不同物料来源生物质炭—有机肥堆肥对旱地红壤温室气体排放的影响

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭-有机肥堆肥,探究生物质炭-有机肥堆肥对旱地红壤温室气体(N_2O、CH_4、CO_2)排放的影响。实验共设置5个处理,即CK(对照)、RM(水稻生物质炭-有机肥堆肥)、CM(玉米生物质炭-有机肥堆肥)、WM(小麦生物质炭-有机肥堆肥)、M(有机肥堆肥对照)。为尽量消除误差,本实验采用归一化处理,即实测值减去CK值后除以每种处理所添加的C、N量。结果表明:施用生物质炭-有机肥堆肥后各处理土壤N_2O、CO_2排放通量的变化趋势基本相同,即培养前期先上升,并出现峰值,而后缓慢下降最后趋于稳定;各处理对降低土壤N_2O排放通量均有显著的效果,且CM处理最为显著;各处理对降低土壤CO_2排放通量均有显著的效果,且CM、WM处理的效果最好。RM、WM、M处理均降低了土壤CH_4累计排放通量,但CM处理却升高了。各处理均显著降低土壤增温潜势(GWP),且CM处理最为显著。因此,生物质炭-有机肥堆肥能有效降低旱地红壤温室气体的排放,对有机肥施于土壤后的温室气体减排可以起到一定作用。     

施用生物炭对土壤无机氮固持的影响

为探究施用生物炭对于土壤无机氮固持的影响,选择稻草秸秆生物炭(RBC)和玉米秸秆生物炭(CBC)作为吸附剂,开展了不同生物炭种类、生物炭添加量、对于不同无机氮浓度以及不同土壤pH条件下无机氮固持效果影响的实验,系统研究了施用生物炭对于土壤中无机氮固持效果。结果表明:施用生物炭对土壤无机氮有显著的固持作用,3%RBC处理的土壤氨氮、硝氮固持率分别达到8.89%～43.75%、7.79%～28.50%,3%CBC处理的土壤氨氮、硝氮固持率分别达到35.61%～48.77%、4.81%～41.26%。CBC的无机氮固持率优于RBC,土壤中施用质量分数3%的生物炭时土壤无机氮固持效果最佳,土壤氨氮、硝氮浓度为60mg/kg、20mg/kg时更有利于土壤无机氮固持,适宜固持氨氮的土壤pH环境为弱碱性(pH在5.5～6.5),适宜固持硝氮的土壤pH环境为弱酸性(pH在6.5～7.5)。综上,施用生物炭对于土壤无机氮具有较好的固持效果,可有效减少无机氮流失。     

长期施肥对红壤土有机碳和全氮含量的影响

在实施24 a的长期田间定位试验区,研究了不同施肥处理对红壤性水稻土剖面有机碳及全氮含量的影响.结果表明,在不施肥(CK)及施无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥)(OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤有机碳和全氮含量从A层→P层→W1层→W2层均呈下降趋势,长期施肥对土壤有机碳和全氮含量的影响主要表现在表层.经过不同施肥处理,土壤有机碳和全氮总量表现出NPKM>OM>NPK>CK的趋势,有机肥和化肥长期配施能显著增加土壤有机碳和全氮含量.所有处理中,有机肥配施化肥处理使土壤C/N比高于其它处理.     

改性生物质炭对水溶液中Hg~(2+)的吸附性能研究

制备了KOH改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by potassium hydroxide,BC-P)、KOH改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by potassium hydroxide,HC-P)、NaHS改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,BC-S)、NaHS改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,HC-S),并研究了溶液pH、吸附剂投加量、吸附温度和Hg~(2+)浓度等因素对上述4种改性生物质炭吸附水溶液中Hg~(2+)的影响.结果表明,BC-S对Hg~(2+)吸附效果最好,在pH为4、温度为298 K、投加量为1.2 g/L时,对10.0 mg/L的Hg~(2+)溶液中Hg~(2+)吸附量为8.48 mg/g,去除率达到97.89%.准二级动力学能很好地描述BC-S对Hg~(2+)的吸附动力学过程,其等温吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附热力学表明298 K最有利于BC-S吸附Hg~(2+).     

