大气CO2含量升高对稻田水体微量元素流失的潜在影响

日益增多的研究表明,大气CO2含量升高能显著影响陆地生态系统的土壤微量元素状况,但有关湿地生态系统水体微量元素状况的相关研究非常少.为此,本研究借助我国稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)试验(位于江苏省江都市,始于2004年),于2007年对稻田水体中过滤性铁、过滤性锰和总锌的变化进行了动态监测.结果表明:大气CO2含量升高提高了稻田水体中过滤性铁,总锌及返青期、分蘖期和拔节期过滤性锰的质量浓度,但降低了孕穗期过滤性锰的质量浓度,与对照相比,FACE田块过滤性铁、总锌质量浓度平均提高了21.12%、50.20%;过滤性锰在返青期、分蘖期和拔节期平均提高了13.27%,孕穗期降低了18.03%;不同施氮水平下,过滤性铁、过滤性锰和总锌质量浓度差异不显著.上述结果还表明,大气CO2含量增高可能通过田间排水尤其是由水稻生长前期暴雨而导致的洪涝来加重稻田生态系统微量养分流失的风险.     

磷、锌肥处理对降低污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响

探索农田措施控制水稻Cd吸收与籽粒积累是保障稻米食物安全的急迫需求.采用田间定位试验,研究了不同用量的钙镁磷肥及叶面喷施锌肥(ZnSO4·7H2O)等处理对污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响.试验表明,施肥处理没有显著提高水稻产量,但籽粒Cd含量有不同程度降低.分析表明,这些处理提高了土壤的pH值,且随用量而增高,土壤中有效态Cd含量显著降低.土壤有效态Cd含量与土壤pH值存在显著负相关,推测主要是由于土壤pH升高而降低了土壤Cd活性.不过,叶面喷施ZnSO4·7H2O,并未明显提高土壤pH值,但显著降低土壤有效态Cd含量,可能是由于淹水下形成难溶性CdS而钝化了土壤Cd.因此,稻田中Cd钝化可以抑制Cd在水稻籽粒中的积累.但是,在严重污染稻田中,这些用量尚不能有效控制稻米Cd的安全.建议在严重重金属污染的土壤改种其它非Cd强积累作物.     

墒沟埋草对稻田CH4和N2O排放的影响

2006年采用静态箱法观测对照(麦秆不还田)以及均匀混施和墒沟埋草2种麦秆还田方式下稻田CH4和N2O排放通量,探讨墒沟埋草对稻田CH4和N2O排放的影响.结果表明:墒沟埋草处理中,墒沟区域的CH4平均排放通量显著高于均匀混施处理(P＜0.05),而N2O平均排放通量显著低于均匀混施处理(P＜0.05).墒沟埋草处理的CH4季节排放总量是对照的4.07倍,而与均匀混施处理无显著差异(P＞0.05).墒沟埋草处理的N2O季节排放总量是对照的70%,是均匀混施处理的3.14倍.     

稻田土壤溶液中溶解性有机氮、碳的空间分布及其微生物降解特性

通过测坑定位试验,测定了稻田不同深度土壤溶液中溶解性有机氮(DON)、溶解性有机碳(DOC)的含量,并将原位提取的土壤溶液加入到人工土壤中,开展土壤溶液中DON、DOC的微生物降解试验,研究不同施肥处理DON、DOC的含量分布及其微生物降解特性。结果表明:(1)两种施肥处理0~10cm土壤溶液中TN、DON显著低于其他两层土壤;土壤溶液中DON占TN的比例均在62.9%~79.8%,为氮素组成的主要形式。(2)有机无机混合肥处理中DOC占TC的比例随土壤深度加大而逐渐增加,比例为21.1%~25.1%,而无机肥处理中DOC占TC比例则是逐渐下降,比例为18.9%~20.0%。(3)稻田土壤溶液中DON和DOC具有较好的微生物降解特性。降解28d后,DON占初始DON的30.1%~34.9%,而DOC占初始DOC的24.3%~28.2%。     

亚热带东部稻田土壤酸缓冲性能与酸化特点研究

我国亚热带东部降水丰富、淋溶作用强、稻田复种指数与施肥水平高、酸雨频繁,土壤酸化风险较大,但该区地貌和成土母质多变,土壤酸化行为具有较大的空间异质性。为了解这一地区稻田土壤的酸化规律,以浙江省绍兴市为研究对象,通过室内模拟研究与田间广泛采样分析相结合的方法,探讨了该市稻田土壤酸缓冲性能及土壤酸化的时空变化特点。结果表明,地貌对稻田土壤的酸缓冲性能及土壤酸化有较大的影响,土壤酸缓冲容量平均值：滨海平原（484 mmol/kg）>水网平原（157 mmol/kg）>河谷平原（111 mmol/kg）>丘陵（80 mmol/kg）;土壤酸缓冲强度平均值：滨海平原（118 mmol/kg）>水网平原（55 mmol/kg）>河谷平原（45 mmol/kg）>丘陵（35 mmol/kg）。全市稻田土壤pH值在3.30～8.72,多数落在4.5～6.5范围内,占82.71%;土壤平均pH值：滨海平原（7.73）>水网平原（6.00）>河谷平原（5.52）、丘陵（5.56）;与第二次土壤普查相比,土壤pH≤5.50的稻田比例已由4.09%增大到42.0...     

