重金属与土壤环境质量及食物安全问题研究

As、Cd、Hg、Pb和Se是对食物链造成污染的最重要元素。简述了土壤环境质量的内涵,讨论了重金属污染的现状、特性、来源以及重金属与食物安全的关系,并提出治理重金属污染的途径与方法。     

土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应

为研究施用过量的农用化学品对土壤线虫群落组成及多样性的影响,采用定点试验的方法,在哈尔滨市呼兰区选择典型农田生态系统进行试验,对比研究土壤线虫群落对施用过量的氮肥、磷肥、钾肥、除草剂及杀虫剂的响应。在试验田中共鉴定出土壤线虫27科45属,其中Cephalobus和Aphelenchus为优势属。施用不同浓度的各类农用化学品对土壤线虫群落组成、多样性均产生一定影响。线虫总数及食细菌线虫、食真菌线虫、植物寄生线虫数量在不同处理间均存在显著差异(P<0.05);其中,植物寄生线虫的相对丰度随化肥施用量的升高呈增加趋势。从土壤线虫的生态指数来看,除PPI(植物寄生线虫成熟指数)外,其他生态指数[MI(成熟度指数)、F/B(食真菌线虫与食细菌线虫数量比值)、Evenness(均匀度指数)、SR(丰富度指数)、H’(多样性指数)]在施用不同农用化学品处理之间也存在显著差异,并且,MI随着施用钾肥、氮肥浓度的增加而降低。土壤线虫可以作为揭示施用农用化学品过程中土壤质量变化的生物学指标,其群落及多样性的变化表明土壤线虫群落对农用化学品的过量施用产生了响应,过量施用农用化学品会增加土壤生态系统的干扰,对土壤环境造成威胁。     

南方水田农用化学品投入水平及分析——以湖北湖南农户调查为例

利用农户调查及统计资料对南方水田地区农用化学品投入进行了实证分析，主要揭示了农户过量施用化肥和农药的情形以及目前有关农用化学品数据收集及计算中存在的问题。建议完善和实施有关化学品使用的普查、监测制度体系及相关政策。     

施用不同屠宰场废弃物对碱化土壤肥力质量的影响

堆肥是有机固体废弃物无害化、资源化的有效途径。本文对施用不同种类屠宰场废弃物后碱化土壤肥力质量变化进行系统研究。结果表明:施用废弃物可以增加土壤有机质和养分;牛、羊废弃物对其提升效果优于猪废弃物,废弃物堆肥时间越长对土壤肥力提升效果越明显。施用屠宰场废弃物可以降低土壤pH和全盐含量。施用新鲜猪废弃物的土壤细菌数量最多;羊废弃物堆肥可以明显增加土壤放线菌数量;新鲜废弃物对土壤微生物数量的增加效果优于堆肥。整体来讲,施用屠宰场废弃物可以提高土壤质量,施用废弃物堆肥的处理土壤综合质量高于施用新鲜废弃物的处理,施用羊废弃物堆肥后土壤综合质量最高。     

污泥农用对土壤理化性质及作物产量的影响

为了研究污泥农用的有效性,通过田间试验,开展了污泥农用前后土壤理化性质及作物产量变化研究.结果表明,随着污泥施用量的增加,土壤容重最大降低了14.8%;水稳性团粒总量达31.5%;速效氮、磷的含量和土壤中的有机质含量明显增多;小麦和玉米都增产,其中污泥施用量为56.25 t/hm~2时,小麦增产达极显著水平;玉米的产量都比对照要高,而且产量随施肥量的增加而增大.     

