大气CO2浓度升高对农田生态系统的影响

自由大气CO2浓度升高(简称FACE,即Free A ir CO2Enrichment)对陆地生态系统的影响是全球变化研究中的一个热点。综述了FACE条件下,农田土壤植物生物量质量变化和土壤微生物对植物的反馈作用,以及土壤痕量气体排放的趋势变化。     

沼泽湿地孔隙水中溶解有机碳、氮浓度季节动态及与甲烷排放的关系

选择三江平原典型的毛果苔草沼泽湿地为研究对象,测定了沼泽湿地孔隙水中水溶性碳、氮浓度、CH4浓度和CH4排放通量,以及相关环境因子;研究了沼泽水中水溶性有机碳、氮浓度变化特征,探讨了沼泽湿地孔隙水中CH4浓度和排放通量季节性变化及发生原因.结果表明,三江平原沼泽湿地土壤孔隙水中DOC浓度有明显的季节变化(p＜0.01).最高值(剖面平均值为95.1 mg·L-1)出现在6月份,9和10月份出现最低值(剖面平均值均为79.3 mg·L-1),剖面上浓集中心位于15～30 cm.孔隙水中NH4 -N和NO-3-N浓度也有明显的季节变化,而DON变化不明显.孔隙水中CH4浓度在剖面上的分布特征与DOC一致,高浓度中心位于20～30 cm.除6月份外,孔隙水甲烷浓度与土壤温度和DOC浓度有显著的正相关关系,与NH4 -N和NO3-N均没有显著相关性.土壤温度和孔隙水中DOC浓度是影响沼泽湿地产CH4能力的重要因素.CH4排放通量与土壤温度和积水深度呈很好的指数关系,与剖面CH4浓度和孔隙水NH4 -N浓度有显著的正相关关系.CH4排放通量与孔隙水DOC浓度相关性不显著.     

臭氧污染对不同品种小麦养分吸收与分配的影响

近地层臭氧(O3)污染会危害植物生长,势必间接影响氮素吸收利用.本研究利用开放式臭氧污染(Free-air O3 concentration enrichment,O3FACE)研究平台,研究了大气O3浓度增加(比周围大气高50％)对长江三角洲地区5个冬小麦(Tritcium aestivum L.)主栽品种(扬麦15、扬麦16、烟农19、扬幅麦2号和嘉兴002)的物质积累、氮素吸收与分配的影响.结果显示,O3浓度升高对秸秆和籽粒的影响远大于根系.烟农19、嘉兴002和扬麦16的产量因O3浓度升高而减少,而扬麦15和扬幅麦2号产量则变化不大.扬幅麦2号与嘉兴002的秸秆干物重因O3浓度升高而显著增加,扬麦15与烟农19分别呈增大与降低趋势,而扬麦16则无变化表明O3污染对小麦干物质积累与分配的影响存在品种差异.O3浓度升高影响氮素在小麦根、秸秆和籽粒中的含量与分配趋势,但影响程度因品种而异.O3浓度升高导致扬幅麦2号的总吸氮量显著增加30.6％及烟农19的总吸氮量呈增加趋势,并使嘉兴002的总吸氮量显著降低34.8％及扬麦16总吸氮量呈降低趋势,但扬麦15的总吸氮量则不受影响.除扬麦15外,O3浓度升高具有减少籽粒氮占总氮比例的趋势,表明小麦响应O3污染对氮素吸收与分配调整机制存在品种差异.扬麦16、烟农19和嘉兴002的氮肥偏生产力因O3浓度升高而显著降低,而扬麦15和扬幅麦2号则无明显变化.扬麦16和嘉兴002的氮肥利用率因O3浓度升高显著降低,而扬幅麦2号呈增加趋势,扬麦15、烟农19呈降低趋势.综合来看,小麦扬麦15抗O3污染能力强于其它品种,而嘉兴002则最易遭受臭氧污染危害.评价O3污染对小麦干物质与产量的形成与分配、氮素在植物-土壤系统周转的影响应综合考虑品种差异.     

