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辽宁地区农田土壤中微塑料丰度及其在团聚体中的分布特征

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 858-865页

作者：王展陈春羽苏沛瑶邢云飞邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866

为了明确辽宁地区农田土壤微塑料污染情况,本研究以辽宁14个地区的农田土壤为研究对象,采用密度分离和氧化分解的方法,结合显微镜和红外光谱技术测定了土壤及各级团聚体中微塑料的丰度和分布特征。结果表明:辽宁地区农田土壤中微塑料丰... 详细信息

为了明确辽宁地区农田土壤微塑料污染情况,本研究以辽宁14个地区的农田土壤为研究对象,采用密度分离和氧化分解的方法,结合显微镜和红外光谱技术测定了土壤及各级团聚体中微塑料的丰度和分布特征。结果表明:辽宁地区农田土壤中微塑料丰度为3605个·kg^(-1),主要包括纤维状、颗粒状、块状和薄膜状4种形状,其中纤维状最多(42.11%),颗粒状和块状次之(29.10%和22.32%),薄膜状最少(6.47%)。纤维状微塑料的主要成分是尼龙,颗粒状微塑料的主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯,块状和薄膜状微塑料的主要成分是聚乙烯。辽宁14个地区农田土壤中微塑料丰度及其形状组成各不相同,其中辽阳、朝阳、本溪、营口地区土壤中微塑料丰度显著高于其他地区。土壤中69.14%的微塑料以与团聚体结合的方式存在,尤其与小团聚体结合的最多,另外30.86%的微塑料以分散态存在。不同形状微塑料在团聚体中的分布也不同,纤维状和颗粒状微塑料主要存在于小团聚体中,薄膜状微塑料主要存在于大团聚体中,而块状微塑料在各级团聚体中的分布没有显著差异。研究表明,辽宁地区农田土壤中普遍存在微塑料污染,但是在空间上分布不均衡。土壤中微塑料主要是纤维,其成分是尼龙。土壤中的微塑料主要以与团聚体结合的方式存在,但是仍有一部分微塑料以分散态存在,在灌溉或降雨条件下存在向下淋失污染深层土壤和地下水的风险。

关键词：微塑料土壤团聚体农田土壤辽宁地区

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东北黑土不同开垦年限稻田土壤有机氮矿化特征

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中国农业科学 2022年第8期55卷 1579-1588页

作者：高佳蕊方胜志张玉玲安晶虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室

【目的】分析东北黑土自然荒地开垦种稻后土壤矿化氮含量、氮净矿化速率和氮净矿化率，探讨土壤供氮能力及其特点，揭示土壤氮素的演变规律，为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】以东北黑土自然荒地(0 a，为对照土壤，原... 详细信息

