土壤机械组成范文（精选7篇）
土壤机械组成 第1篇
关键词：小浪底库区,演替,机械组成,土壤有机碳库,空间代替时间
小浪底库区属于生态脆弱区,水土流失较重,生态环境退化。近些年来,在库区进行了植被恢复,植被覆盖率逐渐增加。目前,库区植被类型以草本为主,灌木次之,乔木林最少而且几乎全部是人工林,林分单一。近些年来不少学者在库区进行了相关研究[1],本研究是在以前研究的基础上,进一步进行丰富和完善,以期为库区退化生态系统恢复和重建提供理论与技术支持。
1 研究区概况
研究区位于河南省济源市和洛阳市交界地带,气候属于温带大陆性季风气候,热量丰富,雨量较少,年平均气温在12~14℃之间,极端气温为﹣17.2℃和43.7℃,年降雨量一般在600~800 mm,年最大降雨量1 060 mm,年最小降雨量360 mm。年内降雨量分配极不均匀,多集中在7~9月份,该期降雨量可占全年降雨量的60%左右;该区海拔在200~700 m之间,大多数400 m左右;地貌以侵蚀山地和黄土残塬台阶地为主;地势陡峭;土壤大部分为棕壤、碳酸盐褐土和红粘土;区域内水土流失较为严重。
2 研究方法
2.1 样地的选择和样品采集
为了屏蔽环境因子的影响,本研究选取了立地条件大致一致的样地。以裸地为参照,草本阶段选取白草群落样地,灌木阶段选取荆条群落样地,乔木阶段选取侧柏、刺槐、栓皮栎3种植被群落样地。在每个样地内按S形采取土壤混和样,带回室内分析。土壤分为0~20 cm和20~40 cm两层取样。
2.2 土壤性质的测定
土壤机械组成测定采用比重计法[2],土壤有机碳测定采用重铬酸钾容量法[2]
土壤有机碳密度计算方法为
Td为土壤碳密度,是土壤表层d深度内单位面积土壤有机碳总储量(t/hm2);
ρi为第i土层的土壤容重(g/cm3);
Pi为第i土层平均有机碳含量(%);
Di为第i土层的厚度(cm);
Si为第i土层的石砾含量(%);
100为单位换算系数。
3 结果与分析
3.1 不同植被恢复阶段土壤机械组成变化
土壤的机械组成又称土壤的质地,是指土壤中矿物颗粒的大小和组成比例,是土壤重要的物理性质之一,它不仅影响着土壤的理化性质和生物学性质,而且与植物生长需要的环境条件和养分共给关系十分密切。
由于裸地土层较薄,只有表层土壤数据。在上层(0~20 cm),从裸地到乔木阶段,砾、砂粒含量及粉粘比逐渐降低,粉粒和粘粒含量依次增加。在下层(20~40 cm),从草本到乔木3个恢复阶段,砾和粉粒含量呈现“V”型的变化,而砂粒含量呈现“∧”型的变化,粘粒含量逐渐增加,粉粘比逐渐降低。总体来看,乔、灌、草3个恢复阶段,砾、砂粒、粉粒及粘粒含量在各恢复阶段表现不同,而粉粘比均是上层高于下层,可见土壤风化度上层高于下层。分析上下层中各数据可知,从裸地到乔木四个阶段,砾的含量依次减少,粉粘比依次降低,粘粒含量依次增加,粉粒和砂粒含量几个阶段不同。从以上分析可知,从裸地到乔木阶段,土壤风化度逐渐增大,土壤的发育逐渐成熟。可见,从草本到乔木阶段,对土壤的形成及发育作用依次升高。
植物群落主要通过以下两种途径对土壤发育产生作用,一是通过改变群落的光热环境直接影响土壤发育的条件,二是通过其根系和凋落物回归土壤而直接参与土壤的成土过程[3,4]。
从草本到乔木阶段,土壤的发育逐渐成熟,这是因为乔、灌、草阶段促进土壤的形成和加快土壤的发育的机理不同。在草本阶段,草被凋落物纤维含量低,易分解,根系浅且毛根多,有利于土壤团粒结构形成,因此,草本阶段土壤砾和砂粒含量低于裸地的,粉粒和粘粒含量明显提高。在灌丛和乔木阶段,这些木本植物的凋落物有机质中含单宁、木质素、树脂类物质多,在微生物的分解下,有机质分解和转化会经过腐殖化和矿化过程。此过程产生的较强的酸性物质能对矿质土粒进行溶解增加土壤粘粒,此外,产生的腐殖质在土壤中以胶膜的形式包被在矿质土粒外表,促进团粒结构的形成,提高土壤粘粒。特别是乔木阶段中,林地凋落物量多,形成凋落物层,腐殖质含量高,再加之根系作用,因此乔木阶段中土壤粘粒高于灌丛阶段,乔木和灌丛两个阶段都高于草本阶段。
3.2 不同植被恢复阶段土壤有机碳库变化
土壤有机碳是土壤中较为活跃的部分,它在土壤生产力和全球碳循环中起着十分重要的作用。
3.2.1 土壤有机碳库
由表1可知,在上层,土壤有机碳含量顺序为灌丛阶段>乔木阶段>草本阶段>裸地,其中灌丛恢复阶段含量达到裸地含量的5.1倍,乔木和草本阶段这个值分别为5.0和1.6倍。而下层的情况为乔木阶段>灌丛阶段>草本阶段。
在乔、灌、草各恢复阶段,土壤有机碳含量均是上层高于下层,这说明各恢复阶段,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而减少。这种变化是由于植被凋落物在表土层中分解转化,物质和能量转化主要表层中进行,对上层影响大,因而有机碳含量上层高于下层。此外,不同恢复阶段,有机碳含量随着土层深度而减少的程度不同,草本阶段上下层之间变化较小,而灌丛阶段变化较大,这可能与样地凋落物量及样地的条件有关,草本样地凋落物量较少,乔木阶段凋落物量多,虽然灌木阶段凋落物量在二者之间,但是其水分和光照条件好于乔木和草本阶段,在有利的水分和光照条件下,凋落物分解较快,综合凋落物量和样地条件,从而使有机碳含量随着土层深度增加,灌木阶段变化较大,而草本阶段变化较小。
从0~40 cm土层来看,土壤有机碳含量顺序在草本、灌木及乔木阶段依次递增。这说明从裸地到乔木阶段,随着植被进展演替,土壤有机碳含量增加。
相关分析表明,土壤粘粒与有机碳含量呈显著正相关关系(r=0.610*,n=13)。
3.2.2 土壤碳密度
由表1可知,各植被恢复阶段土壤碳密度均是上层大于下层,在上层和下层,土壤碳密度均是乔木阶段>灌丛阶段>草本阶段,在0~40 cm土层,各恢复阶段土壤碳密度的大小不同,乔木阶段>灌丛阶段>草本阶段,乔木阶段是草本阶段的2.66倍,灌丛阶段的1.27倍。
从裸地到乔木阶段,在进展演替过程中,土壤碳密度逐渐增加的。随着土层深度的增加,土壤碳密度降低。
4 结论
4.1各植被恢复阶段,土壤风化度上层高于下层;从裸地到乔木阶段,土壤风化度逐渐增大,土壤的发育逐渐成熟,从草本到乔木阶段,随着进展演替,对土壤的形成及发育作用依次升高。
4.2各植被恢复阶段,土壤有机碳含量及碳密度随着土层深度增加而减少;随着进展演替,土壤有机碳含量及碳密度逐渐增加。相关分析表明,土壤粘粒与有机碳含量呈显著正相关关系。
参考文献
[1]赵勇,王鹏飞,叶永忠,等.黄河小浪底库区退化山地典型植物群落物种多样性分析[J].安全与环境学报,2007,7(2):77～82.
