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秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特性

农业工程学报 2017年第7期33卷 220-226页

作者：黑昆仑常志州陈广银叶小梅张应鹏南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站南京210014

探明秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特征,对提高秸秆高固厌氧发酵产气效率十分重要。该研究以搓揉麦秸为底物,在(37±1)℃、TS为14%的发酵条件下,通过隔板将发酵罐中物料均分成3层(T1)、2层(T2)与不分层(T3)3个处理,以氯化锂为示踪剂,... 详细信息

探明秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特征,对提高秸秆高固厌氧发酵产气效率十分重要。该研究以搓揉麦秸为底物,在(37±1)℃、TS为14%的发酵条件下,通过隔板将发酵罐中物料均分成3层(T1)、2层(T2)与不分层(T3)3个处理,以氯化锂为示踪剂,分析了剖面上物料残留锂离子、物料胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)含量、各处理产气以及发酵前后物料湿容重的变化。结果表明:各处理总产气量、累积总固体产气量与甲烷含量差异不显著;不同处理纵剖面各层物料湿容重,呈现上低下高的趋势,其中T3处理物料湿容重随高度的降低先增加后基本稳定,稳定在0.6 g/cm^3左右,大于初始发酵物料湿容重0.58 g/cm^3;T1、T2、T3剖面残留锂离子质量分数低于2 mg/kg的区域面积占比为2.32%、12.69%、20.66%,表明3个处理回流液淋滤存在着"回流液死区",EPS等值线图与物料残留锂离子等值线图相互印证,表明秸秆高固厌氧发酵中,回流液的淋滤在剖面上表现出非均态性特性。该研究为改善秸秆高固厌氧发酵回流液回流技术提供了科学依据。

关键词：秸秆发酵沼气渗滤高固体厌氧发酵离子示踪

不同有机改良剂对矿区土壤溶解性有机质及其铅赋存形态的影响机制

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农业资源与环境学报 2023年第2期40卷 271-279页

作者：李思敏吴月颖吴治澎王全超李财生侯正伟符传良海南大学热带作物学院海口570100 海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业农村部海南耕地保育科学观测实验站/海南省耕地保育重点实验室海口571100

为探讨不同来源有机改良剂对污染土壤溶解性有机质(DOM)分子特征及重金属环境行为的影响机制,本研究选择3种不同来源的有机改良剂,以海南省昌化矿区铅(Pb)污染土壤为研究对象,以不施有机改良剂的土壤为空白对照处理,对3种不同有机改良... 详细信息

为探讨不同来源有机改良剂对污染土壤溶解性有机质(DOM)分子特征及重金属环境行为的影响机制,本研究选择3种不同来源的有机改良剂,以海南省昌化矿区铅(Pb)污染土壤为研究对象,以不施有机改良剂的土壤为空白对照处理,对3种不同有机改良剂处理(添加5%羊粪、海藻有机肥、小麦秸秆生物炭)的土壤进行培养实验。结果表明:施用有机改良剂能显著提高土壤溶解性有机碳(DOC)含量,在培养后期DOC含量逐渐降低;除了生物炭,其他3种处理高分子量芳香碳类物质(C2)占比随培养时间增加而降低,较低分子量的氧化醌类物质(C3)占比提高。红外光谱特征表明施用有机改良剂后土壤中DOM的官能团主要是氨基酸N H键和羟基OH;随着培养时间的增加,4种处理均能提高土壤中水溶态Pb含量,其中海藻处理的水溶态Pb含量最高,达到1.91 mg·kg^(-1),可还原态/铁锰氧化物结合态是Pb的主要存在形态(48%~54%)。不同培养时间的冗余分析表明土壤DOC含量以及相关官能团与土壤Pb含量和形态存在相关性,土壤溶液中的Pb主要受控于土壤溶液中的DOM,海藻和羊粪处理能够增加土壤中水溶态Pb和EDTA-Pb的含量。研究表明,施用有机改良剂改变了土壤中DOM的性质,进而影响土壤中水溶态Pb和有效态Pb含量。

关键词：有机改良剂土壤溶解性有机质铅形态羊粪海藻生物炭

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不同有机物料强还原处理对土壤性状影响与防控辣椒疫病效果

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中国土壤与肥料 2016年第5期 124-129页

作者：王光飞马艳安霞赵建锋罗德旭孙玉东江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部江苏耕地保育科学观测实验站江苏南京210014 江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所江苏淮安223001

