珠溪河流域土地利用变化对面源磷污染影响的研究

探讨土地利用类型变化对磷、泥沙负荷以及截留能力的影响,为制定珠溪河流域面源磷污染治理措施提供重要支撑,也为鄱阳湖流域磷污染精准防治提供科学依据。基于2010年和2018年土地利用数据,采用SWAT模型对珠溪河流域面源磷负荷、泥沙负荷以及径流进行了模拟研究,并结合水文水质实测数据对模型的模拟结果进行评价。结果表明：相关系数R2和Nash-Suttclife模型效率系数ENS均满足SWAT模型在研究区的适用要求;泥沙与总磷的负荷强度与耕地、建设用地的覆盖率呈正相关,与林地、草地的覆盖率呈负相关,且总磷负荷强度与泥沙负荷强度有较高的重合性;2010年、2018年土地利用数据的总磷、泥沙年均入河系数分别为0.535、0.736和0.558、0.752,2个时期的泥沙与总磷入河系数中北部大于南部。控制农业生产和农村生活的污染物排放是减少面源污染的重要措施,进行退耕还林或退耕还草能有效截留污染物质以及起到防沙固土的作用。     

基于多指标的镉低积累水稻品种筛选

为筛选高产且镉低积累水稻品种,选择江西省新余市主推的10个早稻和12个晚稻品种为材料,采用田间小区试验,比较不同水稻品种在轻度镉污染农田对镉吸收、积累和富集的差异,测定不同水稻品种的产量、糙米镉含量、富集系数和转运系数等指标。结果表明,不同水稻品种的糙米镉含量差异较大(P<0.05),早稻品种糙米中镉含量为0.11～0.25 mg·kg^-1,晚稻品种糙米中镉含量为0.05～0.21 mg·kg^-1,其中启两优1639、陵两优171和兴安香占等水稻品种糙米的镉含量超过国家限量标准值(0.20 mg·kg^-1)。早稻品种糙米对土壤镉的富集系数为0.26～0.57,晚稻为0.17～0.73;早稻品种谷壳-糙米转运系数为1.12～2.62,晚稻为0.26～2.75;糙米镉含量与富集系数、转运系数相一致。不同品种水稻产量为6.30～11.69 t·hm^-2,早晚稻产量较高的分别是启两优1639和甬优4949。通过多目标的聚类分析,兼顾水稻产量与糙米镉累积情况,筛选出早稻品种陵两优47、晚稻品种甬优494...     

硼镁钙土壤调理剂对红壤旱地土壤酸化的阻控效果

针对中国南方红壤旱地酸化问题,为硼镁钙土壤调理剂在该土壤上的应用和推广提供技术支撑。以红薯为主要作物,通过田间试验比较常规施肥(CK)与常规施肥配合施用硼镁钙土壤调理剂 750 kg/hm ²(T₅₀)、1500 kg/hm ²(T₁₀₀)、2250 kg/hm ²(T₁₅₀)在江西红壤旱地上对红薯产量的影响,以及土壤酸化的阻控效果。结果表明:与CK相比,连续2年施用硼镁钙土壤调理剂可以使红薯增产22.45%~78.40%,土壤pH提高0.13~0.30个单位,土壤交换性酸总量降低0.07~0.28 cmol/kg,且总体上均表现为随硼镁钙土壤调理剂用量的增加改善效果越好。对土壤碱解氮含量没有明确影响,对土壤有机质、有效磷和速效钾的含量提高效果不显著。总体来看,红壤旱地施用硼镁钙土壤调理剂可以明显提高红薯产量,在提高土壤pH和活化土壤磷、钾养分等方面也有一定作用。     

鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节分布特征及污染风险分析

为明确鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节性分布及污染风险,于2015—2019年对位于江西省南昌市南昌县向塘镇国控监测点的“冬闲-双季稻”种植模式进行了原位监测。结果表明：监测期早稻季径流量占全年总量的比例最高,为39.11%~61.50%,其次是冬闲季,占23.31%~54.30%,而晚稻季的径流量最小;氮磷养分流失量与径流量的季节分配规律相似,也大体表现为早稻季>冬闲季>晚稻季。然而,监测期多数年份（除2016年外）防控关键期（施肥后10 d）的径流量及氮磷流失量占全年总量的比例均低于13%,表明双季稻田防控关键期的污染风险可能被夸大。但极端降水条件下,径流量、氮流失量和磷流失量在全年的占比分别为27.34%~52.19%、14.21%~54.06%和25.38%~45.95%,远高于防控关键期,表明极端降水可能导致较大的双季稻田面源污染风险。因此,对于鄱阳湖平原双季稻区,早稻季和冬闲季均是稻田氮磷流失防控的重要时期。由于降水事件具有偶然性,仅靠降低“防控关键期”的氮磷流失来防控面源污染具有较大风险,极端降水条件下的氮磷流失防控可能是未来消减双季稻区面源污染的重点研究方向。     

珠溪河流域土地利用变化对面源磷污染的影响研究

探讨土地利用类型变化对磷、泥沙负荷以及截留能力的影响,为制定珠溪河流域面源磷污染治理措施提供重要支撑,也为鄱阳湖流域磷污染精准防治提供科学依据。基于2010年和2018年土地利用数据,采用SWAT模型对珠溪河流域面源磷负荷、泥沙负荷以及径流进行了模拟研究,并结合水文水质实测数据对模型的模拟结果进行评价。结果表明:相关系数R ²和Nash-Suttclife模型效率系数E _NS均满足SWAT模型在研究区的适用要求;泥沙与总磷的负荷强度与耕地、建设用地的覆盖率呈正相关,与林地、草地的覆盖率呈负相关,且总磷负荷强度与泥沙负荷强度有较高的重合性;2010年、2018年土地利用数据的总磷、泥沙年均入河系数分别为0.535、0.736和0.558、0.752,2个时期的泥沙与总磷入河系数中北部大于南部。控制农业生产和农村生活的污染物排放是减少面源污染的重要措施,进行退耕还林或退耕还草能有效截留污染物质以及起到防沙固土的作用。     

不同土壤钝化剂对农田土壤中镉的钝化效果研究

[目的]农田土壤镉(Cd)污染影响着生态环境质量、农产品安全及人体健康,如何有效降低糙米镉含量是当前研究热点,研究不同类型土壤钝化剂对土壤-水稻系统重金属镉含量的影响,拟为镉污染土壤治理提供科学依据.[方法]在江西省典型稻田开展田间小区试验,比较了12种土壤钝化剂对土壤pH、有机质、阳离子交换量、土壤镉含量、水稻产量及稻米中镉含量的影响,并计算了糙米富集系数.[结果]与对照相比,施用钝化剂使土壤pH上升0.11～1.33,其增幅为2.91％～25.92％,有机质和阳离子交换量分别增加了1.02％～10.93％和0.05％～32.08％.土壤有效态Cd含量降低了19.97％～30.74％,其中麦饭石、森美思和石灰处理显著低于CK;水稻糙米中Cd含量降低了7.82％～69.44％,其中特贝钙、森美思、天象和石灰处理显著低于CK;糙米富集系数范围为0.22～0.74;稻谷产量增加1.28％～15.22％.相关性表明糙米Cd含量与土壤pH、阳离子交换量和总Cd呈显著负相关,而与土壤有效态Cd呈显著正相关.[结论]施用钝化材料对Cd在土壤-水稻系统的具有较好的阻控作用,且具有增产作用,较好的保障实现水稻安全生产的潜力,本试验条件下以特贝钙、森美思、天象和石灰处理修复效果最佳,其次为维地康、麦饭石、修复龙和颐和原壤.     

