典型农业生物炭理化特性及产品质量评价

生物炭能修复土壤、替代化石燃料、吸附水土气中的环境污染物等,应用潜力较大,但目前生物炭存在质量差异大、测试指标及方法不明确等问题,该文以农作物秸秆及农产品加工副产物为原料生产的生物炭为研究对象,系统梳理了生物炭物理、化学、热化学、表面化学等特性及有毒污染物。归纳提出了肥料炭、能源炭、活性炭等不同应用方向的生物炭主要指标、质量要求及测定方法。建议尽快制定生物炭质量评价标准体系,针对肥料炭、能源炭、活性炭等不同应用方向的提出生物炭的质量分级标准,制定和完善各个指标试验方法,为加快推进生物炭产业化应用提供技术支撑。     

基于ELM神经网络的果品冷链乙烯监测校准模型与验证

冷链环境监测对于维持易腐果品品质安全至关重要,乙烯是关键监测要素之一.然而,现有果品冷链乙烯监测设备较少考虑与温湿度之间互作作用,影响监测精度和应用效果.该研究提出了一种基于ELM神经网络的乙烯监测校准模型并在多要素监测设备中验证.首先,以乙烯电化学传感器固有电压信号为基础,综合考虑温湿度变化影响,构建ELM神经网络乙...     

土壤-植物系统中硒的生物有效性及其影响因素研究进展

硒的生物有效性是决定硒在土壤-植物系统中转运、积累的关键因素,然而目前关于该方面研究进展还缺乏系统的总结和论述。本文结合赣南富硒脐橙调查研究结果,以硒在土壤-植物系统中的运移为切入点,系统总结和论述了硒在土壤-植物系统中的氧化-还原、吸收、转运过程,探讨了土壤理化性质、微生物、施肥、农艺管理和植物生长阶段等对硒生物有效性和迁移的影响,并提出未来硒的研究热点：土壤微生物活性与硒生物地球化学循环的耦合关系;植物生长、果实品质与硒代谢相关的分子机制;结合同位素示踪技术和薄膜扩散梯度（DGT）技术原位探究硒在生物地球化学中的归趋。本综述可为土壤硒生物有效性调控、植物体系中硒的有效积累和农艺生物强化富硒措施方面的研究提供理论参考。     

水稻生产碳中和现状及低碳稻作技术策略

稻田固碳减排,是国家实现碳中和战略的重要举措。为推动长江中下游地区水稻绿色生产,本文在界定水稻生产碳源、碳汇功能的基础上,分析了长江中下游省(市)区域碳排放及碳中和现状,解析了不同稻作模式的碳排放特征,评估了不同农艺措施对稻田固碳减排的影响及潜力,提出并构建了"增汇、减排、降耗、循环"的低碳稻作体系。基于文献统计结果显示:长江中下游省(市)区域的碳中和水平为-1.52～1.75 Mt C-eq;区域内稻作模式的碳中和水平为-401～2 673 kg C-eq/(hm~2·a);总体而言,免耕、秸秆还田、氮肥减施、间歇灌溉及稻田种养等农艺措施均可实现碳盈余,表明通过合理农艺措施、优化布局稻作模式,能够提高水稻生产碳中和水平。     

典型畜禽粪便厌氧发酵产甲烷潜力试验与计算

为获得符合中国现阶段畜牧业生产实际的畜禽粪便产甲烷潜力(Biochemical Methane Potential,BMP),为不同养殖场粪便管理甲烷评价提供参考,该研究选取蛋鸡粪、奶牛粪、猪粪三种主要畜禽粪便,在(37±0.5)℃条件下进行中温批式厌氧发酵试验,并利用First-order模型和修正后的Gompertz模型对试验结果进行拟合。结果表明,蛋鸡粪、奶牛粪和猪粪三种畜禽粪便的单位底物最大累积甲烷产量(B_o)分别为0.33、0.17和0.38 m~3/kg,与对应IPCC给出的亚洲地区缺省值0.24、0.13和0.29m~3/kg不一致。First-order模型和修正后的Gompertz模型均能较好地拟合三种畜禽粪便厌氧发酵产甲烷过程。BMP_(1%)(当日产甲烷量为累积甲烷产量的1%时的累积甲烷产量)均达到了试验结束时累积甲烷产量的90%以上,并且试验时间缩短了45.3%～76.6%。根据试验获得的三种典型畜禽粪便的产甲烷潜力值计算其年甲烷产生潜力,为中国畜牧业温室气体减排及相关政策制定提供参考。     

温度和CO2浓度变化对主要饲料作物功能叶光合参数的影响研究——以玉米和水稻的差异为例

玉米和稻谷是南方地区重要的饲料原料来源。本研究采用LI-6800便携式光合作用测定系统观测了温度和CO2浓度对长江中游平原水稻和玉米扬花期功能叶片光合参数的影响。结果表明：玉米扬花期功能叶片净光合速率对温度升高的敏感性高于水稻。温度升高提高了水稻功能叶片的光合速率。CO2浓度增加提高了扬花期水稻和玉米的最大光合速率。当温度条件相同时，在高CO2浓度条件下水稻比玉米更容易维持较高的光合速率。玉米功能叶片最大电子传递速率（Jmax）与最大羧化速率（Vcmax）的比值（Jmax/Vcmax）随温度升高而显著下降（P < 0.05），而水稻Jmax/Vcmax值对温度升高无显著变化。温度升高与CO2浓度增加均可降低两种作物的叶片气孔导度和植物蒸腾速率。本研究发现，玉米功能叶光合参数及生化参数对高温环境较为敏感，即玉米的光合酶活性和光合能力比水稻更容易受到温度升高的抑制作用。建议未来应重视气温升高对玉米饲料资源带来的不利影响，在畜禽养殖中合理调整饲料原料供给结构，适当将稻谷作为饲料原料的替代来源之一，可以抑制因玉米价格上涨造成的饲养成本攀升，提高养殖效益，为新形势下畜牧业发展探索一条高效、可持续的发展道路，提升畜牧业发展的竞争力。 [关键词] 增温|CO2浓度|光合作用|粮食作物     