【目的】分析东北黑土自然荒地开垦种稻后土壤矿化氮含量、氮净矿化速率和氮净矿化率，探讨土壤供氮能力及其特点，揭示土壤氮素的演变规律，为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】以东北黑土自然荒地(0 a，为对照土壤，原始自然草甸植被)和不同开垦年限(12、35、62和85 a)的稻田(地形、种植制度、施肥和水分管理等大致相同)土壤为研究对象，采用长期淹水密闭-间歇淋洗培养方法，研究黑土自然荒地开垦种稻后土壤有机氮矿化的特征。【结果】在培养初期(约1个月)，各年限土壤累积矿化氮量迅速增加，之后呈缓慢增加趋势；在淹水培养结束(297 d)时，土壤累积矿化氮量为212.43—388.11 mg·kg，各开垦年限土壤累积矿化氮量大小顺序为0、12、35、85和62 a。土壤有机氮矿化过程可用混合模型(Special模型)很好地进行描述，并可将土壤有机氮库分为增量氮库和其他组分氮库，与对照土壤(0 a)相比，各年限稻田土壤增量氮库的氮矿化势(NF)均呈下降趋势，其中，开垦12 a与开垦35、62和85 a稻田土壤的NF之间均无显著差异(P>0.05)，但开垦12和35 a稻田土壤的NF显著高于开垦62和85 a稻田土壤(P0.05)；开垦12和35 a稻田土壤其他组分氮库的矿化速率常数(k0)无显著变化(P>0.05)，但开垦62和85 a稻田土壤的k0则显著下降(P<0.05)。各年限土壤氮净矿化速率在培养4 d时为最大，之后逐渐下降，在淹水培养结束(297 d)时，土壤氮净矿化速率大小顺序与其累积矿化氮量的大小顺序相一致；各年限土壤氮净矿化率在淹水培养初期较高，之后缓慢增加，在培养结束(297 d)时，土壤氮净矿化率为78.60—101.82 mg·g，各开垦年限土壤氮净矿化率的大小顺序为0 a、35 a、12 a、85和62 a；土壤全氮和C/N是影响土壤矿化氮量和氮净矿化速率的重要因素(P<0.05)。土壤初始矿质氮与NF之和可用来表征当季稻田土壤供氮能力大小，与对照土壤(0 a)相比，各年限稻田土壤的供氮能力显著下降(P<0.05)，开垦12和35 a稻田土壤的供氮能力显著高于开垦62和85 a的稻田土壤(P<0.05)。【结论】黑土自然荒地开垦种稻85 a间，稻田土壤的供氮能力均有所下降，种稻大于35 a时下降显著，因此在稻田土壤地力培育中应注重土壤有机质含量的提高。

关键词：黑土区稻田土壤种稻年限矿化氮土壤供氮能力

辽宁地区农田土壤中微塑料丰度及其在团聚体中的分布特征

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农业环境科学学报 2023年

作者：王展陈春羽苏沛瑶邢云飞邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院

为了明确辽宁地区农田土壤微塑料污染情况，本研究以辽宁14个地区的农田土壤为研究对象，采用密度分离和氧化分解方法，结合显微镜和红外光谱技术测定了土壤及各级团聚体中微塑料的丰度和分布特征。结果表明：辽宁地区农田土壤中微塑料... 详细信息

为了明确辽宁地区农田土壤微塑料污染情况，本研究以辽宁14个地区的农田土壤为研究对象，采用密度分离和氧化分解方法，结合显微镜和红外光谱技术测定了土壤及各级团聚体中微塑料的丰度和分布特征。结果表明：辽宁地区农田土壤中微塑料丰度为3 605 n·kg-1，主要包括纤维状、颗粒状、块状和薄膜状4种形状，其中纤维状最多(42.11%)，颗粒状和块状次之(29.10%和22.32%)，薄膜状最少(6.47%)。纤维状微塑料的主要成分是尼龙，颗粒状微塑料的主要成分是聚对苯甲酸乙二酯，块状和薄膜状微塑料的主要成分是聚乙烯。辽宁14个地区农田土壤中微塑料丰度及其形状组成各不相同，其中辽阳、朝阳、本溪、营口地区土壤中微塑料丰度显著高于其他地区。土壤中69.14%的微塑料以与团聚体结合的方式存在，尤其以与小团聚体结合的最多，另外30.86%的微塑料以分散态存在。不同形状微塑料在团聚体中的分布也不同，纤维状和颗粒状微塑料主要存在于小团聚体中，薄膜状微塑料主要存在于大团聚体中，而块状微塑料在各级团聚体中的分布没有显著差异。综上，辽宁地区农田土壤中普遍存在微塑料污染，但是在空间上分布不均衡。土壤中微塑料主要是纤维，其成分是尼龙。土壤中的微塑料主要以与团聚体结合的方式存在，但是仍有一部分微塑料以分散态存在，在灌溉或降雨条件下存在向下淋失污染深层土壤和地下水的风险。

