不同含水率与静置时间下滩涂土壤流变特性试验

为了研究贝类养殖的滩涂土壤的流变属性和结构稳定性,采用旋转流变仪对不同含水率和不同静置时间的滩涂土壤进行了流变试验,通过单因素试验研究了各因素对滩涂土壤流变特性的影响,并分析了土壤剪切过程中的变化机理。同时,通过Response Surface Methodology中的Central Composite Design试验建立了屈服应力与含水率和静置时间之间的数值模型,并比较了含水率和静置时间对屈服应力产生的影响。结果表明:1)剪切过程中滩涂试样经过了弹塑性阶段、固液转化阶段和流体阶段,滩涂土壤表现出了静置时间越长,固液转化阶段就越长的性质,且剪切过程中表现出剪切稀化的性质。2)静置时间的增加会导致整体剪切应力和屈服应力同时增加,含水率的增加会导致整体剪切应力和屈服应力的降低,且滩涂土壤存在一个含水率分界点,此含水率分界点在64.5%~67.0%之间,当超过这个含水率分界点的试样的静置时间超过31 h时,试样的屈服应力基本不会再发生较大的波动,大小在2240~4380 Pa之间,此外,静置时间在0~53 h之间且含水率在62.0%~69.5%之间的试样的屈服应力在1870~5410 Pa之间。3)含水率对屈服应力的影响比静置时间的影响更加显著,模型的R^(2)为0.9534,并且在验证试验中,屈服应力的测量值与预测值之间的误差在15.0%以内,都说明了数值模型的可靠性。研究定性和定量地表征了滩涂土壤的流变特性,为滩涂贝类采收机械的研发和优化提供参考。

基于EDEM的采捕机械轮胎与滩涂土壤耦合性研究

本研究使用EDEM模拟软件和Solidworks搭建滩涂土壤模型和采捕车辆轮胎模型进行仿真分析,研究了轮壤耦合特性。结果显示EPDM60材质轮胎扭矩达到峰值速度最快,并对土壤颗粒势能有影响。调整轮胎材质可以提高工作效率和性能。天然橡胶材质的轮胎土壤压实性较强,势能高。该研究可为采捕设备设计提供参考依据。

沿海滩涂土壤植物对碳排放的影响

本研究旨在探究沿海滩涂土壤性质对碳排放的影响。选取江苏滨海滩涂湿地的芦苇滩涂土壤、碱蓬滩涂土壤和光滩土壤作为研究对象,分析土层深度、温度、辅酶F420的分布与含量对滩涂土壤碳排放的影响,同时研究土壤理化性质以及厌氧培养对土壤产气潜力的影响。研究结果显示微团聚体比重普遍增加,当pH值大于8.4时,碳排放与pH值关系不显著;土壤电导率显著影响甲烷菌的活性,其中碱蓬土壤碳排放潜力最高,其次为芦苇,光滩土壤碳排放潜力最低;辅酶F420含量的变化能够反映光滩土壤土层深度的甲烷排放量变化。该研究为海滨湿地的保护与合理利用提供了科学指导。

化学农药对三沙湾滩涂土壤细菌多样性及其功能的影响

为探究除草剂草甘膦和杀虫剂毒死蜱对三沙湾滩涂土壤细菌群落结构及多样性的影响,利用五点采样法于2021年3月采集福建省霞浦县东吾洋沿岸滩涂土壤,通过模拟自然环境在室内进行农药添加试验,两种农药分别设置3个浓度,即草甘膦5、25、125 mg·kg^(-1),毒死蜱6、30、150 mg·kg^(-1),染毒时间分别取3 d和10 d,以未添加农药的滩涂土壤为对照。使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台对各处理及对照滩涂土壤细菌16S rRNA基因的V3~V4区进行测序,分析不同处理土壤细菌群落组成结构和功能差异及其影响因素。结果表明:草甘膦和毒死蜱显著降低了三沙湾滩涂土壤细菌α多样性(P<0.05)。门水平上,滩涂土壤中优势菌群包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和ε-变形菌门(Epsilonbacteraeota),其丰度占比分别为32.69%、20.38%、12.46%和9.14%,农药处理后其优势菌群主要由变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门(Bacteroidetes)组成。属水平上,对照土壤以深海芽孢杆菌属(Thalassobacillus)、海杆菌属(Marinobacter)、硫卵菌属(Sulfurovum)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主,农药处理后其优势菌群海杆菌属和芽孢杆菌属得到大量扩增,其他菌属呈现不同程度的衰退。Tax4Fun功能分析结果显示,各处理滩涂土壤的功能类群主要集中在新陈代谢方面,不同阶段细菌功能主要分布于38类代谢通路。经农药处理,滩涂土壤中氨基酸代谢、异生素降解和代谢、脂类代谢、萜类化合物和聚酮的代谢以及环境信息处理中膜运输、细胞运动和细胞运输同化作用等功能得到明显增强,而能量代谢、聚糖生物合成和代谢、遗传信息处理等功能有不同程度的削弱。由此可见,化学农药的加入降低了三沙湾滩涂土壤细菌群落多样性,微生物多样性的损失将改变生态系统的功能,降低生态系统的稳定性。

