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石英砂表面铁胶膜的形成——温度和老化时间的影响

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岩石矿物学杂志 2012年第6期31卷 907-915页

作者：王瑞黄丽刘凡胡红青华中农业大学农业部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

以石英砂为载体,在pH值为7和铁摩尔比R为0.1的条件下合成了石英砂表面针铁矿胶膜,并探讨了不同温度和老化时间对针铁矿胶膜形成的影响,以揭示铁胶膜的形成机理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成胶膜样品分别进行矿物... 详细信息

以石英砂为载体,在pH值为7和铁摩尔比R为0.1的条件下合成了石英砂表面针铁矿胶膜,并探讨了不同温度和老化时间对针铁矿胶膜形成的影响,以揭示铁胶膜的形成机理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成胶膜样品分别进行矿物成分和形态的分析。研究结果表明:当石英砂添加量为10 g、老化时间为25 d时,随着温度由30、50、70增加到90℃,胶膜中针铁矿的XRD峰强度明显增强,SEM图像中针铁矿的结晶程度逐渐增强,晶形逐渐变大;当石英砂添加量为10 g、老化温度为60℃时,随着老化时间的延长,胶膜中针铁矿的XRD峰强度先逐渐增强,矿物晶形也先逐渐增大(前18 d),18 d左右时矿物的晶形较大且较均一,18 d之后XRD峰强度逐渐减弱并趋于稳定,晶形又逐渐变小。

关键词：石英砂铁胶膜针铁矿合成温度老化时间

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溅蚀过程中红壤团聚体周转路径的定量表征

农业工程学报 2022年第8期38卷 115-123页

作者：汪零吴文枭倪世民王军光蔡崇法华中农业大学水土保持研究中心农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

为研究土壤团聚体的形成和破碎过程对于降雨侵蚀的响应机制,对降雨打击作用下不同粒径红壤团聚体在溅蚀过程中的周转路径进行了探讨。该研究基于稀土元素示踪法,对各粒径团聚体分别进行了标记,电感耦合等离子体质谱测定,实现全土样团聚... 详细信息

为研究土壤团聚体的形成和破碎过程对于降雨侵蚀的响应机制,对降雨打击作用下不同粒径红壤团聚体在溅蚀过程中的周转路径进行了探讨。该研究基于稀土元素示踪法,对各粒径团聚体分别进行了标记,电感耦合等离子体质谱测定,实现全土样团聚体的周转路径追踪;然后通过室内模拟降雨试验,在90和30mm/h降雨溅蚀条件下,对不同粒径大小团聚体(2~5、0.25~0.25mm团聚体与其他粒级团聚体间的周转不显著相关(P>0.05),但<0.25mm团聚体可能通过逐级团聚影响到其他粒级团聚体。不同团聚体在溅蚀过程中的双向转化过程,研究结果为侵蚀过程中土壤结构的动态变化模型提供理论参考。

关键词：土壤团聚体粒径稀土元素动态模型溅蚀

东北黑土区侵蚀农田土壤质量指数构建及其空间分异

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农业工程学报 2024年第15期40卷 54-64页

作者：彭珏龙凌郭忠录王军光蔡崇法华中农业大学水土保持研究中心农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

侵蚀的空间异质性会改变土壤性质,导致土壤质量在空间分布上的差异。为明确中国东北侵蚀农田黑土土壤性质在不同空间位置上的分布规律,该研究基于纬度变化,从寒温带到中温带跨区选择了4个丘陵区(从北到南依次为九三、克山、海伦、宾县)... 详细信息

