基于随机森林模型与SHAP算法的渝东北烟区土壤交换酸含量影响因素分析研究

【背景和目的】土壤交换酸含量在农业生产中对于指导施肥和调节土壤pH具有重要作用,研究环境因子(气候、地形、成土母岩)和种植年限对土壤交换酸(Exchangeable Acidity, EA)含量的影响。【方法】以重庆市东北烟区为研究区,对该区中483个采样点的土壤交换酸数据进行统计分析,构建随机森林(Random Forest, RF)模型并结合Shapley Additive exPlanations(SHAP)算法,探讨影响土壤交换酸含量的主控因素。【结果】(1)研究区土壤交换酸含量在1.56~27.50 cmol/kg之间,与降水、日照时数、坡向、种植年限呈极显著负相关性。二叠系石灰岩发育的土壤交换酸含量显著高于三叠系石灰岩发育的土壤。(2)RF模型可解释土壤交换酸含量空间变异的64%,影响因子对土壤交换酸含量的重要性为气候>成土母岩>种植年限>地形。(3)SHAP算法揭示了土壤交换酸含量在不同气候条件下存在明显的阈值效应。当年均降水量、日照时数和均温分别超过1250 mm、1290 h和12℃时,会导致土壤交换酸含量的减少,反之则会促使其增加。【结论】气候是影响土壤交换酸含量变异最重要的环境因素,其中降水和日照时数是最重要的气候因子,研究结果可为烟田土壤酸化管理调控提供参考。

鸟嘌呤核苷酸交换因子1与厚体1在胃癌发生发展及转移过程中的作用研究

目的检测鸟嘌呤核苷酸交换因子1(Vav1)、厚体1(Dkk1)在胃癌及癌旁组织中的表达水平,探讨Vav1和Dkk1在胃癌发生发展及转移过程中的作用及临床价值。方法选取2020年6月至2022年6月于内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院外科行胃癌根治术且经过病理确诊的57例胃癌患者作为研究对象,收集患者胃癌组织、癌旁组织(癌组织边缘5 cm)各57份。应用免疫组化法检测Vav1和Dkk1在胃癌及癌旁组织中的表达,分析胃癌中Vav1与Dkk1阳性表达率的相关性,不同临床病理特征与Vav1和Dkk1表达情况的关系,ROC曲线分析Vav1和Dkk1在胃癌中的诊断价值。结果胃癌组织中Vav1和Dkk1的阳性表达均高于癌旁组织,差异有统计学意义(P<0.05)。Vav1和Dkk1在癌旁组织很少表达,Vav1和Dkk1在胃癌组织中表达于细胞质,镜下可见胞质中散在黄色或黄褐色染色的颗粒。Vav1阳性与阴性患者肿瘤分期、淋巴结转移、肿瘤直径比较差异有统计学意义(P<0.05),性别、年龄、肿瘤部位、分化程度比较差异无统计学意义。Dkk1阳性与阴性患者分化程度、肿瘤分期、淋巴结转移和肿瘤直径比较差异有统计学意义(P<0.05),性别、年龄、肿瘤部位比较差异无统计学意义。胃癌中Vav1与Dkk1阳性表达率呈正相关(r>0,P<0.05)。Vav1和Dkk1的AUC分别为0.952和0.857,对胃癌的诊断效能均较理想。结论Vav1、Dkk1在胃癌中的表达呈正相关。Vav1和Dkk1在胃癌发生发展及转移过程中起重要作用,Vav1、Dkk1特异性靶向药物有望为胃癌有效治疗提供新思路。

土壤交换性酸测定方法优化的研究

土壤永久负电荷引起的酸度通过淋洗与K+交换进入溶液,因此,淋洗时间和淋洗效率对土壤中交换性酸准确测定至关重要。本项目拟在林业分析方法的基础上改进,将过滤淋洗改进为抽滤淋洗,降低土壤黏性对测试过程的影响,达到控制淋洗速率的目的,提高工作效率,为第三次全国土壤普查和农用地合理开发利用提供科学依据。