施用牛粪对沿海泥质滩涂土壤原始肥力驱动及黑麦草幼苗生长的影响

【目的】沿海滩涂土壤属于滨海盐土类型,由于长期受海洋潮汐的影响,盐渍化作用导致土壤盐分含量偏高、土体发育不明显、理化性状差、肥力水平低下,且滩涂面积还在以一定的速度增长,同时可耕地面积的逐年递减和淡水资源的日益遗乏,滩涂盐土的开发利用越来越受到人们的关注。本文研究牛粪不同用量驱动新围垦滩涂土壤原始肥力并为绿肥植物黑麦草幼苗生长提供养分的作用,以期为滩涂盐土的改良提供一条可行的途径。【方法】采用田间小区随机区组试验,探讨了牛粪不同施用量(0、30、75、150、300 t/hm2)对滩涂土壤>0.25 mm水稳性团聚体、盐分、p H、有机碳、氮磷养分含量等肥力因子及黑麦草幼苗生物量、生长状况的影响。【结果】滩涂0—10和10—20 cm土层土壤>0.25 mm水稳性团聚体的数量随牛粪施用量的增加呈逐渐增加趋势。与对照相比,牛粪用量150和300 t/hm2处理的滩涂0—10和10—20 cm土层土壤>0.25 mm水稳性团聚体差异均达到显著水平;施用牛粪各处理滩涂土壤有机碳分别比对照增加17.4%、32.6%、55.0%、205.8%;与对照相比,施用牛粪各处理显著降低了滩涂土壤盐分含量,降幅分别达25.2%、75.8%、76.0%、75.9%;施用牛粪对滩涂土壤p H值降低不明显;随牛粪施用量的增加,滩涂土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量均呈逐渐上升趋势;施用牛粪增加了黑麦草幼苗地上部和根系干重;施用牛粪各处理黑麦草幼苗株高分别比对照增加52.6%、46.1%、74.2%、56.2%(P<0.05);牛粪施用量达150 t/hm2时可显著增加黑麦草幼苗的分蘖数;随牛粪施用量的增加,黑麦草根系总根长、平均直径、根表面积、根体积均呈逐渐上升趋势。【结论】施用牛粪改善了滩涂土壤的初始肥力特性,促进了绿肥植物黑麦草地上部及根系的生长,并提高了黑麦草幼苗的生物量,因此,牛粪可作为改良新围垦滩涂土壤的"原始肥力驱动剂"。利用牛粪进行滩涂土壤的改良还有效地处理了畜禽粪便,是滩涂土壤改良和畜禽粪便合理利用一举两得的新途径。

施用生活污泥改良滩涂土壤理化性状的探讨

采用符合土地改良用标准的生活污泥为材料,通过田间小区随机区组试验,研究生活污泥的不同施用量(0、75、150、300、600 t/hm2)对滩涂土壤部分理化性质的影响。结果表明,施用生活污泥可显著改善滩涂土壤的理化性状。随着污泥施用量的提高,滩涂土壤的容重、密度、pH值逐渐下降,有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趋势,全钾、速效钾无显著变化。滩涂土壤的细菌、放线菌数量随污泥施用量的提高呈上升趋势。

江苏大丰麋鹿保护区不同改良措施对滩涂土壤的改良效应研究

在大丰市麋鹿保护区内，设置滩涂荒地（A样区）、挖沟排盐结合耐盐植物初步改良（B样区）、挖深沟作垄结合耐盐植物多年改良（C样区）和在C样区改良基础上进行覆被种植再改良熟化（D样区）共4个试验样区，按0～20cm和20～40cm两层采集土壤，测定土壤pH和总盐分含量，分析、评价不同改良措施对苏北淤泥质滩涂土壤的改良熟化效应。结果表明，4样区相同层次土壤的总盐分含量差异显著，同一样区不同层次间的土壤总盐分含量也存在明显差异。其中A样区（对照样区）上、下层土壤的pH分别高达9．03和9．14，上、下层圭壤的盐分含量分别高达26．5g／kg和143g／kg，土表仅见零星碱蓬生长。C、B两试区的土壤pH与A样区几无差异，但土壤含盐量均较A样区大幅下降。样地D的土壤pH己降至816～8．35，土壤含盐量亦己降至2．9～2．2g/kg，仅相当于C样区的1／2左右，按照我国滨海盐土分级标准已属轻度盐化土。D试区内已能生长水稻、棉花、玉米等多种农作物。本改良模式实施简便、成本低、改良效果好，值得推广。

