生长素与钼配施对烤烟上部叶生理代谢及品质的影响

为探究生长素与钼配施对烤烟生理代谢及品质的影响,以‘云烟87’为材料,通过田间试验研究生长素和钼肥对烤烟光合作用、碳氮代谢、物理特性和化学成分的影响。结果表明,与对照相比,打顶后喷施生长素并追施钼肥不同程度地提高了叶片光合色素(叶绿素、类胡萝卜素)含量、气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)值和碳氮代谢酶(淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶)活性;提高了烤后烟叶的叶长、叶宽、单叶重、填充值和抗张力,烟叶钾、总糖、还原糖含量显著增加,总氮、烟碱含量显著降低。生长素和钼肥对烤烟光合色素总变异的贡献率分别为68.85%、13.23%,对气体交换参数总变异的贡献率分别为50.66%、42.63%,对碳氮代谢酶总变异的贡献率分别为40.74%、34.02%,对物理特性总变异的贡献率分别为46.72%、49.55%,对化学成分总变异的贡献率分别为54.94%、36.22%。总的来看,生长素为主要效应因子,喷施生长素20 mg·kg^(-1)并追施钼肥4 mg·株^(-1)的处理在促进生理代谢和提高烟叶品质方面效果最佳。以上研究结果为激素和微量元素在烤烟生产中的合理应用提供了理论基础。

钢渣/氮掺杂改性活性炭催化过硫酸盐降解罗丹明B

以提高钢渣资源化利用和深度降解有机污染物为研究目标,通过改变氨气煅烧温度制备了系列钢渣/氮掺杂改性活性炭复合材料,并用于催化过硫酸钠处理罗丹明B(RhB)废水。同时采用N2吸附/脱附、XRD、XPS等手段对复合材料的孔结构和表面性质进行了表征。结果表明:氮元素的引入可改善复合材料中活性金属与活性炭之间的相互作用,从而提高复合材料的催化活性。以最优复合材料60%GZ/AC-N800为研究对象,在反应温度为35℃、PS加量为2 g/L和宽pH(3~11)操作条件下,反应30 min后罗丹明B(100 mg/L)的去除率可达88.7%~92.2%。动力学分析发现,60%GZ/AC-N800复合材料催化PS降解RhB符合准二级动力学。自由基掩蔽实验发现,该降解过程是自由基途径(SO_(4)^(·-)和·OH)和非自由基途径(^(1)O_(2))共同参与反应的氧化过程。

不同水分条件下氨基酸添加对温带暗棕壤碳氮含量和甲烷排放的影响

【目的】解析土壤pH值与土壤氮以及CH_(4)排放速率与土壤碳氮含量间的相互关系,为明确碳氮转化及温室气体排放规律、优化温带森林暗棕壤的水分管理提供依据。【方法】以温带森林暗棕壤为研究对象,采用室内培养法,设置水分条件为土壤饱和持水量(WHC)的40%、60%、90%,通过向温带暗棕壤中添加两种不同性质的氨基酸,探讨其对土壤碳氮含量及CH_(4)排放的潜在影响,运用Pearson相关分析法分析土壤碳氮含量、pH值及CH_(4)排放速率间的相关性。【结果】(1)氨基酸处理显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量及CH_(4)排放速率。亮氨酸处理使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、45.10%,CH_(4)排放速率较CK升高3.20倍,甲硫氨基酸使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、72.71%,CH_(4)排放速率较CK升高7.00倍;(2)不同氨基酸对土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的影响存在差异。亮氨酸处理使土壤NO_(3)^(-)-N含量升高了8.41%,但其对于土壤硝化作用的影响可能存在滞后性,而甲硫氨基酸能够显著抑制土壤硝化作用,NO_(3)^(-)-N含量显著降低了37.90%;(3)土壤不同水分条件对土壤DOC、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量及CH_(4)排放速率均存在显著影响。90%WHC使DOC含量升高11.95%~19.91%,使NH_(4)^(+)-N升高19.83%~35.46%,使NO_(3)^(-)-N降低10.05%~23.79%,使CH_(4)排放速率升高至另外两种水分条件的1.48~2.06倍。60%WHC条件使NH_(4)^(+)-N升高13.05%,使NO_(3)^(-)-N含量升高24.62%。60%WHC可能是温带暗棕壤硝化作用的最适含水量,90%WHC条件有利于DOC积累,同时对NO_(3)^(-)-N的产生存在明显抑制作用;(4)土壤pH与N H4+-N含量呈极显著正相关,与NO_(3)^(-)-N含量呈正相关。CH_(4)排放速率与NO_(3)^(-)-N含量呈极显著负相关,与NH_(4)^(+)-N含量呈负相关,与DOC含量呈极显著正相关。【结论】不同性质氨基酸添加在温带森林暗棕壤碳氮含量及CH_(4)排放中发挥的作用不尽相同。一定范围内,土壤水分含量的升高有利于土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DOC的积累及CH_(4)的排放,但土壤高含水量条件对NO_(3)^(-)-N的产生具有抑制作用。因此,在研究温带森林暗棕壤碳含量、CH_(4)排放及氮转化机制时,建议关注不同氨基酸的差异性作用,同时考虑水分的变化。

