林地改为茶园对土壤净硝化速率及N_2O排放的影响

以我国江南茶区(安徽、浙江)和华南茶区(福建)典型茶园土壤及各自相邻的林地土壤为研究对象,在25oC和60%田间持水量条件下,通过28 d的室内培养试验,研究了林地改为茶园后对土壤净硝化速率及N_2O排放规律的影响。结果表明:安徽地区林地改种茶园显著抑制了净硝化速率;与安徽地区的林地和茶园土壤相比,浙江和福建地区林地和茶园土壤净硝化速率很低(N,<0.2 mg/(kg·d)),且林地改为茶园后对土壤净硝化速率没有显著影响。安徽地区植茶年限超过10 a的茶园土壤N_2O累积排放量均显著低于邻近的林地土壤,而植茶年限为10 a的茶园土壤与邻近的林地土壤差异不显著。浙江和福建茶园土壤N_2O累积排放量均高于各自对照的林地土壤。安徽地区土壤的N_2O累积排放量与p H呈显著的正相关关系,这表明林地改为茶园后,随着植茶年限的增加和氮肥的施用,p H降低抑制了净硝化速率,进而降低N_2O排放。

添加不同类型秸秆对土壤CO_(2)排放和化学性质的影响

秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素,进而调控着秸秆还田后的土壤CO_(2)排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆(MS)、马铃薯秸秆(PS)及其等比例混合秸秆(CS)3种秸秆类型,分别添加到3种种植模式[玉米单作(MM)、马铃薯单作(MP)和玉米马铃薯间作(I)]土壤中,进行105 d的室内恒温培养试验,以探究秸秆类型在不同环境中的CO_(2)排放及土壤化学性质变化。结果表明:土壤种植模式显著影响MS的CO_(2)累积排放量,而对CS、PS没有显著影响。与玉米和马铃薯单一秸秆的加权平均(WM)相比,秸秆混合分别增加了MM土壤中CO_(2)累积排放量和净累积排放量19.2%和19.9%。与培养前相比,MS在培养结束时增加了土壤pH和可溶性有机碳含量,但对速效磷和速效钾的影响较小,且显著低于PS和CS。当同一秸秆添加到不同作物种植模式土壤中,MP土壤的速效磷、速效钾和铵态氮含量的增幅(相对于培养前)均高于I和MM。研究表明,秸秆在土壤中的腐解与碳排放首先受碳氮比调控,而土壤种植模式的作用较小,同时这些因素均对腐解过程土壤化学性质产生显著影响。

外源盐对盐碱土壤CO2吸收的影响

为探明盐碱土壤CO2吸收机理及影响因素,通过室内实验,利用外源盐调节土壤电导率(electrical conductivity,EC),探究盐碱土壤CO2吸收速率的变化趋势、累积吸收量和土壤EC之间的关系。结果表明:培养期间,土壤样品在36 h出现吸收现象,且EC值高的土壤达到CO2吸收速率峰值时间短。回归分析显示,土壤CO2累积吸收量随EC增加而增加(R2=0.8637)。单因素方差分析发现,不同电导率土壤,CO2累积吸收量均具有显著差异(p<0.001)。土壤EC是影响盐碱土壤CO2吸收变化的重要因素,土壤EC值升高,增加盐碱土壤对CO2的吸收速率和土壤CO2累积吸收量。