关键词：微塑料土壤团聚体农田土壤辽宁地区

稻秆碳氮在黑土种稻土壤颗粒有机质中的分配特征

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土壤学报 2023年第5期60卷 1430-1441页

作者：吴怡慧王鸿飞张瑞安晶张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院农业农村部东北耕地保育重点实验室土肥资源高效利用国家工程研究中心沈阳110866

颗粒有机质是土壤活性有机质的重要组成部分,是评估土壤有机质变化的敏感指标。东北地区气候寒冷,稻田土壤淹水期短,非淹水期长且多处于冻结状态,水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤颗粒有机质中的分配如何尚不清楚。通过室内培养试验,... 详细信息

颗粒有机质是土壤活性有机质的重要组成部分,是评估土壤有机质变化的敏感指标。东北地区气候寒冷,稻田土壤淹水期短,非淹水期长且多处于冻结状态,水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤颗粒有机质中的分配如何尚不清楚。通过室内培养试验,将1%双标记(13C/15N)水稻秸秆添加到不同种稻年限(0、12、35、62和85 a)土壤,淹水培养150 d(培养温度20℃,淹水层1 cm),去除淹水层后冻结培养150 d(培养温度–15℃,饱和水分状态),研究水稻秸秆碳(氮)在不同种稻年限土壤颗粒有机碳(Particulate organic carbon,POC)和颗粒有机氮(Particulate organic nitrogen,PON)中的分配特征。结果表明,在培养过程中,未添加和添加水稻秸秆处理,各年限稻田土壤POC和PON含量均低于对照土壤(0 a),添加秸秆处理的各年限土壤POC和PON含量在淹水培养5 d时明显增加,但其后并未表现出一致的增加趋势。秸秆碳(氮)对各年限土壤POC(PON)的相对贡献率为0.2%~13.9%(0.4%~3.8%),分配进入到各年限土壤POC(PON)中的比率为0.7%~13.8%(1.4%~9.9%);经随后150 d冻结后,秸秆碳分配进入到0 a和12 a土壤POC和PON中的比率明显下降,秸秆氮分配进入到0 a和85 a土壤PON中的比率明显下降,而分配进入到其他年限土壤POC(PON)中的比率仍有增加。秸秆碳在土壤POC中的分配比率与土壤有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著负相关,与土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量呈显著正相关,秸秆氮在土壤PON中的分配比率与土壤有机碳含量呈显著负相关。研究表明东北典型黑土开垦种稻年限越长,土壤有机碳、全氮和碱解氮含量相对较低,而土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量相对较高,秸秆碳氮在土壤颗粒有机质中的分配比率越大,土壤颗粒有机质对水稻秸秆添加的响应越为敏感。

关键词：双标记(13C/15N)水稻秸秆颗粒有机碳(氮) 稻田土壤黑土

基于模型认知培养学生高阶思维的教学研究——以氢氧化亚铁制备为例

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化学教与学 2023年第7期 8-13页

作者：杨光明邹洪涛黔南民族师范学院化学化工学院贵州都匀558000

高阶思维能力作为21世纪发展所需要的重点能力,被各国教育研究者重点关注。价—类二维图能够有效串联知识点,实现学习负担简化和学习效率增加,在一线课堂被广泛应用。价—类二维图的主动建构过程、根据不同视角认识物质性质背后化学本... 详细信息

高阶思维能力作为21世纪发展所需要的重点能力,被各国教育研究者重点关注。价—类二维图能够有效串联知识点,实现学习负担简化和学习效率增加,在一线课堂被广泛应用。价—类二维图的主动建构过程、根据不同视角认识物质性质背后化学本质过程、应用价—类二维图实现物质转化过程,都是高阶思维过程,对高阶思维培养具有极高的价值。以建构价—类二维图为模型,预测并制备氢氧化亚铁,实现学生高阶思维培养和素养落实。

关键词：模型认知价—类二维图高阶思维氢氧化亚铁

长期施用有机肥对设施番茄土壤有效磷含量及磷素淋失风险的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第11期31卷 1792-1803页