不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

【目的】成土母质和植被类型是影响土壤酸化的2个主要因素,研究不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面变化及其酸化特征,为防治土壤酸化提供依据。【方法】选取3种植被类型(马尾松林、湿地松林、阔叶林)下4种母质(第四纪红土、红砂岩、板页岩和花岗岩)发育的红壤,通过测定不同层次(0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm)土壤的pH及交换性酸,以及通过比较表层土壤(0—40 cm)与深层土壤(60—100 cm)pH的差异来表征红壤是否酸化及酸化程度大小。【结果】4种母质发育的剖面红壤均呈酸性或强酸性。在0—40 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为:花岗岩>红砂岩>第四纪红土>板页岩,3种植被类型下红壤pH大小顺序为:马尾松林>湿地松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,红砂岩、板页岩和花岗岩红壤pH呈减小趋势,交换性酸含量呈增加趋势,而第四纪红土红壤pH和交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;在40—100 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为:花岗岩>第四纪红土>红砂岩>板页岩,3种植被类型下红壤pH的大小顺序为:湿地松林>马尾松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,第四纪红土、红砂岩和花岗岩红壤pH呈增加趋势,交换性酸含量呈减小趋势,而板页岩红壤pH和交换性酸含量变化不明显;通过比较表层土壤与深层土壤pH可得出:4种母质红壤的酸化程度大小顺序为:第四纪红土>红砂岩>花岗岩>板页岩;3种植被类型酸化效果的大小顺序为:湿地松林>阔叶林>马尾松林。【结论】3种植被类型下4种母质发育的红壤,剖面土壤pH和交换性酸的变异主要发生在0—40 cm土层,而40—100 cm土层pH和交换性酸的变化较小。在3种植被类型下,0—40 cm土层以第四纪红土红壤酸化最为严重,其次为红砂岩红壤和花岗岩红壤,再次为板页岩红壤;湿地松林的酸化效果最强,其次为阔叶林,以马尾松林的酸化效果最弱。

秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响

为合理运用秸秆材料改良热带地区砖红壤,采用室内培养试验研究了玉米秸秆及其制备的生物质炭对海南花岗岩母质发育的砖红壤的酸度和交换性能的影响。试验设单施生物质炭(B)、生物质炭和秸秆混合施用(BCS)、单施秸秆(CS)及对照(CK)共4个处理。结果表明,添加生物质炭和秸秆显著提高土壤p H、CEC、交换性盐基总量和盐基饱和度。秸秆和生物质炭可降低土壤交换性酸,尤其是交换性酸中交换性铝含量更是显著降低,表明生物碳和秸秆施用能够有效降低砖红壤酸度,提高交换性能。不同处理改良效果的大小顺序为CS>BCS>B。

施氮对紫色土交换性酸及盐基饱和度的影响

通过土柱淋溶模拟试验研究不同氮肥种类及施用水平对紫色土交换性酸(EA)和盐基饱和度(BS)的影响。结果表明:(1)经施氮淋溶后紫色土pH下降,且与施氮量成反比,同一施氮水平下,土壤pH下降表现为硫铵>硝铵>尿素。(2)施用不同种类氮肥,土壤交换性H+和交换性Al 3+的含量不同,同一施氮水平下,表现为硫铵>硝铵>尿素,且与施氮量呈正相关。(3)土壤中交换性H+和交换性Al 3+均随着交换酸总量的增加而增加。在施用尿素和硝铵时,土壤交换性酸主要由交换性Al 3+决定;而施用硫铵时,则由交换性H+和交换性Al 3+共同决定。(4)施氮后土壤交换性盐基总量较原土降低,其含量表现为Ca2+>Mg2+>K+>Na+;盐基饱和度亦下降,且与施氮量呈负相关,在同一施氮水平上,不同氮肥表现为尿素<硝铵<硫铵。(5)紫色土pH随交换性酸(EA)的升高而降低,随交换性盐基(EB)总量的增加而升高,其中EA对pH的变化起主导作用。

南方茶园土壤酸化特征及交换性酸在水稳性团聚体中的分布

通过采集浙江省杭州西湖龙井茶园土壤,研究茶园土壤剖面的酸度特征、养分变化以及交换性酸在水稳性团聚体中的分布特征,以了解南方茶园土壤的酸化过程。结果表明:茶园表层土壤(0-20cm)酸化严重,最低的pHH2O值达到4.0,并且有明显的深层化趋势;表土的有机质和速效磷含量较高,速效磷含量最高可达138.2mg/kg;表土团聚体分级表明茶园土壤有良好的团聚体结构,具有良好的水稳性;除了交换性H+在0.5～0.25mm和0.25～0.106mm水稳性团聚体之间没有明显差别外,交换性酸总量、交换性H+和交换性Al 3+含量均随着水稳性团聚体粒径的减小而降低;水稳性大团聚体中交换性Al 3+相对交换性H+占有明显的优势,而在0.106～0.05mm水稳性微团聚体中交换性H+占有明显的优势。交换性酸总量、交换性H+和交换性铝主要分布于>2mm和2～0.5mm水稳性团聚体中,同时在不同粒级团聚体中的分布随粒径的减小而降低。

