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不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度和土壤pH缓冲容量的影响

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土壤通报 2022年第4期53卷 821-827页

作者：黄清扬徐仁扣俞元春南京林业大学生物与环境学院南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 江苏南京210008 柳州市自来水有限责任公司广西柳州545006

【目的】明确不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良和土壤pH缓冲容量的提升效果。【方法】将不同添加量的油菜秸秆炭分别与两种酸性红壤混合,然后进行室内培养试验,测定培养实验前后土壤pH、pH缓冲容量、土壤交换性盐基离子... 详细信息

【目的】明确不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良和土壤pH缓冲容量的提升效果。【方法】将不同添加量的油菜秸秆炭分别与两种酸性红壤混合,然后进行室内培养试验,测定培养实验前后土壤pH、pH缓冲容量、土壤交换性盐基离子和土壤交换性酸。【结果】添加油菜秸秆炭显著提高了土壤的pH、pH缓冲容量、交换性盐基离子含量,显著降低了土壤交换性酸含量。说明添加油菜秸秆炭不仅可以改良红壤酸度,还能提高红壤的抗酸化能力,因而可以减缓土壤的复酸化。生长在碱性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良效果和对土壤pH缓冲容量的提升效果均优于生长在酸性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭,在5%添加水平下,前者使湖南红壤pH相比对照提高37.4%,后者使该土壤的p H提高22.4%;相应地,2种生物质炭分别使该土壤的pH缓冲容量分别提高41.4%和37.3%。2种油菜秸秆炭对红壤pH和pH缓冲容量的提升效果与其碱含量和表面官能团多少相一致。【结论】碱性土壤上生长的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤具有更好的改良效果。

关键词：秸秆生物质炭酸性红壤土壤酸度 pH缓冲容量

铁铝氧化物–层状硅酸盐矿物互作对Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)吸附的影响

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土壤 2023年第6期55卷 1306-1315页

作者：徐海蓉洪志能徐仁扣俞元春南京林业大学生物与环境学院南京210037 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

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... 详细信息

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。

关键词：针铁矿–蒙脱石复合体表面性质重金属吸附

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杉木木荷混交对土壤养分和酶活性的影响

江西农业大学学报 2023年第3期45卷 517-525页

作者：孙沉沉王自强潘畅宋雅琦俞元春南京林业大学生物与环境学院/南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】研究杉木木荷混交对土壤肥力的影响。【方法】以23年生杉木(Cunninghamia lanceolata)-木荷(Schima superba)混交林、杉木纯林和木荷纯林3种林分类型为研究对象,分析了不同土层(表层:0~20 cm、下层:20~50 cm)土壤pH、土壤养分(... 详细信息

【目的】研究杉木木荷混交对土壤肥力的影响。【方法】以23年生杉木(Cunninghamia lanceolata)-木荷(Schima superba)混交林、杉木纯林和木荷纯林3种林分类型为研究对象,分析了不同土层(表层:0~20 cm、下层:20~50 cm)土壤pH、土壤养分(有机碳、全氮、速效氮、有效磷、速效钾)和土壤酶活性(蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶)的变化及其之间的关系。【结果】(1)3种林分类型土壤养分因子和酶活性含量基本呈现明显的“表聚”现象。0~20 cm土层,混交林的土壤全氮、速效氮、速效钾含量均显著高于杉木纯林(P<0.05),分别比纯林提高66.67%、44.32%和8.25%;混交林土壤中脲酶活性较杉木纯林显著提高1.99%。(2)20~50 cm土层,混交林的土壤全氮含量显著高于杉木纯林,比纯林提高64.86%;混交林土壤脲酶活性相比杉木纯林显著提高18.58%(P<0.05),蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性分别增加了50%、14.42%和4.92%。(3)相关分析显示,土壤蛋白酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮和有效磷均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】整体来看,杉木木荷混交林不仅能显著提高表层土壤养分还能显著提升下层土壤全氮的含量,说明杉木木荷混交林营林模式是缓解杉木人工林土壤肥力衰退的有效措施,且土壤酶活性与土壤养分之间关系密切,在提升土壤肥力方面发挥重要作用。研究加深了对杉阔混交林造林缓解土壤退化机理的认识,为杉阔混交林营造和杉木可持续经营提供了科学依据。

关键词：杉木木荷混交林土壤养分土壤酶活性

吲哚乙酸对周丛生物去除水体中氮磷的影响及机理

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中国农业科技导报 2022年第3期24卷 204-209页

作者：孙沉沉马兰吴永红俞元春南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学生物与环境学院南京210037 中国科学院南京土壤研究所南京210008

为探究吲哚乙酸添加的先后顺序和质量浓度对周丛生物去除水体中氮磷的影响及其作用机理,以人工培养的周丛生物为研究对象,分别用预先经过吲哚乙酸培养的周丛生物(预处理组)和未经过吲哚乙酸培养的周丛生物(对照组)在含有不同质量浓度(0... 详细信息

