• 2018年第50卷第5期文章目次
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    • >专论与综述
    • 干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望

      2018, 50(5):853-865. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.001 CSTR:

      摘要 (3527) HTML (0) PDF 1.54 M (4874) 评论 (0) 收藏

      摘要:团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等))至关重要。而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子,显著影响团聚体稳定性。本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程,总结了干湿交替条件下土壤团聚体粒径分布和水稳性的变化特征,着重阐述了干湿交替对团聚体稳定性的影响机制,以及影响干湿交替条件下团聚体稳定性的主要因素,并比较分析了近80年来土壤团聚体稳定性研究的主要方法。通过梳理发现,尽管目前报道了大量有关干湿交替对不同类型土壤团聚体稳定性的影响,但是相关研究多集中在单一的土壤系统中,鲜有从复合生态系统的角度探索干湿交替复合作用过程与多重影响机制。同时,由于不同研究所采用的方法差异较大,导致其结果往往可比性较差。由此,本文提出了该领域今后潜在的研究方向:①敏感脆弱区干湿交替下土壤团聚体形成和演变机制;②干湿交替对土壤团聚体中化学污染物迁移转化的影响;③新技术,如电子计算机断层扫描技术(computed tomography,CT))等在团聚体研究中的应用;④植物群落与土壤团聚体周转交互作用过程与机理等。

    • >研究报告
    • 外界铁浓度调控缺磷植物铁吸收相关基因的表达量

      2018, 50(5):866-873. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.002 CSTR:

      摘要 (1331) HTML (0) PDF 1.34 M (2627) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷和铁都是植物必需营养元素,缺磷和缺铁都会严重影响植物生长发育导致作物产量和品质下降。前期研究表明缺磷会导致植物铁吸收基因的表达量下降,但这种下降与外界铁浓度是否相关还不清楚。本文检测了缺磷和正常磷条件下不同铁浓度对植物铁吸收基因的表达变化。结果显示,缺磷导致植物主根生长受到显著抑制,但该抑制现象和铁浓度显著相关,在铁浓度下降到一定范围后该抑制作用消失。qPCR结果显示,缺磷显著诱导缺磷响应基因IPSSPX3PHT1;4表达量增加,且这种表达量增加仅受缺磷诱导,和铁浓度无关。缺磷也显著诱导铁吸收相关基因FRO2IRT1CYP82C4的表达量下降,但这种下降具有明显铁浓度依赖性。随着铁浓度升高,缺磷诱导的铁吸收基因的表达量下降幅度随之增大,这可能是由于缺磷导致培养基中铁的有效性增加所致。本研究结果为土壤磷、铁肥料管理提供了新的视角。

    • 有机无机肥配施对水稻氮素利用率与氮流失风险的影响

      2018, 50(5):874-880. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.003 CSTR:

      摘要 (1190) HTML (0) PDF 248.29 K (2227) 评论 (0) 收藏

      摘要:农田土壤-作物系统对畜禽粪便有一定的消纳作用,有机粪肥与无机氮肥配施是未来农业生产中进一步增加产量、减少化肥施用和保护环境的重要生产模式。本研究采用盆栽试验,分析在施用一定量有机粪肥基础上,不同无机氮肥用量对水稻产量、氮素利用率和氮流失风险的影响,探讨有机肥与无机氮肥的最优比例,为有机肥施用条件下稻田无机氮肥的合理施用提供科学依据。结果表明:与单施有机肥(M)相比,配施0.8倍的无机氮肥效果最佳,水稻产量、株高、分蘖数、籽粒吸氮量和氮肥利用率达最高。有机肥作底肥时,水稻生长前期田面水无机氮浓度随配施无机氮肥量的增加而增加,而后期配施无机氮肥各处理田面水氮素浓度则随着氮肥施用量的增加呈现先降低后升高趋势,其中,增施0.4倍、0.6倍和0.8倍无机氮肥时稻田田面水氮素浓度较单施有机肥处理分别降低17.5%、11.9% 和9.3%,差异达显著水平(P<0.05)。与单施无机氮肥处理(N)相比,同样以0.8倍无机氮肥+有机肥处理作物产量和氮肥利用率最高,田面水氮浓度降低了30.2%,差异达显著水平(P<0.05)。综上,消纳有机肥基础上,在满足作物需氮量的前提下,无机氮肥与其配比为1:1时,既可以提高水稻增产潜力,又降低稻田氮素流失风险和适当减少稻田无机氮肥施用量。

    • 耕层增减对作物产量、养分吸收和土壤养分状况的影响

      2018, 50(5):881-887. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.004 CSTR:

