分析技术在土壤微塑料研究中的应用现状     

刘东生  邹国元  陈延华  梁丽娜  李丽霞 《中国生态农业学报》2021,29(6):953-960

微塑料污染已成为环境领域研究的热点问题。受采样、前处理和分析技术的限制,现有研究中检测到的微塑料尺寸普遍较大。定量分析技术不够成熟,文献数据之间的可比性较差。复杂组分和表面附着物导致土壤微塑料的分析检测存在更大的挑战。为更好地掌握研究现状与发展趋势,本文从光谱分析、热分析、显微分析等角度分类,对土壤微塑料研究中的分析技术进行了解析、对比和总结。光谱分析对微塑料进行定性和数量统计,常见的有傅里叶变换红外光谱法和拉曼光谱法。热分析用于组分鉴定和质量分析,具体分为裂解气质联用和热重波谱联用。显微分析则对形貌和尺寸进行表征,包括光学显微镜和电子显微镜两种。提出微塑料分析技术越来越丰富,但是针对土壤微塑料的分析是一项复杂的工作。分析技术的标准化是评价和治理微塑料污染的关键;现有的土壤微塑料检测方法各有利弊。组合或联用技术的使用有望更高效、精准地实现对土壤微塑料定性定量分析;应从需要解决的科学问题出发,根据研究目的合理选择分析技术;部分分析技术在土壤微塑料的实际测定有待于进一步的探索与验证。  相似文献   

土壤添加不同颗粒组成沸石粉对玉米生长及养分吸收的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

王甲辰  左强  邹国元  宫延刚  陈延华  王美菊  孙建科  王嵘  李妮 《中国土壤与肥料》2015,(6):108-114

采用土柱试验,研究不同颗粒组成的沸石粉添加到0~20 cm砂壤土耕层对玉米生长、养分累积的影响,为改良沙地提供理论依据。本研究共设8个处理:CK0:不施肥+0 g沸石粉体(简称粉体);CK:施肥+0 g粉体;A:施肥+8 g粉体a;B:施肥+8 g粉体b;C:施肥+8 g粉体c;D:施肥+8 g粉体d;E:施肥+8 g粉体e;F:施肥+8 g粉体f。结果表明,处理A、B、C、D、E、F与CK之间的玉米株高均不存在差异;但其生物量均高于CK,粉体颗粒构成中0.002 mm的含量最高的两个处理E、F达显著水平,分别比CK高71.36%和63.69%。结果还表明,生物量与不同粉体颗粒5个粒级分布的百分比x1、x2、x3、x4、x5即0.05~0.25 mm、0.02~0.05 mm、0.01~0.02 mm、0.002~0.01 mm、0.002 mm百分率之间存在多元回归方程Y=3.69-0.050 6x1+0.082 5x2-0.093 4 x3-0.009 44 x4+0.064 86 x5,表明了玉米生长与颗粒组成之间的密切关系;方程系数表明生物量与细小颗粒含量呈极强的正相关,而与粗颗粒含量呈负相关。与CK处理相比,加粉体处理A、B、C、D、E、F均促进了氮和钾的吸收,但只有处理F对氮的吸收以及E和F处理对钾的吸收达显著水平。显著促进吸收的氮量达74.52%、钾量分别达63.39%和63.62%,而对磷没有显著促进作用。由此可以推论,在此土壤条件下,只有沸石粉体粘粒级颗粒含量高于39%时才显著促进玉米生长发育以及增加植株对氮、钾的吸收和利用。  相似文献   

玉米种植体系土壤磷素有效性对有机肥长期施用响应的Meta分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