[2]M.L.杰克逊.土壤化学分析[M].蒋柏藩,等译.北京:科学出版社,1964.
[3]章明奎.亚热带丘陵区植被退化对红壤理化性质的影响[J].土壤,1995,27(5):241～244.
园林植物土壤线虫群落组成分析 第2篇
1 材料与方法
1.1 研究地区概况
佳木斯市位于黑龙江省东北部(E129°10′～135°5′,N45°47′～48°30′),属于温带大陆性气候。年平均气温2.9℃,年有效积温2 391℃,无霜期128.9 d。年平均降水量535.3 mm,全年日照时数2 525.3 h。研究区域位于市区南部佳木斯大学一学区内,园林植物类型为云杉(Picea asperata)、杏树(Prunus armeniaca)、东北连翘(Forsythia mandshuric)和榆叶梅(Amygdalus triloba)。
1.2 方法
2012年4月末取样,选取云杉、杏树、东北连翘和榆叶梅根周土壤,取样深度为0～15 cm,分为0～5、5～10和10～15 cm三层。筒钻取样,5点取样,4次重复,共计48个样。按照土壤不同深度分别用土钻取土样约500 g装袋封口,作好标签,带回实验室处理。每份土样称取100 g,采用淘洗-过筛-蔗糖离心法分离线虫。据线虫的头部形态学特征和取食生境将土壤线虫分成植物寄生类(PP)、食细菌类(BF)、食真菌类(FF)和捕食杂食类(OP)。随机抽取100条线虫进行科属鉴定,线虫分类鉴定到科属水平[6]。数据经分析整理后,采用SSPS 16.0分析软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 土壤线虫总数
研究发现,4种园林植物每100 g干土中土壤线虫总数为17～178条(见图1)。土壤线虫总数为杏树>榆叶梅>东北连翘>云杉。杏树土壤线虫总数显著高于榆叶梅和东北连翘(P<0.01,P<0.05),东北连翘土壤线虫总数极显著高于云杉(P<0.01)。园林植物土壤线虫总数在不同土壤深度垂直分布的分析表明,具有深层线虫数量较少的趋势,但是随土壤深度变化不显著(P>0.05)。
2.2 土壤线虫营养类群
由表1可以看出,杏树的优势营养类群为植物寄生线虫,其它3种植物的优势营养类群为食细菌线虫。通过土壤线虫营养类群所占比例的分析发现,4种园林植物土壤中捕食杂食线虫数量比例较少,不足2.0%。云杉表层和中层土壤食细菌线虫数量比例较高;深层土壤植物寄生线虫比例较高。杏树3个土层中植物寄生线虫的数量比例较高;其次为食细菌线虫和食真菌线虫。东北连翘3个土层中食细菌线虫数量比例较高,其次为食真菌线虫;植物寄生线虫在中层和深层土壤比例较高,表层土壤数量较低。榆叶梅土壤线虫表层的食细菌线虫数量比例较高;中层和深层土壤植物寄生线虫数量比例较高;食真菌线虫数量比例较少。
通过对4种园林植物的植物寄生线虫分析表明(见图2),杏树土壤中植物寄生线虫数量较多,极显著高于东北连翘和云杉;榆叶梅土壤中植物寄生线虫数量极显著高于东北连翘(P<0.01)。通过食细菌线虫分析可知,云杉食细菌线虫数量较少,但是4种园林植物类型之间差异不显著。食真菌线虫分析发现,杏树食真菌线虫数量较多,云杉数量较少,4种园林植物的食真菌线虫数量差异显著(P<0.05)。捕食杂食线虫数量较少,最高数量为每100 g干土中3条,园林植物类型之间捕食杂食线虫数量差异不显著。
通过对土壤线虫营养类群在土壤深度的垂直分布研究发现(见图2),云杉中层土壤食细菌和食真菌线虫数量较多;杏树深层土壤各营养类群线虫数量较少,中层土壤植物寄生线虫、食真菌和捕食杂食线虫数量较多;东北连翘表层土壤食细菌、食真菌和捕食杂食线虫数量较多,中层土壤植物寄生线虫数量较多;榆叶梅中层土壤植物寄生线虫、食真菌和捕食杂食线虫数量较多,表层土壤食细菌线虫数量较多。土壤线虫营养类群存在垂直分布显著,榆叶梅中层土壤的植物寄生线虫高于表层和深层土壤(P<0.01)。
2.3 土壤线虫群落优势属分析
研究期间共发现云杉、杏树、东北连翘和榆叶梅土壤线虫属的数目分别是26、26、27和24。土壤线虫42个属,分别为植物寄生线虫15个属,食细菌线虫17个属,食真菌线虫7个属和捕食杂食线虫3个属(见表2)。根据土壤线虫相对多度分析,云杉土壤线虫优势属为Dolichorhynchus、Mesorhabditis和Aphelenchus;杏树土壤线虫优势属为Dolichorhynchus、Helicotylenchus和Aphelenchus;东北连翘土壤线虫优势属为Dolichorhynchus、Mesorhabditis和Rhabditis;榆叶梅土壤线虫优势属为Dolichorhynchus、Rotylenchus、Mesorhabditis和Rhabditis。4种园林植物土壤线虫的共同优势属为Dolichorhynchus(植物寄生线虫)。
3 结论与讨论
该研究结果表明,园林植物土壤线虫42个属,每100 g干土中线虫总数为17～178条。侯本栋等研究表明湿地土壤线虫14科31属,每100 g干土中线虫总数为21～956条[6]。刘方明等研究发现蔬菜地土壤线虫30个属,每100 g干土中线虫总数为21～428条,平均为149条[7];洪河农场五种土地类型的土壤线虫36个属,每100 g干土中数量为11～417条[8]。与其他研究者的分析结果比较,园林植物土壤线虫数量较少但是属的数目较多。
4种园林植物中植物寄生线虫数量较多,共同优势属为Dolichorhynchus(植物寄生线虫)。佳木斯蔬菜地和农田中食细菌线虫占优势,而洪河农场植物寄生线虫数量较多。因此在园林植物管理过程中,要注意园林植物寄生线虫的防治。采用植物提取物可以抑制根结线虫等植物寄生线虫进行生物防治[9]。
摘要：为了更好地防治园林植物寄生线虫,研究了园林植物云杉、杏树、东北连翘和榆叶梅植物根周土壤线虫群落,分析了土壤线虫群落在不同土壤深度的垂直分布特征。结果表明:试验期间共发现土壤线虫42个属,100g干土中土壤线虫总数为17～178条,深层土壤线虫数量较少。杏树的优势营养类群为植物寄生线虫,其它3种植物的优势营养类群为食细菌线虫。4种植物共同优势属为Dolichorhynchus。线虫总数、植物寄生线虫数量以及食真菌线虫数量存在植物种类间差异。榆叶梅根周土壤的植物寄生线虫数量在土壤深度间存在显著差异。园林植物土壤线虫群落组成的研究可以为本地区植物寄生线虫防治提供理论依据。
关键词：土壤线虫,群落组成,园林植物,优势属
参考文献
[1]肖能文,谢德燕,王学霞,等.大庆油田石油开采对土壤线虫群落的影响[J].生态学报,2011,31(3):3736-3744.
