不同改良剂对珊瑚砂理化性质和氮素固持的影响

高碱环境和土壤养分的匮乏严重限制了我国热带珊瑚岛土壤环境下植物的生长适应能力,因此,珊瑚砂改良对促进珊瑚岛植被恢复,维持珊瑚岛生态环境可持续健康发展具有重要意义。该研究通过室内土柱模拟试验,对比了同一梯度下4种常用土壤改良材料(蛭石、珍珠岩、生物炭和钙基膨润土)对珊瑚砂理化性质、氮素淋溶以及总氮含量的影响。结果表明,与对照(CK)相比,施用生物炭使珊瑚砂pH显著降低1.4%,钙基膨润土、生物炭和蛭石能够显著提高珊瑚砂的阳离子交换量至CK的24.21、10.43和9.43倍。同时,施用生物炭、钙基膨润土和蛭石并不能降低以硝态氮形式为主的氮素淋失,但是能显著减少其他途径的氮素损失,从而达到促进珊瑚砂氮素固持的效果,3种改良剂施用下的珊瑚砂总氮损失相较于CK分别降低了40.92%、27.32%和25.09%。因此,施用生物炭、钙基膨润土和蛭石均能有效提高珊瑚砂土壤质量,对改良珊瑚砂和热带珊瑚岛植被恢复具有重要意义,其中生物炭的改良效果最为显著,是改良珊瑚砂的理想材料。     

菇床废料对设施栽培土壤盐害下小白菜生长的影响

通过盆栽试验,研究了菇床废料对缓解设施栽培土壤次生盐渍化及小白菜盐胁迫的影响.结果表明:盐渍化土壤添加菇床废料(0～30 g·kg-1)栽培60 d后,土壤pH趋于中性,有机质和有效磷含量显著提高,水溶性盐总量的增加幅度小于不加菇床废料的对照土壤;当菇床废料添加量为10 g·kg-1时,土壤盐分增加幅度最小,说明适量添加菇床废料可以减少设施栽培土壤的盐分积累.加入菇床废料后,小白菜的种子发芽率、株高、鲜质量、叶绿素SPAD值和维生素C含量均有所提高,脯氨酸含量显著下降,说明菇床废料能改善小白菜生长环境,有效缓解盐胁迫对小白菜的危害.     

解淀粉芽孢杆菌3-2发酵羽毛产氨基酸

【目的】建立废弃羽毛液体发酵工艺,优化发酵条件,提高羽毛降解率及氨基酸产量,研发新型、高效复合氨基酸肥料。【方法】利用解淀粉芽孢杆菌3-2发酵羽毛,探究温度、发酵时间、羽毛含量、单一碳源、复合碳氮源、金属离子等对废弃羽毛降解效果以及发酵液中氨基酸种类和含量的影响。【结果】废弃羽毛降解率与氨基酸总产量呈负相关。随着发酵时间延长,羽毛降解率增加,当发酵温度为37°C、羽毛添加量为1%、以乳糖为外加碳源、添加Mg2+时,羽毛降解率最高,达到81.92%。随着羽毛添加量增加,氨基酸总含量也增加(在20%范围以内),当发酵温度为37°C、降解时间为108 h、羽毛添加量为10%、乳糖添加量为0.5%、不添加复合碳氮源、不添加金属离子时,氨基酸的种类最全(富含17种氨基酸),总含量最高,达到20.861 g/kg。【结论】利用解淀粉芽孢杆菌3-2发酵废弃羽毛生产氨基酸复合肥料是一种可靠、环保、经济的方法,获得的氨基酸肥料营养齐全。研究结果为新型复合氨基酸肥料的研发提供技术支撑。     

不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律

针对养殖池塘严重盐渍化现象,为确保土地资源和水资源的有效利用,通过室内土柱试验探讨不同淋洗水量下胶州湾养殖池塘土壤盐分淋洗规律,并确定最佳用水量。结果表明:随着淋洗水量的增加,土壤及其淋滤液的含盐量均以指数形式下降,为兼顾淋洗效果和节约用水,接近1:1的水土比可以达到较好的改良效果;在脱盐过程中,土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Cl~-含量均呈下降趋势,SO_4~(2-)含量呈先上升后下降的趋势,CO_3~(2-)、HCO_3~-含量呈上升趋势;淋滤液中各盐离子浓度与土壤各盐离子变化规律类似;土壤各盐离子脱盐率大小大致表现为Cl~-Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+)SO_4~(2-)HCO_3~-;随着淋洗水量的增加,土壤中离子组成由原来的Cl~-和Na~+为主先转变为以Na~+、K~+和SO_4~(2-)为主,最后转变为Na~+、HCO_3~-和K~+为主。土壤脱盐过程伴随着土壤碱化现象,因此需要对盐渍土脱盐过程中的碱化现象进行进一步研究。     

