模拟气候升温对湿地土壤微生物群落及磷素形态的影响

通过构建微宇宙湿地柱模拟气候升温的方法,采用高通量测序和核磁共振技术,分别研究了湿地土壤微生物群落和磷素形态对暖化作用的响应特征.结果表明,暖化作用导致了Firmicutes、Clostridia、Clostridiales、Clostridiaceae和Clostridium的相对丰度分别显著下降65%~98%、69%~87%、67%~87%、73%~97%和74%~93%,这表明暖化作用对不同分类水平上的物种Firmicutes到Clostridium具有显著的抑制效应.通过主坐标分析和聚类分析,不同湿地柱采样点的暖化组与对照组样本表现出显著的分离特征,揭示了暖化作用能够诱导微生物群落组成发生显著性变化.磷酸单酯和正磷酸盐是各湿地柱土壤主导的磷素形态,同时暖化作用导致了XX湿地柱采样点的磷酸单酯和正磷酸盐相对丰度分别显著升高275%和下降20%,JH湿地柱采样点的磷酸单酯和多聚磷酸盐相对丰度分别显著升高85%和下降49%,这表明不同磷素形态对暖化作用的响应具有土壤异质性特征.通过典型对应分析,揭示了暖化条件下微生物群落组成的显著变化对磷素形态具有显著的影响效应.     

太湖地区农田土壤磷素动态及流失风险分析

自80年代初以来,太湖流域农田土壤(0～15 cm)磷素水平有了较大的提高, 全磷平均提高了0.1 g/kg左右,速效磷含量大多增加了4～5 mg/kg;种植经济作物的土壤由于磷盈余量大,磷素水平提高幅度更大;缺磷土壤的面积已经大大减少.与此同时,土壤磷素水平的提高增加了土壤磷向水体流失的风险.不同类型土壤的固磷能力有着较大的差别, 而区内某些固磷能力较低的土壤常常被用来种植经济作物,过量的磷素投入增加了土壤磷向水体流失的风险和流失量.     

模拟煤灰渣垂直潜流人工湿地的除磷性能分析

为确定煤灰渣作为垂直潜流人工湿地基质的可行性,通过静态吸附实验和煤灰渣去除生活污水中的磷素实验,表明煤灰渣对污水中磷素的吸附平衡时间较短,吸附速率较快.当温度降低时,煤灰渣的磷素吸附容量对吸附平衡浓度依赖性和吸附强度随之降低,最大理论吸附容量亦降低 83.10% .在处理0.5 m 3 /(m2·d)的生活污水中,煤灰渣对TP的平均去除率达86.03%,吸附方式包括物理吸附和化学吸附,同时得出煤灰渣最大磷素解析量占最大理论吸附容量的0.73%,在实际人工湿地应用中应注意磷素解析而形成的二次污染.     

不同雨强条件下太湖流域典型蔬菜地土壤磷素的径流特征

以太湖流域典型区域无锡市近郊区鸿声镇的蔬菜地为研究对象,采用人工模拟降雨的方法,通过野外径流小区试验,研究了不同雨强对菜地土壤磷素径流流失的影响.结果表明,初始产流时间随雨强的增大呈幂函数减小(R²=0.99),径流量在雨强较小时,缓慢上升,但随着雨强的增大急剧上升,在雨强0.83、1.17和1.67 mm·min^-1时,总磷(TP)和颗粒态磷(PP)都表现为初始流失浓度较高,随降雨历时延长略有下降,最终趋于稳定,而在大雨强2.50 mm·min^-1时,TP和PP呈现波浪式起伏,没有明显的变化趋势;在整个降雨-径流过程中,溶解态磷(DP)变化比较平缓,占TP的比例为20%～32%,而PP占TP的比例为68%～80%,其变化规律与TP相一致,由此可见,PP是土壤磷素流失的主要形态;通过对比不同雨强下不同形态磷素的流失率,发现TP的流失率,大雨强2.50 mm·min^-1是小雨强0.83 mm·min^-1的20倍,而DP的流失率,却是33倍,这表明随着雨强的增加,加速土壤PP流失的同时,也大大促进了DP的流失,主要原因是降雨前表施磷肥,使得磷肥中大量的无机态磷溶解释放到水环境中,增加了DP的流失,从而会加重受纳水体富营养化的程度.     

