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农业工程学报 2024年

作者：马菁周瑶陆琪马静利刘进娣马红彬宁夏大学林业与草业学院宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所

明确不同管理方式对草地土壤质量的影响对草地科学管理具有重要意义。为了明确不同管理方式对干旱风沙区荒漠草原土壤理化生性状和土壤质量的影响，该研究以宁夏东部干旱风沙区荒漠草原为对象，研究禁牧封育、暖季轮牧、自由放牧、柠条... 详细信息

明确不同管理方式对草地土壤质量的影响对草地科学管理具有重要意义。为了明确不同管理方式对干旱风沙区荒漠草原土壤理化生性状和土壤质量的影响，该研究以宁夏东部干旱风沙区荒漠草原为对象，研究禁牧封育、暖季轮牧、自由放牧、柠条种植4种不同管理方式对土壤理化及生物学性质的影响，分析土壤因子间的相关性，借助最小数据集和土壤质量指数对不同管理方式下草地土壤质量综合状况进行评价。结果表明：1）禁牧封育、暖季轮牧草地的土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效钾含量及土壤含水率总体高于自由放牧、柠条种植草地；土壤容重和速效磷含量反之；土壤微生物生物量碳、氮、磷总体在自由放牧草地较高，柠条种植草地较低；不同管理方式草地土壤酶活性变化规律不一致。2）土壤物理、化学和生物学性质间相互作用，共同影响并决定着荒漠草原土壤质量。3）最小数据集可以替代总数据集对不同管理方式荒漠草原土壤质量进行评价。基于最小数据集评价的荒漠草原土壤质量指数呈现禁牧封育>暖季轮牧>自由放牧>柠条种植草地。研究认为，在干旱风沙区荒漠草原，管理方式使土壤质量发生变化，土壤物理、化学和生物学性状具有相对一致的变化，禁牧封育和暖季轮牧措施比自由放牧和柠条种植更有利于土壤养分维持和土壤质量改善。因此，建议根据草原生态状况采取科学管理措施，对退化草原可进行一定时期的禁牧管理，而生态恢复了的草原进行合理的放牧利用，才能有利于干旱风沙区荒漠草原土壤的可持续发展。

关键词：干旱风沙区荒漠草原管理方式土壤理化生性质最小数据集(MDS) 土壤质量指数(SQI)

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生物-化学联合修复原油污染土壤技术及机理探究

生物-化学联合修复原油污染土壤技术及机理探究

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作者：李奕含西安理工大学

学位级别：硕士

陕北地区是我国重要的石油基地之一,受长期普遍性的无序开采、技术力量单薄、管理不善等问题的制约,石油泄露时有发生,对当地环境及人们生活造成较大影响,因此如何针对污染土壤进行绿色、环保、低成本修复引起了广泛的关注。植物与生物... 详细信息

陕北地区是我国重要的石油基地之一,受长期普遍性的无序开采、技术力量单薄、管理不善等问题的制约,石油泄露时有发生,对当地环境及人们生活造成较大影响,因此如何针对污染土壤进行绿色、环保、低成本修复引起了广泛的关注。植物与生物表面活性剂因复合绿色、环保及可持续发展等优点,受到越来越多科研工作者的重视。因此本研究基于室内盆栽试验,以黑麦草、冰草两种植物作为供试改良植物样,结合不同浓度的腐殖酸和鼠李糖脂构成植物-添加剂联合修复技术,通过分析研究联合修复技术对污染土壤中的石油烃总量变化及其动力过程,结合土壤物理化学生物性质核心指标变化特征,旨在探究植物-添加剂联合修复石油污染土壤过程中总石油烃、碳氮比、润湿性、植物生理指标、土壤酶活性、土壤微生物群落结构等之间的相关性关系,为石油污染土壤修复提供理论依据及方法支撑。获得主要研究结果如下:(1)在供试土壤中施加不同浓度梯度单一添加剂单一添加鼠李糖脂整体降解效果劣于腐殖酸处理,腐殖酸浓度为F3(7.5%)时,石油烃降解效果最好,降解率较空白处理高出10.05%;黑麦草/冰草联合施加添加剂可有效提高石油污染土壤中的石油烃降解率,冰草-腐殖酸(F1-2.5%)联合处理降解率为27.71%,黑麦草-鼠李糖脂(S3-70mg/kg)联合处理降解率为39.35%,黑麦草-F3S2(F:7.5%;S:50mg/kg)对石油降解反应速率最快,降解效果最佳,60天后降解率可达40.26%。(2)联合修复技术对土壤理化生性质亦有显著修复作用,可较好修复原油污染土壤中高达80.79严重失调的碳氮比,碳氮比较未修复对照降低9.09%-52.45%,碳氮比降低最多的处理为黑麦草-S2(降低52.45%);植物联合施加添加剂后对土壤斥水性亦有极大调节作用,接触角为179.99°几乎完全斥水的污染土壤在修复后可变为接触角小于90°为可润湿土样,极大增强了土壤的亲水性;修复后土壤中脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶三种酶活性整体较修复前均有较大增幅,多酚氧化酶活性表现为黑麦草>冰草,脱氢酶活性表现为冰草>黑麦草,过氧化氢酶活性表现为黑麦草>冰草(CK及F系列)、冰草>黑麦草(S系列及各种复配处理)。(3)植物联合添加剂修复显著提升植物根际土壤的微生物环境,利于优势菌群的生长繁殖。不同的植物复配添加剂处理的Shannon指数和Simpson指数均较60天前未处理原土有所增大。土壤微生物的群落结构发生了显著改变,变形菌门在修复后得到了抑制,门水平上拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门的丰度明显增加,属水平上食烷菌属(Alcanivorax)、迪茨氏属(Dietzia)、Salinimicrobium属、Pelagibacterium属、Parapedobacter属这些优势菌属丰度也明显增加,变形杆菌门下的食烷菌属(Alcanivorax)在6种降解优势处理土壤中占比最高,其次是变形菌门下的假单胞菌属(Pseudomonas)和放线菌门下的迪茨氏属(Dietzia)。(4)联合修复技术对植物生长具有良好促进作用。经修复后,黑麦草出苗率在50.4%～92.3%之间,其中最高为S3(92.3%),冰草出苗率在51.4%～85.5%之间,最高为S2(85.5%)。冰草-S3(70mg/kg)处理的株高10.8cm,为CK株高的1.4倍。黑麦草-S1(30mg/kg)处理的根长14.1cm,为CK的1.69倍。两种植物联合添加剂中生物量最高的处理分别为黑麦草-F2S2(7.98g),较CK处理高出 70.5%;冰草-F2S1(6.87g),较 CK 处理高出 127.5%。

关键词：石油污染土壤理化生性质土壤酶活性细菌群落土壤微生物环境

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