丹江口库区坡耕地玉米间作模式经济与环境效益分析

2013—2015年连续3年采用田间小区试验,研究了自然降雨条件下玉米(Zea mays L.)单作、玉米间作白芷(Angelica dahurica)、玉米间作甘薯[Dioscorea esculenta(Lour.)Burkill]对丹江口库区坡耕地地表氮、磷养分流失的影响,并进行了经济效益分析。结果表明,玉米间作模式对坡耕地地表氮、磷有显著的阻控作用,并可有效降低水土流失。与玉米单作相比,玉米间作白芷和玉米间作甘薯的径流总氮年均流失量分别减少了32.09%和20.37%,径流总磷年均流失量分别减少了32.08%和18.40%,泥沙流失量分别减少了9.18%和11.05%。玉米间作白芷经济效益最高,其次是玉米间作甘薯,分别是玉米单作的4.24和2.73倍。从农田氮、磷面源污染控制和经济效益综合分析,玉米间作白芷模式是丹江口库区较合理的生态种植模式,可进一步推广应用。     

紫云英翻压条件下生物炭基肥配施量对水稻Cd迁移累积的影响

为探究翻压紫云英条件下，生物炭基肥配施量对水稻生长发育和水稻各器官Cd迁移积累的影响。通过盆栽试验，设置5个处理：紫云英替代30%的氮肥+70%氮肥（FNG30，对照）、30%紫云英+10%生物炭基肥+60%氮肥（FNG30B10）、30%紫云英+20%生物炭基肥+50%氮肥（FNG30B20）、30%紫云英+30%生物炭基肥+40%氮肥（FNG30B30）、30%紫云英+40%生物炭基肥+30%氮肥（FNG30B40），研究不同生物炭基肥配施量对早稻生长发育和水稻Cd迁移累积的影响。结果表明：与对照相比，生物炭基肥配施处理均能提高水稻籽粒的产量，且水稻籽粒产量随生物炭基肥配施量的增加而提高；生物炭基肥的配施可降低水稻糙米中的Cd含量，与对照相比，生物炭基肥配施后各处理降幅大小为FNG30B30（29.2%） > FNG30B20（20.8%） > FNG30B40（19.6%） > FNG30B10（8.3%）；生物炭基肥可抑制Cd从水稻根向地上部位的转运，在30%的生物炭基肥配施处理时抑制效果最为明显，且Cd从谷壳到糙米的转运能力最低。综上，在翻压紫云英条件下，配施生物炭基肥能有效降低水稻Cd污染风险，且30%的生物炭基肥配施量时降低稻田Cd污染风险效果最佳。     

原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂对水葫芦的影响和安全性评估

【目的】水葫芦是我国重大外来入侵生物之一,其综合防治研究具有十分重要的意义。期望通过考察不同类型的原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂对水葫芦不同部位的影响,筛选合适的水葫芦抑制剂,并对该类抑制剂进行水体安全性评估,为水葫芦的化学防治提供理论基础和数据支撑。【方法】通过盆栽实验分别考察氟磺胺草醚、乙氧氟草醚、丙炔氟草胺和苯嘧磺草胺对水葫芦鲜质量、分蘖、叶面、叶柄、根长和新根的影响,考察其对水葫芦的综合防效;分别考察这4种抑制剂对四尾栅藻生长速率的影响,根据其应急毒性和半抑制浓度评估对抑制剂进行安全性评估。【结果】首先,草胺类PPO抑制剂丙炔氟草胺和苯嘧磺草胺对水葫芦的鲜质量、分蘖、根长、新根、叶面和叶柄的防效均强于二苯醚类抑制剂氟磺胺草醚和乙氧氟草醚;其次,施加氟磺胺草醚后30 d,水葫芦的枯叶指数和枯柄指数分别只有65.4%和44.0%,反而低于第20天的77.6%和48.9%,表现出一定的返青现象;再次,施加乙氧氟草醚、丙炔氟草胺和苯嘧磺草胺30 d后对水葫芦枯叶和枯柄防效均达到了100%;最后,当抑制剂浓度为3.0 mg/L时,氟磺胺草醚、乙氧氟草醚、丙炔氟草胺和苯嘧磺草胺对四尾栅藻的生长抑制率分别为73.0%、75.7%、27.0%和16.2%。【结果】结果显示,相比二苯醚类PPO抑制剂,草胺类抑制剂对水葫芦的防效更好,毒性更低。