紫色土黑麦草系统消纳沼液的潜力研究

为了研究紫色土黑麦草系统单季消纳沼液的潜力,采用盆栽试验研究沼液灌溉紫色土黑麦草系统后,对植物品质和土壤环境的安全影响。结果表明,沼液灌溉后,黑麦草的产量和品质明显提高,黑麦草中的重金属含量远低于国家标准限值;沼液灌溉能够提高土壤中的养分含量,高灌溉水平导致了土壤中Cd ,As的累积,但单季沼液灌溉不会超过国家土壤环境质量标准。在保证牧草和土壤环境安全的前提下,紫色土黑麦草系统沼液单季灌溉量应控制在1584 m3／hm2以内。     

水-沼液一体入渗特征分析

为探明水-沼液一体灌溉模式对作物根区土壤水分环境的影响,通过水平和垂直土柱入渗试验,探求不同沼液浓度、土壤容重和入渗水头对入渗特征的影响.结果表明:在相同时间内,土壤容重为1.40g/cm3处理的累积入渗量均小于1.35g/cm-3处理,但所有处理的累积入渗量均随沼液浓度的增大而减小;垂直土柱入渗试验中4cm水头单位时间累积入渗量及土壤剖面含水率均高于2cm水头处理;不同处理土壤水扩散率及各剖面土壤含水率均呈现CK1∶41∶21∶1BL.通过对数据进行拟合分析,发现指数函数能较好地描述不同土壤容重和沼液浓度的土壤水扩散率;Kostiakov入渗模型能够准确描述垂直入渗试验中不同沼液浓度、土壤容重和入渗水头对累积入渗量的影响,其入渗系数随沼液浓度的增大逐渐减小,而入渗指数则随沼液浓度的增大逐渐增大.     

咸水滴灌对土壤盐分分布、棉花生长和产量的影响

通过大田试验研究了不同滴灌方式下利用咸水灌溉对土壤水盐分布和棉花生长与产量的影响。研究表明，随着咸水浓度的增加，土壤含水量和土壤盐度升高。受到土壤水分分布和运移的影响，地下滴灌处理土壤盐分表聚程度较地表滴灌方式要轻；但在20~40cm出现了盐分累积现象，表明土壤盐分的运移和分布与滴灌的埋深密切相关。棉花干物质积累量随着灌溉水矿化度的升高而降低，棉花作为耐盐作物，利用3.62dS/m的微咸水进行灌溉，对棉花干物质积累量影响不大。6.71dS/m咸水灌溉处理的籽棉产量显著地低于0.33dS/m，而3.62dS/m咸水灌溉处理则对棉花产量影响并不显著，表明利用较低浓度的咸水对棉花进行灌溉，对棉花产量影响不大。     

蔬菜废弃物沼液施肥效果研究

为探究蔬菜废弃物沼液的资源化利用途径，推进化肥减量，按照等氮量原则进行盆栽施肥实验.采用沼液部分替代化肥以及单独施用不同体积的沼液，对白菜品质和土壤性质的变化进行研究.实验结果表明：(1)当沼液部分替代化肥时，75%沼液+25%化肥结果最优，白菜产量与仅浇水和仅施化肥的处理组相比分别提高了112.54%和44.86%;当单施沼液时，沼液用量为1.5倍氮的结果最好，白菜产量与单独使用化肥相比产量提高了33.21%;(2)沼液在改善土壤质量方面具有潜力，可有效提高土壤pH、增加土壤总氮和有机质含量.     

沼液-土壤-蔬菜系统中重金属变化特征

以沼液-土壤-蔬菜系统中重金属为对象,研究系统中重金属含量、相关性及其富集能力,确定重金属的变化规律。结果表明:土壤和蔬菜中重金属Ni、Zn、Cd和Pb含量超过国内标准限值,土壤中有机质含量与Cu、As、Mn、Co、Ni、Pb和Zn含量成正相关,土壤pH与Cu、As、Cr和Cd含量成正相关,蔬菜中Co-Cu、Ni-Co、Ni-Cu和Zn-As间显示了显著相关性,表明蔬菜对重金属吸收表现出了协同作用,重金属富集系数从大到小排序为Cd、Zn、Cr、Pb、Mn、Cu、Ni、Co和As。蔬菜的富集系数从大到小排序为苋菜、空心菜、马兰头、大蒜、葱和田菜,叶菜的富集系数较大,表明叶菜利于土壤中重金属迁移,研究结果可以为沼液灌溉农田的重金属防控提供科学依据。     