[2]赵培宝,任爱芝,李艳文,等.聊城市园林植物线虫种类调查与群体密度消长动态研究[J].农业科技与装备,2008(1):22-24.
[3]胡嫦,谈家金,叶建仁,等.几种园林苗木根际寄生线虫种类记述[J].中国森林病虫,2012,31(3):7-10,13.
[4]迟远丽,张卫东,吴长坤,等.广东省园林植物长针科和毛刺科线虫调查初报[J].植物检疫,2011,25(4):87-89.
[5]滕文凤,谈家金,叶建仁,等.南京园林植物根际土壤垫刃科线虫种类调查[J].中国农学通报,2012,28(13):297-302.
[6]侯本栋,马风云,吴海燕,等.黄河三角洲不同演替阶段湿地土壤线虫的群落特征[J].应用与环境生物学报,2008,14(2):202-206.
[7]刘方明,李丽,王仲,等.蔬菜地土壤线虫群落组成和垂直分布[J].湖北农业科学,2010,49(7):1626-1629.
[8]刘方明,孟维韧,李静,等.佳木斯地区土地利用方式对土壤线虫群落组成的影响[J].安徽农业科学,2012,40(10):5891-5694.
土壤团聚体的组成和碳量分布 第3篇
土壤有机质与土壤结构之间相互影响。土壤结构稳定性程度与土壤有机碳的含量相关,且结构稳定性程度高才能保证作物良好的生长。为了进一步了解有机质与土壤结构之间的关系,本试验采用干筛和湿筛2种方法对土壤团聚体进行分组,研究了团聚体组成和各粒级的有机碳含量及有机无机配施后的变化,其结果将为土壤肥力研究提供新的数据和参考。
1 材料和方法
1.1 供试土壤。
黑土,采自吉林农业大学试验基地,含有机质21.22g kg-1、全氮1.46g kg-1、全磷0.52g kg-1、速效钾167.2mg kg-1,p H为6.5。本文选择CK和NPKM 2个处理,CK不施任何肥料,NPKM是化学肥料和秸秆的混合施用。分3次重复采样,深度0~20cm。
1.2 分析方法。
土壤基本性质:常规方法[2]。
团聚体分级:干筛法参照依维诺夫法的干筛法,将土样风干,除去粗根和小石块,使其通过5mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm和0.053mm套筛组,得到8个粒级团聚体。湿筛法采用Cambardella和Elliot的方法,将团聚体分为>2mm、2~0.25mm、0.25~0.053mm、<0.053mm分为4个粒级。
2 结果与讨论
2.1 土壤团聚体组成。
2.1.1 干筛法所得的团聚体组成。
从图1中可知,干筛法所得团聚体含量分布,在CK处理中,>5mm、5~3mm、3~2mm、2~1mm、1~0.5mm、0.5~0.25mm、0.25~0.053mm和<0.053mm粒级团聚体的含量分别35.0%、10.2%、8.8%、8.2%、18.3%、10.6%、8.4%和0.5%。随着粒级的减小呈减增减的规律,>5mm和1~0.5mm粒级团聚体的含量最高,<0.053mm的最低,这与Kristiansen(2006)所得的规律一致。
2.1.2 湿筛法所得的团聚体组成。
耕作性土壤中该4个粒级团聚体基本表现为2~0.25mm粒级团聚体的含量最多,0.25~0.053mm粒级和<0.053mm粒级团聚体的居中,>2mm粒级团聚体的最少。从图2可见,在CK处理中,>2mm、2~0.25mm、0.25~0.053mm和<0.053mm粒级团聚体的含量分别为1.7%、53.2%、38.1%和6.9%,随着粒级的减小呈先增加后降低的趋势。
2.2 土壤团聚体的碳量。
2.2.1 干筛法所得团聚体的碳量。
干筛法所得团聚体碳量(图3),在CK处理中,>5mm、5~3mm、3~2mm、2~1mm、1~0.5mm、0.5~0.25mm、0.25~0.053mm和<0.053mm粒级团聚体中分别为11.9g kg-1、12.0g kg-1、11.4g kg-1、11.7g kg-1、11.7g kg-1、12.6g kg-1、13.2g kg-1和8.6g kg-1,其中0.25~0.053mm粒级的碳量最高,<0.053mm粒级的碳量最低,这与李辉信(2006)的研究结果一致。施用NPKM后,与CK相比,除<0.053mm粒级碳减少外,其余粒级的碳量都增加,且0.25~0.053mm粒级增加的最多,增加了17.4%。
2.2.2 湿筛法所得团聚体的碳量。
从图4可知,湿筛法所得团聚体碳量,在CK处理中,随着团聚体粒级的增加,碳量呈先增加后降低的趋势,其中2~0.25mm粒级的碳量最高,为11.94g kg-1;>2mm和0.25-0.053mm粒级的居中,为9.89g kg-1;<0.053mm粒级的最低,为9.36g kg-1。与CK相比,NPKM处理中各粒级的有机碳含量均增加,>2mm粒级增加的最明显,为18.49g kg-1,是原来的1.9倍。
3 结论
3.1 干筛法不同粒级相比,<0.053mm粒级最少。湿筛法随着粒级的减小团聚体呈先增加后降低的趋势,2~0.25mm粒级最多。
3.2干筛和湿筛2种方法所得团聚体的碳量,均表现为<0.053mm粒级的最低。施用有机无机配施使团聚体碳量增加,干筛法中0.25~0.053mm粒级增加的最多,湿筛法中>2mm粒级增加的最明显。
参考文献
[1]Oades JM,Waters AG,Aggregate hierarchy in soils.Australian Jour-nal of Soil Research,1991,29:815-829.
