土地利用方式对豫西丘陵区土壤团聚体稳定性及其化学计量特征的影响

为探究不同土地利用方式对土壤团聚体组成和碳、氮、磷化学计量特征的影响,以豫西丘陵区相同冲积母质土壤为研究对象,对果园、林地、草地和农田等4种土地利用方式的土壤团聚体稳定性、碳含量、氮含量、磷含量及化学计量特征进行了测定分析。结果表明:4种土地利用方式土壤均表现出以0.25~2 mm粒级为优势团聚体分布的特征,以农田土壤最高,质量分数为58.49%~66.11%,土壤团聚体稳定性农田>林地>草地和果园。全碳含量(以质量比表示)随团聚体粒级的下降呈现减少趋势,果园在4个粒级上的全碳含量均显著地高于其他3种土地利用方式,在<2 mm的2个粒级上4种土地利用方式的全碳含量均表现为果园>农田>林地>草地。果园C/N和C/P均显著地高于林地、草地和农田,林地在<2 mm的3个土壤团聚体粒级上的C/N均显著低于草地和农田,但在<2 mm土壤团聚体粒级上的C/P和N/P均显著高于草地。土地利用方式对土壤团聚体稳定性和化学计量特征有显著影响。豫西丘陵区的农田团聚体稳定度最高,果园显示出高的有机输入特征,林地主要受磷限制,草地主要受氮限制。

磷肥种类及施磷水平对冬小麦生长发育和土壤磷库的影响

为了探讨石灰性土壤上两种肥效较好的磷肥聚磷酸铵(APP)和磷酸一铵(MAP)在不同施磷水平上对冬小麦苗期生长发育和土壤磷库的影响,采用盆栽试验,设置P_(2)O_(5)0、30、60、90、120和150 mg·kg^(-1)六个施磷水平,分析了不同施磷水平下两种磷肥间小麦分蘖数、地上部植株干重、植株磷含量以及土壤速效磷和无机磷含量等指标差异。结果表明,施用APP和MAP条件下土壤速效磷含量与施磷量之间均呈线性正相关。在P_(2)O_(5)30~120 mg·kg^(-1)施磷范围,施用APP的土壤速效磷含量均高于施用MAP。土壤Ca_(2)-P含量与施磷水平及土壤速效磷含量均呈显著正相关(P<0.05)。与不施磷肥相比,施用APP和MAP均显著增加冬小麦的分蘖数、生物量和磷素吸收量。通过对生物量(y)和施磷水平(x)进行线性加平台的函数拟合分析,最大生物量时APP和MAP的P_(2)O_(5)施用量分别为90.53和97.34 mg·kg^(-1)。施用MAP和APP的冬小麦分蘖数显著高于不施磷处理,APP的施用量与冬小麦分蘖数呈线性正相关,在P_(2)O_(5)60 mg·kg^(-1)以上水平下施用APP的冬小麦分蘖数均有高于施用MAP的趋势;两种磷肥下冬小麦的植株磷含量和磷吸收量与施磷水平均呈显著线性正相关(P<0.01),施用APP的冬小麦植株磷含量和磷吸收量均高于施用MAP且在P_(2)O_(5)150 mg·kg^(-1)水平下差异显著。由此可见,本试验条件下APP和MAP的P_(2)O_(5)最适施用量分别为90.53和97.34 mg·kg^(-1),此时土壤速效磷含量分别为30.71和30.27 mg·kg^(-1)。相比于施用MAP,施用APP对冬小麦植株磷含量、磷吸收量和土壤速效磷含量的提高效果更佳,肥效更好。

