.11%,表明不同土壤对N2O排放系数的影响不同.     

微咸水灌溉下微生物菌肥对盐渍土理化性质和细菌群落的影响

微生物菌肥改良盐渍土具有高效、绿色环保等优势,同时施加微生物菌肥是安全利用微咸水的有效方式.试验基于河套灌区中度盐渍土,以枸杞为指示植物,在微咸水灌溉条件下设置施加不同微生物菌肥量F1(4 500 kg·km^-2)、 F2(7 500 kg·km^-2)、 F3(10 500 kg·km^-2)和无菌肥(CK)这4个处理,研究枸杞4个关键生育期(开花期、果实膨大期、盛果期和落叶期)不同微生物菌肥施用量对土壤盐基离子、水分、 pH值、养分和细菌群落的影响.结果表明,相较CK, F1仅显著降低了前2个生育期Na⁺含量(P<0.05),而F2和F3均显著降低全生育期Na⁺含量(P<0.05),平均降低33.66%和57.98%; F3显著提高了全生育期的土壤含水率(MC)、有机质(OM)、碱解氮(AN)和速效磷(AP)含量(P<0.05).枸杞生育旺盛期,F3的Shannon指数较CK提高了4.41%;土壤优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,优势菌属为鞘脂单胞菌属和...     

高效好氧反硝化细菌的筛选及脱氮特性的研究

由焦化废水生化处理站曝气池驯化后的活性污泥分离纯化得到三株好氧反硝化细菌,通过脱硝酸盐氮对比实验得到一株高效好氧反硝化细菌F10分别在不同温度(20-40℃)、pH(5.5-8.0)、C/N比(白糖与KNO3质量比1.0-2.0)、焦化废水COD(500-1 000mg/L)稀释液的条件下确定好氧反硝化优势菌脱氮的最佳...     

秸秆还田与化肥减量配施对稻-菜轮作下土壤养分及酶活性的影响

以西南丘陵山区紫色土为研究对象,2013~2014年在重庆市江津区先锋镇布置田间试验,采用一年两熟,水稻-儿菜轮作制度,分析了秸秆还田与化肥减量配合施用对作物产量,土壤养分及酶活性的影响,为稻-菜轮作系统中养分资源优化管理的施肥方式提供科学依据,实现农业秸秆的循环利用.结果表明,秸秆还田与化肥减量配施处理能提高水稻和儿菜的产量,分别比常规施肥处理(F)增产3.0%~17.9%和12.2%~36.4%,经稻-菜轮作后,第二季(C3)的水稻产量比第一季(C1)水稻增加了820~1 240 kg·hm-2.与F处理相比,稻-菜轮作下连续秸秆覆盖与化肥减量配施的土壤pH提高了0.06~0.55个单位,特别是秸秆全量还田(AS)与70%~80%化肥(F)配施处理(70%~80%F+AS)对土壤pH的改善效果最佳,同时80%F+AS处理的土壤有机质最高,达到了41.01 g·kg-1.对土壤有效养分含量而言,80%F+AS处理的土壤碱解氮(110~178 mg·kg-1)和有效磷(31.3~64.0 mg·kg-1)含量最高,但过多的秸秆还田量反而不利于土壤有效磷累积.秸秆还田与化肥减量配施提高了土壤酶活性,其中80%F+AS和70%F+AS处理对脲酶活性提高效果较为显著;80%F+AS处理的过氧化氢酶在前两季度下活性均最高;随着耕种时间的增加,特别是C3季度下,70%F+AS和80%F+AS处理的磷酸酶活性较F处理显著提高了45.2%和48.2%.因此,西南丘陵山区紫色土在稻-菜轮作下,70%~80%F+AS处理即秸秆全量覆盖还田与化肥减量20%~30%的配施方式是该地区的最优施肥方式.     

