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水铁矿结构稳定性及对砷固定研究与展望 被引量：14
1
作者 杨忠兰 曾希柏 +4 位作者 孙本华 白玲玉 苏世鸣 王亚男 吴翠霞 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期445-453,共9页
水铁矿是砷污染土壤和水体修复中最常用、最有效的钝化剂。水铁矿等铁氧化物对砷的赋存形态和生物有效性具有显著影响,并对环境中的砷具有很强的固定作用;但水铁矿在环境中容易转化,极大地影响了其对砷固定的效果。基于此,本文从水铁矿... 水铁矿是砷污染土壤和水体修复中最常用、最有效的钝化剂。水铁矿等铁氧化物对砷的赋存形态和生物有效性具有显著影响,并对环境中的砷具有很强的固定作用;但水铁矿在环境中容易转化,极大地影响了其对砷固定的效果。基于此,本文从水铁矿的结构及影响其稳定性因素的分析入手,综述了水铁矿与砷的交互作用,探讨其在修复砷污染土壤方面的可行性,旨在为利用水铁矿修复砷污染土壤提供理论依据。同时,从降低农田中砷有效性等角度,对砷污染农田修复和安全利用技术与方法等进行了讨论。 展开更多
关键词 铁氧化物 转化 稳定性 影响因素
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猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响 被引量：21
2
作者 杨小东 曾希柏 +5 位作者 文炯 王亚男 白玲玉 许望龙 苏世鸣 吴翠霞 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期739-749,共11页
为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm^-2猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差... 为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm^-2猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm^-2时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm^-2,土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg^-1,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg^-1,但与猪粪施用量为15和30t·hm^-2时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm^-2时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关系。研究结果显示,第四纪红壤旱地在本试验猪粪施用量范围内,土壤有机质和养分含量、酶活性等指标均随施用量的增加而相应提高,作物地上部生物量亦呈线性增加,但同时须注意土壤速效态养分含量过高可能带来的氮磷流失加剧等问题。 展开更多
关键词 猪粪 地上部生物量 微孔板荧光法 土壤理化性质 酶活性
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土壤有机碳储量与外源碳输入量关系的建立与验证 被引量：12
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作者 蔡岸冬 徐明岗 +2 位作者 张文菊 王伯仁 蔡泽江 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期934-941,共8页
【目的】土壤有机碳是土壤肥力的核心,外源碳的输入量是影响土壤有机碳的主要因素之一。建立外源碳输入量与土壤有机碳储量的内在联系,对深入了解土壤有机碳的形成和土壤肥力的定量提升具有重要意义。【方法】利用我国南方红壤典型农田... 【目的】土壤有机碳是土壤肥力的核心,外源碳的输入量是影响土壤有机碳的主要因素之一。建立外源碳输入量与土壤有机碳储量的内在联系,对深入了解土壤有机碳的形成和土壤肥力的定量提升具有重要意义。【方法】利用我国南方红壤典型农田长期(25年)和短期(8年)定位试验平台,选择25年长期施肥试验中CK(不施肥)、NP(氮磷化肥配施)、NPK (氮磷钾化肥配施)、NPKM1 (NPK与有机肥配施);1.5NPKM1 (1.5倍NPKM1)和M2 (单施有机肥) 6个处理的数据,建立外源碳输入量与土壤有机碳储量的变化量及土壤有机碳储量的关系;选择8年短期施肥试验中T0 (氮磷钾配施)、T1 (NPK与15 t/hm^2有机肥配施)、T2(NPK与30 t/hm^2有机肥配施)和T3 (NPK与45 t/hm^2有机肥配施) 4个处理的数据,对长期试验建立的关系进行验证。【结果】与CK相比,长期施用化肥(NP和NPK)处理下年均根茬碳输入量显著增加了0.45~0.75 t/hm^2;长期单施有机肥(M2)及有机肥配施化肥(NPKM1和1.5NPKM1)处理下年均根茬碳输入量为1.59~9.36 t/hm^2,显著高于CK、NP和NPK处理(P <0.05);而短期化肥(T0)和有机肥配施化肥(T1、T2和T3)处理间年均根茬碳输入量没有显著差异。