长期连续施用猪粪的旱地红壤肥力健康与花生产量研究

依托中国科学院鹰潭红壤生态实验站内一个连续施肥23 a的旱地红壤-花生作物体系长期定位试验点,重点研究长期施用猪粪对土壤酸度、有机质含量和主要养分等土壤肥力指标与健康的影响。采用由隶属度值制成的雷达图探讨旱地红壤肥力的制约因素,并采用土壤健康指数面积法定量评估土壤肥力健康指数水平,最后以连续施肥23 a后的花生产量验证土壤肥力健康指数的适用性。结果表明,连续23 a的施肥提升了花生地土壤肥力健康水平;与施用化肥相比,施用猪粪大幅降低了土壤可交换性酸度,同时提高了土壤pH值、有机质和氮磷养分含量,从而将整体土壤健康指数从0.70提高到1.20,施用猪粪处理组的花生植株总生物量与花生果粒产量分别是施用化肥组的2.84和2.28倍。因此,长期施用猪粪可有效改善旱地红壤酸度强、养分少等肥力限制条件,提高土壤肥力健康水平及作物产量。

互花米草入侵对黄河口湿地土壤碳氮磷及其生态化学计量特征的影响

互花米草入侵(Spartina alterniflora)严重威胁滨海湿地生态系统的生态平衡。为了探究不同入侵年限互花米草对土壤碳氮磷及其生态化学计量特征在不同土层间的差异,选择黄河口盐沼互花米草湿地为研究对象,采用空间替代时间的方法,采集不同入侵年限互花米草湿地(SA3,2016年入侵;SA8,2011年入侵;SA13,2006年入侵)及邻近未入侵的光滩(SA0)的0—100 cm土壤,测定其总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量,分析互花米草入侵对土壤碳氮磷生态化学计量比的影响。研究结果表明:(1)互花米草入侵显著提升了0—10 cm土壤TC和0—20 cm土壤TN含量,但对土壤TP含量影响很小;(2)SA3、SA8和SA13的0—10 cm土层TC含量分别比光滩高18.9%、27.6%和57.6%,TN含量分别比光滩高1.39、2.37和3.66倍;(3)互花米草入侵对土壤w_((C))/w_((N))的影响很小且没有明显规律,使浅层土壤的w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))增加,但降低了深层土壤的w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P)),在0—10 cm土层,土壤w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))由大到小排序均依次为SA13>SA8>SA3>SA0,而在0—100 cm土层,土壤w_((C))/w_((N))由大到小排序依次为SA0>SA8>SA13>SA3,w_((C))/w_((P))依次为SA13>SA8>SA0>SA3,w_((N))/w_((P))依次为SA13>SA0>SA3>SA8。在0—100 cm土壤中,pH、电导率、容重、含水量是影响碳氮磷含量的重要环境因子,w_((C))/w_((N))与土壤环境因子没有显著相关性,而w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))受环境因子影响显著。综上,互花米草入侵改变了黄河口盐沼湿地土壤碳、氮含量,进而影响土壤养分资源配比的平衡状态。

入侵植物互花米草的资源化利用研究进展

外来入侵种互花米草(Spartinaalterniflora)在我国的分布面积约为5.46万hm^2,每年地上干物质总量为7.5×10^5~1.15×10^6t,其防治与利用受到越来越多的关注,若能将二者结合起来同时进行,可望收获生态和经济双重收益。我国对互花米草利用的研究主要为对秸秆的直接利用,包括燃料化利用、饲料化利用、原料化利用,这些利用方式一般为低值化利用,另有研究涉及互花米草的药用价值和耐盐基因等高值化利用。在所有利用研究中,秸秆燃料化利用占比最大,为43%,秸秆肥料化利用和耐盐基因等其他利用形式的占比最小,合计约为8%。总体而言,过去对互花米草利用的研究集中于加工利用技术这一环节,缺少对互花米草收集技术和市场化推广的研究,未来应该重视互花米草利用产业链的每一个环节,加强研究机构与企业的合作,实现产学研同步配套发展。

烟台养马岛潮间带大型海藻分布特征及环境影响因素

2010年4月—2011年3月对烟台养马岛潮间带大型海藻进行了逐月调查.在养马岛潮间带共设置了A、B两个点,对大型海藻物种组成、生物量以及与环境变化的关系进行了研究.结果表明:调查区域共有大型海藻35种,其中红藻24种,占总数的68.6%;绿藻6种,占总数的17.1%;褐藻5种,占总数的14.3%.夏季优势种以褐藻和绿藻为主,秋、冬、春季优势种以红藻和褐藻为主,鼠尾藻在各季节中均为优势种.大型海藻生物量呈现夏季高、冬季低的特点,生物量最高值出现在6月,A、B采样点大型海藻生物量最小值分别出现在1月和11月,具有温带海域藻类变化特点.温度、营养盐和p H对大型海藻生物量有显著影响.

