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连续施用酸化粪水对土壤养分淋溶及重金属累积的影响

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农业工程学报 2022年第7期38卷 245-256页

作者：王祥润张朋月沈玉君徐鹏翔王健张迎丁京涛农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100121 农业农村部资源循环利用技术与模式综合性重点实验室北京100121 青岛农业大学资源与环境学院青岛266109

为探索连续施用酸化粪水对土壤养分淋溶及重金属累积情况的影响,采用新鲜粪水和酸化粪水,开展土柱淋溶试验。试验分别设置1个对照组、新鲜粪水和3个不同p H值(6.5、6.0和5.5)的酸化粪水,每个处理分别设置6次粪水淋溶。结果表明:施用新... 详细信息

为探索连续施用酸化粪水对土壤养分淋溶及重金属累积情况的影响,采用新鲜粪水和酸化粪水,开展土柱淋溶试验。试验分别设置1个对照组、新鲜粪水和3个不同p H值(6.5、6.0和5.5)的酸化粪水,每个处理分别设置6次粪水淋溶。结果表明:施用新鲜粪水和酸化粪水均能增加土壤养分,施用新鲜粪水、pH值6.5、pH值6.0和pH值5.5的粪水后土壤总养分(N、P、K)的增长幅度分别为1%~40%、15%~66%和5%~21%,重金属Cu和Zn的增长幅度为4%~48%和4%~11%,重金属Cd和Pb的增长幅度为2%~14%和1%~18%;连续施用酸化粪水会使土壤pH降低、土壤电导率值升高以及土壤重金属不断累积,这也是导致土壤环境遭到破坏的风险因素,实际应用过程中应特别注意;建议每两季作物施用一次pH值为6.5的粪水;每三季作物施用一次pH值为6.0的粪水;每四季作物施用一次pH值为5.5的粪水。该研究通过对比分析连续施用新鲜粪水和不同pH值的酸化粪水后土壤养分和重金属浓度的变化,探讨了酸化粪水的还田效果,为连续施用酸化粪水的研究提供技术支撑。

关键词：淋溶土壤重金属养分粪水酸化

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不同林分密度杉木林养分积累与垂直空间分配

应用生态学报 2022年第2期33卷 311-320页

作者：代林利陈义堂伍丽华刘丽叶义全邱静雯曹世江曹光球福建农林大学林学院福州350002 福建省洋口国有林场福建南平353200 国家林业和草原杉木工程技术研究中心福州350002

在对1800、3000和4500株·hm^(-2)3种密度杉木林生长调查及生物量测定的基础上,测定3种密度杉木林各组分养分含量和养分积累量,研究其地上部分养分积累量的垂直空间分配,为杉木林高效培育提供科学依据。结果表明:1800、3000和4500株·hm... 详细信息

在对1800、3000和4500株·hm^(-2)3种密度杉木林生长调查及生物量测定的基础上,测定3种密度杉木林各组分养分含量和养分积累量,研究其地上部分养分积累量的垂直空间分配,为杉木林高效培育提供科学依据。结果表明:1800、3000和4500株·hm^(-2)杉木林养分积累总量分别为1311.57、2531.55和2307.33 kg·hm^(-2),具显著差异。同一密度条件下,杉木林养分含量及积累量均表现为全N>全K>全Ca>全Mg>全P;树干、树皮养分积累量随树高的升高而降低。宿留枯枝、宿留枯叶养分积累量由树体中部转移到树体上部,而鲜枝、鲜叶养分积累量由树体上部转移到树体中部。随着林分密度增大,林分全N积累量呈上升趋势,而其他营养元素积累量呈先上升后下降的趋势。树干、树皮、树根、宿留枯枝、宿留枯叶、凋落物养分积累量表现为4500株·hm^(-2)>3000株·hm^(-2)>1800株·hm^(-2),鲜枝、鲜叶养分积累量表现为3000株·hm^(-2)>1800株·hm^(-2)>4500株·hm^(-2),林下植被养分积累量表现为1800株·hm^(-2)>3000株·hm^(-2)>4500株·hm^(-2)。在1800、4500株·hm^(-2)密度时,树皮养分分配比最大,为21.6%和19.4%;在3000株·hm^(-2)密度时,鲜叶养分分配比达到最大值,为22.9%,其次为鲜枝,分配比为17.8%。3000株·hm^(-2)密度是杉木林养分积累与分配最适密度。