吕春玲  陈延华  何文天  张思宇  姜娜  樊代佳  杨华薇  杨殿林  邹国元 《农业环境科学学报》2022,41(9):2011-2022

长期施用有机肥能够提高土壤有效磷含量,但不同的研究间差异较大,通过基于有机肥种类、施用量、有机肥替代化肥比例和土壤因素等大量试验数据的整合分析,研究不同因素下土壤磷素有效性对有机肥长期施用的响应,对指导有机肥的科学施用具有重要意义。本研究收集了公开发表的文献147篇,建立了305组包含单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理的土壤有效磷含量数据库。采用Meta分析研究全国多个长期定位试验点的CF和CFM处理下土壤有效磷含量差异及其影响因素。结果表明,CFM处理能显著提高土壤有效磷含量,每投入100 kg·hm^-2的磷,土壤有效磷增加量约为CF处理的2.6倍。高施磷量（>300kg·hm^-2）对土壤有效磷含量的提升幅度,约是低施磷量（<75 kg·hm^-2）和中等施磷量（75~150 kg·hm^-2和150~300 kg·hm^-2）的3.5倍和2.3~2.6倍。不同有机肥对土壤有效磷含量的影响表现为畜禽粪便类>商品有机肥类>秸秆类>城市垃圾类有机肥。其中,畜禽粪便类中,猪粪、鸡粪和牛粪对土壤有效磷含量的影响较为显著,增幅分别为210.4%、209.3%和156.7%。在不同有机肥替代化肥比例下,施用有机肥对土壤有效磷含量的提升效果,随有机肥替代化肥比例的增加而升高,且差异显著,有机肥替代化肥比例为75%和100%时,增幅可达211.7%和239.7%。土壤类型、有机质含量、pH等土壤因素是影响施用有机肥对土壤有效磷含量提升效果的重要因素。其中,不同土壤类型下土壤有效磷增幅在12.7%~212.1%之间,表现为红壤>潮土>褐土>黑土>棕壤;在土壤有机质含量为0.6%~1%时,土壤有效磷增幅可达248.5%,分别是土壤有机质含量<0.6%、1%~2%和2%~3%时的2.1、2.0倍和10.9倍;当pH为酸性（5~6.5）或者pH为中性（6.5~7.5）时,施用有机肥对土壤有效磷的提升效果显著高于pH为碱性（7.5~9）时。此外,土壤有效磷增幅随年均降雨量和年均温度的升高而增加,其中年均降雨量>800 mm或年均温度>16℃时增幅最大。长期施用不同种类有机肥、施用量、有机肥替代化肥比例均显著影响土壤有效磷含量,并且在不同的土壤环境、轮作方式和气候因子条件下,施用有机肥对土壤有效磷的效应有显著差异。因此,在农业生产过程中,科学施用有机肥不仅要充分考虑有机肥种类、施用量、有机肥替代化肥比例,而且要综合考虑不同环境因素的影响,从而保障有机废弃物资源的科学利用,避免资源浪费和环境污染,推动农业绿色高质量和可持续发展。  相似文献   

聚乙烯微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响     

陈荣桓  余瑶  黄珊  陈荣龙  贾焮凯  陈延华  薛萐  刘萌娟  杨晓梅 《土壤通报》2023,54(1):56-66

  目的  微塑料会与土壤颗粒及团聚体相互作用而影响土壤的稳定性,探究微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响,以期为农田土壤（微）塑料污染及土壤健康评价提供数据基础。  方法  通过大豆盆栽实验,研究自然条件下不同微塑料浓度（0%、0.1%、0.5%、1%、2%、5%）对黑土团聚体组成、团聚体稳定性（大团聚体含量R _{> 0.25}）、土壤团聚体特征指标（平均质量直径MWD、几何均重直径GMD、分形维数FD）的影响。  结果  不同微塑料浓度处理中,< 0.25 mm的机械稳定性团聚体含量比例最小,且 > 2 mm和 < 0.25 mm的团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加;> 2 mm的水稳性团聚体含量比例最小,< 0.25 mm的水稳性团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加;但在1%浓度时,机械稳定性和水稳性团聚体含量比例均与其他浓度的趋势相反;无植物种植的团聚体变化与种植物的相似。土壤大团聚体（R _{> 0.25}）的含量比例随着微塑料浓度的增加而显著减小,当微塑料浓度为1%时,其含量比例略低于对照试验（CK）。不同采样期,大豆成熟期的土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的MWD、GMD均比花期的小,而花期的团聚体分形维数比成熟期高,表明随着大豆生长及微塑料的作用,土壤团聚体稳定性降低。通过相关性分析表明,MWD与GMD呈极显著正相关关系,且二者均与FD值呈极显著负相关,即土壤团聚体MWD和GMD总体显著增大,FD值则显著减小,从而表征土壤颗粒团聚性下降。此外,当土壤中微塑料浓度为1%时,土壤团聚体分形维数最小,即土壤团聚作用增强。  结论  土壤中微塑料累积浓度越高,对土壤团聚体产生的破坏作用越强,导致土壤颗粒间聚合能力减弱,土壤中微塑料浓度为1%是否可作为影响黑土团聚体稳定性变化的阈值还有待后续研究,以期为全面评估微塑料对土壤质量的影响提供依据。  相似文献   

