模拟酸雨对土壤酸化和盐基迁移的影响

研究了中国南方主要酸性土壤类型在模拟酸雨影响下土壤酸化和其缓冲性能及盐基的迁移特征,结果表明,酸雨淋洗引起土壤pH降低,盐基离子淋失,随着酸雨溶液pH的降低,土壤酸化趋势加剧,盐基淋失量增加,红壤对酸雨的缓冲性能好于砖红壤,淋出液中K^ ,Na^ ,Ca^2 ,Mg^2 含量加上淋洗后土壤交换性K^ ,Na^ ,Ca^2 ,Mg^2_含量大于原土壤中交换性K^ ,Na^ ,Ca^2 ,Mg^2 总量,说明在酸雨淋洗下,土壤中某些矿物发生风化溶解,释放盐基进入土壤。     

植物乳杆菌发酵酸化水煮笋漂洗液的研究

利用从水煮笋漂洗液中分离的一株植物乳杆菌对水煮笋漂洗液进行发酵酸化处理,试验探讨了补充碳源和氮源对植物乳杆菌生酸的影响.经正交试验结果表明,于20 ℃温度条件下对水煮笋漂洗液接种酸化的适宜条件为:m(竹笋)∶m(水)=1∶1.5,w(植物水解蛋白)=0.1%,w(蔗糖)=2%,w(接种量)=2%.酸化18 h,漂洗液pH降至4.18,比自然发酵酸化大大缩短时间.     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

酸沉降对泰山土壤酸化的影响

以1980年代初全国第二次土壤普查期泰山6个土壤样点分析数据为基础,于2008年11月和2009年5月在1980年代全国土壤普查时相近采样点采集土壤样品,测定土壤酸度及交换性能等9项指标。通过对3个采样时期的土壤样品分析数据比较,中天门以上的高海拔采样点pH明显降低,而中天门以下较低海拔采样点pH变化不显著。与1980年代初土壤理化分析数据相比,近三十年后的土壤样品中,交换性Al3+含量明显增加,交换性H+显著提高,土壤盐基饱和度明显下降,各海拔高度采样点总体酸化趋势明显。对比2008年11月(雨季后)和2009年5月(雨季前)土壤分析数据显示,不同海拔高度采样点pH变化均不显著,在交换性Al3+和盐基饱和度方面呈现出低海拔采样点变化较小,高海拔采样点变化较大的现象,表明不同高度的土壤类型及酸沉降频率是影响土壤酸化程度的主要因素。     

生物炭对红壤中铅形态分布的影响

为了探究生物炭对铅污染土壤的修复作用,将玉米秸秆炭(CS)、花生壳炭(PS)和银杉木炭(SF)分别以1%,3%,5%的比例加入铅污染土壤进行淹水培养,在5,15,30和75 d时采样检测铅形态及土壤性质的变化.结果表明:加入生物炭(CS,PS,SF)培养后污染土壤pH值较对照分别上升0.43~1.32,0.45~1.01,0.33~0.72个单位值,有机质含量分别增加56.84%~277.89%,14.74%~92.63%,35.79%~128.42%,且都表现为随生物炭施用量的增加而增大.随着培养时间的增长,铅形态分布趋于稳定,酸溶态和可还原态含量下降,残渣态含量上升.添加CS,PS,SF后土壤中酸溶态铅含量与对照相比分别下降19.20%,17.55%,6.66%(平均值).生物炭添加后使铅的生物有效性显著降低,且其降低幅度随生物炭施用量的增加而增大.在生物炭添加量相同的情况下,玉米秸秆炭的修复效果最好.     