关键词：杉木人工林林分密度垂直空间养分

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用于水肥系统的养分离子快检装置研制与试验

农业工程学报 2022年第2期38卷 102-110页

作者：张俊卿陈翔宇王儒敬刘宜李伟李梦雅中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

针对农业生产中难以现场、精准、快速获取水肥系统中养分离子含量的问题,该研究设计了一套针对水肥溶液与浇灌尾水中K^(+)、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、PO_(4)^(3-)4种养分离子的快检装置。该装置结合了毛细管电泳(Capillary Electrophore... 详细信息

针对农业生产中难以现场、精准、快速获取水肥系统中养分离子含量的问题,该研究设计了一套针对水肥溶液与浇灌尾水中K^(+)、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、PO_(4)^(3-)4种养分离子的快检装置。该装置结合了毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,CE)技术和电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)技术,首先使用CE的方式实现养分离子快速分离,再利用C4D原理进行精准测量,在10 min内即可完成单个指标检测。装置由高压系统、C4D检测器、毛细管通道、数据采集卡和上位机组成,采用触摸屏控制,操作简便。为了提升检测效果,在C4D检测器的电路设计上引入了锁相放大技术,测试了其在不同幅值V_(p)和工作频率f下的输出特性曲线,确定了最优参数为f=490 kHz,V_(p)=75 V(阳离子),V_(p)=60 V(阴离子)。使用装置对K^(+)、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、PO_(4)^(3-)这4种离子的标准溶液进行检测分析,检测限均可达到1μg/L。最后,为了验证装置的有效性和现场适应能力,在安装了水肥系统的草莓种植温室中对水肥溶液与浇灌尾水样品进行了现场测试,仅需少量样品和简单操作即可快速得出结果,4种养分离子的检测结果相对标准偏差均小于7%,表明该研究提出的装置可以有效地实现配比后的水肥溶液与浇灌尾水的现场快速检测。研究结果为水肥系统的养分离子检测提供了一种可靠的方法与装置,可为设施农业的高效肥料管理提供数据支持。

关键词：养分温室毛细管电泳非接触式电导检测水肥系统快速检测

构树的污泥适应性及养分和重金属吸收累积特征

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应用生态学报 2022年第6期33卷 1629-1638页

作者：冯嘉仪阮可瑾苏思宁张学平吴道铭万利鑫曾曙才华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 佛山市林业科学研究所广东佛山528222

构树是我国重要速生经济树种,具有适应性强、生物量大和重金属富集能力强等优点,而污泥中含有大量养分和重金属,在污泥中种植构树有望同时实现污泥生态修复和构树资源生产。本研究通过盆栽试验,分析在对照(赤红壤)、50%污泥(污泥、赤红... 详细信息

