科研产出
土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：我国稻田土壤镉-砷（Cd-As）复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁（Fe）+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。
关键词： 稻田土壤 水稻 Cd-As复合污染 复合钝化材料 生理阻控
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不同类型水稻土对氮磷养分的吸附解吸特征研究(英文)
《Agricultural Science & Technology 》 2021
摘要：为探明不同母质发育的稻田土对氮、磷养分的吸附解吸特征,以湖南省主要稻田土壤红黄泥（HH）、河沙泥（HS）、麻沙泥（MS）和紫色土（ZS）为对象,研究了不同母质发育的稻田土壤对氮、磷的吸附与解吸行为。结果表明:在低氮浓度范围内（0～10 mg/L）,土壤氮解吸量大于吸附量;高浓度范围（20～50 mg/L）,随着平衡液氮浓度的增加,土壤氮解吸率逐渐降低;当土壤氮吸附量为-57.267～352.400 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮吸附能力降序排列为HS>ZS>HH>MS;当氮解吸量为8.367～37.833 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮解吸能力降序排列为HH>HS>MS>ZS;4种土壤对氮的吸附等温曲线用Linear模型能较好拟合,相关系数在0.928～0.978之间。而在低磷浓度范围内（0～10 mg/L）,土壤磷吸附量大于解吸量;当平衡液磷浓度超过10 mg/L时,土壤固持磷的能力减弱,解吸增加,但吸附量仍大于解吸量;当土壤磷吸附量为-110.312～534.961 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷吸附能力降序排列为HS>HH>ZS>MS;当磷解吸量为0.188～14.320 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷解吸能力降序排列为ZS>MS>HS>HH;磷等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich模型均能较好拟合,相关系数在0.945～0.995之间。总体而言,湖南省不同母质发育的稻田土对氮、磷的吸附解吸特征均不同,表现为黏性较强的紫色土固持氮的能力最强,可通过有效固持土壤溶液中的氮,降低氮流失风险;而沙性较强的麻砂泥对氮的固持能力最差,氮素流失风险较高;4种水稻土对磷的吸附能力均很强,且解吸率较低,说明湖南省主要稻田土壤对磷的吸附能力很强,流失风险相对较小。
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不同类型水稻土对氮磷养分的吸附解吸特征研究
《湖南农业科学 》 2020
摘要：为探明不同母质发育的稻田土对氮、磷养分的吸附解吸特征,以湖南省主要稻田土壤红黄泥(HH)、河沙泥(HS)、麻沙泥(MS)和紫色土(ZS)为对象,研究了不同母质发育的稻田土壤对氮、磷的吸附与解吸行为.结果表明:在低氮浓度范围内(0~10 mg/L),土壤氮解吸量大于吸附量;高浓度范围(20~50 mg/L),随着平衡液氮浓度的增加,土壤氮解吸率逐渐降低;当土壤氮吸附量为-57.267~352.400 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮吸附能力降序排列为HS>ZS>HH>MS;当氮解吸量为8.367~37.833 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮解吸能力降序排列为HH>HS>MS>ZS;4种土壤对氮的吸附等温曲线可用Linear模型较好拟合,相关系数在0.928~0.978之间.而在低磷浓度范围内(0~10 mg/L),土壤磷吸附量大于解吸量;当平衡液磷浓度超过10 mg/L时,土壤固持磷的能力减弱,解吸增加,但吸附量仍大于解吸量;当土壤磷吸附量为-110.312~534.961 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷吸附能力降序排列为HS>HH>ZS>MS;当磷解吸量为0.188~14.320 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷解吸能力降序排列为ZS>MS>HS>HH;磷等温吸附曲线与Langmuir、Freimdlich模型均能较好拟合,相关系数在0.945~0.995之间.总体而言,湖南省不同母质发育的稻田土对氮、磷的吸附解吸特征均不同,表现为黏性较强的紫色土固持氮的能力最强,可通过有效固持土壤溶液中的氮,降低氮流失风险;而沙性较强的麻砂泥对氮的固持能力最差,氮素流失风险较高;4种水稻土对磷的吸附能力均很强,且解吸率较低,说明湖南省主要稻田土壤对磷的吸附能力很强,流失风险相对较小.