      摘要 (1409) HTML (0) PDF 218.46 K (2057) 评论 (0) 收藏

      摘要:试验于2012—2015年在淮北平原中部的濉溪县展开,设原始耕层(TS)、在原始耕层厚度上人工削减5 cm (TS-5)和在原始耕层厚度上人工增加5 cm(TS+5)3个处理。在玉米和小麦成熟期采样分析和田间测产,在3季小麦收获后分别采集0 ~ 20 cm土层土样进行分析,明确耕层厚度变化对玉米-小麦轮作体系作物产量、养分积累的影响和土壤养分含量的变化规律。结果表明,耕层减少5 cm处理明显降低玉米-小麦轮作体系作物产量和N、P2O5、K2O积累量,与原始耕层处理相比,分别下降了5.61% 和8.31%、5.65%、18.38%;耕层增加5 cm 后作物产量和各养分积累量均未出现显著变化。第1个轮作周期结束时,耕层减少5 cm处理的土壤有机质、全氮和速效钾含量明显低于原始耕层处理;而经过3个轮作周期,土壤有机质含量仍处于较低水平,全氮和速效钾含量逐渐回升,与原始耕层对应指标已无显著差异。耕层增加5 cm处理明显提高了土壤有机质和各养分含量,并在3个轮作周期后仍处于较高水平。综上,耕层厚度减少5 cm会降低玉米-小麦轮作体系作物产量、各养分积累量和土壤有机质含量,并在短期内难以恢复;增加5 cm耕层虽然能改善土壤养分状况,但对作物产量和养分积累量的提高没有明显效果。

    • 青海春油菜养分管理现状调查与分析

      2018, 50(5):888-893. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.005 CSTR:

      摘要 (1172) HTML (0) PDF 1006.11 K (1850) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了明确我国春油菜的施肥和生产现状,2015年在青海省春油菜典型种植区选取了3个县做了400余户实地调查与分析。结果表明:调查区有87.3% 的农户春油菜产量都超过常年春油菜平均产量(1 674.17 ~ 2 158.36 kg/hm2)。30.0% 的农户氮肥投入适中,40.7% 偏高和很高,29.3% 偏低和很低;与2009年和2010年调查结果相比,农户施氮水平总体在下降,但仍存在很大的减氮空间。调查区37.4% 的农户磷肥投入适中,32.8% 偏高和很高,29.7% 偏低和很低;与2009年和2010年调查结果相比,施磷量提高。钾肥、有机肥用量极低,中微量肥料投入基本为空白。总之,青海春油菜氮、磷肥投入过量与投入不足现象并存。因此,要根据土壤养分状况,依据测土配方实行平衡施肥,主要是控制氮磷肥用量,适当增施微肥和有机肥,保证春油菜的营养需求。

    • 曲靖烟区土壤磷锌互作对烟叶磷锌含量和品质的影响

      2018, 50(5):894-901. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.006 CSTR:

      摘要 (1097) HTML (0) PDF 235.39 K (1871) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用田间调查采样及室内测定分析方法,分析了云南省曲靖市中海拔红壤烟区648个代表性烟田的土壤有效磷、有效锌含量及其互作对烟叶磷、锌含量和其品质的影响。结果表明:①土壤有效磷含量介于0.96 ~ 101.28 mg/kg,平均为31.34 mg/kg,35.80% 的土样有效磷处于烤烟生长适宜范围(20 ~ 40 mg/kg);土壤有效锌含量丰富,介于0.20 ~ 23.68 mg/kg,平均为3.01 mg/kg,74.69% 的土样有效锌含量处于烤烟生长适宜范围(1 ~ 4 mg/kg);②烟叶磷含量处于中等偏低水平,平均为1.9 g/kg,95.22% 的烟样符合烟叶磷含量一般范围(1.5 ~ 6.0 g/kg);烟叶锌含量较高,平均为46.12 mg/kg,94.29% 的烟样处于烟叶锌含量一般范围(20 ~ 80 mg/kg);③烟叶锌含量随土壤有效锌含量的升高而显著增加,随土壤有效磷含量的升高而降低;而烟叶磷含量与土壤有效磷和有效锌含量之间的关系不明显;④土壤有效磷和有效锌含量的交互作用对烟叶磷含量无显著影响,但对烟叶锌含量存在极显著影响,高含量的土壤有效磷会拮抗烟株对土壤有效锌的吸收;⑤土壤有效磷对烟叶品质影响较小,而土壤有效锌含量与烟叶化学成分及香气物质含量的相关性较密切。在土壤有效锌含量处于中低(<2.0 mg/kg)水平,而土壤磷含量处于中等适宜(20 ~ 40 mg/kg)水平时,烟叶品质表现最好。