土壤机械组成 第4篇
根据山东省气象局自动土壤水分观测网2009年建设方案,聊城市气象局在7个县级台站的作物地段都安装了DZN-1自动土壤水分观测仪,大大提高了聊城市农业气象观测自动化水平,有效提高土壤墒情监测资料的时效性,能够及时了解土壤水分的连续变化状况,实时监控农田干旱程度,实时掌握当前土壤墒情是否能够满足农作物正常生长的需求;为合理安排灌溉量、及时制定防旱抗旱措施提供科学依据,从而为市政府调整农业种植结构、有效利用水资源和发展特色优势产业提供参考。
1 系统组成
聊城局采用的上海长望气象科技有限公司生产的DZN-1自动土壤水分观测仪,是应用FDR原理的土壤水分测量传感器和总线式数据采集技术于一体的土壤水分自动化测量系统,其技术指标符合中国气象局土壤水分观测仪的设计要求。该系统由土壤水分传感器、数据采集器、无线传输模块和太阳能供电系统4个部分组成,可显示实时和整点土壤相对湿度、体积含水量、重量含水率、贮水量等动态变化曲线,并自动生成标准数据文件。
(1)土壤水分传感器。DZN-1自动土壤水分观测仪采用的是SWS-406土壤水分传感器,可直接测量土壤体积含水量。SWS-406土壤水分传感器使用频域反射技术,可长期埋设在地下任意深度连续测量。土壤水分传感器由高频发射器、接收器,微处理、探针等组成。工作原理是:采用FDR原理测量土壤介电常数,土壤中水分含量变化导致介电常数变化,利用土壤体积含水率与介电常数之间存在的函数关系计算出土壤体积含水率。
(2)数据采集器。DZN-1自动土壤水分观测仪采用MDT-30气象数据采集器,是自动土壤水分测量系统的核心。其主要功能是完成各层土壤水分传感器的采样,对采样数据进行控制运算、数据计算处理、数据质量控制、数据记录存储,实现数据通信和传输[3]。内有标准CF卡,可以存储60 d的整点测量数据和平均数据。
(3)太阳能供电系统。DZN-1自动土壤水分观测仪太阳能供电系统由太阳能电池、太阳能充电控制器、12V17AH免维护铅酸蓄电池组成。其可以保证在连续阴天没有太阳的情况下,数据采集器正常工作5~7 d。太阳能供电系统主要工作方式:当有太阳能供电时,由充电控制器为系统供电,并为12V17AH免维护铅酸蓄电池充电;当没有太阳能供电时,由12V17AH免维护铅酸蓄电池为系统供电,当太阳能恢复供电时,充电控制器为12V17AH免维护铅酸蓄电池充电,直至充满。
(4)无线传输模块。GPRS无线传输模块是数据传输的主要部件,使用前需要设置好GPRS模块参数,如中心站IP地址、端口号、心跳频率等参数;然后该模块可以自动与中心站计算机进行网络连接,并能够将数据传输到设置中心站计算机。
2 故障诊断和排除流程
自2010年5月16日11:00开始,连续多个时次,有1个自动土壤水分观测仪0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm、70~80 cm、90~100 cm体积含水率为0,而10~20 cm、30~40 cm、50~60 cm体积含水率分别为8.3%、9.4%、5.2%,数据较正常时偏小。
(1)首先检查自动土壤水分观测仪的外观[4]。经检查外观正常,没有损伤;然后打开数据采集箱,数据采集器、GPRS无线传输模块、太阳能充电控制器、12V17AH免维护铅酸蓄电池完好无损,仔细检查电缆与传感器及采集器连接没有有松动现象,电缆没有损伤,说明设备没有受到物理损坏。
(2)查看太阳能电池板。太阳能电池板表面清洁,周围无障碍物遮挡阳光;使用万用表直流电压档分别测量太阳能电池板输出电压、太阳能充电控制器输出电压和12V17AH免维护铅酸蓄电池电压,电压分别为15.0、13.7、13.7 V,都在12~15 V正常范围内。可以排除太阳能供电系统故障。
(3)检查GPRS无线传输模块。常亮红灯,则表明无线传输模块工作正常,并且设在山东省气象局的中心站能够收到数据,这些都证明无线传输模块运行正常,可以排除GPRS无线传输模块和手机卡出现故障的可能性。
(4)检查8个土壤水分传感器。由于土壤水分传感器已经深埋在地下,不方便取出,因此利用测量数据采集器CH0-CH7通道接线端子“+”脚与“-”脚之间电压的方法检查。使用万用表直流电压2 V档测量每个通道接线端子“+”脚与“-”脚之间电压,都在0~1.2 V正常范围内,但0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm、70~80 cm、90~100 cm土壤水分传感器的电压一直为0 V,这初步说明土壤水分传感器可能存在故障。
(5)再检查数据采集器指示灯显示情况。数据采集器输入电源灯P红色常亮,表示电源输入正常;数据采集器控制的传感器供电电源输出指示灯CP每到47 s就亮,表示给传感器供电正常。通过数据采集器上的显示器检查采集器时间正是维修时间,也没有问题。但数据采集器的显示器上依次察看8层土壤体积含水率的测量数据,发现0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm、70~80 cm、90~100 cm体积含水率均为0,而10~20 cm、30~40 cm、50~60 cm体积含水率分别为8.3%、9.4%、5.2%。
(6)关闭数据采集器开关,1~2 min后,对连接CH1通道的0~10 cm土壤水分传感器和连接CH2通道的10~20 cm土壤水分传感器进行对换,这样CH1通道对应的第1层次实际接的是10~20 cm土壤水分传感器;CH2通道对应的第2层次实际接的是0~10 cm土壤水分传感器;然后打开数据采集器开关,理论上这时数据采集器第1层次土壤体积含水率应为8.3%,第2层次土壤体积含水率为0,但通过数据采集器的显示器上察看这2层土壤体积含水率的测量数据却发现,第1层次土壤体积含水率还是0,第2层次土壤体积含水率为8.3%。根据这个矛盾现象,可以初步确认是数据采集器出现故障,为进一步确认故障,关闭数据采集器开关,将所有的土壤水分传感器全部取下,然后开机,通过数据采集器的显示器上依次检查察看8层土壤体积含水率的测量数据,因缺少土壤水分传感器,这时所有层次土壤体积含水率都应为0,但结果却是0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm、70~80 cm、90~100 cm体积含水率为0,而10~20 cm、30~40 cm、50~60 cm体积含水率分别为8.3%、9.4%、5.2%,与接8个土壤水分传感器时相同,由此基本可以确定数据采集器出现故障。
(7)因没有备件,立即与厂家联系,等厂家寄来新数据采集器,5月20日16:00更换采集器后,数据上传即恢复正常。
诊断结果:5月16日冠县出现阵雨天气,伴有雷电,因自动土壤水分观测仪建在空旷的大田里,周围没有高大的建筑物,可能因雷电产生的电磁感应使数据采集器受损,导致上述故障。
3 结语
当自动土壤水分观测仪出现故障时,很多小故障可以通过重启设备、更换电池等解决,有些需要由专业技术人员解决。但不管出现任何故障,台站农气观测员首先可以参照故障诊断和排除流程,分析判断故障部位,用合理的方法排除故障。如果确实无法判断和排除故障,再请厂家技术人员帮助。自动土壤水分观测仪维修维护的过程中,台站农气观测员要多动手、多动脑,在实际操作中不断总结、积累经验,不断提高解决和处理自动土壤水分观测仪故障的能力。
参考文献
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[3]胡伟,胡新华,童军.自动土壤水分观测站网构建及数据传输[J].农业网络信息,2010(5):72-74.
