利用韭菜生境能释放挥发性物质,抑制根区病原真菌作用效果,研究间作韭菜模式下番木瓜根区微生物群落变化特征。在不同的间作时间提取土壤微生物DNA,应用Illumina Miseq高通量测序技术分析根区土壤微生物多样性。结果表明：（1）根区土壤细菌归属于27门64纲146目272科437属,酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)为优势菌,分别占比18.15%、22.33%、19.11%和25.53%,占全部细菌组成的85.12%;其中随着间作韭菜时间的推移,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)的优势表现明显。（2）根区土壤真菌归属于7门24纲64目126科239属,子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌,所占比例分别为93.71%、3.94%和1.18%,占全部细菌组成的98.83%,其中子囊菌门占主导地位。（3）在细菌属水平,间作韭菜30、60、120天,酸杆菌门的Subgroup_6_norank相对丰度最高,90天时硝化螺菌门的一个分属硝化螺菌属(Nitrospira)相对丰度最高;然而在真菌属水平,无论间作韭菜与否子囊菌门下的分属相对丰度均为最高。（4）土壤有机质、全氮和速效磷是影响番木瓜韭菜间作系统土壤微生物群落结构和土壤微生物多样性的关键因子。
本研究以牛粪和小麦秸秆为堆肥原料,设置不同C/N处理组（分别为25/1、30/1、35/1）,通过添加外源菌剂（枯草芽孢杆菌、黑曲霉菌、细黄链霉菌）和酶制剂（纤维素酶和蛋白酶）进行好氧堆肥,研究其对进程中温度、有机质、全氮、全磷、全钾指标的影响。结果表明,不同C/N条件下添加菌酶制剂能够提高高温期的平均温度,各组温度均能够达到《粪便无害化卫生标准》(GB 7959—1987)要求;添加菌酶制剂可以有效地促进有机物的降解;对堆体的含氮量有明显的提升作用;使全磷、全钾的相对含量增加;通过对堆肥进程中各项指标变化特性的综合分析,C/N为35/1的C8组（添加枯草芽孢杆菌+黑曲霉菌+细黄链霉菌组）的堆肥效果最好。
CH4作为一种强效的温室气体对全球气候变暖贡献巨大,森林土壤是重要的大气甲烷汇。明确不同地质年代火山岩母质发育的森林土壤甲烷氧化通量特征,以期为温带森林生态系统碳循环规律研究提供一定的科学依据。以五大连池火山保护区内3座不同地质的年代火山为对象,山口湖保护区内一座海拔高度相似的山丘为对照,采用静态气箱-气相色谱法,分析了甲烷氧化通量及其与环境因子的相关性。结果表明,不同采样点南北坡间土壤总有机碳含量均存在显著差异(P<0.05),老黑山（300年）与东焦得布（17万~19万年）和北格拉球（70万~80万年）之间存在显著差异,呈逐渐增加的趋势;土壤总氮含量除老黑山外,不同坡向间差异显著(P<0.05)。土壤速效养分含量呈逐渐增加的变化趋势且北坡均高于南坡。老黑山、东焦得布、北格拉球和山口湖甲烷氧化通量日变化范围分别为44.58~68.35、108.65~138.23、74.72~118.05、78.26~105.34 µg/(m2·h);上午8:00—10:00左右甲烷氧化通量为全天最大值;甲烷氧化通量24 h平均值东焦得布最高,与其他采样点差异显著(P<0.05)。南北坡向甲烷氧化通量月际变化特征相似,均呈单峰曲线模式,6月甲烷氧化通量达到最大值。东焦得布甲烷年氧化通量高于老黑山和北格拉球,差异显著(P<0.05)。甲烷氧化通量与0~5 cm土壤温度呈显著的指数相关,与0~5 cm土壤含水量呈线性相关。综上所述,火山喷发时间的差异决定了土壤养分含量的差异;长期土壤发育过程导致不同母质的土壤养分含量及理化性质出现趋同性。甲烷氧化通量昼高夜低,土壤发育时间影响甲烷氧化通量,甲烷氧化通量受多种环境因子的综合影响。