高产棉田植株生理指标动态变化研究

通过对148团高产棉田高产群体叶面积指数、干物质积累、叶面积载荷量及叶绿素含量进行量化研究,试验结果表明高产棉花最大叶面积指数为3.9-4.4,不宜超过4.5,干物质积累速度要快、积累量要大、后期积累速度下降较缓慢,这样有利于高产的形成;叶面积载荷量的提高不仅提高了亩铃数也提高了单铃重,可以用叶面积载荷量来反映棉花库容和叶源之间的关系;高产棉田在开花-盛铃期叶绿素含量要高,保持在2mg/g左右,然后平稳下降,初絮期要保持较高的叶绿素含量,使其叶片功能期较长,不易早衰,才能更多地利用光能合成干物质,形成更多的经济产量。     

施用沼液对农林土壤生态系统影响的研究进展

目前,沼液排放量逐年增加,对农林土壤的影响也在增大,笔者就施用沼液对土壤的影响研究现状进行了综合分析,总结归纳施用沼液对农林土壤理化与生物学特性的影响及其机制。认为:①适当沼液施用条件下农林土壤动物、微生物的数量,全氮、全钾、全磷、速效氮、速效磷和速效钾的含量都有所提高; ②土壤的理化性质和结构及施用沼液的质量浓度、用量、使用时间都是影响农林土壤生态系统的重要因素; ③施用沼液可能增加土壤重金属含量,不同土层各种重金属含量增加程度不一; ④不同的沼液处理方式、发酵时间,对农林土壤的重金属积累、土壤动物的影响各异,稀释后的沼液比原沼液灌溉土壤更易造成Cd、Cu的积累,新鲜沼液比陈放沼液对土壤动物的抑制作用更明显。因此,施用沼液是资源可持续循环利用的重要途径之一,合理施用沼液不仅可以提高农林土壤生产力,也可以保护生态环境; 同时,因土壤生物学特性、理化性质等不同,长期施用沼液对不同类型农林土壤的影响结果有所不同,尤其对土壤生态系统的生物学与生态学的过程与机制尚不清楚。在研究施用沼液对农林土壤的影响及其响应机制过程中,一方面要做2 a甚至更长时间的定位观测与分析; 另一方面要考虑不同处理沼液的理化性质以及实验土壤的理化和生物学特性的差异,深入探究沼液内含物在土壤中的迁移、转化过程以及吸附作用,以达到长期维持土壤生产力的目的。     

不同氮肥水平下紫苏生长的动态规律

采用田间试验定期采集紫苏样品,测定株高、叶面积、各器官干物质累量和分配情况,研究了不同氮肥水平下紫苏叶片生长和干物质积累与分配动态规律。结果表明,不同氮肥水平下紫苏株高、叶面积、干物质积累和分配动态相似,株高和干物质积累动态符合Logistic生长曲线方程,呈现“慢—快—慢”生长趋势,出苗后70-80 d出现株高增长高峰,高氮处理（N20,N15,N10）紫苏株高最大增长速度出现的时间较早、速度较快;出苗后80-100 d全株干物质积累速度最快,N5,N10处理,紫苏全株干物质积累量较高,最大干物质积累速度出现的时间较早,速度较快;出苗后100 d,紫苏叶面积大小和增长速度均达到最大值,N10和N5处理紫苏叶面积大小和增长速度明显高于其它处理;不同氮肥处理紫苏各器官干物质分配没有明显的区别。本试验条件下,紫苏施N量以75-150 kg·hm^-2较为适宜。     