构树是我国重要速生经济树种,具有适应性强、生物量大和重金属富集能力强等优点,而污泥中含有大量养分和重金属,在污泥中种植构树有望同时实现污泥生态修复和构树资源生产。本研究通过盆栽试验,分析在对照(赤红壤)、50%污泥(污泥、赤红壤混合基质,重量比各50%)和100%污泥基质中构树生长及不同部位(根、茎、叶)养分和重金属吸收累积特征,并通过主成分分析和隶属度函数对吸收累积能力进行综合评价。结果表明:构树在50%和100%污泥中均可正常生长且株高、生物量显著高于对照,在100%污泥中长势最好,质量指数(1.02)分别是对照和50%污泥处理的4.3和2.4倍。50%和100%污泥处理构树各部位N含量和茎P含量显著高于对照,100%污泥处理构树茎、叶K含量显著低于对照。构树对Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的吸收部位以根为主,根系重金属含量与污泥比例呈正相关,叶Pb、Cd含量符合《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)。构树对Cd的吸收累积效果好于其他重金属元素。与对照相比,50%和100%污泥处理构树根部Zn、Pb、Cd滞留率显著提高(57.8%~85.8%),100%污泥处理构树根部Cu、Ni滞留率显著提高(67.5%和74.8%)。污泥处理全株养分和重金属累积量均显著大于对照,其中100%污泥处理显著大于50%污泥处理。与50%污泥处理相比,100%污泥处理构树各部位及全株养分和重金属累积量大幅提高。不同处理下构树污泥适应性和元素吸收累积的综合评价得分为100%污泥(0.848)>50%污泥(0.344)>对照(0.080)。构树对污泥具有良好的适应性,在纯污泥中能够正常生长并具有较强的吸收累积养分和重金属能力,可在修复污泥的同时进行构树资源生产。

关键词：城市污泥构树植物修复重金属养分

盐渍化土壤剖面盐分与养分分布特征及盐分迁移估算

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农业机械学报 2022年第1期53卷 279-290,330页

作者：窦旭史海滨李瑞平苗庆丰田峰于丹丹内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 高效节水技术装备与水土环境效应内蒙古工程研究中心呼和浩特010018

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用冗余分析法探讨了盐渍化改良耕地与荒地春季(4月)和秋季(10月)根层土壤(0~20 cm、20~40 cm)盐分离子与全盐、pH值、养分之... 详细信息

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用冗余分析法探讨了盐渍化改良耕地与荒地春季(4月)和秋季(10月)根层土壤(0~20 cm、20~40 cm)盐分离子与全盐、pH值、养分之间的相关关系,明确了其变化特征与数量关系,并估算了试验区改良耕地和荒地间1 m土体的盐分迁移量。结果表明,改良耕地与荒地土壤阴离子均以Cl^(-)为主,分别占阴离子总量的45.27%、58.78%,阳离子以Na^(+)为主,分别占阳离子总量的60.67%、53.94%。荒地平均全盐含量超过7.0 g/kg,土壤盐渍化程度较重。冗余分析表明,改良耕地土壤全盐含量起主导作用的是SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Ca^(2+),荒地土壤全盐含量起主导作用的是Cl^(-)、Mg^(2+)、Na^(+)。土壤pH值变化与HCO_(3)^(-)有着密切的关系。改良耕地有效磷与Na^(+)呈显著负相关(P养分的影响最大,其次是Ca^(2+);荒地中Na^(+)对全盐、pH值、土壤养分的影响最大,其次是K+。在作物一个生育周期内,荒地1 m土体中积盐量939842 kg/hm^(2)。地下水补给将盐分带到土壤中,占盐分积累量的70.06%,灌溉期改良耕地地下水迁移给荒地的盐分集中在60~100 cm土体中,占积盐量的22.83%,改良耕地水平渗透给荒地的盐量占积盐量7.11%。

关键词：盐渍化灌区盐分离子养分盐分迁移相关关系冗余分析

生物有机肥加专用肥对葡萄园土壤养分、微生物和产量的影响

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园艺学报 2024年第5期51卷 1099-1112页

作者：伍少福韩科峰吴良欢绍兴市粮油作物技术推广中心浙江绍兴312000 浙江大学环境与资源学院浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

以设施栽培‘阳光玫瑰’葡萄为研究对象,以常规施肥处理为对照,探究生物有机肥+专用化肥对土壤养分、土壤微生物多样性和葡萄产量的影响。研究结果表明,与对照相比,生物有机肥+专用复合肥+专用水溶肥处理下的土壤pH、有效磷、速效钾和... 详细信息

