韶关市典型香芋产区土壤养分状况及肥力评价

【目的】了解广东省韶关市典型香芋产区的土壤肥力情况,以期为香芋产区土壤养分资源管理提供参考依据。【方法】分别于韶关市的3个香芋种植区(桂头镇老均村,廊田镇官坡滩村、农庄村)采集0~30 cm香芋根际土壤样品,测定土壤理化性质,通过主成分分析和相关性分析,筛选出最能代表当地土壤肥力的指标进入最小数据集,通过隶属度函数对所有的指标进行归一化处理,计算土壤质量指数并评价土壤肥力。【结果】3个香芋产区土壤均呈酸性;容重为1.17 g·cm^(−3),质地适宜;阳离子交换量(Cation exchange capacity,CEC)为9.17 cmol·kg^(−1),处于较低水平;速效P(54.20 mg·kg^(−1))、有效Cu(2.07 mg·kg^(−1))、有效Fe(186.33 mg·kg^(−1))、有效Zn(1.87 mg·kg^(−1))丰富,有效Mn(4.21 mg·kg^(−1))、有效B(0.12 mg·kg^(−1))、有效Mo(0.10 mg·kg^(−1))缺乏或极缺乏,其他养分含量处于中等及以上水平。3个香芋产区土壤粒级占比、碱解N、交换性Ca及交换性Mg含量差异显著,其他指标差异均不显著。从20个指标中筛选出7个指标构成土壤质量评价的最小数据集,分别为碱解N、砂粒、黏粒、交换性Ca、有效B和有效Fe含量以及CEC。评价结果表明,3个香芋产区的土壤肥力均处于中等水平,其中,碱解N和交换性Ca含量为肥力水平的主要限制因子。【结论】韶关市典型香芋产区的土壤肥力水平整体处于中等水平,土壤保肥能力较差,有效Mn、B、Mo等微量元素缺乏。因此,在香芋种植时,要注重有机肥以及微量元素肥料的施用,平衡施肥,改善土壤理化性质,提高土壤保肥能力。

“土壤学”线上教学的SWOT分析与思考

教育信息化是当下教育发展的必然趋势,网络信息技术的发展为在线教育常态化、规模化发展提供了有力支撑。本文以华南农业大学“土壤学”线上教学为例,采用SWOT分析法,梳理总结该课程线上教学的优势、劣势、外部机遇和威胁,探讨未来“土壤学”线上教学模式的改进对策,以主动适应新农科建设和信息社会对高等农业人才培养的需求。

Cr^(3+)、Ni^(2+)单一及复合污染对水稻土酶活性的影响

在室内恒温培养条件下,研究了外源Cr3+、Ni2+单一及复合污染对水稻土脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响.结果表明,低浓度Ni2+处理对脲酶、酸性磷酸酶有不同程度的激活作用,而对过氧化氢酶起一定的抑制作用;中、高浓度Ni2+及各污染水平的Cr3+、Cr-Ni复合污染处理对3种酶活性均表现为抑制作用;Ni2+处理对土壤酶活性的抑制效应顺序为脲酶>酸性磷酸酶>过氧化氢酶;Cr3+和Cr-Ni复合污染处理对脲酶活性的抑制效应最大,对过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性的抑制效应相似;Cr-Ni复合污染处理对脲酶、酸性磷酸酶主要表现为协同作用,对过氧化氢酶则主要在污染初期表现为协同作用.

红壤中溶磷芽孢杆菌研究进展

磷参与作物代谢过程,是作物生长的必需元素,也是评估土壤肥力的重要指标。红壤通常呈酸性且铁铝富集,土壤中的磷与铁、铝形成有效性较低的闭蓄态磷,生物可利用率低。溶磷芽孢杆菌可将难溶性磷酸盐溶解,其溶磷机制主要是通过产生有机酸和多种酶,与Fe3+和Al3+螯合,使其形成可溶性络合物,从而将磷转化为可溶态以供作物利用,可作为绿色友好的生物肥菌剂资源,减少化学肥料的使用量,降低环境压力,实现农业可持续发展。综述了红壤中溶磷芽孢杆菌的研究状况和溶磷机理并提出了展望,旨在为绿色开发和高效利用中国难溶性磷资源提供理论基础。

化学平衡计算模型软件在环境化学教学中的应用

结合环境化学教学目的及教学现状,探讨了Visual Minteq软件在环境化学课程教学中的应用。通过实践教学表明,引用化学平衡计算模型软件不仅增强了对环境化学理论知识的理解,而且提高了学习兴趣和解决实际问题的能力。