基于Web of Science对农业土壤N₂O排放影响因素研究的文献计量分析     

吴汉卿  张宝贵  李强  王学霞  曹兵  陈立娟  陈延华 《土壤通报》2021,52(1):221-232

为客观全面地分析农业土壤N₂O排放影响因素领域的研究动态、热点及发展脉络,利用Web of Science数据库中1978~2018年的文献信息,结合R语言文献计量分析方法,从高被引论文、关键词及历史直接引文三个方面对农业土壤N₂O排放影响因素研究情况进行了系统的文献计量分析。结果表明:（1）农业土壤N₂O排放的影响因素主要有四大类:土壤性质包括土壤类型、质地、pH、温度、水分、容重、氧化还原电位、O₂、矿质氮（硝态氮 + 铵态氮）、有机碳、酶活性（主要是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶等）和微生物多样性等;农艺管理措施包括施肥管理（肥料类型、施肥量、施肥时间、施肥方式、肥料形态等）、种植作物类型、播种时间、耕作制度、灌溉制度、秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂使用、土地利用方式及变化等;气候条件（雪、霜、降水、气温和太阳有效辐射等）;地下水位和生态系统氮饱和度等。（2）该领域的研究热点在宏观层面上包括利用模型估算全球、国家、区域尺度上的N₂O排放清单,评价切实有效的农业N₂O减排措施效果;在中、微观尺度上,主要通过田间或室内培养试验用土壤理化性质及微生物指标反映、研究各影响因素变化（主要为单一因素研究）对N₂O排放的效应。（3）该领域研究经历了影响因素从土壤性质再到人为活动的过程,研究内容包括使用模型研究农业土壤N₂O排放过程、机制,估算大尺度多因素条件下的农业土壤N₂O排放清单及减排措施效果。（4）农艺管理措施包括施用硝化抑制剂、包膜肥料、生物炭和秸秆还田,这些措施均可有效地减少农业土壤N₂O排放,但每一措施的效果因具体条件而不同。（5）未来农业土壤N₂O排放研究将向整合多因素、多尺度、多层次方向发展,其重点仍为明确农业土壤N₂O排放机制、影响因素的相对重要性以及不同减排措施的效应,进而为因地制宜地制定科学有效的农业土壤N₂O减排措施提供支持。  相似文献   

种植年限对京郊温室土壤生态环境的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

周哲哲  张磊  王甲辰  张毅功  王学霞  陈延华  曹兵 《土壤通报》2021,52(1):177-184

在北京郊区选取80个不同种植年限（0 ~ 30 a）的温室作为研究对象,以露地土壤为对照,探究了京郊设施土壤主要化学性质和生物学指标随种植年限的演变规律及其影响因素。结果表明:随种植年限的增加,土壤pH波动强烈,有效磷含量持续上升,有机质、速效钾、水溶性8大离子和细菌数量均呈现先增加后降低趋势。与CK相比,细菌数量在6 ~ 10 a增加了231.33 %,真菌数量则随种植年限呈线性增加趋势,回归方程为y = 3E + 07x + 2E + 08（R2 = 0.9424**）,在16 ~ 30 a增加了49.62%。土壤酶活性随种植年限的增加而增加,其中α-葡糖苷酶（AG）、β-葡糖苷酶（BG）和磷酸酶（AP）活性呈线性增加的趋势。冗余分析表明土壤有机质、有效磷、速效钾及部分盐离子（K+、Mg2+、NH₄+）含量的增减导致了酶活性及微生物数量的变化。只有减少肥料投入、改变肥料种类和增施有益微生物菌剂,种植填闲作物、深耕等农艺措施,才能提升土壤质量和可持续生产能力。  相似文献   

生物炭和园林废弃堆腐物对设施蔬菜的影响:Ⅰ土壤理化性质及产量   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈延华  廖上强  李艳梅  张倩  郭宁  张琳  杨俊刚  孙焱鑫 《农业环境科学学报》2015,34(5):913-919