侵蚀的空间异质性会改变土壤性质,导致土壤质量在空间分布上的差异。为明确中国东北侵蚀农田黑土土壤性质在不同空间位置上的分布规律,该研究基于纬度变化,从寒温带到中温带跨区选择了4个丘陵区(从北到南依次为九三、克山、海伦、宾县)的农田黑土坡面作为试验对象,划分了坡面位置(坡顶、坡上、坡中、坡下和坡底)和土壤深度(0~20 cm和>20~40 cm),分析了不同空间位置对侵蚀农田黑土土壤物理、化学和生物特征对不同空间位置的响应规律,并基于最小数据集(minimum data set,TDS)构建土壤质量指数(soil quality index,SQI-TDS),对侵蚀农田黑土土壤质量进行综合比较。研究表明,4个丘陵区黑土土壤性质在不同区域、坡位和土壤深度下的存在明显的空间变异(P<0.05)。全氮和有机碳含量随纬度升高而增加,且随坡位降低而逐渐减小,在坡底处增加。平均重量直径在九三最高,克山次之,海伦和宾县较小。土壤细颗粒在坡底沉积促进了新的团聚体形成,以致团聚体稳定性在坡面位置上表现为随坡位的降低呈先减小后增加的“V”型变化。SQI-MDS均值从北至南整体呈降低趋势,其中宾县的土壤质量指数最低,较其他3个地区显著降低22.66%~26.52%。在不同坡位上,SQI-MDS表现为以坡底、坡顶、坡上、坡中和坡下次序降低。该研究量化了东北侵蚀农田黑土土壤综合质量,结果可为侵蚀农田黑土修复和可持续发展提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀农田黑土质量最小数据集

保护性耕作对水-旱轮作土壤有机碳组分的影响——基于密度分组法

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土壤通报 2019年第1期50卷 109-114页

作者：黄雅楠黄丽薛斌成莉娟李小坤鲁剑巍华中农业大学农业部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

以武穴市10年水-旱轮作长期定位试验的传统耕作(CT)、传统耕作+秸秆还田(CTS)、免耕(NT)、免耕+秸秆还田(NTS)4个处理的水稻土为对象,通过密度分组方法研究各组分有机碳(游离态轻组、闭蓄态轻组、重组)含量的变化特征,探讨秸秆还田与免... 详细信息

以武穴市10年水-旱轮作长期定位试验的传统耕作(CT)、传统耕作+秸秆还田(CTS)、免耕(NT)、免耕+秸秆还田(NTS)4个处理的水稻土为对象,通过密度分组方法研究各组分有机碳(游离态轻组、闭蓄态轻组、重组)含量的变化特征,探讨秸秆还田与免耕对土壤有机碳及其组分的影响。结果表明,游离态轻组、闭蓄态轻组和重组有机碳含量分别为1.25～3.02 g kg^(-1),0.85～3.05 g kg^(-1)和18.46～23.23 g kg^(-1),占总有机碳的4.44%～12.36%、3.53%～10.86%和77.85%～82.73%。NTS处理显著增加土壤闭蓄态轻组和重组有机碳含量;免耕对各组分土壤有机碳的影响不明显。闭蓄态轻组和重组有机碳与总有机碳含量呈极显著正相关,闭蓄态轻组对耕作方式改变的敏感性最强(敏感性指标为4.00),能够敏感地反映不同耕作措施对土壤有机碳库的影响。与常规还田相比,NTS处理促进游离态轻组有机碳向闭蓄态轻组有机碳转化,有利于土壤有机碳的积累,是本研究中提升土壤有机质的最佳保护性耕作措施。

关键词：有机碳分组游离态轻组闭蓄态轻组重组保护性耕作

中国典型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙特征的定量关系

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农业工程学报 2022年第18期38卷 113-121页

作者：彭珏陈家赢王军光蔡崇法华中农业大学水土保持研究中心农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

团聚体结构和稳定性关系着一系列土壤过程。为探明不同类型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙结构变化规律及二者关系,该研究以中国温带与亚热带地区5种地带性土壤(黑土、棕壤、褐土、黄褐土和红壤)为研究对象,结合CT扫描、湿筛法和Le Bisso... 详细信息

