紫色土旱坡地油菜/玉米轮作下氮流失的年际变化特征

明确三峡库区紫色土旱坡地氮流失的年际变化特征,为库区的施肥管理措施和面源污染治理提供参考.依托中国科学院成都山地灾害与环境研究所三峡库区试验站,于2018～2020年连续3 a设置不施肥(CK)、常规施肥(F)、优化施肥(OF)、化肥减量配施生物炭(BF)和化肥减量配施秸秆覆盖(SF)5种处理,研究紫色土旱坡地在油菜-玉米轮作模式下氮流失的年际变化特征.结果表明：(1)三峡库区紫色土旱坡地地表径流主要发生在5月和8月,壤中流主要发生在6～10月. 2018～2020年降雨量逐年增加,各处理地表径流产流量逐年减少,壤中流产流量大致呈逐年增加的趋势,年尺度下,壤中流产流量和产流次数均高于地表径流.(2)2018～2020年每年各形态氮的最高流失浓度出现时间大概一致,地表径流全氮、铵态氮和硝态氮最高流失浓度分别出现在5、 8～10和7月,壤中流各形态氮最高流失浓度分别出现在10、 10和5～7月.(3)地表径流各形态氮流失通量呈逐年降低趋势,壤中流各形态氮流失通量大致逐年增加.(4)生物炭和秸秆还田第一年降低氮流失通量的效果较好,但后续两年还田反而加剧了氮素流失通量.因此,三峡库区紫色土旱坡...     

保护性耕作对土壤线虫c-p类群及功能团的影响

以辽宁彰武县保护性耕作示范推广基地土壤为研究对象,通过实地调查和取样分析,对比研究了传统犁耕和6 a保护性耕作(免耕秸秆覆盖)条件下的土壤线虫c-p(colonizer-persister)类群及功能团,为评价保护性耕作的土壤生态效应提供理论依据.研究发现,与犁耕相比,保护性耕作显著增加了土壤线虫各c-p类群及绝大多数功能团的多度,但显著减少了Ba4和Om5功能团多度.此外,保护性耕作还改变了土壤线虫生活史和功能团的结构特征:在大部分研究土层,c-p1和c-p2线虫的相对多度显著提高,而c-p3、e-p4以及c-p3-5类群显著降低;Ba1、Ba2、Ba3、Fu4和H5功能团的相对多度显著提高,而Ba4、H3和Om5的相对多度显著降低,Fu2、H2和Om4相对多度的变化较复杂,在表土层表现为显著抑制,在15～30cm土层则为促进作用.土壤线虫c-p类群和功能团的多度及结构特征可能适合作为评价保护性耕作对土壤质量影响的生物学指标.     

覆草旱作稻田CH4和N2O的排放

通过田间试验比较水稻覆草旱作常规施氮肥、覆草旱作推荐施氮肥和常规水作水稻全生育期内稻田土壤微量气体的排放.结果表明,旱作稻田N2O排放总量比水作稻田高1.5~3.7倍,在旱作覆草处理中常规施肥N2O排放较推荐施肥高2.4倍.水作稻田CH4排放总量比旱作稻田多5~6倍,而两旱作处理间差异不显著.水作稻田CH4的排放与水稻生育期关系密切,以分蘖盛期的2.2mg/(m2h)为最大;旱作稻田CH4的排放与施氮关系不明显.施氮是影响旱作稻田N2O排放的关键因素,每次施氮后,旱作稻田均会出现剧烈的排放高峰.水稻不同栽培方式的增温潜势的高低顺序为:覆草旱作常规施氮肥>常规水作>覆草旱作推荐施氮肥.     