高产棉田植株生理指标动态变化研究

本试验通过对148团高产棉田高产群体叶面积指数、干物质积累、叶面积载荷量及叶绿素含量进行量化研究,试验结果表明高产棉花最大叶面积指数为3.9~4.4,不宜超过4.5,干物质积累速度要快、积累量要大、后期积累速度下降较缓慢,这样有利于高产的形成;叶面积载荷量的提高不仅提高了亩铃数也提高了单铃重,可以用叶面积载荷量来反映棉花库容和叶源之间的关系;高产棉田在开花-盛铃期叶绿素含量要高,保持在2mg/g左右,然后平稳下降,初絮期要保持较高的叶绿素含量,使其叶片功能期较长,不易早衰,才能更多地利用光能合成干物质,形成更多的经济产量。     

土壤含盐量对土壤某些物理性质及棉花产量的影响

研究表明,盐渍土壤的最大裂缝宽度、平均裂缝宽度和土壤裂缝斑块的平均面积与土壤含盐量有极显著的线性。土壤表面最大裂缝宽度与土壤含盐量呈曲线正相关,平均裂缝宽度与土壤含盐量呈线性正相关;土壤裂缝斑块的平均面积与土壤含盐量呈半对数负相关关系。调查分析表明,土壤含盐量对棉花生长发育影响十分明显,当土壤中Na 的含量达200mg/kg时,危害开始显现,表现为棉花发芽率降低,棉花植株矮小,棉花进入生育期后,结铃少、单铃重轻,造成棉花的产量低下;当土壤的含盐量达到12g/kg时,棉花虽然可以成活,但是不能形成产量;当土壤的含盐量达到15g/kg上时,棉花种子不能发芽。     

盐生植物盐芥耐镉、铜和铅胁迫响应的比较研究

通过盆栽试验,比较分析了盐芥在Cd、Cu和Pb胁迫下盐芥幼苗生物量、重金属含量及富集系数等生理指标,以期探讨是否具有重金属超富集特性．结果表明,随着Cd、Cu和Pb处理浓度升高,盐芥的根长及干物质重量均显著下降,MDA均显著升高．与Cu和Pb相比,Cd处理浓度较低,盐芥受害最严重．Pb处理浓度最高,盐芥受害症状最不明显,说明盐芥对Pb具有一定的耐性．从盐芥对三种重金属的累积量来看,盐芥对Cd具有一定的累积作用,但在高浓度下（130mg‘kg。）很难存活,在Cu和Pb胁迫下能够完成正常的生活周期,但对Cu和Pb并不累积．所以盐芥对Cd污染土壤的修复具有一定的潜力,但不适宜用于Cu和Pb污染土壤的修复．     

污泥堆肥对园林植物生长及重金属积累的影响

采用盆栽土培试验的方法,研究了污泥堆肥土地利用对高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)和万寿菊(Tagetes erecta)生长及重金属积累特性的影响.结果表明,施用污泥堆肥可显著提高土壤中Zn,Cu和Pb重金属的含量,高羊芧和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为0～10%和0～5%时,植物生物量、株高及总氮、总磷的吸收均随污泥堆肥施用比例的增加而增加,2种植物对Zn均表现出比Cu更强的富集能力,其次是Cr,Ni,而对Cd,Pb的富集能力最低,就不同植物对同种重金属吸收而言,高羊茅对Zn,Cu,Cr和Ni的富集能力显著高于万寿菊,综合分析认为,高羊茅和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为10%和5%时,对污泥混配土壤中的重金属尤其是Zn和Cu的去除效果最佳.     