不同碳氮比培养基质组合对赤子爱胜蚓生长繁殖的影响

在实验室条件下,以不同配比的牛粪和稻秆作为培养基质,研究了赤子爱胜蚓Eisenia foetida在不同碳氮比培养基条件下生物量以及数量变化情况.结果表明:100%牛粪(碳氮比为21.8)和80%牛粪+20%稻秆组合(碳氮比为24.9)堆置30、60、90 d后的蚯蚓生物量显著高于其他处理;60%牛粪+40%稻秆组合(碳氮比为28.7)堆置60和90 d后蚯蚓总数量最多,显著高于其他处理,在第90天达到324条;另外,培养基质的碳氮比与蚯蚓的生物量和数量均呈显著负相关关系(P<0.001).由此可知,碳氮比在21.8～24.9之间的牛粪和稻秆基质组合适宜蚯蚓生长,碳氮比为28.7的牛粪和稻秆基质组合适宜蚯蚓繁殖.

华南矿区与非矿区土壤酸化特征及铝形态分析

【目的】通过对华南矿区和非矿区土壤样品的酸化特征及铝形态进行对比分析,为华南地区土壤酸化研究及改良提供理论依据。【方法】以华南地区31个土壤样品为研究对象,测定了土壤pH、有机质、交换性酸、黏粒含量和阳离子交换量(CEC),通过连续浸提法测定了土壤铝形态,采用相关分析和主成分分析法研究了矿区和非矿区土壤中铝的形态分布。【结果】矿区土壤的交换性氢(Ex-H)(2.75 cmol·kg^(-1))显著高于非矿区土壤(0.97 cmol·kg^(-1));矿区土壤的pH(H_2O)(3.44)、CEC(b=6.43 cmol·kg^(-1))、黏粒(w=13.05%)、弱有机结合态铝(Al Orw)(b=3.44 mmol·kg^(-1))和有机结合态铝(Al Or)(b=12.96 mmol·kg^(-1))的含量均分别显著低于非矿区土壤(4.39,12.70 cmol·kg–1,28.64%,8.32和41.46 mmol·kg–1)。相关分析结果显示:矿区和非矿区土壤的交换态铝(Al Ex)与pH(H_2O)均呈显著负相关(r=-0.577**和-0.671**);矿区和非矿区土壤Al Ex与交换性酸总量(r=0.927**和0.662**)、交换性氢(r=0.976**和0.555*)及交换性铝(r=0.870**和0.632**)分别呈正相关。主成分分析结果显示:矿区和非矿区土壤的综合酸化特征差异显著,按pH<3.50、3.50≤pH<4.50、4.50≤pH<5.50和pH≥5.50划分的土壤综合特征也有显著性差异。【结论】矿区土壤的酸性更强,有机结合态铝含量较低,而非矿区土壤具有较高的pH(H_2O)、CEC和黏粒含量,矿区和非矿区土壤酸化特征不同,且不同pH梯度土壤的酸化特征也不同。因此,在矿区土壤酸化改良中,pH和有机质的提升尤为必要。

金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质微界面上的吸附机理和模型研究进展

铁(氢)氧化物和腐殖质是广泛分布在土壤中的重要天然活性物质,因其具有较大的比表面积并且铁(氢)氧化物表面的-OH与腐殖质表面的-COOH、-OH等活性官能团可通过静电作用、配体交换等多种机制对重金属离子产生较强吸附,从而影响重金属离子在环境中的迁移、转化和生物效应。深入了解重金属离子在铁(氢)氧化物-腐殖质复合体微界面相互作用的分子机理,对于阐明重金属离子在环境中的迁移、转化过程具有重要意义。本文综述了金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质上吸附机理和模型的研究进展,为重金属污染土壤的风险评估和控制提供理论依据。

华南赤红壤地区4种不同耕作模式对土壤肥力属性的影响

以地处典型赤红壤区域的华南农业大学增城教学科研基地为研究范围,对4种不同耕作模式下12种土壤肥力属性指标的差异进行分析。结果表明,耕作模式首先影响全量氮、磷、钾、碱解氮、电导率等,其次综合影响粘粒、有机质以及其他理化性状。主成分分析表明,水田耕作模式对土壤肥力的影响主要是改变全钾、有效磷和孔隙度,水旱轮作模式对pH值的影响最大,旱地模式主要造成了容重、有机质、全氮和速效钾的改变,菜地模式主要影响了电导率以及粘粒、全磷和碱解氮,不同耕作模式下土壤肥力属性之间的差异达到极显著水平。