作者：孙德龙王莹周珺付瑞桐张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥资源高效利用国家工程研究中心沈阳110866

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5... 详细信息

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5个处理,研究各施肥处理土壤全磷(Total-P)、有效磷(Olsen-P)和可溶性磷(CaCl_(2)-P)含量及其剖面分布特征,分析了土壤磷素环境阈值和农学阈值随剖面分布的变化以及设施番茄栽培适宜的磷素施用量。结果表明:在0~50 cm土层,各处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均随土层深度的增加呈逐渐下降趋势,其含量均表现为0~10 cm土层显著高于30~50 cm土层(P<0.05);与CK相比,各施肥处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均有所增加,且随有机肥施用量的增加而增加,且施用中量(M2)和高量(M3)有机肥对0~20 cm土层土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量的影响显著(P<0.05)。在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm和40~50 cm土层,土壤磷素环境阈值随土层深度的增加呈先上升后下降趋势,其数值依次为139.6 mg·kg^(−1)、152.4 mg·kg^(−1)、133.5 mg·kg^(−1)、86.1 mg·kg^(−1)和42.3 mg·kg^(−1);在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层,土壤磷素农学阈值随土层深度的增加而逐渐降低,依次为185.1 mg·kg^(−1)、120.5 mg·kg^(−1)、92.8 mg·kg^(−1)和56.0 mg·kg^(−1)。以土壤磷素农学阈值所对应的土壤Olsen-P含量作为磷素淋失风险评价标准,通过土壤Olsen-P含量与施磷量(P2O5)之间的相关关系,求出设施番茄栽培适宜磷素(P2O5)用量为344.9~530.3 kg∙hm^(−2),其中有机肥供应的磷素(P2O5)用量为119.9~305.3 kg·hm^(−2)。综上,连续8 a设施番茄栽培定位施肥条件下,在施用化学氮磷钾肥(N 375 kg·hm^(−2)、P2O5225 kg·hm^(−2)和K2O 450 kg·hm^(−2))的基础上配施低量有机肥(15000 kg·hm^(−2)),不仅可以提高0~20 cm土壤有效磷含量,使番茄产量显著增加,而且可以有效控制土壤磷素淋失风险。

关键词：设施栽培番茄有效磷可溶性磷淋失风险农学阈值环境阈值

秸秆添加与土壤基质势对棕壤压缩回弹特性的影响

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水土保持学报 2022年第5期36卷 144-149页

作者：安晶黎明肖质秋虞娜邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤... 详细信息

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤基质势处理。通过固结试验,测定不同处理的压缩曲线并计算压缩回弹特性指标。结果表明:秸秆添加量、土壤基质势及其二者间的交互作用对压缩曲线最大曲率、预固结压力值、压缩指数和回弹指数的影响都达到显著性水平。预固结压力值、压缩指数和回弹指数均随着秸秆添加量的增加而增大,而最大曲率则随着秸秆增加量的提高而降低。土壤基质势与压缩曲线最大曲率、预固结压力值和压缩指数均呈正相关关系。回弹指数随着土壤基质势的增加呈现先降低后增加的趋势。秸秆添加有助于提高土壤回弹和抗压缩特性。

关键词：秸秆添加量土壤基质势预固结压力值压缩指数回弹指数最大曲率

仿生改性水基共聚物包膜氮肥的制备及其性能研究

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中国农业科学 2022年第20期55卷 3970-3982页

作者：陈春羽陈松岭韩艳玉任立军邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥高效利用国家工程研究中心

【目的】为了提高水基共聚物膜材料的耐水性，依据仿生学原理，采用疏水效果好的纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行疏水改性，明确最佳改性配比及机理，进而制备出缓释效果好的环境友好型包膜氮肥。【方法】采用... 详细信息