不同水分下水铁矿在土壤中稳定性变化对砷移动性的影响

为合理利用水铁矿,将其作为土壤砷污染修复的一种高效稳定的钝化剂,采集湖南石门县三个不同乡镇的土壤进行室内培养试验,采用连续提取法和薄膜梯度扩散技术(D iffusive gradient in the thin films technique,DGT),研究不同水分模式下外源添加的水铁矿在土壤中稳定性变化过程中对砷在土壤中移动性的影响。结果表明,水铁矿在三种不同水分管理模式[100%SWHC(Soilwaterholdingcapacity,SWHC)、干湿交替(D ry/wetcycle,DWC)和30%SWHC]下培养33d后均发生转化,其中在100%SWHC条件下转化速率最快,在三种土壤中的转化率达到16.50%~22.78%,在30%SWHC和DWC条件下最大转化率仅为8.77%和10.96%。添加外源水铁矿后在三种水分管理模式下两种砷污染土壤中活性态砷浓度均显著降低,并且在100%SWHC条件下降幅最大,在中高浓度的砷污染土壤中降低程度分别达到42.08%和60.75%。但随后在100%SWHC和DWC条件下培养22d后,活性态砷的浓度均出现微弱的上升趋势。在100%SWHC和DWC两种水分条件下,两种砷污染土壤中弱结晶态铁氧化物结合态砷(F1-As)的含量均显著增加,并且随着水铁矿的转化而逐渐向更稳定的形态(F2-As)迁移,在30%SWHC条件下F2-As含量没有增加。研究表明,水铁矿在土壤高水分条件下稳定性最差,其次为土壤的干湿交替条件。在两种砷污染土壤中施加水铁矿修复过程中都具有潜在的砷释放风险,在农业生产中应合理调控土壤水分以保证水铁矿对砷的吸附效率。     

控制氮肥施用引起的活性氮气体排放：脲酶/硝化抑制剂研究进展与展望

氮肥不合理施用所排放的活性氮气体(NH3、N2O、NO)对环境造成了极大影响,其中,挥发到大气中的NH3会与酸性气体反应形成气溶胶,降低空气质量;氮素转化过程中排放的N2O是一种具有高增温潜势的温室气体,对全球气候变暖有贡献;排放的NO在大气中进行二次反应产生光化学污染及次级污染(如酸雨)。脲酶抑制剂(UI)和硝化抑制剂(NI)对减少氮肥施用中活性氮对环境负面风险方面的消减作用被广为研究。本文在汇总近年来土壤氮素硝化作用微生物机理的研究进展基础上,结合近年的文献汇总数据,综述了UI及NI的类型、作用机理、对硝化作用相关功能微生物的影响、对N2O、NO及氨挥发减排的效果,以及影响抑制剂作用效果的因素(温度、土壤水分、土壤pH、土壤质地、土壤有机质含量等),并对新型生物硝化抑制剂(BNI)及抑制剂的可能研究方向进行了展望。     

不同消毒方式对土壤酶活性及土传病原真菌消减的影响

为探究不同消毒方法对土壤环境的影响，本研究以北京昌平连作多年的草莓地为研究对象，通过设置田间试验对比物理防控方法活性炭+太阳辐射膜覆盖与化学熏蒸剂棉隆和氯化苦对土壤温度、养分和酶活性的影响及对土传病原真菌的消减效果。结果表明:高剂量活性炭+太阳辐射膜覆盖可使土壤表层温度迅速升高至50 ℃以上，在0~10 cm土层内对土传病原真菌镰刀菌和疫霉菌的减退率分别达90%和85%以上；活性炭的添加使土壤养分含量显著增加，同时激活土壤酶活性。然而，化学药剂棉隆和氯化苦熏蒸对镰刀菌和疫霉菌的减退率均达95%以上，但同时也降低了土壤养分含量和抑制了土壤酶活性。因此，活性炭+太阳辐射膜覆盖作为一种非化学土壤消毒方法，在改良土壤、连作地土传病原菌的防治具有较大的潜力，为实现连作草莓土传病害的绿色防控提供了新途径。     

设施环境下蔬菜干烧心的发生原因及防控策略

随着我国设施农业的快速发展，蔬菜生产亟需从数量向质量转型，提高蔬菜质量已成为设施蔬菜发展的首要问题。干烧心是叶菜类蔬菜生产中普遍存在的由钙缺乏引起的生理性病害，在设施环境下尤为严重。本文从蔬菜种类、设施环境（风速、湿度、光环境、营养液）和栽培管理的角度，系统分析了设施环境下蔬菜干烧心发生的原因，并提出了相应的防控策略。