河北省小麦生产体系中化肥投入的氮排放和碳足迹分析

分析河北省小麦生产的变化特征,并利用生命周期评价法(LCA)对化肥投入所产生氮排放和碳足迹进行定量分析,以期助力农业减排,为小麦产业绿色发展提供决策依据.结果表明:2003—2021年河北省小麦总产量逐年递增,播种面积基本稳定在2.3×10^(6)hm^(2)左右,单产增产显著;2010年之前播种面积增加对总产的贡献大,2011年后单产提升对总产贡献大;18年间小麦生产中纯氮肥和复混肥施用最多,分别占总量的39.4%和58.4%;氮肥偏生产力在19.3~26.4 kg/kg之间,呈上升走向;对环境产生的活性氮排放主要以NH3挥发为主,占总量的63.5%;2004—2021年化肥投入对环境所产生的总碳排放量下降34.5%,单位面积化肥投入所产生的碳排放下降28.2%;化肥生产碳排放>化肥施用碳排放;对化肥投入碳足迹影响的主要因素是纯氮肥用量.

苏铁蕨在广东的分布概况及其中药饮片溯源分析

为给苏铁蕨(Brainea insignis)资源的保护和可持续利用提供依据,采用样线法对广东省内的苏铁蕨种群进行较全面的野外调查,测定稳定碳和氮同位素比值及碳和氮含量,对其中药饮片进行初步溯源。结果表明,苏铁蕨在广东主要分布在北江以东的惠州市、河源市、梅州市和深圳市;在北江以西分布较少;苏铁蕨分布点纬度为22°36'~24°39'N,经度为112°35'~116°48'E,海拔高度为26~706 m。2批次中药饮片的初步溯源结果显示,这些中药饮片可能源自广东罗浮山省级自然保护区、广东惠东莲花山白盆珠省级自然保护区和广东和平黄石坳省级自然保护区。

掺氮碳量子点用于柳氮磺吡啶的快速检测

以微波法一步合成制备出荧光性能强、荧光量子产率为89.38%的掺氮碳量子点(N-CDs),并通过荧光猝灭法建立了快速准确测定柳氮磺吡啶(SSZ)的新方法。通过透射电子显微镜、傅里叶红外光谱对碳量子点进行表征,结果显示N-CDs的平均粒径为2.91 nm,主要由C、O、N元素组成,大量羰基、羟基和羧基存在于N-CDs表面。在最佳条件下,柳氮磺吡啶浓度在0.1~2μmol/L和3~200μmol/L范围内线性良好,检出限为0.2μmol/L。将所建方法用于柳氮磺吡啶肠溶片中柳氮磺吡啶含量的测定,回收率为97.3%~102%。

