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相似文献
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1.
以黑土长期定位试验(始于1979年)为基础,根据土壤养分的输入和输出分析长期不同施肥处理的土壤养分收支状况。利用红外光谱和核磁共振光谱分析胡敏素(Humin,Hu)分子结构的动态变化特征并分析土壤养分收支状况与Hu结构变化之间的关系。结果表明:不同施肥措施在改变黑土养分含量的同时,影响了土壤中惰性组分Hu的分子结构。1980年-2014年有机无机肥配施(MNPK)处理可以满足作物对养分的吸收,土壤总养分含量有盈余,且较不施肥(CK)处理增加土壤有机碳含量,降低土壤C/N比,同时土壤Hu的2 920/1 620和2 920/2 850、脂族C/芳香C、烷基C/烷氧C和疏水C/亲水C比值均增加,表明黑土Hu分子结构变得脂族化、简单化,施肥可以增加土壤活性有机碳,减少惰性有机碳组分含量。有机肥(M)和氮磷钾化肥(NPK)处理不能满足作物对养分的吸收,土壤养分出现亏缺状况。红外光谱显示,施肥年限增加,有机肥(M)和氮磷钾化肥(NPK)处理土壤Hu的2 920/1 620下降,表明其脂族C含量降低;核磁共振光谱显示,氮磷钾化肥(NPK)和不施肥(CK)处理烷基C/烷氧C降低,表明其活性有机碳含量下降。虽然各施肥处理较不施肥(CK)处理整体增加土壤Hu的脂族C含量,降低芳香C含量,但随着施肥年限的增加,氮磷钾化肥(NPK)处理使土壤Hu结构有变复杂化的趋势。各养分盈亏量与土壤Hu的结构特征参数之间具有相关性,N,P2O5和K2O养分盈亏量和总养分盈亏量与2 920/1 620、脂族C呈正相关,与芳香C呈负相关,表明养分状况可以影响土壤Hu的结构。节约经济成本情况下,轮作周期内施入一次有机肥,每年结合氮磷钾化肥的施入可以满足作物对养分的吸收,在提高作物产量的同时,改善土壤腐殖质惰性组分结构,培肥地力。  相似文献   

2.
依托在河西走廊灌漠土上开始于1988年的长期定位试验,利用紫外-可见光谱、红外光谱、元素分析等方法研究了不同施肥处理下土壤可溶性有机质(DOM)的变化。试验设施用有机肥、绿肥、化肥和不施肥对照4个处理。结果表明,施肥增加DOM的含量,相比对照处理,有机肥处理、绿肥处理、化肥处理的可溶性有机碳(DOC)分别增加37%,29%,16%,可溶性有机氮(DON)分别增加334%,257%,182%,总碳水化合碳(TCs)分别增加90%,25%,2%,总有机酸碳(TOAs)分别增加195%,116%,58%。有机肥处理各指标比对照处理均差异显著,除TCs外绿肥处理、化肥处理的其他指标也比对照处理差异显著。紫外-可见光谱结果,施肥提高了DOM的紫外吸收特征值SUVA254,SUVA260,SUVA272,SUVA280,表明施肥增加了DOM的芳香及疏水部分比例、腐殖化程度、平均分子量,使DOM更趋于稳定。不同施肥处理间表现出相当一致的规律,有机肥效果最为明显,其次是绿肥、化肥。红外光谱分析结果,有机肥处理相对于其他处理芳香族特征峰从1 625 cm-1处向近红外方向移动出现在1 649 cm-1处,接近土壤胡敏酸芳香族特征峰(1 650 cm-1),说明有机肥处理土壤DOM的芳香性更高。绿肥处理在归属于糖、醇类及羧酸物质C—O伸缩振动的1 260~1 000 cm-1吸收峰高于其他处理,说明绿肥处理增加了土壤DOM的富氧基团类物质。化肥处理在归属于N—H振动的3 559,3 419和1 456 cm-1吸收峰高于其他处理,表明化肥增加了土壤DOM的胺类物质。元素分析结果显示有机肥、绿肥、化肥分别增加了C,O,N的相对含量。  相似文献   