华南红壤的交换性碱和交换性酸

本文提出了一个同时测定土壤的交换性酸和交换性碱的简易方法。将土壤的交换性酸和交换性碱区分为:Na-交换性酸、Ba-交换性酸和SO_4-交换性碱、F-交换性碱。用推荐的方法,在野外对华南地区由不同母质发育的砖红壤、赤红壤、红壤等10个剖面进行了测定。结果表明,红壤类土壤含有相当量的交换性碱,但其数量比交换性酸少。酸性母质发育的土壤的交换性酸和交换性碱量大于由基性岩发育的土壤者。红壤的交换性酸和碱的量随电性盐浓度的增高而增大,浓度大于0.1N后,数量基本不变。

不同土地利用方式和种植年限对土壤交换性酸的影响

为了解热带地区土壤肥力及防止土壤酸化,以海南屯昌县为例,对不同土地利用方式(次生林、橡胶林、甘蔗地和水稻田)和种植年限(甘蔗35年、45年和55年;橡胶15年、25年和35年)的土壤交换性酸进行了测定与分析,结果表明:不同利用方式对土壤交换性铝含量的影响显著,其含量大小为次生林地>橡胶林地>甘蔗地>水稻田,对土壤交换性氢含量的影响不显著;不同种植年限甘蔗地土壤交换性氢含量大小为35年>45年>55年,交换性铝的含量呈无规律性变化;不同种植年限对橡胶林土壤交换性铝含量的影响显著,其含量大小为15年>25年>35年,对交换性氢含量的影响不显著。

几种土壤交换性酸测定方法的效果比较

为真实地反映酸性土壤交换性酸含量水平,探讨了KCl淋溶法、BaCl_2淋溶法、NaAc淋溶法、KCl-三乙醇胺(Triethanolamine,TEA)提取法和BaCl_2-TEA提取法对紫色土、黄壤、红壤和砖红壤4种土壤的交换性酸测定效果。结果表明:5种方法测得的土壤交换性酸大小关系为:BaCl_2-TEA提取法>KCl-TEA提取法>NaAc淋溶法>BaCl_2淋溶法>KCl淋溶法。BaCl_2淋溶法能较为真实地反映出土壤交换性酸水平,其次为KCl淋溶法。受土壤有机酸和铝氧化物的影响,NaAc淋溶法、KCl-TEA提取法和BaCl_2-TEA提取法测得的土壤交换性酸含量偏高。但由于尚无标准方法对测定结果进行验证,因此,还需进一步对土壤交换性酸测定方法及其影响因素开展研究。

硬脂酸法制备超细K_2La_2Ti_3O_(10)及其酸交换性质研究

A new stearic acid method(SAM) has been used to prepare ultrafine K2La2Ti3O10 nanocrystalline. Each state of synthesis process was followed by the use of FT IR analysis. The resulting materials have been characterized by means of XRD, TEM, BET surface area analysis. The acid exchanging property of the obtained product was also studied. The experimental results showed that comparing with the product of traditional solid state reaction, the particle size of the K2La2Ti3O10 synthesized by SAM is greatly reduced, BET surface area is high(more than 11.83m2· g- 1) and has different acid exchanging properties. It can be easily exfoliated in 2mol· L- 1 HNO3 solution.

离子交换-酸碱滴定组合法测定氯化铅溶度积常数的虚拟实验设计

离子交换-酸碱滴定组合法测定氯化铅溶度积常数实验涉及的理论知识是大学化学教学体系中非常重要的内容,因实验涉及剧毒的铅离子,目前大多数高校已不开设该实验。本研究采用虚拟实验模式来模拟现实的实验场景,建设了该实验的三维虚拟实验平台,从根本上解决了实验教学内容与环境生态保护间的矛盾。同时,虚拟实验中构造了氯化铅溶度积常数与温度T之间的插值函数,可模拟不同温度条件下的实验过程,对实验内容进行了拓展和补充,提高学生的学习兴趣,进一步提升教学效果。

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅰ.与中性盐(Na_2SO_4,NaClO_4和KClO_4)的关系