减氮配施生物炭对北疆小麦产量品质及固碳减排的影响

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、单施生物炭(B:20 t/hm^(2))、常规施氮+生物炭(N1B)、氮肥减量15%+生物炭(N2B)、氮肥减量30%+生物炭(N3B)7个处理,分析两季小麦(春小麦、冬小麦)种植期间不同处理下麦田土壤有机碳含量、土壤呼吸速率、小麦品质及产量变化。结果表明,与单施常规氮肥相比,施用生物炭后土壤总有机碳(soil total organic carbon,SOC)、活性有机碳(active organic carbon,AOC)、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)和小麦产量、籽粒水分及蛋白(干基)含量均呈提高趋势。综合表现以氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理最优,较氮肥常规单施(N1)相比,AOC、SOC均有显著提高,2 a产量分别显著提高22.12%、36.17%(P<0.05)。与常规施氮相比,氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理下,2022年冬小麦蛋白(干基)、面筋(湿基)、Zeleny沉降值均有提高,而2021年各处理间差异不显著(P>0.05)。同时,除单施生物炭(B)处理(2021年)和除单施生物炭(B)及减氮15%(N2)处理外(2022年),其他处理下土壤CO_(2)累积排放量较单施常规氮肥均有所升高。综上,氮肥减量15%(255 kg/hm^(2))配施20 t/hm^(2)生物炭时其农田土壤固碳减排效果及小麦产量品质综合表现较好,建议作为北疆灌区麦田氮肥优化配施生物炭的理想施肥方案。

反应性硬模板制备多孔氮掺杂碳的电化学性能

以葡萄糖(G)、尿素(U)、碱式碳酸盐和碳酸钾(PC)分别为碳前驱体、氮掺杂剂、反应性硬模板和活化剂,采用模板碳化-化学活化法合成了层级多孔氮掺杂碳材料。研究了各前驱体质量比、硬模板类型对其结构进而对其用作超级电容器电极性能的影响。结果表明:在800℃裂解温度下,G、U、碱式碳酸锌(BZC)和PC的质量比为2∶1∶2∶2时,制备的多孔氮掺杂碳(G/U-BZC-PC)呈现出珊瑚状、多级孔(微-介),具有大的比表面积(3000 m^(2)/g)、较高的石墨化程度以及低的电荷转移电阻;在1 A/g电流密度下,其扣式电池(6 mol/L KOH)的比电容为301.9 F/g,且具有较好的倍率性能,增大至10 A/g时,其电容保持率为89.4%;另外,在10000次充放电循环后,其电容保持率为98.1%。

黄铁矿基MFC-CW耦合系统反硝化动力学研究

研究比较了黄铁矿基双阳极MFC-CW在不同碳氮比(0和2.5)及初始硝酸盐浓度(7、14和28 mg/L)条件下上阳极和下阳极的反硝化速率,以及对不同阶段硝酸盐还原反应动力学的模拟,从动力学角度揭示系统自养-异养协同反硝化机理。结果显示:不同碳氮比下系统两阳极硝酸盐还原效果差异不大,而亚硝酸盐累积、硫酸盐生成的差别较大,两阳极处微生物群落组成相似,优势菌属的相对丰度受C/N、阳极位置影响较大;两阳极处的硝酸盐还原动力学均属于一级反应,且C/N=0时反硝化速率常数(0.0087、0.0045和0.0188/h)均小于C/N=2.5(0.0151、0.0071和0.0798/h;以上阳极为例);MFC-CW系统的反硝化动力学更符合Monod-CSTR模型,且在停留时间较长时取得更好的拟合效果,随着停留时间的增加,C/N=0时系统的反硝速率增加,C/N=2.5时系统的反硝化速率在一定范围内波动[0.6662—0.7744 g/(m^(2)·d)]。实验结果可为黄铁矿基MFC-CW的实际工程应用提供理论指导。

氮沉降对城市森林凋落物养分元素含量及其耦合性的影响

目前,氮沉降增加呈现全球化趋势,影响森林生态系统生物地球化学循环过程,已成为生态和环境研究的热点内容之一。为探讨氮沉降增加对城市森林凋落物养分含量的影响,进一步认识城市森林养分循环过程,为区域城市化进程的生态风险评估提供科学依据,本研究以安徽省合肥市蜀山国家森林公园凋落物为研究对象,在连续3年模拟氮沉降实验后(氮添加设置3种水平,分别为对照组:0 kg·hm^(–2)·a^(–1)、CK;低氮:50 kg·hm^(–2)·a^(–1)、LN;高氮:100 kg·hm^(–2)·a^(–1)、HN),研究氮沉降对城市森林凋落物(枝叶果碎)养分元素含量及其耦合性的影响。结果表明:(1)不同施氮水平下,凋落果内CK与HN中C元素含量,凋落叶中CK与LN、碎中LN与HN两组中N元素含量差异显著(P<0.05)。(2)凋落物不同组分间,N沉降显著影响Ca元素含量(P<0.05),对C元素含量无显著影响;凋落枝组分间K含量差异显著(P<0.05),凋落叶与其他各组间N含量差异显著(P<0.05),凋落果与其他各组间P含量差异显著(P<0.05);凋落叶与凋落果间Mg元素差异显著。(3)N沉降对各组分间的C/N、C/P、N/P等生态化学计量比无显著性影响,但对凋落叶、凋落果中C/N值有显著抑制作用(P<0.05)。(4)N沉降显著影响C、N间相关性及Ca、Mg间相关性,且均表现为LN显著增强相关性,HN显著抑制相关性;N沉降显著增强了P、K间的相关性,而显著降低了K与Ca、Mg的相关性。(5)N沉降对C/N与N/P、C/P与N/P间的耦合性有显著影响,且均表现为LN显著增强生态化学计量比间的耦合性,HN显著降低二者耦合性。研究结果为城市森林凋落物养分循环过程对N沉降的响应提供了理论依据。