探讨不同施氮水平对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响,以期为农田合理施肥提供科学指导。以黑龙江省农田黑土为对象,采用室内培养试验,研究土壤净氮矿化速率、净硝化速率、N2O和CO2排放速率及累积排放量对不同施氮水平[0 mg N/kg (N0)、40 mg N/kg (N40)、60 mg N/kg (N60)、80 mg N/kg (N80)]的响应。结果表明,不施氮的N0处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净氮矿化速率分别为-0.71、-1.01、-1.27 mg N/(kg·d),均表现为对氮的净固定。施氮显著促进了土壤硝化作用,N0处理土壤净硝化速率为0.32 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净硝化速率分别为N0处理的15.2、19.7、24.0倍。在0~60 mg N/kg施氮水平内,土壤N2O排放速率随施氮水平的增加而显著增加,施氮水平增加至80 mg N/kg时,N2O排放速率反而显著低于N60处理。N0处理的N2O排放比例为8.11‰,施氮后N2O排放比例显著降低,N40、N60和N80处理的N2O排放比例分别为1.48‰、1.72‰和1.15‰,3个施氮水平间没有显著差异。与N0处理相比,施氮显著抑制了土壤CO2的排放,但CO2累积排放量不受施氮水平的影响。研究表明,施氮水平显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,研究结果对加深农田黑土氮转化规律的理解及氮肥的合理施用具有实际意义。
采用气相色谱和质谱联用法(GC-MS/MS),创建土壤中邻苯二甲酸酯类化合物的便捷有效测试方法,从而为沉积物和土壤中邻苯二甲酸酯类化合物在土壤中的残留测定提供一定参考。选择试样中的6种碳酸酯类化合物,经过正己烷和丙酮(1:1,V:V)的萃取,过PSA/Silica净化小柱,除水干燥浓缩后,经GC-MS/MS上机分析,定量结果采用外标方法。相关试验结果显示,这6种碳酸酯类化合物的测定回收效果较好,在84.6%~98.3%之间,实验室内精密度较高,相对标准偏差在2.7%~12%之间,检出限在0.2~0.8 μg/kg之间,相关性R为0.9968~0.9995。该方法准确可靠、高效便捷、精密度高,具有显著节约人力和财力的特点,适宜于土壤中邻苯二甲酸酯类化合物的测定分析。
在水资源约束趋紧的背景下,本研究从灰水足迹角度出发,选取2013—2017年黄河流域农业的各项面板数据,运用动态超效率SBM模型对黄河流域农业用水效率进行测算,以第一产业就业人员、农业用水量、有效耕地灌溉面积和农业机械总动力为投入指标,以根据2013年为基期的物价指数调整后的农业总产值为期望产出及灰水足迹为非期望产出作为产出指标。通过SBM模型分析发现,黄河流域各省份农业灰水足迹的总量均在下降,且2015年后下降速率增加;黄河流域各省份农业用水效率按照是否大于1和是否大于0.5可分为3个梯队,除四川外,各省农业用水效率均在上升。因此,黄河流域需重视灰水足迹管理,从源头减少农业灰水足迹的产生;政府要不断加强在农业灌溉设施上的投入,提高节水灌溉技术;调整产业结构,提升农田灌溉水的利用率。
通过对黄土高原地区冬小麦在不同施氮水平下土壤细菌群落多样性和理化性质的研究,揭示不同施氮量下土壤细菌群落结构的变化规律,为科学施肥以及土壤生态系统的可持续提供依据。本试验处理为5个不同施氮(N)量0 (N0)、90 (N6)、180 (N12)、240 (N16)、300 (N20) kg/hm2,N0处理为对照,采用高通量测序技术,研究不同施氮量对小麦耕层土壤细菌群落结构及理化性质的影响。结果表明：增施氮肥显著增加了土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD) (P<0.05)。