模拟酸雨对土壤化学及其蔬菜生长的影响

酸雨对陆生生态的影响往往是通过土壤肥力衰退而实现,在此过程中,盐基性元素的淋容和重金属元素的活化是最重要的。经研究发现,在酸雨淋洗的早期,土壤 pH 因盐基阳离子的释放而上升,但在继续淋洗之后,土壤 pH 值下降,土壤交换性盐基总量减少,表明了土壤酸化是不可避免的。从模拟盆栽试验和田间调查都表明,它将导致蔬菜生长不良,甚至死亡,这使得土壤对蔬菜作物的宜种度下降,最明显的是蕃茄不能生长或结果。土壤酸化还将导致土壤中重金属元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb 和 Al)的活化度增加,研究还表明。酸雨 pH 降至3.0时,中性与酸性紫色土都将在五年内发生酸化,而当酸雨 pH 值为4.0时,则必须十年以上雨量方可使土壤酸化。因此,可以认为,现代酸雨如重庆、贵阳等地方,将对土壤、植物、动物以至人类都是有危害的。     

不同施用量生物炭对绿豆镉吸收的阻控效应

探究不同施用量生物炭对不同生长期绿豆（Vigna radiata (L.) R. Wilczek）镉（Cd）吸收的阻控效果.通过盆栽试验,以Cd污染旱地土壤为基质,对其进行2.5%和5.0%（质量分数）的鸡粪生物炭添加处理,同时以无生物炭添加（0%）作为对照处理,所有处理均种植绿豆（生长周期为70 d）,探讨不同施用量的生物炭对结荚期和收获期的土壤pH、土壤Cd化学形态以及绿豆Cd吸收的影响.结果表明:生物炭添加降低了结荚期和收获期绿豆植株中Cd的富集,且植株地上、地下部分Cd吸收对不同剂量生物炭添加的响应存在差异.结荚期,不同施用量生物炭添加均显著降低绿豆植株根部Cd含量,添加2.5%生物炭对绿豆植株茎部Cd富集的阻控效应最强,而添加5.0%生物炭对绿豆植株叶片Cd富集的阻控效应最强;收获期,绿豆植株地上部分（叶、茎）的Cd含量表现为添加2.5%生物炭处理显著低于添加5.0%生物炭处理,植株地下部分（根）的Cd含量则表现为添加5.0%生物炭处理显著低于添加2.5%生物炭处理.生物炭添加改变了土壤中Cd化学形态的分布,显著降低了酸可提取态Cd的相对含量.在结荚期与收获期,添加5.0%生物炭的土壤其酸可提取态Cd的相对含量均最低,对同一处理不同生长期而言,添加2.5%生物炭的土壤中酸可提取态Cd占比减少的效果最显著,收获期降低幅度达26.68%.由此可见：在使用生物炭修复Cd污染土壤时,生物炭施用量、植物生长期和植物组织利用都应予以考虑.本研究结果可为农用旱地土壤污染治理与安全利用提供参考.     

培养条件下生物炭对红壤菜地土氨挥发和土壤性质的影响

本研究以南方酸性红壤菜地为供试土壤,利用密闭法室内培养模拟,研究了生物炭单独添加（B处理）或与尿素同时添加（BN处理）对土壤氨挥发、土壤化学性质和酶活性的影响.结果表明:与 CK 相比,生物炭单独添加处理（B）氨挥发量显著增加,如果同时添加尿素（BN）则氨挥发量更高.单独添加生物炭后,土壤pH值、EC值、CEC值以及脲酶活性和蛋白酶活性显著增加,但除CEC值外,其余指标B处理和BN处理间没有差异.相关分析表明,氨挥发与土壤pH值、EC值、脲酶活性存在显著正相关,与CEC值存在极显著正相关,与蛋白酶活性相关性不显著.在酸性土壤中施用生物炭要考虑氨挥发引起的氮素损失问题.     

石灰用量和培养时间对红壤镉形态转化的影响

石灰是酸性镉(Cd)污染土壤修复的主要钝化材料.通过室内培养试验,研究了石灰不同用量对镉污染红壤土壤pH、阳离子交换量和Cd赋存形态的影响,并探讨Cd形态间与土壤pH和阳离子交换量的关系.结果表明,与对照比,施用石灰显著提高了 土壤的pH和阳离子交换量,且随施入量的增加而效果明显.培养期间土壤Cd形态主要以可交换态为主...     