长期NP、NPK、NPKM1、1.5NPKM1和M2处理下,土壤有机碳储量均能达到稳定值(即有机碳储量不再随试验年限的增加而变化),分别为24.01、25.16、48.44、48.46和49.83 t/hm^2。长期不同施肥处理下土壤有机碳储量的矿化量平均为4.69 t/hm^2,维持初始土壤有机碳储量需要累积外源碳输入的量为8.52 t/hm^2;通过长期土壤有机碳储量的变化量与外源碳输入量的关系来预测土壤有机碳储量时存在17%的误差,并低估了土壤有机碳储量的增加量;在考虑初始土壤有机碳储量存在差异的情况下,通过土壤有机碳储量与外源碳输入量的关系来预测土壤有机碳储量时仅存在3%的误差;根据土壤有机碳储量与外源碳输入量的关系,维持初始有机碳储量(SOCa)所需外源碳的量为54.35×[34.62/(48.71-SOCa)-1],提升土壤有机碳储量到SOCb时所需外源碳的量为1881.60×(SOCb-SOCa)/[(48.71-SOCb)×(48.71-SOCa)]。【结论】根据初始土壤肥力状况,通过土壤有机碳储量与外源碳输入量的关系,可以准确量化土壤有机碳提升所需外源碳输入量。 展开更多
关键词 农田 长期施肥 土壤有机碳储量 外源碳输入量 量化关系
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煤矿区复垦土壤中秸秆和生物炭的分解特征 被引量：5
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作者 李然 徐明岗 +8 位作者 邬磊 申华平 孙楠 蔡岸冬 王斌 艾天成 靳东升 张强 洪坚平 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1129-1140,共12页
【目的】研究煤矿区不同复垦年限土壤中秸秆和生物炭的分解特征及其影响因素,为资源合理利用和矿区土壤培肥提供理论依据。【方法】依托山西煤矿复垦区试验基地,在复垦年限为1年(复垦初期阶段,R1)、10年(复垦中期阶段,R10)和30年(复垦... 【目的】研究煤矿区不同复垦年限土壤中秸秆和生物炭的分解特征及其影响因素,为资源合理利用和矿区土壤培肥提供理论依据。【方法】依托山西煤矿复垦区试验基地,在复垦年限为1年(复垦初期阶段,R1)、10年(复垦中期阶段,R10)和30年(复垦长期阶段,R30)的土壤中进行了有机物料填埋试验。供试有机物料包括:玉米秸秆(MS)、小麦秸秆(WS)和生物炭(BC),以不添加有机物料为对照(CK)。3种有机物料按土重(200 g)和有机碳比例为100∶4混匀,装于尼龙网袋(孔径0.38μm)内,埋入试验基地15 cm深的土壤中。监测试验期内土壤积温,在埋入土壤后的第12、23、55、218、281、365天采集尼龙袋内土壤样品,分析有机物料残留量、土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量,分析各调查指标与有机物料分解残留率的关系。【结果】1)秸秆和生物炭的腐殖化系数分别为46.2%和86.6%,秸秆分解速率显著高于生物炭(P<0.05),有机物料的腐殖化系数在3种复垦年限土壤间无显著差异。秸秆分解速率在3种复垦土壤间表现出阶段性差异:分解0~12天,秸秆在R30中的分解速率显著高于R1;分解12天后,秸秆分解速率在3种复垦土壤之间无显著差异。2)由积温方程可知,秸秆和生物炭的易分解有机碳库占比分别为55%和12%,稳定有机碳库占比分别为43%和87%。3)添加秸秆显著提高了3种复垦土壤SMBC、SMBN、DOC和DON含量,其在R1的增长幅度显著高于R10和R30,后两者的增幅无显著差异;添加生物炭不影响复垦土壤的活性碳氮库。4)分解0~23天,秸秆分解速率与土壤活性碳氮含量、秸秆木质素含量显著相关;分解23天后,秸秆分解速率与土壤SMBN含量、秸秆木质素含量显著相关。土壤性质不影响生物炭的分解速率。整个分解时期复垦土壤中DOC增加量与秸秆分解速率呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】秸秆和生物炭的腐殖化系数与土壤复垦年限不相关,秸秆分解速率显著高于生物炭,主要是由于秸秆易分解有机碳库占比高于生物质炭。秸秆埋入复垦土壤后,在第12天分解速率达到最大值,土壤活性养分含量显著增加;生物炭性质稳定,分解缓慢,土壤活性养分含量无明显变化。综上,复垦土壤应加强秸秆还田以提高土壤活性碳氮含量,长期复垦土壤宜施用生物炭以稳定复垦土壤碳氮库。 展开更多
关键词 秸秆 生物炭 复垦土壤 分解速率 活性碳氮
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长期不同施肥水田和旱地铁氧化物对红壤团聚体有机碳固持特性的影响 被引量：6
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作者 薛亦康 柳开楼 +5 位作者 邬磊 王斌 张文菊 徐明岗 李玉娥 蔡岸冬 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1428-1438,共11页
