添加剂对堆肥过程中挥发性有机物（VOCs）的减排效果

为明确添加剂对堆肥挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOCs）排放的减排效果和影响因素,通过文献筛选出吸附类添加剂（活性炭和沸石）与有机酸类添加剂（柠檬酸和草酸）开展实验研究。在鸡粪-玉米秸秆堆肥实验中,设置5个处理,分别为对照（CK）、添加活性炭、添加沸石、添加柠檬酸和添加草酸处理。研究对象包括115种VOCs、三甲胺和6种含硫有机挥发气体（二甲硫醚、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫醇、乙硫醇、乙硫醚）。结果表明：在28 d的好氧发酵中,所有处理均达到50 ℃并维持7 d,满足无害化标准。检出110种VOCs、三甲胺和3种含硫有机挥发气体（二甲硫醚、二甲基二硫醚,二甲基三硫醚）。VOCs的排放集中在前9 d,在第3天时VOCs达到峰值。5个处理在堆肥第3天检测到的VOCs浓度范围为169.22~548.26 mg·m^-3。4种添加剂对各类VOCs均有减排效果。在第3天,活性炭、沸石、柠檬酸和草酸对烷烃类的减排效率分别为79%、26%、77%和46%,对卤烃类的减排效率分别为96%、38%、93%和97%,对芳香烃类的减排效率分别为28%、11%、24%和53%。从堆肥第6天开始只有沸石对各类VOCs有减排效果,最高减排效率为30%。针对含硫有机挥发气体减排,减排效果依次是草酸>柠檬酸>沸石>活性炭。4种添加剂对含硫有机挥发气体均有减排效果,但是对三甲胺没有减排效果。综合堆肥前9 d VOCs的减排情况,4种添加剂中沸石对各类VOCs减排效果最好。堆肥过程中添加沸石有利于VOCs和其他气体的协同减排,并且对土壤和农作物不存在风险,所以沸石在堆肥工程中有广阔的应用前景。     

猕猴桃园生草对土壤微生物多样性的影响

探讨生草对猕猴桃园土壤微生学特性的影响。采用Biolog生态板技术,研究自然留养杂草(CK)、黑麦草/白三叶复合种植(2种草)、黑麦草/白三叶/早熟禾/红三叶复合种植(4种草)、黑麦草/白三叶/早熟禾/红三叶/紫羊茅/毛苕子/波斯菊/百日草(8种草)4种生草处理模式对猕猴桃园土壤化学性质、土壤酶活性和土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,4种草处理能够显著提高土壤有机碳和全氮含量以及土壤碱性磷酸酶活性。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)排序为4种草处理>8种草处理>2种草处理>CK。2种草处理的土壤微生物群落功能多样性指数、优势度指数和均匀度指数均低于对照,而4种草和8种草处理则均高于对照,但各处理间无显著差异。主成分分析结果表明,4种生草处理模式下土壤微生物的碳源利用能力存在较大差异,4种草和8种草处理对土壤微生物碳源利用能力较高。     

聚集科技创新全要素 谱写现代农业新篇章

绿水青山就是金山银山。党的十八大以来,生态文明建设成为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容。坚持人与自然和谐共生基本方略、坚持绿色发展理念、实施乡村振兴战略等新理念、新思想、新战略方兴未艾。
生态文明建设与现代农业发展相互交融。2013年,中国农业科学院启动科技创新工程,深入贯彻落实习总书记“三个面向”重要指示精神,针对新时代农业农村科技发展新要求,探索创新机制,全方位调动创新资源,促进“人才、技术、信息”全要素融通,改“单兵作战”为“协同攻关”,构建了协同创新科技创新组织新模式,以在重大基础与前沿技术探索、产业核心关键技术、区域发展综合性解决方案等多方面实现突破。
“丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范”即是中国农业科学院科技创新工程协同创新任务。项目肩负科技扶贫、院地合作、生态农业科技创新使命,力求为保障南水北调中线工程核心水源水质安全、国家级生态示范区建设和鄂西北国家级重点生态功能优化提供有力科技支撑,推动秦巴山集中连片特困地区农业产业升级和高质量发展、加快区域脱贫攻坚进程。项目由农业农村部环境保护科研监测所主持,中国农业科学院10个研究所协作,集中了14个创新团队和138名科研人员开展科研攻关,建立了“国家级科技创新团队+省地市级科研团队+地方政府+经营主体”协同工作机制。经过近4年攻关,项目初步构建了水源涵养区绿色高效农业技术体系,发展了集约化农田生物多样性利用与生态强化等十大技术模式,形成了可落地、可复制、可推广的成功经验。
为总结该协同创新任务的阶段性成果,我们围绕生物多样性保护、土壤固碳培肥、高产优质高效、病虫害绿色防控、环境保护与修复等方面的项目研究成果,精选文章19篇专刊出版。愿我们有更多、更强的科技力量投身“生态优先、绿色发展”的探索和实践,把绿水青山建得更美,把金山银山做得更大,把我们的农业农村发展得更加色彩斑斓。     

