玉米秸秆碳源释放特征及反硝化效果

通过静态和动态实验研究了玉米秸秆的碳源释放规律,并考察其浸出液作为反硝化碳源对高、中、低硝酸盐氮的去除效果。实验结果表明,玉米秸秆可有效地释放碳源物质,静态实验中,固液比为1∶30时单位质量碳源释放的COD最多达254 mg/g,释放速率最快为13.37 mg/(g·d);动态实验中,秸秆长度为3 cm、水力停留时间(HRT)为48 h时,单位质量碳源释放的COD最多达826.26 mg/g,COD的速率最快为26.65 mg/(g·d)。反硝化过程中p H变化不明显,在7.0~8.0范围之间浮动。以玉米秸秆浸出液为反硝化碳源对中、低浓度的硝酸盐氮具有较好的去除效果,去除率保持在80%以上,甚至高达94%,但对高浓度的硝酸盐氮去除率仅在60%~80%之间。研究表明,玉米秸秆有较强的持续供碳能力,是一种经济合适的碳源材料,采用玉米秸秆浸出液作为去除地下水中硝酸盐氮的生物反硝化碳源是可行的。     

生物质炭对溶液中Cd~(2+)的吸附

以玉米秸秆、稻壳在350~500℃制成的生物质炭作为吸附剂,研究其对溶液中Cd2+的吸附特性。通过模拟实验,考察了初始p H、生物质炭用量、吸附时间和Cd2+的起始浓度对吸附的影响。结果表明,2种生物质炭对Cd2+的吸附反应适应p H范围较宽(4.0~7.0);玉米秸秆炭和稻壳炭对Cd2+的吸附速度较快,分别在10和20 min时达到吸附平衡;玉米秸秆炭对溶液中Cd2+的吸附遵循Langmuir等温线模型,而稻壳炭对Cd2+的吸附遵循Freundlich等温线模型。在实验设定的条件下,玉米秸秆炭对溶液中Cd2+的吸附能力强于稻壳炭。     

东北玉米热量指数预测方法研究(Ⅰ)——热量指数与玉米产量

利用东北地区典型站点1961-2005年气象资料和东北3省1961-2005年玉米产量资料,计算分析了东北不同地区玉米热量指数的变化趋势以及与产量的关系。结果表明：受气候变暖的影响,辽宁省热量指数出现下降的趋势,而吉林省和黑龙江省的热量指数出现显著升高的趋势,气候变暖对吉林省和黑龙江省玉米生产有有利的影响。热量指数较好地反映了玉米产量与环境温度的相关关系。因此,可通过对玉米热量指数的预测进行农作物低温冷害预测,为农业生产防灾减灾提供决策依据。     

改性玉米秸秆吸附去除废水中四环素的研究

应用平衡吸附法,研究了不同投加量（改性玉米秸秆）、温度及pH条件下,改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附作用,并利用等温曲线及吸附动力学方程对试验结果进行了拟合。结果表明：在吸附剂用量0．4g,温度30℃,振荡时间30min,pH值7的条件下,对水体中四环素浓度为50．136mg／L的吸附率可达93．4％。四环素废水吸附均符合Langmuir及Freundlich等温模式。但Langmuir方程拟合得较好,Elovich方程能更好地拟舍改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附动力学曲线。     

水土流失地区农田可持续利用的评价模型研究

通过水土流失地区不同农业生产方式对土地质量及土壤生产力的影响研究,探讨不同作物及其不同的种植方式对农田可持续利用的评价预测模型及土地资源利用的价值核算方法。通过对山西省闻喜县的案例应用验证,表明了在农业可持续发展研究中应用的可行性。     

广东人口粮食动态模型的建立及土地生产力分析

对我省的人口发展和粮食生产进行了系统的分析和研究,结果表明广东人口将在2005年底达到8000万人,比过去人口的增长速度明显加快;而粮食生产却不容乐观,到2015年最多只能达到年产2670万t的水平,人均粮食约280 kg,比目前水平略低。从长远来考虑,我省的粮食问题将更显不足,而耕地又逐年减少,故提高土地利用率和生产水平是目前迫切需要解决的实际问题。     

近40年气候变化对江西自然植被净第一性生产力的影响

根据全球气候变化的趋势,采用植被净第一性生产力模型,对江西省南昌、吉安、赣州3地近40年气候变化对自然植被净第一性生产力（NPP）的影响进行研究,并模拟了3地自然植被NPP在未来气候3种水热条件下的变化趋势。此外还以1980年江西全省自然植被NPP为例分析了自然植被NPP的区域分布特征,结果表明：3地近40年自然植被NPP平均值分别为1319 、1311和1320 t/hm2〖DK1〗·a,总体上都呈上升的趋势。 当年均气温增加2℃且降水量增加20%时,NPP值增加了149%~1585%;随着年均气温增加2℃且降水量减少20%,NPP减少了477%~516%;当年均气温增加2℃且降水量不变时,NPP增加了530%~569%。江西自然植被NPP区域分布特征由东、南、西3个方向向北呈放射状分布,随着地形由高山向丘陵、平原的方向变化而减小。     