【目的】为了提高水基共聚物膜材料的耐水性，依据仿生学原理，采用疏水效果好的纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行疏水改性，明确最佳改性配比及机理，进而制备出缓释效果好的环境友好型包膜氮肥。【方法】采用三因素三水平L9(3~3)正交试验设计，探究添加不同比例的壳聚糖(0.5%、1.0%、1.5%)、淀粉(0.5%、1.0%、1.5%)和聚乙烯醇(PVA)(2%、3%、4%)对水基共聚物膜材料性能的影响，通过水基共聚物膜材料的吸水率及极差分析筛选出疏水效果好的最优配比。在优选的水基共聚物包膜材料中分别加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%的纳米二氧化硅进行疏水改性，通过测定纳米改性水基共聚物膜材料的吸水率和渗透率明确最佳纳米二氧化硅用量。随后，将优选的纳米改性水基共聚物膜材料分别置于含0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)的正己烷溶液中进行自组装改性，探究组装浓度对膜材料性能的影响。通过对改性前后水基共聚物膜材料疏水性及透性等变化明确其改性效果，通过改性前后膜材料红外光谱特征、表面微观结构变化探讨其疏水改性机理。并通过土壤培养试验探究所制备的仿生改性水基共聚物包膜尿素的养分释放特性。【结果】当壳聚糖含量为0.5%、淀粉含量为1.5%、PVA含量为4.0%时所制备的水基共聚物膜材料吸水率最低，为42.50%。与水基共聚物膜材料相比，纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料、纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物膜材料的吸水率分别降低了38.54%和55.98%，铵离子的渗透率分别降低了24.14%和44.58%，水分子渗透率分别降低了36.14%和60.98%。红外光谱结果表明，纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料的-OH数量减少，并且观察到了Si-O-Si摇摆振动和反对称伸缩振动，纳米二氧化硅和FAS双重改性后水基共聚物材料表面观察到了C-F键。扫描电镜和能谱分析结果表明，在纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料表面发现Si元素，纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物膜材料表面发现F元素，并且观察到粗糙的表面结构，其水接触角由62.5°提升到118.6°，表现出良好的疏水效果。此外，土壤培养试验结果表明，纳米二氧化硅改性水基共聚物包膜尿素(NWCU)、纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物包膜尿素(SNWCU)的养分缓释期明显延长，SNWCU养分累积释放80%所需时间由改性前的10 d左右提升了28 d左右。【结论】采用纳米二氧化硅和FAS对水基共聚物膜材料进行联合改性可以显著改善水基共聚物膜材料的耐水性及透性，所制备的仿生改性水基共聚物包膜氮肥具有良好的缓释效果。

关键词：水基共聚物疏水改性微观结构特征红外光谱特征养分释放特征

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基于知识图谱的国内化学史教育可视化分析

教育与装备研究 2022年第12期38卷 12-17页

作者：杨光明罗林秀邹洪涛贵州省都匀市黔南民族师范学院重庆市沙坪坝区重庆科技学院

化学史中蕴涵着丰富的育人价值,近年来被越来越多的人关注。为了更好地探析化学史的研究重点和发展脉络,将中国知网中1993-2022年收录的277篇核心期刊文献为数据源,运用陈超美开发的cite space软件对收集的数据进行可视化分析,结合发文... 详细信息

化学史中蕴涵着丰富的育人价值,近年来被越来越多的人关注。为了更好地探析化学史的研究重点和发展脉络,将中国知网中1993-2022年收录的277篇核心期刊文献为数据源,运用陈超美开发的cite space软件对收集的数据进行可视化分析,结合发文量统计分析、期刊载文分析、关键词共现分析、关键词聚类分析、关键词突现分析、作者合作网络分析等,探析国内化学史研究的发展趋势、重点阅读期刊、研究重点主题、研究前沿和发文作者合作情况。以期为深化化学史理论与实践研究提供参考。

关键词：化学史知识图谱可视化分析