长期氮添加对杉木人工林土壤碳、氮含量及细根分布的影响

对福建沙县24a生,经12a氮添加处理的杉木(Cunninghamialanceolata)人工林细根分布进行研究。氮添加量分别为对照N0(0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮N1(60 kg·hm~(-2)·a~(-1))、中氮N2(120 kg·hm~(-2)·a~(-1))和高氮N3(240kg·m~(-2)·a~(-1)) 4种处理,重复次数为3。结果表明中氮(N2)和高氮处理(N3)使杉木人工林表层土壤(0～10 cm)碳(C)含量显著增加(P <0. 05),而土壤氮(N)和碳氮比(C/N)各处理间无显著差异。杉木人工林的细根分布也受到长期氮添加影响:在0～10 cm土层,中氮处理(N2)促进细根生长,杉木1级根生物量密度显著增加,而高氮处理(N3)则抑制细根的生长,0～10 cm土层1级根生物量密度显著降低(P <0. 05)。在10～20 cm土层,中氮处理(N2)和高氮处理(N3)均使1级根的生物量密度增加(P <0. 05)。2～5级根和灌草根生物量密度在低、中、高氮处理(N1-N3)均表现为增加。以上结论表明适当的氮添加可以促进植物细根的增长,而过量氮添加则抑制植物细根的生长。总之,人工林的施肥除了考虑到树种特性和土壤状况,还应考虑到当地的氮沉降量,以便进行合理施肥。     

氮沉降对杉木人工林土壤盐基离子的影响

在闽北12 a生的杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,试验设计为4种处理,分别为N0(0 kg.hm-2.yr-1N,对照)、N1(60 kg.hm-2.yr-1N)、N2(120 kg.hm-2.yr-1N)、N3(240 kg.hm-2.yr-1N).以第3年模拟试验的杉木人工林土壤为研究对象,分析了氮沉降对土壤盐基离子的影响.从相同处理不同土层间比较发现,盐基离子总量及盐基饱和度均随土层深度增加而下降,氮沉降没有改变盐基离子在土壤上下层之间的分布格局.从相同土层不同处理间比较显示,低氮处理增加了杉木人工林土壤K、Na、Mg 3种盐基离子的含量以及盐基离子总量和盐基饱和度,而中、高氮处理则影响较小;高氮处理明显提高了土壤Ca离子含量,但低氮和中氮处理的影响不明显.     

龙脊稻作梯田休闲期的土壤水分、养分与酶活性特征

为了解休闲期稻作梯田的土壤水分、 养分和酶活性特征对提高梯田土壤有机碳的固持水平状况的影响, 在广西龙脊梯田景区内采集休闲期19 个稻田土壤样品, 测定土壤养分和酶活性, 结果表明: 龙脊稻作梯田土壤水分、pH、有机碳、总氮、碱解氮、总磷和速效磷的平均值分别为40. 58%、4. 76、18. 82 g/ kg. 97 g/ kg、1. 97.g/ kg、97.51 mg/ kg、0. 32 g/ kg 和68. 61 mg/ kg, 土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和酸性磷酸酶活性的平均值分别为5. 01 mg/ (g·24 h)、4. 02 mg/ (g·24 h)和9. 75 mg/ (g·2 h); 土壤水分含量与土壤总有机碳含量和3 个土壤酶活性之间均呈显著的正相关关系, 归一化的土壤养分和归一化的土壤酶活性之间呈显著的正相关关系。综上, 在休闲期提高土壤水分有利于龙脊稻作梯田土壤总有机碳的固持和土壤酶活性的提高。     

红壤对污染土壤中砷的修复性能研究

为探寻农田砷污染治理的绿色修复剂,以源自自然环境的红壤作为绿色修复剂材料,首先通过静态吸附实验研究红壤对水溶液中砷的吸附能力,其次通过向砷污染农田土壤中添加红壤,探讨红壤对污染土壤中砷的形态及其生物有效性的影响. 吸附实验结果表明,红壤对溶液中砷的吸附等温过程更符合Freundlich方程; 添加红壤可有效降低土壤中弱酸态砷和水溶态砷含量占百分比,但可氧化态砷含量占百分比显著增加; 弱酸态砷含量与红壤添加量呈显著负相关关系(R²_0.05=0.991). 此外,添加红壤后,污染土壤纯水和碳酸氢钠提取液中砷含量及污染土壤纯水提取液对发光菌的急性毒性显著降低,说明添加红壤可降低污染土壤中砷的生物有效性.     

三峡库区紫色土坡耕地典型种植模式氮收支

调查分析三峡库区典型紫色土坡耕地小流域的氮收支情况,对氮流失风险进行评价.结果表明,旱地单位面积肥料氮输入量1 372.12 kg/(hm2.年),损失量504.29 kg/(hm2.年),盈余量724.94kg/(hm2.年),盈余率49.55%;果林单位面积肥料氮输入量565.56 kg/(hm2.年),损失量182.96kg/(hm2.年),盈余量405.42 kg/(hm2.年),盈余率64.77%;水田单位面积肥料氮输入量234.71kg/(hm2.年),损失量159.86 kg/(hm2.年),盈余量47.78 kg/(hm2.年),盈余率15.40%.紫色土坡耕地的旱地和果林呈现氮流失风险,过量施肥和肥料配比不合理是造成旱地和果林氮流失风险的主要原因.     

