室内展示的水稻展品养成技术

在长达半年之久的2010年上海世博会期间，水稻作为为数不多的生命有机体活体展示品，在中国国家馆“希望的大地”展区内进行了全程展示，所展水稻的长势长相及理论产量均达到了超级水稻的水平，且均为抽穗期，取得了良好的展示效果。本文主要介绍了支撑水稻室内展示的水稻展品养成技术，以期为发展农作物的室内展示提供参考和技术支持。     

农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——水环境生态修复技术

当前,我国农村水体普遍污染严重,作为农村面源污染治理技术体系中的最后一环,农村水环境生态修复技术的实施具有十分重要的现实意义。本文在自己已有工作的基础上,总结和梳理了国内外适合我国农村的水环境生态修复技术,并分别按技术原理进行了阐述。研究表明,其中的生态浮床技术具有投资少、见效快、管理方便等优点,是一种行之有效的水体原位生态修复技术,尤其是采用水稻等能产生经济效益的植物作为浮床植物,不仅可以改善水质,其收益也能补偿部分投资成本;水生植物恢复技术是提高水体自净能力、恢复水生态系统结构和功能的必然选择,按照目标要求进行水生植物恢复,可以有效降低水体污染物浓度,促进水生态系统良性发展;以土壤生物工程为主的生态护坡技术适合我国农村河道的边坡修复,河岸植被群落能够得到良好恢复,坡岸土壤侵蚀和农业面源污染均能得到有效控制。生态修复技术的应用需与生态拦截技术和养分利用技术相协调,要以不同功能和目标需求为导向,注重采用组合技术工艺进行修复,以提高水环境生态修复的效果。     

水氮互作对设施菜田土壤氮素形态组成以及细菌群落结构的影响

利用室内模拟培养试验,研究了不同水氮互作条件对设施菜田土壤氮素形态组成和细菌群落结构的影响。主因素为2种土壤水分条件:70%田间持水量和100%田间持水量;副因素为5种氮素添加形态:不施氮肥、纯无机氮、纯有机氮、2/3无机氮 + 1/3有机氮和1/3无机氮 + 2/3有机氮。结果表明:水氮互作效应对土壤无机氮含量和土壤细菌群落Shannon和Simpson指数的影响显著（P < 0.05）。高含水量条件下,土壤无机氮含量显著降低（P < 0.05）,但土壤细菌群落的Shannon,Ace和Chao1指数极显著升高（P < 0.01）,并且随着土壤含水量升高,Aeromonas和Flavobacterium菌属的相对丰度增加;培养30 d后,添加有机氮处理的土壤有机氮含量显著高于添加无机氮处理,添加有机氮使Cellvibrio和Devosia菌属相对丰度上升。可见,设施菜田施用有机氮肥尽管短期内不利于土壤速效氮的积累,但在适宜的水分条件下,土壤优势菌群发生了较大改变,部分固碳功能菌群丰度增加,有利于稳定土壤碳氮循环。试验结果为进一步研究设施菜田水氮管理介导的土壤碳氮循环功能菌群变化的环境驱动机制提供了一定科学依据。     

人工湿地基质去除污染物的作用机制研究进展

人工湿地因其基建投资少、运行管理简单、生态效益高、降解污染物能力强和适用范围广等优点在水处理领域得到广泛应用。湿地基质的材料特性及配置方式对湿地的运行效果产生重要影响,然而目前对于基质去除污染物的作用机制尚未见归纳总结。通过综述近些年人工湿地基质方面的相关研究进展,从物化反应及生物化学反应等多角度对基质去除污染物的作用机制进行了探讨,并总结了非基质类外源汇入颗粒对湿地功能的影响,最后对人工湿地基质研究领域今后的发展方向做出展望,以期对未来湿地科学的研究和工程设计提供理论支持。     

稻田防侧渗措施对水稻生产灌溉用水的减量效果

研究了稻田防侧渗措施对水稻生产灌溉用水的减量效果以及在基本不影响水稻单产前提下的减灌可行性。结果表明:在防侧渗试验区氮肥用量仅为大田对照的约70%前提下,灌溉标准与大田对照相同的全灌处理,4年平均产量达到9.4 t/hm~2,单产显著高于大田对照,实际灌溉次数和总量较大田对照均减少了50%以上,说明稻田防侧渗措施可大幅度地提高灌溉水利用效率却不降低单产。不同灌溉量对水稻单产的影响研究表明,稻田采用防侧渗措施后,在较传统稻田大幅度降低灌溉用水量的基础上,还有一定的减灌空间,其中的减灌30%(70%灌)处理虽然4年平均产量有所降低,并达到了显著水平,但减产幅度相对较小。     

