香蕉茎秆及其生物炭对珠江三角洲土壤团聚体特征的影响

为了探究施用香蕉茎秆(蕉秆)及其制备的生物炭对珠江三角洲农田土壤肥力的影响, 本文通过土壤 培养和盆栽试验, 研究了施用 0.5%、1.0%和 2.0%蕉秆和水稻秸秆(稻秆)及其生物炭后, 土壤中不同粒级水稳 性团聚体的组成, 并采用团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和平均重量比表面 积(MWSSA)等评价团聚体的稳定性。结果表明: 1)珠江三角洲农田土壤水稳定性团聚体以<0.25 mm 微团聚体为主, 占团聚体比例 29.80%~52.52%;1~0.5 mm 团聚体次之, 占 18.19%~20.08%。2)施用 1.0%、2.0%蕉秆和 2.0%稻秆显著增加>0.25 mm土壤团聚体总量, 并显著提高土壤团聚体水稳定性;与不施用有机物料对照相比, 团聚体 MWD 分别增加 45.60%、62.37%和 65.50%, GMD 分别增加 43.45%、55.34%和 60.66%, D 分别降低 2.23%、2.32%和 2.78%, MWSSA 分别降低 18.14%、20.09%和 23.01%。3)MWD、GMD 与> 5mm、5~2 mm 和 2~1 mm 团聚体所占比例呈极显著或显著正相关, 与<0.25 mm 微团聚体所占比例呈极显著负相关;D、MWSSA 与<0.25 mm 微团聚体所占比例呈极显著正相关, 与>5 mm、5~2 mm 和 2~1 mm 团聚体所占比例呈极显著或显 著负相关。4)综合主成分和差异显著性分析结果表明, 施用 2.0%和 1.0%蕉秆提高土壤团聚体稳定性效果佳, 均与施用 2.0%稻秆没有显著差异, 而施用蕉秆生物炭和稻秆生物炭短期内不能提高土壤团聚体 稳定性。研究结果可为蕉秆废弃物资源化利用、提高土壤肥力提供参考依据。

“SPEG生物迁移技术”在黑臭水塘治理中的应用

随着生态新农村建设不断加快,黑臭水塘治理问题日益严峻。本文通过工程案例探讨黑臭水塘的主要问题和解决方法;采用"SPEG生物迁移技术"达到消除黑臭水体、改善水质的效果;为黑臭水塘的治理和生态新农村建设提供借鉴。

土壤游离氧化铁高光谱特征与定量反演

【目的】建立基于可见−近红外光谱的土壤游离铁精确预测模型,简单、快速、经济地预测土壤游离铁,有助于研究土壤发生和分类。【方法】采集广西壮族自治区的铁铝土、富铁土、淋溶土和雏形土等82个旱地土壤剖面的B层土壤,进行室内土壤化学分析、光谱测定,分析不同光谱变换后的光谱反射率与土壤游离铁含量的相关性。基于特征波段利用偏最小二乘回归(PLSR)和逐步多元线性回归(SMLR)法建立土壤游离铁含量光谱预测模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对预测偏差(PRD)确定最优模型。【结果】土壤光谱曲线分别在457、800和900 nm波段附近有明显的游离铁吸收和反射峰特征;土壤游离铁含量与原始光谱反射率呈负相关;原始光谱经过微分变换后,游离铁含量与光谱反射率相关性显著提高;基于400~580和760~1300 nm特征波段和一阶微分光谱变换的SMLR模型预测精度最高,其验证集的R2和RPD分别为0.85和2.62,RMSE为8.41 g·kg−1。【结论】将可见近红外光谱技术应用于土壤游离铁含量高效快速地预测具有良好的可行性。广西旱地土壤光谱反射率与土壤游离铁含量具有高度的相关性,应用逐步多元线性回归方法可以很好地建立土壤游离铁含量反演模型。