不同固废及其处理产物对黄骅港盐碱土的改良效果

【目的】探究不同固废及其处理产物对盐碱土的改良效果,促进固废消纳的同时为渤海湾盐碱地治理提供理论依据。【方法】以河北省沧州渤海新区黄骅港盐碱土为研究对象,通过土壤改良和盆栽试验,分析对照组(CK)、炉渣+煤矸石(S10、S50和S100)、生物炭(C10、C50、C100)和木醋液(V300、V100和V50)对土壤盐碱性状、养分状况和盐地碱蓬(Suaeda salsa)农艺性状的影响。【结果】各处理均可降低原始土样pH、可溶性盐总量和碱化度,同时提高土壤养分含量并促进盐地碱蓬生长,但是不同处理之间存在差异(P<0.05)。木醋液对土壤盐碱状况的改良效果最优,其中V300处理的土壤pH、可溶性盐总量、交换性钠离子和碱化度均最小,但土壤养分状况和盐地碱蓬生长状况不理想。炉渣+煤矸石虽然对土壤盐碱状况的改良效果最弱,但该处理下土壤有机质含量与盐地碱蓬生长状况优于其他处理;其中S50处理下土壤有机质含量及植物发芽率、发芽指数和生物量分别为13.05 g/kg、80.40%、47.75%和99.56 g,显著高于其他处理(P<0.05)。生物炭对土壤盐碱和养分状况的改良效果及对盐地碱蓬生长的促进效果居中。【结论】炉渣+煤矸石、生物炭和木醋液均具有一定降盐碱、提高土壤养分含量、促进盐地碱蓬种子萌发和植株生长的作用,且S50处理对土壤养分和盐地碱蓬生长的改善效果最优,可作为渤海湾黄骅港盐碱地改良措施。     

缓释性稀禾定除草剂微胶囊的研制

用原位聚合法制备脲醛树脂稀禾定微胶囊,并对单体量比、乳化剂种类、芯皮质量比以及酸化时间等因素对微胶囊的包埋率、表面结构、缓释性、粒径及其分布的影响进行了系统的研究.结果表明,当单体量比n(尿素)∶n(甲醛)=1∶2.0,采用自制复合乳化剂,芯皮质量比为1∶1.5,酸化时间3 h,可制得结构紧密、包埋率为30.6%、粒径分布均匀且平均粒径在2μm左右的球形缓释性固体微胶囊.     

生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响

生物炭不仅可以改良土壤理化性质,并且能够帮助土壤长期固碳从而减缓温室气体的排放。以江苏东台杨树人工林土壤为对象,设计4种生物炭添加量CK(0)、T1(40 t/hm²)、T2(80 t/hm²)、T3(120 t/hm²),探究生物炭及其季节动态变化对土壤理化性质、微生物量和碳源代谢的影响。结果表明:生物炭施入降低土壤含水率,却使得土壤pH升高; 生物炭导致土壤微生物量氮(SMBN)下降,并且SMBN具有明显季节动态变化,即冬春偏高、夏秋相对较低; 而生物炭没有明显改变土壤微生物量碳(SMBC),但SMBC季节动态变化明显。高浓度生物炭(T3)显著提高了微生物在Biolog平板上的AWCD(平均单孔颜色变化率),但对碳源代谢多样性影响不显著。主成分分析表明,相比不同的施炭处理,同一处理季节的差异更显著地影响了微生物碳源的代谢模式。     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

