长期定位施肥土壤有效磷与速效钾的剖面分布及对作物产量的影响

通过25年的长期定位试验研究不同的施肥方式对土壤有效磷与速效钾质量分数及水稻产量的影响。研究结果表明：有机肥配合施用氮、磷、钾肥能够大大提高土壤耕层有效磷的质量分数,施肥主要影响土壤耕层有效磷的质量分数,对其它土层影响不明显。有机肥配合施用氮、磷、钾肥能够提高土壤耕层速效钾的质量分数,对20~40 cm土层土壤速效钾质量分数也有提高作用。化肥配合有机肥施用稻谷的产量高于单施化肥或单施有机肥,单施化肥或单施有机肥稻谷的产量高于不施肥的对照。因此,为了提高土壤肥力与作物产量,最好的培肥方式是有机肥配施氮磷钾肥。     

有机酸对不同磷源条件下土壤无机磷形态的影响

土壤有效磷含量低是影响作物生产的重要限制因素之一.作物根分泌活化难溶性磷的有机酸对改善其磷素营养具有重要意义.采用张守敬和Jackson无机磷分级方法,以湖北省武昌土为材料,加入不同磷源和有机酸,经室温培养后,测定速效磷含量和无机磷组分.结果表明,有机酸引起速效磷含量增多,除苹果酸处理的变化较小外,草酸和柠檬酸的加入使土壤中速效磷显著增加.供试有机酸均使土壤铝磷(Al-P)含量下降,钙磷(Ca-P)含量上升,变幅大小依次为草酸处理>柠檬酸处理>苹果酸处理;有机酸活化的磷主要来源于土壤中Al-P和铁磷(Fe-P)中的磷,同时有机酸能够促进土壤中闭蓄态磷(O-P)的形成与积累.图1表3参30     

不同比例钾锌共存对土壤镉有效性的影响

单一施用钾或锌肥会改变污染土壤中镉的有效性,但钾与锌共存对镉在土壤-植物系统中迁移和转化影响效果尚待明确.采用盆栽试验,研究了赤红壤上2种镉污染水平下,施用不同比例钾、锌对小油菜(Brassica campetris Lvar.Conmuni)生物量、镉吸收量及土壤溶液中镉质量浓度的影响.结果表明,钾、锌以不同比例与镉共存时并不会对赤红壤上小油菜的生长产生明显影响;增加共存体系中锌的用量,土壤溶液中镉的质量浓度明显升高,而小油菜植株镉含量明显降低.低、高镉污染赤红壤上,钾、锌共存摩尔比例为4:1时,土壤溶液中镉的质量浓度较对照分别增加189%和159%(两季平均值);小油菜体内镉含量较对照平均分别降低26.0%和34.9%.在低镉污染赤红壤上,钾、锌施用量与小油菜体内镉含量呈显著负相关;高镉污染赤红壤上,锌施用量与土壤溶液中镉的质量浓度呈显著正相关.中轻度镉污染土壤上,小油菜钾、锌肥最佳施用比例为4:1.钾、锌以不同比例施入土壤时,锌施用量多少是控制土壤镉有效性高低的主要因素.     

基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究

硫化矿物在氧气、水和铁氧化细菌的共同作用下会形成pH值极低、富含可溶性Fe、SO₄^2-和重金属离子等的酸性矿山废水.本研究选取黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿作为能源底物,以及0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基作为营养水平,在氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）的参与下,从能源底物和营养水平角度探索不同硫化矿物酸性废水的产生特点和机制.结果表明,3种硫化矿物的生物产酸能力依次为黄铁矿>磁黄铁矿≈黄铜矿.经过38 d的生化反应后,黄铁矿体系的pH值达到1.41,总Fe （TFe）和SO₄^2-浓度分别达到771.82 mg·L^-1和357.25 mg·L^-1.水体营养水平在黄铁矿的生物产酸过程中起着至关重要的作用.经过16 d的生化反应后,0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基处理的终点pH值分别为1.68、1.44、1.30、1.29.根据各营养体系中Fe²⁺和TFe浓度的变化趋势,以及反应终点收集矿物的X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）,分析认为充足的营养会提高Acidithiobacillus ferrooxidans的活性或密度,加快Fe²⁺生物氧化形成Fe³⁺并通过水解产酸作用合成黄钾铁矾等次生铁矿物,从而导致溶液的pH值更低.本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

