设施农田土壤重金属污染评价及分区阈值研究

设施农田高强度的耕作模式使土壤重金属累积日益加重，因地制宜地确定其土壤重金属目标值与筛选值对设施农田可持续生产意义重大。本文以石家庄、衡水与唐山为研究区，基于土壤重金属污染风险和生态风险评价，用熵权法得出综合风险等级并确定重金属污染分区阈值。结果表明土壤Cd、Cu、Zn污染最严重，高风险区占比达40.57%。研究区设施农田土壤Cd、Cu、Pb、Zn全量与有效态的目标值分别为0.12、40.17、19.23、116.03 mg·kg^-1与0.02、4.19、0.59、8.80 mg·kg^-1；筛选值分别为0.40、90.27、38.33、170.68 mg·kg^-1与0.11、11.77、1.55、14.24 mg·kg^-1。基于综合评价结果反推分区阈值的方法简单便捷，重金属全量与有效态的目标值及筛选值的确定为研究区设施农田重金属污染的预防提供了多方位的指导。     

饲料添加海水螺旋藻对凡纳滨对虾生长、营养和相关免疫因子的影响

海水螺旋藻营养价值丰富,在水产养殖中具有潜在的应用价值,文章主要探究饲料中添加不同比例的海水螺旋藻粉对凡纳滨对虾生长、营养成分和非特异性免疫指标的影响,研究结果为海水螺旋藻的饲料添加剂应用提供参考。在基础饲料中添加不同比例的海水螺旋藻粉(0%、0.7%、2.1%、3.5%和5.0%),饲喂凡纳滨对虾56 d后,测定其生长性能、肌肉中营养成分及肝胰脏中碱性磷酸酶(APK)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、溶菌酶(LYZ)和酚氧化酶(PO)的活力。结果表明,饲料中高含量添加海水螺旋藻(5.0%)显著提高凡纳滨对虾的生长性能(P0.05),饲料中添加海水螺旋藻对凡纳滨对虾的粗脂肪含量无明显影响(P0.05),但可以显著提高其肌肉中粗蛋白含量(P0.05),高含量添加海水螺旋藻(5.0%)显著提高凡纳滨对虾肌肉中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的含量(P0.05),饲料添加海水螺旋藻粉可以显著提高凡纳滨对虾APK和LYZ的活力(P0.05),随添加量的增加呈上升趋势,对PO、SOD和GSH-Px活力也有一定的提高,但无明显的规律。饲料中添加一定比例的海水螺旋藻可以提高凡纳滨对虾的非特异免疫力,并增加凡纳滨对虾的营养价值(粗蛋白、EPA和DHA),因此螺旋藻粉可以作为一种对虾饲料添加剂进行应用。     

有机肥部分替代化肥氮对叶菜产量和环境效应的影响

针对叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的最佳替代比例及对经济效益和环境效应综合评价较缺乏等问题,本研究采用田间试验,对包心菜和小青菜进行等氮水平下不同比例有机肥替代化肥处理,包括:纯化肥氮(0M),25%、50%、75%和100%有机肥替代化肥(25%M、50%M、75%M和100%M),研究不同处理下蔬菜产量、经济效益、土壤氨挥发和氧化亚氮排放。结果表明, 25%M处理下包心菜和小青菜产量均达最高,且与0M处理相比包心菜和小青菜的产量分别增加15.0%(P0.05)和16.3%(P0.05)。25%M比0M处理经济效益分别增加11.7%和5.4%,但在50%M、75%M和100%M处理下经济效益为负增长。25%M处理下,氨挥发累积排放量在包心菜和小青菜季分别为42.1kg·hm~(-2)和12.9kg·hm~(-2),比0M处理分别降低23.4%(P0.05)和41.6%(P0.05); 0M和25%M处理间氧化亚氮累积排放量无显著差异, 25%M处理在包心菜和小青菜季的氧化亚氮累积排放量分别为0.74 kg·hm~(-2)和3.06 kg·hm~(-2);与25%M处理相比, 50%M、75%M和100%M处理下氧化亚氮排放分别增加33.7%～60.8%(P0.05)、50.0%～134.3%(P0.05)和56.8%～185.6%(P0.05)。基于此,提出叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的适宜替代比例在25%左右时可实现最佳的增效减排效果。     

中国奶业全产业链绿色发展指标的时空变化特征

奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量分析了1990—2017年中国奶业绿色发展指标的时空分布特征,剖析了产业绿色发展的限制因素,阐明了优化途径。结果表明:中国人均奶制品消费量稳步提高,从2.0kg?cap.?1?a?1增加到12.5kg?cap.?1?a?1;奶牛单产水平不断提高,从2.4t?head?1?a?1增加到7.0t?head?1?a?1,种养系统氮素利用效率由8.4%提升至14.4%;单位牛奶的资源投入和环境代价均呈下降趋势,生产单位牛奶的蓝水足迹由0.5 m3?kg?1降低到0.2 m3·kg?1,耕地资源投入量由18.5 m2?kg?1降低到3.3 m2?kg?1;养殖系统氨挥发量指标由21.9 g(N)?kg?1降低到7.0 g(N)?kg?1,但仍远远高于欧美国家水平;牛奶生产和加工成本逐年增加,利润却低于欧美等先进国家的水平。空间特征分析表明:农牧交错带和东部沿海地区产品生产、资源投入和生态环境绿色发展水平相对较高,北方地区牛奶及奶制品的生产、消费水平均高于南方地区。发展种养一体化产业链融合绿色发展技术与模式、构建产销一体化产业链融合绿色发展利益共享机制和形成全产业链质量追踪服务体系与国民消费信任机制是促进中国奶业振兴和绿色发展的有效途径。     