3.
在绿肥翻压条件下,常规的玉米氮素营养诊断技术存在耗时、费力和可靠性差的缺点。基于数码相机的可见光光谱技术已被广泛应用于大田作物的氮素营养诊断,但尚未见应用于绿肥翻压后的玉米氮素营养诊断。为评价利用图像处理技术进行绿肥翻压后玉米氮素营养诊断和玉米产量预测的可行性,设置了不同施氮水平下的绿肥翻压试验,利用数码相机获取不同生育期玉米冠层数字图像,分析了玉米冠层图像色彩参数与氮素营养诊断指标和成熟期籽粒产量之间的关系。结果表明,绿肥翻压显著改善了玉米的氮素营养,不同生育期的玉米叶绿素含量(SPAD值)、地上部生物量和吸氮量均高于单施化肥处理;绿肥翻压处理下,玉米冠层光谱指数与氮素营养指标间的相关性较单施化肥处理低,且其相关性在不同的生育期有较大变异,其中,12叶期(V12)的蓝光标准化值(B/(R+G+B))与灌浆期(R4)的红光标准化值(R/(R+G+B))与植株氮营养指标相关性较好,二者均与玉米产量间呈显著直线回归关系,回归系数分别为45%和46%。因此,数字图像技术在进行绿肥翻压后玉米氮素营养的诊断和产量预测方面具有应用潜力,但应注意诊断时期和关键指标的选择。  相似文献   

4.
应用ICP-MS检测不同种植制度土壤中重金属含量   总被引:8,自引:4,他引:4  
随着社会的发展,人们越来越关心人类活动对环境和食品污染造成的影响。以北京市大兴区不同种植制度的土壤作为实验材料,借助于ICP-MS对土壤中重金属进行了测定,以确定人类活动对土壤生态环境的影响。结果显示,长期种植水果的土壤中和长期小麦玉米轮作的土壤中重金属含量显著高于种植蔬菜的土壤:Cr,Mn,Ni,Cu,Zn,As和Cd以长期种植水果的土壤中含量最高;Ti和Pb以长期小麦玉米轮作的土壤中含量最高,它们甚至高出其他土壤几倍。分析原因除了与人们施用的化肥、灌溉用水有关以外,还与种植果树等作物收获部分较少有关,而种植蔬菜大部分器官都收获,带走了许多重金属。  相似文献   

5.
环境中重金属污染会导致谷物营养缺乏、代谢紊乱.借助ICP-MS/ICP-AES系统和离体穗培养方法,准确测定灌浆期不同浓度铜、镉(0,5,15,45 mg·L-1)处理对籽粒营养元素及重金属元素含量的影响.结果显示,不司浓度铜、镉处理显著降低小麦粒重;外源铜促进了籽粒P,K,Mg,Ca,Na,Mn和Zn含量的增加,抑制了 Fe和B的吸收.镉的加入对小麦籽粒P,K,Ca,Mg和Mn的吸收起促进作用,然而对Na,Fe,Zn和B的吸收起拮抗作用.外源铜、镉抑制小麦籽粒对Hg的积累,但籽粒Cu和Cd含量最高分别超过国家食品卫生标准的55和62倍,存在极大安全隐患.  相似文献   

