秸秆与生物炭对棉田碱性土壤NH_(3)挥发与N_(2)O排放的影响

为探究秸秆和秸秆生物炭连续添加5 a后对土壤氨(NH_(3))挥发和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,并确定合理的秸秆还田措施,以降低碱性棉田氮损失。本研究基于等碳量输入,设置秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田、秸秆生物炭翻埋和不还田对照共4个处理,氮磷钾肥统一施用。结果表明:秸秆生物炭翻埋下土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放分别较不还田对照显著降低27.3%和56.7%,主要归因于生物炭显著抑制土壤羟胺还原酶与硝酸还原酶活性,增加棉花氮吸收量,也与生物炭自身的强吸附能力有关。而秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田分别较对照增加NH3挥发37.2%和21.2%,但减少N2O排放17.1%和38.3%,这两种秸秆还田方式均显著促进土壤有机氮矿化和羟胺还原酶活性,抑制硝酸还原酶活性。冗余分析(RDA)结果表明羟胺还原酶和棉花氮吸收是土壤NH3挥发和N_(2)O排放的主要影响因子,解释率分别为64.8%和20.1%。研究表明,秸秆生物炭翻埋对NH_(3)和N_(2)O减排的综合效果优于秸秆,是碱性棉田土壤值得推荐的氮减排措施。

氢氧化物系离子液体在碱性土壤有效磷含量测定中的应用

土壤中有效磷的含量水平对植物生长、土壤肥力和农业生产效益等都有重要影响。然而,在碱性土壤中磷的移动性较低,并且通常与矿物和有机质紧密结合而干扰浸提过程,盐酸、氟化铵和碳酸氢钠等传统浸提剂的单一性导致浸提效率不稳定,影响土壤有效磷测定准确性。近年来浸提剂的研究主要通过组合不同化学物质来提高浸提效率和测定准确性。本文通过利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定碱性土壤中有效磷,探讨了氢氧化钠和十六烷基三甲基铵(CTA)离子液体作为混合浸提剂对测定结果的可行性。实验表明,CTA的加入使得磷更容易与溶液中的水分子和其他离子发生相互作用,从而提高了有效磷的溶解度和提取率。实验条件优化后,混合浸提剂在提高碱性土壤有效磷的测定精度和效率方面具有明显优势,此外混合浸提剂对偏中性(NSA-4)和酸性(NSA-5)土壤样品的浸提效果也较好。因此该浸提剂在测定土壤有效磷方面具有潜在的广泛适用性和良好应用前景。

青海碱性土壤区天然富硒大蒜硒积累规律

通过监测青藏高原东部大蒜主产区大蒜、蒜薹、蒜苗及根系土壤中Se、Sr、Mg、Cu、Zn、Pb、Cr、Hg、Ni等指标的含量,研究大蒜不同部位对硒的积累特征,以揭示天然富硒大蒜的营养品质。结果表明,基于富硒大蒜行业标准判定,研究区大蒜富硒率为97%,蒜薹富硒率为19%,蒜苗富硒率为13%;大蒜Se含量与根系土壤Se含量显著正相关,地上部位(蒜薹、蒜苗)与根系土壤Se含量的相关性明显弱于地下部位(大蒜)与根系土壤Se含量的相关性;大蒜Se的富集系数为13%,蒜薹Se的富集系数为6.7%,蒜苗Se的富集系数为5.7%。大蒜的富硒能力强于蒜薹和蒜苗,且研究区强于国内其他区域,印证了碱性富硒土壤的生物有效性高的特征。大蒜根部Se向蒜薹的转运能力高于向蒜苗的转运能力,蒜薹较蒜苗具有较高积累Se的能力。大蒜Se与Cu、Zn和Cr元素呈显著正相关,能发生协同吸收效应。基于无机态Cu、Zn、Cr经土壤转化吸收进入农产品多以有机态存在,对人体有害的铬(Ⅵ)处于低值;同时研究区土壤和农产品Cu、Zn、Cr总量均不超标,故研究区产出的富硒大蒜健康、安全。

洞庭湖平原碱性土壤条件下不同栽植深度对香樟生长及香樟黄化病发生的影响

2021—2022年,在沅江市开展洞庭湖平原碱性土壤条件下,不同栽植深度对香樟生长及香樟黄化病发生的影响研究。结果表明:香樟黄化病感病率较低、成活率最高、生长最快的栽植深度分别为-5~15 cm、0~20 cm、-5~10 cm。综合考虑黄化病、成活率、生长量、造林成本等因素,洞庭湖平原碱性土壤条件下香樟最适宜的栽植深度为0~10 cm。