“十四五”土壤质量与食物安全前沿趋势与发展战略

土壤质量与食物安全和人体健康息息相关。土壤质量与食物安全这一分支学科作为"十四五"土壤科学发展战略重要的组成部分,致力于治理与改善耕地土壤质量以应对粮食安全危机。文献计量结果表明,与发达国家相比,中国在该领域的研究起步较晚,但近年呈现加速上升甚至有超越的趋势。随着气候及环境污染问题凸显,国际上的相关研究热点集中于环境监测、土地利用、施肥管理、污染修复(重金属、抗生素、有机农药和病原微生物)及可持续发展等方面。本学科以土壤质量、土壤污染和粮食安全为重点研究方向,通过与地理信息学、环境科学、应用数学、医学等学科的交叉融合,借助同位素源解析、生物地球化学循环、分子生物学等前沿性理论与技术,未来将解决区域土壤质量监测、养分质量管理、食物安全与人体健康风险、土壤-作物系统中污染物迁移转化及阻控修复等关键科学问题。     

四种有机废弃物对新疆盐碱地及甜菜苗期生长的影响

为探明4种有机废弃物及施用量对甜菜苗期生长及土壤盐分的影响,采用盐碱土开展甜菜盆栽试验,施用不同浓度味精废弃物、加菌味精废弃物、沼液、动物氨基酸,以清水为对照,观测盆栽土壤的pH值、盐分及甜菜苗期生长指标。结果表明,施用沼液与动物氨基酸能降低土壤的pH值,施高浓度沼液的土壤pH降值1.46个单位,效果明显;施用150 g·m~(-2)味精废弃物与加菌味精废弃物能明显降低土壤盐分,脱盐率分别达到33%、31%;同时150 g·m~(-2)加菌味精废弃物能显著提高发芽质量,发芽率达到88%,活力指数较对照增加3.59;施用50 g·m~(-2)动物氨基酸能有效促进甜菜生长,干物质较对照增重3.95 g。研究结果可为高效利用有机废弃物改善新疆盐碱地与甜菜生长环境提供参考。     

沼渣沼液农用安全风险

随着沼渣沼液的广泛使用,其农用安全风险应引起足够重视。文章主要概述了国内外沼渣沼液农用过程中存在的问题:沼液沼渣中营养成分不稳定,无法保证其产品质量,其大量元素、有机质含量均无法达到肥料相关标准要求;重金属超标,尤其是As超标,其最高含量达52.5 mg/kg;Cu、Zn含量高,危害农作物及农田安全,国内有机肥料标准并未对其限量;残留的抗生素导致抗性基因的污染等。此外,沼渣沼液中激素含量及致病源微生物少有探索,亟需进一步研究。最后,对控制沼渣沼液农用安全风险提出了一些建议,并对以后的研究方向进行了展望。     

脱硫废弃物施用对碱化土壤油葵生长及土壤酶活性的影响

通过盆栽试验研究脱硫废弃物不同施用量(0、2.5、5、7.5和10 g kg-1)处理改良碱化土壤对油葵生长及其土壤脲酶、过氧化物酶、转化酶、碱性磷酸酶活性的影响,结果表明:脱硫废弃物改良碱化土壤能够提高盆栽油葵的株高1.17%~19.96%,地上植株鲜重提高12.70%~42.79%,地下根系鲜重提高9.46%~49.32%,根系生长长度提高10.8%~28.05%;脱硫废弃物改良碱化土壤的对土壤有机质含量影响不明显;另外适量的脱硫废弃物施用对上述土壤四种酶活性都有一定的提高作用;脱硫废弃物改良该碱化土壤的施用量以5.0 g kg-1土的处理最佳;因此土壤酶可以作为碱化土壤改良效果评价的指标。     

施用油橄榄加工废弃物对土壤生化特性的影响

油橄榄加工废弃物(OMW)的任意排放会造成严重的资源浪费和环境污染。合理施用OMW不仅可以改善土壤肥力,而且可减轻对环境的威胁,创造更大的经济效益。OMW施用于土壤中,可显著增加土壤有机物及可溶性有机碳的含量,改善土壤pH值及速效P、K等元素的含量,提高除草剂的利用率;可改变土壤微生物群落结构,增加微生物活动及生物量,促进土壤不稳定有机物的氧化成熟。但是由于OMW中含有较高浓度的酚类化合物,在施用时应严格控制其浓度,以降低对土壤生物的毒性。本文综述了施用OMW对土壤生化特性的影响。     

