植物地下觅养性状对土壤富磷斑块塑性响应的研究进展

磷是影响植物生长的关键养分元素之一,地下细根觅养塑性是植物提高土壤磷吸收的重要方式。在自然环境条件下,土壤养分具有异质性或斑块状分布特点,特别是相对固定的养分(如磷)。植物如何调整地下觅养性状对养分斑块的塑性响应尚不清楚,特定细根性状预测地下觅养性状塑性响应更具有较大不确定性。本研究总结植物地下觅养塑性的影响因素,阐述细根(形态、构型、增殖、化学、生理)和菌根真菌性状对富磷斑块的塑性响应,从真菌侵染方式、根系形态结构、养分获取策略等方面分析地下觅养性状及其塑性响应在丛枝菌根和外生菌根树种间的差异。基于地下觅养的碳成本假设,指出细根形态塑性和生理塑性在许多情况下是资源竞争的结果。真菌菌丝的增殖塑性更能提高植物养分获取效率,但当根系和菌根真菌均存在于养分斑块时,根系增殖比真菌反应更敏感。本研究还探讨细根性状对地下觅养塑性的预测,指出细根直径是地下觅养性状变化的重要预测指标。围绕当前植物地下觅养塑性研究存在的不足,从地下觅养塑性框架、地下觅养机制、细根性状对植物养分获取塑性的预测、细根觅养塑性与防御塑性之间的关系等方面提出今后的研究方向,深入理解植物地下磷养分获取策略及其对环境变化的适应机制。

不同有机物料改善富磷菜田土壤微生物结构功能和蔬菜磷素吸收利用研究

【目的】碳是微生物代谢活动的优质养分和能量来源,对根际微生物的群落结构和生态功能具有重大影响。解析碳驱动微生物周转对作物吸收利用磷的影响,探索富磷土壤中磷素高效利用的绿色途径。【方法】蔬菜田间试验分别在山东东营(潮土)和淄博(褐土)进行,供试作物依次为番茄、西葫芦。设置不施肥对照(CK)、优化施肥(OPT)、优化施肥+腐植酸(OPT+HA)、优化施肥+蚯蚓粪(OPT+EC)、优化施肥+菌渣(OPT+MR) 5个处理。在拉秧期采集土样分析土壤碳、磷养分含量,碳、磷相关胞外酶活性以及土壤细菌群落特征。【结果】1)有机物料投入提高了番茄和西葫芦产量及磷吸收积累量。2)在OPT基础上,增施HA、EC和MR可显著提高土壤肥力和酶活性,以MR的提升效果最为显著。在东营,增施MR处理土壤微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量较OPT处理分别提高了17.46%和17.03%,土壤β-葡萄糖苷酶(β-GC)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别显著提高了19.75%和13.12%,土壤有效磷含量显著降低了28.50%;在临淄,增施MR土壤各类碳组分含量较OPT处理均有显著提高,增幅在16.19%~54.30%,土壤β-GC活性显著提高了24.55%。3)增施EC和MR显著提高了土壤细菌群落Chao1指数和Shannon指数;增施MR显著提高了土壤中突柄杆菌(Prosthecobacter)、堆囊菌属(Sorangium)相对丰度,增施HA显著提升了土壤中Vermiphilaceae、MWH_CFBk5、Pedobacter相对丰度;增施EC的土壤中富集了Fodinicola和Phaselicystis,改变了土壤微生物群落结构。【结论】在优化施肥基础上,增施有机物料,尤其是菌渣,可有效提高土壤可溶性有机碳比例,增加土壤β-葡萄糖苷酶活性,显著改善土壤微生物群落结构,提高有益菌群丰度,增强土壤磷的活化,进而提高了蔬菜对磷的吸收和利用,降低了土壤中有效磷含量。因此,在富磷土壤上,优化施肥配合增施菌渣是提高土壤微生物活性及蔬菜磷素吸收积累的可行措施。

不同调理剂施用对富磷土壤磷素吸收及其形态变化影响

针对集约化设施土壤中磷素过度累积,本文开展盆栽试验,探究不同类型土壤调理剂施用对糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化的影响。结果表明,生物质炭70%+明矾30%处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6 g/plant,显著高于对照处理19.57%。土壤总磷和水溶性磷含量在施用调理剂后与种植前相比均有不同程度的降低。在土壤无机磷组分变化方面,明矾100%与生物质炭100%处理均提高了缓效性磷源的含量,生物质炭70%+明矾30%处理显著提高了速效性磷源含量。生物质炭70%+明矾30%、生物质炭30%+腐植酸30%+明矾30%处理可以有效抑制土壤碱性磷酸酶的活性,同时抑制土壤有机磷素的矿化。综合来看,生物质炭70%+明矾30%处理在释放土壤潜在性磷源、提高土壤速效性磷源、促进作物磷素吸收、提高作物干物质量积累等方面的综合表现较好。