深圳市光明新区土壤肥力时空演变的主成分分析

以深圳市光明新区为研究区域,通过对7个主要土壤肥力属性指标的主成分分析,探讨了该地区土壤肥力属性在时间和空间上的演变情况.结果表明:经过28年的演变,土壤肥力的主要限制因子由1984年的磷钾速效养分含量偏低转变为2011年的容重偏高和氮素缺乏,但由于前后的突出肥力因子和限制因子均相互抵消,土壤综合肥力未产生显著差异.不同农田片区的土壤综合肥力和主要限制因素在演变过程中都表现出显著差异,这主要是由于不同片区的种植模式和施肥习惯向着不同方向演变造成的.

基于蚯蚓消化作用的城市生活垃圾资源化利用研究进展

概述了基于蚯蚓消化作用的城市生活垃圾资源化处理技术的可行性、影响处理效果的技术参数、处理产物蚯蚓粪的性质和应用、存在问题以及国内外的探索和应用现状,认为城市生活垃圾的蚯蚓处理技术环保、高效,符合物质生态循环的特点,具有较高的社会、生态、经济等多重效益,目前已达到实际应用水平。

不同肥料及接种蚯蚓对高速公路建设损毁土壤的短期培肥效应

利用温室盆栽类芦试验,选取21个土壤物理、化学、微生物学和酶活性指标,采用因子分析等方法,对短期内不同肥料及"蚯蚓-有机物料"协同对被高速公路建设损毁的赤红壤的培肥效应进行综合评价。结果表明:养分释放控制因子、养分供应容量因子和养分供应强度因子是影响土壤综合质量的3个主因子,反映了21个土壤指标所提供的90.04%信息量。同等施肥水平,施蚓粪、牛粪比施化肥能显著改善土壤养分释放控制因子,提高土壤养分供应容量,提升土壤综合质量,促进类芦生长,增加类芦生物量;单施化肥仅能显著提高土壤养分供应强度,但由于肥效释放过快抑制了类芦生长,类芦生物量甚至低于对照(P<0.05);用因子分析法得到不同处理土壤综合质量的排序为5.0%牛粪>5.0%蚓粪>5.0%"牛粪+蚯蚓">2.5%蚓粪>2.5%牛粪>2.5%"牛粪+蚯蚓">5.0%化肥>蚯蚓>2.5%化肥>对照,与系统聚类分析结果和类芦生物量的排序基本吻合。短期内,对于被高速公路建设损毁的土壤,施有机肥是最优的培肥改良方式。利用因子分析对不同土壤培肥改良方式下土壤综合质量进行评价是可行的。

珠海3种植被类型下土壤属性对酸沉降的响应

以我国南亚热带珠海地区常见的湿地松(Pinus elliottii)与台湾相思(Acacia confus)混交林、台湾相思林和灌木丛3种植被类型的赤红壤作为研究对象,对其土壤属性指标进行T检验和主成分分析,探讨酸沉降下森林土壤环境质量的变化特征。结果表明,2006-2012年,土壤虽未被进一步酸化,但其潜在危害增加:酸沉降引起的土壤交换性H+显著增加,交换性Ca2+、Mg2+淋失,有效阳离子交换量(ECEC)下降,同时相思林固氮优势减弱;不同植被类型下的土壤属性差异显著,但因酸沉降和植被演替,其差异性在缩小。

《土壤肥料学》理论和实践教学中存在的主要问题及改革思考

《土壤肥料学》是农学及相关专业的一门重要专业基础课。笔者根据多年的教学经验,剖析了《土壤肥料学》理论及实践教学中存在的诸多问题,并针对问题提出了相应的改革措施,以期更好的指导教学实践,提高教学效果。