不同土壤胶质芽孢杆菌生理生化特征及其解钾活性

利用土壤矿物为K源的硅酸盐细菌选择性培养基,从我国部分省市土壤中筛选到30株胶质芽孢杆菌Bacillus muci-laginosus,以辽宁菌种保藏中心胶质芽孢杆菌LICC10201(编号K31)为参照菌株,对其生理生化特性、耐盐性、耐酸碱性、温度敏感性及解K能力等生物学特性进行了测定.结果表明,30株胶质芽孢杆菌菌体均为杆状,产生椭圆至圆形芽孢.其中K3、K9、K19、K31为短杆状,30株菌株均为G~-.NH_4~+、NO_3~-为良好N源,且能在无N培养基上生长.菌株K5、K12和K31解K能力较强,释放的K比不加菌液对照分别增加2.39倍、2.28和2.27倍;K5、K11、K26、K31在w=3%NaCl的培养基上能生长;在25～30℃范围内供试胶质芽孢杆菌均能良好生长;以上试验数据可为将来微生物肥料的研制提供必要的依据.     

区域土壤质量对土地利用变化响应研究——以土壤氮元素为例

选取长江三角洲典型地区--原锡山市作为研究区域,以1982和2005年土壤全氮和速效氮作为研究对象,探讨区域土地利用变化对土壤氮含量的影响。通过统计分析表明,20年来原锡山市土壤全氮含量降低016 g/kg,速效氮含量降低763 mg/kg。通过变异函数分析,20年来原锡山市全氮和速效氮的变异函数理论模型呈指数型,但块金方差与基台值的比值、自相关阀值发生了较大变化;Kriging插值分析结果表明,1982年全氮和速效氮分布较简单,2005年全氮分布较复杂,速效氮分布较简单,同时kriging插值分析还表明,20年来原锡山市土壤全氮含量降低,空间变异变化显著;土壤速效氮含量变化较小,空间差异变化明显。     

SiO2柱层状钛酸的制备、表征和光催化性能研究

采用逐步交换法,将含硅多聚物嵌入到层状钛酸的层间,通过焙烧制得SiO2柱层状钛酸(SiO2-H2Ti4O9)光催化剂.用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis)和比表面积等测定方法对催化剂进行了表征.结果表明,SiO2-H2Ti4O9的层间距由钛酸钾的0.88nm增加到1.35nm,比表面积由5.4 m2·g-1增大到133.3 m2·g-1.另外,通过对酸性大红GR的光催化降解反应,考察了所得催化剂的光催化活性.     

钾细菌在剩余污泥资源化中的应用

通过对钾细菌在剩余污泥中的接种,利用钾细菌将土壤中难溶性钾转化为可溶性钾是增加作物钾素营养的一个途径,将含大量钾细菌的剩余污泥制成的微生物肥料应用于农田中,从而达到剩余污泥的资源化利用,为剩余污泥的科学处理提供依据。     

钾掺杂对铈锆固溶体催化性能的影响

为研究钾掺杂对铈锆固溶体催化性能的影响,以Ce0.7Zr0.3O2为基体制备了一系列钾掺杂的铈锆固溶体xK-Ce0.7Zr0.3O2(x=0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30)催化剂样品,通过程序升温氧化(TPO)过程进行活性评价,并通过XRD、BET、H2-TPR和O2-TPD进行分析表征。结果表明,采用溶胶凝胶法制备的催化剂的催化性能比络合燃烧法所制备的稍好;当钾的掺杂量为0.10≤x≤0.30时,xK-Ce0.7Zr0.3O2催化碳烟颗粒燃烧的活性得到提高,起燃温度和最大燃烧速率温度分别在315℃和375℃附近,明显优于Ce0.7Zr0.3O2;掺杂钾后的催化剂样品均能形成萤石结构,并且随钾掺杂量的增大比表面积减小。     

CuO/过硫酸氢钾体系催化氧化苯酚

本论文通过直接沉淀法制备了CuO催化剂,结合过硫酸氢钾,在常温常压下催化氧化处理苯酚模拟废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)对催化剂进行了表征,并研究了反应过程中各影响因素对降解效率的影响。实验结果表明,在催化剂用量为0.2 g/L,氧化剂浓度为0.25 g/L,pH值为7,反应时间为60 min的条件下,浓度为50 mg/L的苯酚降解率可达100%,TOC去除率达84%。进一步实验表明,催化剂具有良好的重复使用能力。最后,通过自由基捕捉实验,考察了体系中的自由基种类,并根据实验结果,讨论了CuO/过硫酸氢钾体系的催化降解机理。