施用生物炭对菜地土壤氮素损失影响的模拟

为了探究施用生物炭对节肥稳产及减少种植过程氮损失的作用,应用DNDC模型对施用生物炭并减少施肥量条件下的山东金乡大蒜/辣椒套作模式进行了作物产量及氮损失的模拟,并对影响作物产量和氮损失的因素进行参数敏感性分析.结果发现:DNDC模型能较准确地模拟出施用生物炭并减少施肥量后的作物产量,表明DNDC模型在模拟施用生物炭方面...     

生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。     

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.     

生物炭制备技术及生物炭在生态环境领域的应用新进展

生物炭具有致密的孔隙结构、巨大的比表面积和丰富的表面官能团等特点,是一种环境友好的吸附材料。近几年,生物炭在生态环境方面的应用优势逐渐凸显。本文在生物炭相关应用文献的计量分析基础上,重点总结了近年(2016年—2020年)生物炭的主要制备技术,及生物炭在污染物去除、土壤改良和温室气体减排等领域应用的新进展。     

温室效应与全球变暖

近百年来全球平均气温呈现上升趋势,而近年来这种趋势更加明显。全球变暖已是不争的事实。然而究竟是什么引起全球变暖,目前还没有一个彻底的说法。本文从温室气体的温室效应入手,首先具体地比较了不同气体的温室效应,然后说明它们造成的全球变暖程度。最后提出海洋变化对全球变暖的影响要超出人们的预测,是全球变暖不可忽略的一个重要因素。     

生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

温室效应与气候变化及人类活动的关系

气候变化是全球变化研究的核心问题和重要内容．本文在对温室效应理论简介的基础上分析了人类活动、温室效应增强与气候变化之间的复杂作用机理,结合前人研究得出如下结论：温室效应并不都是负面影响,温室效应是地球上生命赖以生存的必要条件,而人类活动引起温室效应增强造成的气候变化将对全球环境带来重大影响;气候变化是指气候指标的平均状态和离差以及概率三者中的一个或两个、三个出现了统计意义上显著的变化;人类活动对温室效应的影响是十分复杂的,既有增强的效应也有减弱的效应;人类活动是造成近百年全球气候变暖的主要原因;气候需要精心呵护,人类共同努力可以有效地控制气候的变化．人类并不是对温室效应增强、气候变化无能为力．     

沼液与生物炭联合施用对杨树人工林土壤甲螨密度的影响

沼液作为一种有机肥，富含多种营养元素及氨基酸、腐殖酸、吲哚乙酸等物质，能有效提高土壤肥力，减少化肥投入。生物炭是生物质经高温裂解产生的化学性质稳定的高度芳香化富碳固体物质，能缓释沼液的养分。采用沼液与生物炭混施杨树人工林，探讨土壤动物优势类群甲螨（oribatida）个体密度的响应，为进一步深入了解土壤动物及其生态过程，以及人工林的科学经营提供参考。     

施用生物炭和复合肥对桢楠生长及养分吸收的影响

为促进生物炭在林业生产中的科学应用,采用野外林地试验,设置不施肥(CK)、施用复合肥200 g (F)、稻壳生物炭300 g (RB)、木屑生物炭300 g (WB)、稻壳生物炭300 g+复合肥200 g (RBF)、木屑生物炭300 g+复合肥200 g (WBF)等6种施肥处理,探究不同处理对桢楠(Phoebe zhennan)生长和养分吸收的影响。结果表明：与不施肥处理相比,单施稻壳生物炭能显著增加桢楠的叶面积,促进叶对N的吸收;单施木屑生物炭能显著增加桢楠株高增长量、根生物量和叶面积,显著促进叶对N、P的吸收和根对K的吸收,但显著抑制茎对P的吸收。与单施复合肥处理相比,稻壳生物炭与复合肥配施能显著增加桢楠株高增长量、叶面积,促进叶对N的吸收;而木屑生物炭与复合肥配施能显著增加桢楠茎生物量、叶面积,促进根对K的吸收,但显著抑制茎对N的吸收。综上,单施木屑生物炭、木屑生物炭与复合肥配施在一定程度上能促进桢楠的生长和养分吸收,可作为桢楠造林的备选基质。     