沼液施肥对滨海盐碱地土壤性状的影响

【目的】分析沼液对滨海盐碱土土壤性状的影响,以及改良土壤的生产应用效果。【方法】在江苏省东台市选择滨海盐碱土,设置了大田周年3茬沼液肥种植试验,沼液喷施和浇施总量分别为0(CK)、65、101、138、175、211和260 m³/hm²,并种植花椰菜以验证土壤性状改良效果。【结果】对滨海盐碱土壤施用适量的沼液(65～268 m³/hm²),土壤pH从8.45降至7.90左右,EC值也从478 μS/cm降至150 μS/cm左右,土壤有机质从1.5 g/kg升至约2.0 g/kg。土壤全氮和有效磷含量也得到较好保持或恢复。改良土壤上的花椰菜生长状况良好,与CK处理相比,花椰菜产量增加、品质提高:不同施用方式下,花椰菜产量存在差异,单茬浇施用量为每小区25.2 L(84 m³/hm²)时,产量最高可达29 236.5 kg/hm²; 单茬喷施用量为每小区31.2 L(104 m³/hm²)时,产量最高可达23 628.0 kg/hm²。另外,施用沼液后,对花椰菜可溶性糖和Vc含量提高具有明显促进作用。【结论】沼液可以改良滨海盐碱土壤性状,有助于降低土壤的pH和EC值,改善土壤的酸碱度,提高或恢复土壤的肥力。沼液可以代替常规肥料用于盐碱地花椰菜的生产,浇施沼液效果好于喷施,单茬沼液的理想施用量范围为84～104 m³/hm²。     

不同基因型冬小麦花后干物质的累积、转运及氮动态变化研究

采用田间小区试验,研究了2个不同基因型冬小麦(小偃22号和小偃6号)对花后不同营养器官干物质的累积与转运、收获指数及籽粒灌浆过程中茎、叶、颖壳、籽粒的全氮含量的动态变化。结果表明:茎、叶干物质的积累量,从开花期到成熟期一直呈下降的趋势;穗干物质的积累量,在开花期和灌浆期,随着施氮量的增加均呈升高的趋势;灌浆期到成熟期无明显趋势。开花期,不同干物质转运量在不同器官中的分配为"茎叶穗";冬小麦不同器官转移的干物质对子粒的贡献叶片最大,其次是茎,穗部最小;施氮处理下,收获指数显著高于不施氮处理。在籽粒灌浆过程中,全氮含量在茎、叶、籽粒中呈先降低后升高的趋势,而颖壳中的全氮含量呈"降低—升高—降低"的趋势;冬小麦不同器官全氮含量为茎颖壳叶籽粒,施氮量在150 kg/hm2处理下,冬小麦各器官全氮含量保持较高水平。试验中选用的2个基因型冬小麦品种,小偃22号干物质的积累量、收获指数显著高于小偃6号;施氮处理下,小偃22号不同器官的干物质转运量、干物质转运率和干物质对籽粒的贡献率都显著高于小偃6号。小偃22号具有较高的氮素吸收能力。     

北疆高产棉花干物质积累的模拟

研究了北疆高产棉花（皮棉１８００ｋｇ·ｈｍ－２）干物质积累的过程,结果表明,棉花干物质积累过程可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线方程表达;根据干物质积累规律,把干物质积累速率曲线上的两个特征点之间的区域称为干物质积累的“关键时期”,通过计算,干物质积累的关键时期出现在７月上旬至８月中旬,这时玛河流域棉区棉株生长正处于花铃期,从而为加强花铃期田间管理提供了依据。在高密度条件下,地上部总干物质、茎叶干物质积累的最快时期提前出现,关键时期有提早趋势。     

武汉市某工业用地土壤重金属污染状况分析与评价

为研究土壤重金属的污染状况,从武汉市某工业用地土壤中采集26份样本检测分析了其Cu、Zn、Cr、Pb、Mn和Co元素含量.结果表明：土壤整体呈pH中性,土壤中的有机质含量偏低.表层（0～20cm）和次表层（20～50cm）土壤中重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Mn、Co含量分别为27.08,198.68,67.95,18.72,525.50,69.44 mg/kg;和25.82,210.19,65.68,19.67,528.99,68.92 mg/kg.以湖北省土壤背景值为评价标准,该工业用地土壤重金属主要污染为Co,其次是Zn,该工业用地属于重金属重度污染.     