pH和共存阳离子对草莓茎吸附水体氨氮的影响

为了开发新型氨氮吸附剂和探讨环境因素对氨氮吸附的影响,以草莓茎为吸附材料,通过批平衡法研究了不同初始pH、共存阳离子、初始浓度和温度下氨氮去除的特点.结果表明,等温吸附符合Langmuir和Freundlich这2种模型,理论最大吸附量qm在15、25和35℃下分别为3.05、4.24和4.79 mg.g-1.温度升高有利于草莓茎对氨氮的吸附.草莓茎吸附氨氮最适初始pH为4～8.低pH减少草莓茎表面负电荷,高pH减少溶液中NH 4+的含量,都减少氨氮的吸附.草莓茎对溶液pH的缓冲则缓和了两者对氨氮吸附的影响.共存阳离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+对草莓吸附铵离子没有竞争作用,而Zn2+、Al3+则由于其水解降低溶液的pH而显著降低草莓茎对氨氮的吸附.草莓茎吸附氨氮的应用pH范围较广且不易受废水中常见金属阳离子的干扰,说明草莓茎不仅可以作为废水中氨氮的吸附剂原料,而且较大多数矿物原料还有其自身的优势.     

Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究

利用膨润土原矿提取了粒径小于2μm的膨润土胶体,经过钠质化处理后分别用聚羟基铁和聚羟基铝进行改性,然后用一次平衡法研究了改性膨润土对水体中铬酸根的吸附性能.结果表明,与原矿相比,改性膨润土对铬酸根的吸附量有了不同程度的提高,铁改性膨润土对铬酸根的吸附量大于铝改性者.CrO42-的吸附平衡浓度为0.5 mmol·L-1时,Mt-1(Fe)、Mt-2(Fe)和Mt-3(Al)对铬酸根的吸附量分别为271.0 mmol·kg-1、114.0 mmol·kg-1和16.1 mmol·kg-1.改性膨润土对铬酸根的吸附量随离子强度的增加而增大,随体系pH值的增加而减小.铬酸根在改性膨润土表面的吸附以专性吸附机制为主,静电吸附所占比例很小,一般不超过30%.这些研究结果可为开发新型水处理剂提供理论指导.     

生物炭添加和灌溉对温室番茄地土壤反硝化损失的影响

生物炭添加和灌溉是番茄地常用的田间管理措施,然而其对反硝化的影响还不清楚.本研究种植试验设置3个灌溉量水平分别为估算作物生育期需水量ET0的50%(W50%)、75%(W75%)、100%(W100%)和3个生物炭添加水平分别为B0(折合纯碳,0)、B25(折合纯碳,25 t·hm-2)、B50(折合纯碳,50 t·hm-2),在2014年和2015年番茄收获后,每个试验小区采集具有代表性的土样进行室内培养试验,采用乙炔抑制法来研究土壤的反硝化损失和不加乙炔研究N_2O的排放量.结果表明生物炭和灌溉量显著改变了土壤的理化性质.与B0相比,添加生物炭能够提高土壤全碳、全氮含量和pH值,降低铵态氮、硝态氮含量,而灌水量降低了土壤中全氮和全碳的含量.因此,与B0/W50%相比,B25/W75%和B50/W100%处理显著减少了反硝化损失量(P0.05).生物炭和灌溉量的交互作用对土壤无机氮含量和反硝化损失的影响均达到显著水平(P0.05),且对硝态氮的影响表现为灌溉量生物炭添加量两者交互作用,对铵态氮的影响表现为生物炭添加量灌溉量两者交互作用,对反硝化损失的影响表现为灌溉量生物炭添加量两者交互作用.反硝化损失量与土壤中无机氮含量、(CO_2-C)矿化量与N_2O排放量均呈正相关关系.不同生物炭添加量和灌溉量处理后明显影响了N_2O/DN(P0.05),培养结束时,各处理下的N_2O累积排放量/DN累积排放量差异较大,介于0.31%~1.88%.     