外源有机酸协同生物炭对土壤微量元素的影响

为未来改善生物炭和有机酸共存的土壤营养状况提供参考依据,有必要探究生物炭和有机酸共存对土壤中微量元素的影响。以玉米秸秆为原材料制备生物炭,采集不同深度的黄棕壤,选择柠檬酸和苹果酸这2种酸进行试验,除对照外共设置8个不同处理方式,分别是不施加或施加生物炭的表土加柠檬酸处理、不施加或施加生物炭的表土加苹果酸处理、不施加或施加生物炭的底土加柠檬酸处理和不施加或施加生物炭的底土加苹果酸处理。结果表明：（1）与对照组相比,施加2种有机酸增加了土壤中的铁和锰的溶出,且柠檬酸处理的土壤溶液中的铁和锰含量高于苹果酸处理;（2）由于底土和表土存在理化性质的差异,影响了铁和锰的溶出量,底土溶液锰的溶出量高达0.34 mmol/L,而表土溶液铁的溶出量高达0.7 mmol/L;3）2%的生物炭没有完全阻碍两种有机酸对微量元素的溶出。结论 有机酸可以活化土壤中的铁和锰,其活化效果与有机酸种类、浓度、金属、土壤酸碱度有关,且生物炭的施加对阻碍有机酸活化土壤中微量元素的能力有限。     

氮肥污染的危害

化肥在现代农业生产中发挥着重要的作用,其中以氮肥的使用量最大,过度使用现象普遍严重,从而引发了环境污染问题,诸如土壤退化、温室效应加剧和生物多样性衰减等。综述了我国化肥的使用和氮肥对土壤、大气、水体和森林生态系统的影响;同时,结合实验室近年来的研究结果,概述了氮肥污染对两栖动物的影响。氮肥对花背蟾蜍受精卵的孵化、蝌蚪的生长发育、变态以及幼体具有严重的危害,揭示氮肥引起的水体污染是引起两栖动物种群衰减的一个重要因素。     

人类影响引起全球变暖的证据

 按照归因分析的研究方法和工具,综述了近些年有关人类影响引起全球变暖证据的科学研究成果。利用全球气候模式考虑人类影响,采用指纹法检测和归因证实,发现人类影响几乎肯定是引起近百年特别是近50年全球变暖的主因。地球系统5个圈层（大气、海洋、陆地、冰雪、生物）与全球变暖有关的证据,如热浪增加、寒潮减弱、低层大气变暖、陆地和海洋变暖、受海水热膨胀和冰融化引起全球海平面上升、冰雪和永冻土融化加速、海洋酸度增加、植物生长季延长等,都与人类影响有密切联系。     

Fingerprints of global warming on wild animals and plants

Over the past 100 years, the global average temperature has increased by approximately 0.6 degrees C and is projected to continue to rise at a rapid rate. Although species have responded to climatic changes throughout their evolutionary history, a primary concern for wild species and their ecosystems is this rapid rate of change. We gathered information on species and global warming from 143 studies for our meta-analyses. These analyses reveal a consistent temperature-related shift, or 'fingerprint', in species ranging from molluscs to mammals and from grasses to trees. Indeed, more than 80% of the species that show changes are shifting in the direction expected on the basis of known physiological constraints of species. Consequently, the balance of evidence from these studies strongly suggests that a significant impact of global warming is already discernible in animal and plant populations. The synergism of rapid temperature rise and other stresses, in particular habitat destruction, could easily disrupt the connectedness among species and lead to a reformulation of species communities, reflecting differential changes in species, and to numerous extirpations and possibly extinctions.     