微塑料对土壤理化性质和生物特性的影响及其降解研究进展

微塑料因其体积小、不易被生物降解等特性,使得环境中的微塑料含量呈指数式增加,已经严重威胁农田生态系统。本文通过梳理国内外文献得出以下结论:微塑料可通过农用地膜覆盖、污泥农用、农业灌溉、有机肥的施用和大气沉降等途径进入土壤。微塑料进入土壤后会影响土壤的理化性质和物质循环,可能因刺激酚氧化酶的活性,导致土壤中溶解性较差的高分子量化合物分解为易溶解的低分子量化合物,而增加土壤有机碳含量;或因破坏土壤结构和土壤团聚体对有机碳的物理保护,而降低土壤有机碳含量。微塑料还会对土壤微生物及酶活性产生重要的影响,然而由于聚合物的大小、种类和剂量的高度可变性,微塑料对土壤微生物和酶活性的影响尚存争议。微塑料的降解方式主要包括生物降解和酶降解,但降解效率均不高。目检法、光谱法、热解分析法为微塑料的主要检测方法。此外,本文根据现有的研究基础提出了土壤微塑料污染需要解决的问题,以期为土壤微塑料污染防治提供科学参考。

石灰性水稻土中硝酸盐依赖型与光合型亚铁氧化过程

厌氧条件下土壤中铁氧化还原过程与土壤氮循环关系密切,且硝酸盐依赖型亚铁氧化(nitrate-dependent ferrous oxidation,NDFO)和光合型亚铁氧化(photosynthetic ferrous oxidation,PFO)是亚铁氧化的两个重要的生物途径,然而目前关于石灰性水稻土中NDFO与PFO之间的关系仍不明晰。以采自黄河中下游地区河南省孟津县的水稻土为样品,设置培养前添加和培养过程中添加10 mmol·L^(–1)的硝酸根离子/铵离子(NO_(3)^(-)/NH_(4)^(+))的恒温厌氧泥浆培养试验,通过监测泥浆中Fe(Ⅱ)、O_(2)、NO_(3)^(-)和亚硝酸根离子(NO_(2)^(-))的动态变化与培养后的NH_(4)^(+)含量探究了NO_(3)^(-)在石灰性水稻土Fe(Ⅱ)氧化过程的作用及其与光合型亚铁氧化的关系。结果表明:避光条件下石灰性水稻土中存在NDFO,但产生的Fe(Ⅲ)可在NO_(3)^(-)消耗殆尽时被再次还原而掩盖Fe(Ⅱ)氧化现象。光照条件下NDFO和PFO可同时存在,PFO可致1.99 mg·g^(–1) Fe(Ⅱ)氧化,NO_(3)^(-)的加入可使Fe(Ⅱ)氧化量增加0.57 mg·g^(–1)。光照可抑制NO_(3)^(-)的还原而抑制NDFO。研究结果对于进一步理解湿地铁的氧化还原及其耦合的氮素转化过程有重要意义。

磁铁矿对稻田土壤碳矿化的影响

厌氧条件下土壤铁还原与碳循环紧密相关,然而针对稻田土壤中异化铁还原与碳矿化关系的认识尚有不足。采用黄河中下游地区河南孟津稻田土壤为研究对象,分别将50.0、100、200、400 mg磁铁矿(Fe_(3)O_(4))粉末添加至3.00 g稻田土壤,设置恒温厌氧泥浆培养实验,期间动态监测土壤0.5 mol·L^(−1)HCl可提取态Fe(Ⅱ)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性无机碳(WSIC)、铁氧化物形态、CO_(2)和CH4排放的变化。结果表明,外源添加Fe_(3)O_(4)可显著提高土壤铁还原潜势,增幅为0.883-4.53 mg·kg^(−1),但对最大铁还原速率和铁还原速率常数无显著影响;添加Fe_(3)O_(4)显著提高了WSIC含量,增加值达88.4 mg·kg^(−1),降低了WSOC含量,降低值为62.7 mg·kg^(−1),减弱微生物对土壤有机碳分解作用及CO_(2)的外排风险;提高Fe_(3)O_(4)添加量对CO_(2)累积排放量无显著影响,但显著抑制了土壤CH4的累积排放量,降低值介于11.1-76.3 mg·kg^(−1),降幅最高达56.3%,表明外源添加Fe_(3)O_(4)降低了土壤碳矿化风险;培养结束后矿化产物CO_(2)与CH4累积排放量占比呈现显著增长趋势,最高值可达174%,表明培养周期内CH4排放随外源Fe_(3)O_(4)添加量增加而被显著抑制,液相矿化产物分配占比则随外源Fe_(3)O_(4)添加量增加显著增加,增幅最大达15%,表明厌氧培养中外源Fe_(3)O_(4)添加可显著抑制温室气体排放。相关分析显示,土壤Fe还原潜势、游离态铁氧化物(Fed)与CH4累积排放量和CH4排放速率均呈现出极显著负相关关系,表明外源添加Fe_(3)O_(4)增强的异化铁还原显著抑制了土壤有机碳的矿化。研究结果对进一步理解水稻土壤异化铁还原及其耦合的碳转化机理具有重要意义。