    • 施钾对木薯产量及钾养分吸收的影响

      2018, 50(5):902-909. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.007 CSTR:

      摘要 (1238) HTML (0) PDF 446.36 K (2334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索施钾对木薯生长发育、钾含量、钾积累量及钾肥利用效率的影响,采用田间试验,以我国主栽品种SC205为材料,设K2 O用量0、120、240 kg/hm2共3个水平,于不同生育期测定木薯叶片、茎秆、细根、块根的干物质量、钾含量,并在木薯收获期调查、测定农艺性状及块根鲜薯产量(FRY)。结果表明:①与不施钾相比,施钾显著提高木薯株高、叶面积、叶面积指数、叶绿素含量及鲜薯产量,增幅分别为16.1% ~ 19.0%、3.8% ~ 8.4%、12.8% ~ 18.2%、13.6% ~ 17.3%、12.8% ~ 29.4%、9.9% ~ 25.6%,其中,K120 处理产量最高,达27.1 t/hm2;②施钾显著提高各组织钾含量及钾积累量,K120 和K240 处理间的钾积累量无显著差异;不同组织钾含量表现为叶片 > 茎秆 > 细根 > 块根;随生育期推进,钾素积累的主要组织由叶片向茎秆和块根转变;③木薯钾肥效率、钾素生理效率、钾素利用效率、钾素收获指数均随施钾量增加而显著降低,100 kg鲜薯需钾量随施钾量增加显著提高。综合木薯产量、钾积累量、钾肥利用效率等指标综合分析,建议木薯施钾量为120 kg/hm2

    • 巢湖藻–草–泥堆制有机肥对土壤性质的影响

      2018, 50(5):910-916. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.008 CSTR:

      摘要 (1088) HTML (0) PDF 268.76 K (1808) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验,研究施用由巢湖取出物蓝藻、水草和底泥高温堆肥制作成的有机肥对作物产量、土壤理化性质及微生物学特性的影响。结果表明:施用藻-草-泥有机肥对大豆、花生有明显增产效应。施肥土壤中总氮、碱解氮、总磷、有效磷、有机质、腐殖酸、阳离子交换量和土壤孔隙度均显著高于未施肥土壤,而容重显著降低。与未种植未施肥处理(T1)相比,种植大豆施肥(T4)和种植花生施肥处理(T5)中微生物生物量碳分别增加116.5%、97.8%,微生物生物量氮增加196.7%、170.6%;T4处理的转化酶、脲酶和过氧化氢酶活性分别提高183%、392% 和8.9%,T5处理中相应酶活性分别提高116%、268%、1.01%。相关性分析表明,微生物生物量碳、氮和转化酶、脲酶活性都与多种肥力因子呈显著相关,且转化酶及脲酶活性间存在显著相关性。T4处理中过氧化氢酶活性与肥力因子间无显著相关性,而T5处理过氧化氢酶活性与有效磷、有机质、腐殖酸、微生物生物量碳、微生物生物量氮间呈显著相关。巢湖取出物蓝藻、水草和底泥可作为生产有机肥的良好材料以达到资源化利用目的。

    • 蚯蚓堆肥用作苹果育苗基质的应用研究

      2018, 50(5):917-923. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.009 CSTR:

      摘要 (1239) HTML (0) PDF 256.14 K (1727) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究采用穴盘栽培的方式,以不同比例的蚯蚓堆肥替代草炭调配育苗基质配方,用于苹果的育苗效果研究,通过比较苹果苗生长状况,以为蚯蚓堆肥在果树育苗上的应用提供参考。试验设置4个处理,包括传统草炭基质处理(对照)、蚯蚓堆肥25%、50%、100% 替代草炭基质处理,对苹果苗的株高、茎粗、叶片光合色素含量、壮苗指数、根系形态和根系活力指标进行测定和分析。结果发现:与对照相比,蚯蚓堆肥不同比例替代草炭(25%、50%、100%)均能够增加苹果苗的地上生物量,以全替代(100%)的效果最为显著,全替代处理下苹果苗的存活率提高了15%,根系长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和根系活力分别增加了23.40%、47.61%、5.88%、38.57%、20.17%、228.75%。因此,蚯蚓堆肥可以全替代草炭用作苹果苗的育苗基质,且不仅能够降低成本,还可以促进农业废弃物的循环转化,降低环境风险。

    • 常规浸提剂与联合浸提剂测定我国北方石灰性土壤有效磷钾的比较

      2018, 50(5):924-928. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.010 CSTR:

      摘要 (1010) HTML (0) PDF 171.76 K (2393) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用常规浸提剂与两种联合浸提剂Mehlich 3(M3)、ASI分别测定了中国8个地区10种土壤样品的有效磷、速效钾含量,分析比较了常规浸提剂与两种联合浸提剂测定土壤有效磷速效钾的差异性及相关性。统计分析表明,对于有效磷,M3、ASI两种联合浸提剂的浸提结果均大于常规浸提剂的浸提结果,且M3浸提剂浸提结果的变幅较常规浸提剂浸提结果相对较小,而精确度较高。相关分析表明,常规浸提结果与M3浸提结果呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.680。对于速效钾,M3浸提剂的浸提量较常规浸提剂相近,常规浸提量与M3浸提量呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.996。综合而言,M3这种联合浸提剂是测定土壤有效磷、速效钾的理想浸提方法。

    • 不同有机物料对土壤改良和烤烟产质量的影响

      2018, 50(5):929-933. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.011 CSTR:

      摘要 (1096) HTML (0) PDF 284.50 K (2095) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改良土壤,提高烟叶质量,实现烟叶生产可持续发展,采用田间试验的方法,研究了不同有机物料(普通商品有机肥、生物有机肥、生物质炭)与化肥配施对土壤改良和烤烟产质量的影响。结果表明:与常规施肥 (100%化肥)相比,有机物料与化肥配施能够提高土壤酶活性、微生物多样性、烤后烟叶含钾量,促进烟叶化学成分更为协调,从而能够提高烟叶均价、上等烟比例和经济效益,其中以生物质炭与生物有机肥联合施用的效果最佳。

    • 一株高效解钾脱硅真菌的筛选、鉴定及培养条件优化

      2018, 50(5):934-941. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.012 CSTR:

      摘要 (1188) HTML (0) PDF 3.97 M (2597) 评论 (0) 收藏

      摘要:为挖掘植物内生真菌功能活性菌株资源,从钾矿区优势蕨类植物——乌蕨(Stenoloma chusanum)中筛选得到一株高效解钾脱硅菌株WJ007。通过形态学特征观察、rDNA ITS序列分析以及系统发育关系比较等研究,确定该菌株为小刺青霉Penicillium spinulosum。通过单因素试验与正交试验对WJ007菌株解钾、脱硅培养条件进行优化,结果显示:WJ007菌株脱硅最优培养条件为葡萄糖作碳源、酵母膏作氮源、碳氮比60∶1、初始pH 6,在该条件下培养液中可溶性硅含量为8.74 mg/L;WJ007菌株解钾最优培养条件为葡萄糖作碳源、蛋白胨作氮源、碳氮比60∶1、初始pH 7,在该条件下培养液中可溶性钾含量为154.44 mg/L。通过对WJ007菌株解钾脱硅发酵条件的优化,可为植物内生真菌资源开发利用提供依据。

    • 土壤产电信号与线性扫描伏安法联用模拟监测湿地铜污染

      2018, 50(5):942-948. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.013 CSTR:

      摘要 (1187) HTML (0) PDF 677.75 K (2016) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究采用产电信号与线性扫描伏安法(LSV)联用,探索快速响应和鉴定湿地铜污染的方法。采集湖岸土壤并淹水用以模拟湿地环境,构建土壤产电体系并实时连续记录土壤产电电压。土壤产电60 h后,分别向体积为145 ml的淹水层中加入5 ml Cu2+ 浓度为300(T1)、600(T2)、1 200(T3)、2 400 mg/L(T4)的溶液。铜加入后,T1和T2处理的电压迅速降低,T3和T4处理的电压迅速上升,之后所有电压缓慢回到加铜前的水平。加铜后2 h,在淹水土壤中设置三电极体系并采用线性扫描伏安法(LSV)对污染物进行定性检测,结果显示,LSV曲线在0.162 ~ 0.182 V范围内出现单个氧化峰,峰电流值随溶液中Cu2+ 浓度增加而升高。为解释土壤产电信号变化特征,对加铜前后电流、阴极电势和内阻进行了检测,结果显示,加铜后,T1处理电流降低,阴极电势无明显变化;T2处理电流无明显变化,阴极电势上升;而T3、T4处理电流和阴极电势都出现了明显的升高,且T4处理的内阻最低。本研究为实现土壤产电信号在监测污染方面的实际应用提供了参考。

    • 磺胺嘧啶在土壤及土壤组分中的吸附/解吸动力学

      2018, 50(5):949-957. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.014 CSTR:

      摘要 (1175) HTML (0) PDF 501.26 K (2606) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素在土壤中的吸附/解吸及迁移过程受其理化性质的强烈影响,其中土壤中的矿物成分,如高岭石、蒙脱石及腐殖酸等是重要控制因素。本文主要研究了磺胺嘧啶在土壤、高岭石、蒙脱石和腐殖酸中的吸附/解吸动力学过程,并对反应前后的高岭石、蒙脱石和腐殖酸进行傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared, FTIR)表征,探讨其可能的吸附机理。结果表明:磺胺嘧啶的吸附(解吸)动力学过程,可以分为快速吸附(解吸)、吸附解吸动态平衡和吸附(解吸)平衡3个阶段;磺胺嘧啶在土壤及其3种组分中的吸附(解吸)均可在24 h内达到平衡,其浓度高低会导致土壤及其组分的吸附差异,不同土壤组分中的官能团含量、带电性质及氢键是造成吸附差异的主要原因;分别用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和Elovich模型对其吸附过程进行拟合,其动力学吸附过程更符合伪二级动力学模型,R2>0.99,主要受控于物理化学吸附;FTIR图谱表明磺胺嘧啶与高岭石以物理吸附为主,并有少量氢键作用,与蒙脱石之间主要以氢键作用完成吸附,而在腐殖酸中存在表面络合和π–π共轭作用。

    • 氟喹诺酮类抗生素在农业紫色土中的吸附研究

      2018, 50(5):958-964. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.015 CSTR:

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 306.33 K (2022) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素被广泛作为抗菌药物和添加剂使用在畜牧业中,造成大量抗生素随着动物粪便进入到土壤环境。吸附行为是抗生素在土壤中迁移转化的重要过程,对抗生素的风险评估及污染控制具有重要的意义。本文采用吸附试验研究了两种氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL))在重庆广泛分布的紫色土中的吸附特性以及影响因素。结果表明:NOR和OFL在紫色土上的吸附过程较快,5 h就能达到吸附平衡,吸附常数Kd能达到3 082 L/kg。Freundlich吸附等温模型能很好拟合紫色土对NOR和OFL的等温吸附过程。由吸附过程的吉布斯自由能△G和吸附能E可知,紫色土吸附NOR和OFL主要是通过物理吸附。溶液pH>6会降低紫色土对NOR和OFL的吸附。当溶液离子强度从0.005 mol/L增加至0.05 mol/L时,NOR和OFL在紫色土上的吸附量分别降低了10.2% 和11.7%。土壤有机质对NOR和OFL的吸附过程影响很小。

    • 基于文献计量分析的三峡库区消落带土壤 重金属污染特征研究

      2018, 50(5):965-974. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.016 CSTR:

      摘要 (1292) HTML (0) PDF 895.45 K (2009) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡库区消落带土壤/沉积物中重金属的研究受到日益重视,重金属的归趋对三峡库区的水环境和生态安全有重要意义。通过CNKI和Web of Science数据库检索了2001—2016年三峡消落带土壤/沉积物重金属污染特征研究的文献,并利用文献计量学方法分析文献特性及研究进展。2001—2016年,国内外发表的相关中英文文献分别为69篇、12篇,2011年发文量最多(15篇),此后一直维持在年产量≥5篇的水平,重庆和湖北的高校及研究所是研究主力。刊载论文最多的是环境学方面的期刊(19.75%)。所涉最多的主题是“重金属的污染调查及评价”(51.85%)。Cd的污染程度最大,且易迁移形态平均比例相对较高(>38%),是消落带首要的污染控制元素,施肥是农业消落带Cd的主要来源。Pb和Hg的污染程度也较大且易迁移形态的比例均大于22%,交通污染是其主要来源。工业废物的点源排放对消落带重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、As)普遍有较大贡献。消落带内重金属以垂向迁移为主,而植物对Cd、Cu、Zn具有较强的富集能力。淹水导致的pH、Eh、温度、有机质等变化对固液界面重金属的交互作用及形态变化有重要影响。今后,应加强消落带土壤理化性质和水力学性质变化对重金属地球化学行为影响,以及重金属示踪技术应用和泥沙富集重金属二次释放行为的研究。

    • 污染场地土壤修复目标值差异探讨 ——以重庆某化工厂遗留场地为例

      2018, 50(5):975-980. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.017 CSTR:

      摘要 (1226) HTML (0) PDF 316.54 K (2203) 评论 (0) 收藏

      摘要:污染场地土壤修复目标值确定对于土壤污染的修复效果至关重要,也是污染土壤修复工程实践中出现的难点。国家环境保护部已正式发布了《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014),但实际上《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)、《展览会用地土壤环境质量评价标准》(HJ350—2007)等土壤环境质量标准仍未修订或废止,导致两种评价方式并行,且两种不同方式确定的修复目标值存在明显差异,为修复工作带来了极大的困难。本文调查了重庆某化工厂遗留场地土壤污染现状,分别通过两种评价方式确定了修复目标值,结果显示,两种评价方法确定的超标最严重污染物均为苯并[a]芘,但风险评估模型计算的和土壤环境质量标准确定的修复目标值存在较大差异,分别为0.041、0.3 mg/kg,计算确定的修复目标值低于现有标准规定的适用限值,建议国家尽快修订或出台与风险评估模型相适应的土壤环境质量标准。