6.
以长期定位试验为研究平台,并结合紫外-可见吸收光谱,探求长期不同施肥管理措施:(1)CK(不施肥);(2)NPK(氮磷钾);(3) NPKS(化肥+稻草还田);(4)1.5NPKS(1.5倍化肥+稻草还田);(5)NPKM(化肥+猪粪)下0~20,20~40和40~60 cm土层的溶解性有机质(DOM)含量和结构特征。结果表明,长期施用化肥对土壤DOM的影响较小,化肥配施秸秆NPKS和化肥配施有机肥NPKM均显著提高了耕层土壤DOM的含量,在0~20 cm耕层土层DOM含量比化肥NPK处理分别提高39.1和12.1 mg·kg-1。相比不施肥和氮磷钾处理,化肥配施秸秆或配施有机肥明显降低0~20和20~40 cm土层溶解性有机质碳与有机氮的比值,提高了土壤供氮能力。长期施肥对40~60 cm土层DOM含量和溶解性有机质碳氮比没有明显影响,不同处理间差异不显著。在0~20和20~40 cm土层,相对于不施肥和氮磷钾处理,NPKM,NPKS和1.5NPKS处理能提高土壤DOM的共轭结构和腐殖化程度;在40~60 cm土层,提升效果不明显。化肥配施秸秆或有机肥能增加0~20 cm土层的紫外光谱吸收值(SUVA254,SUVA260和SUVA280)和吸收系数α(355),降低吸光度比值(A250/A365),表明0~20 cm土层DOM的芳香度、疏水性、分子量和CDOM含量增加,在20~40和40~60 cm表现不明显。不同土层的A300/A400值均大于3.5,表明土壤中主要以富里酸为主。综上,长期化肥配施秸秆或配施有机肥能够提高0~20和20~40 cm土壤溶解性有机质的含量,降低溶解性有机质碳氮比,提升土壤肥力;同时增加0~20 cm土壤DOM共轭结构、腐殖化程度、芳香度、疏水部分比例和平均分子量。长期施肥对40~60 cm土层DOM含量和结构影响较小。  相似文献   

7.
绿肥对华北潮土土壤可溶性有机物的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
在华北潮土上种植不同绿肥,于绿肥翻压前原位采集其地上部及土壤样品,进行56d的绿肥翻压模拟试验。设毛叶苕子(Vicia villosa Roth.)、二月兰(Orychophragmus Violaceus L.)、黑麦(Secale cereale L.)三个绿肥处理和无绿肥对照处理,分析培养过程中土壤可溶性有机物(DOM)组分及其紫外-可见光谱参数的变化,以探究绿肥对土壤DOM的影响。种植和翻压绿肥增加土壤可溶性有机碳(DOC)、总有机酸碳(TOAs)和总碳水化合物碳(TCs)含量,三者的变化趋势一致,各处理均在培养第1 d上升至峰值后迅速下降。毛叶苕子提高DOC和TOAs的效果最好,最高比对照增加114.01%(培养第1d)和109.10%(培养第14 d)。黑麦提高TCs的效果最好,最高比对照增加323.18%(培养第42 d)。种植和翻压绿肥增加土壤可溶性有机氮(DON)含量,与DOC变化趋势不同,各处理在培养第1 d上升后迅速下降一段时间后又迅速上升。毛叶苕子提高DON的效果最好,最高比对照增加305.83%(培养第42d)。绿肥增加了SUVA254,SUVA260,SUVA272,SUVA280,SAUC240-400,降低了A250/A365和A240/A420。紫外-可见光谱参数的主成分分析显示SUVA254,SUVA260,SUVA272,SUVA280间有很高正相关性,A250/A365和A240/A420间亦有很高正相关性,SAUC240-400是这些参数中表征DOM性质的关键因子。综上结果表明,种植翻压绿肥增加了土壤DOM含量,提高了土壤DOM的芳香性、疏水性、腐殖化程度、平均分子量,增加了土壤DOM的稳定性。  相似文献   

8.
ICP-AES测定中国小麦微核心种质库籽粒矿质养分含量   总被引:11,自引:0,他引:11  
矿质营养,尤其是微量元素Fe和Zn对于人体健康的影响已经受到广泛的关注。了解我国小麦籽粒矿质养分状况对于通过育种途径改善作物品质以及人体健康有重大意义。该研究采用微波消解,ICP-AES分析方法对262份我国小麦微核心种质库的籽粒微量元素(Fe, Mn, Zn, Cu)和其他矿质养分(Mg, Ca, K, P)含量进行了分析测定,结果表明我国小麦籽粒中八种矿质营养元素浓度都存在显著的基因型差异;小麦籽粒中Fe, Mn, Zn, Cu四种微量元素浓度间均存在明显的正相关关系,Fe和Mn相关系数为0.395**,Fe和Zn 为0.424**,Fe和Cu为0.574**,Mn和Cu为0.474**。春性和冬性小麦间籽粒八种矿质养分含量基本没有差异。这些研究结果为进行籽粒富含矿质营养小麦品种的选育提供了重要依据。  相似文献   

