基于LMDZ模型的西北干旱区水汽再循环率分析

局地水汽再循环是陆地水循环过程的重要环节。在我国西北干旱区水汽再循环的绝对量虽然有限,但对区域降水的贡献(即水汽再循环率)却不容忽视。本文基于嵌套同位素模块的LMDZ模式模拟数据,运用同位素混合模型,对西北干旱区1979-2007年水汽再循环率的时空特征及其作用机制进行了分析。结果表明:研究时段内,外来水汽对降水的月尺度和年尺度贡献率都明显高于再循环水汽,季节上呈夏高冬低,年际上呈逐渐上升的态势;而再循环水汽的贡献率较低,呈夏季低冬季高且逐年下降(冬半年植物蒸腾水汽的贡献率在年际上呈上升趋势)的特点。外来水汽对降水的贡献率存在空间差异,山区附近的值往往较高,荒漠平原区的值则较低。就地表蒸发与植物蒸腾而言,地表蒸发对降水的贡献率整体低于植物蒸腾,但在小范围地区也有相反的规律。外来水汽和地表蒸发水汽的贡献量与其贡献率的空间分布特征基本一致,而植物蒸腾水汽在山区的贡献量高于荒漠平原区。     

西北地区小麦生产环境风险时空特征

利用CROPWAT模型和生命周期评价(LCA)方法，对西北地区2005—2020年小麦生产的投入、环境风险和水分需求进行分析和评价。结果表明：西北地区氮、磷、钾平均肥料投入量分别为238、142、62.5 kg·hm^-2;农药、柴油、种子、人工的投入量分别为4.35 kg·hm^-2、1.26 L·hm^-2、305 kg·hm^-2、771 h·hm^-2。西北地区平均小麦产量3.68 t·hm^-2,排放温室气体3 589 CO₂-eqkg·hm^-2,土壤酸化潜值87.0 SO₂-eqkg·hm^-2,消耗能量3.3×10⁸ J·hm^-2。肥料投入对温室气体排放和能量消耗的贡献最大，分别达到86.5%和77.8%;农作阶段在土壤酸化潜值中贡献率最高，占比达90%以上。西北地区小麦生产平均需水量为331 mm,平均灌溉需水量为227 m...     

五种加工方式对黄瓜中10种农药残留的去除效果

在实验室模拟沉积农药条件下,通过液相色谱-串联质谱 (LC-MS/MS) 和气相色谱-串联质谱 (GC-MS/MS) 检测技术,研究了经水洗、水煮、炒制、去皮和腌制5种加工方式后,多菌灵、吡虫啉、啶虫脒、乙霉威、霜霉威、丙溴磷、氯氰菊酯、三唑磷、敌敌畏和嘧霉胺10种农药在黄瓜中的残留量变化情况。结果表明:在5种加工方式中,以去皮处理对农药的去除效果最明显,其中丙溴磷和氯氰菊酯的加工因子 (PF) 均为0.04,其他4种加工方式对农药去除效果的强弱顺序为水煮>炒制、水洗、腌制;农药的log K_ow(辛醇水分配系数) 值跟农药的去除效果直接相关,经水洗和水煮2种加工方式处理后,农药的log K_ow值越小,越易被去除。另外,水洗、水煮和炒制处理,在0~10 min内随处理时间延长农药残留量呈减小的趋势,10种农药的PF变化范围为:水洗时PF在1.00~0.62之间,水煮时PF在0.86~0.37之间,炒制时PF在1.13~0.52之间。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定6种中药材中110种农药残留

建立了人参、黄芪、紫苏叶、白菊、益母草和五味子6种中药材中110种农药残留的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析方法。样品经乙腈提取,PSA固相萃取柱净化,正己烷液液分配,采用UPLC-MS/MS在正离子模式下以多反应监测扫描方式进行检测。结果表明:PSA柱结合正己烷液液分配净化可有效去除杂质干扰;分别在每种农药的定量限(LOQ)、5倍LOQ及20倍LOQ 3种浓度水平下进行添加回收率实验,110种农药的平均回收率在70.1%～95.7%之间,相对标准偏差(RSD)在0.8%～13.7%之间;供试110种农药的线性范围为其各自LOQ值的0.5～50倍,线性相关系数(r)在0.991～0.999之间;110种农药的检出限(LOD)在0.1～8.0 μg/kg之间,LOQ在2.0～100 μg/kg之间。该方法操作简单、净化效果好、灵敏度高,准确度和精密度均符合农药多残留分析的要求。     