不同改良剂对铜矿尾矿砂的改良效果研究

研究了用蒙脱石、稻草和鸡粪作为改良剂对铜矿尾矿砂有效养分、有效态重金属含量、pH值以及对尾矿砂上黑麦草生长的影响。结果表明 :(1 )蒙脱石可显著提高尾矿砂对铵态氮的保留能力 ;(2 )施肥可降低尾矿砂的pH值 ,施用鸡粪可使尾矿砂pH值下降约 1个单位 ,而添加蒙脱石和稻草对尾矿砂pH值未产生明显影响 ;(3 )添加蒙脱石可使尾矿砂中铜、锌的有效态含量降低 ,而添加稻草和鸡粪则使其有效态重金属含量增高 ;(4 )随改良剂添加量的增加 ,蒙脱石和鸡粪处理组黑麦草吸收铜、锌的量减少而稻草处理组则增加 ;(5 ) 3种改良剂可明显影响尾矿砂上黑麦草的生长状况     

城市污泥与稻草堆肥中多环芳烃的研究

将污泥与稻草进行翻堆、菌种 翻堆、连续通气和间歇通气 4种不同方式的堆肥 ,应用GC/MS对堆肥中的多环芳烃类化合物 (PAHs)进行分析 ,探讨堆肥产物中PAHs的含量分布模式以及不同堆肥方式对PAHs的降解效果 . 4种污泥堆肥中ΣPAHs在2 0 83—2 8 4 35mg·kg- 1之间 ,依次是菌种 翻堆 ( 2 8 4 35mg·kg- 1>翻堆 ( 7 30 3mg·kg- 1) >连续通气 ( 4 80 8mg·kg- 1) >间隙通气 ( 2 0 83mg·kg- 1) ,绝大部分化合物的含量都低于 0 2 0mg·kg- 1.堆肥前后ΣPAHs降解率在 6 5 5 %— 93 2 0 %之间 (平均为6 5 0 0 % ) ,绝大部分化合物的降解率都在 90 %以上 .通气堆肥尤其是间歇通气堆肥对污泥中PAHs的降解效果最好 .     

白腐菌在固体培养基下对吲哚和吡啶的降解

研究了稻草秆粉介质中白腐菌对吲哚和吡啶的降解.实验结果表明,质量浓度分别为200、80 mg/L左右的吲哚可被白腐菌去除99%以上,质量浓度为74 mg/L吡啶的去除率为61.5%;白腐菌在稻草秆粉培养体系中对吲哚和吡啶的降解,符合零级反应动力学,其中反应速率常数K(高浓度吲哚)＞K(低浓度吲哚)＞K(吡啶);高低浓度吲哚和吡啶3个降解体系的漆酶活力在第6天达到最大;漆酶在吲哚和吡啶降解过程中起着较重要的作用,但酶活的变化与吲哚和吡啶的相对去除率不呈线性相关,稻草秆粉培养基中的介质和培养环境在降解过程中可能也起着重要作用.     

秸秆不同还田方式下蚯蚓对旱作稻田土壤碳、氮的影响

通过两年的田间小区试验，研究了在秸秆的不同施用方式下，蚯蚓(Pheretima sp)对旱作水稻土壤中碳、氮的影响。设置5个处理：秸秆混施，秸秆深施 蚯蚓，秸秆表施，秸秆表施 蚯蚓，对照。2001年夏季播种旱稻，在4个主要生育期采集(0-20cm)土样。2002年再次播种该品种旱稻，采集成熟期(0-20cm)土壤。测定土壤碳、氮以及微生物量碳、氮。结果表明，不论采用何种秸秆还田方式，蚯蚓并不造成土壤有机碳和全氮显著耗减。蚯蚓活动对土壤氨态氮及硝态氮的影响较大；从总体上看，它促进了土壤氮的矿化。不同秸秆施用方式都影响蚯蚓对土壤微生物的作用，在表施秸秆情况下，蚯蚓对微生物量提高最显著。     