以设施栽培‘阳光玫瑰’葡萄为研究对象,以常规施肥处理为对照,探究生物有机肥+专用化肥对土壤养分、土壤微生物多样性和葡萄产量的影响。研究结果表明,与对照相比,生物有机肥+专用复合肥+专用水溶肥处理下的土壤pH、有效磷、速效钾和交换性钙、镁含量均显著增加,土壤细菌多样性Chao1指数、Shannon指数以及OTU总数均显著上升(P <0.05),但土壤真菌多样性Chao1指数和Shannon指数没有明显变化。通过Illumina MiSeq高通量测序分析获得土壤细菌菌群分属于40门、108纲、240目、326科和595属,土壤真菌菌群分属于13门、32纲、71目、126科和172属。与对照相比,生物有机肥+专用复合肥+专用水溶肥处理,在细菌门水平上,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度提高了80.33%,在细菌纲水平上,α–变形菌纲(α-Proteobacteria)相对丰度提高了29.62%,放线细菌纲(Actinobacteria)相对丰度提高了108.56%,在真菌门水平上,子囊菌门(Ascomycota)提高了4.48%,在真菌纲水平上,粪壳菌纲(Sordariomycetes)提高了10.42%,但散囊菌纲(Eurotiomycetes)和座囊菌纲(Dothideomycetes)分别降低了26.38%和29.42%。冗余分析(RDA)发现,土壤细菌和真菌群落在门水平上,环境因子解释率分别为64.21%和56.91%,其中土壤pH、速效钾和交换性钙、镁对土壤微生物群落结构影响较大。生物有机肥+专用复合肥+专用水溶肥处理的产量和可溶性固形物含量比常规施肥对照分别提高了25.91%和5.61%。

关键词：生物有机肥施肥模式葡萄园养分微生物多样性

贵州喀斯特地区不同海拔常见树种枯落物分解及养分释放特征

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生态学杂志 2023年第6期42卷 1316-1322页

作者：李媛媛任少华黄宗胜龙世林范传华刘海燕贵州省植物园贵阳550005 贵州大学建筑与城市规划学院贵阳550025 黔东南州气象局贵州凯里556000

为了解贵州喀斯特地区不同海拔常见树种枯落物分解及养分释放特征,在海拔600~700和1300~1400 m两个区域,选择柏木(Cupressus funebris)、猴樟(Cinnamomum bodinieri)、马桑(Coriaria nepalensis)、圆果化香(Platycarya longipes)4种树种枯落物为对象,采用分解网袋法,研究各树种枯落物质量损失率及N、P、K含量在一年中的变化。结果表明:4种树种枯落物质量损失率在同时间段表现出海拔600~700 m处大于海拔1300~1400 m处,枯落物分解模型表明,各树种在海拔600~700 m处的t0.5、t0.95均比海拔1300~1400 m处要小,分解常数(k)则相反。不同生活型树种枯落物分解速率大小为落叶树种>常绿阔叶树种>针叶树种。在枯落物分解过程中,N、P、K含量除个别树种(如柏木)和个别养分释放时间段外,各树种养分释放总体表现为海拔600~700 m处大于海拔1300~1400 m处。养分释放主要呈释放⁃累积或平衡等变化特征,各养分年释放率在32.90%~48.83%。养分含量变化与不同海拔区域水热因子关系密切。研究结果为贵州喀斯特地区林分改造提供参考依据。

关键词：枯落物分解养分海拔喀斯特地区

长期不同培肥对苏打盐碱地稻田土壤盐碱指标和养分含量的影响

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农业资源与环境学报 2023年第1期40卷 126-134页

作者：肖扬黄立华杨易黄金鑫刘伯顺杨靖民吉林农业大学资源与环境学院长春130118 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站吉林大安131317