化学农药环境行为参数快速估测方法研究

农药在反相高效液相色谱(RP-HPLC)上的流动相与固定相间的分配过程与其在环境中极性介质与非极性介质间的分配,包括吸附、富集、挥发等过程有着密切的相关性,因而可用农药在 RP-HPLC 上的校正保留时间(t'_R)和容量因子(K')来快速测定其水溶解度(S_W)、分配系数(K_(OW))、吸附常数(K_(OC))、生物富积因子(BCF)和水中挥发性(K_(Wa))、土壤中挥发性(K_(Sa))等环境行为参数。本文应用该方法选择一系列已知 S_W、K_(OW)、K_(OC) 等参数的农药,在不同流动相条件下测定它们的 t'_R 和 K'值,用外推法求出流动相为纯水时的容量因子 K~0,研究了t'_R、K'、K~0与 S_W、K_(OW)、K_(OC)、BCF 及 K_(Wa)、K_(Sa) 之间的关联,通过建立相关方程来预测其它农药未知的有关环境参数,并对有关影响因素进行了探讨。在相关方程的建立上,分为结构相似的同系列农药方程,它对本系列内参数未知的农药有较好的预测能力;在结构上差异较大的非同系列农药方程,它能在大体上初步反映出不同类型农药的环境性质,其方程的相关性一般比同系列方程要差;第三种是由在类别及 t'_R 上都具有代表性的农药所建立的基准方程,它适用于任一农药上述参数的预测,其结果具有良好的可信度,不受个别误差较大的农药的影响。研究结果表明:1.用RP - HPLC测定农药的水溶解度,在流动相甲醇:水为60:40的条件下建立S_w与t'_R的相关方程:取代脲类同系列农药方程:1nS,,=14.822-3.85541nt'_R-0.01(MP一25 C)包括有机磷、取代脉类和氨基甲酸醋类的非同系列农药方程:1nS_w=14.589一3.6471nt_R -0.01(MP一25℃)基准方程:1nS W = 15.506- 4.1lnt'R-0.01(MP一25℃)用上述方程测得的S_w值与文献值得到相近的结果.2.农药的K_ow与t'_R的关系(甲醇:水=60:40):同系列方程:"lnK_ow=-1.1843 + 3.5054 lnt'R 非同系列方程:1nK_ow=-0. 6021 + 3.1215 lnt'R 基准方程:lnK_ow=-0.2230 + 2.9972 lnt'R 3.由于K_ow与农药的BCF有较好的线性关系,可得到t'_R与BCF的关系式:InBCF=A'+B'Int'_R 4.用RP - HPLC测定农药的K_oc是在流动相甲醇:水为70:30的条件下建立相关方程:同系列方程:InK_oc=0.2651+4.0764Int'_R 非同系列方程:InK_oc=1.1924+3.2825Int'_R 基准方程:InK_oc=1.8431+0.9629Int'_R 5.由于S_w可用RP - L LPLC测定,因而可以预测农药在水体中的挥发作用K_wa=C_w/C_a=S_w×8.26×10~6×T/P×M×10~6进而又可预测其在土壤中的挥发性K_wa=C_(wa)/C_a=C_w/C_a(1/г+K_d)     