秸秆还田对土壤有机碳结构的影响

秸秆还田既可以缓解土壤污染问题又可以增加土壤养分及改善土壤结构从而提高土壤质量。研究秸秆还田后土壤有机碳结构的变化对了解碳周转规律、促进农业管理和生产以及环境可持续发展具有重要意义。选取3种性质差异较大的土壤,分别为红壤、褐土及黑土。实验分为对照处理和添加质量分数为5%的水稻秸秆的秸秆处理。土壤在温室条件下培养24个月,每4个月取样一次,测定土壤中总有机碳含量及采用碳1s X射线吸收光谱测定土壤有机碳分子结构及各类型有机碳含量。实验结果显示,(1)黑土中总有机碳含量最高,达29.5-32.5 g·kg^-1,是红壤的4.7-6.4倍,褐土的3.9-4.9倍。加入秸秆后,红壤、褐土及黑土中有机碳含量较对照分别显著增加124%-196%、60%-110%和21%-28%。(2)3种土壤的对照中,有机碳主要以脂肪碳、羧基碳和烷氧碳存在。这3部分有机碳占总有机碳的百分比在红壤、褐土和黑土中分别为69.1%-86.6、79.6%-88.5%和87.3%-90.3%。加入秸秆后,3种土壤中有机碳类型依旧是上述3种有机碳占主导。(3)秸秆处理使红壤和黑土中有机碳疏水性增强,提高土壤团聚体稳定性,对改善土壤结构起促进作用。(4)秸秆加入后,红壤和褐土中发生正激发效应,这两种土壤中有机碳结构简单、稳定性减弱;黑土中发生负激发效应,其中有机碳结构趋于复杂,稳定性增强。     

发酵稻草抑藻机理研究

稻草在通气条件下经1个月发酵后,发酵稻草及其发酵液对鱼腥藻和念珠藻的生长具有显著的抑制效果,而对小球藻的抑制效果不明显,这说明发酵稻草的抑藻作用是有特异性的;经过灭菌的发酵稻草、没有经过发酵的稻草则没有抑藻作用,显示抑制藻类的物质是在稻草经过发酵后形成的,且该物质对热敏感。我们从发酵稻草中分离出21株微生物,发现其中一株(B3)具有和发酵稻草相同的抑藻效果,它能强烈地抑制鱼腥藻和念珠藻的生长,但它的发酵滤液没有抑制作用。本实验表明发酵稻草的抑藻作用是由于稻草在发酵过程中富集了某种微生物,这种微生物直接作用于藻类,使藻类的生长受到抑制,甚至死亡。     

稻草生物炭对土壤中Cd2+和Pb2+的吸附特性

为了探究稻草生物炭对土壤中重金属Cd2+和Pb2+的吸附机制,采用水稻秸秆在500℃下热解制备稻草生物炭,设置不同吸附时间、Na+和Ca2+离子强度、pH等影响因素,拟合稻草生物炭对重金属的吸附动力学、吸附等温线;在此基础上,采用黄沙模拟土柱试验得出稻草生物炭固定Cd2+和Pb2+的穿透曲线,着重分析比较pH和Na+离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属的影响.结果表明:在高pH、低离子强度下,稻草生物炭对重金属的吸附效果较好;当pH为6时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附效率分别为92.58%、63.36%;当离子强度为10 mmol/L时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的最高吸附效率分别为97.58%、68.35%;准二级动力学模型能很好地拟合稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附规律,拟合系数（R2）均大于0.995 8,表明稻草生物炭吸附速率主要由化学吸附机制决定;此外,稻草生物炭对Pb2+的吸附规律适合采用Langmuir等温吸附模型进行描述,而对Cd2+的吸附规律采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能进行很好的模拟,表明稻草生物炭对Pb2+的吸附是近似单分子层吸附,而对Cd2+的吸附存在多分子层吸附.由黄沙土柱模拟试验结果得出,稻草生物炭对Pb2+和Cd2+的滞留率随着pH的升高和离子强度的降低而增强.在Pb2+和Cd2+同时存在条件下,当pH为6、离子强度为1 mmol/L、稻草生物炭按黄沙质量的0.5%投加时,稻草生物炭对土柱中Pb2+、Cd2+的滞留效果最好.研究显示,高pH对稻草生物炭吸附固定重金属起到促进作用,而高离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属起到抑制作用.