2种型号保水剂的特性及其应用研究

通过室内与样地试验相结合,分别研究2种型号保水剂的吸失水特性,以及与其它材料复配后对种子发芽、植物生物量、水土流失的影响。结果表明:2种型号保水剂的吸水倍率随复合肥溶液浓度的增加而减小,与吸水时间呈明显的对数相关;M(0.1%)和M(0.2%)保水剂的时蒸发量达到0.896g,在不同时间段M(0.05%)失水速率的相对差异性较小;保水剂、25%五福克悬浮种衣剂以及菌剂的复配可以为种子的萌发以及植物的生长营造良好的生长环境;保水剂与复合肥的复配施用于植物,通过改变水分时空分配和土壤理化性质及提高植物覆盖度,可以延缓黄土坡地的产流时间,减小地表径流、径流系数、泥沙含量和降雨侵蚀量。未来,保水剂在育苗和水土保持应用上有很大的开发空间。

复合缓释保水保肥材料对苗木生长的影响

[目的]分析复合缓释保水保肥材料对苗木生长的影响,探索适宜苗木生长的复合材料。[方法](1)选用4个实验组和1个对照组的皂角树进行盆栽试验,对苗木的生长和生理指标进行测量分析。[结果](1)复合缓释保水保肥材料能够显著提高苗木的地径,增加叶片数量和叶面积,增大新梢长度,增加苗木生物量;(2)能够显著提高苗木的叶水势以增强水分利用率,提高苗木对肥料的利用效率,维持苗木的叶片叶绿素含量(SPAD)长期处于较高的数值。[结论]复合缓释保水保肥材料能够显著促进苗木生长。

吕梁山区几种乔灌草植物的化学计量特征

对元素的计量特征正确的解读能够促进人们对生态系统内C,N,P循环规律的理解。通过样地调查和样品采集,测定了吕梁山区几种乔灌草植物以及枯枝落叶的碳、氮、磷含量,系统分析了几种元素的计量规律。结果表明,相同树种不同器官的相同元素含量存在差异性,不同树种相同器官的相同元素含量存在差异性,说明植物的遗传特性和各器官不同的功能决定着元素计量的差异性;灌木各器官的相同元素存在极显著相关(p<0.01),说明植物体各器官作为一个整体共同作用决定着元素的计量特征,草本与灌木计量特征相似;C,N,P,C/N,C/P,N/P与地区的环境因素相关:坡度与C含量和N/P存在极显著负相关(p<0.01),郁闭度仅与C/P存在显著相关(p<0.05),海拔因素只与N/P不存在显著相关,说明环境与植物体的能量和物质流动影响着元素的计量特征。

吕梁山区3种人工林植被、凋落物生物量差异特征及其与土壤养分的关系

通过样地调查和土壤样品采集分析的方法,测定了山杨、油松和辽东栎3种人工林林下植被(灌木、草本)的活地被的生物量以及地表凋落物的生物量和土壤养分的总概况,并探讨了它们之间的相关性。结果表明:活地被生物量表现为油松2.354 7 t·hm^(-2)>山杨2.078 5 t·hm^(-2)>辽东栎1.137 3 t·hm^(-2),地表凋落物生物量山杨4.797 5 t·hm^(-2)>辽东栎2.139 9 t·hm^(-2)>油松0.525 0 t·hm^(-2);林下土壤分级指标结果:有机质、全磷均呈现4~5级标准,全氮为1~3级标准;林下土壤养分含量分析比较结果:有机质含量为山杨>辽东栎>油松,而全氮和全磷为山杨>油松>辽东栎;同时分析了土壤全量养分与各林分下活地被生物量、凋落物层生物量之间的相关性,结果表明:3种人工林的3种全量养分与活地被生物量、凋落物生物量均呈现极显著相关(P<0.01),同时3种林分的土壤全量养分间相关性显著(P<0.05),表现出良好的协同效应。