小麦灌浆期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠对植株及籽粒硒含量的影响

采用大田小区试验法,以清水为对照,设置18.90、37.80 g/hm^(2)和56.70 g/hm^(2)亚硒酸钠浓度处理,选择在小麦灌浆第2天和第9天进行叶面喷施,研究灌浆后不同喷施时间点、不同硒水平对植株及籽粒硒含量的影响。结果表明,小麦灌浆第9天喷施不同浓度的亚硒酸钠,喷后7天旗叶、叶鞘、穗轴、节和节间硒含量显著低于灌浆第2天喷施处理7天对应部位的硒含量,而高于灌浆第2天喷后14天的植株硒含量,成熟期均呈现灌浆第9天喷施植株硒含量显著高于灌浆第2天喷施植株对应部位硒含量。然而,无论在喷硒后7天还是成熟期,灌浆第9天喷施的籽粒硒含量均显著高于灌浆第2天喷施处理。因此,小麦灌浆第9天喷施亚硒酸钠更有利于提高籽粒硒含量。

叶面连续喷施亚硒酸盐对花生植株及籽粒硒含量的影响

本试验以清水为对照,设置硒浓度为25.5、51.0 g/hm^(2)和76.5 g/hm^(2)的亚硒酸钠处理,在花生开花下针期叶面喷施一次,隔7天喷施第二次,研究不同硒浓度和喷施次数对花生植株及籽粒硒含量的影响。结果表明,第一次叶面喷施后7、14天和30天,花生植株不同部位硒含量随着生育期延长而下降,距离茎尖越近,茎叶硒含量降幅越大。第二次叶面喷施后7天,叶片、茎、壳、籽粒和根部的硒含量明显高于第一次叶面喷施后7天和14天的硒含量。因此,叶面连续喷施硒能维持茎叶较高硒含量,促进更多的硒向花生籽粒转运而提高籽粒硒含量。本研究可为富硒花生高效生产提供参考。

基肥减量对冬小麦生长、产量构成和氮肥利用效率的影响

以无氮肥(N0)和农户习惯施肥量(N1)为对照,设置氮肥基肥减量33.33%(N2)和氮肥基肥减量50.00%(N3)两种处理办法,在豫北地区通过田间试验,分析了氮肥基肥减量对冬小麦产量、产量构成、氮肥利用效率和经济效益的影响。研究结果表明:与N1处理相比,两种基肥减量处理使拔节期茎蘖数分别降低了7.25%~8.28%和9.42%~15.92%,但对收获期地上部生物量均无显著影响。在产量构成三要素中,基肥减量主要影响每公顷穗数。N2处理的每公顷穗数比N1处理的每公顷穗数高8.02%~11.61%,N3处理的每公顷穗数低于N1处理的每公顷穗数。N2处理的产量比N1处理的产量提高了1.92%~4.49%。基肥减量处理显著提高了氮肥偏生产力。氮肥偏生产力与拔节期茎蘖数呈负相关。基肥减量处理提高了冬小麦生产的经济效益,N2处理和N3处理分别增收540.13~614.71元·hm^-2和176.26~847.48元·hm^-2。