9.
土壤有机质是土壤的重要组成部分,在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用。腐殖质作为土壤有机质的主体,对土壤的一系列性质和形态产生影响,其数量、组成和性质可以反映一定的成土条件和过程,是土壤肥力的重要指标。由于腐殖质分子组成的不确定性,各种方法均存在一定的局限性,优化寻求更为准确可靠的腐殖酸表征方法已成为当前研究的热点。施肥方式改变土壤中胡敏酸的组成与结构,但短期的影响程度难以用常规的测定技术检测出来。利用38年的黑土长期定位试验,通过腐殖质组分HA的分离和纯化,多种光谱分析方法的联合应用,从物质结构的角度分析土壤中单施有机肥和有机无机肥配施对黑土HA有机化合物的分子结构变化的影响。分析显示,M和MNPK施肥处理较CK处理均可提高土壤有机碳和HA含量,增加土壤中HA的总反应热、中温放热值、2920/1720值、脂族C含量、f450/500值,表明单施有机肥和有机无机肥配施后土壤HA芳构化程度降低,脂族含量增加,结合简单化,但M施肥处理增加幅度小于MNPK施肥处理。分析结果表明:多种光谱技术的联合应用,可以相互认证其结果的准确性。同时试验结果也证明有机无机肥配施较单施有机肥,更能提高土壤有机碳和土壤HA的脂族C含量,增加作物产量,培肥地力。  相似文献   

10.
以定位20年的黑土肥料试验为平台,利用同步辐射软X射线近边吸收谱(C-1s NEXAFS)方法,研究了长期施用化肥以及化肥配施玉米秸秆对土壤有机碳官能团的影响。结果表明:与不施肥的空白处理(CK)相比,单施化肥(N,NPK)后土壤的芳香C和羧基C含量增加,脂族C和羰基C含量下降,脂族C/芳香C比值降低;与单施化肥处理相比,化肥配施玉米秸秆后芳香C含量下降而脂族C含量增加,脂族C/芳香C比值增加,并随玉米秸秆用量增加表现的更为明显;无论配施玉米秸秆与否,NPK肥混施处理的芳香C、脂族C以及脂族C/芳香C比值均高于单施N肥处理。上述结果说明,单施化肥比不施肥使土壤有机碳官能团中芳香类化合物的相对比例增加,而脂肪烃类化合物的相对比例下降;化肥配施玉米秸秆则比单施化肥增加了脂肪烃类化合物的相对比例,配施高量比低量玉米秸秆的增加趋势更为明显,同时NPK肥混施比单施N肥有利于提高脂肪烃类化合物的相对比例。C-1s NEXAFS方法能够原位表征长期定位施肥条件下土壤有机碳官能团组成的变化。  相似文献   

11.
This study examined the effects of a reduced wheat sowing rate (250 vs. 500 grains m–2) on grain yield, uptake of 15N into grains, and the incorporation into gluten and non-gluten proteins of wheat under field conditions in the Aegean region. A single 15N application was applied at stem elongation, at flowering, or at both developmental stages. Each 15N treatment included either additional water supply, or no additional water supply at flowering. Sowing rate (either 250 or 500 grains m–2) had no impact on grain yield. Grain yield increased with additional water supply, but at the expense of protein quality, because of a decrease in the protein content of gluten. The 15N content of the gluten and non-gluten proteins at grain maturity was not different among cultivars. 15N applied at both stem elongation and flowering was found in comparable amounts in grains and protein fractions, irrespective of sowing rate.  相似文献   