无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响

试验研究无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响结果表明:降解地膜在玉米生长前期具有保温、保水的显著效果,叶面积显著增大,叶片数差异不明显;液态地膜降解最快且无污染,环保作用突出,可在蔬菜等生育期短的作物上应用;生物降解膜降解较慢,具有较好的环保作用,且比露地显著增产,可在生育期较长的作物上推广应用;生物-光降解膜降解最慢,环保效果不明显,但比露地显著增产,适于玉米等生育期长的作物应用。     

长期施用不同基肥对日光温室土壤环境的影响研究

试验研究长期施用不同种类基肥对日光温室土壤理化特性以及生物环境的影响结果表明:秸秆有机肥处理土壤物理性状良好,土壤速效养分含量、土壤酶活性及放线菌数量较高,细菌和真菌数量比值(B/F)稳定,综合土壤肥力在3个处理中最高;长期施用膨化鸡粪处理土壤酸化快,土壤养分含量处于中等,土壤酶活性较高,土壤细菌和真菌数量增多,可能会引起致病菌的增殖;缓释肥作为基肥施用,可加速土壤速效养分积累,但土壤有机质含量较低,土壤酶活性和微生物活性都不高。生产上应该根据实际情况,利用有机-无机肥料的配合施用以达到理想效果。     

水土保持的水环境效应研究

 非点源污染已成为我国很多湖库型水源地的主要污染源,给人们的生活和健康以及经济社会的可持续发展造成严重危害。水土保持措施是防治非点源污染,保护水源水质,保障饮水安全的重要手段。笔者界定了水土保持水环境效应的概念;将非点源污染的类型划分为农业型、水土流失型、农村生活型、城市径流型和降水降尘型;首次系统地揭示水土保持的水环境效应机制;定量分析小流域综合治理与区域综合治理水土保持的水环境效应。     

小麦、毛苕子与黄瓜轮作对土壤微生态环境及产量的影响

采用常规方法及PCR-DGGE技术对土壤速效养分含量、土壤酶活性和微生物群落结构多样性以及黄瓜产量进行分析,以探究小麦、毛苕子与黄瓜轮作对黄瓜土壤微生态环境及产量的影响。结果表明,不同轮作处理均显著地提高了黄瓜产量,有效地改善了土壤微生态环境。其中小麦-黄瓜轮作黄瓜产量极显著高于对照(p<0.01),增产28.04%,其多酚氧化酶、过氧化氢酶及脲酶活性总体较高。毛苕子-黄瓜处理增产16.78%,并增加了土壤养分含量,转化酶活性较高,极显著高于对照(p<0.01)。DGGE结果表明,轮作有助于根际土壤细菌种类的增多及结瓜后期真菌种类的减少,其中毛苕子-黄瓜处理的影响更为明显。小麦-黄瓜轮作对土壤真菌与定植后30 d土壤细菌群落结构具有一定的影响。总之,小麦、毛苕子与黄瓜轮作有利于缓解黄瓜连作障碍,改善土壤微生态环境,提高黄瓜产量。     