森林火灾后植被恢复的遥感监测

文中结合Landsat TM遥感影像和CRU气象数据,采用参数生态模型,从森林植被净初级生产力NPP入手,模拟估算大兴安岭地区图强林业局1987年森林火灾后的植被覆盖情况,并通过控制实验对比分析影响森林NPP估算模型的主要因子和过火区域的NPP变化,从而实现火灾后对森林恢复情况的遥感监测。结果表明：1987年森林大火造成的研究区森林NPP数值下降严重。之后森林植被NPP数值逐渐回升,2009年之后达到最大值,已经完全恢复到火灾前的数值。从空间分布来看,研究区北部地区受火灾影响较大,多年森林NPP总体数值变化明显呈增长趋势,到2009年后则趋近平稳;南部未过火区域没有明显变化。利用遥感技术与生态模型结合是监测火灾后森林恢复的有效途径。     

蚯蚓(Eisennia foetida)对玉米根际As、P形态转化及其吸收的影响

从湖南省石门县的As矿区附近采集不同程度As污染的农田土壤,通过盆栽添加秸秆和接种蚯蚓等处理来研究蚯蚓对玉米根际As、P形态转化及其吸收的影响,10周后收获玉米,测定了玉米生物量、体内As、P含量以及根际土壤中As、P形态.结果发现,与对照相比,不论土壤含As浓度高低,接种蚯蚓或同时施加秸秆增加玉米地上部和地下部的生物量,最高分别高出对照149％和222％.在中、高As土壤中,玉米地下部As浓度是蚯蚓和同时添加秸秆处理中最高,地上部是单接蚯蚓处理高于单施秸秆处理.不同As浓度下,地下部P浓度是单接蚯蚓处理的最高,地上部是单施秸秆处理的最高.逐级提取法分析根际土壤As、P形态表明,低As土壤中Ca-P影响玉米吸收As（r=0.981）,中、高As土壤中晶态的Fe、Al水合氧化物态As不利于玉米吸收Al-P,相关性系数分别为0.953、0.997.接种蚯蚓或同时施加秸秆,促进根际土壤中非专性吸附态的、Fe和Al结合态的As形态含量以及O-P含量升高,在中、高As土壤中效果更明显.     

不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义. 试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1（常规化肥750 kg·hm^-2+复合菌剂75 kg·hm^-2）、T2（常规化肥750 kg·hm^-2+巨大芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T3（常规化肥750 kg·hm^-2+胶冻芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T4（常规化肥750 kg·hm^-2+有机硅肥600 kg·hm^-2）、T5（常规化肥750 kg·hm^-2+生物有机肥600 kg·hm^-2）、T6（常规化肥750 kg·hm^-2+活性微藻15 kg·hm^-2）和仅施化肥750 kg·hm^-2（CK）7个处理,研究玉米两个关键时期（大喇叭口期和成熟期）不同微生物菌肥对土壤养分、盐分、细菌群落和玉米产量与经济效益的影响. 结果表明,相较CK,T1显著提高了全生育期土壤全氮（TN）和有效磷（AP）含量;成熟期土壤有机质（OM）含量较大喇叭口期平均增加10.35%,但各处理间无显著性差异;相较于CK,T5和T6显著降低了全生育期土壤全盐量和Ca²⁺含量,平均降低14.51%~18.48%和24.25%~25.51%. T1显著提高全生育期细菌多样性指数,较CK提高了45.16%;土壤优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌属为芽孢杆菌属和Geminicoccaceae. 研究区细菌群落最丰富的功能是化能异养和需氧化能异养,平均相对丰度为28.89%和27.11%,T3和T6显著提高土壤氮循环功能. 冗余分析（RDA）结果表明,Na⁺、SO₄^2-、pH和EC是驱动细菌群落结构的重要因素,相关性热图显示Na⁺、SO₄^2-、pH和EC主要与浮霉菌门呈显著正相关,土壤OM和TN与蓝细菌显著正相关. 相较CK,T6在生育期内增加了蓝细菌的相对丰度,优化了细菌群落结构. 使用推荐用量的菌肥T1和T6分别提高了7.31%~24.83%的玉米产量和9.05%~23.23%的经济效益;土壤化学性质与产量相关性分析结果初步揭示了EC、AP、HCO₃^-和Mg²⁺是限制滨海地区土壤生产力的障碍因子. 综上,推荐用量下使用复合菌剂（T1）和活性微藻（T6）可显著提升土壤养分、降低盐分和改善土壤细菌群落结构多样性,既保证了玉米增产增效,又实现了微生物菌肥高效利用和土壤质量提升.