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稻田土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性对温度变化的响应特征
《环境科学研究 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：温度是土壤酶活性的关键非生物影响因子,调控着土壤物质周转过程.为了探究温度变化对稻田土壤有机质周转及其关键胞外酶活性的影响,设计室内培养试验,分别在5、15、25和35℃下测定亚热带稻田土壤BG(β-1,4-葡萄糖苷酶)活性,探究温度对土壤胞外酶活性及其与碳氮转化过程的影响特征.结果表明:稻田土壤中w(DOC)(DOC为可利用态碳)、w(NH4+-N)和w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)在5~25℃下随着培养时间的增加而降低.在第15天时BG活性达到306.57~437.75 nmol/(g·h),并随温度的增加表现为先增后减,在第3、75天时,25℃下BG活性为184.46~207.60 nmol/(g·h).土壤酶活性的Q10(温度敏感性)在15℃升至25℃时表现出正响应(Q10=1.5),而在5~15℃和25~35℃时Q10<1,表现为消除效应.土壤酶活性的变化是多因素共同影响的结果,温度作为关键影响因子,升温显著改变了土壤中w(DOC)、w(NH4+-N)、w(MBC)、w(MBN)(MBN为微生物生物量氮),进而影响土壤BG活性;土壤中w(MBC)对BG活性具有直接的显著负影响作用.研究显示,对参与稻田土壤碳转化BG酶活性的温度敏感性及其与土壤关键理化因子之间的耦合关系进行量化,有助于深入开展水稻土碳循环及其调控机制研究.
关键词： 稻田土壤 土壤温度 可利用态养分 β-1,4-葡萄糖苷酶活性 温度敏感性
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长期施肥稻田土壤基础地力和养分利用效率变化特征
《植物营养与肥料学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究长期不同施肥措施对土壤基础地力和氮磷钾养分吸收利用效率的影响,探明土壤基础地力和氮、磷、钾养分吸收利用效率的相互关系。【方法】采集双季水稻种植制度下33年长期定位施肥试验的不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)3个处理的土壤,设置施肥与不施肥盆栽试验,监测水稻产量、土壤基础地力产量和基础地力贡献率、水稻氮磷钾养分吸收量、氮磷钾养分利用效率,分析氮、磷、钾利用效率对土壤基础地力贡献率的响应。【结果】早晚稻土壤基础地力产量和基础地力贡献率三个处理土壤大小顺序均为NPKS>NPK>CK,NPKS处理土壤早晚稻两季平均基础地力产量和基础地力贡献率较CK处理土壤分别增加113.8%和93.7%,NPK处理分别增加100.7%和81.9%。在同一施肥水平条件下,早、晚稻均以土壤基础地力较高的NPKS处理氮、磷、钾肥偏生产力,土壤养分依存率,氮、磷、钾素收获指数较高,氮、磷、钾肥回收利用率,肥料农学效率,肥料对产量的贡献率则较低。回归分析表明,氮、磷肥回收利用率,氮、磷、钾肥农学效率,氮、钾素生理利用率均随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著降低;氮、磷、钾肥偏生产力,氮、磷、钾素土壤依存率随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著提高。【结论】长期施氮磷钾肥或长期氮磷钾肥配施稻草均能提高土壤基础地力,以长期氮磷钾肥配施稻草的效果更显著。在较高基础地力土壤上生产,可以在保证作物高产稳产的情况下实现减量化施肥,实现农业生产的可持续性。
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有机肥化肥配施对红壤丘陵区稻田土壤氮淋失特征的影响
《农业环境科学学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：化肥过量施用导致土壤养分累积引起的氮(N)磷(P)淋失是农业面源污染的重要形式。基于有效提高养殖废弃物的资源化利用率和保护地下水水质等目的,通过田间小区试验研究了有机肥(M)与化肥(F)不同配施比例对100 cm深度稻田土壤N淋失特征的影响。结果表明:在整个晚稻生长期内,渗漏水中不同形态溶解态N浓度的动态变化不尽一致,其中总氮(TN)和铵态氮(NH+4-N)的浓度在每次施肥之后1~3 d出现淋失高峰,最大分别达到1.985、1.165 mg N·L-1,而硝态氮(NO-3-N)浓度的变化比较平缓,无明显峰值。就组成成分而言,NH+4-N为淋失TN的主要成分,平均占54.2%;其次是有机态氮(ON),占45.1%;NO-3-N浓度很低(<0.2 mgN·L-1),仅占0.7%。随着有机肥比例的增高,晚稻产量表现为显著(P<0.05)的先增后降变化趋势,与TN及NH+4-N淋失量和淋失率的变化趋势相似,但N的峰值比产量略有滞后。综合考虑施肥的增产作用与土壤N的淋失风险,研究区稻田化肥与有机肥的配比采用7:3较为适当。