广东省赤红壤区土壤团聚体有机碳和铁氧化物特征及稳定性

通过野外采样和室内分析相结合,以广东省赤红壤区花岗岩(G)、第四纪红土(Q)和砂页岩(S)母质发育的林地(FL)、水田(PF)和旱地(UL)土壤为研究对象,分析了土壤团聚体有机碳及其组分和不同形态铁氧化物含量,探究了其对土壤团聚体稳定性的影响及贡献。结果显示:(1)3种母质发育的3种利用方式土壤团聚体均以>0.25 mm为主,2~5 mm团聚体以花岗岩母质发育林地土壤最高(58.51%),0.25~2 mm团聚体以花岗岩(62.93%)和第四纪红土(59.21%)母质发育水田和旱地土壤最高;土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)以砂页岩母质发育林地土壤最高;(2)3种母质发育林地土壤团聚体有机碳及其组分主要分布在2~5 mm粒径中,水田和旱地土壤团聚体有机碳及其组分主要分布在<0.053 mm粒径中;3种母质发育林地土壤团聚体铁氧化物含量主要分布在<0.053,0.25~2 mm粒径中,水田和旱地土壤团聚体铁氧化物含量主要分布在<0.053 mm粒径中。(3)相关分析和主成分分析表明,MWD、GMD与团聚体HAC、HAC/FAC、Fe fr和Fe co呈显著相关(P<0.05);不同母质和利用方式以砂页岩母质发育的林地土壤团聚体胶结能力最好。研究表明,不同母质和利用方式土壤团聚体HAC、HAC/FAC、Fe fr和Fe co含量分布差异显著,进而影响了土壤团聚体分布和稳定性,同时砂页岩母质发育的林地土壤团聚体结构较稳定。

磁力搅拌法改进土壤阳离子交换量测定的研究

针对传统土壤阳离子交换量测定方法中的玻璃棒搅拌所存在的分析效率低的问题,开展了运用磁力搅拌替代玻璃棒搅拌的探索性研究。通过平行性实验、条件实验、实验室间对比和不同黏粒含量土壤的CEC测定结果检验,分析了磁力搅拌法的精准度、可操作性、稳定性和适用性。结果表明,磁力搅拌法测定土壤CEC的准确度、精密度均不低于甚至高于玻璃棒搅拌方法,土壤CEC测定值与土壤标准物质认定值吻合。当搅拌时间在1 min、搅拌速度850 r·min–1以上时,延长搅拌时间和提高搅拌速度对分析结果无影响。不同实验室间测定结果相关性好、没有显著性差异。相比传统的玻璃搅拌法,磁力搅拌法具有操作简单、高效,测定结果稳定性好、精准度高等优点,非常适用于大批量土壤CEC的测定。

珠江三角洲沉积物水稻土中管状结核特征研究

珠江三角洲沉积物水稻土形成发育过程中由于铁锰的迁移转化而在土体中形成了管状结核,了解结核的形貌和地球化学特征,有助于揭示成土环境条件变化和土壤发生演变规律。采集珠江三角洲沉积物水稻土不同发生层次土壤及管状结核,采用电镜扫描(SEM)、能谱分析(EDS)及化学分析方法研究了不同大小组分(以横切面直径筛分为<2 mm、2-4 mm、4-6mm、>6mm)的管状结核形貌特征、元素组成和分布特征。结果表明:研究区域管状结核表面颜色为亮黄棕色或黄棕色;结核横切面上总体形貌比较均一,未见环带状构造,且内部发现有硅藻残体存在;>6 mm与2-4 mm的结核横切面上元素分布规律相似,Fe的相对质量分数平均值(27.8%和42.3%)均远高于Si(14.4%和7.5%)、Al(8.0%和6.6%),且结核内边沿Fe相对质量分数高于外部;剖面Br2层和Bg层中结核均以Fe质量分数最高,其平均值分别为250.3 g·kg^(-1)、270.0g·kg^(-1),其次为Si(151.6 g·kg^(-1)、143.3 g·kg^(-1))和Al(69.7 g·kg^(-1)、62.7 g·kg^(-1)),而Mn质量分数仅分别为0.15 g·kg^(-1)和0.16g·kg^(-1);与土壤基质相比,Fe、P、Ni、Co、V和Pb等在结核中富集,铁的富集程度最大,而Mn未富集,因此该管状结核为铁质结核。