苹果园不同覆盖材料对土壤与近地微域环境及树体生长发育的影响

干旱是影响陇东雨养区苹果生产的主要限制因素之一,覆盖保墒是保证该区苹果稳产丰产的重要措施。为了探寻适宜于陇东地区苹果园的覆盖保墒措施,于19年生‘长富2号’苹果园,采用覆盖麦草(WM)、覆盖细河沙(SM)、覆盖黑色地膜(FM)的地表连续3年(2010年11月—2013年11月)覆盖处理,以清耕(CK)为对照,研究不同覆盖材料对果园环境及树体生长发育的影响。结果表明:4—6月干旱期,3年各覆盖处理0~100 cm土层的平均含水量均显著(P0.01)高于对照,且WM处理SM处理FM处理CK;覆盖第3年,从花芽膨大到果实采收,叶幕形成(幼果期)前0~500 cm土层WM处理和SM处理的耗水量显著(P0.01)低于CK,叶幕形成后则显著(P0.05)高于CK,但耗水总量略低于CK;FM处理在叶幕形成前后均显著(P0.01)高于CK。WM处理降低3—8月份5~25 cm各层土壤温度,而升高了9—11月份土温,但5~25 cm平均地温日变幅始终显著(P0.05)低于CK,同时近地表气温降低相对湿度升高;SM处理对地温的影响较小,但明显提高近地表气温而降低相对湿度;FM处理的地温及日变幅始终高于CK,近地表气温和相对湿度与CK接近。各种覆盖处理对苹果物候期均无明显影响。总体0~60 cm土层各种养分含量顺序为WM处理CKFM处理SM处理,且WM处理随年份增幅较大;FM处理0~20 cm土层与SM处理0~60 cm各土层的有机质、全氮和碱解氮等养分随年份降低最明显,相应的全盐量(包括WM处理0~20 cm土层)均显著(P0.01)低于CK。各种覆盖处理增加了苹果树体枝条生长量,但对枝类组成影响都不大。各种覆盖处理增加了果实单果重及产量,均以WM处理显著(P0.05)高于CK。水分利用效率WM处理显著(P0.01)高于其他处理。综上所述,陇东雨养区苹果园覆盖麦草效果较佳,长期覆沙和覆膜土壤须补充有机肥及其他养分,单一覆膜还需完善。     

基于RFID技术的食品体系研究

食品安全是一个世界性的问题，因此食品安全追溯体系的建设在世界各国都在进行研究与应用。随着我国对外贸易的发展及国内消费水平的不断提高，食品安全也成为我国各级政府、生产与消费者都非常关心的一个问题，因此，食品安全追溯体系在我国食品及原料生产中的研究与应用日益迫切，RFID技术的研究与应用为食品安全追溯体系的建设提供了技术基础。本文根据RFID技术的特点，结合食品的生产、加工、储藏、运输、销售等各个环节可追溯的因素，分析了我国食品安全追溯体系的研究策略、共性关键技术及标准研究、实施方案、信息采集的范围与方法等，并指出了此项技术应用的优势和不足之处。     

我国食品质量安全追溯体系建设概况

我国关于食品溯源体系的研究始于2002年,在研究和实施过程中,逐步制定了一些相关的标准和指南,并建立了一批可追溯食品和可追溯企业,形成了一系列的追溯子系统。文章介绍了我国食品质量安全追溯体系建设的重要性,目前建设的基本情况,深入分析存在的问题并提出解决方案。     

Soil fauna and soil function in the fabric of the food web

Over the last four decades, spanning David Coleman's career, and in no small measure thanks to him, soil ecologists have made tremendous progress in describing and understanding the overwhelming complexity of biological, biophysical and biochemical interactions in soil. These interactions shape the soil as a habitat for the soil food web and the vegetation and, thereby, regulate the two main life-supporting processes on Planet Earth: production and decomposition. Changes in decomposition and production processes are governed by (human-induced) changes in vegetation composition/cover, the amounts and quality of organic residues and (in)organic fertilizers entering the soil. Such modifications alter the physical environment and the soil biota. Hence, decomposition and production processes cannot be understood and/or manipulated without explicitly addressing the composition and activity of the soil food web. Using a conceptual model, we argue that quantitative understanding of biophysical interactions, in particular those between soil fauna and soil structure, are paramount to understanding biological and biochemical processes in soil and the availability of water and nutrients to plants. The need to increase the efficiency of crop production worldwide, to reverse soil degradation and to increase soil resilience will set the agenda for soil ecologists in the near future.     

我国土壤污染退化状况及防治对策

土壤污染退化已成为我国乃至全球性土壤退化的主要表现形式之一。本文在分析我国土壤资源污染退化状况和发展态势的基础上,着重分析了土壤污染退化对食物安全和生态环境效应的影响,并探讨了其原因,提出了防治我国土壤资源污染退化的对策。