电制冷Si-PIN X射线谱仪的研制

X射线谱仪以其多用途、无损、操作简单、快速、价格低廉和运行费用很低等优点，己经成为应用最为广泛的多元素分析仪器。采用液氮冷却的X射线谱仪在荧光分析技术领域得到广泛的应用和普遍认可。液氮制冷的一个主要缺点是必须有一个液氮存储罐作为完整谱仪的一部分。从而，在实际应用中受到液氮价格贵和液氮供应厂少的限制，大大地制约了该种谱仪的进一步推广使用。如果能采用另外的技术得到足够低的温度，在此温度下探测器具有极低的漏电流，也可使X射线谱仪有极低的噪声和相当好的能量分辨率；因此克服上述限制就成为一个有重要意义的课题方向。本文在国内首次实现采用半导体电制冷技术对平面离子注入（Si一PIN）探测器制冷，降低探测器漏电流至10~(-13)以下，配合低噪声脉冲光反馈前放，成功地使得整个x射线谱仪能量分辨率达到262eV（对~(55)Fe的Mn Kα K射线）。虽然电制冷X射线谱仪的分辨率没有采用液氮冷却的好，但是它的性能已足够在包括利用X射线能量分离进行荧光分析等多种应用所需。考虑到元素周期表中钾元素以上的毗邻两元素的Ka特征X射线的能量差在380eV以上；例如，K和Ca的峰线宽分别是243eV和245 eV，由此得到电制冷X射线谱仪己可完成对K, C a和更高Z的元素进行能散荧光分析工作。并且，液氮罐的取消可方便的设计在野外使用的便携式X射线荧光分析设备。 文中全面介绍了X射线谱仪的各个组成部分和其背景知识。并详细描述了探测器系统、电制冷系统和低噪声电子学系统，充分展示了研制X射线谱仪的关键所在。最后给出了电制冷X射线谱仪的测试结果和应用设计。

不同施肥模式下潮棕壤微量元素含量及其变化状况

了解下辽河平原地区不同施肥模式对于土壤微量元素含量及其变化的影响。利用下辽河平原18年的定位试验,对不同施肥处理下土壤中Fe、Mn、Zn、Cu、Pb的含量及其变化进行研究。下辽河地区所测微量元素含量均略低于全国平均水平,长期采用常规施肥方式不会对土壤造成污染;除了Fe以外,试验前后所测元素的变化量在施肥处理与CK间均有显著差异,而各元素的变化量在养分循环处理与化肥处理间无显著差异;长期试验过程中,对照处理除了Zn以外均表现出下降的趋势,施肥处理除Cu以外均表现为增加的趋势;重茬玉米地中Cu含量比豆茬玉米地高。下辽河平原地区不同施肥模式下微量元素含量均低于国家限定标准,不会对土壤造成污染;不同施肥模式下微量元素变化不同,但养分循环再利用能够增加农田中微量元素的输入,对于维持农田生态系统的可持续发展有重要意义。

不同施肥模式下作物收获物中微量元素含量及其分配研究

以下辽河平原一组18年的定位试验为平台,研究长期不同施肥处理作物收获物中Fe、Mn、Zn、Cu含量及其分布。结果表明:作物收获物中微量元素含量表现为Fe>Mn、Zn>Cu,且玉米收获物各元素含量远高于大豆;处理间微量元素含量差异显著,表现为NPK+M>NPK>M>CK;作物收获物中微量元素含量与作物籽实或秸秆产量间有显著相关性,玉米收获物中Fe、Mn、Zn、Cu含量与秸秆产量的线性回归关系中R2分别为0.99、0.94、0.92、0.87,大豆收获物中Fe、Mn含量与秸秆产量的线性回归关系中R2均为0.97,Zn、Cu与籽实产量的线性回归关系中R2分别为1.00和0.97。不同施肥处理间微量元素分配存在变异,但总体仍表现为玉米收获物中微量元素主要分配在秸秆中,而大豆籽实富集了大量的微量元素。采用秸秆还田等养分循环再利用措施,可实现农田微量元素可持续发展,因而应在农村加强秸秆还田等养分循环再利用措施的应用。

长白山北坡阔叶红松林林冠对降雨及其养分的影响(英文)

在2001年森林生长季(6-9月),通过测量降雨各分量,分析了中国吉林省长白山北坡红松阔叶林冠层对降水分配各分量的影响。结果表明:干流量(37.39 mm),透流量(326.02 mm)和截留量(105.67 mm),分别占同期降雨量(469.08 mm) 的7.97%、69.50%和22.53%。林冠对降雨的月份分配规律是:树干茎流率的月变化为七、八月份大于其它月份,穿透率从6-9月份有逐渐减少的趋势,而截留率的变化正好与穿透率相反,从19.43%增加到31.02%。林内降雨中的养分元素浓度发生显著变化,除Ca、Mg外,其它元素的浓度都有所增加。经分析得出,大气降雨中养分元素的浓度序列为:Ca> Mg> N> K> Fe > P> Cu > Mn;而穿透雨中养分元素的浓度序列为:K>N>Mg>Ca>P>Fe>Mn>Cu;在林冠淋溶中各养分元素的浓度序列为:Mn> P>K>Cu>Fe>N>Mg>Ca。图1表5参13。