咸淡水交替滴灌对滨海盐渍土水盐动态和作物生长的影响

【目的】研究黄河三角洲地区不同咸淡水交替滴灌频率对土壤水盐分布状况和作物生长的影响。【方法】以毛叶苕子-玉米轮作为研究对象,开展两季作物咸、淡水交替滴灌田间试验。试验设置3个咸淡水交替滴灌频率,对应的咸(咸水矿化度4 g/L左右)、淡(淡水矿化度1 g/L左右)水灌溉频率比分别为1:3(T2处理)、1:1(T3处理)、3:1(T4处理),此外,设置仅灌淡水(T1处理)和仅灌咸水(T5处理)作为对照。通过测定作物生育期内的土壤EC值、作物生物量和产量,探究咸淡水交替滴灌频率对黄河三角洲地区土壤水盐运移和玉米产量影响。【结果】(1)在非雨季土壤水分动态主要受灌溉控制,随着咸水灌溉频率的增加,土壤盐分显著增加;雨季土壤水分动态主要受降水影响,各处理土壤盐分逐渐降低。整体来看,0~20cm土层周年盐分维持平衡;从毛叶苕子返青期到玉米成熟期,T1—T4处理20~60cm土层盐分均呈下降趋势,分别下降26.14%、11.61%、13.17%、6.43%,而T5处理则增加21.26%。(2)毛叶苕子鲜草产量和干物质产量随咸水灌溉频率的增加而降低,T2—T4处理与T1处理之间无显著差异,而T5处理的鲜草产量和干物质产量较T1处理分别显著降低15.54%和19.69%。(3)玉米产量随微咸水灌溉频率的增加呈先增加后降低的趋势,T2处理的籽粒产量显著高于T5处理,但与T1、T3、T4处理差异不显著。T3、T4、T5处理籽粒产量较T1处理分别降低了4.33%、4.58%、7.87%。【结论】咸、淡水交替滴灌频率比为3:1(T4处理)可减少淡水灌溉量,维持土壤周年盐分平衡,稳定苕子生物量和玉米产量,可作为黄河三角洲盐渍农田最佳咸淡水交替灌溉方案。

风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力

以碱溶酸析"法从新疆风化煤中提取的胡敏酸为研究对象,对其理化性质和表面形态进行表征,并通过吸附试验探究反应时间、溶液pH、镉离子(Cd^(2+))质量浓度对胡敏酸吸附Cd^(2+)的影响.结果表明:风化煤提取的胡敏酸碳元素质量分数高达58.68%,羧基的质量摩尔浓度为5.81mol/kg,等电点为2.7;该胡敏酸含Cd量为0.15mg/kg,符合国家土壤环境质量标准.胡敏酸对Cd^(2+)的吸附在8h内达到平衡,吸附量随Cd^(2+)质量浓度(0~100mg/L)和溶液pH升高而增加,到pH=6.0时最大,之后胡敏酸开始溶解导致吸附量降低.Langmuir方程比Freundlich方程能更好地拟合胡敏酸对Cd^(2+)的吸附等温线,显示出单分子层吸附的特点.在pH=5.0时,胡敏酸对Cd^(2+)的饱和吸附量达137.37mg/g,相当于用去了酸度系数(pKa)为3的羧基含量的71%.在pH=4.3、Cd^(2+)初始质量浓度为80mg/L的同等条件下,新疆风化煤提取的胡敏酸对Cd^(2+)的吸附量为86.97mg/g,高于国际腐殖质协会胡敏酸标样1R106H对Cd^(2+)的吸附量(73.49mg/g).风化煤来源广、储量大、价格低,以它为原料制备获得的胡敏酸产量高、吸附能力强、环境友好、施用安全,有望作为吸附剂用于含重金属废水处理,以及作为钝化剂和土壤调理剂用于重金属污染土壤的修复.