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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

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

生物炭、蒙脱石及其混合添加对复合污染土壤中重金属形态的影响

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环境科学 2017年第1期38卷 361-367页

作者：高瑞丽唐茂付庆灵郭光光李晓胡红青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武汉430070

本文以采自湖南临湘某重金属复合污染的土壤为研究材料,采用室内培养方法,将生物炭(BC)和蒙脱石(MM)按1%、2%、5%单独添加,以及将二者混合添加(1%+1%),通过BCR连续提取法,研究不同钝化剂对复合污染土壤重金属形态变化的影响.结果表明,... 详细信息

本文以采自湖南临湘某重金属复合污染的土壤为研究材料,采用室内培养方法,将生物炭(BC)和蒙脱石(MM)按1%、2%、5%单独添加,以及将二者混合添加(1%+1%),通过BCR连续提取法,研究不同钝化剂对复合污染土壤重金属形态变化的影响.结果表明,生物炭处理显著降低了Cu、Pb和Cd的有效态含量.蒙脱石处理中,MM5%处理使Cu、Pb、Zn、Cd的弱酸提取态含量分别降低了27.6%、19.2%、25.6%、19.2%.混合钝化剂处理使Cu、Pb、Zn、Cd的弱酸提取态含量分别降低了15.8%、15.9%、13.1%、12.0%,残渣态含量分别增加了39.0%、110.1%、9.6%、62.5%,显著降低了4种元素的移动性.蒙脱石钝化效果整体优于生物炭,两者结合使用效果更佳.

关键词：重金属 BCR法钝化有效性

硼胁迫下不同柑橘砧木叶片物质组成及结构的FTIR表征

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光谱学与光谱分析 2017年第5期37卷 1380-1385页

作者：卢晓佩姜存仓董肖昌吴秀文闫磊华中农业大学微量元素研究中心/农业部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

硼作为高等植物必需的微量元素,从缺乏到过量的范围很窄,因此缺硼和硼毒害导致作物产量及品质下降等问题一直是国内外关注的重点。以不同柑橘砧木(枳橙和枳壳)为材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)探讨低硼及高硼胁迫对不同砧木叶片物质组... 详细信息

硼作为高等植物必需的微量元素,从缺乏到过量的范围很窄,因此缺硼和硼毒害导致作物产量及品质下降等问题一直是国内外关注的重点。以不同柑橘砧木(枳橙和枳壳)为材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)探讨低硼及高硼胁迫对不同砧木叶片物质组成和结构的影响及其差异。结果表明:(1)低硼及高硼胁迫均抑制了柑橘砧木地上部的生长,高硼时枳壳砧木叶片出现典型的硼中毒现象,而枳橙砧木叶片则无明显的硼毒症状,表明枳橙砧木比枳壳砧木更耐高硼胁迫;(2)低硼胁迫时,枳壳砧木叶片缺失1 153,1 053和1 028cm-1三个特征峰,而枳橙砧木叶片仅缺失1 055cm-1一个特征峰,且两种砧木叶片其他特征峰的相对吸光度较正常硼处理整体增加,表明缺硼导致枳壳砧木叶片纤维素糖苷及可溶性糖、核糖的结构发生变化且含量增加,仅改变枳橙砧木叶片可溶性糖的结构。因此,低硼胁迫对枳壳砧木影响大于枳橙砧木;(3)高硼胁迫时,枳壳砧木叶片1 153和1 053cm-1两个特征峰消失,增加1 622cm-1处特征峰;枳橙砧木叶片缺失1 024cm-1处特征峰,且其他特征峰的相对吸光度较正常处理整体降低,表明高硼改变枳壳砧木蛋白质、可溶性糖等碳水化合物的结构且含量减少,而枳橙砧木仅核糖的结构发生变化,说明高硼对枳壳砧木叶片多糖结构的影响大于枳橙砧木。因此,枳橙砧木比枳壳砧木更耐低硼和高硼胁迫,硼对不同砧木物质组成和结构的效应差异是其中一个关键因子。

关键词：硼胁迫柑橘砧木傅里叶红外光谱物质成分和结构

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颗粒尺寸对纳米氧化物环境行为的影响

环境科学 2018年第6期39卷 2982-2990页

作者：严玉鹏唐亚东万彪王小明刘凡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武汉430070

随着纳米技术迅猛发展,纳米颗粒的环境行为和生态效应越来越受到关注.纳米氧化物作为环境中的重要组成,广泛存在于水体、大气、土壤以及沉积物中,其大比表面积和高表面活性,控制和影响着环境中一些污染物和营养元素的形态、迁移、转化... 详细信息

随着纳米技术迅猛发展,纳米颗粒的环境行为和生态效应越来越受到关注.纳米氧化物作为环境中的重要组成,广泛存在于水体、大气、土壤以及沉积物中,其大比表面积和高表面活性,控制和影响着环境中一些污染物和营养元素的形态、迁移、转化和生物有效性.纳米尺寸是纳米颗粒特有属性,颗粒尺寸大小调控和决定纳米氧化物的结构及物理化学特性,从而在较大程度上影响其与相关元素的界面反应性和环境地球化学行为.综述了纳米氧化物的尺寸对吸附、(还原)溶解、(催化)氧化、聚集和迁移等环境行为的影响,讨论了尺寸效应的作用机制,最后展望了环境中纳米金属氧化物尺寸效应有关的研究热点和方向.