基于机器学习预测农药对熊蜂和蜜蜂的毒性

熊蜂 (Bombus spp.) 和蜜蜂 (Apis mellifera L.) 是自然界中的重要传粉昆虫,近年来因为农药的大规模不合理使用造成了世界多个地区熊蜂和蜜蜂种群的持续下降。为了更好地评估农药对熊蜂和蜜蜂的毒性,本研究收集了61个共有的农药蜂毒数据,采用12种分子指纹联合8种机器学习算法,分别建立了农药对熊蜂和蜜蜂急性接触毒性LD₅₀值的分类预测模型。结果表明:农药对熊蜂和蜜蜂的急性接触毒性分类模型预测准确率分别达86.7%和80.0%。随机森林 (Random Forest)、神经网络 (Neural Network) 和支持向量机 (SVM) 3种算法联合Fingerprinter、Klekota-Roth Count和Extend 3种分子指纹在本研究中的预测能力较好。此外,分别采用构建的熊蜂毒性预测模型和蜜蜂毒性预测模型开展交叉毒性预测,准确率分别为72.9%和66.7%,表明熊蜂毒性模型预测蜜蜂毒性的准确性高于蜜蜂毒性模型预测熊蜂毒性的准确性。本研究可为设计低蜂毒化合物提供理论指导,同时为开展不同昆虫靶标的毒性交叉预测提供借鉴。     

西藏雨季主要水体氢、氧同位素特征

通过对2014年雨季西藏境内63处水体中δD和δ~(18)O值的测定,分析其中氢、氧稳定同位素组成特征。结果表明:水体δD和δ~(18)O的取值范围分别为-152.06‰~-19.05‰和-16.96‰~4.66‰,δD较δ~(18)O的标准差大,平均值分别为-101.38‰和-9.67‰;3种水体的δD和δ~(18)O值关系为湖泊δD相对河流δD富集,河流δD相对沼泽δD富集,湖泊δ~(18)O相对河流δ~(18)O和沼泽δ~(18)O富集,河流δ~(18)O和沼泽δ~(18)O无差异;蒸发趋势方程分别为δD湖泊=6.14δ~(18)O-45.48(n=22,R2=0.855),δD河流=7.83δ~(18)O-26.22(n=32,R2=0.858),δD沼泽=5.93δ~(18)O-52(n=9,R2=0.723),河流相比湖泊和沼泽水体的δD与δ~(18)O更易受大气降水的影响;氘过量参数特征为湖泊-79‰~-17‰,河流-40‰~-5‰,湿地沼泽-34‰~-7‰,表现出蒸发强烈的水体特征;沼泽水体δ~(18)O与纬度的一元线性回归方程为y=1.67x-63.23。     

QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法测定榛子中4种农药的残留

建立了同时检测榛子中苯醚甲环唑、丙环唑、噻虫嗪和啶虫脒4种农药残留量的QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱 (HPLC-MS/MS) 检测方法。榛仁和榛壳分别经正己烷饱和的乙腈和乙腈提取,用弗罗里硅土、石墨化碳黑 (GCB) 和N-丙基乙二胺 (PSA) 净化。C₁₈色谱柱分离,采用电喷雾正离子 (ESI+) 扫描,在多重反应监测 (MRM) 模式下进行质谱分析,外标法定量。结果表明:在0.01～2 mg/kg范围内,苯醚甲环唑、丙环唑、噻虫嗪和啶虫脒4种供试农药的质量浓度与对应的峰面积间呈良好线性关系 (R2 > 0.990 2)。在0.01、0.1和1 mg/kg 3个添加水平下,4 种农药在榛子中的日内平均回收率为79%～111%,相对标准偏差 (RSDs) (n = 5) 为0.6%～6.9%,日间平均回收率为81%～110%,RSDs (n = 15) 为1.1%～8.5%。4种农药的定量限均为0.01 mg/kg。此方法简单、高效,可为榛子等坚果类食品中多种农药残留的同时测定提供参考。     

新型茉莉酸类植物生长调节剂的QSAR研究

应用 Cerius2 软件中的遗传函数算法(GFA)和分子力场分析方法(MFA)对18个新型茉莉酸类化合物具有的对大麦和番茄的生物活性进行定量构效关系(QSAR)研究,所建模型都通过了显著性检验,交叉验证系数r2CV均大于0.810,表明模型都具有良好的预测可靠性。计算研究表明: 分子的热力学性质 (各种原子类型 AlogP 描述符)、空间结构状态(Jurs-RPSA参数)、 电性描述符(Dipole-mag 和 HOMO)和结构描述符(Hond Acceptor)是影响活性的主要二维因素。用三维QSAR方法研究了茉莉酸类化合物与其受体有效相互作用时所需的理化特征,并进一步验证了二维QSAR模型的可靠性。该研究可为进一步了解茉莉酸类化合物在植物体内的信号传导机制和研制具有生态农药性质的茉莉酸类植物生长调节剂提供理论指导。     