12.
以沈阳生态实验站一组长期定位试验为平台,研究长期施用厩肥对农田土壤Cu,Zn和Cd含量及收支平衡的影响,试验处理分别为CK(不施有机肥),M1(施10 t·ha-1有机肥)、M2(施用量25 t·ha-1) 和M3 (施用量50 t·ha-1)。结果表明:长期施用厩肥会造成土壤中Cu,Zn和Cd的逐步积累,且积累量随着施肥量的提高而增加,三种重金属在各处理中(CK,M1,M2,M3)的年均增长率分别为2.83%,6.56%,7.54%,8.96%;0.03%,3.44%,4.53%,6.64%和1.51%,8.01%,10.27%,16.08%。从试验开始6年后,M3处理土壤Cd含量已非常接近国家三级土壤质量标准的限制阈值(1 mg·kg-1,GB15618—1995);至试验第12年,所有施有机肥处理的土壤Cu含量均降为国家三级土壤质量标准(≤400 mg·kg-1),因此必须给予足够的重视。尽管土壤中重金属呈逐年积累态势,但籽实中Cu,Zn和Cd含量均远低于国家食品污染标准(GB2762—2005; GB13106—91; GB15199—94),表明重金属超标农田生产的农产品未必超标。Cu,Zn和Cd在作物秸秆中的含量远大于籽实中含量,不同处理作物重金属平均移出量表现为M3>M2>M1>CK。CK,M1,M2,M3处理Cu,Zn和Cd的年均移出量分别为35.68,47.80,63.65,69.64;249.14,375.22,375.16,444.44和0.83,1.39,1.64,1.66 g·ha-1。有机肥中重金属含量也随年份而改变,表现为Cu和Zn含量逐年增加,Cd含量呈减少态势。M1,M2和M3处理土壤年平均残留Cu,Zn和Cd量为2 283.0,5 763.7,11 585.4;2 483.3,6 771.4,13 849.2和4.8,13.9,29.5 g·ha-1,但是由于有机肥中重金属量年际变化范围较大,年平均残留量只能反映多年的平均趋势,准确推断土壤中重金属残留量还要根据当年施入的有机肥的情况而定。  相似文献   

13.
利用ICP-MASS研究有机培肥土壤重金属淋溶特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
以下辽河平原11年长期定位试验为平台,采用原状土柱淋溶实验,通过比较不同用量有机肥处理土壤重金属积累情况及其淋溶特征,探讨了雨养农业条件下有机培肥措施对土壤表层重金属(Cu,Zn,Cd和Cr)积累的影响,阐述了重金属在土壤表层(0~20 cm)中的积累特征明确了重金属元素的淋溶特点和垂直迁移规律(0~60 cm)。研究表明,随着有机肥用量增加,表层土壤中Cu,Zn,Cd和Cr的含量都随之升高,积累速度为Cd>Cu>Zn>Cr。根据中国土壤环境质量标准(GB15618-1995),即使施入50 t·ha-1有机肥料,也未造成表层土壤Cr, Cu和Zn的污染,其中Cr仍符合Ⅰ类土壤质量标准,而Cu和Zn符合国家Ⅱ类土壤质量标准,但对Cd而言,此时表层土壤含量已接近国家Ⅲ类土壤质量标准阈值,存在较大风险,应引起足够重视。土柱淋溶实验表明,只有个别淋溶液Cu和Cd浓度属于国家Ⅲ类水质量标准(GB/T14848—93),其余均符合国家Ⅱ类及以上水质标准,且所有淋溶液Cr的含量都符合国家Ⅰ类水质标准,表明在下辽河平原,即使有机肥使用量达到50 t·ha-1时,仍未对地下水构成任何风险。另外,淋溶液中的重金属含量均随土层深度增加呈现下降趋势(Cr除外),表现出重金属不易下移的特点,但相对而言,Zn和Cr向深层土壤淋溶能力较强,Cu和Cd则更易积累在表层土壤。  相似文献   

14.
Yu WT  Ma Q  Zhou H 《光谱学与光谱分析》2010,30(12):3410-3412
通过长期定位试验和室内ICP-AES分析测试,探讨了下辽河平原不同施肥制度下农田生态系统微量元素Fe和Zn的输入情况,明晰了有机肥是农田输入Fe和Zn的主要途径。阐述了在没有垫圈土的情况下,投料经喂饲-堆腐过程的残留率为21.8%,低于有机物料施入土壤1年后的残留率(30%)。Zn通过喂饲-堆腐过程的循环率为71.9%,而Fe的循环率则为81.0%。  相似文献   