广西水耕人为土黏粒矿物组成及其空间分布特征

黏粒矿物影响着土壤理化性质,可指示成土因素特征和土壤发生发育过程/强度,也是中国土壤系统分类的基层单元土族矿物学类型划分的重要依据。本研究选择了广西不同纬度和成土母质的18个代表性水耕人为土的剖面,应用X射线衍射(XRD)方法分析了其典型水耕氧化还原层(Br层)的黏粒矿物组成及其空间分布特征,并确定了其中“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型。结果表明:①供试土壤的黏粒矿物主要包括高岭石、伊利石、三水铝石、1.42 nm过渡矿物、蒙脱石和蛭石等,依次分别出现在100%、88.9%、72.2%、61.1%、44.4%和38.9%的剖面中。②黏粒矿物组成在纬度空间分布上具有明显规律性特征。随着纬度降低,土壤黏粒中的高岭石增加,伊利石、蒙脱石、1.42 nm过渡矿物逐渐减少;纬度>23°N区域内,成土母质对黏粒矿物组成影响明显。③纬度23°N是黏粒矿物组成和土族矿物学类型分界线,<23°N区域,黏粒矿物均以高岭石为主,是“黏质”剖面的土族控制层段的主要矿物学类型;>23°N区域,黏粒矿物组成以高岭石、蒙脱石、伊利石或1.42 nm过渡矿物为主,因成土母质不同而异,“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型包括高岭石混合型、混合型和伊利石型。

不同有机物料施用对砖红壤团聚体组成和稳定性的影响

通过培养和盆栽试验,研究猪粪、鸡粪、甘蔗叶、稻秆、稻秆生物炭等不同有机物料及其混施对砖红壤团聚体组成特征的影响,并利用团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)等指标和主成分分析方法(PCA)评价了土壤团聚体的稳定性特征。结果表明:与对照相比,施用有机物料,使土壤>1mm机械稳定团聚体比例提高了2.3%~45.7%,单施鸡粪效果最显著;使>0.5 mm水稳性团聚体比例提高了3.0%~41.4%,鸡粪+稻秆生物炭混施效果最显著。单施鸡粪对团聚体机械稳定性提升效果最好,团聚体MWD和GMD分别提高了36.3%和28.3%;鸡粪与稻秆生物炭混施对团聚体水稳性提升效果最好,团聚体MWD和GMD分别提高了32.1%和27.7%。>2mm团聚体比例分别与机械稳定性和水稳性团聚体MWD、GMD呈极显著正相关,与团聚体D值呈显著负相关,表明>2 mm团聚体对提高砖红壤结构稳定性具有积极意义。综合主成分分析和差异显著性分析结果,可得出鸡粪与稻秆生物炭混施提高砖红壤团聚体稳定性效果最佳的结论。

广东罗浮山土壤颗粒分形维数分布特征

【目的】揭示广东罗浮山不同海拔高度土壤颗粒组成分形维数特征的分布规律。【方法】在广东罗浮山不同海拔高度的10个土壤采样点挖掘剖面,采集各发生层土壤,测定了土壤颗粒组成、有机碳(SOC)、全铁(Fe_(t))、游离铁(Fe_(d))、无定形铁(Fe_(o))、阳离子交换量(CEC)等理化性质,分析了土壤颗粒分形维数与海拔、土壤颗粒分布及化学性质之间的相关关系。【结果】随着土层深度的增加,土壤颗粒分形维数先增加后减小;随着海拔的升高,土壤黏粒含量、颗粒分形维数均呈减小趋势,且与海拔高度均呈极显著相关关系;随土壤质地的变细,分形维数平均值由2.7601上升到了2.8954,即分形维数随土壤质地的变细而增大;颗粒分形维数与砂粒呈极显著负相关关系,与黏粒呈极显著正相关关系;分形维数与SOC、Fe_(o)、Fe_(o)/Fe_(d)、CEC呈极显著或显著负相关关系,与Fe_(t)、Fe_(d)含量表现为极显著正相关关系;通径分析表明Fe_(t)、Fe_(o)/Fe_(d)是化学性质中影响颗粒分形维数的主要因素。【结论】土壤颗粒分形维数可以作为土壤质地的重要诊断指标,也可作为不同海拔高度土壤风化成土进程的参考表征指标。