    • 风化煤对农田土壤重金属汞的钝化修复

      2018, 50(5):981-988. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.018 CSTR:

      摘要 (1141) HTML (0) PDF 1.83 M (2009) 评论 (0) 收藏

      摘要:风化煤钝化修复土壤主要是其活性官能团与重金属发生络合、鳌合等一系列反应,进而降低重金属在土壤中的可迁移性和生物有效性,以达到修复土壤的目的。本文系统研究了风化煤对重金属汞(Hg)的吸附特性及其对Hg在土壤中径向迁移和生物可利用性的影响。结果显示:风化煤对酸碱有一定的缓冲作用,pH对Hg的平衡吸附量影响不大,最大吸附量为8.19 mg/g,该吸附为吸热反应。风化煤对Hg的吸附作用采用Freundlich方程描述较好,为多分子层吸附,吸附动力可用拟二级速率方程描述。土柱试验中风化煤用量为1、2、4、8 g时,淋溶液中Hg含量分别下降2.62、1.66、1.10、0.70 μg/g,风化煤的使用可以降低Hg从土壤向溶液的迁移。盆栽试验进一步验证了风化煤对土壤中Hg迁移的阻控作用,其中添加风化煤黄壤中移栽30 d和70 d收获的白菜叶中Hg含量较未添加风化煤黄壤中下降了0.14 μg/kg和0.09 μg/kg;添加风化煤和外源Hg黄壤中Hg含量是未添加风化煤黄壤的2.4倍,而收获的30.70 d小白菜叶中Hg含量前者分别为0.53、0.82μg/kg,后者分别为0.35、0.48μg/kg,理论上可认为前者较后者分别下降了0.31、0.33 g/kg。可见,风化煤实现了对土壤中Hg的吸附、钝化,减缓了其生物可利用性,是一种廉价高效的环境友好型钝化剂。

    • 区域土壤Cd和Cr空间分布的影响因素研究

      2018, 50(5):989-998. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.019 CSTR:

      摘要 (1274) HTML (0) PDF 3.51 M (2182) 评论 (0) 收藏

      摘要:以种粮大县肇源为研究区,对土壤表层Cd、Cr两种元素水平空间变异及分布特征的影响因素进行深入探讨。结果表明:①肇源县土壤表层重金属Cd和Cr的平均含量分别为0.078、46.006 mg/kg,略高于松嫩平原土壤背景值。表层土壤Cd的块金效应为0.432,具有中等程度的空间自相关性;表层土壤Cr的块金效应为0.227,存在强烈的空间自相关性。Cd、Cr元素的空间自相关表现出较为明显的各向异性,均在45°(东北-西南)和135°(东南-西北) 方向上空间自相关最强烈。②表层土壤和成土母质中Cd和Cr元素含量相关分析结果显示,相关系数分别为0.167、0.639,在P<0.01水平上显著相关;不同成土母质类型区域表层土壤中Cd和Cr元素含量的方差分析结果显示,方差齐性检验显著性分别为0.627和0.975,表明成土母质是表层土壤重金属元素Cd和Cr水平空间分布的主要影响因素。③研究区内表层土壤Cd和Cr元素的空间分布还受土壤类型、pH、土地利用及覆被类型的影响。

    • 乡镇尺度烟田土壤有机质时空变异性研究——以襄城县紫云镇为例

      2018, 50(5):1006-1012. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.021 CSTR:

      摘要 (1062) HTML (0) PDF 2.05 M (2258) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明田块尺度烟田土壤有机质(SOM)的时空变异特征,本研究采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,分析了豫中襄城县紫云镇某个约4 hm2的烟田2013年和2014年4月、7月、10月合计6个时期耕层SOM的时空变异特征。结果表明:该田块各个时期SOM的变异系数差异较小;每年不同时期SOM的平均含量表现为先降后升的变化趋势,7月的含量显著低于4月和10月。各时期SOM空间最大相关距离范围在26 ~ 203 m;2013年4月和2014年7月SOM具有中等的空间自相关性,其他时期均表现为强烈的空间自相关性。研究田块SOM的稳定高值区主要分布在西部,稳定低值区主要集中在中部;SOM的时间稳定和较稳定级别区域面积很广,占总面积的90.89%。在时空变异研究的基础上,辅以时间稳定性分析能够更好地量化烟田SOM的时空分布,可为研究区更为精确、高效的施肥和田间管理提供决策依据。