15.
矿业废弃地重构土壤重金属含量高光谱反演   总被引:3,自引:0,他引:3  
矿产资源对工业和国民经济的发展有重要的作用,但是随着矿业开采规模的扩大,资源枯竭、经营不善而形成的矿业废弃地越来越多。由于长时间受到采矿的影响,矿业废弃地土壤中存在大量的重金属元素,高浓度重金属可能会对环境和人体产生影响。土地复垦是整治污染、退化土壤再利用的重要方法,对重构后的土壤进行重金属含量检测是衡量土地复垦成效的重要指标,需要长期进行跟踪监测。传统的化学检测方法效率低、成本高、无法实现重金属大范围检测。高光谱是一种新兴的、发展潜力巨大的技术,在环境保护,资源利用,区域可持续发展等方面有着广泛的应用。经过近几十年的快速发展,仪器精度逐渐提高,检测方法逐渐成熟,为实现土壤重金属高效、便捷检测提供了可能。正常土壤重金属含量一般相对较低,采用光谱测量重金属含量较为困难,但铁矿开采区矿业废弃地由于土壤中的铁元素较多,会使土壤中的重金属的存在和聚集形式发生变化,影响重金属对光谱的响应,从而使土壤光谱反射率与重金属含量之间关系更加明显。以湖北省大冶市复垦矿区研究区,采样化学检测方法获取土壤重金属(As,Cr,Zn)含量;借助于美国ASD公司生产的FieldSpec4地物光谱仪(350~2 500 nm)获取土壤反射率,应用一阶微分、倒数对数、连续统去除法分别对反射率曲线进行预处理,提取出光谱特征波段,分析三种重金属元素与光谱特征间的相关性并建立逐步回归模型。研究表明,光谱数据预处理可使光谱特征波段更加明显,其中一阶微分和连续统去除法的效果最为明显。3种重金属元素的特征波段为495,545,675,995,1 425,1 505,1 935,2 165,2 205,2 275和2 355 nm。将土壤重金属含量与光谱特征波段之间做相关性分析,三种重金属都表现出了与光谱曲线的相关性,相关系数大部分都达到了0.5以上,最大相关系数为0.663,由于重金属种类和预处理方式的不同会导致相关性系数存在明显的差异。利用与土壤重金属相关性最大的特征波段建立三种重金属反演模型,并以反演模型r大小选择每种重金属的最优反演模型。由于重金属种类的不同,模型的选择也有差异,Cr和Zn一阶微分逐步回归为最佳反演模型,重金属As连续统去除法逐步回归为最佳反演模型。通过检验,三种重金属中Cr反演效果最好,RMSE为2.67,其次是Zn和As。对比当前不同检测手段可知,基于土样和光谱数据预处理的土壤重金属含量地物光谱仪高光谱反演是比较理想的。可为矿业废弃地土壤重金属高光谱反演提供参考。  相似文献   

16.
有机态氮是土壤氮素的主要存在形式,在农田生态系统氮循环中占有重要地位。了解土壤有机氮官能团组成,可为制定合理的农田管理措施提供科学依据。同步辐射软X射线近边吸收谱(N K-edge XANES)技术,是原位测定土壤有机氮官能团组成最有效的方法,但利用该技术对长期施肥条件下土壤有机氮官能团组成的研究尚未见报道。本试验利用N K-edge XANES方法,研究了长期(18年)不同施肥措施[即休闲(Fallow)、不施肥(CK)、施氮磷钾化肥(NPK)、有机肥配施化肥(NPKM)、1.5倍量的有机肥配施化肥(1.5NPKM)和玉米秸秆配施化肥(NPKS)]对黑土全土及粘粒中有机氮官能团的影响。结果表明:各处理均在401.2~401.6和402.7~403.1 eV范围内出现特征吸收峰,分别归属为酰胺/胺和吡咯类化合物,粘粒中特征吸收峰通常较全土更为明显。半定量分析结果指出,全土和粘粒均以酰胺/胺的相对比例最高,是有机氮官能团的主要存在形态;与休闲处理相比,对照处理中酰胺/胺的相对比例较低,而吡咯类氮的相对比例较高;有机无机配施条件下,酰胺/胺的相对比例随有机肥量的增加而下降,而吡咯类氮的相对比例则呈相反的变化趋势;全土中以NPKS处理的酰胺/胺相对比例最高,而粘粒中则以休闲处理的腈类/芳香氮相对比例最高。利用N K-edge XANES方法原位测定不同施肥措施下土壤有机氮官能团组成的变化是可行的。  相似文献   

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