木醋液酸化生物炭与氮素配施对盐渍土壤活性氮及氨挥发的影响

以盐渍土壤为研究对象,通过吸附试验和室内土壤培养试验,分析生物炭及木醋液酸化生物炭与尿素配施后对盐渍土壤活性氮、脲酶活性和氨挥发的影响,为提高盐渍土壤氮素有效性提供理论和技术支撑.吸附试验表明,木醋液酸化生物炭提高了对铵态氮的吸附量,与生物炭相比,提高了2.28%～18.18%.土壤培养试验表明,与单施尿素处理相比,生物炭和木醋液酸化生物炭与尿素配施处理使土壤硝态氮、铵态氮分别减少了0.72%和25.26%、 1.11%和16.93%;提高了土壤可溶性有机氮和可溶性全氮含量.木醋液酸化生物炭与尿素配施提高了脲酶活性,而生物炭与尿素配施处理则降低了土壤脲酶活性.木醋液酸化生物炭与尿素配施处理氨挥发累积量在不同培养时期均低于单施尿素处理及生物炭与尿素配施处理,且能降低土壤的pH,而未改性的生物炭则提高了土壤pH.因此,在盐渍土区,采用木醋液对生物炭进行酸化后再与氮肥配合施用,不仅有效降低了土壤pH,提高土壤脲酶活性以及可溶性有机氮含量,还可以适当降低土壤铵态氮和硝态氮含量,减少氨挥发,有利于减少土壤无机氮素的损失和提高盐渍土壤氮素有效性.     

紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤细菌群落组成和功能的影响

紫云英是豫南稻区土壤培肥的重要有机肥资源,探究紫云英还田与化肥减量配施对稻田土壤理化性质和细菌群落特性的影响,旨在为该区域的土壤培肥和化肥减量提供依据.开展连续12 a田间定位试验,设置了6个施肥处理(空白对照,CK;单施化肥,F100;80%化肥和22.5t·hm^-2紫云英还田量配施,MV1F80;80%化肥和45 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV2F80;60%化肥和22.5 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV1F60;60%化肥和45 t·hm^-2紫云英还田量配施,MV2F60).通过采用高通量测序方法比较不同施肥处理对土壤细菌群落多样性、组成和结构特性的影响;采用FAPROTAX功能预测的方法分析不同施肥处理间功能类群的丰度差异,并结合土壤理化性质,探究改变土壤细菌群落结构与功能特性的关键土壤环境因子.结果表明,紫云英还田与化肥减量配施降低了土壤容重,提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,较CK提高的范围分别为12.7%～35.5%、38.2%～65.7...     

腐殖酸缓效肥料的NO_3~--N田间淋溶及土壤残留

为探讨腐殖酸缓效肥料对地下水及土壤质量的潜在影响,分别在砂质(SS)和黏质土壤(CS)中,利用自制田间淋溶设备研究了不同肥料处理的NO3--N淋溶及土壤残留特性.结果表明,在2种不同质地土壤中,不同时间施肥处理淋溶液中的NO3--N浓度比不施氮肥处理高28.1%～222.2%,但腐殖酸缓效肥料可在一定程度上抑制NO3--N的向下淋溶,且在CS土壤中的抑制作用更有持续性.CS土壤淋溶液中NO3--N的浓度比SS土壤降低41.2%～59.1%,抑制NO3--N向下淋失的作用更强.施肥可造成NO3--N在土壤剖面中的累积,腐殖酸缓效肥料处理0～40cm土壤剖面中NO3--N所占比例显著高于尿素及复合肥处理,分别达59.8%和54.4%.SS土壤中NO3--N的总量显著低于CS土壤,HA缓施肥、尿素及复合肥处理分别降低81.7%、81.1%和47.6%.同常规施肥处理相比,腐殖酸缓效肥料处理可不同程度的提高土壤有机质、碱解氮、速效磷及阳离子交换量的含量,且在黏质土壤中水溶性盐总量比尿素及复合肥处理分别降低24.8%和22.5%.因此,施用腐殖酸缓效肥料可有效改善土壤理化性状、降低施肥对地下水等造成的潜在污染风险.