不同水分胁迫下保水剂与肥料混合对苗木蒸腾速率的影响

以核桃、山杏、刺槐、毛白杨幼苗为试材,采用正交试验设计,将不同比例的保水剂和肥料混合,控制土壤水分,进行盆栽试验,测定了不同树苗的蒸腾速率和叶水势。结果表明:土壤含水量在9%时,15 g保水剂、1 g聚天门冬氨酸、10 g复合氮肥混合配方能提高核桃幼苗的蒸腾速率,土壤含水量在7%时,10 g复合氮肥能提高山杏幼苗的蒸腾速率,土壤含水量在15﹪时,20 g保水剂、0.5 g聚天门冬氨酸、10 g复合氮肥混合配方能提高刺槐幼苗的蒸腾速率,土壤含水量在15%时,15 g保水剂、1.5g聚天门冬氨酸、5 g复合氮肥混合配方能提高毛白杨幼苗的蒸腾速率;当受到不同程度的土壤水分胁迫时,苗木幼苗蒸腾速率与叶水势之间的关系可以拟合为指数函数:T=ae-bψ;树种、保水剂、复合氮肥、土壤含水量对苗木蒸腾速率影响显著,土壤含水量在7%～9%时,加入15 g保水剂、1 g聚天门冬氨酸、10 g复合氮肥混合配方的山杏对土壤中有效水分的吸收最容易。

风沙区超大工作面开采对土壤及植物特性的影响

【目的】对毛乌素风沙区超大工作面开采当年和沉陷一年后的裂缝区和采空区的土壤理化性质和植物生长生理指标随时间的变化进行分析研究,为矿区生态的自我修复研究提供科学依据。【方法】通过样地调查和室内元素含量分析,并利用ANOVA方差分析和LSD最小显著差异法对数据进行统计分析。【结果】结果表明:开采当年裂缝区和采空区土壤含水率都与对照组存在显著差异,而沉陷一年只有裂缝区的含水率和对照组存在显著差异,土壤具有自我修复的能力,采空区的修复速度和修复能力都强于裂缝区;沉陷一年裂缝区、采空区和对照组的土壤pH值与开采当年比较无显著差异,开采当年和沉陷一年后土壤的全氮、速效磷、速效钾含量显著低于对照组,沉陷一年裂缝区、采空区的全氮、速效磷、速效钾元素含量较开采当年显著提高;受土壤环境影响最大的是乔木,其次是灌木,草本受环境影响最小,并且其恢复速度最快。【结论】植物在土壤水肥环境剧变后,促使植物对环境重新适应并对土壤环境进行修复,修复能力表现为:草本>灌木>乔木。

风沙区煤炭开采对土壤物理性质和结皮的影响

[目的]为了准确了解煤炭开采对脆弱生态环境造成的影响。[方法]通过样地调查和室内分析,对毛乌素风沙区超大工作面煤炭开采当年和3a后的土壤物理性质和结皮情况进行分析。[结果]开切点土壤物理性质受到采矿的影响强于开采面,开采面土壤的修复能力优于开切点,且采煤对土壤物理性质的影响3a后仍未消除;各采样点的土壤温度不仅与对照存在差异性(p<0.05),而且各土壤温度在空间和时间跨度上也存在差异性(p<0.05);20cm处的土壤容重、孔隙度和含水率与土壤温度均存在负相关,含水率与土壤温度存在显著负相关(p<0.05);结皮的厚度和覆盖度受到采煤的影响,结皮含水率和结皮持水能力在3a内均未恢复到采煤前。[结论]风沙区超大工作面采煤对土壤物理性质和结皮会造成破坏,且在无人为干扰的情况下土壤将进行自我修复,但3a的修复效果与对照组仍存在一定差异。