硫磺和酒糟对烤烟生长和烟叶品质以及碱性土壤pH的影响

为了探讨碱性烟田土壤改良的有效技术并提高烟叶质量,以烤烟品种‘中烟100’为材料,采用田间试验研究了不同硫磺用量(0.1、0.2、0.3kg/m2、0.1kg/m2+3.0kg/m2酒糟)对碱性土壤pH、烤烟生长及其产量质量的影响。结果显示:(1)碱性土壤施用0.1～0.3kg/m2的硫磺能够显著降低烤烟根区土壤的pH值,降低幅度达到0.3个单位以上。(2)硫磺能促进烟苗根系的早发快长,在烤烟移栽30d时,处理植株根、茎、叶的干重分别比相应对照增加16%～37%、9%～28%和17%～25%;与对照相比,中等用量硫磺(0.2kg/m2)和低用量硫磺配合酒糟(0.1kg/m2+3.0kg/m2)能够显著增加烟叶的产量和上中等烟比例。(3)硫磺能够显著增加中部烟叶氮含量,协调还原糖与烟碱的比值,0.1～0.2kg/m2硫磺能够显著增加烟叶氮和烟碱含量,且0.1kg/m2硫磺配合3.0kg/m2酒糟施用的效果更显著,但0.3kg/m2的硫磺处理效果较弱。研究表明,施用适量硫磺可显著降低碱性土壤的pH值,促进烟株的生长发育,提高烟叶的产量和质量,且硫磺0.2kg/m2和硫磺0.1kg/m2配合酒糟3.0kg/m2是碱性烟区土壤改良、提高烟叶产质量的较有效技术措施。

小麦-甘薯轮作长期增施有机肥对碱性土壤固氮菌群落结构及多样性的影响

生物固氮为农业生态系统提供天然的氮素来源,探究长期增施有机肥对土壤固氮菌群落的影响,为合理增施有机肥和维持土壤固氮微生物群落多样性提供科学依据。选取小麦-甘薯轮作中连续37a不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+有机肥(NPKM)处理的甘薯季碱性土壤样品为研究对象。采用Illumina MiSeq高通量测序技术,研究土壤固氮菌群落的组成、多样性及其与土壤特性的关系。结果表明:与对照和单施化肥相比,长期增施有机肥降低土壤固氮菌群落丰富度和多样性,且丰富度与土壤pH显著正相关,与有机碳、全氮和有效养分(硝态氮、有效磷和速效钾)显著负相关。主坐标分析表明长期施肥显著改变土壤固氮菌群落结构,与对照相比,增施有机肥比单施化肥对固氮菌群落结构的影响更大。冗余分析表明土壤有机碳和速效钾是影响固氮菌群落结构改变最主要的因素。长期增施有机肥显著降低变形菌门、蓝藻菌门、Beta-变形菌和固氮弧菌属的相对丰度,显著增加硝化螺旋菌门、酸杆菌门和硝化螺菌属的相对丰度,这与土壤pH、有机碳和有效养分显著相关。因此,在碱性土壤上长期增施有机肥对固氮菌群落结构的改变更大,对群落多样性的抑制作用更强。

兰州碱性土壤与农产品中硒分布及形态研究

通过对兰州市主要农业区表层土壤总硒有效硒调查和部分农产品总硒有机硒测定,研究了兰州市碱性农田土壤与农产品中硒的积累特征和分布规律。结果表明,兰州市农田表层土壤pH 8.39±0.26,总硒含量为(0.179±0.066)mg/kg(n=473),处于全国中等水平。全市土壤总硒含量区域性差别较大,市辖区明显低于三县,榆中县居全市之首。土壤有效硒与总硒含量显著正相关,有效硒占比为4.63%～15.8%,平均8.27%。农产品中玫瑰(Rosa rugosa),部分西兰花(Brassicaoleracea var.italica)和芹菜(Apium graveolens)样品硒含量高于0.015 mg/kg,为该市天然富硒农产品。农产品中有机硒占总硒比例较高,均值为73.4%。从区域整体来看,土壤硒含量较高的县区农产品硒含量相对也较高,适合富有机硒优质农产品开发。