不同生态类型蚯蚓对赤红壤和红壤团聚体分布和稳定性的影响

【目的】综合分析华南地区不同生态类型蚯蚓对土壤团聚体分布、团聚体水稳定性以及土壤团聚体破坏率的影响,以期为蚯蚓改善土壤结构提供科学依据和理论支持。【方法】采用室内盆栽培养试验,在华南地区具有代表性的赤红壤和红壤中分别接种生态类型不同的4种蚯蚓:赤子爱胜蚓Eisenia fetida、南美岸蚓Pontoscolex corethrurus、壮伟远盲蚓Amynthas robustus和参状远盲蚓A.aspergillum,研究不同生态类型蚯蚓对土壤结构的影响。【结果】与空白对照相比,南美岸蚓、壮伟远盲蚓和参状远盲蚓的添加均显著增加了2种土壤中的大团聚体(d>2000μm)比例(P<0.05),其中,赤红壤中其分别提升了35.20%、44.81%和37.88%,红壤中其分别提升了14.92%、25.31%和20.18%;与空白对照相比,壮伟远盲蚓的添加均显著降低了赤红壤水稳性大团聚体和水稳性小团聚体(250μm≤d≤2000μm)的比例,却显著提升了赤红壤水稳性微团聚体(d<250μm)的比例(37.84%,P<0.05);4种蚯蚓的添加均显著提升了2种土壤的团聚体破坏率(P<0.05),其中添加参状远盲蚓的2种土壤的团聚体破坏率均最低。主成分分析结果显示:在2种不同的土壤中,不同蚯蚓作用后土壤的团聚体分布和稳定性之间存在显著差异(P<0.05)。【结论】华南不同生态类型的蚯蚓对赤红壤和红壤的团聚体分布和稳定性的影响不同;内栖型蚯蚓(南美岸蚓和壮伟远盲蚓)对土壤团聚体的形成和土壤结构的改善效果最好;深栖型蚯蚓(参状远盲蚓)对土壤水稳性团聚体的破坏作用最小。

韶关工矿区水稻土和稻米中重金属污染状况及风险评价

为探明韶关市工矿业活动对矿区周边农业生产的影响,选取韶关市凡口铅锌矿(FK)、大宝山多金属矿(DBS)、曲江发电厂(QJ)三个典型工矿区为研究对象,采集周边村庄的54个稻田土壤及对应的54个稻米样品,分析了重金属含量特征,并采用潜在生态风险评价法和人体健康风险评价法对土壤-稻米中重金属进行生态风险及人体健康风险评价。研究表明,三个典型工矿区周边水稻土中重金属严重超标,Cd、Pb、Cu、Zn含量的超标率分别为100%、30%、50%、74%;水稻土均具有很高或高潜在生态风险,风险大小依序为QJ>FK>DBS;其中Cd为最主要的风险元素因子。稻米中Cd、Pb、Cu、Zn含量超标率分别为94%、85%、2%和4%,Cd和Pb是稻米中最主要的健康风险因子。土壤重金属的人体健康风险评价结果表明,工矿区周边水稻土中重金属的非致癌健康指数均小于1,不会对周围居民造成明显的非致癌健康影响,其中Pb是最主要的非致癌风险元素因子;水稻土中的Cd致癌风险度基本在可接受风险水平,但仍不可忽视其对矿区儿童的潜在致癌风险;经口摄入是最主要的土壤重金属非致癌和致癌风险暴露途径。稻米中重金属的健康风险远高于土壤,对周围村民存在明显的非致癌风险,甚至慢性致毒效应;其中Cd和Pb是研究区域稻米中最主要的非致癌风险元素因子;稻米中Cd的致癌风险度在10^(-3)~10^(-2)范围,远远超过了可接受风险水平(10^(-6))。研究结果为当地如何采取有针对性的措施以防治土壤重金属污染、保障矿区居民健康提供了更全面的依据。

珠江流域上游云贵地区农田土壤重金属污染状况及其风险性分析

为探明珠江流域上游云贵地区农田土壤重金属污染水平及其潜在生态风险,在珠江水系上游南盘江流域的云南省曲靖市沾益区废弃磷肥厂工业区(ZY)和陆良县历史铬渣堆放点及冶炼工业区(LL)、个旧市鸡街镇铅锌冶炼厂(JJ)和大屯镇松树脚矿区(DT)、北盘江流域的贵州省六盘水市杉树林铅锌矿区(SSL)、都柳江流域的贵州省黔南布依族苗族自治州乌龙沟铅锌矿区(WLG),采集不同工矿污染源及不同土地利用类型影响下的42个水田土样及63个旱地土样,运用单因子指数法及内梅罗综合指数法分析了土壤重金属富集特征,利用Hakanson潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险评估。结果表明:6个采样地区土壤均污染严重,含量超标率分别为Cd(95.24%)>As(53.33%)>Pb(42.86%)>Zn(30.48%)>Cu(26.67%)>Cr(12.38%)>Hg(6.67%)>Ni(5.71%)。综合污染指数结果表明6个采样区土壤均为重度污染水平,污染程度为JJ>SSL>DT>LL>ZY>WLG,以南盘江中游个旧地区最为严重。6个采样区土壤重金属潜在生态危害风险指数(RI)大小依次为JJ>DT>SSL>LL>ZY>WLG,其中JJ地区土壤达极高等潜在风险,SSL、LL、DT地区土壤存在高等潜在风险,ZY及WLG地区则为中高等潜在风险水平,重金属Cd对潜在生态风险评价贡献最大,其次为Hg。因此,对珠江上游地区矿区周边农田土壤进行管控时不仅要注意Cd污染,还应注意Hg、As等元素的富集程度及潜在污染风险。