潮棕壤不同利用方式营养元素随剖面深度的变化特征

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地营养元素随剖面深度变化的研究表明,4种土地利用方式的有机C、全N、全S及DTPA浸提态Fe、Mn、Cu、Zn等具有随剖面深度增加而下降的趋势,交换性Ca、Na及交换性盐基总量在土层间的分异不明显。有机C、全N、碱解N、NO3--N、全S及DTPA浸提态微量元素在0~10 cm和0~20 cm的含量与0~100 cm含量的比值分别为0.1和0.2以上,表明这些养分指标具有明显的表聚性特征;NH4+-N、全P、速效S无明显的表聚性;交换性Mg、Na及交换性盐基总量在0~20cm与0~100 cm含量的比值小于0.2,反映了供试潮棕壤较强的淋溶作用。不同土地利用方式营养元素在土壤剖面中的分布差异及表聚性特征,主要受到植物循环的影响,另外还受到淋溶及人为干扰的影响。

根系产生的有机酸对根际土壤养分活化的影响(英文)

本试验以采自中国东北3个地点的4种土壤,即棕色针叶林土、暗棕壤、黑土与黑钙土为材料,对根系分泌的两种有机酸及水在活化根际矿质养分方面的作用进行了模拟与比较。结果表明:有机酸能够活化养分,其程度主要取决于有机酸的数量和类型以及供试土壤的理化和生物化学性质;对于所有土壤类型,柠檬酸对Fe, Mn, Cu和Zn的活化效率明显高于苹果酸,而对于P, K, Ca 和Mg的活化效率并不是很高,有时甚至较苹果酸为低;所有元素的溶液浓度均随所加柠檬酸数量的增加而增加。图2表3参9。

南湖水体多相介质中重金属元素的分布特征

以南湖水体中的水、沉积物、生物膜和悬浮物为研究对象,对重金属元素的分布与富集情况进行了研究.结果表明,不同采样点、不同相中Zn的含量最高,Cd的含量最低,但Cd的富集能力最强,生物膜和悬浮物富集重金属的能力远大于沉积物的富集能力,且Zn,Cu,Cd和Pb均表现出点源污染的特性;采用社会科学统计程序(SPSS)相关分析方法分析了重金属元素(Zn,Cu,Cd,Pb,Fe和Mn)在固相介质中的相互关系,结果显示,沉积物、生物膜和悬浮物中元素间的相关性趋势存在着一定差异,3种固相介质中Cd与Fe的相关系数均大于Cd与Mn的相关系数,而Pb与Fe的相关系数均小于Pb与Mn的相关系数,说明铁氧化物对镉环境化学行为的贡献大于锰氧化物,对铅环境化学行为的贡献小于锰氧化物.

平阴玫瑰花芽分化期叶片矿质元素含量动态变化

分析了平阴玫瑰叶片中P,K,Ca,Mg,Fe,Cu,Zn,Mn,B共9种矿质营养元素在花芽分化的7个生长时期含量动态变化及其相关性。结果表明,在平阴玫瑰花芽分化期间P,K,Zn,Cu大体上呈下降趋势;Ca除现蕾前含量陡然下降外,随叶片成熟含量呈现上升趋势;Mg,Fe,Mn,B含量波动频繁且变化各异。P与K,Zn,Cu均达到极显著正相关;K与Fe,Zn,Cu也达到极显著正相关;Fe与Mn,Zn与Cu之间均达到极显著正相关。平阴玫瑰叶片中9种矿质营养元素含量按高低排序为:Ca>K>P>Mg>Fe>Mn>B>Zn>Cu。

日本落叶松营养元素的代谢与生长量的相关性研究

对辽宁东部山区 7个林场的日本落叶松人工林针叶中N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn元素含量与树木生长量之间的关系进行了研究 ,结果表明 ,凤城市通远堡和赛马林场落叶松针叶中 ,矿质元素含量的各项指标居首位 ;本溪市桥头林场、西丰县冰砬山林场居中 ;清原县南口前、抚顺县苍石林场偏低。各林场的日本落叶松林胸径生长差异显著。根据落叶松针叶中矿质元素含量和生长量 ,采用逐步回归方法找出了N、K、Zn三元素是辽宁东部山区日本落叶松胸径生长的限制因子。

沈阳市郊不同年限蔬菜温室土壤有效态微量元素分布特征

对沈阳市郊大民屯镇不同使用年限蔬菜温室77个样点土壤有效态微量元素的分布特征进行调查研究的结果表明,土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量分别为8.57～60.30mgkg-1、2.69～22.43mgkg-1、0.64～7.52mgkg-1和0.56～9.29mgkg-1,变异系数为50%左右;随着温室使用年限的增加,土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量总体上呈增加的趋势;使用年限较短的蔬菜温室,土壤微量元素缺乏的可能性较大,而使用年限较长的蔬菜温室,土壤Cu和Zn超量的风险则相对较高。由于温室管理个体的差异,一些使用年限相对较长的温室通过置换土壤、施加腐熟牛粪、厩肥、作物秸秆以及其他有机物料等措施,也可使土壤中微量元素保持在较适宜的状态。温室土壤微量元素有效态含量与土壤pH呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤有机C含量呈极显著正相关关系(P<0.01)。