外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放的影响

为研究外源葡萄糖输入量对土壤CO_(2)排放动态过程的影响及机理,以中亚热带常绿阔叶林土壤为研究对象,在培养温度为恒温20℃,土壤田间持水量60%的条件下,输入不同浓度的葡萄糖(碳含量分别为0、50、150、450μg·g^(-1),分别标记为CK、C_(1)、C_(2)、C_(3)处理)进行室内培养试验,测定不同浓度葡萄糖输入下不同时间的土壤CO_(2)排放。结果表明:C_(2)、C_(3)处理的土壤CO_(2)排放速率和土壤CO_(2)累积排放量均显著升高(P<0.05);C_(2)、C_(3)处理28 h后,土壤CO_(2)排放速率随培养时间的延长显著升高(P<0.01),土壤CO_(2)累积排放量随培养时间的延长显著升高(P<0.01);当培养时间超过65 h后,C_(1)处理的土壤CO_(2)排放速率随培养时间的延长有显著降低的趋势(P<0.01),C_(3)处理的土壤C/N、DOC变化量较CK显著增大(P<0.05),土壤CO_(2)排放速率与C/N、DOC含量呈显著正相关关系(P<0.05)。不同浓度葡萄糖输入对土壤CO_(2)排放的影响存在异质性,在中亚热带常绿阔叶林土壤中,根系分泌物葡萄糖的输入增加可能会改变土壤C、N含量,提高CO_(2)排放量,从而进一步加速土壤碳损失。

不同载体对亚硝化生物膜反应器启动及稳定运行的影响

通过比较反应器中亚硝化累积速率,研究了聚乙烯、纤维组合以及聚氨酯生物海绵3种载体亚硝化挂膜效率。结果表明,43 d序批式运行3种载体上NO_2^--N累积速率分别为0.29、0.28、0.30 kg/(m^3·d),聚氨酯生物海绵载体挂膜速率较快。将挂有生物膜的载体拿出,采用连续流方式运行,观察微生物富集情况,经过45 d运行,聚乙烯载体上亚硝化累积速率只有0.23 kg/(m^3·d),而纤维组合、聚氨酯生物海绵载体亚硝化能力都有所提升,分别为0.61、0.90kg/(m^3·d)。通过荧光原位杂交和扫描电镜都可以观察到3种载体表面有亚硝化细菌的富集,生物量大小顺序为聚氨酯生物海绵>组合纤维>聚乙烯。聚氨酯生物海绵是3种载体中最好的亚硝化挂膜材料。

重金属对水稻光合作用和同化物输配的影响

光合速率测定表明,0.025～1.0mmolL的Cu2+、Cd2+和Hg2+显著抑制水稻叶片的光合速率,且抑制程度随Cu2+、Cd2+和Hg2+浓度的增高而增强。示踪动力学分析表明,0.5mmolL的Cu2+、Cd2+和Hg2+抑制光合产物在叶内不同状态间的转化,影响叶中光合产物的输出,导致叶内小分子糖的累积,使叶片光合速率受糖浓度增高的反馈调节而下降。电泳分析表明,Cu2+、Cd2+和Hg2+抑制叶内淀粉酶同功酶的表达,并进而抑制光合同化物在叶内可输配态和暂贮态之间的转化。

重金属离子对亚硝化的影响研究

研究Mn^(2+)质量浓度对亚硝化的影响,确定在Mn^(2+)条件下实现亚硝化的运行参数。采用实际生活污水,pH控制在7.0~8.0,温度维持在28℃,DO质量浓度为1.0 mg/L。通过静态实验在不同Mn^(2+)质量浓度(5、10、15、20mg/L)条件下,研究NH_4^+-N的去除效果和NO_2^--N累积效果。Mn^(2+)质量浓度在5~10 mg/L时,NH_4^+-N去除率和NO_2^--N累积率稳定在80%以上。当Mn^(2+)质量浓度超过15 mg/L时,NH_4^+-N去除率只能维持在60%以上,NO_2^--N累积率最低时只有21.157%。低浓度的Mn^(2+)通过微生物所需微量元素形式促进亚硝化细菌的活性,但是高浓度的Mn^(2+)会发挥其重金属离子的毒性作用,抑制亚硝化细菌的活性。