以生物炭(BIC)和园林废弃堆腐物(GWC)为研究对象,设置快菜田间小区试验,比较了不同添加量对设施蔬菜土壤理化性质及产量的影响。结果表明:BIC和GWC都显着降低了土壤容重(4.29%~10.71%),增加了CEC、交换性Ca²⁺和土壤硝态氮含量,增幅分别为13.40%~19.62%、30.22%~56.89%和154.95%~628.76%;BIC显着增加了表层土壤的质量含水量和贮水量(3.36%~9.52%),降低了交换性Na⁺、ESP和SAR的含量,降幅分别为4.53%~12.48%、18.24%~23.58%和18.82%~27.56%;GWC对Mg²⁺升高起主要作用,升幅为7.94%~17.06%;两种材料的添加均显着增加了设施蔬菜产量,GWC 5 t·hm^-2+BIC 15 t·hm^-2的处理和单施BIC 10 t·hm^-2的处理,分别比对照增产23.05%和19.78%,且对土壤理化性状改良效果显着,适宜在京郊设施菜地应用。  相似文献   

接触施肥模式下包膜控释肥料氮素在土壤中的迁移与转化     

肖强  孙焱鑫  陈延华  曹兵 《安徽农业科学》2009,37(34):16938-16942

应用田间微区试验,研究接触施肥模式下自制的包膜控释肥料（YZS80）中氮素在土壤中的迁移与转化。试验表明：与普通复合肥相比,YZS80全氮平均约以每天0.4%的速度逐步释放,80d内全氮释放了约32%;在施肥点垂直向下方向,YZS80处理土壤中尿素态氮含量在45~80d内30~60cm土层显著（P＜0.05）增高;硝态氮含量在0~80d内10~60cm土层变化幅度小,含量适中（10~100mg/kg）,但45~80d与0~45d相比显著（P＜0.05）增高;铵态氮含量在45d之前10~30cm土层显著偏低（P＜0.05）,但45d之后10~60cm土层显著（P＜0.05）增高,随时间的延续硝/铵值逐渐符合作物需求范围;在接触施肥模式下,YZS80处理产生烧根与盐害的可能性以及硝态氮的淋溶流失风险都显著降低。  相似文献   

固体酸调配营养液对竹芋生长和地上部对养分吸收的影响     

王男男  王殿武  陈延华  董畔  王甲辰 《北方园艺》2016,(19):96-100

以"青苹果"竹芋为试材,采用盆栽种植与室内分析相结合的方法,分析了在固体酸调配营养液不同pH条件下对竹芋生长及地上部对养分吸收的影响。结果表明:在自来水配制和固体酸调配营养液pH的植株可以正常生长。与CK相比,各固体酸处理下叶面积不存在显著性差异;第106天时,除处理N1+SPA1和N2+SPA2外,CK与其它处理株高差异不显著,固体磷酸处理下植株叶绿素含量均呈增长趋势;Mo、Zn含量最高的N3+ASA3和N3+SPA3处理植株的2种元素含量相对处理CK显著降低了46.50%、23.13%,N3+SPA3处理的植株Mo含量在所有固体酸处理中最高,但积累量显著降低了45.09%。综上,该试验选取N3+SPA3为自来水配制配方肥料营养液的最佳养分浓度和固体磷酸调酸剂。  相似文献   

叶面施硅对西芹养分吸收、产量及品质的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

薛高峰  孙焱鑫  陈延华  张贵龙  廖上强 《核农学报》2012,26(1):176-181

采用田间小区试验,研究了叶面喷施不同形态硅对日光温室西芹生长发育、产量和品质的影响。结果表明:叶面施硅能显著促进西芹生长发育,调节不同生育时期西芹对氮、磷、钾养分的吸收。与对照相比, 采收期施硅植株株高、茎粗、叶绿素和叶片可溶性糖含量分别增加6.33%~9.22%,10.93%~14.50%,6.64%~9.26%和10.36%~13.12%; 叶片氮含量减少2.90%~6.35%;有机硅处理叶片磷含量增加41.39%;钾含量增加18.23%~77.65%;显著提高西芹单株重和产量,分别增加11.36%~17.64%和12.61%~17.52%;植株Vc含量增加24.82%~61.19%,硝酸盐含量降低3.60%~15.62%。结果说明硅肥施用一定程度上能够改善西芹的品质。  相似文献