施用有机肥对高砷红壤中小白菜砷吸收的影响

通过盆栽试验,研究了施用猪粪和鸡粪条件下红壤中的砷对小白菜生长和吸收的影响及土壤有效态砷含量的变化.结果表明：向高砷红壤中施用猪粪和鸡粪两种有机肥均使小白菜的生物量有不同程度的增加,其中,施用猪粪处理的小白菜生物量显著高于对照处理(P<0.05);猪粪和鸡粪两种有机肥的施用可导致土壤有效砷含量明显提高,施用猪粪后土壤有效砷含量增幅达394.9%～1033.6%,而施用鸡粪的土壤有效砷含量增幅为30.4%～94.1%; 施用有机肥明显促进了小白菜对砷的吸收,其中猪粪处理下小白菜的砷吸收量比对照增加20.7%～53.9%. 根据本研究结果,对砷含量较高的高风险农田,施用猪粪、鸡粪等有机肥可能会在一定程度上提高土壤有效砷含量和作物对砷的吸收量,使农产品质量和环境风险增加.     

微生物堆肥技术修复石油污染土壤的试验研究

目的利用堆肥处理技术对大庆油田原油污染土壤进行生物修复处理研究,建立最佳堆制配比及堆制条件。方法比较堆肥过程中不同碳氮比对石油烃降解效果的影响,分析堆制过程中各理化参数和总石油烃降解的变化趋势,建立最佳堆制配比及堆制条件。结果 3种比例的堆肥处理,总碳含量呈下降趋势而总氮含量呈上升趋势,当C∶N约为30∶1时,堆肥温度9d持续在50℃以上,土壤中石油烃降解率达到最高。60d后,土壤中总石油烃的降解率可达78%。结论堆肥C∶N为30∶1时为最佳的堆制比例。     

盐碱地土壤改良剂施用对种子萌发和生长的影响

我国是盐碱地大国,如何改良盐碱地一直是研究热点。选择17种盐碱地改良剂施加于重度盐碱土,以白菜种子萌发指标和改良土壤电导率及pH值为评价指标,筛选出适宜盐碱地改良的土壤改良剂及其比例配比,为盐碱地治理改良提供理论依据。结果表明,（1）与对照盐碱土相比,11种有效改良剂（聚马来酸酐、石膏、羟基乙叉二膦酸、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、多氨基多醚基甲叉膦酸、聚马来酸酐-丙烯酸共聚物、氨基三甲叉膦酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚、聚丙烯酸、木炭、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸）不仅使白菜种子发芽,对降低pH有显著作用,对电导率降低影响不明显;其中聚马来酸酐（HPMA）的改良效果最佳,种子发芽各项指标均较高,具有较强的种子生活力,其发芽率、发芽指数、活力指数的活力指标分别达到72.5%,36.2,1.2;种子发芽率,发芽势和发芽指数与土壤pH值有密切关系（p〈0.05）,但与土壤电导率无关（p〉0.05）,从而说明不同土壤改良剂的效果主要显现在调节pH的功能上。（2）在施加钙源石膏辅助下,9种改良剂（聚马来酸酐,聚丙烯酸,木炭,木醋液,乙二胺四乙酸,732型阳离子交换吸附树脂（H＋型）,柠檬酸,柠檬酸钙,氨三乙酸）改良效果有明显提升,改良剂改良后的盐碱土在种子发芽率、发芽指数、活力指数等指标均有所上升,说明外施钙源有助于其它改良剂效果的发挥。（3）不同浓度梯度筛选中,42.8L/m^3聚马来酸酐、25kg/m^3石膏改良效果最佳,能够有效降低土壤电导率和pH值,改良后盐碱土的种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均最接近壤土种子发芽率、发芽指数等各项指标,但二者单独施用改良盐碱土其发芽率高于二者混合施用的发芽率,不存在协同效应,故二者不宜混合施用。同时,野外进行改良应该考虑多次少量施用或增加改良剂浓度的方法来增强改良效果。     

黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果

采用翻地、施肥和芦苇碎屑培肥等土壤改良方法,利用盐地碱蓬在黄河三角洲重度退化区进行生态修复实验研究。结果表明:重度退化湿地土壤改良后,盐地碱蓬能够成功生长,3种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量,改良后的土壤Na离子含量均显著低于对照组,土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比有了显著的提高,表明改良后土壤肥力得到了改善。3种改良方法比较,培肥处理组土壤Na离子含量显著低于其他两种方法;盐地碱蓬生物量达到最高值,说明增加有机物的培肥方法可有效的改良重度退化盐碱湿地土壤,达到较为理想的生态修复预期效果。     

1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理研究*

研究了天然澄清剂Ⅱ型B组份对1-3-丙二醇发酵液的絮凝预处理效果。首先通过单因素实验和正交实验,确定了影响絮凝的主要因素及其最佳工艺条件:即在pH6.0、用量为0.01g/L、NaCl盐浓为0g/L时,絮凝率可以达到95.97％。然后考察了絮凝预处理对发酵液过滤以及电渗析脱盐的影响,实验结果表明:絮凝预处理能显著加快发酵液中固体微粒的沉降,提高过滤速度,其中絮凝样的滤饼湿基、干基重量分别比对照样增加41.13％、51.88％;絮凝预处理还能加快电渗析脱盐速度,与过滤相结合可以代替离心预处理。     

1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理研究

研究了天然澄清剂Ⅱ型B组份对1,3-丙二醇发酵液的絮凝预处理效果。首先通过单因素实验和正交实验,确定了影响絮凝的主要因素及其最佳工艺条件：即在pH6．0、用量为0．01g／L、NaCl盐浓为0g／L时,絮凝率可以达到95．97％。然后考察了絮凝预处理对发酵液过滤以及电渗析脱盐的影响,实验结果表明：絮凝预处理能显加快发酵液中固体微粒的沉降,提高过滤速度,其中絮凝样的滤饼湿基、干基重量分别比对照样增加41．13％、51．88％;絮凝预处理还能加快电渗析脱盐速度,与过滤相结合可以代替离心预处理。     

有机肥和解磷固氮菌配施对缺碳黄棕壤养分特性的协同效应

研究不同有机肥配比下解磷固氮细菌对土壤养分和相关酶活性的动态影响,可为筛选合适的菌肥类型、有机肥配比和施肥周期提供参考。试验设置0%、4%、8%、12%(质量比)4种有机肥配比,选择巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌2种解磷菌和褐球固氮菌、巴西固氮螺菌2种固氮菌,以亚热带贫瘠黄棕壤为研究对象,在控制条件下(28 ℃、避光)持续土壤培养60 d,以探讨不同有机肥水平和不同取样时间(培养第3、8、16、30、45、60天)4种细菌单独或混合接种对土壤有效态养分和相关酶活性的影响。结果表明: 随着有机肥含量的增加,菌肥处理土壤的有效氮和有效磷含量逐渐提高,表现为12%>8%>4%>0%。随着培养时间的延长,各处理土壤养分基本呈现先增加后降低的趋势。相对于单施有机肥,配施有机肥和菌肥能够显著提高和延长菌肥对土壤养分含量和酶活性的增益。菌肥对土壤养分特性的影响在不同有机肥配比下呈现不同的规律: 有机肥含量较低(0%～4%)时,虽然菌肥显著提高了土壤有效养分含量,但在初期各菌肥间差异并不显著;随着有机肥含量的提高和培养时间的延长,解磷菌(尤其是巨大芽孢杆菌)显著提高了有效磷含量,固氮菌(尤其是巴西固氮螺菌)显著提高了有效氮含量。4种细菌混合菌肥主要呈现解磷功能,比单施解磷菌具有更明显的优势,而固氮功能未得到显著提高。相关分析表明,土壤养分含量和酶活性大小呈显著正相关关系,而酶活性受土壤培养时间和碳氮比的影响。因此,针对该土壤类型,菌肥能够在短期内显著提高土壤养分含量,但菌肥特定功能的发挥依赖于有机碳的输入和土壤碳氮比的大小,配施合适比例的有机肥(8%～12%)能够提高并延长菌肥的改良效果;每45～60 d需进行菌肥复施,以保证其存活率和持续效果。     

蚕沙有机肥的养分特性及其肥效

将废弃蚕沙进行无害化处理和适度发酵开发出蚕沙有机肥,分析了其养分特点,并采用盆栽试验研究了蚕沙有机肥的肥效.结果表明:发酵蚕沙有机肥的全氮、全磷、全钾含量与堆肥前相比显著提高,分别比堆肥前提高了58.0%、84.4%和29.7%;添加微生物菌剂可有效缩短发酵时间,并能减少堆肥过程的碳、氮损失.施用发酵后蚕沙的小白菜和番茄种子的发芽指数均大于80%,对作物发芽没有抑制作用.施用发酵蚕沙有机肥不仅可提高小白菜产量、营养养分、Vc含量,减少硝酸盐积累量,还可提高土壤pH值,增加土壤速效养分和有机质含量,增强土壤酶活性,其效果优于发酵羊粪有机肥处理.     