自制多功能土壤改良剂对土壤性状及核桃生长的影响

采用盆栽试验,通过测定不同土壤改良剂处理条件下土壤的物理性质以及苗木的生长和生理指标,探讨土壤改良剂对土壤性质及核桃生长的影响,并利用方差分析和因子分析法,评价3种自制多功能土壤改良剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和1种市场土壤改良剂对核桃苗木生长的作用效果。结果表明:施用土壤改良剂能提高土壤孔隙度和土壤持水能力,降低土壤密度,并能促进核桃苗木的生长,且自制多功能土壤改良剂的作用效果明显优于市场土壤改良剂;与对照和市场土壤改良剂相比,施用自制多功能土壤改良剂Ⅰ的苗木,新稍长度分别增长44.1%和36.3%,地径增长20.4%和11.6%,生物量增长32.3%和8.2%,光合速率提高35.6%和15.1%,蒸腾速率降低26.7%和15.6%——因此,自制多功能土壤改良剂Ⅰ为最优配方。

山西中部7种地衣的解剖结构及化学性质

对采自山西中部7种地衣标本,从形态学、解剖学及化学方面进行综合观察研究,利用薄层层析法(TCL)对地衣的化学成分进行检测,并根据观察及检测结果对地衣进行了聚类分析。结果表明:7种地衣的基本结构具有相似性,均为异层型地衣,由上皮层、藻层、髓层及下皮层构成,不同属种地衣的繁殖器官类型及附属结构有所差异;检测出含有化学成分4种;并通过聚类对其亲缘关系进行探讨。

聚丙稀酰胺高吸附树脂与重金属离子的相互作用

为探究高吸附树脂对重金属离子的吸附能力,用聚丙烯酰胺高吸附树脂对Cu(NO3)2、Pb(NO3)2标准溶液进行吸附,研究高吸附树脂与Cu2+、Pb2+的相互作用关系。结果表明:高吸附树脂吸水倍率随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著减小,两者之间存在显著幂函数关系。离子吸附量随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著增大,吸附平衡时Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为131.72、242.68 mg/g,高吸附树脂吸附过程符合Freundlich等温吸附方程。高吸附树脂对Cu2+、Pb2+的吸附量随时间增加而增大,吸附速率逐渐减小,吸附动力学可用准二级动力学方程描述。相同质量浓度下,高吸附树脂对Pb2+的吸附量和吸附速率均大于Cu2+。吸水凝胶在去离子水中和硝酸溶液中解吸很快,大约1 h后达到平衡,高吸附树脂在去离子水中解吸率不高,但在1 mol/L HNO3溶液中Cu2+、Pb2+解吸率均大于85%。高吸附树脂3次重复吸附后,Cu2+、Pb2+平衡吸附量分别为第1次吸附量的75.36%和78.12%,重复吸附性能良好。研究结果可为高吸附树脂应用于含有重金属的污水处理和土壤修复提供参考。

人工生物质结皮在黄土山区公路边坡应用的初探

【目的】探讨人工结皮在黄土山区公路边坡的应用效果。【方法】选用吕梁山区人为破坏过的公路边坡进行治理,设置5个试验组(T1自然边坡、T2结皮、T3结皮+肥料、T4结皮+种子、T5结皮+肥料+种子)。对每个试验组的土壤温湿度、土壤细沟侵蚀、植物生长状况(植物出苗株数、覆盖度、Shannon-weaver多样性指数、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数)和生物量进行观测。【结果】结果表明,人工结皮与自然边坡比较,春季结皮可以显著(P<0.05)提高土壤的温度和湿度,雨季结皮能够维持土壤的温度,正午结皮温度显著低于自然边坡的,全天结皮组的土壤湿度显著高于自然边坡,其中T5的土壤湿度最大;公路边坡受雨水的侵蚀程度存在:T5<T4<T3<T2<T1,推断可能是结皮材料的性质减少了坡面侵蚀沟的形成;人工结皮能够提高公路边坡土壤种子的发芽率和对土壤种子库的利用效率,结皮组的物种多样性、均匀度和地上鲜重生物量均高于自然边坡,T5、T4、T3和T2的地上鲜重生物量分别是T1的2.44、1.99、1.95和1.68倍。【结论】人工生物质结皮通过保水、保土和稳定土壤温湿度的作用,可以提高土壤种子库的利用效率,丰富坡面的生物多样性,提高坡面覆盖度,最终达到对黄土山区公路边坡稳固和绿化。