植物修复重金属-有机物复合污染河道疏浚底泥的研究

针对目前国内普遍存在的排污河道污染问题,通过盆栽试验研究了玉米、印度芥菜、超积累油菜、紫花苜蓿在施用不同配比的排污河道疏浚底泥上对重金属-有机物复合污染的修复情况及超积累的机理.结果表明,随着底泥配比的增加,植物发芽率的抑止程度也增加;适应底泥中高浓度复合污染的植物,底泥施用能促进其生长,提高植物体内的叶绿素含量.植物体内积累的重金属Zn、Pb、Cd以生长在底泥与土壤比为2:1的印度芥菜为最大,分别为1 521 mg/kg、453 mg/kg和11.7 mg/kg;Cu、Ni积累量以生长于底泥中的玉米为最大,分别为128 mg/kg和89.1 mg/kg.在本实验条件下,底泥中有机物以种植玉米的底泥为最大,为76.89%.通过环境扫描电子显微镜及配套的能谱分析发现,重金属在植物体内的聚集存在;经X荧光光谱仪和X射线衍射仪分析,确证了配合体之间及重金属和配合体相互形成架桥而聚集成团,形成重金属结合物积累在植物体内,且在植物根部发现积累了Cu的有机氯化物.种植前后底泥的X射线衍射对比表明,种植后重金属的晶格结构和存在形态发生了变化.     

海泡石修复重金属Pb、Zn、Cd复合污染的土壤

为研究海泡石对重金属Pb、Zn、Cd复合污染土壤的修复效果,通过盆栽实验,分析了海泡石对植物生物量,植物体内重金属浓度、P浓度以及土壤中重金属形态的影响。结果表明：重金属污染土壤中添加海泡石可显著促进玉米的生长及玉米对P的吸收,抑制土壤对重金属Pb、Zn、Cd的吸收。海泡石可显著降低土壤可交换态重金属浓度,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机物结合态和残渣态重金属浓度,从而抑制植株对重金属的吸收,有效阻隔重金属在土壤-植物系统内的迁移。该物质具有较大的比表面积和较强的吸附能力,对重金属离子的吸附属于表面络合吸附和离子交换吸附,对重金属复合污染土壤具有较好的修复效果。     

土壤-植物系统重金属镉、锌生物有效性的数学模型评价

植物对土壤中重金属的吸收是一个非线性的过程.由于土壤和植物参数测定具有相当难度,经验模型而非理论模型常被用于评价和预测土壤—植物系统中重金属的生物有效性.在已发表的文献中,弗兰德利希模型(Freundlich typemodel)已被一些学者实际应用于预测和评价植物对土壤中重金属的吸收.重金属的生物有效性与土壤中重金属的总量、pH和有机质含量具有极为密切的关系.然而,对同时建立于上述3个参数的重金属生物有效性的数学评价模型的实际应用还未得到验证.为此,在对已发表文献的数据进行分析的基础上,采用多元回归的方法,建立了基于土壤重金属全量、pH和有机质含量为参数的重金属生物有效性评价模型.实际分析表明,虽然模型中各参数的系数因土壤类型、气候和作物种类而不同,两模型均能很好地评价和预测作物对土壤重金属镉的吸收.与弗兰德利希模型相比较,所建数学模型能更精确地评价土壤—植物系统中重金属锌的生物有效性.     

施肥量对烟田土壤氮素供应及烟叶产质量的影响

通过田间试验研究了肥料施用水平对烟田土壤氮素供应、烟株生物学性状和体内物质累积、养分吸收及产质量的影响.结果表明:氮肥施用水平明显影响到烟株生长初期根系生长密集区域土壤的无机氮供应状况.氮肥施用水平愈高,团棵时根系生长密集区域土壤无机氮供应也愈多.但烤烟根部以及整株的干物质积累在一定的施氮量范围内,随着施氮量增加而增加;但施肥量过多对烟株生长前期的根部以及整株体内干物质积累有一定的抑制,而后期则表现出促进.打顶前烟株体内氮、磷、钾养分的累积在不同施氮量处理间无明显差异,而在打顶后总体上表现出随施肥量增加而增加的趋势,但不同施肥量间增加幅度存在较大的差异.在适宜施氮量及其以下时,烟株打顶后体内的氮素累积量与打顶时相比增幅不大,而过高的氮肥施用水平会导致烟株生长后期体内有过多氮的积累,致使中、上部叶片变厚、叶片扩展不好,而不利于烟叶质量的提高.综合衡量,在本试验条件下,施肥量以纯氮75 kg/hm2为宜.