川中丘陵区典型土地利用方式下磷素迁移的初步研究

通过野外定位观测,对川中丘陵区坡耕地、水田与林地地表径流水中磷素迁移形态、迁移通量进行了初步研究。结果表明,坡耕地、林地磷素迁移以颗粒吸附态为主,水田磷素迁移以水溶性磷为主,所有土地利用类型径流中总磷含量已超过水体富营养化的标准。坡耕地、水田和林地地表径流水中磷迁移的通量分别为0.88 kg/(hm2.a),0.15 kg/(hm2.a)与0.33 kg/(hm2.a)。     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带,但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失,进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年）,研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L,其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主,壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下,地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2,地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%,地表径流是坡地磷素流失的主要途径,但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式,以降低营养盐负荷,保护水环境。     

直播稻田渗漏水磷素动态变化及渗漏流失潜力研究

通过田间实验,对太湖流域丹阳地区直播水稻田不同施磷水平下渗漏水磷素动态变化特征及流失潜力进行了研究。结果表明,施磷能明显提高地下60cm以上深度土层渗漏水磷的含量。各土层渗漏液总磷浓度随土层深度的增加呈下降趋势。随着施磷量的增加,稻田渗漏水磷素含量也会随之增加。土壤磷素发生渗漏流失的土壤表层Olsen-P含量的"突变点"change-Point为25.17 mg/kg。当土壤中的Olsen-P浓度小于25.17mg/kg时,20～40cm土层渗漏水中TP浓度基本上不随土壤Olsen-P浓度的变化而变化,但当土壤中Olsen-P大于25.17mg/kg时,20～40cm土层渗漏水中TP浓度会大量增加,且土壤中的Olsen-P每增加10 mg/kg,渗漏水TP将增加0.21 mg/L。稻田当季累计土壤磷素渗漏流失负荷为1.02 kg/ha,占当季施磷量的2.80%。     

施用不同磷肥对植烟土壤中磷的淋失和有效磷的影响

采用土柱淋溶模拟试验和室内培养试验,研究不同磷肥施入土壤后磷的淋失和有效磷的变化.结果表明,在施磷量为35 mg/kg条件下,整个淋洗期间,钙镁磷肥、磷酸二氢钙、磷酸一氧铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾5种肥料磷的淋失率很低;各处理从上而下各层土壤的Olsen-P质量比略有增加.施磷量为60 mg/kg、110 mg/kg、170mg/kg、230 mg/kg时.潮砂田肥料磷的淋失率分别为0.26%、0.74%、2.12%和3.17%;灰泥田肥料磷的淋失率分别为0.79%、1.31%、1.60%和1.94%.钙镁磷肥施人各种土壤后,随着培养时间的延长,土壤有效磷质量比逐渐增加,80 d后达到峰值并趋于稳定;磷酸二氢钾、磷酸二氧铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢钙施人上壤后,土壤有效磷质量比逐渐降低,至培育60 d后.变化趋于平缓.不同土壤类型对磷的吸附固定率从大到小为潮砂田、灰泥田.     

解磷微生物肥料的研究与进展

磷是植物生长必需的矿物质元素之一,在土壤中易被固定降低其有效性,目前,研究和生产含有解磷功能的微生物有机肥料是转化土壤中无效磷、提高磷肥利用率的有效途径之一。叙述了解磷微生物犯料中微生物的种类、生态分布规律和影响高效解磷微生物选育的外部因素,概述了解磷微生物菌肥的应用和研究进展,探讨了解磷微生物肥料的应用价值。为解磷微生物未来的研究重点提出理论依据。．     

亚热带丘陵小流域土壤有效磷空间变异与淋失风险研究

肥料过施导致的土壤磷素累积和淋失是农业面源污染的重要方面.以湖南省长沙县金井镇脱甲河小流域(52 km2)为研究区,采用高密度布点采样、Arc GIS软件和属性相似反距离加权插值法研究了亚热带丘陵小流域表层(0~20 cm)土壤有效磷(Olsen-P)含量(以P计,下同)的空间分布特征与磷素的淋失风险.结果表明,菜地、果园、稻田和茶园土壤Olsen-P平均含量为62.0、16.1、14.4和13.7 mg·kg-1,是林地(平均含量为2.36 mg·kg-1)的5.8~26.3倍.5个土地利用类型土壤Olsen-P含量均具有高等变异水平和中等程度的空间自相关性(块基比C0/(C0+C)=50%),这与区内地形地貌、土壤母质、人工施肥等具有密切关系.根据土壤0.01 mol·L-1Ca Cl2浸提态P和Olsen-P的非线性关系可确定区内红壤和水稻土P的淋失风险临界值分别为69.97和98.40 mg·kg-1,并据此对脱甲河小流域土壤磷素淋失的风险进行了定量评价,结果表明旱地土壤具有明显较高的淋失风险,其中中等以上的比例占36.4%,而稻田土壤仅有0.2%,为中等以上淋失风险.因此,控制旱地(尤其是菜地)磷肥的投入是降低亚热带丘陵小流域土壤P淋失风险和减轻农业面源污染的关键.