不同施氮水平对黑钙土花生碳氮代谢相关酶活性、产量和品质的影响

为探讨黑钙土花生适宜施氮量,本研究以吉花25为试验材料,共设置6个氮肥水平,分别为施用纯氮0、112.5(传统施肥,N1)、90(减氮20%)、79.5(减氮30%)、159(增氮40%)、225 kg/hm^(2)(增氮100%),研究了氮肥对花生碳氮代谢相关酶的活性、产量和品质的影响。结果表明,施用氮肥会提高硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但过量施用氮肥会抑制NR、GS、GDH、SS和SPS活性。各施氮处理产量均高于对照,在传统施肥的基础上减氮施肥20%(施氮量90 kg/hm^(2))时,花生产量最高,与对照相比增产9.21%,相较于传统施肥增产1.57%,说明减氮20%即可既满足花生生长发育的氮肥需求,同时又能保证叶片中碳氮代谢相关酶的活性,增强了花生对氮素的吸收与利用的能力,并通过降低单株秕果数和单株单果数,提高单株双果数、百果重和百仁重,最终提高花生产量。

高寒草地退化对土壤碳氮磷及酶活性的影响

【目的】土壤碳氮磷元素是支撑高寒草地生态系统的关键,高寒草甸退化会改变土壤养分含量及分布规律,明确高寒草甸退化对土壤关键养分碳氮磷含量及其与酶活性之间相关性的影响可为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。【方法】以东祁连山围封草地(FG)为对照,对轻度(LD)、中度(MD)和重度(SD)退化高寒草甸土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量,以及土壤碳氮磷转化相关的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行研究。【结果】相比FG,退化基本导致高寒草甸土壤的有机碳含量升高,SD 0~10 cm土层有机碳含量最高,为82.1 g/kg;退化导致过氧化氢酶活性表现出下降的趋势,围封草地20~30 cm土层的过氧化氢酶活性最高,为23.35 mg/g,LD 10~20 cm土层的过氧化氢酶活性最低,为20.90 mg/g。退化导致土壤全氮含量降低,有效氮含量和脲酶活性显著升高,SD草地有效氮含量和脲酶活性均最高,分别为649 mg/k和3.47 mg/g,脲酶活性在FG和SD随土层加深而升高,但在MD和SD随土层加深而降低。4种类型草地全磷的变化范围为0.18~0.22 g/kg,退化对0~10 cm土层的全磷含量没有显著影响,而使0~10 cm土层,LD和MD的有效磷含量分别增加了152%和60%,而SD降低了32%,0~30 cm土层碱性磷酸酶活性升高,变化范围为0.52~0.62 mg/g。相关性分析表明,围封草地土壤有机碳与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而轻度和重度退化未表现出有相关性;围封草地土壤全氮、有效氮含量与脲酶活性均没有相关性,而轻度和中度退化高寒草甸的脲酶活性与土壤有效氮含量存在显著正相关性;围封草地的土壤全磷、有效磷含量与碱性磷酸酶活性均成呈显著正相关,而退化草地未表现出明显的相关性。【结论】高寒草甸退化后改变了其关键养分与其相关酶活性之间的相关性,重度退化高寒草甸恢复中应考虑土壤磷素的投入。