关键词： 亚热带 稻田土壤 有机肥化肥配施 氮素淋失 面源污染
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稻田土壤与稻米中的镉含量关系初探
《湖南农业科学 》 2013
摘要：2012年选择河流灌溉水稻种植区域对稻田土壤和稻米中镉(Cd)污染关系进行调查。结果表明:该区域稻田土壤重金属镉含量范围在0.02~2.45 mg/kg之间,存在一定的镉污染风险,但目前主要以轻度污染为主;土壤镉含量与稻米镉呈显著正相关关系(P<0.05),未超标土壤仍表现一定的稻米Cd污染。进一步利用稻米-土壤的Cd相关方程推算出稻米Cd超标的稻田土壤Cd阈值为0.27 mg/kg,接近国家《土壤环境质量标准GB15618-1995》中Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准,该阈值可为当前该区域水稻安全生产提供科学参考。
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冬季作物对稻田土壤微生物量碳、氮和微生物熵的短期影响
《生态学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：研究不同的冬季作物马铃薯、黑麦草、紫云英、油菜在"冬季作物-双季稻"轮作种植制度下短期内对稻田土壤微生物碳、氮和微生物熵的影响,在湖南省土壤肥料研究所的实验网室内设置了小区试验。试验结果表明:几种冬季作物均提高了稻田土壤微生物碳、氮含量,黑麦草明显提高了土壤微生物量碳和微生物熵,紫云英明显提高了土壤微生物量氮。冬季作物对土壤微生物量碳和土壤微生物量氮的季节性影响变化趋势基本一致,紫云英、马铃薯处理的土壤微生物量C、N含量均在水稻生育期间8月中旬达到最大值。
关键词： 冬季作物 稻田土壤 土壤微生物量碳 土壤微生物量氮 微生物熵
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冬季作物对水稻生育期土壤微生物量碳、氮的影响
《植物营养与肥料学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：选取我国南方4种冬季作物黑麦草、紫云英、油菜、马铃薯,以冬闲田作对照,对水稻生育期土壤微生物量碳(SMBC)和土壤微生物量氮(SMBN)的短期内动态变化进行了研究。结果表明,早稻田翻耕前,冬季作物处理土壤SMBC和SMBN与冬闲田存在显著差异(P<0.05),黑麦草处理SMBC为398.5 mg/kg,显著高于其他作物;紫云英处理SMBN最高,为97.8 mg/kg。在早稻整个生育期,黑麦草处理SMBC显著高于其他处理,晚稻生长过程中各处理无显著差异。冬季作物对稻田土壤微生物商(MQ)的影响,随着水稻生长发育进程有不同程度的变化,黑麦草处理在早稻整个生育期高于冬闲田。
关键词： 冬季作物 稻田土壤 土壤微生物量碳 土壤微生物量氮
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稻田冬种黑麦草对饲草生产和土壤微生物效应的影响(简报)
《草业学报 》 2008 北大核心 CSCD
摘要：研究了2005-2006年湖南双季稻区,6种不同土质的稻田土壤在晚稻收获后免耕种植黑麦草,其生产性能和土壤微生物量碳、氮的变化。结果表明,6种土壤都比较适宜冬季黑麦草生产,黑麦草总干物质产量河沙泥田(11.3)>紫泥田(11.1)>灰泥田(10.6)>麻沙泥(10.5)>红泥田(9.75)>黄泥田(9.64 t/hm2)。粗蛋白含量为12%~15%,黑麦草全年粗蛋白质总产量在河沙泥田最高,为1.53 t/hm2,各处理黑麦草可消化干物质采食量均大于60%,各处理黑麦草的相对饲用价值均明显大于100%。6种土壤冬季种植黑麦草后,土壤微生物量碳(SMBC)和土壤微生物量氮(SMBN)变化为,除灰泥田外,冬种黑麦草处理均大于冬闲田,其中在河沙泥田增加的最高。稻田冬种黑麦草不仅能产生大量的优质牧草,对改善稻田土壤生态环境,提高稻田耕地质量有一定的积极作用。
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