为探讨长期不同培肥措施对苏打盐碱地稻田土壤盐碱化参数和养分含量的影响,本研究利用运行10年的长期定位施肥试验,采集了不施肥处理(CK)、无机肥配施处理(NPK)、有机肥单施处理(M)、有机肥与无机肥配施处理(MNPK)和秸秆还田配施无机肥... 详细信息

为探讨长期不同培肥措施对苏打盐碱地稻田土壤盐碱化参数和养分含量的影响,本研究利用运行10年的长期定位施肥试验,采集了不施肥处理(CK)、无机肥配施处理(NPK)、有机肥单施处理(M)、有机肥与无机肥配施处理(MNPK)和秸秆还田配施无机肥处理(RNPK)的0~60 cm土壤样品并进行分析。结果表明,随着土层深度的增加,各处理土壤pH、电导率、碱化度和Na^(+)、Cl^(-)、CO_(3)^(2-)+HCO_(3)^(-)含量逐渐增加,土壤阳离子交换量和K^(+)、Ca^(2+)+Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、有机质、速效养分含量逐渐降低。施肥处理均较CK处理降低了土壤pH、电导率和碱化度等盐碱化参数,以及Na^(+)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)+HCO_(3)^(-)等有害盐分含量,增加了阳离子交换量及K^(+)、Ca^(2+)+Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)等有益盐分含量,提高了有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量。与CK处理相比,M和MNPK处理土壤盐分含量显著降低(P<0.05),土壤有机质和速效氮含量显著提高(P<0.05)。NPK处理土壤电导率有增加趋势,0~20 cm土壤电导率较CK处理增加了7.1%。因此,从地力培育的角度来讲,苏打盐碱地稻田施用有机肥或有机肥与化肥配施有利于土壤盐碱的降低和地力的持续提升。

关键词：苏打盐碱土有机培肥秸秆还田盐分养分

养分增加提高大狼耙草入侵种群的生长和竞争能力

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广西植物 2022年第12期42卷 2056-2063页

作者：韦春强唐赛春李象钦潘玉梅广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西桂林541006

为了探讨大狼耙草的入侵风险,该文通过同质种植园实验,研究了不同养分水平下大狼耙草河北、江苏、江西和广西4个入侵种群在单种和各种群与近缘本地植物金盏银盘混种时的生长和竞争响应。结果表明:(1)单种时4个种群的株高、分枝数和总生... 详细信息

为了探讨大狼耙草的入侵风险,该文通过同质种植园实验,研究了不同养分水平下大狼耙草河北、江苏、江西和广西4个入侵种群在单种和各种群与近缘本地植物金盏银盘混种时的生长和竞争响应。结果表明:(1)单种时4个种群的株高、分枝数和总生物量在高养分下显著高于低养分下,繁殖比在低养分下显著高于高养分下(江苏种群除外);混种时4个种群各生长参数的竞争响应在高养分下小于低养分下的。(2)各养分下,广西和江西种群的株高和总生物量显著高于河北种群,广西种群的分枝数最多[低、中和高养分下分别为(12±0.86)、(16.83±0.95)和(21.83±1.14)];河北种群的繁殖比在低养分[(47.33±3.29)%]和高养分[(25.74±2.82)%]下最高,且显著高于同养分下的广西种群[低养分为(30.92±1.78)%和高养分为(19.77±1.22)%]。中养分下,河北种群总生物量的竞争响应(-0.51±0.04)显著大于广西种群(-0.35±0.06),繁殖生物量的竞争响应(-0.46±0.03)也显著大于广西种群(-0.28±0.07)。综上表明,高养分提高大狼耙草的生长和竞争能力,生长和竞争能力在种群间有差异,养分增加和入侵种群间基因流可能会潜在地提高大狼耙草的入侵风险,该研究结果有助于预测入侵植物的入侵风险。

关键词：大狼耙草入侵种群生长竞争响应养分