施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO^3-₄)及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%; 随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO^3-₄的淋失量反而增加,TN、NO^-₃-N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH⁺₄-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用

将环境中越来越多的废弃物变废为宝,一直是人们研究的热点和难点。本文利用廉价生物质废弃物,采用微波热解制备出了具有高吸附性能的生物炭,并采用富集培养方法,从垃圾填埋场中筛选出一株除臭细菌Pl-1, 经16s rDNA鉴定为壤霉菌。在此基础上,采用载体结合法将除臭菌吸附固定在生物炭上,开展了垃圾堆肥生物炭除臭增效技术研究。结果表明,微波热解制备生物炭具有快速、均匀和高效的优点,制备的生物炭不仅可以吸附污染物,而且通过固定除臭细菌Pl-1对垃圾堆肥中恶臭物质NH3和H2S的去除效率可达 81.6%和90.2%,堆肥产品的肥效与生物炭施用量密切相关,具有低剂量刺激高剂量抑制的现象,其中, 堆肥微生物呼吸强度剂量效应关系方程为Y=-0.018X2 0.6655X 5.0723。     

Impacts of external forcing on the 20th century global warming

The impacts of external forcing,including natural and anthropogenic,on the 20th century global warming were assessed with the use of the Grid Atmospheric Model of IAP/LASG Version 1.1.0,fol-lowing the standard coordinated experiment design of the Climate Variability and Predictability(CLIVAR) International Climate of the Twentieth Century Project(C20C) ,Phase II. The results indicate that external forcing plays an important role in the evolution of the land surface air temperature on in-terannual,decadal,and interdecadal time scales,and contributes greatly to the global warming in the following two periods:the early twentieth century between the 1910s and the 1940s and the late twen-tieth century after the 1970s. External forcing also has strong impact on the regional temperature change during the two warming periods except for parts of the Eurasia and the North America conti-nents. In the cooling period,however,the impact of internal variability is dominant.     

水稻生产氮肥需要量与利用率试验研究

通过中稻氮肥效应试验,结果表明:在所设处理中,随施氮量的增加,水稻产量增加,并获得了氮肥效应函数方程Y=-0.65 X2+24.88 X+443.1.通过对植株吸氮量和氮肥利用率的比较,表明当地施氮水平(每667m2施纯氮10kg)的氮肥利用率较高,净产值和产投比较大,能增加稻谷产量和产值,适合当地当前中稻生产实际.     

发展稻田板地菜的实验

为解决农村增收,提高冬闲时节田间的收益及培肥地力,探讨了在斗门区发展稻田板地菜的可行性及种植方式、关键措施。     

施氮对老芒麦种子产量及其构成因子和种子活力的影响

以老芒麦为实验材料,通过春季和秋季不同的施肥处理,探讨了施氮对其种子产量及其构成因子和种子活力的影响.结果表明,施氮对老芒麦种子产量影响显著.春秋分次施氮350kg/hm2的处理,种子产量最高为1059kg/hm2,与春季一次性施氮150kg/hm2(种子产量967kg/hm2)、秋季一次性施氮150kg/hm2(种子产量1008kg/hm2)的处理差异不显著.通过发芽试验得出:春秋分次施氮250kg/hm2种子发芽率、种苗长达最大值;春秋分次施氮350kg/hm2种子活力指数、发芽指数达最大值.     

Effects of nitrogen ion implantation on Ca2+ concentration and membrane potential of pollen cell

The effects of low energy nitrogen ion implantation on Ca²⁺ concentration and membrane potential of lily (lilium davidii Duch) pollen cell have been studied. The results showed that the Ca²⁺ concentration was increased when pollen grain was implanted by nitrogen ion with energy 100 keV and dose 10¹³ ions/cm². However, the increase of Ca²⁺ concentration was partly inhibited by the addition of Ca²⁺ channel inhibitor depending on dose. And nitrogen ion implantation caused depolarization of pollen cell membrane potential. In other words, membrane potential was increased, but the effect decreased by adding Ca²⁺ channel inhibitor. However, it was still significantly higher than the membrane potential of control cells. It was indicated that the depolarization of cell membrane potential opened the calcium channel on the membrane that caused the increasing of intracellular calcium concentration. This might be an earlier step of the effect of low energy nitrogen ion implantation on pollen germination.