用自动控制ｐＨ的装置定量研究了两种红壤类土壤胶体在三种中性盐溶液中的交换性碱和交换性酸的变化。发现在Ｎａ_２ＳＯ_４溶液中在ｐＨ低时出现交换性碱，ｐＨ高时出现交换性酸。砖红壤胶体的交换性碱比红壤胶体的大，并且在ｐＨ５．６附近还出现不受Ｎａ_２ＳＯ_４浓度影响的交换中性点。ＮａＣｌＯ_４和ＫＣｌＯ_４溶液中，在测定ｐＨ范围内只出现交换性酸，红壤胶体的数量比砖红壤胶体的大。同一土壤胶体在ＫＣｌＯ_４中的数量比ＮａＣｌＯ_４中的多。二者都有一峰值，对于砖红壤胶体前者在ｐＨ４．３，后者在ｐＨ５．８。提出了测定ＳＯ４２－－交换性碱的方法。

一种质子交换铌酸锂波导与保偏尾纤对轴方法

提出了一种用宽谱光源及偏光干涉效应为质子交换铌酸锂波导与其保偏尾纤的对轴方法.将宽谱光源与待对轴的保偏光纤相熔接,当宽谱光通过保偏光纤和质子交换铌酸锂波导后,由于偏光干涉效应,相干函数上新增不同的次峰.利用各次峰的位置和幅值信息,可解算出质子交换铌酸锂波导与其保偏尾纤的对轴角度,将解算出的角度作为反馈控制信号即可实现在线对轴.

生物质炭和秸秆对海南砖红壤酸性及交换性能的影响

选取海南地区典型玄武岩母质发育的砖红壤,研究生物质炭和玉米秸秆对土壤p H、交换性酸以及交换性能的影响。试验共设4个处理:对照(CK)、生物质炭(B)、生物质炭和玉米秸秆联合(BCS)、玉米秸秆(CS)。结果表明,添加生物质材料后,土壤p H都有不同程度的提高,而土壤的交换性酸却都显著降低;同时,土壤的阳离子交换量(CEC)、交换性盐基总量和盐基饱和度均显著提高,不同生物质材料处理效果依次为CS>BCS>B>CK。

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅱ.与中性盐NaCl和Ba(NO_3)_2的关系

提出一个测定Cl- —交换性碱的方法。用自动控制pH的滴定装置定量地研究了一个砖红壤胶体和一个红壤胶体在NaCl和Ba(NO3) 2 溶液中的交换性酸的变化。结果发现 ,砖红壤和红壤胶体在两种盐溶液中 ,在测定pH范围内只出现交换性酸 ,红壤胶体的交换性酸量比砖红壤胶体的大。随着盐浓度的增高 ,交换性酸量的增幅由大变小 ,明确地出现一折点 ,NaCl在 30 0mmolkg- 1左右 ,Ba(NO3) 2 在 1 2 0mmolkg- 1左右。pH对交换性酸有显著影响 ,在Ba(NO3) 2 溶液中随pH升高而增大 ,在NaCl溶液中则出现一峰值。

聚锑酸离子交换剂的制备及分离锶和钇

以三氧化二锑为原料,双氧水为氧化剂,经氧化回流法制备聚锑酸无机离子交换剂。该聚锑酸离子交换剂对锶-钇混合溶液中的锶具有较好的选择性吸附能力。通过正交实验设计法对反应影响因素进行了优化,结果表明,在60℃时加入40 mL水和12 mL H2O2氧化10 g Sb2O3固体,反应120 min可制得对Sr2+和Y3+具有较高分离系数的聚锑酸离子交换剂。理化性能研究表明,产物是一种阳离子交换剂,对溶液中的Sr2+和Y3+的动态吸附分离具有较高的选择性。

海南岛五指山土壤指纹铝与交换性酸关系的研究

采用指纹电荷(chargefingerprint)法研究了海南岛五指山土壤指纹铝(指纹电荷法测定的CECt由Ca2+和Al3+两部分组成,其中Al3+被称为指纹铝)和交换性酸(用氯化钾交换-中和滴定法测定)之间的关系。结果表明:海南岛五指山土壤交换性酸主要由交换性铝构成,土壤交换性氢含量不高。在此项研究所设定的不同的土壤pH范围内(7.0、6.4、5.8、5.2、4.6、4.0),土壤中指纹铝随土壤pH的降低而增加且当pH≤5.2时,土壤指纹铝含量随土壤pH的降低迅速增加。当pH≤5.2时,交换性氢、交换性铝、交换性酸都与指纹铝含量呈极显著正相关;pH≥5.8时,交换性氢、交换性铝、交换性酸均与指纹铝含量不相关。因此认为,pH在5.2与5.8之间的某一pH值为土壤中交换性铝和指纹铝数量的突变点。同时可以将土壤交换性酸及其组成作为研究土壤中铝行为特征及预测土壤酸化对土壤电荷保持能力影响的一个重要指标。