    • 南方红壤区不同侵蚀程度下耕地土壤有效磷空间 分布特征及其驱动因素

      2018, 50(5):1013-1021. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.022 CSTR:

      摘要 (1214) HTML (0) PDF 1.51 M (2336) 评论 (0) 收藏

      摘要:以江西省兴国县耕地土壤有效磷为研究对象,结合高程、坡度、成土母质、土壤质地、耕层厚度和地貌类型等因素,运用Spearman相关性分析、回归分析和普通克里格法,对不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异及其驱动因素进行研究。结果表明:随着侵蚀程度的加深,土壤有效磷均值呈下降趋势,当侵蚀程度不断加重时,土壤有效磷均值又呈上升趋势。不同侵蚀程度下土壤有效磷含量差异显著(P<0.001)。变异系数由大到小依次为极强度侵蚀(35.20%)>剧烈侵蚀(28.09%)>轻微侵蚀(28.02%)>重度侵蚀(27.90%)>无明显侵蚀(25.96%)>中度侵蚀(25.78%)。在无明显侵蚀时,成土母质能独立解释1.7% 的土壤有效磷空间变异。在轻微侵蚀、中度侵蚀和重度侵蚀时,高程的独立解释能力分别为5.7%、2.3% 和2.9%。在极强度侵蚀时,成土母质的独立解释能力为5.0%。在剧烈侵蚀时高程的独立解释能力为1.9%。因此,高程和成土母质是不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异的驱动因素。研究成果为不同侵蚀程度下合理开展耕地利用和水土保持工作提供了参考。

    • 快速城镇化地区镇域生态用地变化模拟 及其生态系统服务价值响应

      2018, 50(5):1022-1031. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.023 CSTR:

      摘要 (1131) HTML (0) PDF 3.29 M (2583) 评论 (0) 收藏

      摘要:工业化和城镇化快速发展区域生态用地变化剧烈,研究小尺度区域生态用地及生态系统服务价值变化并预测其未来发展趋势,可以为其生态用地保护及土地利用规划提供参考。以宜兴市官林镇为研究区,基于高分辨率遥感影像研究其2009—2015年生态用地变化,采用Logistic回归模型分析变化的影响因素,利用CA-Markov模型模拟研究区2021年和2024年生态用地变化,在此基础上测算其生态系统服务价值响应。结果表明:2009—2015年,官林镇生态用地面积呈持续减少趋势。生态用地变化的主要影响因素包括高程、GDP、人口密度和到河流的距离,随着时间的推移,自然因素对生态用地空间分布的影响逐渐减弱,社会经济因素和区位因素成为最主要的影响因素。2015—2024年生态用地呈迅速减少趋势,其中水田的面积减少最多,9年间净减少358.25 hm2;而养殖水面呈高速增加趋势,年均增长24.23 hm2,总体增加了16.97%;生态用地主要转移去向为养殖水面、旱地、工业用地和交通用地。2009—2024年生态系统服务价值持续减少,与水体和耕地变化密切相关。研究结果可为官林镇土地利用规划决策提供依据,同时对保护镇域生态用地和强化生态系统服务具有现实的指导意义。

    • 基于景观安全格局的城镇建设用地扩张多情景模拟研究——以扬州市为例

      2018, 50(5):1032-1040. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.024 CSTR:

      摘要 (1224) HTML (0) PDF 1.11 M (2494) 评论 (0) 收藏

      摘要:城镇建设用地多情景模拟有利于实现土地资源优化配置,保障区域可持续发展。本文以扬州市为例,以2005年、2013年土地利用变更数据为训练数据,借助景观安全格局与ANN-CA模型模拟城镇建设用地扩张趋势,并利用城镇建设用地转移矩阵与景观格局指数分析2013—2020年城镇建设用地模拟结果。研究结果表明:①不同情景下的城镇建设用地模拟扩张占用其他景观规模不同,但均占用农村居民点规模最多,其中,惯性发展情景下,模拟新增城镇建设用地以布局在低景观安全格局为主,占用耕地、水域、林地规模较高;基本保障情景下,模拟新增的城镇建设用地主要布局在中景观安全格局区域,较惯性发展情景占用耕地规模增加,占用水域、林地规模减少;与惯性发展情景、基本保障情景相比,最优保护情景下占用耕地规模略高但集中于高景观安全格局区,新增占用水域规模、林地规模降低。②不同情景下的景观格局也存在差异,惯性发展情景下,景观格局变化一定程度有利于促进城镇化发展,但不利于耕地机械化生产,影响林地、水域生态服务功能;基本保障情景下,景观格局变化一定程度上有利于城乡社会经济发展,对非人工景观的破坏程度较惯性发展情景降低;最优保护情景下,景观格局变化更有利于区域社会、经济及生态发展。③惯性发展情景下,应适当规划生态基础设施,严格划定永久性基本农田;基本保障情景下,应充分发挥景观安全格局的生态底线功能,引导城镇建设用地合理开发与布局;最优保护情景下,可通过存量建设用地挖潜等措施提高土地集约利用水平。