蔬菜保护地土壤DTPA浸提态铁锰铜锌含量状况研究

采用野外采样及室内分析方法,对沈阳市郊区蔬菜保护地与露地土壤中DTPA-Fe、Mn、Cu、Zn含量状况进行对比研究。结果表明,蔬菜保护地土壤中的DTPA-Fe、Cu、Zn含量明显高于露地土壤,DTPA-Mn含量则明显低于露地土壤。部分保护地土壤已达到对蔬菜生产造成不同程度Cu、Zn污染的状况。导致Fe、Cu、Zn含量升高和Mn含量降低的主要原因是大量有机肥料的投入改变了元素的含量状况,保护地土壤特殊的水、肥、气、热和生物因子影响了元素各形态间的转化。农药的大量施用也导致了蔬菜保护地土壤中Cu、Zn的富集。

土地利用对潮棕壤电导率影响的研究

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式经过14年后土壤电导率在土体10个土层中的剖面分布进行比较研究,结果表明:不同土地利用方式及不同深度土层土壤电导率差异显著。表层,玉米地土壤电导率显著低于其他3种土地利用方式;150 cm深度内土壤电导率平均值为林地>撂荒地>玉米地>水稻田。水稻田土层具有相对较高的土壤电导率,可能主要受植稻过程中土壤淋溶及复盐基作用的影响;林地深层相对较高的土壤电导率可能主要受树木根系分布的影响。不同土地利用方式下土壤剖面中电导率与有机C、全量N、P、S、有效态N、P、S、pH、交换性Ca、Mg、K、Na、CEC、DTPA浸提态Fe、Mn、Cu、Zn之间具有不同的相互关系,反映了不同土地利用方式下元素的生物地球化学循环对土壤电导率的影响。由此,土壤电导率可作为指征不同土地利用方式对土壤性质影响可行的土壤化学指标。表4,参13。

文冠果叶片养分元素含量的动态变化及再吸收特性

以文冠果叶片为试材,运用原子吸收光谱法分析了叶片养分元素含量的季节动态变化和再吸收效率。结果表明:N、P、K均呈下降趋势,是"稀释效应"和养分再吸收导致;Mg呈"单峰"曲线走势,与Mg的生理功能有关;Fe、Mn呈"V"字型走势,Cu呈"W"型,Zn呈"N"型,与树体吸收特性和不同的物候期有关。总体来看,养分元素含量顺序是:N>P>K>Mg>Fe>Zn>Mn>Cu,且不同时期又有所不同。大量元素之间存在显著的相关关系;微量元素间相关关系不显著(Fe、Zn除外),Fe与N显著负相关,与拮抗作用有关。C/N呈升高趋势,差异显著;N/P呈降低趋势,差别不大。养分再吸收效率由大到小的顺序是:Mg>N>K>P,差异显著。微量元素由于移动性较差,不能被再吸收。N、P、K、Mg养分再吸收效率反映了文冠果较高的养分保存能力和养分利用效率。

植烟土壤有效态微量元素的空间变异及分布特征

以辽宁昌图烟区为例,采用GIS和地统计学相结合的方法,研究了县级区域植烟土壤有效态微量元素的空间变异及分布特征。结果表明:土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo含量的空间变异函数分别为高斯、高斯、球状、指数、指数、指数模型。其中,有效态Cu、Zn、B具有中等的空间相关性,其变异受母质、地形、土壤类型等结构因素和施肥、管理水平等随机因素的共同影响;有效态Fe、Mn、Mo的空间相关性微弱,其变异受随机因素影响较大。点克里格(Kriging)法插值图显示,Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo有效含量均总体呈现南高北低的分布趋势,其中Cu、Zn、B的分布格局相对更加复杂,在北部烟区表现为从西南向东北逐渐增加,在南部烟区表现为自中偏北部向四周逐渐降低。

复合氧化物LaMn_(1-x)Fe_xO_3(x=0-1)的XPS研究

用XPS方法研究了具有ABO3结构的LaMn1-xFexO3（x＝0－1）氧化物的氧化还原性能、表面组成和吸附氧种．样品经还原和再氧化处理后，Mn2p和Fe2p结合能的变化对Fe和Mn之间发生的氧化还原提供了明显的证据．可表示如下：Me4＋＋Fe（3－δ）→Mn（4－δ）＋＋Fe3＋通过计算机用三种氧物种（OⅠ，OⅡ和OⅢ）对O1s峰进行拟合，确定了每种氧物种的状态．同时，以氧物种含量随还原、再氧化的变化，确定了发生在表面上的氧化还原反应同OⅠ和OⅡ吸附氧物种有关．在此基础上，对吸附位与氧之间的电子转移过程进行了讨论.