随着施氮量的增加,土壤酶活性先升高后下降,在N12处理下土壤酶活性均最高。施氮量对土壤细菌多样性指数有显著影响。不同施氮量处理中土壤细菌16S rRNA基因拷贝数为6.47×1010~15.18×1010,在N12处理达到最大值。在门水平上,15个样品获得的类群中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,其中N12处理显著提高变形菌门、硝化螺旋菌门的相对丰度,且N12处理的酸杆菌门相对丰度最低。主成分分析结果表明N12处理与其他处理距离较远。冗余分析表明,土壤理化性质及土壤酶与细菌群落密切相关。因此,施氮量显著影响土壤细菌群落结构及理化性质,施氮量(N)为180 kg/hm2时有利于提高细菌群落多样性及改善土壤结构。
试验以青稞新育品种‘黄青2号’不同生长期的土壤为材料,对比测定不同施肥处理、不同土层土壤铵态氮、硝态氮含量,研究了土壤中铵态氮、硝态氮动态变化规律。结果显示：土壤中铵态氮、硝态氮含量在整个生育期都呈现“降低—升高—降低”的变化趋势,铵态氮含量在抽穗期最高,硝态氮含量在苗期最高,分别为2.75 mg/kg和22.64 mg/kg。0~20 cm土壤中铵态氮、硝态氮含量为1.76 mg/kg和11.82 mg/kg,分别是20~40 cm的1.76倍和2.00倍,说明物质的转化、吸收和运输主要在上层土壤中进行。土壤中铵态氮达到一定浓度时,硝态氮含量与铵态氮浓度没有相关性,而与硝酸酶活性有关。不同施肥处理下铵态氮、硝态氮含量有所差异,3种缓释肥料处理下土壤中铵态氮、硝态氮有效利用率更高。
中南地区作为中国有色金属冶炼的主要聚集区,由于长期的冶炼活动,导致冶炼场地与周边土壤重金属污染严重,对当地的生态环境带来严重的风险,迫切需要治理。为了探究中南冶炼场地与周边土壤的污染特征以及目前主要有效的稳定化修复技术,笔者概述了中南地区湘鄂赣皖四省有色金属冶炼区分布和污染状况,具有污染面积大、以复合污染为主、污染途径多样、污染程度各异和重金属活性高的污染特征。从稳定化机理和材料类型两个不同的方向综述了稳定化材料的研究进展,并在高性能、可持续、谱适、绿色的复合污染稳定化材料的研究方向上提出展望,以期为中南有色金属冶炼场地与周边土壤重金属污染稳定化修复提供参考依据。
为比较秸秆还田与添加生物炭对黑土氧化亚氮(N2O)排放的影响,基于中国科学院海伦农业生态实验站建立的定位田间试验,设单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(NPK+SR)、生物炭配施化肥(NPK+BC) 3个处理,采用静态箱-气相色谱法测定黑土区玉米生长季N2O排放通量。在试验进行的第3年,采集生长季土壤排放的气体,测定N2O排放通量。结果表明：较单施化肥相比,NPK+SR处理N2O累积排放量增加了83.1%,而NPK+BC处理降低了32.4%。尽管土壤N2O排放通量与土壤温度的相关系数因不同处理而存在差异,但各处理均表现出显著正相关关系(P<0.05)。而土壤含水量与N2O排放通量未呈现相关关系(P>0.05)。与单施化肥处理相比,秸秆还田和添加生物炭后玉米总产量增加了12.0%和34.3%。由此可见,玉米秸秆制成生物炭还田既增加玉米产量,又达到N2O减排的目的,在本试验条件下,生物炭是玉米秸秆还田的有效方式。
川西北高原区是四川省重要的生态功能区,生态系统先天脆弱。为提升川西北高原农业面源污染防控水平,本研究以阿坝藏族羌族自治州为例,结合实地调研情况,分析阿坝州农田种植、畜禽养殖、农村人居环境等农业农村污染情况。结果表明：（1）农田种植污染源中,南部农业县玉米等作物存在偏施氮肥和施用过量等情况,农药主要集中在南部农业县,以杀虫剂和除草剂为主;中南部玉米等作物种植区较为依赖地膜,存在残留污染风险。（2）畜禽养殖污染源中,中南部农业县养殖比较集中,专业养殖户的畜禽粪便污染风险较大。若尔盖和红原等牧区县局部区域内有过度放牧、土壤沙化和草场退化等问题。（3）农村人居环境中,部分区域农村垃圾、污水收集与处理设施、农村厕所配套设施不足。最后本研究针对阿坝州农业面源污染存在的问题,提出了针对性的污染防控技术,以期为川西北高原区农业面源污染防控提供参考。