高水位区暗管埋设下土壤盐分适时立体调控的生态效应

高水位地区作物生长关键期采用微咸水或咸水灌溉被证明在一定条件下可以起到增产正效应,但同时却存在着土体盐分积累及其对下茬或次年种植影响的生态负效应.为探讨消除或抑制微咸水或咸水灌溉对土壤盐分积累的生态负效应,保证作物种植增产的正效应,本文在河北近滨海高水位盐碱区开展了为期2年的试验研究,探讨了旱季微咸水或咸水灌溉带来的盐分异位积累与离子分布变化特征,分析了雨季关键期暗管适时排盐对土壤盐分的立体调控生态效应.结果表明：旱季咸水灌溉后土壤经历“积盐-脱盐-二次积盐”3个阶段;灌溉初期,1 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体脱盐,土壤含盐量随土壤深度增加而增加,HCO₃^-含量增加,其他离子含量降低;6与13 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体积盐,土壤含盐量随土壤深度增加而降低,HCO₃^-含量降低,其他离子含量增加;雨季暗管适时立体调控脱盐效果显著,土壤脱盐率达16.0%～45.7%,同降雨量下,降水分布越集中,脱盐效果越好;周年时间尺度上,咸水灌溉小区土壤积盐量小于对照区;咸水灌溉处理小区冬小麦产量显著高于对照处理,1 g·L^-1 处理高于6与13 g·L^-1处理.     

钢渣组分特征及其用于土壤改良的可行性初步研究

通过测定钢渣的化学组成分析得出其组分特征,进一步通过在有降解碱剂HPMA参与的重（轻）度盐碱土壤及钢渣中栽种不同植物种子（玉米、茄子、水稻和长春花）,观察植物的长势,探究钢渣是否可以用于土壤改良。结果发现钢渣的化学成分与土壤基本相同,但部分成分如CaO、Fe₂O₃、MgO、MnO₂等显著高于土壤,而另外一些组分TiO₂、K₂O、Na₂O、P₂O₅在钢渣中未检测出来。对比重（轻）度盐碱土壤,钢渣与HPMA共同作用时,玉米、茄子、水稻和长春花等发芽率及生长速率明显提高;与常用的蛭石、珍珠岩改良剂对比实验中,不同植物存在类似的发芽率和生长速率,说明钢渣可以作为温室土壤结构改良剂;与钢渣产地丰富的树皮土资源配比形成复方改良剂,发现其具有类似花土（泥炭土）的生长速率和发芽率。初步研究表明,钢渣可以用于盐碱地改良,而且对于设施农业的土壤结构改良具有功效,与当地树皮土资源结合,具有形成复方土壤改良剂的潜力。     

土壤改良剂对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性的影响

以黄河三角洲滨海盐碱土为研究对象,采用4因素4水平正交设计试验,将牛粪(A)、石膏(B)、秸秆(C)、保水剂(D)4种改良剂设置成不同比例,对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性进行改良试验,以期筛选出适宜的改良方案。结果表明:牛粪(A)、石膏(B)、秸秆(C)3种改良剂对土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮改良效果明显,保水剂(D)对土壤微生物碳氮改良效果明显,各处理间差异显著。各改良剂对盐碱土各生化指标的贡献值存在差异,综合考虑土壤呼吸强度、土壤酶、土壤微生物碳氮适宜配方为A_4B_3C_2D_2,土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮分别比对照增高109.64%,89.54%,62.20%,81.75%,60.50%,118.00%,相关分析表明,除微生物氮和脲酶相关不显著外,上述各土壤生化指标间均显著相关,研究结果可为黄河三角洲盐碱土的改良利用提供一定的理论依据。     