植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响

为明晰土壤酸度与团聚体交换性酸对植茶年限的响应特征,采用野外实地调查和室内分析相结合的方法,以植茶16、23、31和53 a的土壤为研究对象,开展不同植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响.结果表明:(1)随着植茶年限的延长,土壤p H逐渐降低,交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均呈升高的趋势.各植茶年限土壤0～20 cm土层p H均低于>20～40cm土层,而交换性氢、交换性铝和交换性酸含量则表现出相反的变化趋势,且交换性氢含量在植茶23 a后的增幅可达21. 29%.(2)土壤交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均随团聚体粒径的减小而升高,各粒径团聚体交换性氢、交换性铝和交换性酸含量随植茶年限的延长而逐渐升高.(3)各植茶年限土壤团聚体交换性氢的分配比例均远低于交换性铝.随团聚体粒径的减小,各植茶年限交换性氢的分配比例均呈升高的趋势,而交换性铝的分配比例则呈降低趋势. 0～20 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例均以植茶53 a时较高,为17. 97%～19. 69%;>20～40 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例以植茶16 a时较高,为19. 51%～22. 77%,而各粒径团聚体交换性铝的分配比例则呈相反的趋势.研究显示,长期植茶会导致土壤酸化,随着植茶年限的延长,土壤p H逐渐降低,交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均升高,不同粒径团聚体对交换性酸的保持能力存在明显差异.

前列腺癌组织肝激酶B1,Rab鸟嘌呤核苷酸交换因子-5 mRNA表达水平与临床病理特征和预后的相关性研究

目的研究前列腺癌患者癌组织中肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)及Rab鸟嘌呤核苷酸交换因子-5(Rab guanine nucleotide exchage factor-5,Rab EX-5)mRNA表达及临床意义。方法应用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测92例前列腺癌组织和80例良性前列腺增生组织中LKB1及RabEX-5 mRNA的表达,比较LKB1,RabEX-5 mRNA表达组间差异及与临床病理特征的关系。Pearson线性相关分析LKB1与RabEX-5 mRNA表达的相关性。Kaplan-Meier生存分析LKB1,RabEX-5 mRNA表达与前列腺癌患者生存预后的关系。多因素COX回归分析影响前列腺癌患者生存预后的危险因素。结果与前列腺增生组织相比,前列腺癌组织中RabEX-5 mRNA表达明显升高(1.311±0.374 vs 0.457±0.083),差异有统计学意义(t=20.758,P=0.000),而LKB1 mRNA表达显著降低(0.373±0.052 vs 1.234±0.268),差异有统计学意义(t=30.181,P=0.000)。LKB1,RabEX-5 mRNA表达与Gleason评分、骨转移、TNM分期有关(t=2.419~9.965,均P<0.05),与年龄、前列腺特异抗原(PSA)水平无关(t=0.379~1.453,均P>0.05)。前列腺癌组织中LKB1与RabEX-5 mRNA的表达呈显著负相关(r=-0.402,P=0.000)。低LKB1表达组3年总体生存率低于高LKB1表达组(χ^(2)=55.605,P=0.000),高RabEX-5表达组3年总体生存率低于低RabEX-5表达组(χ^(2)=29.435,P=0.000)。多因素COX回归分析结果表明,Gleason评分≥7分(OR=2.671,P=0.018)、骨转移(OR=1.528,P=0.031)、TNM分期为Ⅲ期(OR=1.634,P=0.037),LKB1 mRNA低表达(OR=1.764,P=0.008)及RabEX-5 mRNA高表达(OR=2.587,P=0.000)是影响前列腺癌患者生存预后的危险因素(P<0.05)。结论前列腺癌组织中RabEX-5 mRNA表达升高,而LKB1 mRNA表达降低,二者共同参与前列腺癌的发生发展,有望成为评估前列腺癌患者预后的组织肿瘤标志物。