土壤机械组成 第5篇
1 研究地区与研究方法
1.1 研究地区概况
佳木斯市位于黑龙江省东北部(E129°10′～135°5′,N 45°47′～48°30′),属于温带大陆性气候。年平均气温2.9℃,年有效积温2 391℃,无霜期128.9 d。年平均降水量535.3 mm,全年日照时数2 525.3 h。
于2012年对佳木斯地区植物根围土壤中植物寄生线虫的群体组成进行研究。研究区域包括4个:研究区域Ⅰ,洪河农场(同江市境内),在S306国道南侧农场场部外农场四区内选取植物类型苔草-香蒲群落(草甸草原)、水稻,在S306国道北侧农场场部内选取植物类型为赤小豆、玉米、樟子松-丁香(林地)以及香蒲(林边湿地);研究区域Ⅱ,佳木斯郊区,位于市区南部佳木斯大学一学区南侧,主要作物类型为玉米和大豆,蔬菜类型为番茄、豇豆、马铃薯和茄子;研究区域Ⅲ:佳木斯大学校园(一区C院),植物类型为樟子松、刺柏、云杉、刺玫和丁香;研究区域Ⅳ:佳木斯市建筑空地(胜利路与学府街交叉路口西南),主要植物为野艾蒿。
1.2 试验方法
选取各植物根周土壤,取样深度为0～10 cm,筒钻取样,5点取样,4次重复,共计72个样。钻取土样约500 g装袋封口,作好标签,带回实验室处理。每份土样称取100 g,采用淘洗-过筛-蔗糖离心法分离线虫。据线虫的头部形态学特征和取食生境鉴定线虫,进行科属鉴定[6],并调查其土壤线虫总数、植物寄生线虫数量及其群体中科属组成。
数据经分析整理后,采用SSPS 16.0分析软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 土壤线虫总数比较
研究结果表明,4个研究区域18种植物的土壤线虫总数差异明显(P<0.01)(见图1)。佳木斯郊区番茄根围土壤中每100 g干土的线虫数量为428条,高于其它植物中土壤线虫的数量(P<0.01)。洪河农场的赤小豆和玉米线虫数量较高,为每100 g干土133.6条和164.4条。佳木斯郊区玉米、马铃薯和茄子根围土壤中线虫数量为每100 g干土134～164条。佳木斯大学校园和佳木斯市建筑空地植物根围土壤中线虫数量较少,每100 g干土仅为11～51条。
2.2 植物寄生线虫数量及比例
由表1可知,植物寄生线虫数量为每100 g干土406.4条,通过对其数量及比例分析可以看出,洪河农场玉米和赤小豆的植物寄生线虫数量较多,分别为每100 g干土102.9条和85.9条。佳木斯郊区的农田中大豆田的植物寄生线虫数量较高,为每100 g干土16.7条。佳木斯大学校园植物中刺柏根围和刺玫的植物寄生线虫数量为每100 g干土14.4条和40.8条,其余3种植物的植物寄生线虫数量每100 g干土不足10条。建筑空地植物寄生线虫数量每100 g干土不足10条(见表1)。
洪河农场的植物寄生线虫比例较高,苔草-香蒲草甸草原中植物寄生线虫比例高达86.5%。佳木斯郊区的农田中大豆田的植物寄生线虫比例较高达到28.4%,其它植物的植物寄生线虫比例不足10%。佳木斯大学校园植物中刺柏根围和刺玫的植物寄生线虫比例高于70%;其余3种植物的植物寄生线虫比例不足40%。建筑空地植物寄生线虫比例为57%。
可以看出不同植物根围土壤中植物寄生线虫数量和比例不同,洪河农场中赤小豆和玉米、佳木斯大学校园植物刺玫的植物寄生线虫数量较高,植物寄生线虫比例在60%以上。
2.3 植物寄生线虫群落组成
对洪河农场、佳木斯市郊、佳木斯大学校园和佳木斯市建筑空地植物根围0～10 cm土壤进行分析,发现植物寄生线虫14个属(见表2),其中优势属9个,分别分:Aglenchus、Coslenchus、Criconemoides、Diphtherophora、Filenchus、Helicotylenchu、Heterodera、Macroposathonia和Rotylenchus。
洪河农场土壤中发现植物寄生线虫9个属,其中优势属5个。苔草-香蒲(草甸草原)土壤中线虫优势属为Coslenchus和Rotylenchus,但是数量较少,为每100 g干土3.2条和16.4条;水稻土壤线虫的优势属为Aglenchus、Coslenchus,数量较少,每100 g干土不足20条;赤小豆和玉米土壤线虫优势属为Rotylenchus,数量较多,分别为每100 g干土65.9条和102.6条;樟子松-丁香群落(林地)线虫优势属为Aglenchus、Filenchus 和Rotylenchus;香蒲(林边湿地)线虫优势属为Aglenchus、Filenchus和Macroposathonia,数量较少,每100 g干土不足10条。
佳木斯郊区土壤中发现植物寄生线虫9个属,优势属为Heterodera,数量为每100 g干土15.1条,主要分布在大豆田。
佳木斯大学校园土壤中发现植物寄生线虫5个属,优势属2个,Criconemoides数量仅为每100 g干土2.6条,为丁香的线虫优势属;Helicotylenchus分布较广,为5种植物的共同优势属,其中刺柏和刺玫根围的Helicotylenchus数量较多,分别为每100 g干土34.6条和34.9条。
佳木斯市建筑空地发现只有植物寄生线虫3个属而且均为优势属,数量很少,说明建筑空地土壤线虫种类少而且较集中。
通过对植物寄生线虫组成分析,发现Rotylenchus和Helicotylenchus数量较多;Helicotylenchus主要分布于佳木斯大学校园和建筑空地,Rotylenchus主要分布于洪河农场和佳木斯郊区的马铃薯地和茄子地。
3 结论与讨论
2012年对佳木斯地区植物根围土壤中植物寄生线虫的群体组成进行了调查研究,结果表明,与已有的红壤旱地和黑土研究报道比较,该研究发现植物寄生线虫属的数目较多、种类较丰富,植物寄生线虫14个属,土壤线虫总数的范围为每100 g干土11～428条。