不同改良措施对苏打盐渍土物理性质的影响

苏打盐渍土因其交换性钠含量较高而具有极差的物理性质,而恶劣的土壤物理性质是苏打盐渍土逆境胁迫的重要因素。苏打盐渍土在所有盐渍土类型中属于改良与利用难度最大的土壤类型。目前,对于松嫩平原苏打盐渍土不同改良措施处理后的土壤水盐动态已有较清晰的认知,而苏打盐渍土经过多年改良后的土壤物理性质变化规律尚鲜见报道。因此,本研究将脱硫石膏、砂土、有机肥与大安站研制的改良剂脱碱一号等不同改良措施与种稻改良相结合,对改良多年后土壤物理性质的变化进行了研究。结果表明,不同理化改良措施均可显著影响苏打盐渍土的物理性质(P0.05),如不同改良措施均可使土壤容重降低(0～40 cm)、土壤水分入渗速率显著增加(P0.05)、土壤砂粒含量相对增加,而黏粒含量则相对减少。综合考虑各试验处理对土壤物理性质的影响,本研究认为脱碱一号对土壤物理性质的改善效果最好,其次为有机肥,而砂土对苏打盐渍土物理性质的改善效果最差。本研究结果可为松嫩平原苏打盐渍土的改良与利用提供基础数据支持。     

稻壳作为缓释碳源及载体的改性研究

稻壳可作为废水处理的外加碳源, 通过适当改性处理可提高其应用性能。为探索稻壳的改性条件, 以不同浓度的NaOH、Ca(OH)2、NaClO为改性试剂对稻壳进行改性处理, 并研究了改性后稻壳的表面结构、芽孢杆菌吸附量、静态释碳量、可生化性以及成分含量变化。结果表明: 6% NaOH、0.9% Ca(OH)2和3% NaClO处理对稻壳表面糙化、芽孢杆菌吸附性和静态释碳能力有良好的提升效果。在此三组中, 6% NaOH处理后稻壳可生化效果最佳, CD600增长率为其他处理组的4倍; 纤维素含量增加了16.03%, 灰分含量显著降低, 仅剩4.9%; 且结构改性效果最为明显, 适用于稻壳改性优化。     

石灰对铅污染土壤修复效果评价

为了研究铅污染菜地土壤施用石灰对小白菜-土壤生态系统的影响及持续效果,探讨石灰修复铅污染菜地土壤的可行性,采集铅污染菜地土壤开展连续盆栽试验,设置5个石灰用量处理（0、1.5 g/kg、3.0 g/kg、4.5 g/kg、6.0 g/kg）。石灰施入土壤中平衡2周后移栽小白菜,连续种植3茬。同时采集小白菜样本和土壤样本,测定土壤pH、土壤Pb有效态含量和微生物活性等指标,并分别测定小白菜地上和地下部的生物量和铅含量。结果显示：石灰对降低土壤铅有效态和小白菜中铅含量的持效性较差,但施用石灰可增加土壤中的微生物活性,特别是种植小白菜后对增加土壤中微生物活性效果更明显,研究发现对羧酸类和胺类等碳源利用能力强的微生物可增加土壤中铅有效态的含量,对聚合物类、糖类、氨基酸类和其他类碳源利用能力强的微生物可以降低小白菜中的铅含量。研究结果为石灰修复重金属污染土壤的使用提供了更合理的理论支撑。     

钙、水杨酸和壳聚糖复配处理对小白菜抗盐性的诱导

以小白菜(Brassica campestris ssp.chinensis L.)为对象,采用根际施用结合叶面喷洒的方法,研究CaCl2、壳聚糖(chitosan,CTS)和水杨酸(salicylic acid,SA)两两复配及三元复配对小白菜盐胁迫逆境的诱抗作用。结果表明:SA,CTS,CaCl2复配施用均能显著降低盐胁迫下小白菜的盐害指数,降低小白菜叶片的丙二醛(MDA)含量,增强过氧化物酶(POD)活性,提高叶绿素含量。各处理以CTS+CaCl2复配施用对小白菜的诱导抗盐效果最好,对小白菜生长的促进作用最显著。SA,CTS,CaCl2三元复配的效果不如二元复配效果好,复配后存在一定的拮抗作用。     

一株羽毛降解菌产酶特性的初步研究

通过富集培养从土壤中分离到一株能降解羽毛角蛋白的芽孢八叠球菌（编号为GIMN1.015）。以天然羽毛为底物,初步研究了温度、起始pH、辅助碳源以及羽毛底物含量对该菌株的蛋白酶水解活性的影响。结果表明,在羽毛发酵培养基中,菌株GIMN1.015在初始pH 11.0、温度30℃时,蛋白酶活力最强;与培养基中只含有羽毛的发酵过程相比,添加葡萄糖有利于提高蛋白酶的活性;底物浓度为1.5%时蛋白酶活性最高。本试验结果为进一步利用角蛋白降解微生物实现羽毛角蛋白的资源化利用奠定了基础。