连续多年免耕与轮作对土壤肥力的影响研究

为研究保护性农业技术对土壤养分的影响,在宁夏引黄灌区开展麦—稻水旱轮作双免耕(以下简称麦稻轮作免耕)11年定位试验,采用常规土壤养分测定方法,对连续多年麦稻轮作免耕下土壤养分、质地、pH等指标进行检测。结果表明:连续多年麦稻轮作免耕和常规耕作(CK)0~20 cm土层土壤质地差异不明显。与CK相比,连续7年麦稻轮作免耕后,0~10 cm,尤其是0~5 cm表层土壤养分有显著的提高,而且这种增加趋势在深层土壤中也有所体现。此后连续4年冬小麦单作免耕(共计11年免耕)下,土壤有机质、全氮、全钾质量比呈现随时间推移下降的趋势;全钾、速效钾质量比低于CK;有效锌、有效锰、有效铜质量比呈下降趋势,有效铁质量比却呈略上升的趋势;全磷、速效磷质量比高于CK,并且呈逐年上升趋势。可见,免耕与合理轮作是保护性农业中的一项基本原则。

宁夏卫宁平原土壤锌地球化学特征与富锌小麦种植区预测

研究目的大部分粮食作物锌含量较低,人体难以从正常的膳食结构中获取足够的锌元素。通过开展土地质量地球化学调查,探寻种植富锌作物的适宜区域,是基于自然途径使作物达到富锌标准的最优方案。研究方法本研究以宁夏卫宁平原农业用地为研究区,基于土地质量地球化学调查所获取的农用地表层土壤、小麦籽实及其根系土中元素地球化学数据,研究了表层土壤、小麦籽实Zn地球化学特征,探究了小麦籽实富集Zn的影响因素;以中国健康膳食营养结构与居民膳食营养素参考摄入量为基准,推算出富锌小麦锌含量区间值。研究结果研究区表层土壤Zn含量范围25.1~102.0 mg/kg,背景值61.4 mg/kg;研究区小麦籽实Zn含量范围13.34~37.78 mg/kg,平均值24.72 mg/kg,生物富集系数(BCF)平均值0.41;富锌小麦Zn含量取值范围为26.5~50.0 mg/kg,研究区小麦籽实的富锌比例为36.7%;基于神经网络模型预测出卫宁平原适宜种植富锌小麦的农用地面积为242.86 km^(2)。结论研究区表层土壤Zn空间分布较为均匀且主要受到成土母质控制;小麦籽实富集Zn的能力为中等,土壤Zn、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)与小麦籽实Zn具有显著相关关系;神经网络模型能构建出可靠的预测模型,可以作为基于地球化学调查数据探寻有益微量元素富集作物种植适宜区的方法。

典型黑色页岩地区土壤风化速率及潜在生态效应研究

风化条件作用下,黑色页岩富含的重金属元素释放到周围环境中,会造成土壤重金属的超标富集,从而形成重金属地质高背景区。为了了解黑色页岩地质高背景区重金属风化富集过程和特征,本研究以浙西地区典型寒武系黑色页岩区土壤为研究对象,运用PROFILE模型定量计算土壤剖面化学风化速率,并以此评估重金属释放速率,同时对该地区的土壤重金属潜在生态效应进行了评估。研究结果表明,土壤的化学风化速率为62.95~412.62 mmol/(m^(2)·a),盐基阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)和K^(+))的释放速率为97.47~806.16 mmol/(m^(2)·a)。黑色页岩土壤中碳酸盐含量的大小对风化速率强弱的影响比较大。研究区土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的平均释放速率分别为31.25、18.79、135.65、65.14、0.15、28.02和367.35 mmol/(m^(2)·a)。土壤的重金属浓度和盐基阳离子浓度(CBCt)对重金属释放速率的影响较大,盐基阳离子释放速率(RBC)对重金属释放速率的影响较小。研究区重金属综合潜在生态风险指数平均值为961.89,Cd的潜在生态风险指数最高,贡献率在53.44%~99.70%之间。