在室内试验条件下研究了土壤添加菜粕或秸秆后进行淹水处理对辣椒疫病发生率的影响,并从土壤理化和生物学性状及病原菌数量方面进行解析。结果表明:淹水结束时,菜粕处理和秸秆处理土壤Eh值比对照低267和228 m V,而有机酸、酚酸和铵态氮... 详细信息

在室内试验条件下研究了土壤添加菜粕或秸秆后进行淹水处理对辣椒疫病发生率的影响,并从土壤理化和生物学性状及病原菌数量方面进行解析。结果表明:淹水结束时,菜粕处理和秸秆处理土壤Eh值比对照低267和228 m V,而有机酸、酚酸和铵态氮含量分别是对照的2.96和4.39倍、2.59和3.73倍、3.21和0.38倍。与对照相比,两种强还原处理更显著地减少放线菌数量和极显著增加细菌数量,且菜粕处理效果更为明显。秸秆处理真菌数量显著上升,菜粕处理却显著下降。两种强还原处理均显著提高土壤多酚氧化酶活和纤维素酶活,降低脲酶活,但秸秆处理纤维素酶活显著高于菜粕处理,而多酚氧化酶活和脲酶活显著低于菜粕处理。秸秆处理消除辣椒疫霉效果显著强于对照和菜粕处理,栽植后对照和菜粕处理的辣椒疫霉数量增至35.9和15.6个辣椒疫霉/g干土,而秸秆处理的辣椒疫霉数量为0。对照、菜粕处理和秸秆处理发病率分别为16.7%、3.3%和0。两种强还原处理可能通过改变土壤Eh值、铵态氮含量、有机酸和酚酸含量进而减少辣椒疫霉数量,并通过改变土壤微生物群落和土壤酶活抑制辣椒疫霉的生存和致病力。菜粕和秸秆强还原处理对土壤铵态氮、有机酸、酚酸、纤维素酶和真菌等方面的影响差异显著,这可能是两者防效差异的主要原因。

关键词：有机物料强还原处理土壤性状辣椒疫病

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甘薯不同氯离子测定方法的比较研究

土壤学报 2013年第3期50卷 584-590页

作者：戚冰洁汪吉东张永春徐阳春宁运旺许仙菊张辉马洪波江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部江苏耕地保育科学观测实验站南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

采用加标回收率的方法,分析并比较了硝酸银滴定法、紫外分光光度法和自动电位滴定法测定甘薯(Ipomoea batatas L.)幼苗Cl-含量的结果,并初步探明不同甘薯品种地上部和根系Cl-吸收和分布规律。结果表明:(1)硝酸银滴定法重复性差且难以判... 详细信息

采用加标回收率的方法,分析并比较了硝酸银滴定法、紫外分光光度法和自动电位滴定法测定甘薯(Ipomoea batatas L.)幼苗Cl-含量的结果,并初步探明不同甘薯品种地上部和根系Cl-吸收和分布规律。结果表明:(1)硝酸银滴定法重复性差且难以判断滴定终点;紫外分光光度法测定Cl-回收率低(52.9%～81.4%),且受样品浸提液颜色影响;自动电位滴定法Cl-回收率为93.9%～105.5%,相对标准偏差(RSD)为0.6%～6.0%,该方法操作简单、重复性好且精确度高,因此是测定甘薯氯含量的最佳方法;(2)利用自动电位滴定法测定不同甘薯品种Cl-积累和分布,结果显示:甘薯幼苗地上部Cl-含量为0.067～0.096 mmol g-1DW,根系Cl-含量为0.038～0.087 mmol g-1DW,品种间甘薯幼苗地上部和根系Cl-含量皆存在显著差异。不同品种向地上部转运Cl-选择性比率均大于1.0,表明Cl-向地上部聚集,以菜用型福薯7-6比率最高,紫心型徐紫20-1和浙紫1号次之,淀粉型泉薯9号最低。

关键词：自动电位滴定法 Cl^-含量甘薯 Cl^-分布

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微塑料对农田土壤碳转化影响研究进展

中国土壤与肥料 2023年第10期 234-244页

作者：周巧林焦加国张慧娟尚昊林李祥汪吉东梁栋江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部江苏耕地保育科学观测站江苏南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