生物炭添加对污泥堆肥腐殖化和氨气排放的影响

近年来,市政污泥产量及无害化处置量均呈增加趋势,污泥堆肥技术成为研究与关注的热点,但传统堆肥中存在许多问题。为提高市政污泥堆肥腐殖化程度并减少氮素损失,通过好氧堆肥方法研究了添加生物炭对市政污泥堆肥腐殖质组分及氨气排放的影响。结果表明,在37 d堆肥中,对照（C1）、添加5%生物炭（C2）、添加10%生物炭（C3）3个处理均达到腐熟标准。与对照相比,生物炭添加延长了堆体高温时间1~4 d,提高了堆体pH和EC,对总有机碳、水溶性有机碳、富里酸分解更彻底;堆肥结束时,C2堆体腐殖化指数、胡敏酸占有率和胡富比均高于对照,腐殖化效果最好。氨气释放主要在高温期,累计释放量C1（178.43 g/m2）＞C3（151.28 g/m2）＞C2（134.97 g/m2）,堆肥结束C1、C2和C3总氮含量分别为11.67 g/kg 、13.48 g/kg和13.03 g/kg,添加生物炭有利于氮素保留。可见,生物炭在提高堆肥腐殖质稳定和减少氨气排放中具有良好效果,且5%添加量优于10%。     

油松林氮矿化随土壤有机物质量的变化特征

【目的】明确不同类型有机物对土壤氮素转化的作用机理。【方法】以山西太岳山油松林为主要研究对象,通过向表层土壤添加等碳量的叶、木屑和生物炭等有机物碎屑,采用顶盖埋管原位培养法,测定了各处理样地不同时期的土壤无机氮含量。【结果】添加木屑使土壤微生物氮含量明显降低了45.57%(P＜0.05)。各处理的土壤有机氮矿化过程表现出很强的季节性变化。添加叶、生物炭和木屑处理下,土壤硝态氮含量变化以2015年5月最为明显,分别比对照提高了63.59%、102.62%和102.90%(P＜0.05); 而添加外源有机物却降低了土壤中铵态氮的含量; 在添加生物炭、叶和木屑处理下,土壤有机氮的净化量分别为1.29、0.40、-3.47 mg/kg, 远高于对照样地的净化量(-20.74 mg/kg)。添加外源有机物在春季、秋季和冬季对土壤有机氮的硝化速率有明显的促进作用,却在夏季表现为抑制作用; 而氨化速率仅在冬季全部呈现为正值。【结论】在年际尺度上,生物炭对土壤氮矿化的促进作用较强,短期内木屑对土壤氮矿化的促进作用较强。     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异

为开发蚓粪资源化利用新途径和有效防控土壤重金属迁移风险,以牛粪源蚓粪(CV)为原材料制备蚓粪基生物炭(CVC),并将其施用于种植油麦菜的Cu/Zn污染土壤,研究蚓粪及其生物炭对油麦菜生长、Cu/Zn含量及土壤中Cu/Zn有效性变化的影响.结果表明:蚓粪及其生物炭施用均可有效促进油麦菜的生长并降低其可食部位和根系中的Cu/Zn含量,且以蚓粪生物炭5%添加水平下的阻控效果最佳;同时,蚓粪生物炭较之蚓粪可以更为有效降低土壤有效态Cu、Zn含量及其生物有效性系数,且5%蚓粪生物炭添加水平下对土壤中Cu/Zn有效性的降低效应更加明显.因此,可以利用蚓粪生产生物炭用于菜地土壤重金属污染迁移风险的有效阻控.     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

模拟酸雨淋洗下土壤化学和矿物风化特性的变化

经模拟酸雨处理不同紫色土而引起土壤化学和矿物变化的研究，发现模拟酸雨量对土壤交换性盐基影响更大，盐基离子流失次序为Ｃａ（２＋）＞Ｍｇ（２＋）＞Ｋ＋，而土壤酸度受模拟酸雨酸度直接影响更重。在模拟大量酸度强酸雨处理明显酸化的土壤上，铁、铝氧化物含量相对增加；粘土矿物中石英明显减少，晶体表面状况受到破坏。因此，重庆地区长期的酸雨必将影响到土壤的化学风化。     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。