铁碳微电解填料对人工湿地反硝化作用的影响

为探究铁碳微电解原理对人工湿地系统中反硝化作用的影响,利用液相还原法制得活性炭表面负载零价铁(Fe~0)材料,以填料不同投加配比,搭建垂直流人工湿地模拟小试装置,分别有1号纯砾石、2号砾石+3%铁碳、3号砾石+8%铁碳,观察每日进出水水质情况。结果表明:投加初期,2号与3号装置对硝态氮的去除效果显著,几乎可实现全部转化;填料表面Fe元素会伴随水流有一定损耗,且投加量越大损耗越高;两装置分别在18d和21d后出水水质达到稳定状态,硝态氮浓度稳定在11mg/L和13mg/L,略低于空白装置。

人工修复边坡植被演替初期有机碳组分及土壤生态化学计量特征

[目的]研究人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比,揭示气候因子对人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比的影响,以期为后期人工修复边坡的养护提供指导和建议,确保人工修复边坡的正向演替。[方法]在湛江、梧州、宜昌、南阳、焦作、潍坊、加查采集了初期基材配制相同、植物配制相近,修复年限为2~4年的植被混凝土人工修复边坡土样,通过实验获得土样有机碳组分、碳、氮、磷的数据,采用冗余分析,开展气候因子对人工修复边坡演替初期土壤有机碳组分、碳氮磷含量及其化学计量比的影响研究。[结果]人工修复边坡演替初期F_(1)含量的变化范围为1.10~3.64 g/kg;F_(2)含量的变化范围为1.33~3.04 g/kg;F_(3)含量的变化范围为2.02~3.34 g/kg;F_(4)含量的变化范围为10.86~15.24 g/kg;TOC含量变化范围为15.52~24.71 g/kg;TN含量变化范围为0.61~0.93 g/kg;TP含量的变化范围为0.81~1.22 g/kg;C∶N变化范围为23.55~27.95;C∶P变化范围为17.26~23.09;N∶P的变化范围为0.72~0.98;C∶N∶P的变化范围为17.26∶0.75∶1~24.81∶0.95∶1。[结论]演替初期人工修复边坡碳磷表现为中等及以上,氮表现为缺乏;有机碳组分以惰性有机碳为主且有机碳稳定性较强。有机碳组分的主要影响因子为年平均温度、物种丰富度和年平均降水;土壤碳氮磷含量及其化学计量比主要影响因子为年平均温度、物种丰富度、pH和容重。

民勤荒漠区不同植物群落土壤微生物生物量碳氮及生态化学计量特征

以甘肃民勤连古城荒漠区5种典型植物群落为对象,测定了土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)及其影响因素,分析土壤MBC、MBN的空间变化特征。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤MBC的最大值出现在红砂群落(282.90 mg/kg),土壤MBN最大值出现在膜果麻黄群落(28.27 mg/kg)。(2)不同植物群落间,白刺群落的微生物量熵(qMB)最大,最小值出现在人工梭梭群落,5种植物群落间土壤qMB差异不显著。土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)的最大值出现在白刺群落,显著高于膜果麻黄群落和人工梭梭群落。(3)土壤MBC、MBN与生态化学计量之间存在相关关系。其中,土壤MBC与土壤全氮(TN)和有效磷(EP)呈显著正相关(P<0.05),与土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和含水率(WC)呈极显著正相关(P<0.01)。土壤MBN与土壤WC显著正相关(P<0.05),与土壤EP和速效钾(AK)呈极显著正相关(P<0.01),与土壤TN、NO_(3)^(-)-N呈正相关,且相关性达到极显著水平(P<0.001)。冗余分析进一步显示,NO_(3)^(-)-N和TN是影响土壤MBC、MBN的主要因子。综上所述,不同植物群落间土壤MBC、MBN不同,以红砂群落和膜果麻黄群落最为显著;土壤TN、EP、土壤NO_(3)^(-)-N和WC是影响土壤MBC的主要因子,土壤WC、土壤EP、AK、土壤TN和NO_(3)^(-)-N是影响土壤MBN的主要因子。