对佳木斯地区不同植物根围土壤线虫分析发现,洪河农场中赤小豆和玉米、佳木斯大学校园植物刺玫的土壤线虫总数、植物寄生线虫数量及比例较高,优势属分别为Rotylenchus和Helicotylenchus。有研究表明,Rotylenchus危害园林植物芍药、禾本科、小丽花、月季、令箭和花蓼[3,7]。而辽宁果树根围土壤线虫的多样性研究[8]表明,Rotylenchus数量较少,相对丰度<10%。Rotylenchus 为农作物赤小豆和玉米根围土壤线虫的优势属,因此在佳木斯地区农业生产中要加强对Rotylenchus的防治。
Helicotylenchus为哈尔滨黑土和大连人工湿地土壤线虫的优势属[2,9]。Helicotylenchus危害园林植物早熟禾、三叶草、侧柏、榆树[3]、倒挂金钟、仙人掌[7]、槭、罗汉松以及景天[10]。Rotylenchus和Helicotylenchus为草坪的主要植物线虫类群[11]。该研究表明Helicotylenchus为园林植物主要线虫属,与前人研究结果一致。因此在佳木斯地区园林植物管理中,要加强对Helicotylenchus的防治。
注:-:不出现;+:相对丰度0～1%;++:相对丰度1%～5%;+++:相对丰度5%～10%;++++:相对丰度>10%。Note:-:nematodes absent;+:the relative abundances vary from 0to 1%;++:the relative abundances vary from 1%to 5%;+++:the relative abundances vary from 5%～10%;++++:the relative abundances higher than 10%.
参考文献
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土壤机械组成 第6篇
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中, 致使土壤中重金属的含量明显高于原有含量, 并造成生态环境质量恶化的现象[1], 土壤重金属污染中土壤镉污染问题突出[2,3,4]。土壤重金属污染来源于灌水 (特别是污灌) 、固体废弃物 (污泥、垃圾等) 、农药和肥料以及大气沉降物等。影响土壤吸附重金属的因素很多, 除了土壤本身的理化性质外, 还包括各种环境因子以及重金属本身的形态等。在实际工作中, 土壤粒径级配相关资料比较容易获得, 而测试土壤其他物理化学性质指标的专业性要求相对较高, 同时, 土壤重金属吸附的很多影响因素与土壤的粒径组成关系密切, 例如土壤阳离子交换量、有机质含量等。Levi-Minzi等 (1976年) 的实验中表明, 在某具体温度下, 两种土壤对重金属镉的吸附量与该土壤阳离子交换量 (CEC) 呈正相关[5], 而黏土矿物对镉的吸附也可以用阳离子交换容量来表征[6], 另外研究表明黏粒是土壤阳离子吸收交换点的主要来源[7,8], 土壤对镉的吸附随土壤pH及有机质质量分数的增大而增大, 通过改良其土壤理化性质使镉的吸附增大, 减小其在土壤环境中的活性[9], 同时研究者进行有机质、溶解性有机质对土壤吸附重金属的影响及其影响机理的研究[10,11,12]。有试验结果表示重金属的浓度最大值出现在粒径较小的样品中[13], 已有研究结果证实黏土矿物对重金属污染土壤有修复作用[14], 大量研究表明土壤黏粒含量对于土壤对重金属的吸附能力影响明显。本文选取山西省大同市和太原市土样为例, 通过粒径区分研究土壤粒径组成对重金属镉吸附容量的影响, 并在此基础上建立两者的数量关系来评价不同粒径组成土壤对重金属的吸附能力的影响。
1 材料和方法
1.1 实验材料与处理
选取山西地区大同市和太原市两种土壤样品 (分别标记为S1和S2) , 根据重金属运移特性发现, 重金属在土壤中向下迁移能力较差, 大量的重金属在土壤表层积累, 本次试验进行土壤重金属吸附特性的研究, 选取采样点0~20cm耕作层土样进行土壤重金属Cd的吸附试验。S1土样取自大同天镇县农田土壤, 土壤类型为栗褐土。S2土样取自太原小店区农田土壤, 土壤类型为潮土。采用颗分仪对两种土样进行土粒级配测定, 并确定土壤名称, 结果见表1。
注: (1) 本测试方法采用土壤粒径颗分仪。 (2) 土壤名称按照美国农业部土壤质地分类三角图定名。
将土样置于室内12m2彩条布上, 均匀平铺, 风干, 用橡皮锤粉碎, 用2mm2mm筛网过筛, 均匀混合作为自然状态供试土样。
将过筛后供试土样区提取砂粒和粉黏粒两部分, 取分开粒级后土样进行吸附试验。土样粒级区分采用水洗方法进行, 将过2mm2mm筛后土样用蒸馏水充分溶解, 选用0.05 mm (粉粒与砂粒分界) 的筛在装水的大盆中水洗筛分土壤溶液, 留在筛中土样为砂粒, 筛下大盆溶液中土样为粉黏粒。将筛中土样水洗于另一大盆中, 将分开粒级的土样在大盆中静置沉淀24h, 采用虹吸法吸去上层清水, 将土样自然风干, 用橡皮锤将风干土样粉碎, 粉黏粒和砂粒分别编号。
1.2 试验试剂与设备
试验试剂为硝酸镉试剂, 试验设备包括:调速多用振荡器、高速离心机、电热恒温鼓风干燥箱、万分之一电子天平。
1.3 试验方法
本次土壤重金属吸附试验采用间歇法, 在容器或离心试管中放入土壤样品和反应溶液, 在恒温条件下摇荡或搅拌悬液, 在一定反应时间离心分离清液供分析用。吸附试验在浓度0~300mg/L范围内选取十个浓度水平, 进行室内等温吸附试验。