富磷污泥生物炭去除水中Pb(Ⅱ)的特性研究

以城市污水厂富磷剩余污泥为研究对象,考察高温热解制备生物炭吸附剂对水中Pb(Ⅱ)的去除效果.研究表明,随着热解温度升高,制备的生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力增强;在相同热解温度下,生污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力比消化污泥生物炭大.采用700℃热解1 h制备生污泥生物炭以研究对Pb(Ⅱ)吸附的影响因素,结果显示:吸附180 min达到吸附平衡;富磷污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的去除率随pH增加而升高;生物炭投加量增加,对Pb(Ⅱ)去除率上升,而单位吸附容量迅速减小.污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级反应动力学,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地拟合等温吸附线.在pH 5.0、吸附时间3 h、生物炭投加量20 g.L-1条件下,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量为34.5 mg.g-1,表明富磷污泥生物炭可以作为一种廉价的吸附剂.

洗涤剂富磷污染及其对策

介绍了国内湖海水域富磷污染的现状，指出含磷洗涤剂的使用是造成富磷污染的主要原因，提出了解决富磷污染的对策及适合中国国情的洗涤剂发展方向。

富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响

通过研究3种富磷添加剂与麦秆中碱金属的化学反应机制,分析磷对麦秆燃烧过程中碱金属迁移转化行为的影响。富磷添加剂包括:磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2·H2O)、磷酸三钙(Ca3(PO4)2)。利用电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma optical emission spectrometer ICP-OES)、X射线衍射(X-ray powder diffraction,XRD)以及扫描电子显微镜X射线能谱(scanning electron microscopy,energy dispersive X-ray SEM-EDX)等分析检测手段,对燃烧底灰中碱金属(K和Na)含量、产物物相、微观形貌及特征区域元素分布进行分析。在800℃进行麦秆与富磷添加剂的混烧实验。研究结果表明,适量富磷添加剂的添加对麦秆中碱金属具有捕集作用,抑制碱金属以气态形式析出,还可以抑制麦秆底灰发生烧结。富磷添加剂与麦秆中碱金属发生化学反应可生成高熔点K-Ca-P的化合物。NH4H2PO4和Ca(H2PO4)2·H2O与麦秆中碱金属反应主要生成CaK2P2O7;Ca3(PO4)2与麦秆中碱金属反应主要生成Ca10K(PO4)7、Ca10Na(PO4)7和Ca5(PO4)3Cl。碱金属磷酸盐的生成说明了富磷添加剂对麦秆燃烧过程中碱金属捕集作用的机制。

1kbar、800℃下REE在富磷过铝质熔体/流体相间分配的实验研究

利用"RQV-快速内冷淬火"(或称之为"外加热冷封式")高温高压实验装置,实验研究了1kbar、800℃条件下12个REE+Y在富磷过铝质熔体/含水流体相间的分配,并利用EMP、LA-ICPMS和ICP-MS分析技术分别测定了实验初始物、实验产物玻璃中主要化学组成以及熔体相和流体相中REE含量。实验结果表明,REE元素(La,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb和Lu)在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)在(0.1～19.9)×10-4范围,DfYluid/melt在(0.2～7.8)×10-4范围,指示REE和Y强烈趋向于在熔体中富集。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)与体系中P2O5含量变化呈近抛物线状分布,其最大值对应于残余熔体中w(P2O5)为1.44%处。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)随REE的原子序数增大而逐渐降低,构成右倾的平滑曲线,总体上显示出DLREE>DMREE>DHREE的趋势。Y与Ho在流体/熔体相间分配系数的比值(DY/DHo)约为1(0.91～1.28),不随体系中P2O5变化而变化的特征。上述特征表明熔体-流体作用不会导致Y-Ho及REE间的分异,因此,可推断熔体-流体作用过程不可能是过铝质岩浆体系中产生稀土"四重效应"机制。

不同磷处理下两种生态型粗齿冷水花的富磷特征及根系形态差异

采用水培试验,以矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花为材料,设置50,100,200,400和800 mg/L五个磷处理,探讨2种生态型粗齿冷水花对磷的富集能力以及根系形态的差异。结果表明,1)随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花生物量均呈先增高后降低的趋势,并在磷400 mg/L时最大;而不同供磷浓度下,均表现为矿山生态型生物量高于非矿山生态型。2)2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量随着供磷浓度的增加而增加,且矿山生态型高于非矿山生态型,其中叶片磷含量最高能达到22.85 g/kg。3)在一定范围的高磷水平下,矿山生态型粗齿冷水花的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均大于非矿山生态型,而平均直径差异不大。表明高磷条件下矿山生态型粗齿冷水花具有较好的富磷能力,而良好的根系形态是其富磷的重要特征。