湘南4个矿区稻田As污染状况的初步调查

通过实地调查以及土壤和水稻样品分析,研究了湘南郴州柿竹园铅锌矿、郴州界牌岭锡多金属矿、衡阳水口山有色金属矿、衡阳龙王山金矿4个矿区稻田的As污染状况.结果表明:4个矿区的稻田土壤和水稻植株均已受到严重的As污染.矿区稻田土壤As含量范围为30.0～225.7mg·kg-1,超过国家土壤环境质量3级标准;水稻根系、秸秆、谷壳、糙米As含量范围分别为115.6～588.2、4.19～20.88、1.388～5.374、0.214～0.892mg·kg-1,除部分糙米样品外,均超过我国食品中As限量卫生标准.矿区稻田土壤同时受到As和重金属的复合污染,综合污染指数(P)范围为0.76～13.12.矿区稻田的As污染主要由矿产的开采和冶炼造成,其中,水口山有色金属矿区和龙王山金矿区As污染以及As和重金属复合污染最为严重,柿竹园铅锌矿区污染面积较大,界牌岭锡多金属矿区由于发生过地质灾害改变了地表面貌,污染情况更为复杂.     

煤矿酸性废水对喀斯特稻田环境污染的实验研究

为系统评价煤矿酸性废水(AMD)污染对喀斯特稻田环境的影响,分析了不同程度AMD污染作用下稻田水-土体系中pH、电导率(EC)、氧化还原电位(Eh)、铁、锰、铜、锌、SO_4~(2-)等特征污染组分及土壤微生物量、脲酶活性、磷酸酶活性、过氧化氢酶活性等生物特性的变化。结果表明:(1)在污染前期较低污染倍数下,喀斯特稻田水-土系统对AMD污染有较好的缓冲性能,但高浓度持续污染1周以上可导致稻田田面水及土壤的明显酸化,增加体系的EC和Eh。(2)AMD的污染程度增加可提高田面水中铁、锰、铜、锌和SO_4~(2-);稻田土壤可通过吸附及自身的缓冲体系使得田面水中铁、锰、铜、锌较低,但在明显较高的污染程度下,又会通过土壤已有组分的溶出,明显增加田面水中锰、铜、锌。(3)AMD污染可降低稻田土壤微生物量、脲酶活性,但对磷酸酶活性的影响不明显;由于AMD引入大量H~+及丰富的铁离子将会促进H_2O_2的分解,进而造成过氧化氢酶活性总体升高的假阳性趋势。     

节水灌溉模式对稻田CH4排放规律的影响

基于水稻节水灌溉技术和密闭静态箱技术田间原位采集甲烷气样,试验研究了水稻节水控制灌溉模式对稻田CH4排放规律的影响.结果表明,控制灌溉稻田CH4排放呈现明显的下午极大值型日变化,CH4排放高峰主要出现在下午13∶00,淹水处理CH4排放峰值在1 d中各个时刻的出现具有一定的随机性.控制灌溉稻田CH4排放呈现明显的单峰型季节排放规律,排放高峰发生在分蘖前期,比淹水处理提前了10 d.所以,控制灌溉模式在水稻返青期后的水分调控及生产性用水等水管理措施对稻田CH4排放的影响至关重要.控制灌溉水稻全生育期的稻田CH4排放总量为24.46 g·m-2,比淹水稻田减少了39%,平均排放率为7.96 mg·(m2·h)-1,但返青期和分蘖前期的CH4平均排放率比淹水稻田高,在以后的各个生育阶段均低于淹水稻田.     

四湖地区渍害稻田土壤有机质及其氧化稳定性

采用定点调查和大田采样的方法，较系统地研究了不同渍害程度的稻田土壤有机质和活性有机质与土壤主要农化指标之间的关系。结果表明：(1)活性有机质与土壤全氮、碱解氮和速效磷等肥力指标间的相关系数均达极显著水平，且比土壤有机质与其对应肥力指标间的相关系数均要大，比有机质更能反映出土壤有效养分的供应。(2)从通径分析结果看出：碱解氮对活性有机质的直接效应要小于速效磷对活性有机质的直接效应，前者为27.3％，后者为46．1％。渍害土壤中与活性有机质关系最密切的土壤肥力指标是速效磷和碱解氮。(3)初步认为用有机质氧化稳定性(Kos值)比用有机质含量或活性有机质含量能够更好地作为渍害土壤判断渍害程度的标准。     

基于稻草还田的稻田生态系统N素吸收特性研究

采用田间试验研究了稻草还田环境下施N模式对稻田生态系统N素吸收量及N肥利用率的影响.结果表明:稻草还田配施N肥能显著提高水稻N素吸收转化功能,且高量常规N处理下尽管水稻N素吸收量增多,但只有一定量N素能转移到穗部,其余则仍然留存在营养器官中.所有处理N肥的吸收利用率为26.7%～30.7%、农学利用率为10.5～12.2 kg·kg-1,N肥利用率较低,且随着施N量增加呈下降趋势.随着与稻草配合施用,N肥利用率各指标中除吸收利用率略有下降外,其他各指标(包括农学利用率、生理利用率和偏生产力)均有一定程度提高.根据稻田作物N素吸收转化状况与N肥利用率,在全年稻草还田量为7 500 kg·hm-2的红壤稻田系统,建议全年适宜配施N量为185 kg·hm-2.