以地处渭北旱塬东部的陕西省合阳县土地整治项目新增耕地为对象,研究县域内新增耕地土壤养分状况,为指导新增耕地后期管理提供参考。通过对合阳县12个乡镇新增耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾的变化特征进行分析,并采用物元模型对其进行综合评价。结果表明：合阳县新增耕地土壤养分含量普遍较低,有机质平均含量8.66 g/kg,全氮1.30 g/kg,有效磷18.66 mg/kg,速效钾151.21 mg/kg。土壤有机质含量偏低,全氮、有效磷含量适中,速效钾较丰富。养分评价等级显示Ⅳ级贫乏等级土壤占83.4%,肥力提升空间较大。建议结合当地经济水平和施肥习惯,优先考虑使用有机肥,适量增加化肥施用量。在种植方式上,可采用种植1年豆科作物和2年小麦的粮豆3年轮作种植模式。
有机氮是土壤中氮的主要存在形式,土壤氮矿化、氮素有效性与有机氮组分关系密切,明确土壤有机氮组分对氮矿化的贡献,有利于为采用科学合理的田间管理措施提供理论依据。不同的施肥模式是影响稻田土壤氮组分及微生物多样性较为关键的因素之一。因此,本文从不同施肥方式对稻田土壤氮素形态和矿化作用特征、土壤氨氧化菌和硝化及反硝化菌群功能基因数量变化、土壤氮素转化微生物活性和胞外酶、土壤氮素转化微生物群落结构多样性等方面展开了相应的讨论,提出有机无机肥配施有利于提高稻田土壤有机氮组分的微生物利用性、土壤的氮供给,采用有机无机肥配施是提高稻田土壤肥力的有效管理措施。
伴随着磷肥产量增加,磷石膏产排量对环境污染等问题愈加突出。为解决磷石膏堆放对环境造成的威胁和磷石膏的资源化利用,本研究通过对云南省磷矿资源主要集中地磷石膏堆场的实地调查、采样并结合模拟试验、建立预测模型等方法,明确磷石膏对区域水体环境介质存在的影响。结论如下：（1）不同堆存点磷石膏均呈酸性。滇池流域的磷石膏含磷量较高、抚仙湖流域的磷石膏含氟量较高。（2）通过地表径流试验,地表水总磷和氟化物的含量基本呈现随迁移距离增加而不断下降的趋势。并建立地表水污染物沿程迁移变化回归模型。地表径流中总磷和氟化物分别迁移至距堆场186.45 m和167.30 m外,可达到地表Ⅲ类水标准。（3）通过土柱淋溶试验,淋出液中总磷含量随淋溶次数的增加整体呈下降的趋势。不同土柱淋出液中氟含量呈现正相关的变化趋势,除个别土柱淋出液外,其他深度的淋出液氟含量在0.15~0.45 mg/L范围之内,可达到地下水的Ⅰ类至Ⅲ类标准。本研究为解决磷矿区乃至流域内磷石膏对水环境等造成的污染负荷问题,提供定量化的理论基础。
湖泊沉积物中磷的释放是阻碍富营养化湖泊治理关键,弄清楚影响湖泊磷释放过程的影响因素及机理对于控制湖泊富营养化至关重要。本文总结了沉积物中磷存在的主要形态、分类以及生物有效性,重点阐述了影响内源磷释放的环境因素,分析了当前沉积物内源磷释放过程及机理研究中存在的问题,并对未来湖泊内源磷释放过程和机理的研究方向提出了相关研究方向。
旨在探讨一种促进鸡粪快速发酵腐熟、生产优质有机肥料的技术体系。以鸡粪为主要原料,添加定量滤泥以及按不同比例添加金针菇菌糠堆制生产有机肥,测定不同配比堆料发酵过程的温度、pH值、含水量、有机质含量、氮磷钾含量和种子发芽率等有机肥质量指标。结果表明,添加菌糠能有效缩短鸡粪堆肥发酵腐熟时间,不同配方处理生产有机肥各项质量指标均符合有机肥新标准NY/T 525-2021的要求。其中以30%菌糠、60%鸡粪和10%生物干化污泥配合处理的发酵腐熟时间最短,该处理生产的有机肥的总养分含量达10.33%,有机质含量48.5%,含水量32.5%,种子发芽指数106.2%,pH 7.38。菌糠与鸡粪按科学配比堆肥是大宗农业废弃物料无害化处理和资源化利用的重要途径。