滇池流域山地富磷区常见植物的水土保持功能比较

利用径流观测微小区,测定和对比滇池流域7种常见植物小铁仔(Myrsine africana)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、云南松(Pinus yunnanensis)、杜鹃(Rhododendron hemitrichotum)、桉树(Eucalyptus globulus)、马陆草(Eremochloa zeylanica)、马桑(Coriaria nepalensis)的根区土壤理化性质、径流量、土壤侵蚀量和养分流失量。研究结果表明:7种植物都可以有效改善土壤性质,减少水土与养分的流失量。其中,小铁仔、旱冬瓜土壤理化性质良好,渗透速率快,分别为10.50,13.60ml/min;而马桑相应的土壤理化性质较差,渗透速率慢,为0.08ml/min。小铁仔对径流量和土壤侵蚀量的削减率最高,相比裸地分别减少85.00%和98.14%,小铁仔对养分流失的削减率也最高;桉树对径流量的削减率最低,相比裸地减少28.34%,马桑对土壤侵蚀量的削减率最低,相比裸地减少69.73%。7种植物的土壤理化性质方差分析表明均存在显著性差异,其土壤改良效益大小排序依次为旱冬瓜>小铁仔>云南松>杜鹃>桉树>马陆草>马桑。建议植被恢复工程中营造针阔叶乔木和小灌木混交林。

江西雅山黄玉锂云母花岗岩中富磷锆石研究

雅山黄玉锂云母花岗岩是雅山复式岩体的最晚阶段岩体 ,具较高的磷含量 (WP2 O5 =0 .1 5%～ 0 .55% ) ,长石矿物是磷的主要赋存矿物 ,磷以PAlSi-2 替换方式进入长石结构中 ;锆石是雅山花岗岩重要的稀有元素副矿物之一 ,它除了高度富铪、铀外 ,与一般锆石相比 ,还表现出显著富磷的特征 ,P2 O5含量变化主要为WP2 O5 =0 .2 3 %～ 4 .96%。磷主要以 (Y ,HREE ,Fe) 3 + P5+ (Zr,Hf) 4+ -1Si4 + -1、Al3 + P5+ Si4 + -2 、P5+ Al3 + Si4 + -1Zr4 + -1等替换方式进入锆石晶格中。富磷锆石是岩浆高度演化的结果 ,可以看成是高磷花岗岩的一种特征矿物。

100MPa、850℃和800℃条件下锡在流体与富磷过铝质熔体相间分配的实验研究

利用江西宜春414岩体中的钠长石花岗岩作为实验初始物,制备含不同P2O5含量(0.27%～7.71%)的实验玻璃,本次实验研究了100MPa、850℃和800℃条件下Sn在流体与富磷过铝质熔体相间的分配。实验结果显示,Sn在流体与熔体相间的分配系数(DfSlnuid/melt)变化于2.10×10-4～1.36×10-3之间,指示Sn强烈趋向于在富磷过铝质熔体中富集。随体系中P2O5含量从0.27%增至1.91%,Sn在流体与熔体相间的分配系数逐渐增加,当体系中P2O5含量进一步增加时,Sn在两相间的分配系数呈降低的趋势。本次实验结果表明,P可能不是Sn以流体相形式进行搬运的主要络合剂。

硝酸盐对富磷剩余污泥厌氧消化的影响试验

以某采用A/O生物除磷工艺水质净化厂排出的富磷剩余污泥为研究对象,利用棕色消化瓶设计了4组厌氧消化试验,通过向其中投加NaNO3,考察硝酸盐对污泥消化过程的影响。结果表明,硝酸盐的存在导致VSS平均变化速率比空白样快28.09 mg/(L.d),并且对污泥消化过程中的产甲烷阶段有一定的抑制作用;当硝酸盐存在时,厌氧氨氧化作用的发生导致上清液中的N-NH4+变化速率减慢,硝酸盐对污泥消化过程中磷的释放有明显的抑制作用,当硝酸盐浓度高于60 mg/L时,抑制作用明显。

富磷中间合金对过共晶Al-24%Si合金的高效变质处理

研究了富磷中间合金(含22wt%P)对过共晶Al-24%Si合金的变质效果。结果表明:采用Si-P-Cu富磷中间合金对Al-24%Si合金进行变质时,其加入量为0.1%时即能达到理想的变质效果,使其初晶硅颗粒明显增多,平均颗粒尺寸下降到35!m左右;最佳变质温度为825℃左右;变质效果长效稳定,有着广阔的应用前景。