基于化学计量学分析生物炭-N配施的联合效应

为探讨新型土壤调理剂——生物炭及氮肥配施对土壤养分调理的影响,采用培养实验结合化学计量方法分析玉米秸秆生物炭（SBC）、鸡粪生物炭（MBC）和氮肥（尿素）配施的添加效应。结果表明:生物炭能够提高土壤养分质量分数,但其调理效果具有剂量依赖性和种类异质性。随着生物炭用量的提高,土壤养分质量分数呈上升趋势。SBC处理使土壤有机碳（SOC）和全磷（TP）质量分数最高提升101.754%和34.592%。MBC处理使土壤SOC和TP质量分数最高提升了23.684%和84.396%。SBC通过诱导土壤SOC质量分数的提高进而提高土壤碳氮质量比（C/N）和碳磷质量比（C/P）。而MBC处理则通过磷剂量稀释效应降低了土壤C/P和氮磷质量比（N/P）。生物炭和氮肥之间不是单一的叠加效应,实际应用过程中应充分考虑氮肥与生物炭的交互效应。     

生物质炭添加对土壤氧化亚氮排放影响的研究进展

氧化亚氮(N2 O)是一种会破坏平流层臭氧的长寿命温室气体,农业土壤是大气N2 O人为排放源中的最大贡献者,因此减少农业土壤N2 O排放十分迫切.生物质炭是生物质在低温限氧条件下热解产生的碳材料,具有丰富的孔隙结构.已有研究表明,生物质炭是减少土壤N2 O排放的重要手段之一,但对其影响效应和机理的系统报道很少.本文论述...     

红枫湖沉积物和消落带土壤磷形态分布的研究

应用SMT法对红枫湖水库库区沉积物与消落带土壤中总磷（TP）、无机磷（IP）、有机磷（OP）、铁/铝磷（Fe/Al-P）、钙磷（Ca-P）等5种形态磷进行测定,并分析其分布特征。结果表明,消落带土壤中TP含量在330.3 mg/kg~933.6 mg/kg之间,平均含量为559.5 mg/kg,而沉积物中TP含量在630.2 mg/kg~2 074.5 mg/kg之间,平均含量为1 380.4 mg/kg,远高于消落带样品总磷含量,表明进入水库水体中的污染物大部分经过迁移沉积于水库沉积物中。在沉积物与消落带土壤中,各种形态P表现出不同的分布特点:沉积物中IP/TP（约82.6%）高于消落带土壤（约67.7%）;沉积物中IP主要为Fe/Al-P（约59.0%）,Ca-P占IP比例为40.1%;消落带土壤Fe/Al-P占IP约63.0%,Ca-P占IP约33.4%;沉积物中活性磷 （OP+Fe/Al-P）平均含量约923.8 mg/kg,占TP约67.4%,而消落带土壤活性磷组分（OP+Fe/Al-P）平均含量约421.8 mg/kg,占TP平均比例为75.6%。     

红壤坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响

土壤水分物理性质改善对于植物水分利用和土壤化学性质提升具有重要作用.以坡耕地为对照,旱作梯地、茶园地、次生草地和人工牧草地为研究对象,通过野外采样与室内实验相结合的方法,对土壤容重、饱和含水量、毛管含水量、非毛管含水量及田间持水量情况进行了研究,探讨坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响.结果表明,各整治方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,而次生草地显著下降,0¹0 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);010 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);0¹0 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%10 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%²1.61%、4.25%21.61%、4.25%⁷.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,07.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,0¹0 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中010 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中0¹0 cm土层以人工牧草地田间持水量最大,为30.82%.不同整治方式对土壤水分物理性质影响有显著差异性,人工牧草地土壤水分物理结构最好,因此,对红壤坡耕地不同整治方式土壤水分物理性质的研究,有利于探索坡耕地整治技术,以及如何对土地进行合理配置与利用.     

生物质炭施用量及水热条件对淹水土壤CO2释放的影响

通过模拟土柱实验,向水稻土中添加质量分数分别为0％（CO）、2％（C2）、5％（C5）、8％（C8）的生物质炭,并在不同淹水深度和温度下培养,旨在了解生物质炭的施用量及其水热条件对土壤CO2释放的影响,以期通过控制生物质炭的施炭量和改进农田管理措施,从而为农业温室气体碳减排提供依据．研究结果发现：施加生物质炭对土壤CO2释放的抑制作用明显,与对照相比,2％、5％、8％施炭量处理的土壤CO2累计释放量分别降低了5．1％、2．4％和26．5%．低施炭量对土壤CO2的释放降幅较少,而较高施炭量可能对抑制土壤CO2释放的效果更好;温度越高,土壤的呼吸作用越强,CO2释放速率也越快;在昼夜变化上,土壤夜间CO2的释放速率要高于白天;就淹水深度而言,土壤灌水深度愈深,CO2的释放速率愈低．此外,还从施炭量和水热条件对土壤CO2和CH4释放的综合排放效应进行了展望．     

