基于SD-SVD-Burg的玉米叶片铜铅污染甄别与程度诊断

为研究一种快速甄别作物受重金属污染的元素类别和所受污染程度的方法,于2017年设置不同梯度铜(Cu)、铅(Pb)胁迫下的玉米盆栽实验,对玉米的紫谷、绿峰和红边3个光谱特征区间的高光谱数据进行光谱一阶微分和奇异值分解处理,并结合Burg算法绘制功率谱密度曲线,同时利用2014年采集的光谱数据作为验证组检验该模型的稳定性。结果表明:健康玉米叶片与不同浓度Cu、Pb胁迫下玉米叶片光谱信号的功率谱密度曲线的波峰数及波峰坡度均不相同。功率谱曲线平均功率和玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数最高可达0.9958,证明该方法在对玉米进行污染元素种类辨别和污染程度诊断方面具有可行性,不同年份Cu与Pb胁迫下绿峰功率谱曲线平均功率与玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数分别为0.9213和0.9915,进一步验证该算法在玉米Cu、Pb污染诊断方面具有稳定性与普适性。     

膜分离技术在大型养殖场沼液处理中的应用与展望

大型养殖场沼液具有产生量大且集中、养分含量低、可能含有抗生素残留等特点,若处理不当易对环境造成污染。膜分离技术可对污染物进行高效分离去除且操作简单,因此受到了广泛关注。本文总结分析了应用于大型养殖场沼液的膜分离技术工艺,通过比较分析不同膜分离工艺对养殖场沼液中碳、氮、磷和抗生素等污染物的去除效果,对膜分离技术在养殖场粪污处理方面的未来发展趋势和重点进行了展望,为膜分离技术在养殖粪污处理利用领域的广范应用提供科技支撑。     

洱海流域不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响

为探究洱海流域油菜种植合理的施肥方式,研究不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响,在云南大理农田生态系统国家野外观测研究站进行油菜田间试验。田间试验设置不施肥（CK）;常规化肥施用（CF）;以CF氮素折纯计算,设30%固体、液体有机肥替代（T1、T4）;70%固体、液体有机肥替代（T2、T5）;100%固体、液体有机肥替代（T3、T6）,共8个处理。结果表明：与试验前土壤相比,除CF和T6处理土壤全氮含量提升2.66%和6.57%外,各施肥处理土壤全氮和全磷含量有下降趋势,T1、T2、T3土壤全磷含量与有机肥配施比例增加呈正相关,而T4、T5、T6呈负相关,施用液体有机肥使土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量在短时间内大幅提高;除T4处理外,有机肥的施用对土壤有机质含量均有提升作用,其中T5处理效果最好,提升了28.66%;T1、T2、T4处理均导致土壤容重较试验前土壤上升,上升幅度分别为15.84%、16.83%、17.82%;液体有机肥替代处理均导致土壤pH值较试验前土壤有所下降,单施液体有机肥下降幅度最大,降低5.17%;与CF处理相比,随着有机肥替代比例增加,油菜株高、角果长度、单株角果数、千粒质量、油菜产量均呈下降趋势,T1~T6处理油菜产量减少18.06%~76.65%,30%有机肥替代（T1、T4）与CF处理差异较小。综合考虑不同施肥处理对环境和油菜产量的影响,30%固体有机肥替代（T1）是较优的施肥方式。     

大果沙棘杂交后代果实主要成分遗传变异倾向研究

本文以黑龙江省绥棱浆果研究所选育的"楚伊×蒙优1"、"楚伊×蒙优2"、"楚伊×蒙优3"、"楚伊×蒙优4"、"HS-21×蒙优1"、"HS-22×阿列伊"、"绥1×蒙优7"和"HS-20×阿列伊"8个大果沙棘杂交组合为研究对象,对杂交后代果实中糖、酸和黄色素成分的遗传变异倾向进行了初步研究.结果表明:以蒙古沙棘系列雄株为父本的杂交组合后代果实中糖含量呈低亲变异的趋向,以阿列伊为父本的杂交组合后代果实中糖含量在一定程度上呈高亲变异倾向.阿列伊作为父本优于蒙古沙棘系列雄株."高糖"母本楚伊杂交组合的F1代株系果实中糖含量均呈现出衰退趋势.8个沙棘杂交组合后代果实中酸含量呈现一定程度的高亲变异."HS-21×蒙优1"杂交组合后代果实中酸含量变异广泛.8个沙棘杂交组合后代果实中黄色素含量一定程度上亦呈高亲变异倾向.在"楚伊×蒙优4"杂交组合后代中进行选择,获得超亲株系的几率最大.     