为探究吲哚乙酸添加的先后顺序和质量浓度对周丛生物去除水体中氮磷的影响及其作用机理,以人工培养的周丛生物为研究对象,分别用预先经过吲哚乙酸培养的周丛生物(预处理组)和未经过吲哚乙酸培养的周丛生物(对照组)在含有不同质量浓度(0、5和10 mg·L^(-1))吲哚乙酸的氮磷污水中培养。结果表明,添加吲哚乙酸提高了周丛生物对水体中氮磷的去除效率,对照组中,添加5 mg·L^(-1)吲哚乙酸的周丛生物在第2天对NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P的去除率分别为99.9%、95.0%,第7天对NO_(3)^(-)-N的去除率为99.0%,且对照组比预处理组的去除速率更高,比预处理组快2 d。吲哚乙酸的添加改变了周丛生物的微生物群落结构,总磷脂脂肪酸组成减少,细菌、放线菌以及革兰氏阳性菌(G_(3)^(-))数量增加,溶液叶绿素荧光F_(t)值下降,pH升高。综上所述,添加吲哚乙酸促进了周丛生物中藻类的生长,提高了周丛生物对氮磷的去除效率。

关键词：周丛生物吲哚乙酸氮和磷去除微生物群落

偶联酰胺化衍生-液相色谱法高灵敏度检测土壤圈样品中小分子单羧酸

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土壤学报 2022年第6期59卷 1594-1605页

作者：陈虹唐昊冶钟明刘晓东王如海俞元春中国科学院南京土壤研究所土壤与环境分析测试中心南京210008 南京林业大学南方现代林业协同创新中心生物与环境学院南京210037

甲、乙、丙、丁酸在土壤圈广泛存在,通常含量较低,测定时易受基质中杂质干扰,难以准确定性定量。采用偶联酰胺化法将具有紫外高灵敏响应的吲哚基团引入其结构中,生成酰胺类衍生物,即可在液相色谱-二极管阵列/紫外检测器(HPLC-DAD/UV)下... 详细信息

甲、乙、丙、丁酸在土壤圈广泛存在,通常含量较低,测定时易受基质中杂质干扰,难以准确定性定量。采用偶联酰胺化法将具有紫外高灵敏响应的吲哚基团引入其结构中,生成酰胺类衍生物,即可在液相色谱-二极管阵列/紫外检测器(HPLC-DAD/UV)下间接高灵敏度检测,达到准确测定的目的。衍生化操作步骤如下:先将适量样品和2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)水溶液加入反应小瓶中,使反应体系pH保持约5.5,再加入适量的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)水溶液,交联反应20 min后再加入适量的N-羟基丁二酰亚胺(NHS)水溶液,之后经偶联反应适当时间后再加入色胺的乙腈水溶液,酰胺化反应过夜,第二天用超纯水定容终止反应,待测。实验表明:在衍生化过程中,当保持MES︰EDC︰NHS︰色胺︰羧基≈10︰7︰3︰7︰1(摩尔比)的比例,加入NHS后偶联反应45min时效果较佳。该方法中四种有机酸的检测限范围为0.008~0.046mg·L^(–1),标准工作曲线的线性决定系数R^(2)为0.991~0.998,平均回收率为85.9%~123%,方法精密度为1.69%~8.41%,可以满足有机分析要求。与液相色谱法直接测定小分子单羧酸相比,发现直接法测试结果与衍生-液相色谱法测试结果基本一致,但衍生法可以修正直接法中杂质干扰带来的阳性误差,同时提升低浓度单羧酸样品中有机酸的检出率,定性与定量结果更可靠。

关键词：小分子单羧酸偶联酰胺化液相色谱检测

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南麂岛木麻黄生存群落空间分布及其环境解释

生态与农村环境学报 2022年第7期38卷 882-889页

作者：孔景季芯悦王鹏程杨国栋俞元春南京林业大学生物与环境学院/南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江苏省环境科学研究院/江苏省环境工程重点实验室江苏南京210036

木麻黄(Casuarina equisetifolia)是南麂岛主要保护树种之一。为论证南麂岛防护林建设规划,了解不同环境因子对木麻黄群落的影响,设置了24个群落样方,采用自组织特征映射网络模型(SOM)、多元回归树(MRT)等方法对南麂岛主要防护林树种—... 详细信息