以0.01mol/L的NaNO3溶液为背景溶液, 以Cd (NO3) 2作溶质, 配制一系列溶液Cd2+离子浓度分别为0、0.1、1、5、10、20、50、100、200、300mg/L。每种土样各称取5.0g于10个150mL的塑料瓶中, 按土液比[6]1∶10加入50 mL配制好的不同质量浓度的重金属溶液。将混合均匀的塑料瓶密封放置在振荡器内恒温 (25±1℃) 振荡2h, 在恒温箱内恒温 (25±1℃) 静置24h, 使得各供试土样达到吸附平衡。将上清液转移到干燥的离心试管中离心 (4 500r/min) 分离, 取上清液测定重金属离子浓度。
分别对两个地点土样自然状态土样和分开粒级的粉黏粒土样和砂粒土样按照上述步骤进行重金属Cd吸附试验。
根据所测得的上清液中Cd2+浓度, 采用下式计算土样对重金属离子的平衡吸附量:
式中:S为土样对重金属离子的吸附量, μg/g或mg/kg;C为土样溶液中的Cd2+平衡浓度, mg/L;C0为加入土样中Cd2+溶液的浓度, mg/L;W为加入土样中的溶液的质量, g;m为供试土样的干土质量, g。
2 结果与分析
2.1 平衡吸附量的计算
根据试验测试结果数据进行两种土样自然状态土样和砂粒土样、粉黏粒土样对重金属Cd吸附的吸附容量计算, 计算数据见表2。
由表2中数据可以看出, 当加入Cd溶液浓度系列在1~300mg/L范围内, S1土样吸附平衡后浓度C (mg/L) 大小顺序基本表现为:砂粒土样>自然状态土样>粉黏粒土样。吸附量S (μg/g) 顺序正好相反, 说明吸附能力大小为:粉黏粒土样>自然状态土样>砂粒土样, S2土样结果略有不同, 但也表现出明显的粉黏粒吸附能力大于砂粒吸附能力。
根据表1粒径分析结果, S1和S2土样中砂粒质量百分含量分别为47.83%、22.05%, 粉黏粒质量百分含量为52.17%, 77.95%。根据粒径分析结果分别结合砂粒土样和粉黏粒土样的吸附量进行1~300mg/L浓度系列范围内砂粒和粉黏粒组合吸附量计算, 并与自然状态土样实测值进行比较。结果见表3。
μg/g
比较砂粒和粉黏粒组合计算的吸附量值与自然土样吸附量值, 可以得出在初始浓度范围在1~100mg/L范围内, 供试土样组合计算的吸附量基本等于自然土样吸附量, 而在200~300mg/L范围内, 组合计算的吸附量略大于自然土样的吸附量。
计算结果表明, 在加入土样中Cd2+离子溶液浓度小于100mg/L范围内, 土壤粒径组成对重金属的吸附量影响明显。浓度大于200mg/L范围, 受其他因素影响, 粒径组合计算的吸附量大于自然土样的吸附量。
2.2 土样对重金属Cd的吸附模式拟合
多项研究表明, Langmuir模式适用于拟合土壤重金属Cd的吸附[15,16]。本试验中0~5mg/L浓度范围的实验数据受重金属解吸的影响效果不好, 采用5~300mg/L浓度范围数据用Langmuir模式分别对实验数据进行拟合 (见图1~图3) 。
式中:C为Cd2+平衡浓度, mg/L;S为单位土样对Cd2+的吸附量, mg/kg;B为最大吸附量, mg/kg;K是与吸附表面强度有关的常数。
Langmuir模式拟合以C为横坐标, C/S为纵坐标, 两种土样自然状态、砂粒状态、粉黏粒状态拟合结果拟合度R2均大于0.95, 可以得出Langmuir模式可以有效地模拟供试土样重金属镉的吸附容量。由图3可以看出, 吸附后的Cd2+平衡浓度更偏向于横坐标左侧, 平衡浓度更小, 说明粉黏粒土样对Cd2+的吸附能力更强。Langmuir方程可以推求土壤对镉的最大吸附容量, 由三种状态土样拟合方程中可以推求, 土样对镉的最大吸附容量比较稳定。
3 讨论
从模拟结果可以得出, 针对不同的土样模型相关参数的取值不确定, 因此在试验数据拟合结果的基础上, 引入土样中粉黏粒含量的百分比作为参数来表征重金属吸附特征, 构建区间参数土壤重金属吸附Langmuir模式。模式表达式如下, 式中上标+、-表示参数取值的上下限, 表示土样中砂粒和粉黏粒对重金属吸附的影响程度, 根据砂粒和粉黏粒Langmuir吸附模式拟合结果来确定公式中的上下限。在公式 (3) 中引入参数λ来表示土样中粉黏粒含量的百分比, 构建基于土壤粒径级配的Langmuir吸附模式。
根据上式构建出S1和S2土样基于土壤粒径级配重金属吸附模式的经验公式, 该经验公式中只有粉黏粒含量百分数一个参数。
S1土样重金属吸附模型为:
S2土样重金属吸附模型为:
采用以上经验公式, 进行试验数据的验证, 结果与Langmuir吸附模式自然土样的模拟结果基本一致, 该模型可作为S1和S2土样所在地基于土壤粒径级配重金属吸附模式的计算公式。
4 结语
通过大同市和太原市所选取的两种土样进行土壤砂粒和粉黏粒粒径区分, 并进行土壤重金属吸附试验, 试验结果表明, 土壤粒径组成对土壤重金属吸附量影响明显。
对于不同土样的不同粒径土样吸附试验表现出吸附能力大小顺序为:粉黏粒土样>自然状态土样>砂粒土样, 说明土样黏粒含量越高, 重金属镉的吸附能力越强。
通过吸附试验数据的模拟, 发现Langmuir模式可以有效地模拟供试的两种土样重金属镉的吸附容量, 并且通过试验数据拟合, 构建出基于Langmuir模式的粉黏粒含量百分数为参数的重金属吸附模式的计算公式。
摘要：在试验室条件下, 分别对山西省大同市和太原市选取的两种土样进行土样砂粒和粉黏粒的粒径区分试验, 并进行原状土样和不同粒径部分土样的重金属镉的吸附试验。在试验结果的基础上, 用Langmuir模式分别对重金属吸附试验数据进行模拟, 构建基于Langmuir模式的区间参数粒径级配重金属吸附模型。结果表明, 土壤粒径组成对重金属镉的吸附容量影响明显, 构建的模型能够较好地模拟基于土壤粒径的重金属镉的吸附容量。
土壤机械组成 第7篇