富磷熔体生长InP单晶的均匀性研究

采用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的磷化铟(InP)熔体,并利用液封直拉法(LEC)生长出了掺硫及掺铁单晶材料。分别用快速扫描光荧光谱技术(PL-Mapping)、扫描电镜和傅里叶红外光谱对富磷单晶样品进行了研究。结果表明,在富磷条件下拉制的InP单晶会出现孔洞,致使在孔洞周围及远离区域晶体结晶质量和晶格常数存在差异,并且孔洞的存在会造成杂质分布的不均匀性。由于孔洞附近区域具有较高浓度的缺陷,而缺陷对杂质的吸引作用致使孔洞附近区域杂质浓度较远离孔洞区域有所增加。

富磷剩余污泥厌氧贮存过程中的释磷规律与计量关系

以某采用A/O生物除磷工艺的水质净化厂排出的富磷剩余污泥为研究对象,利用18个棕色消化瓶考察了剩余污泥厌氧发酵过程中P-PO34-的释放规律;定期测试污泥中TCOD、SCOD、TSS、VSS、PHB等指标,讨论了上清液中P-PO43-浓度与各指标的变化计量关系.结果表明,发酵过程中P-PO34-释放随VSS、TCOD呈负相关关系,与SCOD、PHB以及N-NH4+呈正相关关系.计量关系表明,富磷污泥释放P-PO43-至上清液的同时,PHB指标的变化与活性污泥系统中的厌氧释磷过程有相似之处,认为剩余污泥厌氧释磷过程有活性污泥厌氧释磷的痕迹,但机理更为复杂.

贵州开阳陡山沱组超大型磷矿的富磷因素分析

开阳磷矿高品位[w(P2O5)>30%]磷矿资源达到16亿t,是世界上磷矿石最富的超大型磷矿床。通过岩相古地理、藻类微生物成矿作用和后期富磷作用研究,认为形成开阳陡山沱组高品位超大型磷矿的主要控制因素为:a.具有独特的古地理格架——长舌状海湾;b.菌藻类微生物的发育在高品位"壳粒磷块岩"形成中起重要作用;c.磷块岩形成过程中,存在多期暴露,由于风化淋漓作用使磷质再富集。

富磷熔体中生长的φ100 mm掺硫InP单晶研究

采用原位磷注入合成法在高压单晶炉内合成富磷的磷化铟 (In P)熔体 ,并利用液封直拉法 (LEC)生长出了 1 0 0 mm In P掺硫单晶材料。对富磷单晶分别用快速扫描光荧光谱技术、腐蚀金相法和扫描电镜进行了研究。结果表明在富磷量足够大的情况下 ,晶片上会出现孔洞 ,并对孔洞周围位错的形成原因及分布进行了分析。 1 0 0 mm In P单晶的平均位错密度也没有明显的增加 ,为今后生长更大尺寸的完整 In

富磷土壤栽种大白菜的平衡施肥技术研究

通过对富磷土壤栽种大白菜的平衡施肥技术的研究,结果表明:施磷对当季大白菜的产量及品质均没有影响;在氮、钾肥配施的基础上喷施锌和钙,提高了大白菜的产量及种植效益,在一定程度上提高了大白菜的内在品质,明显改善了大白菜的商品外观。

改良剂降低富磷蔬菜地土壤磷和氮流失的作用

为了解不同改良剂对土壤中磷和氮的稳定作用,进行田间试验研究在施用量为2.5t/hm2时氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂对蔬菜地地表径流中磷和氮浓度的影响。结果表明,改良剂施用可明显降低土壤有效磷和水溶性磷含量,轻微增加土壤中NH4+-N含量,但对土壤中NO3--N影响不大。施用改良剂可显著降低蔬菜地地表径流中总磷、溶解态磷、颗粒态磷和NH4+-N的浓度,增加水溶性有机氮浓度,但对水溶性总氮和NO3--N浓度影响不明显。与对照比较,施用氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂的地表径流中总磷浓度下降比例平均分别为13.68%,35.54%,38.72%,43.77%和45.02%,溶解态磷浓度下降比例平均分别为16.05%,32.42%,48.75%,55.38%和38.98%;NH4+-N浓度下降比例平均分别为24.21%,37.84%,11.31%,10.08%和55.56%。总体上,施用氯化钙和粉煤灰降低地表径流中磷浓度的效果好于其他改良剂。

围隔生态系富磷及油污染对叶绿素a变化的影响

根据 1 997年 1 0月和 1 998年 5月 2次围隔生态系实验中获得的叶绿素 a资料 ,分析了在富磷围隔实验中不同粒径叶绿素 a的变化及各自所占的百分比以及油污染对叶绿素 a变化的影响。实验结果表明 :在 P- meso中 ,1 0月份 Chl- a的含量每天以 1 0～ 1 6 μg/L的速度呈指数生长 ,最高达到 74.89μg/L;大于 2 0μm的大型浮游植物是浮游植物总生物量的主要贡献者。5月份 Chl- a含量在加磷后增长的速度每天为 3～ 8μg/L,较 1 0月份慢 ;2～ 2 0 μm和 GF/F～