东北半干旱黑土区玉米秸秆还田方式对土壤水溶性有机碳含量及其组分的影响

为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对无秸秆还田（CK）、秸秆覆盖还田（FG）、秸秆翻埋还田（FM）处理下土壤有机碳（SOC）含量及水溶性有机碳（WSOC）含量及其结构特征进行分析。结果表明：（1）与CK相比,FM处理0~40 cm土层SOC含量提高7.87%~29.54%,FG处理0~30 cm土层SOC含量增加1.91%~18.61%,30~40 cm土层SOC含量降低7.67%;FM和FG处理0~40 cm土层土壤WSOC含量分别提升13.42%~39.42%和0.28%~26.34%。（2）通过WSOC三维荧光光谱发现,各土层CK（Ex/Em=300/34、Ex/Em=300/340、Ex/Em=240/340、Ex/Em=300/340）处理WSOC荧光特征峰为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质荧光峰;FM（Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/435）和FG（Ex/Em=270/440、Ex/Em=270/435、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/430）处理为类腐殖酸类物质荧光特征峰,腐殖化程度较高,结构较为复杂;荧光区域积分表明,FM和FG处理类腐殖酸类物质（Ⅴ）和富里酸类物质（Ⅲ）的积分百分比分别较CK增加12.18%~27.39%、11.98%~30.72%和3.96%~5.73%、2.99%~5.40%。（3）土壤WSOC包含两个组分,C1（Ex/Em=340/435, 270/435）组分为类腐殖酸类物质,C2（Ex/Em=290/345, 240/345）组分为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质;F_max值结果表明,0~40 cm土层的C1组分相对含量表现为FM>FG>CK,表明秸秆翻埋还田更有助于土壤中营养物质含量增加和形成更高分子量的有机物。综上,不同秸秆还田方式均可提升SOC和土壤WSOC含量,增加腐殖化程度,加强土壤的供肥能力,翻埋还田处理提升作用更为显著。     

基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施（配施比例1∶1）和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm^-2,并利用2019—2021年试验站点数据对模型进行校准验证。结果表明：APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况。各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高。相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小。综上,当施氮量介于148~168 kg·hm^-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95%左右,适宜在研究区域推广应用。     

秸秆还田深度对春玉米农田土壤有机碳、氮含量和土壤酶活性的影响

为研究秸秆还田旋耕深度对土壤理化性质和酶活性的影响,明确不同秸秆还田深度条件下土壤理化性质与酶活性的关系,在3年（2016—2018年）田间微区定位试验条件下,研究秸秆旋耕还田10 cm（S₁D₁）、20 cm（S₁D₂）、30 cm（S₁D₃）和秸秆移除旋耕10 cm（S₂D₁）、20 cm（S₂D₂）、30 cm（S₂D₃） 6个处理对东北春玉米农田土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明：旋耕深度（D）及其与秸秆处理（S）交互作用（S×D）显著影响土壤有机碳（SOC）含量,0~20 cm土层S₁D₁、S₁D₂处理SOC含量较S₁D₃处理高1.2%~16.0%,而20~40 cm土层S₂D₃处理SOC含量最高。旋耕深度、秸秆处理及两者交互作用对土壤硝态氮（NO₃^--N）和铵态氮（NH₄⁺-N）含量、蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响显著。在0~40 cm土层,D₁、D₂旋耕深度下秸秆还田处理NO₃^--N含量比秸秆移除处理平均提高46.9%和34.9%,NH₄⁺-N含量平均降低31.6%和4.4%。在各旋耕深度下,S₁处理0~20 cm土层蔗糖酶和脲酶活性高于S₂处理,20~30 cm土层过氧化氢酶活性低于S₂处理。相关性分析表明,SOC、土壤全氮（TN）与NO₃^--N、NH₄⁺-N含量和蔗糖酶活性呈显著正相关,与pH、土壤含水量（SWC）呈显著负相关。主成分分析表明,与S₁D₁相比,S₁D₂对0~20土层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性和0~40 cm土层SOC、TN含量影响更明显。综上所述,秸秆旋耕还田20 cm可改善0~40 cm土层养分水平,提高土壤酶活性,推荐为东北春玉米产区农田土壤培肥的合理秸秆还田方式。     