本课题组系统地研究了机械活化对木薯淀粉结晶结构与理化性质的影响，研究结果表明木薯淀粉在机械活化过程中，由于摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力的作用，其紧密的颗粒表面及晶体结构受到了破坏，结晶度下降，分子链发生断裂，分子间的结合力下降，使得分子间流动的粘性阻力减小，表观粘度下降，而且极大地促进了水分子和淀粉分子游离羟基的结合，其糊化温度不断降低，甚至能常温糊化，并能有效地提高其化学反应活性。为研究机械活化预处理对木薯淀粉液化效果的影响，本文采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化，将不同活化时间的木薯淀粉与α-淀粉酶进行酶解反应，用高效液相色谱对酶解产物组分进行检测分析。研究结果可为木薯淀粉的深加工提供基础数据和理论依据。
（一）材料与方法
1. 材料与设备
木薯淀粉：工业级，广西明阳生化科技股份有限公司生产产品。
Agilent1100高效液相色谱仪，DF2101B集热式恒温磁力搅拌器，HZ010t恒温振荡水槽，802B离心机，PHS-25型pH计。
机械活化设备为自制高能效搅拌球磨机，由普通φ16 mm钻床改装而成，配置调速电机，可根据实验需要调节搅拌轴的转速。研磨筒为内径φ115 mm、高170 mm、有效容积1200 mL、带冷却套的不锈钢罐，磨介质为φ6 mm的不锈钢磨球。
2. 实验方法
(1)机械活化淀粉的制备
实验时在研磨筒中加入磨介质300 mL (堆体积) ，按实验设计要求，调好转速和恒温水浴温度后，放入木薯原淀粉50g，达到规定活化时间 (tM, min) 后取出过筛分球，样品密封保存，并及时分析。
(2)标准糖曲线的绘制
色谱条件：色谱柱为大连依利特Hypersil NH2柱(5μm, 250mm4.6mm i.d.)，流动相采用乙腈/水=70/30 (V/V)，柱温30℃，流速1.0mLmin-1，压力53bar。
准确称取葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖适量于5mL干净容量瓶中，以超纯水溶解并定容至刻度。分别取2μL、4μL、6μL、8μL、10μL进样测液相色谱，进样时经0.45μm针头过滤器过滤，得HPLC图。
计算峰面积，做图，得标准曲线方程，分别为(Y为峰面积，X为浓度)：
葡萄糖:Y=7573.17X+516.18
麦芽糖:Y=7479.58X-6822.37
麦芽三糖:Y=7593.63X-3195.0
麦芽四糖:Y=6610.3X-5762.25
(3)α-淀粉酶液化水解液的制备
分别称取原淀粉(沸水浴糊化15min)和活化60min淀粉样品(沸水浴糊化15min/不糊化)配成浓度7.2 mgmL-1的淀粉溶液。取20mL上述淀粉溶液注入20mm200mm带刻度的试管中，加入5mL pH=6.9的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液，将试管放入37℃恒温水浴振荡器中振荡预热10min，然后加入5Uα-淀粉酶，反应30min后，加入5mL 1%H2SO4终止反应，冷却后离心。离心液经0.45μm滤膜过滤，取5μL进样做色谱分析。
（二）结果与讨论
固定条件为淀粉浓度S=7.2 mgmL-1、pH=6.9、反应温度TR=37℃、α-淀粉酶用量E=5U、反应时间tR=30min，对木薯淀粉液化水解液进行气相色谱分析，图谱如下：
计算峰面积，由标准糖曲线方程，计算各组分的含量，结果如表1:
由表1可见，糊化木薯原淀粉、糊化与未糊化的活化60min木薯淀粉液化液中的还原糖(葡萄糖、麦芽糖)含量依次为6.06%、12.31%、11.46%。α-淀粉酶作用下淀粉主要水解到糊精、低聚糖的分子量范围。活化淀粉与原淀粉相比，其酶解30min后所生成的还原糖含量较高。此外，未经糊化处理的机械活化淀粉也具有一定的酶解能力，而未糊化原淀粉是很难与酶发生反应的。其原因在于微生物酶的作用主要发生在物质的无定形区或化学活性强的区域，对于结晶区，由于其结构紧密，分子排列有序，水及淀粉酶均难以进入此区域。淀粉经机械活化后，其颗粒表面及结晶结构受到破坏，结晶度下降，特别是分子中支链淀粉的α-1, 6葡萄糖苷键断裂，使α-淀粉酶对淀粉的降解能力增强;另一方面，机械活化使淀粉糊粘度降低，流动性增强，淀粉酶的扩散阻力下降，易于扩散到淀粉分子中使淀粉水解。这说明机械活化对淀粉有很强的活化效果，甚至可不经糊化而达到较强的水解能力。由此可见，采用机械活化对淀粉进行预处理，可解决目前淀粉加工中需高温蒸煮液化所带来的蒸汽消耗高，且需大量价格昂贵的耐高温液化淀粉酶所带来的工艺复杂问题，从而实现淀粉常温迅速液化。
（三）结论
淀粉经机械活化预处理后，其结晶结构受到明显破坏，活化淀粉的液化水解能力增强;活化淀粉不需糊化处理也能达到较好的水解作用，这为淀粉常温状态下不经糊化直接进行酶解工艺提出了创新可行性。
机械活化应用于淀粉酶解是一个前景广阔的研究领域，它有望突破以往淀粉水解所必须的糊化、液化、糖化的固有思维，为淀粉水解及淀粉糖系列产品、酒精、乳酸等的生产提供了新思路，开拓了一个崭新的研究空间，从而为改进淀粉水解工艺、创新淀粉水解生产新方法提供了理论基础。
摘要：采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化, 将不同活化时间的木薯淀粉与α-淀粉酶进行酶解反应, 用高效液相色谱对酶解产物组分进行检测分析, 研究活化时间对木薯淀粉酶解产物组分的影响。研究结果表明, 糊化木薯原淀粉、糊化与未糊化的活化60min木薯淀粉液化产物的还原糖含量分别为6.06%、12.31%、11.46%, 说明机械活化预处理能有效提高淀粉的酶解反应活性。
关键词：机械活化,液化,木薯淀粉,高效液相色谱
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