促沉装置净化稻田径流排水中面源污染物的效果研究

【目的】研究促沉净化装置对稻田径流排水中主要面源污染物的去除效果,探寻适合农田径流排水的原位处理技术。【方法】于2015年在上海市奉贤区青村镇种源研发基地内选取5块稻田,在每块田的排水口处修建一套容积约为1.9 m³的促沉净化装置,内部用多面空心球和沸石按1∶2的体积比进行填充,在外围用沸石填充,分析每套装置进出水中的固体悬浮物、总氮和总磷的质量浓度。【结果】在整个稻季中,使用促沉净化装置对稻田径流排水中的固体悬浮物、总氮和总磷均具有较好的去除效果,其平均去除率分别达到61%、33%和34%。该装置对固体悬浮物或总磷的去除率与其质量浓度之间存在显著的对数正相关关系,即质量浓度越高,其去除率也越高;但对总氮的去除率与其质量浓度之间则呈一定程度的线性负相关关系。【结论】促沉净化装置对稻田径流排水中主要面源污染物均有较好的去除效果,使用促沉净化装置可在不影响流速的情况下,有效降低径流排水中污染物的质量浓度,改善周边水体环境,维护水体生态系统平衡稳定。     

施用餐厨有机废弃物堆肥产品对设施蔬菜产量和土壤有机质含量的影响

为探明餐厨有机废弃物堆肥产品对设施蔬菜产量和菜地土壤有机质含量的影响,以普通商品有机肥为对照,在设施菜地开展了不同工艺生产的餐厨有机废弃物堆肥产品的大田应用试验.结果 表明,施用餐厨有机废弃物堆肥产品,虽然可提高蔬菜产量,增加土壤有机质含量,但是也会导致土壤盐分含量和粗脂肪含量积累.总体来看,餐厨有机废弃物堆肥产品的肥...     

农村污染河道生态修复中浮游植物的群落特征

以沸石和生态浮床构建丁型潜坝,结合曝气及边坡湿地等措施在直湖港支流朱家浜(太湖北部)实施生态修复工程。从浮游植物群落的角度,考察生态修复工程对农村污染河道的修复效果。结果显示:(1)生态修复改变了浮游植物的群落结构及演替方向,硅藻门、绿藻门、甲藻门的部分种类取代了蓝藻门、隐藻门的优势地位;(2)生态工程显著抑制了浮游植物群落的现存量,修复期间浮游植物总生物量均小于6 mg·L-1;(3)生态修复过程中浮游植物的生物多样性维持在相对较高的水平(Shannon-Wiener指数平均值为2.32)。结合生态修复工程对水质的净化效率及浮游植物现存量与水体营养盐水平之间的相关性分析可知,生态修复工程对水体营养盐的有效去除是浮游植物群落特征发生变化的主要因素之一。     

不同规格生态沟渠对排水污染物处理能力的研究

利用三种不同深度规格的生态沟渠(E0.80、E1.05和E1.30),通过控制相同的表面水力负荷,比较研究了动态进水(TN 0.86~6.13 mg·L^-1、TP 0.11~0.28 mg·L^-1)条件下生态沟渠对农业面源主要污染物的去除效果,同时考察其耐冲击负荷能力和适宜建造长度。结果表明:整个试验期间,三种不同深度规格的生态沟渠对铵态氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮物(SS)的去除率均达到50%以上,其中E1.30对污染物的去除效率较高,NH4+-N、TN、TP和SS的总平均去除率分别为64.8%、63.1%、71.8%和60.8%。同时,E1.30的污染物出水浓度较为稳定,耐冲击负荷能力相对较强。进水浓度较高情况下,E1.30在TN、TP出水浓度为2 mg·L^-1和0.2 mg·L^-1时所需长度分别为27.4 m和4.9 m,为三种规格生态沟渠中最短。表明生态沟渠是有效去除农业面源污染物的技术,在实际应用中可因地制宜地建设E1.30规格的生态沟渠,并可辅以高效吸附氮磷材料等其他措施,进一步提高生态沟渠对农业面源污染物的去除能力。     

太湖湖泊缓冲带草林复合系统氮沉降阻滞解析

根据植物生长特征,设置5种草林复合系统,利用径流小区试验,分析不同草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截特征,以筛选出拦截效能高的草林复合系统,降低氮随降雨径流进入湖泊水体的风险。结果表明:疏林与草被配置有利于降雨径流的入渗,减少地表径流的产生;林下种植常绿草坪能够减少氮的溶出风险,促进氮的吸收与利用;草林复合系统对氮沉降的阻滞与拦截主要通过地下径流在土壤-植被中的消纳实现,通过地下渗漏流失的氮基本达到地表水排放标准;草林复合系统通过地表径流输出的氮大幅度减少,氮的截留率达到77%以上,以疏林麦冬与疏林马蹄金复合系统氮截留率较高。