精细化学品的新型绿色合成工艺研究

在我国,由于传统化学工业的持续发展,很多化学工艺在使用时对资源的巨大浪费,这也是目前亟待解决的重要问题。与此同时,精细化学品的使用日益增多,对人们的身体和生活质量造成了极大的影响。因此,各相关单位也纷纷采取了“绿色”工艺,在精细化学品中实现了“节能、减排”目标。因此,在减少对环境的污染和损害的同时,改善有关化学品的生产,在促进绿色环境工作高效开展的同时,还能促进社会协调发展。

保水剂与木质素结皮相结合对沙化土地植被恢复的调控机理

[目的]阐明施用保水剂与木质素结皮结合的恢复措施对沙地植被的调控机制,为荒漠草原沙地植被恢复提供理论依据。[方法]在内蒙古自治区乌拉特荒漠草原设置试验样地。试验处理包括对照和恢复措施(保水剂与木质素结皮结合)两个处理。测定了植物地上生物量、盖度、土壤含水量、土壤团聚体比例、土壤入渗速率、稳渗速率、碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结果]①恢复措施显著提高了植物地上生物量和盖度;②恢复措施提高了水稳性大团聚体比例、入渗速率和稳渗速率,降低了微团聚体的比例,从而显著提高了土壤含水量;③恢复措施显著提高了土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结论]恢复措施提高了土壤含水量和养分含量,提高了沙地植被生产力,从而促进了沙地植被的恢复。

山西太岳山不同林分土壤有机碳储量研究

基于山西太岳山系灵空山景区侧柏林、油松林、辽东栎林、辽东栎和油松混交林4种林分调查,通过密集采样和样品分析研究不同林分土壤不同层次(0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-100cm)有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量及分布特征。结果如下:山西太岳山森林平均1m土层土壤的有机碳储量一般不超过30g·kg-1,调查的四种林分在16.2g·kg-1到29.6g·kg-1;所调查的四种林分的土壤有机碳储量、碳密度随着土层深度递减,其中油松林、侧柏林、辽东栎林30cm以上土壤中有机碳储量占到100cm土层中有机碳储量的85%以上,表层土壤碳储量贡献大;阔叶林碳储量高于针叶林,混交林碳储量高于纯林,辽东栎油松针阔混交林土壤有机碳含量是油松林土壤碳含量的2.4倍,辽东栎林土壤碳储量大约分别是侧柏林、油松林的1.4和1.9倍。因此为增加森林土壤固碳,建议使用混交林并减少人类活动对森林表土层的干扰和破坏。

不同改良措施提高沙地初级生产力的机制:土壤微环境

土壤微环境恢复是实现沙地和沙化草地恢复的基础。然而,改良措施如何作用于土壤微环境从而提高沙地初级生产力的机制并不清楚。本研究在内蒙古锡林郭勒半固定沙地开展改良措施修复试验,设置对照、立体措施(结皮+保水剂)和综合措施(撒种+结皮+保水剂)处理,测定土壤物理性状(土壤容重、团聚体、温度和水分)和植物生物量,研究不同改良措施对沙地土壤微环境的影响。结果表明:立体措施和综合措施均改善了土壤结构(土壤容重降低、水稳性大团聚体增加),降低了水分蒸发,提高了土壤入渗,从而提高了土壤含水量;两种改良措施均降低了夏季日均温,这有利于减少水分蒸发,立体措施提高了早春日均温,可能会促进植物的萌发,从而提高雪水的利用率;两种改良措施均降低了温度日变化,白天较低的温度有利于降低水分的蒸发;综合措施较立体措施增加了撒种处理,提高了植物生物量,反过来又改善了土壤微环境,改良效果更佳。本研究揭示了立体措施和综合改良措施改善沙地土壤微环境,从而提高初级生产力的机制,为沙地和退化草原改良提供了理论支持,同时也具有重要的实践意义。