生物炭对土体物理化学性质影响的研究进展

研究表明,生物炭在土体改良、污染土修复和碳封存等方面具有广泛前景.回顾了近些年国内外生物炭对土体性质改良的相关研究,系统分析和总结了生物炭的基本性质、对土体物理化学性质的影响及影响改良效果的主要因素,可得如下结论.1）生物炭一般具有低密度、高比表面积、高pH、高CEC、高稳定性等特点,但这些性质会随着生物质来源和制备条件的不同而存在差异,影响改良效果;2）生物炭加入土体中,可以改变土体的物理性质,如土体密度、孔隙结构、孔径分布、持水性和力学性质,进而影响土体硬度、持水能力和团聚体稳定性等;3）生物炭加入土体后会影响土体的化学性质,如土体酸碱性、阳离子交换量、离子交换位点、负电荷浓度,进而影响土体固化、污染物修复效果及土体可利用性等;4）生物炭对土体的改良效果易受土体类型、生物炭添加量及粒径等的影响.     

碳酸钙微球合成、修饰及作为基因载体的研究

采用聚苯乙烯磺酸钠（PSS）作为调控剂,将其加入到氯化钙和碳酸钠溶液反应体系中成功制备出表面粗糙的碳酸钙微球（粒径平均约为510nm）,采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）和动态光散射（DLS）等对碳酸钙微球颗粒进行表征。MTT实验显示碳酸钙微球毒性具有浓度依赖性,在终浓度〈1mg/mL时,细胞存活率都可达60%以上,显示出很低的细胞毒性,具有良好的生物相容性。不同pH值条件下碳酸钙微球的降解实验结果显示碳酸钙微球在酸性pH下能够更快速地降解,说明碳酸钙微球能够响应酸性pH值,具有pH依赖性。将碳酸钙微球经PEI表面修饰后用于负载质粒DNA,通过琼脂糖凝胶电泳及体外转染实验结果证实碳酸钙微球能够有效负载质粒DNA,并可在癌细胞内成功表达发出绿色荧光。这些研究结果显示将碳酸钙微球作为一种安全的非病毒基因载体用于基因治疗领域具有潜在的应用价值。     

壳聚糖改性膨润土的制备及其对活性嫩黄的吸附性能研究

通过对壳聚糖（CTS）改性膨润土的制备（改性土）及对活性嫩黄印染废水吸附性能研究,探讨了壳聚糖量、醋酸体积分数等因素,制得改性土以及改性土用量、染料质量浓度、介质的pH等对吸附性能的影响.结果表明：随着壳聚糖量的增加,吸附量逐渐增大,达到最大值后逐渐减小;醋酸体积分数为1％时制备的壳聚糖改性土吸附效果最好.随着改性土用量的增大,吸附量逐渐减小;吸附量随活性嫩黄染料质量浓度的增加而增加.壳聚糖量为0.089 g、醋酸体积分数1％、改性土用量0.600 g,吸附效果最好.吸附试验符合Arrhenius方程模型,并通过XRD分析结果证实了改性土的制备.     

PAM—SA新型水系灭火剂的制备及性能研究

以聚丙烯酰胺（PAM）和高分子吸水树脂（SA）为原料,采用混配法制备了PAMSA新型水系灭火剂,并考察了此种实验样品的保水率、吸水倍率、运动粘度、pH值等的适用范围。实验结果表明,m（PAM）：m（SA）为1：1时,此种实验样品的保水率为100％,吸水倍率为135,运动粘度为2103．6mm^2／s,pH值为5．0～9．0时,制备的灭火剂实验样品效果最佳。     

无熟料高炉矿渣水泥的物料配比与性能的关系

研究了Ca（OH）2、硬石膏及少量可溶性钙盐（甲酸钙、乙酸钙等）复合对高炉矿渣活性的激发作用及物料配比与性能的关系。结果表明：Ca（OH）2与硬石膏复合对矿渣活性有一定的激发效果,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性,乙酸钙（Ca（CH2COOH）2）的激发效果好于甲酸钙（Ca（COOH）2）;在矿渣掺量为80％,Ca（OH）2掺量15％,硬石膏掺量5％,外加1．0％Ca（CH2COOH）2生产出的无熟料水泥28d抗压强度达54．6MPa;Ca（COOH）2与硬石膏促进高炉矿渣水化的主要水化产物为钙矾石和C—S—H凝胶。