2024, 56(5):1051-1056.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.016CSTR: 32214.14.tr202309250385
摘要:以东北黑土为研究对象,利用数码相机获取黑土的数字图像,遴选与土壤有机质(SOM)含量相关的红(R)、绿(G)、蓝(B)颜色分量,并通过逐步多元回归(SMRM)和神经网络模型(NNM)建立基于数字图像的SOM含量预测模型。结果表明:黑土数字图像的各颜色分量原始值与SOM含量的相关系数绝对值(|r|)依次为:R>G>B,分别为0.67、0.65、0.50。原始值经对数和开平方数值变换后,|r|增加,而经倒数和平方变换后,|r|降低。据此,基于数字图像R、G、B颜色分量的原始值和各变换值建立了预测SOM含量的SMRM模型,训练集和验证集决定系数(R2)分别为0.43 ~ 0.50和0.46 ~ 0.50,均方根误差(RMSE)分别为1.28% ~ 1.39% 和1.31% ~ 1.39%(P<0.001),其中基于对数和开平方变换值的模型拟合程度和预测精度更高。同时,利用NNM模型基于黑土R、G、B颜色分量的原始值反演SOM含量,发现多层感知器算法模型得到的黑土SOM实测值和预测值之间R2均为0.49,RMSE为1.31% 和1.28%(P<0.001)。因此,SMRM和NNM均能通过黑土数字图像的R、G、B颜色分量反演SOM含量,其是快速获取我国东北黑土SOM含量的一套可操作的预测方法
2023, 55(2):225-233.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.001
摘要:根系分泌物是植物保持根际微生态系统活力的关键因素,也是根际物质循环的重要组成部分,对根际土壤生态环境中的物质循环具有重要的驱动作用。根系分泌物可以刺激微生物生长,增强其活性,加速根际养分循环,增加土壤养分利用率,并在小规模空间引起温室气体通量的变化。此外,它也是植物参与竞争的重要策略,植物通过根分泌物以获取种间长期生存的养分,甚至分泌对自身有害的化感物质来排挤其他植物,实现自我生存,即使存在自毒作用或引起连作障碍等。植物的健康生长依赖于自身与土壤微生物复杂动态群落的相互作用,但是根际微生物群落结构和组成却又受植物物种、植物生长期、土壤性质、功能基因等因素影响,这些因素的动态变化可能导致根系分泌物的多样化,从而形成复杂多变的根系分泌物与植物的关系,进而影响植物的健康生长。目前,对植物根系分泌物的研究是土壤生态学、植物营养与代谢等领域的研究热点,且随着分析技术手段的快速发展,根系分泌物相关研究也逐渐深入,进一步揭示植物与微生物间的协同作用机理对农、林等行业生产具有重要的指导意义。
2023, 55(6):1306-1315.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.06.018CSTR: 32214.14.tr202302150043
摘要:以高岭石、蒙脱土、针铁矿和三水铝石4种单一典型土壤矿物以及针铁矿–蒙脱石和三水铝石–蒙脱石(质量比为1:1)两种代表性土壤矿物复合体为吸附材料,采用吸附平衡试验、能谱分析(EDS)、红外光谱、扫描电镜、酸碱滴定和zeta电位测定等方法,研究了铁铝氧化物与层状硅酸盐矿物之间的相互作用对Cr (Ⅵ)和As (Ⅴ)吸附的影响及其机制。吸附平衡试验和EDS分析结果表明,两种复合体对Cr (Ⅵ)和As (Ⅴ)的吸附容量均小于其两种组成矿物单一体系吸附量的平均值,即铁铝氧化物与蒙脱石的互作降低了这些氧化物对Cr (Ⅵ)和As (Ⅴ)的吸附能力。表面性质表征结果表明,与蒙脱石复合后,针铁矿与三水铝石表面的正电荷均被完全中和,电荷符号发生反转。与理论值相比,三水铝石–蒙脱石复合体的表面位点总浓度无明显变化,比表面积减小;针铁矿–蒙脱石复合体的比表面积与理论值无明显差异,但矿物表面位点浓度减小,表面羟基红外吸收峰强度减弱。氧化物与层状硅酸盐矿物互作改变了矿物表面性质,这可能是导致氧化物对Cr (Ⅵ)和As (Ⅴ)的吸附能力降低的主要原因。因此,当评估污染元素在土壤中的有效性时,应当考虑土壤固相组分间的互作对离子吸附的影响。
2022, 54(2):365-370.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.021
摘要:针对目前农田土壤酸化严重,而酸性复合肥在农业生产中广泛施用,其本身的酸度特征及其对土壤酸化的促进作用程度不清的问题,本研究对目前市面上12种国内外生产的氮磷钾三元复合肥料进行了调查,发现11种复合肥料呈酸性,其中pH为4.0~5.0的肥料达58%以上,含酸量可高达1.95 mol/kg,这些酸性肥料施入土壤中1 d内可显著降低土壤pH和提高土壤交换性酸的含量,因此酸性复合肥本身的酸性可显著促进土壤酸化。酸性复合肥料施入红壤培养时,在培养的第5天时肥料本身输入质子与氮转化产生质子的比值可高达204.6%,培养到60 d时最大比值仅为4.4%,表明施用强酸性复合肥直接的质子输入量对土壤酸化的相对贡献在施肥初期较大,后期主要是氮的硝化产酸起作用,但长期大量施用酸性复合肥对土壤酸化的贡献也不容忽视。
2021, 53(5):1040-1047.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.05.020