关键词：纳米颗粒金属氧化物尺寸效应吸附溶解催化聚集迁移环境行为

钠钾替代条件下不同基因型棉花叶片的FTIR光谱研究

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光谱学与光谱分析 2016年第6期36卷 1696-1699页

作者：雷晶郝艳淑吴秀文姜存仓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

钾缺乏是制约棉花生长的重要因子之一,而钠钾替代的研究一直是国内外关注的重点。以不同钾效率基因型棉花(钾高效HG103和钾低效LG122)为材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)对不同钾钠处理下棉花叶片的物质组成进行研究,分析不同钾钠条件下,... 详细信息

钾缺乏是制约棉花生长的重要因子之一,而钠钾替代的研究一直是国内外关注的重点。以不同钾效率基因型棉花(钾高效HG103和钾低效LG122)为材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)对不同钾钠处理下棉花叶片的物质组成进行研究,分析不同钾钠条件下,叶片红外光谱图谱的差异,探讨钠钾替代对其物质成分和结构的影响,以及基因型的差异。结果表明:(1)缺钾条件下施钠,2 960,2 855,2 926,1 103和1 078cm^(-1)这5个特征峰的相对吸光度均有所升高,其中HG103在2 960,2 855和2 926cm^(-1)处增加的量与LG122几乎一致,而在1 103和1 078cm^(-1)附近,HG103增加的量高于LG122;然而适钾的条件下施钠,这5个特征峰的相对吸光度都有所减少,且HG103减少的量都小于LG122,表明缺钾时施钠促进糖类、蛋白质和酯类的合成,其中对糖类的促进作用是HG103的大于LG122的,而对蛋白质和酯类的则没有差异;适钾时施钠则有抑制作用,对HG103的抑制作用小于LG122。(2)缺钾时,1 734和1 437cm^(-1)附近的特征峰缺失,而补充钠后这些缺失的峰也未出现,说明缺钾破坏了叶片中蛋白质酰胺Ⅰ带和纤维素的结构,而缺钾补充钠并不能缓解这种破坏,即对于钾的这些功能,钠不能完全代替钾。

关键词：棉花基因型钠钾替代傅里叶红外光谱(FTIR)

华中区域直播冬油菜临界氮浓度稀释曲线的建立与应用

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中国农业科学 2019年第16期52卷 2835-2844页

作者：刘秋霞任涛张亚伟廖世鹏李小坤丛日环鲁剑巍华中农业大学微量元素中心/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室

【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015—2016和2016—2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015—2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N... 详细信息

【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015—2016和2016—2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015—2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm,2016—2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm)的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系(N=3.49DM)。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。【结论】油菜氮素稀释曲线模型N=3.49DM和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。

关键词：直播冬油菜临界氮素稀释曲线氮营养指数植株氮素诊断

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同方期刊数据库

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石英砂表面锰胶膜的合成及其影响因素研究

岩石矿物学杂志 2020年第4期39卷 495-503页

作者：谢坤马格黄丽华中农业大学农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

以石英砂为载体在其颗粒表面合成锰胶膜运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对胶膜中矿物的结构进行表征,探讨体系中不同锰摩尔比R(Mn2+、Mn7+摩尔比分别为1:1、1:2、1:3、1:4)、合成温度(30、50、70、90、110℃)、搅拌时间(48、72... 详细信息

以石英砂为载体在其颗粒表面合成锰胶膜运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对胶膜中矿物的结构进行表征,探讨体系中不同锰摩尔比R(Mn2+、Mn7+摩尔比分别为1:1、1:2、1:3、1:4)、合成温度(30、50、70、90、110℃)、搅拌时间(48、72、96 h)和石英砂添加量(5、10、20、30、40 g)等因素对锰胶膜合成的影响。研究结果表明,随着R的减小,锰胶膜中的锰钾矿向水钠锰矿转化且矿物的结晶度增大,锰含量减小,晶体颗粒逐渐增大;随着温度的升高,胶膜中矿物的结晶度增大,锰含量下降,但矿物类型没有变化;搅拌不会影响胶膜的矿物类型,但搅拌时间越长胶膜中锰矿物含量越高;随石英砂添加量的增大胶膜中锰矿物类型不变,但其结晶度减弱,锰含量先降低但在石英砂添加量为10 g时开始升高。

关键词：锰胶膜锰摩尔比合成温度搅拌时间石英砂添加量