广东毛茶资源及其生理生态特征研究

为了解毛茶资源及其生理生态特征,采用样线法对广东67个自然保护地的毛茶资源进行了野外调查,测定了毛茶的净光合速率、蒸腾速率及环境因子的日变化、叶绿度、植物及生境的碳氮含量、稳定碳氮同位素组成。结果表明:在10个保护地的123个生境记录到280株毛茶,其中珠海担杆岛和二洲岛、斗门黄杨山和锅盖栋、台山上川岛为毛茶新增分布点,以深圳三洲田的62处148株为最多。毛茶植物体的碳、氮含量显著高于生境土壤和岩石;叶片δ^(13)C、δ^(15)N比率分别为-34.51‰和-0.94‰,显著低于或高于根、茎的相应值。正常绿色叶片叶绿度(SPAD值)为41.0,显著高于黄叶的17.6;测定日的净光合速率平均为5.55μmol·m^(-2)·s^(-1);蒸腾速率平均为0.59 mmol·m^(-2)·s^(-1);水分利用效率平均为9.13,显示毛茶在冬季气温和大气相对湿度相对较低的情况下,以较低的净光合速率、蒸腾速率但较高的水分利用效率维持正常的生理活动。

利用农业废弃物强化人工湿地处理污水处理厂尾水机理研究

为研究3种典型的农业废弃物(玉米芯、玉米秸秆和小麦秸秆)作为人工湿地外加碳源脱氮的可行性,利用三维荧光和高通量测序分析了植物碳源在人工湿地中促进废水脱氮的增强机制。结果表明:农业废弃物材料可以很好地释放有机碳,累计碳释放量为119.78~172.84 mg·g^(-1),同时分解释放的溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOMs)主要由腐植酸和黄腐酸组成。在添加农业废弃物的人工湿地中,TN去除效率提高了30.8%~41.2%,并且脱氮菌属Pseudomonas、Thauera等的相对丰度提高了16.38%~22.02%。添加玉米秸秆的人工湿地具有较好的脱氮效果。研究表明,利用农业废弃物作为人工湿地外部碳源处理污水处理厂尾水,可以显著降低尾水中TN,这也为农业废弃物的处理找到了一个新的出路。

人工草地土壤碳氮磷含量变化及化学计量特征研究

人工草地建植是治理三江源地区草地退化最有效的方法之一。本研究以三江源地区不同牧草播种的土壤为研究对象,通过分析土壤中关键养分元素的含量及其比例关系,揭示了土壤养分的可获得性碳、氮、磷元素循环和平衡机制。研究结果显示,人工草地土壤有机碳、全氮和全磷含量明显高于退化草地;混播人工草地对土壤养分改善效果优于单播人工草地;进一步的相关性分析表明,土壤C∶N比值受到碳素和氮素限制,土壤C∶P比值受到碳素限制,土壤N∶P比值受到碳素和氮素的限制。综上所述,碳和氮是该地区主要限制养分元素,因此可以适当添加碳氮养分来改善人工草地的土壤质量。研究结果对于三江源地区通过合理牧草混播方式改善土壤质量提供了重要参考依据。

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗“洋061”为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82μmol m^(-2)s^(-1)、30%遮荫(T1)光强856.31μmol m^(-2)s^(-1)、55%遮荫(T2)光强542.68μmol m^(-2)s^(-1)、70%遮荫(T3)光强382.08μmol m^(-2)s^(-1)、85%遮荫(T4)光强219.56μmol m^(-2)s^(-1),比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%—55%遮荫即光照强度为542.68—856.31μmol m^(-2)s^(-1)是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

兼具优良氮磷吸附性能和电化学性能的活性炭筛选及其构效关系解析

选取6种前驱体(煤、椰壳、核桃壳、桃壳、枣壳、杏壳)的商用活性炭,对其理化性质与其氮磷吸附性能和电化学性能之间进行构效关系解析。结果表明:活性炭对氨氮以单分子层物理吸附为主,对磷酸盐以多分子层化学吸附为主,对活性炭氨氮和磷酸盐吸附性能起主要作用的分别是其微孔结构和其表面羟基、羰基官能团;椰壳、核桃壳和桃壳活性炭具有较高的氨氮吸附容量;椰壳、煤质、核桃壳和桃壳活性炭具有较高的磷酸盐吸附容量。良好的介孔分布、高比表面积、羟基和羧基官能团会显著提高活性炭的电容属性,使其具有良好的电子和质子传输能力;良好的微孔分布会降低活性炭的材料电阻;活性炭明显的褶皱形态会使溶液中的电解质离子更容易渗透到电极表面。煤质和椰壳活性炭展现出典型的双层电容特性以及更为优良的电荷存储性能,而椰壳和核桃壳活性炭具有较低的材料电阻和较高的离子易渗透性。综上所述,椰壳活性炭兼具优良的氮磷吸附性能和电化学性能,是人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的理想填料。