团聚体结构和稳定性关系着一系列土壤过程。为探明不同类型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙结构变化规律及二者关系,该研究以中国温带与亚热带地区5种地带性土壤(黑土、棕壤、褐土、黄褐土和红壤)为研究对象,结合CT扫描、湿筛法和Le Bissonnais(LB)法,量化孔隙结构,测定各地带性土壤团聚体平均重量直径(Mean Weight Diameter,MWD)。结果表明:团聚体水稳性受到土壤类型和土层深度的综合影响,从大到小依次为黄褐土、褐土、棕壤、黑土和红壤;基于LB法测定的团聚体平均质量直径排序为MWDsw(慢速湿润)>MWDws(预湿润震荡)>MWDfw(快速湿润),即5种团聚体的主要破碎机制是快速湿润引起的消散作用;5种地带性土壤团聚体不同当量直径孔隙度由北至南呈“U”型变化,且这种变化程度随土层深度增加而减弱;团聚体孔隙大小均以30~100μm孔隙度是MWDfw、MWDws、MWDsw的主控因子。研究结果有助于加深土壤团聚体与孔隙特征关系的认识,从而更好地揭示土壤过程作用机制。

关键词：团聚体土壤孔隙稳定性结构地带性

基于时序MODIS-NDVI的油菜种植面积变化趋势分析--以江汉平原为例

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长江流域资源与环境 2016年第3期25卷 412-419页

作者：张煦马驿郑雯汪善勤 f华中农业大学资源与环境学院农业部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

油菜是我国主要油料作物,其种植与监测对于保障食油生产安全具有重要意义。本文以江汉平原作为研究区,利用2002~2014年250 m分辨率的MODIS-NDVI时序数据,采用经验模态分解（EMD）方法,结合地面调查数据以及作物物候数据等辅助数据,获取... 详细信息

油菜是我国主要油料作物,其种植与监测对于保障食油生产安全具有重要意义。本文以江汉平原作为研究区,利用2002~2014年250 m分辨率的MODIS-NDVI时序数据,采用经验模态分解（EMD）方法,结合地面调查数据以及作物物候数据等辅助数据,获取主要地物覆盖类型的端元信息,然后利用线性光谱混合模型（LSMM）进行混合像元分解,得到油菜种植面积丰度的空间分布。结果表明,EMD方法较好地过滤了时序数据的噪声;经年鉴统计数据验证,油菜提取面积精度达到了92.5%以上,R2大于0.9。油菜种植面积的时空变化结果很好地反映出江汉平原油菜种植面积总体呈增长态势。此外,政策导向和市场价格对油菜种植面积的影响明显。

关键词：时序MODIS-NDVI 经验模态分解线性光谱混合模型江汉平原油菜种植面积

人工合成绿锈GR1(CO_3^(2-))的氧化晶质过程、特点及主要影响因素

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土壤学报 2013年第6期50卷 1143-1153页

作者：王小明艾思含董婷刘凡谭文峰邱国红冯雄汉华中农业大学资源与环境学院农业部长江中下游耕地保育重点实验室

通过空气氧化法,采用电化学实时监测,结合X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和溶液化学分析,探讨了GR1(CO2-3)的合成、氧化和晶质化特点。在合成阶段,当悬液pH降至最低或矿物中Fe2+含量升至最高时,GR1(CO2-3)完全形成。在随后转化阶段,控... 详细信息

通过空气氧化法,采用电化学实时监测,结合X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和溶液化学分析,探讨了GR1(CO2-3)的合成、氧化和晶质化特点。在合成阶段,当悬液pH降至最低或矿物中Fe2+含量升至最高时,GR1(CO2-3)完全形成。在随后转化阶段,控制pH在6.5~10时,随pH增加,GR1(CO2-3)的转化速率和氧化速率均减小,氧化产物由纤铁矿向针铁矿向磁铁矿变化,且针铁矿结晶尺寸随pH升高逐渐增加。控制温度在15~45℃时,随反应温度的增加,GR1(CO2-3)的转化速率增加而氧化速率减小,氧化产物同样由纤铁矿向针铁矿向磁铁矿变化,且针铁矿粒径随温度升高而增大。控制空气流速在0~0.1 m3h-1时,随着空气流速的增加,氧化速率增加,氧化产物中针铁矿含量逐渐减少而纤铁矿含量逐渐增加,且产物结晶度逐渐减弱。因此,在pH、温度和空气流速等影响GR1(CO2-3)转化过程中,氧化速率是共同的决定因素,随着氧化速率的增加,产物由磁铁矿向针铁矿向纤铁矿变化,且产物结晶尺寸变小和结晶度减弱。