    • 基于地形梯度的皖南地区土地利用分布特征

      2018, 50(5):1041-1045. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.025 CSTR:

      摘要 (1235) HTML (0) PDF 2.17 M (2576) 评论 (0) 收藏

      摘要:以安徽省皖南地区为例,利用GIS空间分析技术,通过计算高程、坡度和地形位指数等地形梯度上的土地利用分布指数,分析了3种地形梯度上不同土地利用类型的分布特征,探讨了该区土地利用分布特点与地形间的关系。结果表明:①研究区在高程0 ~ 600 m、坡度0 ~ 21°和地形位指数0 ~ 1.575 0区域内的面积占皖南地区总面积的93.10%、83.11% 和93.89%,影响着该区的土地利用类型分布;②土地利用类型分布分层明显,耕地、水域和建设用地主要分布在海拔较低、坡度平缓和地形位指数较小的区域,相应的土地利用分布指数随地形梯度的增大而减少直至趋于0;林地、草地分布则与之相反;③依据土地利用和地形的关系,皖南地区土地利用格局趋于合理,但不合理的土地利用方式仍然存在,需要加强其土地利用的规划管理。

    • 黄土高原聚湫沉积旋回特征及地球化学划分

      2018, 50(5):1046-1054. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.026 CSTR:

      摘要 (1079) HTML (0) PDF 3.92 M (2264) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原聚湫/淤地坝内的沉积物是黄土再侵蚀搬运的直接结果,以高堆积速率和多沉积旋回为特征,是追踪该地区小流域土壤侵蚀、认识黄土高原地球关键带过程的理想载体。如何鉴定并有效划分沉积旋回是利用沉积序列恢复小流域土壤侵蚀和生态环境变化过程的基础。本文选取靖边和合水聚湫为代表,通过典型可见沉积旋回的物理、地球化学和生物等指标综合分析,较全面地认识沉积旋回特征,进而提出划分旋回的有效地球化学指标。结果表明:沉积旋回的下部粗颗粒层主要由粗粉砂和细砂组成,以低含水量、高亮度为特征,富集石英和锆石,Si和Zr含量高;上部细颗粒层主要由黏粒和细粉砂组成,具水平层理,含水量高,亮度较低,富集方解石、白云母、伊利石、绿泥石、高岭石等轻矿物,高Al、K、Fe、Rb、Ca和Sr等造岩元素,富含孢粉、有机碳氮、磷脂脂肪酸及微生物。在此基础上,提出Rb/Zr比值是有效划分黄土高原聚湫/淤地坝沉积旋回的地球化学指标。这为深入认识黄土高原地球关键带中侵蚀风化、水文和生态环境变化等过程提供了研究载体和基础。

    • >研究简报
    • 荧光假单胞菌诱导番茄抗枯萎病的ISR研究

      2018, 50(5):1056-1060. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.05.027 CSTR:

      摘要 (1188) HTML (0) PDF 471.15 K (1632) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用实时荧光定量PCR技术对荧光假单胞菌PEF-5#18诱导番茄系统性抗性(ISR)的作用机理进行了研究,包括了诱导进程中番茄根系病程蛋白基因PRs族、GR等重要防卫基因以及乙烯、水杨酸、茉莉酸等诱导信号调控路径的关键基因的表达情况。结果表明,尖孢镰刀菌Forl和荧光假单胞菌PEF-5#18对番茄植株分别具有SAR和ISR诱导抗性能力,而在“Forl-番茄-PEF-5#18”互作模式下,番茄植株受诱导所产生的抗性则受到SAR和ISR共同作用的影响;与对照相比,Forl或荧光假单胞菌PEF-5#18均能诱导番茄病情蛋白基因PRs (PR1PR4PR5PR6) 与GRPOXPAL等相关防卫基因的表达进行上调,而相关受诱导基因的表达程度与动态变化则与所诱导的SAR和ISR抗性反应类型以及诱导时间有关;此外,对于调控路径的分析结果显示出尖孢镰刀菌Forl对番茄SAR诱导抗性主要依赖于水杨酸路径进行调控,而荧光假单胞菌PEF-5#18对番茄ISR诱导抗性则主要依赖于茉莉酸和乙烯路径来调控。

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