光谱特征变量和BP神经网络构建油用牡丹种子含水率估算模型

为了进一步提高种子含水率的高光谱估算精度,该研究测定了156份油用牡丹种子的近红外吸收光谱及其对应的含水率值,分析了近红外吸收光谱、一阶微分光谱、水分吸收特征参数与含水率的相关关系,构建了基于特征波长吸收光谱、特征波长一阶微分光谱、水分特征吸收参数和BP神经网络的油用牡丹种子含水率估算模型,并对模型进行了验证;再结合一元线性回归(SLR,Single Linear Regression)、逐步多元线性回归(SMLR,Stepwise MultipleLinear Regression)、偏最小二乘回归(PLSR,Partial Least Squares Regression)模型与BP神经网络(BPNN,BP Neural Network)模型进行比较。结果表明:1)油用牡丹种子含水率的吸收光谱特征波长位于1410、1900、1990 nm,一阶微分光谱特征波长位于1150、1950、2080 nm;2)以DF2080和AD2140为自变量建立的一元线性回归模型预测效果较优,在能够满足水分估算精度的情况下,是最优的选择方法。3)将优选的特征参数作为输入,实测含水率值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.978和0.973,RMSE分别为0.220%和0.242%,而RPD值分别为6.478和5.889,与其他模型相比,BP神经网络模型的建模及预测精度均最高,是估算油用牡丹种子含水率的最优模型,其次为逐步多元线性回归模型。研究结果表明BP神经网络模型对种子含水率具有更好的预测能力,是估算油用牡丹种子含水率的有效方法。

玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演

针对传统植物叶片色素测量存在的问题,提出了一种采用高光谱遥感技术反演玉米叶片花青素相对含量的方法。以含花青素的玉米叶片为对象,获取玉米叶片的花青素相对含量及高光谱反射率,分析350～1 000nm波段范围内玉米叶片的反射光谱特征,建立基于敏感波段、已有光谱指数、新光谱指数的玉米叶片花青素相对含量反演模型,并进行分析、比较。结果表明,玉米叶片花青素相对含量的敏感波段为548nm;新光谱指数为521和698nm组成的比值指数(RI(521,698))、554和704nm组成的差值指数(DI(554,704))、557和701nm组成的归一化指数(NI(557,701))。基于RI(521,698)建立的一元线性和一元二次模型及DI(554,704)建立的一元二次模型的拟合R2均大于0.78,预测R2均大于或等于0.73,RMSE小于0.12,是进行玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演的最优模型,说明在一定的精度范围内,新光谱指数具有无损反演玉米叶片花青素相对含量的潜力。

氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量形成和氮肥利用效率的影响

为明确氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量和氮肥利用效率的影响,设置氮肥减施(减肥处理)、农户习惯施肥量(习惯施肥处理)、不施氮(无肥处理)3个处理,通过大田试验研究了不同处理冬小麦的群体动态、干物质积累特征、产量及其构成和氮肥利用效率的影响。结果表明,无肥处理的产量比习惯施肥处理低36.83%,而减肥处理的产量比习惯施肥处理高6.01%。无肥处理的最大茎蘖数显著低于习惯施肥处理,导致亩穗数和收获期生物量显著低于习惯施肥处理。减肥处理的最大茎蘖数也显著低于习惯施肥处理,但由于成穗率显著提高,亩穗数和收获期生物量与习惯施肥处理无显著差异。无肥处理的有穗单茎花后干物质积累量、花后干物质对籽粒的贡献率与习惯施肥处理无显著差异。而减肥处理的花后干物质积累量、花后干物质积累对籽粒的贡献率比习惯施肥处理分别显著提高39.70%和14.51个百分点。减肥处理的地上部氮吸收量与习惯施肥处理无显著差异,但氮收获指数提高2.97%,氮肥农学效率提高12.94%,氮肥偏生产力提高41.09%,氮肥利用率提高11.90个百分点。上述试验结果表明,宽幅播种配合氮肥减施可通过降低最大茎蘖数,提高成穗率,促进花后干物质积累及向籽粒分配,提高氮肥利用效率和产量。本研究为宽幅播种冬小麦实行氮肥减施提供了科学依据。