摘要:Mehlich 3(M3)方法可同时提取土壤中P、K、Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu等多种元素的有效态,也同时适用于钙质土、火山灰土、高度风化土等各类土壤。但是由于硝酸铵(NH4NO3)为管制化学品,不易获取,应用M3方法测定土壤有效元素含量时受到极大限制。因此,本研究用另一种易获取的惰性电解质NH4Cl替代NH4NO3,评价NH4Cl替代NH4NO3的M3法(NH4Cl-M3法)适用性。Pearson相关分析结果表明,用NH4Cl-M3法测得的30种土壤有效P、速效K含量与M3法测定结果呈极显著正相关,其决定系数(R2)分别为0.99(P=2.31×10-55,n=60)和0.98(P=1.52×10-49,n=60)。同时,NH4Cl-M3法和M3法测定的有效Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Cu含量极显著相关,R2值分别为0.98,1.00,0.99,0.96,0.99,0.95和0.94。NH4Cl-M3-P与酸性、中性和碱性土壤的Bray-P和Olsen-P极显著相关,R2分别为0.97和0.91(P=1.42×10-15、1.00×10-21,n=20、40)。同时,利用NH4Cl-M3法测定酸性改良土壤有效P含量,发现其得到显著提高。因此,NH4Cl-M3法可作为测定各种土壤,以及改良土壤中有效P、速效K和其他金属元素有效态含量的通用方法。
2019, 51(3):536-540.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.017
摘要:通过批平衡试验,研究茶多酚、铜和体系pH对可变电荷土壤释放钙镁离子的影响。研究发现,铜离子初始浓度为2.0 mmol/L,最终体系pH为5.0时,随着茶多酚添加量的增加,可变电荷土壤表面的负电荷增加,土壤表面释放的钙镁离子量减少。茶多酚初始添加量为20 g/kg,最终体系pH为5.0时,随着铜离子初始浓度的升高,可变电荷土壤对铜离子的吸附量增加,铜离子通过与钙镁离子发生离子交换,形成对吸附位点的竞争,从而增加钙镁离子的释放。茶多酚初始添加量为20 g/kg,铜离子浓度为2.0 mmol/L,随着pH的升高,可变电荷土壤钙镁离子释放量下降。在相同pH条件下,茶多酚可以通过自身的吸附增加可变电荷土壤表面负电荷,减少可变电荷土壤钙镁离子的释放量。研究结果可为茶园土壤酸化和污染控制提供参考。
2018, 50(3):508-512.DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.03.010
摘要:用一次平衡实验和柱淋溶实验研究了秸秆生物质炭和铝改性秸秆生物质炭对水中大肠杆菌的吸附量和去除率。结果表明,未改性秸秆生物质炭对大肠杆菌的吸附量很低,铝改性秸秆生物质炭对大肠杆菌有很高的吸附容量和去除率,0.6 mol/L Al(III) 改性生物质炭对大肠杆菌的去除效果优于0.3 mol/L Al(III) 改性生物质炭。当大肠杆菌浓度低于0.63 mg/ml时,铝改性大豆秸秆炭对大肠杆菌的去除率达100%,铝改性花生秸秆炭和铝改性稻草炭对大肠杆菌的去除率在96% 和90% 以上。0.5 mg/ml的大肠杆菌悬液通过装有2 g铝改性稻草炭的淋溶柱,每次收集10 ml淋出液,共收集152次,大部分淋出液中大肠杆菌浓度小于0.02 mg/ml,大肠杆菌去除率在95% 以上。因此,铝改性生物质炭可用于水体中大肠杆菌的去除。
2014, 46(1):139-144.
摘要:本文评定了火焰原子吸收测定土壤中镍含量的测量不确定度。以标准土壤样品(GSW 17401)为测试对象,通过应用火焰原子吸收法测定土壤镍含量,对其测量不确定度的来源、计算和结果表示等问题进行探讨。样品消解前处理产生的不确定度最大,标准曲线拟合测定溶液产生的不确定度其次。在测定中前处理和标准曲线拟合测定溶液应给予足够重视,以减小测量不确定度。
2010, 42(2):230-235.
摘要:采集不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物数量增加,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段。土壤微生物群落代谢功能分析表明:植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高,明显地与其他 3 个恢复阶段不同。总之,植被恢复使得土壤微生物数量增加,碳源平均利用率增强。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。
2009, 41(4):588-593.
摘要:运用网格法(1.0 km × 1.0 km)采集了长江三角洲某典型电子垃圾拆卸区38个土壤样品,分析了该地区17种土壤多氯联苯(PCBs)的总体残留特征。结果表明:研究区土壤PCBs污染以点源污染为主,其∑17PCBs的检出率为65.8%,检出范围在ND(未检出) ~ 152.8 μg/kg之间,平均含量为19.9 μg/kg ± 32.5 μg/kg,土壤PCBs的残留程度存在很大的差异,局部点位受到了严重污染。土壤中17种同系物又以3 ~ 5氯代化合物为主,三者占同系物总量的98.5%,其中PCB28、PCB77、PCB118含量高于其他同系物,分别为4.43、5.29 和 10.1 μg/kg。不同土地利用方式土壤残留量顺序为果园>水田>荒地>林灌>菜地。因此,该地区土壤PCBs污染问题不容忽视,应从源头控制,并加强修复管理,保障当地土壤的安全可持续利用。