重金属污染农田原位钝化修复材料研究进展

重金属原位钝化是一种农田土壤污染修复技术,钝化材料能有效降低重金属迁移性及生物有效性。本文综述了用于原位钝化修复的钝化材料及其钝化机理,探讨了钝化材料对重金属污染农田钝化效果的影响因素。并对钝化产品的市场研发及农田修复后需要解决的问题进行了分析和展望,以期为原位钝化修复技术和钝化材料的研发提供理论基础和研究方向。     

药用植物真菌毒素污染现状与控制策略

药用植物被广泛用作家庭医疗和制药工业的原材料。随着消费量和种植面积的逐年增加,药用植物真菌毒素污染有加重的趋势。在生长、收获、处理和储存的过程中,药用植物都可能会受到各种霉菌的污染,从而导致其发霉并产生真菌毒素。加之缺乏对这些天然药品质量和毒性的有效监测,其安全性已经成为一个严重的公共卫生安全问题。本文对药用植物中主要的真菌毒素污染种类及其天然存在情况进行了综述,提出了真菌毒素污染防控措施,并对保障药品质量安全和人体健康采取的方法进行了展望。     

物种敏感性分布法拟合函数的拟合优度评价

为明确物种敏感性分布(SSD)法适用于酸性土壤条件下的最优拟合函数,以均方根(RMSE)和残差平方和(SSE)为评价指标,系统分析了不同pH和累积概率条件下5种常见拟合函数(Log-logistic、Gamma、Log-normal、Weibull和BurrⅢ)的拟合优度。研究表明:两种pH条件(pH 5.5和pH 6.5)下5种拟合函数的拟合优度无明显差异,其中Log-logistic、BurrⅢ函数的SSE值分别为0.021、0.024和0.169、0.191,RMSE值分别为0.038、0.040和0.106、0.113,两者拟合效果较好;但不同累积概率条件下拟合函数的拟合优度存在一定差异,其中低累积概率(p≤20%)条件下Log-logistic与Gamma的SSE值分别为2.45×10-4和2.46×10-4,RMSE值分别为4.04×10-3和4.05×10-3,两者拟合效果较好;中累积概率(20%p≤80%)条件下Log-logistic与Log-normal的SSE值分别为0.018和0.021,RMSE值分别为0.034和0.037,两者拟合效果较好;而高累积概率(p80%)条件下BurrⅢ与Log-logistic的SSE值分别为0.151和0.203,RMSE值分别为0.100和0.116,两者拟合效果较好。研究表明,酸性土壤(pH≤6.5)中低、中累积概率(0≤p≤80%)条件下优先推荐使用Log-logistic拟合函数,而高累积概率(p80%)条件下优先推荐使用BurrⅢ拟合函数。     

蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响

为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓（内层种）和赤子爱胜蚓（表层种）为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒（微板法）、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明：经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度（0.022 4~1.006 0 mg·kg^-1）显著低于对照组土壤（0.033 5~1.585 0 mg·kg^-1）。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

基于田块尺度土壤重金属空间分布及其生态风险评价

为了揭示田块尺度上土壤重金属污染特征及空间分布,以河南省新乡县翟坡镇某冬小麦种植农田为研究对象,采集了202个农田表层0～20 cm土壤和40个0～100 cm剖面土壤样品,分析了土壤样品中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni和Mn的含量特征,运用地统计分析中的普通克里格插值法研究土壤重金属的空间分布规律,并结合地质累积指数法和潜在生态危害指数法对研究区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明,研究区表层土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni和Mn均值为0.95、24.35、6.40、35.52、319.60、21.76mg·kg^-1和157.32 mg·kg^-1。Cr、Cd、Pb含量均超过河南省土壤重金属含量背景值,其中Cr、Cd含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)筛选值,点位超标率分别为98%和100%。总体来看,土壤重金属含量随着剖面深度增加而降低,调查区南部的部分区域重金属含量偏高。从地质累积指数法与潜在生态危害指数法两种方法来看,Cd污染最为严重,生态风险较高,应当对该区域土壤Cd污染采取一定...