猫儿山不同海拔土壤有机碳组分构成及含量特征

土壤有机碳(SOC)的组成和存在形态影响土壤碳库稳定性,揭示SOC组分构成及含量特征,对发挥土壤碳库功能具有重要意义。本研究以华南第一高峰-广西猫儿山为对象,采集不同海拔(460~2120 m)的土壤剖面发生层的土壤,分别测定基于化学组成、密度和粒径区分的胡敏酸碳(HAC)、富里酸碳(FAC)和胡敏素碳(HC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)含量,分析不同海拔SOC组分特征及其生态意义。结果表明:(1)土壤HAC、FAC、HC、LFOC、HFOC、POC、MOC含量分别为0.10~8.56 g kg^-1、0.33~25.62 g kg^-1、1.38~70.46 g kg^-1、0.01~41.94 g kg^-1、1.95~72.73 g kg^-1、0.41~21.37 g kg^-1、1.38~104.74 g kg^-1;(2)在海拔460~1400 m的常绿阔叶林植被下,土壤HC、HAC、FAC、POC、HFOC、MOC含量随海拔升高总体上呈增加趋势,而土壤LFOC含量随海拔升高总体上呈先增加后降低趋势;在海拔1400~1580 m的常绿落叶阔叶混交林植被下,土壤HAC、FAC含量随海拔升高保持平稳趋势,而HC、LFOC、POC、HFOC、MOC呈增加趋势;在海拔1580~2005 m的针阔混交林植被条件下,土壤HC、HAC、LFOC、POC、HFOC、MOC含量明显低于其相邻植被类型;在海拔2005~2120 m的山顶矮林和灌草丛植被下,HC、FAC、HAC、LFOC、HFOC、MOC含量均随海拔升高呈陡峭上升趋势,而POC呈略微的下降趋势;(3)HFOC/SOC和MOC/SOC均随土壤深度增加呈增大趋势,随海拔升高呈减小趋势,而LFOC/SOC和POC/SOC则与之相反;惰性态有机碳(MOC、HFOC)占SOC比例分别为63.44%~99.71%和68.41%~93.89%,是土壤有机碳的主要组成部分;(4)LFOC对海拔和土壤深度变化的平均敏感性指数均显著高于其他碳组分,能够敏感反映土壤碳库随海拔和土壤深度的变化。

珠江三角洲平原不同母质土壤磷形态分布及其有效性

选取珠江三角洲平原滨海沉积物、三角洲沉积物和河流冲积物发育的不同种植年限的农田,挖掘土壤剖面,采集不同深度土壤样品,采用Tiessen et al连续提取方法测定土壤不同形态磷含量,探讨成土母质对土壤磷形态分布及有效性的影响。结果表明:3种母质土壤磷形态均以无机磷为主,其中河流冲积物土壤无机磷最高(91.8%);无机磷以浓HC1提取态最高(21.9%~34.9%),有机磷以NaOH提取态最高(3.5%~7.9%)0随着种植年限的增加,3种母质土壤中稀HC1提取态无机磷、浓HC1提取态有机磷占全磷比例和磷活化系数均呈下降趋势,残留态P占全磷比例呈上升趋势;3种母质土壤中NaHCO“NaOH提取态磷占全磷比例和土壤磷活化系数在土壤表层较高,而稀HC1提取态无机磷和残留态P占全磷比例在土壤剖面底层较高。通径分析表明,NaHCO3提取态无机磷对土壤磷活化系数影响最大。不同母质土壤剖面磷形态具有分异规律,长期种植降低了土壤磷的有效性。