木麻黄(Casuarina equisetifolia)是南麂岛主要保护树种之一。为论证南麂岛防护林建设规划,了解不同环境因子对木麻黄群落的影响,设置了24个群落样方,采用自组织特征映射网络模型(SOM)、多元回归树(MRT)等方法对南麂岛主要防护林树种——木麻黄的生存群落进行排序和分类。结果表明:(1)基于所选取的24个样方,木麻黄群落可被分为4种群落类型,不同分析方法得到的结果基本一致;(2)木麻黄生存群落与土壤含水量和土壤有机质之间的关系密切,表明木麻黄作为防风林树种,对保持水土、防风固沙和改善土壤结构非常重要;(3)SOM和MRT 2种分析方法相结合可以用于植物物种与环境因子之间相关性研究。

关键词：南麂岛木麻黄环境因子自组织特征映射网络

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沼液施用对青椒生长和土壤性质的影响

中国农业科技导报 2022年第10期24卷 179-188页

作者：徐海蓉王林吴聪敏俞元春戴成南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037 南京金浦润东生态牧业有限公司南京211525

为探讨张家港地区适合青椒种植的沼液施用水平和方式,分别设置浇施或喷施54(T1)、84(T2)、114(T3)、144(T4)、204 m^(3)·hm^(-2)(T5)5个沼液施用量,分析青椒产量和品质、土壤pH、有机质和氮磷钾含量等以确定最佳的沼液施用方式和施用... 详细信息

为探讨张家港地区适合青椒种植的沼液施用水平和方式,分别设置浇施或喷施54(T1)、84(T2)、114(T3)、144(T4)、204 m^(3)·hm^(-2)(T5)5个沼液施用量,分析青椒产量和品质、土壤pH、有机质和氮磷钾含量等以确定最佳的沼液施用方式和施用量。结果表明,沼液的适量施用可以有效提高青椒的产量和品质,且浇施效果明显好于喷施。浇施114 m^(3)·hm^(-2)可以充分发挥沼液肥效,相比未施沼液的CK1,青椒产量增加97.74%,Vc和蛋白质含量分别增加32.77%和83.82%,且硝酸盐含量符合我国蔬菜硝酸盐污染程度一级标准。施用沼液显著提高0—20 cm土层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,但有可能加深土壤盐碱化程度。综上所述,沼肥可以代替传统化肥用于青椒的种植生产,采用114 m^(3)·hm^(-2)的施肥量对青椒种植地进行浇施最利于青椒的生长。研究结果为促进当地沼液利用,解决沼液排放带来的环境污染问题提供科学依据。

关键词：青椒品质青椒产量沼液土壤性质

基于多元素配方施肥的杉木3代种子园叶片营养诊断研究

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中国土壤与肥料 2023年第7期 167-173页

作者：陈元镇俞元春李宝福陈慧婷福建林业职业技术学院福建南平353000 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 福建省林业科学研究院福建福州350012

通过对3代杉木种子园开展“3414”配方施肥试验,探讨杉木3代种子园母树种子产量与对应针叶养分含量的数量关系,研究各养分间的作用规律,确定种子高产时对应的叶片最适养分含量,即营养诊断标准,为种子园的科学合理施肥、缺素矫正提供理... 详细信息

通过对3代杉木种子园开展“3414”配方施肥试验,探讨杉木3代种子园母树种子产量与对应针叶养分含量的数量关系,研究各养分间的作用规律,确定种子高产时对应的叶片最适养分含量,即营养诊断标准,为种子园的科学合理施肥、缺素矫正提供理论依据及实践指导。结果表明:P、Mo及N-Mo、P-K、K-Mg、Mg-Mo的交互作用是影响3代种子园母树种子产量的主导因子。其中Mo与种子产量成极显著(P<0.01)负相关,而N-Mo、P-K、K-Mg、Mg-Mo交互效应对种子产量有极显著(P<0.01)促进作用。通过最适浓度法,计算出种子园母树针叶各营养元素的适宜浓度范围,分别为:N(12.33~14.97 g·kg^(-1)),P(3.26~9.04 g·kg^(-1)),K(23.92~31.06 g·kg^(-1)),Ca(9.10~12.34 g·kg^(-1)),Mg(2.09~2.73 g·kg^(-1)),B(28.42~46.50 mg·kg^(-1)),Mo(0.12~0.38 mg·kg^(-1))。根据调查和测定结果,施肥试验中种子园产量高的母树,其针叶中各养分含量均落在适宜浓度范围之内,说明诊断标准具有较高的可靠性,在杉木3代种子园的经营管理中可提供配方施肥、缺素矫正的有效指导。

关键词：杉木3代种子园种子产量叶片养分含量营养诊断

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根系分泌物主要作用及解析技术进展

土壤 2023年第2期55卷 225-233页

作者：陈虹唐昊冶郭家欢潘畅王如海吴永红俞元春南京林业大学南方现代林业协同创新中心生物与环境学院南京210037 中国科学院南京土壤研究所土壤与环境分析测试中心南京210008

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... 详细信息

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。

关键词：根系分泌物分析技术土壤微生物