造纸干粉和糠醛渣对盐碱地小麦生长的影响

文章通过在江苏省东台市黄海原种场布置田间试验,研究施用造纸干粉和糠醛渣对滨海盐碱地土壤的调理改良作用及对小麦生长的影响。与对照相比,施加造纸干粉和糠醛渣处理土壤pH均显著降低(P<0.05),而土壤全N含量也显著提高(P<0.05),其中施加造纸干粉处理土壤全K含量显著提高(P<0.05),而施加糠醛渣处理土壤全P含量显著提高(P<0.05)。施加造纸干粉处理小麦地上部和地下部生物量分别提高了49%和93%,平均产量由117 g/m2提高到158 g/m2;而施加糠醛渣处理小麦地上部和地下部生物量则分别显著提高了169%和176%(P<0.05),平均产量亦显著提高至361 g/m2(P<0.05)。此外,对照处理小麦籽粒过高的全P含量(5.5 g/kg)与过低的全K含量(3.2 g/kg)在施加造纸干粉和糠醛渣后均得到显著改善(P<0.05)。结果表明,施加造纸干粉和糠醛渣均可缓解盐碱胁迫对小麦生长及籽粒品质的影响,其中糠醛渣的调理效果优于造纸干粉。     

周丛生物腐解驱动水稻土溶解性有机质、铁、磷转化及耦合

周丛生物在稻田土-水界面上广泛存在,可通过多种途径影响土壤养分转化,但其生物质的腐烂分解对土壤中溶解性有机质(DOM)、铁和磷耦合关系的影响尚不清楚。通过开展微宇宙实验向水稻土中添加不同量的周丛生物,利用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)表征DOM分子组成,分析周丛生物腐解对水稻土DOM组分、Fe²⁺含量、氧化铁活化度(Fe_o/Fe_d)、不同形态磷含量的影响。结果表明,周丛生物的腐解显著提高土壤DOM含量,改变DOM不同组分占比,其中,单宁类物质相对丰度增加1.97%～9.74%。同时,土壤Fe²⁺含量显著增加,Fe_o/Fe_d升高,土壤还原性增强。此外,土壤无机磷含量增加,其中,磷酸铁盐(Fe-P)变化幅度最大,土壤磷的有效性增加。周丛生物腐解改变土壤DOM组分和铁形态,而DOM中单宁类物质等惰性组分可以通过影响矿物对磷的吸附来影响磷的有效性。主成分分析(PCA)结果表明,添加周丛生物腐解处理与对照之间DOM含量、单宁类物质相对丰度、磷酸铝...     

运用QSPR预测有机磷农药的色谱保留值

通过计算43种有机磷农药的各种结构参数,运用多元线性回归分析方法比较了适用于有机磷农药色谱保留值的定量关系表达式,建立了有机磷农药结构参数对色谱保留值的QSPR模型.模型分析表明:磷酸酯与硫逐磷酸酯两类有机磷农药的模型非交叉验证相关系数R2分别为0.991和0.998,标准误差SE分别为0.0539和0.2874,交叉验证相关系数Q2分别为0.976和0.990,标准偏差Scv分别为0.086和0.610.在已知磷酸酯与硫逐磷酸酯两类有机磷农药结构参数的情况下,此模型可有助于有机磷农药的色谱分析.     

自然土壤中苯酚降解菌的分离和系统发育分析

采用富集培养的方法,从未受苯酚污染的自然土壤中分离得到5株能以苯酚为唯一碳源生长的细菌.根据生理生化特性和系统发育分析对它们进行了初步鉴定,菌株PHD-2为Ralstonia sp.,菌株 PHD-4为Acinetobacter sp.,菌株PHD-5 为Microbacterium sp.,菌株PHD-1和PHD-3均为Pseudomonas sp.,16S rRNA基因序列的同源性比较和系统发育分析表明自然土壤中的苯酚降解菌具有丰富的多样性.