近年来,微塑料的生态环境风险受到国内外广泛关注。地膜覆盖、有机肥施用、灌溉和包膜控释肥料使用等农田管理措施导致微塑料在农田土壤中持续累积。微塑料在土壤中经过物理破碎、化学分解和生物降解等作用发生迁移和转化,可能影响土壤... 详细信息

近年来,微塑料的生态环境风险受到国内外广泛关注。地膜覆盖、有机肥施用、灌溉和包膜控释肥料使用等农田管理措施导致微塑料在农田土壤中持续累积。微塑料在土壤中经过物理破碎、化学分解和生物降解等作用发生迁移和转化,可能影响土壤碳周转,进而影响土壤碳储存和含碳气体排放。因此,通过对国内外有关文献进行总结和整理,系统地梳理了农田土壤中微塑料的种类和来源,分析了微塑料通过提供碳源影响土壤植物呼吸,改变酶活性和微生物群落结构,进而直接或间接影响土壤碳排放和碳转化过程,包括以下几个方面:(1)微塑料是长碳链分子结构,进入农田对土壤有机碳含量和转化及土壤团聚体、孔隙度和含水量等理化属性造成影响;(2)土壤中真菌和细菌对不同类型微塑料的分解和碳周转作用不同;(3)微塑料通过影响植物生长、改变相关功能基因丰度、酶活性和微生物群落组成进而影响土壤碳转换过程。基于分析微塑料在土壤中的碳转化过程,为评估微塑料对土壤碳库的影响提供参考。

关键词：微塑料农田土壤碳转化碳排放

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长期施用不同有机肥对甘薯产量和土壤生物性状的影响

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水土保持学报 2021年第2期35卷 184-192页

作者：王静王磊刘耀斌李娟章明清张永春南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部江苏耕地保育科学观测站南京210014 福建省农业科学院土壤肥料研究所福州350013

以花生—甘薯轮作的长期定位试验为研究对象,研究不同(类)有机肥对甘薯产量、土壤微生物丰度和酶活性的影响,为选取合适的有机肥在提高作物产量和改善土壤生物性状方面提供依据。共选取5个施肥处理:(1)CK,空白对照;(2)NPK,单施化肥;(3)N... 详细信息

以花生—甘薯轮作的长期定位试验为研究对象,研究不同(类)有机肥对甘薯产量、土壤微生物丰度和酶活性的影响,为选取合适的有机肥在提高作物产量和改善土壤生物性状方面提供依据。共选取5个施肥处理:(1)CK,空白对照;(2)NPK,单施化肥;(3)NPK+SR,化肥+稻草;(4)NPK+M,化肥+商品有机肥;(5)NPK+P,化肥+猪粪。结果表明:与CK相比,NPK、NPK+SR、NPK+M和NPK+P处理均显著增加鲜薯产量和地上部生物量(P所提高;对于土壤单一酶活性,NPK+P处理与CK比较显著降低土壤脲酶活性(P部生物量显著正相关,土壤pH是驱动土壤微生物丰度和土壤酶活性变化的主要因素。因此,长期有机无机肥配施通过提高土壤养分、有机碳含量以及调节土壤pH变化在提高甘薯产量和改善土壤生物性状方面取得良好效果。总体来说,化肥配施猪粪在培肥地力和增产增收方面效果最佳。

关键词：有机肥产量微生物丰度酶活性

有机负荷对秸秆床反应器厌氧生物产沼气的影响

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中国环境科学 2014年第5期34卷 1200-1206页

作者：曹杰陈广银常志州叶小梅杜静南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站江苏南京210014

在实验室条件下,以打捆麦秸为固定相,以猪场废水为流动相,采用半连续进料方式,考察了不同猪场废水容积负荷对秸秆床反应器产沼气的影响.结果表明：发酵前25d,较高的猪场废水有机负荷对反应器产气有一定抑制,之后日产气量和容积产气量迅... 详细信息