石灰性土壤施用不同磷肥对玉米苗期生长和土壤无机磷组分的影响

研究旨在探讨不同磷肥品种对玉米生长发育和土壤无机磷组分的影响,以期为磷肥高效利用提供参考。采用盆栽试验,设置6个处理:磷酸一铵(MAP)、过磷酸钙(SSP)、聚磷酸铵(APP)、氮磷复合肥硝酸磷肥(NiP)、硫酸铵+过磷酸钙混施(SA+P),试验60天后测定了玉米的生物学指标和玉米植株磷素含量,同时测定了土壤有效磷与土壤无机磷组分含量状况。结果表明:玉米生物学性状、磷素累积量和磷肥利用效率均表现出APP>MAP、NiP>SSP、SA+P>CK的趋势。相较于对照,APP、MAP、NiP处理显著提高玉米植株的株高、叶面积、地上部和根系干重,株高增幅在23.3~35.1 cm,叶面积增加57.1~89.0 cm^(2),地上部和根系干重分别增加265%~420%和171%~218%。APP处理植株磷素累积量达到49.02 mg/盆,磷肥利用效率达到36.75%,显著高于NiP和MAP的21.43%和19.42%。相较于对照,APP和MAP处理的Ca_(2)—P、Ca_(8)—P和Fe—P呈显著性增加,上述3种无机磷组分含量与玉米植株磷累积量呈极显著正相关关系(p<0.001)。北方石灰性土壤聚磷酸铵(APP)是一种表现良好的磷肥类型,这对减磷增效背景下的粮食安全和磷肥高效利用有重要应用价值。

石灰性土壤添加污泥后土壤的肥力特征及磷素淋失临界值

开展2 a种植冬小麦-夏玉米的盆栽试验,研究污泥添加对石灰性土壤养分的影响,构建石灰性土壤中污泥添加量(0、3.75、7.50、37.5、75.0 t/hm^2)与有效磷之间的关系,确定磷素淋失的临界值。结果表明:污泥添加降低了石灰性土壤的pH值,但土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾和土壤综合肥力指数随污泥添加量的增加呈增加趋势。试验期间,同年轮作季的污泥添加量相同时,玉米季土壤养分含量小于小麦季,且各养分随污泥施用年限的增加而增加,并与污泥的累积施用量之间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系。当污泥添加量大于等于37.5 t/hm^2时,土壤养分含量与未添加污泥处理相比差异显著(P<0.05)。污泥施用后该土壤磷素淋失临界值为有效磷质量分数28.57 mg/kg,其对应的污泥施用量分别为61.39 t/hm^2。研究可为在石灰性土壤中污泥的合理施用提供依据。

油用牡丹种子水分含量近红外光谱估算研究

水分含量是影响种子销售、储存及加工的重要指标之一。以156份油用牡丹种子为试验材料,利用近红外光谱技术快速检测油用牡丹种子水分含量,分析油用牡丹种子的光谱特征,应用近红外光谱技术,结合偏最小二乘回归法,建立油用牡丹种子水分含量的估算模型,并比较多种预处理方法对建模结果的影响。结果表明,油用牡丹种子水分含量特征波段为1450 nm和1940 nm;油用牡丹种子水分含量偏最小二乘回归估算模型精度均较高,而且比较稳定,可用于油用牡丹种子水分含量精确估算。油用牡丹种子吸收光谱经标准化处理后所建立的偏最小二乘回归模型性能最佳,估算结果最准确,其校正集和验证集决定系数分别为0.92和0.97,均方根误差分别为0.41%和0.24%,RPD值为5.94。研究表明,近红外光谱技术可进行油用牡丹种子水分含量快速无损估算。

南洛河可溶性碳与阴离子含量周年变化及其影响因素分析

以河南省洛阳市南洛河瀛洲桥段为取样地点,每周1次,周年采样,结合气象数据,探讨了南洛河瀛洲桥段水体可溶性碳和阴离子的周年变化规律及其影响因素。研究结果表明:可溶性无机碳(DIC)是南洛河的主要碳输出形式,DIC与可溶性有机碳(DOC)含量(质量浓度)分别为20.27~29.38 mg/L和1.07~6.69 mg/L,年平均含量分别为23.99 mg/L和3.74 mg/L。SO 4 2-是南洛河的主要阴离子,阴离子含量从高到低依次是SO 4 2->Cl->NO 3-,分别为25.50~125.40 mg/L、5.43~29.41 mg/L和4.61~22.37 mg/L,年平均含量分别为77.86 mg/L、16.65 mg/L和13.79 mg/L。南洛河DOC含量与区域内降水量和水温呈显著性正相关关系,DIC含量则呈显著性负相关关系。降水量是影响DOC含量的主导因素,而DIC含量主要受降水量的稀释效应和水温的双重控制。南洛河SO 4 2-与Cl-含量周年变化较小,其主要受地质风化作用的影响。