红壤中铁氧化物是影响有机碳固持的主要因素之一。探究红壤旱地和水田土壤有机碳与不同形态铁氧化物的关系,有助于理解土壤有机碳的稳定机制,为农田合理管理提供科学依据。本文依托我国南方红壤旱地和水田长期施肥定位试验(均超35年),... 红壤中铁氧化物是影响有机碳固持的主要因素之一。探究红壤旱地和水田土壤有机碳与不同形态铁氧化物的关系,有助于理解土壤有机碳的稳定机制,为农田合理管理提供科学依据。本文依托我国南方红壤旱地和水田长期施肥定位试验(均超35年),分别采集长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾配施(NPK)和NPK与有机肥配施(NPKM)等4种施肥处理的土壤样品,采用沙维诺夫干筛法获得土壤大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(<0.25 mm),测定土壤团聚体有机碳含量及络合态、游离态和无定形等形态铁氧化物的含量。水田土壤大、小和微团聚体的平均有机碳含量分别为8.21 g∙kg^(-1)、7.65g∙kg^(-1)和2.08 g∙kg^(-1),而旱地分别为2.93 g∙kg^(-1)、6.68-1 g∙kg和1.33 g·kg^(-1);水田土壤大、小和微团聚体中的平均可溶性有机碳含量分别为70.72 mg∙kg^(-1)、79.83 mg∙kg和30.29 mg·kg^(-1),而旱地分别为7.27 mg∙kg^(-1)、21.49-1 mg∙kg和5.88 mg·kg^(-1)。无论是旱地还是水田,土壤小团聚体和微团聚体无定形铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,土壤各粒级团聚体无定形铁氧化物含量与可溶性有机碳含量均呈显著正相关关系。水田土壤各粒级游离态铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,尤以微团聚体贡献率较高。水田条件下,土壤微团聚体中的游离态铁氧化物含量与可溶性有机碳含量呈显著正相关关系。随着土壤团聚体粒级的增加,铁氧化物含量表现为先增加后降低的趋势。无定形铁氧化物对旱地和水田土壤有机碳均具有固持作用,游离态铁氧化物仅对水田土壤有机碳具有固持作用。 展开更多
关键词 红壤 旱地 水田 施肥 土壤有机碳 铁氧化物
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不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响 被引量：4
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作者 赵婧 王亚男 +4 位作者 曾希柏 文炯 温云杰 吴翠霞 郑重 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1160-1176,共17页
红壤是我国重要的土壤类型之一,其耕地地力低下问题亟待解决。探究不同改良措施影响下红壤地力提升效果,对实现中低产田可持续利用具有重要意义。本研究以湖南第四纪红黏土发育的旱地红壤为研究对象,分析了休闲(F)、不施肥(CK)、单施无... 红壤是我国重要的土壤类型之一,其耕地地力低下问题亟待解决。探究不同改良措施影响下红壤地力提升效果,对实现中低产田可持续利用具有重要意义。本研究以湖南第四纪红黏土发育的旱地红壤为研究对象,分析了休闲(F)、不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配秸秆还田(NPKS)、无机肥配施生石灰(NPKL)、无机肥配施骨粉有机肥(NPKA)和无机肥配施生物有机肥(NPKC)等改良措施下不同土层和改良年限土壤中pH及养分含量的变化,并利用微孔板荧光法比较了土壤中碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明,不同改良措施显著影响土壤养分及酶活性。与CK相比,2020年NPKC处理0~20cm土层中有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)和有效磷(AP)含量分别提高了73%、29%、61%和1847%,同时该处理也显著增加了参与碳循环α-1,4-葡糖苷酶(αG)、β-1,4-葡糖苷酶(βG)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、纤维二糖水解酶(CBH)和参与氮循环β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖酐酶(NAG)活性。相关分析表明,SOM与αG、βG、βX、CBH和NAG酶活性呈显著正相关(P<0.01),pH与酸性磷酸酶(ACP)活性呈显著负相关(P<0.01)。改良措施对0~20 cm土层酶活性的影响大于20~40 cm。2019年,NPKA处理0~20 cm土层中CBH酶活性较CK提高了352%,而在20~40cm土层中CBH酶活性仅较CK提高了2%。此外,不同改良措施土壤中ACP酶活性也呈现出随改良年限增加而增加的趋势。综上可知,无机肥配施有机物料显著提升红壤养分状况,改善土壤酶活性,可作为贫瘠红壤地力提升的有效改良措施。 展开更多
关键词 红壤 改良措施 PH 养分含量 酶活性
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