APSIM模型中胡麻干物质分配与器官生长模型构建及其精度检验

胡麻器官生长与干物质分配的准确模拟是预测胡麻产量的关键模型。利用2012-2013年定西和榆中试验站胡麻不同播种方式(残膜直播、覆盖新膜播种、揭残膜后直接播种),种植密度(3×106(D1)、4.5×106(D2)、6×106(D3)、7.5×106(D4)、9×106(D5)、1.05×107(D6)、1.2×107(D7)粒·hm-2)和氮磷水平的试验,采用关键遗传参数叶片生物量、蒴果生物量、收获指数增长率、最大收获指数、籽粒含油量、碳水化合物含油率、籽粒水分含量等确定各器官物质分配比例,基于农业生产系统模型(APSIM)构建胡麻干物质分配与器官生长模拟模型,2014-2015年试验数据用于模型验证。结果表明,定西试验区不同肥料、播种方式的地上部总干重模拟结果分别为:RMSE值平均1.7652 g·plant-1,R2平均0.8649,不同播种方式模拟RMSE值平均1.8928 g·plant-1,R2平均0.8453;不同种植密度、氮磷处理水平的地上部总干重平均RMSE值分别为1.5344 g·plant-1、1.9371 g·plant-1,平均R2分别为0.9135、0.8267,各器官干重茎、叶、果的平均RMSE值分别为1. 7751、2. 6371、1. 9785 g·plant-1,R2分别为0.9344、0.8077、0.9118。检验结果表明,模型可较好模拟胡麻地上部总干重和地上部各器官干重的变化动态。     

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定紫花地丁中82种农药多残留

采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),优选最佳QuEChERS样品前处理方法,建立了紫花地丁Viola yedoensis中82种农药残留的快速筛查和定量检测方法。通过正交试验设计9种组合,研究4种不同吸附剂(PSA、C₁₈、GCB和SiO₂)对紫花地丁净化效果的影响。紫花地丁样品分别经800 mg PSA、3 200 mg C₁₈、1 600 mg GCB和1 600 mg SiO₂提取与净化,采用phenomenex DOD-4475-AN C₁₈色谱柱分离,0.1%甲酸(含10 mmol/L甲酸铵)-乙腈混合溶液进行梯度洗脱,标准曲线法定量。结果表明:82种农药在相应的线性范围内,色谱响应值与对应的质量浓度间均呈良好的线性关系(r ≥ 0.99),检出限(LOD)均在0.3~5 μg/kg之间,定量限(LOQ)均在1~20 μg/kg之间。在0.02、0.05和0.1 mg/kg 3个添加水平下,大多数农药的平均回收率介于70%~111%之间,相对标准偏差(RSD,n = 6)小于19%。该方法操作简单、准确、高效,可满足紫花地丁中82种农药残留同时检测的要求。     

应用逐步回归推导玉米小斑病流行预测式的初步研究

 根据河南、河北两省多年多点对玉米小斑病流行进程的观察记载,共积累20个年次的病情系统调查资料,结合相应的气象数据,按照本病的流行规律,设计8个供选因子,用北京大学DJS-18型电子计算机进行逐步回归运算,分别推导出从7月中旬至8月中旬的30天中期预测式和从7月中旬至9月中旬的60天长期预测式。
所谓测报时间范围内相应时期的气象因素,在中期预报中为7月份的总雨量、总雨日、日平均温度等,在长期预报中为7、8两个月的上述气象因素。
两个预报式的确定系数分别为0.8125和0.6843,经用建立模型以外的多个实际病情对所得方程式进行检验,证明预测式有较高的可靠度。
长期预报式可用做流行强度的趋势性预报,中期预报式可供确定防治适期的参考。     