在实验室条件下,以打捆麦秸为固定相,以猪场废水为流动相,采用半连续进料方式,考察了不同猪场废水容积负荷对秸秆床反应器产沼气的影响.结果表明：发酵前25d,较高的猪场废水有机负荷对反应器产气有一定抑制,之后日产气量和容积产气量迅速增加,并明显高于低猪场废水有机负荷的处理,当猪场废水容积负荷为7.2kgCOD/（m3·d）时,厌氧反应器最大容积产气量达2.29m3/（m3·d）,产气稳定后维持在1.52～1.76m3/（m3·d）,较猪场废水容积负荷为2.4,1.44kgCOD/（m3·d）的处理分别提高了50%和130%以上,对产气中甲烷含量无明显影响；较高的猪场废水容积负荷不利于麦秸厌氧发酵产沼气,发酵后麦秸干物质损失率、纤维素和半纤维素分解率均与猪场废水容积负荷成反比,红外的结果与之一致.对发酵后麦秸水浸提液的DGGE检测表明,维持反应器高有机负荷、低发酵液HRT,促进了厌氧微生物在麦秸表面定植,微生物种群数量和丰富度均明显高于低有机负荷、高发酵液HRT的处理,反应器耐高有机负荷冲击的能力增强.采用秸秆床反应器处理农村常见的秸秆和畜禽养殖污水产沼气是可行的,且较高的废水有机负荷有利于提高反应器容积产气率.

关键词：猪场废水秸秆床反应器有机负荷水力停留时间沼气

水稻产量主要养分限制因子及养分运筹应对技术研究

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江苏农业学报 2015年第3期31卷 558-563页

作者：艾玉春董月汪吉东张永春江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏南京210014 农业部江苏耕地保育科学观测实验站江苏南京210014

为系统研究不同地力稻田养分的合理投入问题,确定不同地力稻田养分投入的主要限制因子,在江苏省丹阳市及姜堰市选取高、低产田,设计8个不同施肥处理研究养分投入最佳方式;在江苏省金坛市选取水稻基础产量差异较大的2个地块设计8个不同... 详细信息

为系统研究不同地力稻田养分的合理投入问题,确定不同地力稻田养分投入的主要限制因子,在江苏省丹阳市及姜堰市选取高、低产田,设计8个不同施肥处理研究养分投入最佳方式;在江苏省金坛市选取水稻基础产量差异较大的2个地块设计8个不同氮肥运筹处理。结果显示,施用氮、磷、钾及锌肥都能提高水稻产量,产量平均增幅分别为33.1%、6.1%、6.6%和2.4%,氮素供应能力是土壤生产力的决定性因子,且低肥力土壤水稻对施氮的响应更强。适当将氮肥施用期后移可获得较高的水稻籽粒产量和生物量,较为合理的穗肥与粒肥比例为3∶7。

关键词：水稻养分运筹

低钾胁迫下不同钾效率甘薯的钾吸收利用规律研究

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土壤 2016年第1期48卷 42-47页

作者：汪吉东王火焰许仙菊宁运旺张永春周健民陈小琴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 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/江苏耕地保育科学观测试验站南京210014

以钾高效品种徐薯28和低效品种济薯22为材料,采用室内土培试验研究了不同施钾量下,甘薯钾的积累与分配及利用规律。结果显示：不施钾显著促进甘薯地上部生长,抑制块根膨大,但品种间变幅不同,钾高效型徐薯28具有更强的根系膨大能力。徐... 详细信息

以钾高效品种徐薯28和低效品种济薯22为材料,采用室内土培试验研究了不同施钾量下,甘薯钾的积累与分配及利用规律。结果显示：不施钾显著促进甘薯地上部生长,抑制块根膨大,但品种间变幅不同,钾高效型徐薯28具有更强的根系膨大能力。徐薯28苗期地上部钾浓度显著高于济薯22,叶片和叶柄钾含量分别比济薯22高33.1%、33.9%;但收获期徐薯28植株钾含量为8.7 g/kg,显著低于济薯22的9.8 g/kg。施钾或不施钾下,收获期徐薯28钾分配系数分别为4.2、3.2,济薯22分别为2.0、1.5,表明徐薯28将钾更多分配到块根部分,而济薯22更多分配到茎叶部分。各处理的块根钾利用效率（KIUE-T）为65.1~135.9,施钾及不施钾下,徐薯28块根钾利用效率都显著高于对应的济薯22处理。甘薯植株内钾含量高低是决定济薯22及徐薯28钾利用效率高低的关键因素。因此,两甘薯基因型间钾的利用效率差异主要体现在：徐薯28即使在不施钾下,苗期地上部尤其是茎叶能维持较高的钾含量,为后期块根膨大奠定基础,而收获期维持较高的钾分配系数及植株较低的钾浓度,而济薯22则相反。

关键词：甘薯钾效率基因型利用效率