生物滴滤塔/景观滤床工艺高效处理农村污水

农村生活污水处理对于改善农村人居环境具有重要意义。本研究通过"小试-中试-工程应用"尺度下一系列试验研究,探索出一套新型高效生物滴滤塔/景观滤床污水净化工艺(ETF/LBb)。通过小试吸附和挂膜试验筛选合适的填料,以实验室模拟生活污水,进行处理规模为1 m3·d^-1的生物滴滤池改良优化中试试验,继而以学生宿舍区真实生活污水开展处理规模50 m3·d^-1的ETF/LBb工艺的工程应用试验。小试结果表明:由工业及建筑废料改性而成的除磷填料和除氮填料具有较强的氮磷吸附能力,对NO3-和PO43-的饱和吸附量分别为1.0 mg N·g^-1和2.3 mg P·g^-1,泥岩填料具有较好的微生物挂膜能力。中试结果表明:除磷填料、除氮填料和泥岩在同一条件下对生活污水中的NH4+、CODCr、TP、TN的去除率在88.9%、89.9%、67.8%、61.52%以上。工程应用试验结果表明:处理后的生活污水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准,工艺运行费用<0.10元·m^-3·d^-1。ETF/LBb工艺具有造价低、污水处理效率高和节省人工等特点。

清远电子垃圾拆解区土壤重金属污染空间分布特征及风险评价

为探究清远市龙塘镇电子垃圾拆解区内土壤重金属污染扩散程度及其潜在生态风险,本研究在白鹤塘、大坑寮、松源塘、对面岗4个村庄,采集荒地、旱地、水田土样共44个,分析土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg的含量,采用单项污染指数法、综合污染指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染状况进行风险评估,采用反距离权重法对土壤重金属地累积指数进行插值分析,解析土壤重金属污染空间扩散特征及可能来源。结果表明:研究区域内土壤重金属污染程度依次为荒地>水田>旱地;荒地土壤达到重污染水平,Cd、Cu、Pb、Zn的平均含量分别为34.63、5 536.27、10 602.38、7 421.82 mg·kg^(-1),是其主要污染元素;水田土壤主要存在Cu的轻度污染及Cd、Pb的轻微污染;旱地土壤仅存在Cd、Cu的轻微污染。荒地、旱地、水田的重金属综合潜在生态危害指数分别为22 527.03、415.00、499.36;荒地土壤处于极高等潜在生态风险水平,Cd是最重要的生态危害元素;旱地和水田土壤为高等潜在生态风险水平,主要生态危害元素为Cd和Hg。除Hg之外,土壤重金属均呈现出由污染源中心向周边不同程度扩散的趋势;随着与污染源距离的增加,土壤重金属污染程度逐渐降低;形成了西南-东北对角线方向上的白鹤塘及大坑寮污染严重、东南角和西北部的对面岗及松源塘污染较轻的空间分布格局。土壤重金属含量之间的相关性及其空间扩散分布特征反映了其污染来源及扩散时间的不同。土壤中Cd、Cu、Pb、Zn污染面积大及污染程度高,可能与电子垃圾拆解活动造成的污染随大气、水流等扩散直接相关;Ni、Cr污染面积较小且程度低,可能以自然成土来源为主;As和Hg污染程度低但扩散面积大,其来源可能包括电子垃圾焚烧产生的烟尘沉降、灌溉水和自然成土来源。因此,要加强防控研究区域内的污染源及荒地土壤中重金属的迁移扩散,并提防由于当地土壤重金属污染带来的农产品安全问题。

土壤重金属形态分析方法研究进展

工业化进程的加快引发了一系列环境问题,土壤重金属污染日趋严重。土壤作为人类赖以生存的基础,健康的土壤环境是粮食安全及人体健康的保障,开展土壤重金属相关研究是推进污染土壤修复的必要环节。重金属的形态对其迁移行为、毒性以及生物可利用性起着决定性作用。因此采用多种形态分析方法对重金属在土壤中的赋存形态进行分析,对于合理评估土壤重金属污染程度以及提出科学合理的修复措施具有重要意义。本文总结了多种土壤重金属形态的研究方法,并分析其适用范围及应用情况,以期为土壤重金属研究方法选取提供参考。