稻瘟酰胺在水稻植株及稻田水、土壤中的 消解动态研究

为评价稻瘟酰胺在水稻上使用的安全性,建立其使用规范,于2006-2007年研究了35%酰胺·稻瘟灵乳油(稻瘟酰胺∶ 稻瘟灵=30∶ 5,质量比)中稻瘟酰胺在浙江和福建两地水稻植株及稻田水、土壤中的消解动态。结果表明:稻瘟酰胺标准溶液的线性方程为y=246 192x+925.88(r=0.999 7),线性范围为 0.005~1 mg/L。残留分析中样品采用乙腈和乙酸乙酯提取,经中性氧化铝和弗罗里硅土柱层析净化,气相色谱检测。当样品中添加水平为0.001~1 mg/kg时,采用该方法测得的平均回收率为78.6% ~108.4%,相对标准偏差(RSD)在3.5% ~23.4%之间;其在水稻植株、土壤和田水中的最低检测浓度(LOQ)均为0.001 mg/kg(L)。田间试验结果表明,稻瘟酰胺在稻田样品中的消解动态曲线符合一级动力学方程,其在水稻植株、土壤以及田水中消解迅速,半衰期分别为5.2~9.5、3.8~7.3、0.8~3.2 d。     

华北地区苗圃毛白杨叶锈病流行预测式的推导

 根据1983-1987年在北京、河北、山东、山西调查的苗圃毛白杨叶锈病病情,结合相应的气象数据,通过逐步回归在18个自变量因子中,筛选出早春百株病芽数(X₁)和发病适温期间降雨量(X₂)的互作因子(X₁X₃),建立预测当年最高病情(Y)的方程式:Y=2.8229+0.0133X₁X₃。
该方程经数学检验合理,两年当中建立模型以外的10例实测病情对方程式进行检验,证明有较高的可靠程度,可在华北地区试用,为防治决策提供依据。     

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法检测花生中4种农药残留

建立了超高效液相色谱-串联质谱 (UPLC-MS/MS) 同时检测花生中精喹禾灵、毒死蜱、乙草胺和吡虫啉残留的分析方法。样品以纳米氧化锆 (Nano-ZrO₂)、十八烷基键合硅胶 (C₁₈) 和多壁碳纳米管 (MWCNT) 组合进行净化,采用UPLC-MS/MS检测,外标法定量。结果表明:在0.001~0.5 mg/L范围内,4种农药的质量浓度与其对应的峰面积间线性关系良好,r≥0.9986;在0.01、0.1和1 mg/kg 3个添加水平下,4种农药在花生中的平均回收率在82%~109%之间,相对标准偏差 (RSDs,n = 5) 在2.8%~9.0%之间,其定量限 (LOQ) 均为0.01 mg/kg。运用该方法对采自泰安市大型超市和农贸市场的10批次花生样品进行检测,结果表明,所有样品中4种农药的残留量均未超过中国规定的最大残留限量标准。该方法具有净化效果好、操作过程简便高效、灵敏度高、稳定性好和通用性强等优点,适用于花生中4种农药残留的同时检测。     

不同基质和覆土栽培条件下双孢蘑菇中吡虫啉和咪鲜胺残留差异影响

为了明确吡虫啉和咪鲜胺在双孢蘑菇Agaricus bisporus不同栽培基质中的消解规律,采用在工厂化双孢蘑菇栽培覆土中拌料施药、培养料中喷药两种施药方式开展田间试验,运用QuEChERS净化前处理技术结合超高效液相色谱-串联质谱 (UPLC-MS/MS) 分析,检测了吡虫啉和咪鲜胺在双孢蘑菇栽培基质和子实体中的残留。结果表明:吡虫啉和咪鲜胺的消解规律均符合一级反应动力学方程;在常规覆土、草木灰土和椰糠土3种覆土中的消解半衰期,吡虫啉分别为 84.5、65.4 和68.6 d,咪鲜胺分别为23.5、17.7和19.0 d;在m (稻秸秆) : m (麦秸秆)=0 : 10 (CT1) 和2 : 8 (CT2) 两种培养料处理中的消解半衰期,吡虫啉分别为7.7 和8.0 d,咪鲜胺分别为10.9和12.8 d。两种农药在不同基质中的消解趋势相同,半衰期均表现为常规覆土 > 椰糠土 > 草木灰土,培养料CT2 > 培养料CT1。两种农药在不同处理下生长的双孢蘑菇三潮菇中均有检出,说明覆土和培养料中的农药会向双孢蘑菇中迁移。本研究初步揭示了吡虫啉和咪鲜胺在双孢蘑菇不同栽培基质中的消解规律,为工厂化双孢蘑菇中农药的规范使用及培养基质的合理选择提供了理论支持。     