关键词： GR1(CO3^2-) 转化 pH 温度空气流速晶质氧化铁

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次生碳酸盐结核的物质组成及元素富集特点

华中农业大学学报 2018年第2期37卷 64-70页

作者：黄传琴董博文谭文峰华中农业大学农业部长江中下游耕地保育重点实验武汉430070

以黄土高原南缘武功次生碳酸盐结核为研究对象,通过分析各级结核中有机质和碳酸盐的分布特征、粒度及矿物组成,结合酸溶性元素分析,明确次生碳酸盐结核的形成过程及元素富集特点。结果表明,黄土高原南缘武功全新世古土壤发育期间形成的... 详细信息

以黄土高原南缘武功次生碳酸盐结核为研究对象,通过分析各级结核中有机质和碳酸盐的分布特征、粒度及矿物组成,结合酸溶性元素分析,明确次生碳酸盐结核的形成过程及元素富集特点。结果表明,黄土高原南缘武功全新世古土壤发育期间形成的碳酸盐结核主要由粒径>250μm结核和粒径<50μm结核相互胶结而成。次生碳酸盐首先在粘粒及细粉粒表面淀积,土壤颗粒间的孔隙随着淀积的进行逐渐被次生碳酸盐填充,碳酸盐结核逐渐形成并不断生长。随着结核的生长,碳酸盐含量大幅增加,从而稀释降低了有机质含量;同时,其颗粒组成逐渐变粗,粘土矿物含量减少。各级结核中酸溶性元素均以钙(61.03~207.36g/kg)为主,且与碳酸盐含量呈正相关,因此,CaCO_3是结核中碳酸盐的主要形式。此外,酸溶性元素中含有一定量的次生无定形硅(8.90~10.70g/kg)和铝(2.78~5.06g/kg)以及粘土矿物中的钾(3.34~4.32g/kg)和镁(2.22~3.64g/kg);同时含有少量可溶性盐中的钠(0.70~0.85g/kg)。

关键词：黄土高原次生碳酸盐碳酸盐结核元素组成矿物组成

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中国冬油菜氮素养分管理策略

中国农业科学 2016年第18期49卷 3506-3521页

作者：任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业部长江中下游耕地保育重点实验室

油菜是中国重要的油料作物,长江流域是其最主要种植区域,该区域的气候、土壤和种植制度决定了土壤养分供应特征、油菜生长和养分需求特征。作物高产、经济和养分高效是农业生产及其可持续发展的决定因素,油菜氮素吸收和土壤氮素供应在... 详细信息

油菜是中国重要的油料作物,长江流域是其最主要种植区域,该区域的气候、土壤和种植制度决定了土壤养分供应特征、油菜生长和养分需求特征。作物高产、经济和养分高效是农业生产及其可持续发展的决定因素,油菜氮素吸收和土壤氮素供应在时间和空间上的不协调造成氮的缺乏或过量是油菜产量和收益的重要限制因子,合理的氮肥施用是保证油菜高产和氮肥高效的关键。论文从作物氮素需求、土壤氮素供应、氮肥施用关键技术及其配套措施等方面综述了国内外油菜氮肥管理的进展。在此基础上,结合中国冬油菜种植区域土壤和作物的特点,提出以"前促后稳"为核心,协调作物氮素需求和土壤氮素供应的冬油菜氮素养分综合管理策略。该策略的核心内容是:通过调节氮肥施用时期、比例和配比,满足油菜前期快速生长的氮素需求,后期则主要通过发挥土壤氮素供应,促进油菜氮素转移再利用;综合考虑不同轮作、秸秆还田条件下土壤氮素供应特点及后效,统筹氮肥的施用;配合合理密植、水肥管理、同其他元素肥料配施、机械深施等措施,以协同增效的方式实现油菜的高产和氮肥的高效。

关键词：前促后稳氮肥综合管理高产高效冬油菜