沿海滩涂土壤大麦氮、磷、钾最佳施用量研究

沿海滩涂土壤有机质含量低、养分匮乏,农作物生长发育所需的主要营养元素大多来源于肥料,施肥对产量的影响较大。本研究以大麦品种"花22"为试验材料,在上海崇明东滩沿海土壤上设置了大麦不同氮、磷、钾施用量小区试验,研究氮磷钾施肥量与配比对大麦生长及产量构成的影响。结果表明:大麦生长对于氮肥的依赖性较大,多数生物学性状与施氮量显著相关;通过建立不同肥料施用量与产量的关系方程,确定了沿海滩涂土壤上大麦氮、磷、钾推荐施用量分别为299.22、99.29、76.51 kg/hm^2。

施用生活污泥对滩涂土壤性质及重金属含量的影响

为了探讨应用生活污泥改良滩涂土壤的可行性,明确生活污泥对滩涂土壤理化性质及环境效应的影响,采用符合农用标准的城市生活污泥为材料,通过盆栽培养试验,研究了施用不同用量(0、2.5%、5%、10%、15%、20%,土壤、污泥均以干基计)的生活污泥对滩涂土壤性质及重金属含量的影响。结果表明,施用生活污泥可显著提高滩涂土壤的总氮、总磷、碱解氮、速效磷等养分含量,其中总氮、碱解氮增加的倍数很接近,速效磷增加的倍数远远高于全磷的增加倍数。施用生活污泥显著增加了滩涂土壤的有机质含量,降低了pH值,对土壤可溶性总盐含量无显著影响。施用生活污泥,增加了滩涂土壤Ni、Cd、Zn、Cu、Cr重金属的全量及有效态含量,在实际应用过程中应根据生活污泥重金属的含量确定施用量。

淋洗脱盐对滩涂土壤孔隙水重金属垂直迁移的影响

通过淋洗实验，对滩涂土壤在不同脱盐阶段、不同深度的孔隙水重金属含量、土壤氧化还原电位、孔隙水pH值以及土壤含水率等理化性质进行分析。结果表明：在脱盐过程中，同一盐分梯度孔隙水Cd、Pb和Cr含量从0-10cm到35-50cm土层都呈现由小到大的垂直分布变化，而从35-50cm到50-65cm土层孔隙水Cd、Pb和Cr含量无明显变化：对于不同脱盐阶段土柱，孔隙水Cd含量分布变化不明显，Pb含量从高盐分到低盐分呈现由大到小的变化规律。不同处理孔隙水Cr的平均含量在电导率由7000μs·cm^-1到5000μs·cm^-1时明显减小，而在5000μs·cm^-1以后，含量变化不明显。这一研究结果为治理滩涂土壤重金属污染提供理论依据。

不同有机物料对滩涂土壤重金属含量及有效性的影响

沿海滩涂是重要后备耕地资源,但新围垦滩涂并非农用耕地,须投入大量有机物料加以熟化改良。实施大面积滩涂土壤改良过程中,廉价有机物料的来源及其重金属含量成为新围垦滩涂土壤改良的限制因素。采用生活污泥、牛粪及中药渣3类有机物料改良新围垦滩涂土壤,对改良过程中滩涂土壤的重金属含量及黑麦草对重金属的吸收进行比较研究。结果表明,施用牛粪、中药渣对滩涂土壤全量Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb均无显著影响。施用牛粪增加了滩涂土壤有效态Cu、Zn、Ni、Cd的含量,施用中药渣使得滩涂土壤有效态Ni、Cd含量稍有上升。施用生活污泥增加了滩涂土壤全量Cu、Zn;随着污泥施用量的增加,滩涂土壤有效态Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb的含量均呈上升趋势,其中有效态Mn含量上升幅度较小,其余重金属有效态含量上升幅度均较大。施用牛粪、中药渣对黑麦草地上部和根系重金属含量均无明显影响。施用生活污泥增加了黑麦草地上部重金属(Mn、Zn、Cu、Ni、Cd和Pb)含量;随污泥施用量的增加,根系Mn、Zn、Cu、Ni含量呈先上升后下降趋势,Cd和Pb含量呈上升趋势。施用生活污泥后在滩涂土壤上种植的黑麦草植株各重金属的含量均未超标,但应用生活污泥改良滩涂土壤过程中的重金属环境安全性问题,仍值得深入研究。