多年麦稻轮作免耕土壤细菌对土壤养分和酶活性的影响

为了探索连续多年免耕轮作对土壤养分与微生物的影响,以麦稻水旱轮作免耕试验为对象,采用常规土壤养分测定法、土壤微生物宏基因组测序技术及京都基因和基因组百科全书(KEGG)数据库、冗余(RDA)分析等方法,对连续多年田间保留农作物残茬免耕及传统耕作土壤的养分、微生物种群、酶活性等进行了检测分析。结果表明,连续13年田间保留农作物秸秆、残茬免耕轮作与传统耕作轮作0~20 cm土壤微生物种群结构丰度在农作物不同生长发育时期发生了变化,第一核心种群的变形菌门(Proteobacteria)、酸性杆菌门(Acidobacteria)丰度最高,呈增加趋势;第二核心种群的放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)丰度呈下降趋势;连续多年免耕轮作处理土壤中心土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶含量分别比传统耕作处理提高了4.9%、22.8%、21.7%;免耕轮作处理的作物在绝大部分生长阶段与土壤酶的关联性优于传统耕作轮作处理。免耕处理Z4与传统耕种处理T4比较,土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷含量分别提高了27.7%、20.3%、16.1%、30.8%、19.3%;两种土壤的微生物代谢通路差异主要表现为氨基酸类通路,免耕轮作处理的绝大多数氨基酸类通路在第1时期(小麦拔节期)和第3时期(水稻孕穗期)比传统耕作轮作激活程度强的差异达到显著或极显著水平。在免耕轮作处理中,硝基螺菌属(Nitrospira)、厌氧黏细菌属(Anaromyxobacter)与全钾、速效钾、有机质、全氮、水解性氮含量,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)与有效磷含量呈正相关。连续多年田间保留作物残茬、秸秆,为微生物提供了较多的“食物”,以及连续多年免耕轮作措施减少土壤微生物生存环境的破坏是培肥地力的根本原因。而合理轮作免耕土壤中的变形菌门、酸性杆菌门等核心优势细菌种群,以及土壤酶的催化作用优于传统耕作,它们共同促进了土壤有机质和土壤养分转化和循环是提高土壤肥力的推动力。

大骨节病区硒元素分布的调控机理研究——以四川省阿坝地区为例

分析了阿坝地区的岩石、饮用水、农作物及其根系土中硒的不同存在形态的分布,并结合生物有效性深入研究了硒元素分布与大骨节病病因的联系和调控机理.阿坝地区的环境(岩石、土壤、水)中全硒浓度、农作物中硒的富集系数和水溶性硒占总硒的含量均远低于非病区;硒在氧化还原条件(Eh平均值143.27 mV)和酸碱度(pH 6.51—8.48)的控制下主要以亚硒酸态的稳定形式存在.元素铝、铁等的富集可能会促进硒的沉淀和络合,制约硒的生物有效利用率,进而导致人体硒摄入不足,最终激发人类微小病毒B19(HPV B19)的毒性,引发大骨节病.通过采取土壤增施硒肥、改善水质、改变膳食结构等方法可以有效地提高环境中硒的水平及其生物有效性,以缓解大骨节病的病情及发病率.

空分装置纯化系统电加热器的优化控制

本文针对空分装置中的纯化系统所配置的典型电加热器,结合以往的典型空分装置的运行情况和存在的实际问题,提供了电加热器的接线和控制的优化方案。

HTR6电液变阻软起动在出口空分设备上的应用

本文针对出口空分设备大型电动机的起动问题,探讨了HTR6高压电液变阻软起动装置在大型电动机中应用的可行性,从而达到既能满足起动要求,又能降低投资成本的目的。

高压软起动器一拖四方案在空分设备上的应用

本文介绍了可控硅固态软起动装置的一拖四启动方案、起动特性，及其在空分设备上的应用。

典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究

风化作用条件下,黑色页岩富含的重金属元素释放到环境中,会引起土壤重金属污染。运用生态地球化学的分析手段,对发育于浙江寒武系黑色页岩地层(荷塘组)土壤的重金属污染现状、来源、分布特征及其生物有效性进行系统研究。结果表明,研究区土壤重金属Cd、As、Cu、Zn和Hg均存在超标现象,超标率分别为67.81%、7.81%、7.18%、4.68%和1.87%;而Se、Ni、Pb和Cr等未超标;对黑色页岩和土壤重金属分布特征进行分析可知,超标土壤分布区域与黑色页岩发育区域基本吻合,土壤中Cd、Cu、Se、Ni、Zn等重金属主要来源于黑色页岩风化释放;土壤重金属的生物有效性因来源不同而差异显著,其生物可利用率顺序为Cd>Zn>Se>Ni>As>Pb>Cu>Cr;Cd等元素的高生物可利用率对当地生态环境产生潜在的危险。