纳米碳溶胶对碱性土壤pH和养分含量的影响

采用土柱淋洗试验和土盆试验,研究了浓度分别为10、20和40 mg/L的纳米碳溶胶对碱性土壤p H、EC值和速效养分含量的影响。结果表明:纳米碳溶胶能够明显降低碱性土壤p H和EC值,最大降低幅度分别达到0.49个单位和0.14 m S/cm,且纳米碳溶胶浓度越高,降低效果越明显。纳米碳溶胶能够明显增加0~80 cm各土层硝态氮含量,3个处理平均增幅分别达到21.99%、27.34%和25.57%;但对铵态氮含量影响较小。纳米碳溶胶淋洗可提高各土层中有效磷含量,但不同浓度纳米碳溶胶在不同土层中表现效果不同,3个处理有效磷含量平均增加10.10%、13.72%和12.30%。纳米碳溶胶对土壤钾素有较好的活化效果,各土层速效钾含量均有明显增加,3个处理平均增幅分别达到6.62%、12.54%和13.18%。上述结果表明纳米碳溶胶能够明显降低碱性土壤pH和EC值,提高速效养分含量,对碱性土壤有较好的改良效果。

祁连山高寒草原碱性土壤固氮微生物数量及固氮基因(nifH)群落结构研究

对祁连山高寒草原碱性土壤可培养固氮菌数量、固氮基因(nifH)群落结构及其理化性质进行了研究.结果表明:固氮菌数量在土层0～40cm处于3.6×105～0.21×105 CFUs.g-1之间,除了海拔3 001m的土样AQ4外,其他3个土样固氮菌数量随着土壤深度的加深而减小.固氮菌数量与地下生物量呈显著正相关性,与有机碳、可溶有机氮、速效磷和速效钾呈正相关性,而与pH值和全盐呈负相关性.通过基因测序得到的37个固氮基因nifH克隆中,蓝藻门占41%,变形菌门占8%,厚壁菌门占14%,未知菌株占37%;蓝藻门在除了AQ4外的土样中普遍存在,并且是AQ1的优势固氮菌群.此外,还发现了4个新的nifH基因,分别是AQ1-12(KC412109)、AQ4-3(KC412133)、AQ4-4(KC412133)、AQ4-5(KC412133),其中后三者是土样AQ4的优势种群.

碱性土壤对Pb的吸附特性：内圈吸附和形成沉淀的XAFS证据

采用批平衡法和X射线吸收精细结构光谱(XAFS)研究了碱性土壤吸附Pb的特性和机理。土壤对Pb的吸附过程表现出明显的非线性,符合Langmiur模型。XAFS分析表明土壤对Pb的吸附机制有三种:内圈吸附、形成含Pb碳酸钙(PbCaCO3)沉淀和外圈吸附。内圈吸附和形成PbCaCO3沉淀说明土壤中的碳酸钙对Pb具有强烈吸附作用。土壤对Pb的吸附随初始Pb浓度的增大(500～1 000mg.L-1),第一配位层(Pb—O)半径减小(0.169 2～0.166 8nm),说明内圈吸附比重加大。

阴极电位对X80管线钢在碱性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、动电位极化技术及交流阻抗技术研究不同阴极电位下X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并结合扫描电子显微镜(SEM)对试样断口形貌进行表征。实验结果表明:随着阴极电位的降低,X80管线钢的SCC敏感性呈现先下降后上升的趋势;Ecorr下,金属表面裂纹萌生于点蚀坑,试样的开裂机制为阳极溶解机制;外加电位在-0.80 V至-0.95 V间试样处于阴极保护电位区,此区域内金属的应力腐蚀敏感性较低,SCC机制为阳极溶解和氢致开裂混合机制;当阴极电位为-0.90 V时,试样处于受保护状态;电位为-1.0 V和-1.2 V时,金属的SCC敏感性不断增大,金属应力腐蚀开裂表现为氢致开裂机制。

短波单胞菌(Brevundimonas sp.)A1A18对碱性土壤毒死蜱污染的修复

以毒死蜱污染的碱性土壤为研究对象,采用盆栽法,探讨降解菌短波单胞菌(Brevundimonas sp.)A1A18单独施用、配施不同肥料条件下土壤残留毒死蜱的降解动力学,以及降解菌不同施用量对土壤残留毒死蜱降解动态和土壤微生物的影响。结果表明,在pH为8.57的强碱性土壤中,毒死蜱初始质量分数为2.5 mg·kg^(-1)(干土,下同),其降解动态符合一级动力学方程(C_t=C_0·e^(-kt)),可应用于降解菌、肥料施用时毒死蜱相关降解动力学参数的确定。降解菌A1A18可显著促进土壤残留毒死蜱的降解,其降解速率常数由0.070增至0.148-0.169。降解菌分别与0.2%尿素、1.0%有机肥及二者的混合物配施,进一步将降解速率常数提高至0.221、0.252和0.257,但是两种肥料对毒死蜱降解的促进作用不具有叠加效应。毒死蜱施用初期,土壤细菌数量呈下降趋势,真菌数量显著增加,放线菌数量在短期下降后呈增加趋势。随着时间延长和毒死蜱残留量降低,土壤微生物的数量逐渐恢复至对照水平。降解菌与肥料配施,在提高毒死蜱降解速率的同时可加速消除毒死蜱对土壤微生物的影响,而且在一定范围内,降解菌数量越多,其作用越强。通过比较,碱性土壤中施用毒死蜱降解菌A1A18初始密度为6×10~7CFU·g^(-1)时,与1%有机肥或0.2%尿素+1%有机肥配施,土壤残留毒死蜱的半衰期为1.70-1.87d,降解率达到90.71%-91.65%,对毒死蜱污染土壤的修复效果最好。