为探讨稻壳生物质炭应用于羊粪堆肥过程中氮素的转化去向与固定途径,以羊粪、食用菌渣、450℃和650℃热解的稻壳生物质炭为原料,采用室外高温好氧堆肥方法,监测堆肥体氨挥发总量及不同形态氮素含量;采用室内吸附解吸浸提方法,分别对经稻壳生物质炭吸附后、稻壳生物质炭解吸后的浸提样品进行水溶性总氮、铵态氮含量等测定分析。结果表明：对比CK,BC450、BC650处理的氨挥发累积量分别降低了68.99%、75.09%、氮素固持率分别提高了26.2%、33.1%,降低了堆肥体水溶性总氮、铵态氮、腐殖态氮,提高了堆肥体微生物量氮,其中BC650处理的作用效应强于BC450处理;稻壳生物质炭对相同氮素含量载体进行吸附浸提后,BC450、BC650处理的氮素载体中全氮含量分别较吸附前降低了21.79%、28.6%,铵态氮含量分别降低了13.68%、32.45%;稻壳生物质炭解吸之后,BC650处理解吸液中的全氮、铵态氮含量均显著大于BC450处理;堆肥过程中生物质炭对氮素物理与化学吸附作用并存,吸附的氮素未能提高堆肥体的腐殖态氮含量,并且具有可逆解吸性,其中650℃热解的生物质炭比450℃热解的生物质炭具有更强的可逆性。
为探究尿素深施入土壤后氮素在土-水系统中的迁移转化途径,采用自制装置模拟水田并测定土壤及表层水中氮素浓度及相关指标的变化,以此对氮素的迁移途径进行研究。结果表明：尿素深施方式下,氮素在表层水中发生的反应以氨挥发和硝化反应为主,在土壤中主要进行反硝化反应;尿素深施入土壤15天后系统中氮素损失量占总施肥量的14.86%,其损失来源于氨挥发和生物反硝化作用,分别约占总损失量的68.95%和31.05%。尿素深施方式下水田中氮素迁移转化过程十分复杂,通过分析土-水系统中存在的反应和氮素迁移转化途径可为合理施肥及控制农田面源污染提供技术参考。
为了更好地对黄河三角洲自然保护区湿地生态系统进行健康评价。本研究根据自然保护区特征和湿地生态系统健康的内涵,基于欧氏距离理论,从水、土壤、生物和社会4方面选取13项指标构建了湿地生态系统评价体系,对保护区生态系统健康状况进行综合评判,并采用指标诊断方法分析保护区存在的问题。结果表明：保护区生态系统健康指数（A值）为0.656;水源保证率、土壤pH、植物群落动态平衡、动物群落动态平衡、人口密度、取水量与储水量比值、湿地产出价值与投入资金比等7个指标对A值的贡献为正;土壤有效磷、湿地资金投入能力和供给功能种类等3个指标对A值的贡献为负。本研究基于欧氏距离的湿地生态系统健康评价方法较真实地反应了保护区生态系统健康情况,分析了现存问题,并为进一步改善保护区提供了建议。
河南省为粮食主产区,潮土分布区域广、面积大,潮土区土壤肥力高低直接影响着粮食生产。基于2018年耕地质量调查,选择柘城县、滑县、睢县3个典型行政县域为研究区域,对潮土区土壤肥力现状进行了分析。研究结果显示：土壤pH、土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量平均分别为8.2、17.4 g/kg、1.11 g/kg、21.1 mg/kg、141 mg/kg。采用K-均值聚类分析将土壤养分含量由高到低划分为四级;土壤有机质含量分级为>23.6、18.1~23.6、12.2~18.1、<12.2 g/kg,每一分级样本量所占比例分别为8.0%、37.1%、41.3%、13.6%;土壤全氮含量分级为>1.35、1.09~1.35、0.85~1.09、<0.85 g/kg,每一分级样本量所占样本量分别为18.4%、30.7%、35.7%、15.2%。土壤有效磷含量分级为>61.9、36.1~61.9、18.3~36.1、<18.3 mg/kg,每一分级样本量所占比例分别为2.7%、8.8%、32.0%、56.5%。土壤速效钾含量分级为>256、171~256、110~171、<110 mg/kg,每一分级样本量所占比例分别为6.4%、18.9%、38.4%、36.3%。主成分分析结果显示,土壤全氮、有机质、有效磷是影响潮土区土壤肥力变化的主要因子。