GPS军码信号监测与参数估计方法

针对“导航战”背景下低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和长码周期全球定位系统(global positioning system,GPS)军码信号监测问题,提出采用“相关倍频累积+Duffing振子检测”对GPS军码接收信号的载频和功率进行联合估计。通过构建Duffing振子阵列,求取间歇混沌振子的间歇周期和最大输出振幅,得到GPS军码接收信号的载频和功率估计值。用获得的载频信息来解调GPS军码接收信号的四阶累积量2-D切片,通过对解调结果的归一化、最大峰值点搜索和最小二乘线性拟合处理,完成对GPS军码接收信号的码速率/副载频估计。仿真结果表明,在SNR为-32^-24dB的GPS军码接收信号范围内,所提方法能够较好地实现信号监测和参数估计,可有效引导干扰。

基于HYDRUS模型渠道渗漏模拟及影响因素分析

为探明影响有压入渗渠道渗漏的主要因素,采用恒水位静水试验的方法开展渠道渗漏试验,试验设置8个入渗水头,探究不同水深情况下渠道的累积入渗量及入渗速率的变化规律,并选用HYDRUS-2D软件进行模拟分析。结果表明:实测值与模拟值的变化规律基本吻合,入渗速率的RMSE值为0.003 6~0.376 3 cm/h,累积入渗量的RMSE值为0.001 7~0.300 9 m^3,R^2的值均达到0.9以上,说明选定的土壤水分运动方程合理,选取的相关参数值合适,用于渠道渗漏评价是可行的。采用HYDRUS-2D模型野外拓展试验对渠道水深、底宽及边坡系数进行影响分析,渠道水深的变化对入渗速率的影响较大,而渠道底宽、边坡系数的变化对入渗速率的影响较小。渠道水深、底宽及边坡系数对累积入渗量的影响均呈现极显著相关(P<0.01),对累积入渗量的影响程度大小为渠道水深>渠道底宽>边坡系数。其中渠道底宽和边坡系数的交互作用对累积入渗量的影响并不显著(P>0.05),渠道水深和边坡系数的交互作用对累积入渗量的影响呈极显著相关(P<0.01),渠道水深和底宽的交互作用对累积入渗量的影响同样呈极显著相关(P<0.01)。研究结果为探明渠道水分入渗规律、改进渠道防渗技术及开发新的的渠道渗漏损失计算方法等提供参考。

两种高产小麦旗叶自然衰老过程中生理特性的比较

以新品种高产小麦—宁麦8号和宁麦9号为试验材料,研究在自然条件下旗叶全展后各种生理特性变化规律。结果表明,在旗叶全展后,宁麦8号与9号的叶绿素含量总体呈下降趋势,净光合速率两者都在14d后开始迅速下降。2种小麦SOD活力自全展21d内呈上升趋势,之后下降;POD活性总体上呈上升趋势,中期略有下降,且2种酶的变化速度8号都比9号要快。由于SOD、POD活性变化的不均衡,导致O2-在体内迅速积累,使得膜脂过氧化程度加深,MDA含量不断升高,叶片迅速进入衰老。宁麦8号叶片中O2-的累积速度高于9号,这与其叶片比9号早衰相一致。在小麦旗叶衰老过程中,POD可能比SOD起着更重要的作用。

SBBR系统短程硝化处理低碳城市污水研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR),应用短程硝化技术处理南方地区的低碳城市污水。在进水TN为25.6～32.1 mg/L、COD为50～100 mg/L、pH值为7.1～7.6、温度为24～29℃的条件下,进行曝气量对氨氧化速率及短程硝化效果的影响研究,同时考察了SBBR反应器的生物膜特性。结果表明:在曝气量为100～200 L/h范围内,氨氧化速率随着曝气量的增加而增大;在曝气量为100～120 L/h条件下能够实现NO2--N的稳定积累和高效短程硝化,且有较明显的同步硝化反硝化(SND)过程,对TN的去除率在48.1%～60.1%之间。同时,由于生物膜复杂的食物链结构,还实现了系统的污泥减量。