胎盘食用的研究进展

近年来食用胎盘的做法广泛流行于国内外,该研究综述了国际科学界对动物食胎盘行为的原因和生物学意义的研究进展,总结了人类食胎盘在补充营养、缓解产后抑郁症、提高泌乳量等疗效上的争议以及对食用胎盘危害的推测,并对胎盘食用的研究方向进行了展望。     

青海海北高寒嵩草草甸系统水分利用效率特征

系统水分利用效率(WUE)是高寒草甸生态系统碳水耦合及植被演替的重要指标,但其时间格局和主要环境因素仍不清楚。基于青藏高原东北隅高寒嵩草草甸的涡度相关仪器观测的CO_2和H_2O通量数据,分析了2015年植被生长季(4月-10月)的系统水分利用效率(总初级生产力/植被蒸腾)的变化特征和主要环境影响因子。结果表明,总初级生产力(GPP)和植被蒸腾具有显著的单峰季节趋势,与群落叶面积指数(LAI)显著相关。生长季日均WUE为3.24g C·kg H_2O~(-1),没有显著的季节动态,呈现出"保守型"的特征。增强回归树的结果表明光合光量子通量密度(PPFD)、饱和水汽压差(VPD)和净辐射(Rn)是其主要调控因素,与WUE显著指数负相关(r~2>0.40,p<0.001)。     

疏水纳米材料修复酞酸酯污染土壤及水体

新疆农田土壤及周边河湖沉积物中酞酸酯污染非常严重,由于干旱的气候条件,现有微生物修复技术往往难以适用治理新疆地膜造成的酞酸酯污染。因此,迫切需要研发酞酸酯污染土壤及水体的修复技术及材料。基于应用材料表面的强疏水性对酞酸酯的优异吸附性能的原理,采用多巴胺聚合将3种纳米颗粒(BN、Si O_2、Fe_3O_4)改性得到疏水性良好的材料,并通过SEM-EDS、ATR-FTIR光谱、Raman光谱、N_2吸附脱附曲线等对改性材料进行表征。以新疆地膜污染土壤中常见的酞酸酯、邻苯二甲酸二丁酯作为目标污染物进行吸附性能实验,结果表明:所研发的改性材料对邻苯二甲酸二丁酯具有良好的吸附效果,平衡吸附量可达218.63 mg·g~(-1);吸附可以在220 min内达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附等温线用Langmuir与Freundlich模型均能良好的拟合,后者的相关性更好;并在p H(2~12)与氯化钠盐度(高达4%)下,材料就能保持良好的吸附效果。该材料在修复干旱区酞酸酯污染土壤、沉积物及水体中具有广阔应用前景。     

不同农田有机物料组合对物料分解过程的影响

试验采用凋落袋法来研究农田有机物料混合后的分解状况。选取风干的水稻秸秆、花生秸秆和猪粪三种有机物料,设置九种处理,田间分解30 d、90 d、180 d和360 d四个阶段取样,测定物料分解率、基本养分及pH值等指标。结果显示,不同农田有机物料混合分解时,SZ、HZ、7S3H及3S7H混合处理的分解率均表现出正交互作用效应,而SHZ及SH混合处理均表现出负交互作用效应。农田有机物料混合可以调节物料的营养结构,优化不同营养物质搭配比例,使调节后物料促进微生物活性的增强,对碳源利用更加彻底,充分吸收周围可被利用的营养物质(N、P、K),有利于营养物质的富集。物料组合对pH值的影响均表现出正交互作用效应。     

天山东部树木径向生长与NDVI的关系

利用天山东部巴里坤山上限、下限天山云杉树轮数据和1982-2013年GIMMS 3g NDVI逐月数据及气候数据,分析了树轮宽度指数、归一化植被指数及气候因子之间的关系。结果表明:生长季不同时期NDVI与环境因子的响应不同。森林上限树木径向生长与气温正相关,与前年10月、当年4月、6月和7月气温达到显著水平(p<0.05),树轮宽度指数和非生长季PDSI相关性较好;森林下限树木径向生长与气温负相关,树轮宽度指数与生长季PDSI相关性较好。由于对气候因子的响应一致,上限天山轮宽指数和6月NDVI显著正相关(p<0.05),但与植被生长最为茂盛的7月、8月NDVI没有显著的相关性。     

祁连山南麓高寒灌丛GPP变化特征及对生长季积温的响应

全球气候变化背景下气温逐渐升高,将会对陆地生态系统碳循环产生重要影响。研究利用2003?2016年的涡度相关系统观测资料,研究了祁连山南麓高寒灌丛生长季(5月?9月)总初级生产力(gross primary productivity,GPP)在不同时间尺度上对生长季有效积温(growing season degree days,GDD)的响应,对于研究气候变暖对高寒生态系统碳循环的影响有重要意义。结果表明:高寒灌丛生态系统在生长季的月GPP、GDD都表现为先增大后减小的单峰变化趋势,都在7月或8月达到峰值,在5月达到最小值。在整个生长季尺度上,GPP与GDD具有较高变异性,但整体上表现为逐渐增加的趋势(P<0.05)。2003?2016年整个生长季GPP与GDD的均值分别为507.11 g·m^?2和975.93℃。在月尺度和生长季尺度上,GPP与GDD都呈显著正相关关系(P<0.05)。但是,通过比较生长季每个月GPP与GDD的关系发现,5、9月的GPP与GDD没有显著相关性(P>0.05),而在7月相关性最为显著(P<0.01)。整体上看,高寒灌丛生态系统植被的总初级生产力与热量条件表现为正相关关系,由此说明在全球气候变暖的背景下,青藏高原高寒灌丛生态系统植被的光合生产能力将会提高。