颗粒无烟煤活性炭去除水体中低浓度磷酸盐研究

为探讨颗粒无烟煤活性炭对水体中低浓度磷酸盐的吸附优化条件、去除效果及其机理,利用小试实验开展不同吸附剂量、温度、吸附时间和pH值等对磷酸盐的吸附影响研究。利用等温吸附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XRD)、颗粒Zeta电位、扫描电镜(SEM)表征无烟煤活性炭吸附磷酸盐的特征和机理。结果表明:吸附体系中不同pH值和温度条件对颗粒活性炭吸附磷酸盐的效果影响不同,pH值为6.0时对磷酸盐吸附效果最好,并且在高温条件下有利于活性炭对磷酸盐的吸附。对低浓度磷酸盐[ρ(PO4^3-)=2 mg·L^-1],颗粒无烟煤活性炭的优化吸附条件为:活性炭用量为10 g·L^-1、吸附时间为6 h、pH值为6.0、温度为25℃,磷酸盐的去除率可达80%。颗粒活性炭对磷酸盐的等温吸附符合Langmuir和Freundlich模型,说明对磷酸盐的吸附同时具有物理和化学作用,即磷酸盐不但与活性炭表面官能团之间存在相互吸附作用,且与活性炭上存在的金属离子沉淀作用有关。

碳酸钙和壳聚糖联用对高pH值石灰性土壤砷污染的钝化

为明确碳酸钙-壳聚糖联用对高pH值石灰性土壤砷污染的钝化效果,该研究采用田间As污染模拟试验,设置对照(CK)、砷污染(As)、砷污染+碳酸钙(As+Ca)、砷污染+碳酸钙+壳聚糖(As+Ca+C)4个处理。研究了碳酸钙和壳聚糖添加对As污染石灰性土壤酶活性影响,污染土壤中As的形态变化,以及As在供试作物玉米体内的迁移特征。结果表明:As污染石灰性土壤上添加碳酸钙(Ca)有利于提高土壤酶活性,碳酸钙和壳聚糖(Ca+C)联用后,土壤脲酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性分别显著提高了52.35%、74.92%、8.72%(P<0.05)。高pH值石灰性土壤外源As的主要存在形态为残渣态,且残渣态占总砷含量的60%以上。与As处理相比,As+Ca和As+Ca+C处理的水溶态砷分别显著降低17.15%和27.03%(P<0.05);As+Ca+C处理的钙-砷、铁-砷和铝-砷分别显著升高了13.97%、14.24%、13.85%(P<0.05)。As+Ca和As+Ca+C钝化处理对As钝化率分别达9.78%和18.37%。As污染土壤上种植玉米会导致各部位As积累的增加,但Ca+C联用使玉米籽粒、根、茎、叶的As含量显著降低50%、13.98%、16.51%、14.94%(P<0.05)。可见,Ca+C钝化剂联用方法可应用于高pH值石灰性土壤As污染修复。