地质高背景农田土壤中水稻对重金属的富集特征及风险预测

为了解地质高背景农田重金属的行为特征,对两个不同地区(浙江北部丘陵地区和广西中部岩溶地区)土壤和水稻子实中As、Cd、Pb、Ni、Cu和Zn的含量进行了分析,研究重金属的迁移富集差异及其主要影响因素,并以土壤理化参数和有效态重金属(EDTA提取态)为变量,建立两个研究地区水稻子实中重金属含量的最优经验预测方程。结果表明,在浙江研究区土壤中Cd和As超标明显,广西研究区土壤Pb、As和Cd超标严重;但从水稻子实重金属含量结果来看,只有Cd在浙江研究区超标。两个研究区重金属元素在水稻中的生物富集因子均较低,明显低于人为污染的农田;相关性分析和回归预测表明,土壤有效态重金属、pH、有机质和CaO是影响水稻子实重金属含量的主要因子。

宁夏青铜峡农耕土壤硒含量分布特征及其影响因素分析

通过对青铜峡市农耕表层土壤和水稻全硒含量的测定,分析了青铜峡市农耕土壤硒含量分布特征及水稻子实硒含量影响因素。结果表明,表层土壤硒元素含量在0.057～0.95 mg·kg^(-1)之间,平均值为0.226 mg·kg-1,83.55%的农耕土壤达到足硒水平(0.175～0.40 mg·kg^(-1)),其中连湖农场土壤硒元素含量均值最高,树新林场最低。不同土壤类型土壤硒元素含量表现为灌淤土>潮土>粗骨土>盐土>灰钙土>新积土。相关分析结果表明,影响研究区土壤硒元素含量的因素主要是土壤p H、有机质、铁氧化物、锰和CEC。此外,水稻子实硒含量不只受土壤全硒含量的影响,而且与土壤p H、有机质等因素密切相关。

基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染,需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控,然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外(Vis-NIR)反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力,文章以典型人为污染地区(浙江温岭)和典型地质高背景地区(广西横县)的390份农田土壤为样本,测定8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的含量和pH值,并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘(PLS)和支持向量机(SVM)算法建立回归模型,对土壤重金属含量和pH值进行预测,并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示,温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差(RPD)分别为1.23和1.19,预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93,预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强,使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体准确度分别为75.0%~100%(温岭)和80.0%~100%(横县)。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合,对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。

基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的土壤有机质空间分布预测

土壤有机质是衡量土壤肥力的重要指标,提高区域有机质空间分布预测精度十分必要.利用黄河流域卫宁平原采集的1690个土壤表层(0~20 cm)有机质及自然环境、人类活动数据,通过1348个点采用经典统计学、确定性插值、地统计插值和机器学习的方法分别建立了土壤有机质空间分布预测模型,以342个样点数据为测试集检验分析不同模型预测精度.结果表明,卫宁平原土壤表层ω(SOM)的平均值为14.34 g·kg^(−1),1690个采样点土壤有机质变异系数为34.81%,为中等程度变异,呈现出东北部、西南地区含量低,中间黄河左右岸和地势平缓的黄河阶地相对含量高的空间分布趋势.4类方法的预测精度大小为:机器学习法>地统计插值方法>确定性插值方法>经典统计学方法.通过对比,基于改进麻雀搜索算法优化的BP神经网络预测精度最好,改进后的麻雀搜索算法具有更优的收敛精度,避免了陷入局部最优,防止了数据过拟合,具有较好的预测能力,该优化算法可以提高土壤有机质含量预测精度,在土壤属性预测上有良好的应用前景.

阿坝大骨节病区硒元素地球化学行为的研究

随着政府对大骨节病关注及措施力度的加大’大骨节病的发病率已逐年降低,但其病因至今仍是难解之谜[1]。虽硒元素与大骨节病的相关性得到广泛认可[2],但无显著地球化学差异的相邻两地大骨节病发病率常存在较大反差[3],这有碍于贫硒对大骨节病細醜释。链依細)

液体电阻软起动装置在新疆八一钢厂20000空分上的应用

介绍了高压热变电阻软起动装置的工作原理、起动特性及应用。