滨海农田土壤入渗特性规律研究

采用室内环刀法和室外圆盘入渗仪测定了滨海农田土壤不同处理方式下的水分入渗过程,分析对比了不同处理土壤初始入渗率、稳定入渗率、土壤吸湿率、导水率和30min累积入渗量及其主要影响因素。结果表明,有机肥处理和覆膜处理的入渗速率高于施用化肥、不施肥和石膏的处理,以入渗起始时段尤为明显,各处理在30-40min左右均达到稳定入渗,但覆膜处理延长了达到稳定入渗的时间,而石膏处理在水分入渗过程中溶解出Ca2＋,置换出Na＋,堵塞土壤孔隙,影响水分入渗率;覆膜、有机肥和化肥处理改善了土壤孔隙状况,增加了土壤的30min累积入渗量,而石膏处理减少了土壤的入渗累积量;不同处理的初始入渗率、稳定入渗率、吸湿率、导水率和30min累积入渗量受滨海地区特殊的土壤结构特性和盐分类型作用而主导因素不同。

蚯蚓驱动的滨海盐碱农田土壤中多环芳烃生物降解的机制研究

滨海盐碱地是中国重要的耕地资源,而人类活动等加重了滨海盐碱地的多环芳烃(PAHs)污染。微生物降解是去除土壤PAHs污染的重要手段。外源微生物的低环境适应性限制了其实际应用,诱导强化土著微生物原位修复具有重要意义。以较难降解的三环芳烃-蒽为多环芳烃代表,湛江市轻度滨海盐碱土为污染研究对象,赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,设置4组处理(灭菌对照,SS;灭菌土壤加蚯蚓,SE;自然对照,OS;自然土壤加蚯蚓,OE)。比较不同时间段各处理土壤中蒽的降解效率、理化性质和培养结束时土壤微生物群落结构,明确蚯蚓对粤西地区滨海农田土壤蒽降解的强化效果、降解功能微生物种群和关键环境因子的贡献率。结果表明:蚯蚓能够影响滨海盐碱土壤中蒽的降解,并且加速其降解。在OS中蒽降解率为40.7%,而SS中蒽的降解率仅为17.7%。土壤中蒽的降解以生物降解为主(23.0%),而不是非生物降解(17.7%)。OE处理的降解效率最高为62.1%,SE处理的降解效率为50.4%。蚯蚓强化非生物降解和肠道菌群作用共同的效果(32.7%)高于蚯蚓强化土著微生物降解的效果(21.4%)。同时,蚯蚓影响了土壤中微生物的丰度,提高了假单胞菌科(Pseudomonadaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)和气单胞菌科(Aeromonadaceae)等降解微生物的丰度。相关性网络分析表明,蒽的残留浓度与伯克氏菌科、气单胞菌科、鞘脂单胞菌和黄杆菌(Flavobacteriaceae)为显著负相关,而与pH、有机质为显著正相关,说明蚯蚓能够通过影响pH、有机质和土壤中的微生物,加速滨海盐碱土壤中蒽的降解。

农田施用沼液的重金属污染评价及承载力估算——以江苏滨海稻麦轮作田为例

以江苏滨海稻麦轮作田为对象,研究沼液施用0, 3, 5a对土壤和作物籽粒重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)含量的影响,评价其污染风险并估算农田沼液承载力.结果表明:沼液施用3,5a后,土壤和作物籽粒中Cu、Zn、Pb、Cd均未超标,内梅罗指数与土壤和农产品综合质量指数显示农田重金属污染程度属于清洁.土壤Cu和Zn显著富集,沼液施用5a后,小麦季土壤Cu、Zn含量分别为22.59,63.08mg/kg,较未施用分别提高了19.52%和28.89%.水稻季土壤Cu、Zn含量分别为26.12,78.74mg/kg,较未施用分别提高了27.73%和31.80%.小麦和水稻籽粒Zn含量随沼液施用年限增加而增加(P <0.05),沼液施用5a分别达到25.07,30.98mg/kg,较未施用分别提高了23.50%和16.29%.小麦季和水稻季0～15cm土壤中Cu的累积速率分别为0.74,1.13mg/(kg·a),Zn的累积速率分别为2.83,3.80mg/(kg·a).基于土壤重金属累积速率,江苏滨海稻麦轮作田沼液安全施用年限为63a.

慈溪1000年时间序列农田土壤氮矿化和硝化的变化

长时间序列土壤关键氮(N)转化过程和相关微生物的变化规律仍不清楚。以慈溪市滨海围垦农田土壤为研究对象,利用室内培养法研究了11个不同利用年限土壤(0~1000a)N矿化速率、硝化强度和硝化细菌数量。结果表明,随着利用年限的增加,土壤电导率和pH下降,而有机质和全氮逐渐积累,土壤性质在利用前50a内变化幅度较快;土壤N矿化速率的大小表现为:220~1000a>0~50a>60~200a;硝化强度大体随着利用年限的延长而增强,而土壤硝化细菌数量表现为在0~20a增加后逐渐降低的趋势,其中,20~60a达到最高;皮尔森相关和聚类推进树(ABT)分析表明,土壤利用年限(45%)、电导率(12%)和有机质(11%)是影响硝化强度的主控因子,土壤中NH4+-N和有效磷含量分别是影响N矿化速率(86%)和硝化细菌数量(42%)的关键限制因子。因此,海陆界面土壤在持续农业利用过程中,硝化强度及硝化细菌丰度得到一定加强,但同时受到历史条件和当代环境因素的共同影响。