液相色谱-串联质谱法测定中药材浙八味中30种有机磷农药残留

建立了中药材浙八味中30种有机磷 (OPPs)农药残留的检测方法。针对中草药基质复杂、净化难度大的问题,采用纳米材料二氧化锆 (nano-ZrO₂)和介孔分子筛 (MCM-41)作为分散固相萃取 (d-SPE)净化吸附剂,以延胡索为代表基质对净化过程进行优化,采用液相色谱-串联质谱 (LC-MS/MS)进行分析。结果表明:以30 mg nano-ZrO₂和50 mg MCM-41为净化吸附剂时,延胡索基质中,除苯腈磷、敌百虫 (0.002~0.25 mg/L)和敌敌畏 (0.005~0.25 mg/L)外,其余27种农药在0.001~0.25 mg/L范围内线性关系良好,相关系数 (r)均大于0.99。方法定量限 (LOQ)除敌敌畏 (0.05 mg/kg)外,均为0.01 mg/kg。8种基质在0.05 mg/kg添加水平下,除倍硫磷和敌敌畏外,其余28种农药平均回收率范围为64 %~125 %,相对标准偏差 (RSDs)在0.05%~11%之间。该方法简单、快速、准确、重现性好,并且在浙八味中有较好的适用性,弥补了浙八味中有机磷农药残留检测技术缺乏的空白。     

QuEChERS-气相色谱-串联质谱法测定中药材水蛭中73种农药残留

建立了中药材水蛭中73种农药的QuEChERS-气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)检测方法。样品用水浸泡并经V(乙酸) : V(乙腈) = 1 : 99和1.5 g乙酸钠溶液作为缓冲体系提取，采用优化的净化剂150 mg乙二胺-N-丙基甲硅烷(PSA)和150 mg十八烷基键合硅胶(C₁₈)组合净化，经HP-5 MS色谱柱分离，在动态多反应监测模式下测定。结果表明:在优化的条件下，10.0~500 μg/L范围内，73种农药在水蛭中的峰面积与其质量浓度间呈良好的线性关系(r > 0.99)。在0.02、0.04和0.2 mg/kg 3个添加水平下，73种农药在水蛭中的回收率为71%~117%，相对标准偏差(RSD)(n = 6)为1.1%~12% (n = 6)，定量限(LOQ)为0.02 mg/kg，检出限为0.001~0.008 mg/kg。本方法简捷、灵敏、稳定，可以满足实际检测需求。     

气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定4种果品中99种农药残留

建立了红枣 (干)、杏、葡萄和香梨4种果品中99种农药残留量的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法。样品用乙腈提取，氯化钠盐析并离心，上清液经分散固相萃取净化，丙酮溶解定容后，GC-MS/MS测定。对比了Carb/NH₂固相萃取柱和NH₂ + C₁₈ + GCB、N-丙基乙二胺 (PSA) + C₁₈ + GCB 3种净化方法的净化效果。结果表明:应用优化的前处理方法，采用基质匹配校准曲线，在0.005~0.5 mg/L范围内，4种基质线性关系良好 (R2 ≥ 0.9915)，定量限(LOQ)范围为0.01~0.025 mg/kg；在0.01、0.025、0.05和0.1 mg/kg 4个添加水平下，95种农药 (占总数96%)的平均回收率在70%~120% 之间，相对标准偏差在0.3%~20% 之间。该方法简便快捷，灵敏度、正确度、精密度均满足日常检测需求，可用于上述4种果品中农药多残留的快速测定。