污泥蚓粪改良沿海滩涂土壤对玉米生长及重金属吸收的影响

通过盆栽试验,研究不同施用量(0、30、60、90 g·kg^-1)污泥蚓粪的沿海滩涂土壤对玉米生长及重金属积累的影响。结果表明:随污泥蚓粪施用量的增加,玉米株高及生物量呈上升趋势;施用污泥蚓粪处理(30、60、90 g·kg^-1)玉米生物量分别比对照增加67.4%、68.5%、82.6%;施用污泥蚓粪处理显著增加滩涂土壤全量铜和锌;随污泥蚓粪用量的增加,酸溶态和可还原态等活性态镉、铜、铅、锌的比例均呈上升趋势,玉米植株各部位锌含量、茎叶部铜含量也呈上升趋势;施用污泥蚓粪对土壤及玉米植株各部位镉、铅含量无显著影响。

泥质海岸防护林对滩涂土壤盐分的影响及机制

研究了苏北沿海防护林主要树种刺槐（ＲｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａＬ．）和水杉（ＭｔｅａｓｅｑｕｏｉａｇｌｙｐｔｏｓｔｒｏｂｏｉｄｅｓＨｕｅｔＣｈｅｎｇ）不同龄级林分对林下土壤盐分的影响及影响机制。结果表明，海防林能通过抑制土壤蒸发、促进土壤渗透及林分自身的物质循环等途径，减少土壤库中的盐分输入，增加土壤库中的盐分输出，从而有效地降低土壤含盐量。

江苏沿海滩涂土壤中细菌培养方法的优选

研究选择江苏省盐城市王港附近一垂直于海岸线的断面(土壤含盐量近似递减),分别采集自海水淹没线至内陆农田相隔一定距离的土样(编号为Soil-1、Soil-2、Soil-3、Soil-4和Soil-5),代表海水淹没、裸滩、盐蒿、芦苇/白茅和农田植被环境。设计9种培养方案,包括不同浓度的NB培养基,配以不同浓度的海水,添加和不添加环腺苷(cAMP),平板和液体两种培养方式,用变性凝胶电泳检测可培养菌的多样性,并评价和优选培养方案。结果表明,经过自然脱盐的耕种土壤,培养基中配入10%的海水可培养菌多样性指数最高;其余4种土壤配入100%海水多样性指数最高。添加cAMP不能明显提高微生物可培养性。低浓度培养基较过去惯用浓度的培养基更有利于提高可培养微生物的多样性。液体培养基明显优于固体培养基。在10-8或更高稀释度下,液体培养的试管底部有粘稠状沉淀物为微生物细胞,但培养基清澈。将有沉淀物的试管视为阳性试管,用最或然数方法计的土壤中细菌数量可达1012g?1。提出培养分离滩涂土壤培养方案为:用1/10浓度的NB配以100%海水的液体培养基培养,用相同浓度和成分的固体培养基分离,培养25d左右。

滩涂土壤和种植土壤中细菌多样性的比较

以沿海滩涂土壤和种植土壤中的细菌为研究对象,采用传统分离培养和现代分子生物学技术对滩涂土壤和种植土壤中细菌的种类和丰度进行初步研究和比较。隶属于疣微菌门的Subdivision3 genera incertae sedis,地杆菌属,隶属于酸杆菌门的Gp2、Gp4、Gp6,芽单胞菌属,Lacibacterium,硝化螺旋菌属,Povalibacter以及丰祐菌属在种植土样本中较为丰富,但在滩涂土样本中却比较匮乏;硫深海菌属,脱硫单胞菌属,Loktanella,泞杆菌属,硫代盐单胞菌属在滩涂土样本中较为丰富,但在种植土样本中却很少见。研究表明,滩涂土壤与种植土壤的微生物群落结构差异显著。研究结果为滩涂土壤改良中微生物群落结构变化的监测提供了一定的理论与实践基础。

沿海滩涂土壤细菌、放线菌的分离与计数

我国沿海滩涂土壤中含盐量普遍都较高,有大量的微生物,其中有许多是嗜盐微生物。采用稀释涂布分离法和不同盐浓度的培养基,将适量土样稀释液与不同盐浓度的培养基在培养皿中混匀培养,各种程度的嗜盐微生物都能够很好地生长。通过平板菌落计数,测得滩涂土壤不同土层中不同微生物活菌数量及其生长的最适盐浓度。并对土壤可溶性盐分等项目进行了测定。初步掌握了沿海滩涂土壤不同土层中细菌、放线菌的数量及其分布规律。为沿海滩涂资源的开发利用提供了基础资料信息。

沿海滩涂土壤的盐分分布特征

为了摸清滩涂土壤盐分变化与分布特征,利用在滩涂上布设的观测滩涂由海向堤变化的射阳Ⅳ号,大丰Ⅰ、Ⅳ号,东台Ⅱ号4个断面导线,在1985年5月进行了定点取土化验,1986年5月又进行了上年样点的重复取样化验。通过对所取样品的土壤含盐量分析,结合地面资料,初步得出滩涂土壤盐分的水平分布和垂直分布特征。