碱性土壤基因组DNA的分离纯化和基因文库的构建

直接从广西南宁市凤凰纸业排污沟碱性土壤样品中抽提和分离纯化混合基因组 DNA,所获得DNA的产量为每克土壤样品 1 0～ 3 0μg。采用限制性内切酶 Eco R1酶处理后 ,构建了以 p GEM-3 Zf(+)为载体的 DNA部分文库。文库的容量为 2 3 65 0个转化子 ,外源片段 DNA平均大小为 3 .2 kb。建库效率为每克环境样品获得 60 0 0个左右的含 1～ 1 5 kb外源随机插入片段的克隆。通过 DNA序列测定和同源性比较 ,对从文库随机调取的 1 6个转化子序列进行分析 ,发现 1 3个外源插入片段包含序列尚未确定的 DNA片段。

碱性土壤对杨梅生长结果的影响

试验以晚稻杨梅品种为材料,以山地酸性土壤种植的植株为对照,首次于浙江定海pH>8.1的碱性土壤中进行杨梅的栽培研究。结果表明:与对照相比,碱性土壤种植的杨梅植株明显矮化,4年生树高度降低37.9%,春梢长度缩短47.6%,南北向和东西向树冠直径分别缩小45.4%和42.0%,春梢粗度和树干基部直径分别缩小26.5%和38.9%,叶片长度和宽度分别减少13.5%和26.1%,均达极显著差异。碱性土壤种植的杨梅始果期提早,栽后第3年普遍开始结果,第4年结果树率达80%以上,单株产量3.6 kg,而对照第4年结果树率仅为4.5%,几乎没有产量。碱性土壤种植后果实品质发生明显变化,4年生树龄果实总糖度为15.52%,总酸度为0.83%,比对照分别增加33.4%和10.6%,果实P2O5,K2O,Ca分别比对照增加29.41%,4.80%和24.3%,但碱性土壤杨梅果实和果核重量分别比对照减轻24.3%和20.6%,均达极显著差异。初步研究表明碱性土壤可以种植杨梅,且树体矮化、提早结果,果实品质生理指标有显著提高。

西北碱性土壤施肥对东方百合“索邦”光合及种球产量的影响

西北冷凉气候适合百合的生长,但其偏碱性的土壤是影响种球产量和质量的重要因素。本研究以东方百合"索邦"为试材,采用裂区设计试验,研究了冷凉气候下碱性土壤中施入不同量草炭和N、P、K、Ca肥对"索邦"百合种球产量、光合特性、光合色素含量、不同生长指标和不同器官干物质积累量的影响。结果显示,施用草炭对百合生物量、种球产量、个体种球鲜重没有显著影响,但会显著降低种球干鲜比;不同施肥处理下,单纯不施N、Ca肥的处理种球产量、鲜重和干重、光合效率、叶面积指数、生物量等指标高于施用了N、Ca肥的处理,单纯不施P、K肥处理下各指标总体较低。研究表明,百合品种索邦在试验地区(宁夏隆德县)生长状况良好,该地的气候条件较为适宜百合的生长;施用草炭对百合产量影响不显著,不能对碱性土壤起到有效地改良作用;碱性土壤下N、Ca肥的过量施用会影响微量元素的吸收,造成百合的生理性缺素,从而降低了百合产量和品质,因而碱性土壤下种植百合需要合理施肥,以保障百合的品质和产量。

施硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制研究

为明确硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制,在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上,采取吸附-解吸试验、红外分析和盆栽试验相结合的方式,研究了硅对碱性土壤液相、固相和固液界面铅行为以及水稻产量与稻米铅含量的影响。结果表明,加硅降低了碱性土壤吸附铅的容量和强度,增强了铅吸附-解吸过程中的滞后效应;应用红外光谱表征溶液中硅铅反应产物,发现Si-O弯曲振动吸收峰和Si-O-Si反对称伸缩振动特征峰均出现了红移,暗示硅酸或聚硅酸与铅发生了配位反应,生成了水溶性复合物;施硅使土壤酸可提取态和可还原态铅含量分别降低了11.18%、18.54%;可氧化态和残渣态铅分别提高了42.56%、7.84%;与对照相比,铅胁迫下水稻产量降低了64.5%(P<0.01),糙米铅含量明显升高(P<0.01),达到了0.31 mg·kg-1;与铅胁迫处理相比,施硅使水稻产量提高了152.3%(P<0.01),明显降低糙米铅的含量(P<0.01),并符合国家标准的安全要求。综上,在碱性土壤中,促进土壤液相、固相铅向无效态转化,抑制固相铅解吸是施硅降低铅生物有效性的土壤化学机制。

表面活性剂在北京碱性土壤中的吸附行为研究

通过静态吸附实验,研究了北京碱性土壤对阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂Tween80的吸附行为,考察了温度对表面活性剂吸附的影响。结果表明:7种不同土样对SDS、CTAB和Tween80的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附模式,其吸附能力的大小顺序为2号轻壤土>轻粘土>中壤土>砂壤土>5号轻壤土>重壤土>紧砂土,这主要是由于7种土样的pH、有机质含量和机械组成不同的缘故;同一土壤中,CTAB的吸附量>Tween80的吸附量>SDS的吸附量;温度的升高,不利于SDS和CTAB在土壤中的吸附,而有利于Tween80的吸附。

化肥和缓释复合肥对中性和微碱性土壤表面电化学性质的影响

为揭示缓控释肥料养分缓释或控释对土壤表面电化学性质的作用规律,该研究采用室内恒温培养和田间试验,探讨缓释复合肥、化肥和普通复合肥对室内恒温培养和田间试验中性和微碱性土壤表面电位、表面电荷密度、比表面积和表面电荷数量的影响。结果表明:1)室内恒温培养下,等养分3种肥料以缓释复合肥较化肥处理增加中性土表面电位、表面电荷密度和表面电荷数量,而对于比表面积,各施肥处理较不施肥处理呈显著增加(P<0.05),增幅为34.2%~81.2%,且随着缓释复合肥施用量增加中性土表面电荷密度和比表面积呈增加趋势;2)根据培养土壤表面电化学性质与其理化性质的相关分析可知,土壤表面电荷密度和比表面积均分别与土壤p H值和有机质呈正相关;3)田间条件下,中性土壤表面电位值、表面电荷密度和表面电荷数量以缓释复合肥大于化肥,微碱性土壤表面电荷密度以缓释复合肥显著高于化肥和普通复合肥(黑圣长茄土壤增幅为7.9%和6.5%,竹茄土壤增幅为12.9%和5.3%),且表面电荷数量以缓释复合肥高于化肥;4)田间土壤表面电化学各指标与茄子产量均呈显著或极显著正相关。缓释复合肥匀速释放多种形态氮素和丰富的有机质,其适宜的养分含量和比例成为稳定土壤表面电化学性质的物质基础,最终提高土壤保肥供肥特性,可实现生长期较长作物的营养需要。

腐殖土与解磷微生物协同改良碱性土壤有效磷的研究

通过11组土培试验,探讨了腐殖土配施醋酸杆菌菌液(HA)、常规磷肥及三者混合施用对吕梁山地区弱碱性土壤中有效磷(AP)含量的影响。结果表明,HA对AP的改善优于常规磷肥,且在磷素匮乏土壤中,HA与常规磷肥混合施用更有利于促进AP含量的提高。在此基础上分析了HA对碱性土壤AP的影响机理。

X100钢在模拟碱性土壤溶液中的腐蚀行为

为了给X100钢在工程中的应用提供数据参考,采用电化学方法,选用典型模拟碱性土壤溶液,通过改变Cl-浓度、浸泡时间以及极化恒电位值,研究X100钢的电化学腐蚀行为。结果表明:X100钢的腐蚀为活化-钝化过程,其交流阻抗谱包括高频容抗弧和低频容抗弧,在低频段出现Warburg阻抗;CE浓度从0.15mol/L增大到0.25mol/L时,溶液中的电荷转移电阻增大,反应形成的钝化膜越来越致密,导致腐蚀速率减小;浸泡时间从2h增加到8h时,电荷转移电阻减小,导致电极表面腐蚀加剧;在-0.60~0.40V极化扫描下,电荷转移电阻明显增加,钝化膜变得致密,导致腐蚀抗力增大,腐蚀速率减小。