淹水对石灰性土壤无机磷形态转化的影响

【目的】磷肥施入土壤后大部分转化为与铁氧化物关系密切的Fe-P和O-P,而淹水后土壤中铁的氧化还原过程可能影响与铁氧化物结合的磷的形态及有效性的变化。研究不同施磷处理下淹水土壤Fe(II)、无机磷组分等的变化,以期明确淹水后土壤无机磷形态及磷有效性变化及其与铁氧化还原过程的关系。【方法】用不施磷土壤(P0)和连续6年施用P 180 kg/hm^(2)的土壤(P180)进行室内模拟培养试验。将土壤装于西林瓶内,加水模拟淹水条件,西林瓶密封后,分别在避光或者光照条件下,于(30±1)℃恒温培养40天。测定供试土壤以及淹水培养土壤中的速效磷、无机磷以及不同形态无机磷组分含量,测定培养过程Fe(II)的动态变化,以探讨磷形态转化与铁氧化还原过程的关系。【结果】施用磷肥显著增加土壤中的速效磷含量和无机磷总量,P0处理土壤速效磷含量为(7.65±1.65)mg/kg,P180处理土壤速效磷含量高达(33.5±2.01)mg/kg。施入土壤中的磷只有很小部分以Ca_(2)-P存在,主要以Ca_(10)-P、Ca_(8)-P、Al-P和Fe-P形态存在。避光淹水培养后,土壤速效磷含量增加,P0和P180处理土壤速效磷含量的增量分别为8.44、2.95 mg/kg。淹水培养降低了土壤Ca_(8)-P含量,提升了Fe-P、O-P、Al-P含量。光照和避光条件下P180处理土壤中Ca_(8)-P含量分别降低106.8、156.2 mg/kg,Fe-P含量分别增加23.4、47.0 mg/kg,O-P含量分别增加64.1、92.9 mg/kg,Al-P含量分别增加38.8、34.7 mg/kg,避光时Ca_(8)-P降幅以及Fe-P和O-P的增量均大于光照条件下。避光条件下,铁还原量和还原最大速率与Ca_(8)-P变化量之间存在显著负相关关系,与Fe-P、O-P增量之间存在显著正相关关系。【结论】淹水条件下,石灰性土壤中的Fe(Ⅲ)还原形成Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)混合物,增加了铁氧化物的比表面积和磷吸附点,可促进Ca_(8)-P向O-P、Fe-P和Al-P转化。光照降低了Fe(Ⅲ)的还原量,可能是Ca_(8)-P向O-P、Fe-P和Al-P转化率低的原因之一。

Zn污染对石灰性水稻土Fe氧化和还原的影响

为明确重金属Zn对土壤中铁氧化还原过程的影响,利用外源加入ZnSO4·7H2O溶液的方法模拟黄河中游水稻土 Zn污染,通过室内土壤淹水厌氧培养试验研究培养过程Fe(Ⅱ)的动态变化,分析铁的氧化还原状况;借助修正的欧共体标准物质局提出的三步提取法(BCR分级法)测试光、暗培养前后Zn的存在形态,探讨可还原态Zn的形态转化;借助总有机碳分析仪和气相色谱分别测试培养前后水溶性碳含量的变化和培养结束后的CO2和CH4,分析Zn污染土壤的碳素矿化情况。结果表明,Zn污染后Fe(Ⅲ)还原过程的还原容量降低,且降幅随污染程度而增加。光照时土壤中存在Fe(Ⅱ)氧化过程且该过程受Zn污染程度影响。Zn污染后不仅Fe(Ⅱ)氧化量由2.96 mg/g降低至0.91~1.71 mg/g,降幅随污染程度而增加,而且Fe(Ⅱ)氧化速率、Fe(Ⅱ)氧化率均随污染程度加深显著降低。30d培养结束后污染土壤中Zn可被二乙基三胺五乙酸(DTPA)提取量显著降低且与光照条件有关,避光和光照培养后分别有98.09%、85.21 %的外源加入Zn不能被DTPA所提取。综上所述,Zn污染抑制土壤中铁还原和亚铁氧化过程,抑制幅度随污染程度加深而增加;外源加入的Zn在避光铁还原过程可由弱酸提取态Zn向可还原态Zn转化。

农艺措施减控稻田甲烷和氧化亚氮排放的研究进展

综述了秸秆还田、生物炭还田、水分管理、施肥管理和种植制度等农艺措施对CH4和N2O两种气体排放影响的研究成果,不同农艺措施对其影响各不相同;分析了造成促进或抑制效应的可能机理,不同农艺措施均是通过影响CH4和N2O的产生、转化过程来影响CH4和N2O排放;并提出了进一步的研究展望,以期为减控稻田温室气体排放和实现资源高效利用与环境友好型耕作制度提供参考依据。