山东省畜禽粪便的环境污染现状及风险评价

以耕地和水环境保护为出发点,根据山东省各地市近五年来畜禽养殖量数据,采用排泄系数法估算畜禽粪便的产生量,在此基础上计算了畜禽粪便的耕地负荷和水体等标污染指数等指标,综合评价了各地市畜禽养殖业的发展对土壤和水环境产生的污染压力。研究发现：2014-2018年山东全省畜禽粪便的平均耕地污染风险指数为0.77~0.84,预警级别为Ⅲ级;全省平均水体等标污染指数由9.26逐渐降低为4.46,对应的预警级别由Ⅱ级降为Ⅰ级。表明畜禽污染已对土壤环境产生风险,潍坊市尤为突出;而畜禽污染对水体环境基本无污染风险,但不同地区间存在差异,聊城市的水体污染风险仍相对较高。此外,依据土壤养分平衡理论和山东省耕地面积估算,山东省2018年畜禽的最高承载数量（以猪当量计）为12 873万头。本研究为优化畜禽养殖结构、推动区域畜禽养殖业绿色发展、保护区域生态可持续发展提供了理论参考。     

有机肥配施对中国农田土壤容重影响的整合分析

有机肥配施是我国化肥减施的重要手段之一,探究化学氮肥减施并配施有机肥对不同土壤利用类型、土壤质地及有机肥类型下土壤容重的影响程度,对于深刻认识农田土壤物理状况具有重要意义。本研究通过整合2000年1月1日至2020年5月31日期间已公开发表的文献数据,建立了包含320组相对独立数据的数据库。利用Meta-analysis定量分析不同土壤利用类型、土壤质地、有机肥类型、有机肥施用量、施用频次和施用年限等分类条件下化学氮肥减施并配施有机肥对土壤容重的影响。结果表明,与常规化学氮肥施用相比,配施有机肥显著降低了土壤容重,平均降幅为4.53%。不同土壤利用类型下,有机肥配施显著降低了果园土壤容重,降幅为9.06%,显著高于水田（3.72%）和旱地（5.25%）土壤容重的降幅。不同土壤质地下,有机肥配施使砂土土壤容重下降6.96%,显著高于壤土和黏土容重的降幅。不同有机肥类型之间,生物肥料对土壤容重的影响最大,土壤容重降幅为5.70%,生物炭的影响次之,其土壤容重的降幅为5.21%,二者对土壤容重的影响显著大于动物粪肥和作物秸秆（土壤容重降幅分别为3.67%和2.30%）。此外,土壤容重的下降幅度随有机肥施用量和施用年限、施用频次的增加而呈现增大趋势。本研究为评估我国化学氮肥减施对土壤容重的影响提供了数据基础。     

Treatment of pigs with enrofloxacin via different oral dosage forms – environmental contaminations and resistance development of Escherichia coli

BackgroundAntibacterial agents play important roles in the treatment of bacterial infections. However, the development of antimicrobial resistance (AMR) and carry-over of substances into the environment are several problems arising during oral treatment of bacterial infections. We assessed AMR development in commensal Escherichia coli (E. coli) in enrofloxacin treated and untreated animals. In addition, we examined fluoroquinolone in the plasma and urine of treated and untreated animals, and in sedimentation dust and aerosol.MethodsIn each trial, six pigs were treated with enrofloxacin via powder, granulate or pellet forms in two time periods (days 1–5 and 22–26). Four pigs served as untreated controls. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined to evaluate AMR development. Analysis of enro- and ciprofloxacin was performed with high performance liquid chromatography.ResultsNon-wildtype E. coli (MIC > 0.125 µg/mL) was detected in the pellet treated group after the first treatment period, whereas in the other groups, non-wildtype isolates were found after the second treatment period. E. coli with MIC > 4 µg/mL was found in only the pellet trial. Untreated animals showed similar susceptibility shifts several days later. Bioavailability differed among the treatment forms (granulate > pellet > powder). Enro- and ciprofloxacin were detected in aerosols and sedimentation dust (granulate, powder > pellet).ConclusionsThis study indicates that the kind of the oral dosage form of antibiotics affects environmental contamination and AMR development in commensal E. coli in treated and untreated pigs.