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安徽省典型区域农田地膜残留特征研究

农业环境科学学报 2024年第1期43卷 79-90页

作者：刘莹武升童童郑晶曹迟姜家生黄文星施俊生马友华农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽省农业生态环境总站合肥230001

为探究安徽省典型区域覆膜作物地膜残留特征及影响因素,于2019—2021年选择安徽省8个代表性地市13个县区共计15个监测点,利用典型样点采集的方法开展地膜残留监测,同时随机选取周边的10个农户或合作社开展问卷调查。结果表明:2019—202... 详细信息

为探究安徽省典型区域覆膜作物地膜残留特征及影响因素,于2019—2021年选择安徽省8个代表性地市13个县区共计15个监测点,利用典型样点采集的方法开展地膜残留监测,同时随机选取周边的10个农户或合作社开展问卷调查。结果表明:2019—2021年安徽省地膜平均残留量为10.80 kg·hm^(-2),未超出国家标准限值(75.00 kg·hm^(-2))。各监测点3 a平均残膜量在0~30kg·hm^(-2)之间,残膜量为5~15 kg·hm^(-2)的监测点占53.33%。从不同区域来看,江淮丘陵区地膜残留量较多,其农田地膜残留量为3.62~25.76 kg·hm^(-2)。不同作物平均残膜量为马铃薯>露地蔬菜>烟草>果树>保护地蔬菜>大豆>瓜类>花生。保护地蔬菜地膜残留系数为1.59%,在沿用当前的覆膜生产模式下,此后连续覆膜8 a,残膜量将会超过国家标准限值。影响残膜量的因素有作物类型、覆膜年限、地膜规格。覆膜安徽省各监测点覆膜作物区地膜污染状况较轻,主要回收方式为人工捡拾,机械化程度较低。回收后的地膜主要作为农村生活垃圾处理,占比为52.91%。安徽省应通过调整种植结构、推广使用标准地膜、加强回收意识、提高回收率等方法来降低地膜污染。

关键词：地膜残留回收分布特征残留系数农作物

秸秆还田模式下氮肥减施对典型砂姜黑土微量元素及作物品质的影响

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中国土壤与肥料 2024年第6期 127-133页

作者：王梓钰王擎运杨港丽张宸康李庆阳夏淑媛穆青安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽合肥230036

依托长期秸秆还田定位试验研究了氮肥减施对典型砂姜黑土微量元素及作物品质的影响。田间试验设置4个处理:小麦和玉米秸秆双季还田下氮磷钾常量(N100PK)、氮肥减施30%(N70PK)和不施氮(N0PK)处理,以不施肥为对照处理(CK)。结果显示,微量... 详细信息

依托长期秸秆还田定位试验研究了氮肥减施对典型砂姜黑土微量元素及作物品质的影响。田间试验设置4个处理:小麦和玉米秸秆双季还田下氮磷钾常量(N100PK)、氮肥减施30%(N70PK)和不施氮(N0PK)处理,以不施肥为对照处理(CK)。结果显示,微量元素全量在耕层(0~20 cm)土壤无显著变化;微量元素铁、锰、铜、锌有效态含量分别为8.5~11.0、15.5~19.0、1.6~2.0、0.1~0.4 mg·kg^(-1)。随着氮肥减施,有效铁、有效锰含量分别下降26.04%、9.46%,有效铜、有效锌无显著变化。在氮肥减施导致的产量降低下,小麦籽粒内锌含量在减氮30%处理中降至最低,玉米籽粒内铜含量下降12.5%~24.9%,两种作物秸秆内铁含量降低50.0%~71.1%。小麦醇溶蛋白约降低25.6%,玉米清蛋白约降低14.0%。综上,秸秆还田模式下氮肥减施会降低土壤有效态铁、有效锰含量及其生物有效性,并有可能通过抑制蛋白合成影响作物品质。

关键词：长期定位试验氮肥减施秸秆还田微量元素作物品质

V^(5+)和V^(4+)在不同生物炭柱中淋溶特性及其影响因素研究

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生态与农村环境学报 2024年第5期40卷 700-709页

作者：盛米雪闵祺王丽丽司友斌安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽合肥230036

生物炭对重金属离子有良好滞留作用,被广泛用作吸附剂来去除地表径流及地下水中的重金属。选用粒径为0.80 mm的木炭和竹炭,通过柱淋溶试验探究V^(5+)和V^(4+)在两种生物炭柱中的淋溶特性,并分别研究钒价态、初始钒浓度、溶液pH以及有机... 详细信息

生物炭对重金属离子有良好滞留作用,被广泛用作吸附剂来去除地表径流及地下水中的重金属。选用粒径为0.80 mm的木炭和竹炭,通过柱淋溶试验探究V^(5+)和V^(4+)在两种生物炭柱中的淋溶特性,并分别研究钒价态、初始钒浓度、溶液pH以及有机酸种类和浓度等因素对钒迁移的影响。结果表明,木炭和竹炭颗粒对V^(5+)吸附较弱,而对V^(4+)吸附较强。当淋溶液体积为3 PV(PV为孔隙体积,60 mL)时,不同初始浓度V^(5+)出流比(出流液与注入液浓度的比值)在两种生物炭柱中均达到0.90以上,表明V^(5+)迁移性强,初始浓度对生物炭吸附V^(5+)影响不显著。当淋溶液体积为8 PV时,初始质量浓度为5 mg·L^(-1)的V^(4+)溶液出流比约为0.90,而40 mg·L^(-1)的V^(4+)溶液出流比降低到0.63以下,表明随着初始V^(4+)浓度增大,生物炭对V^(4+)的吸附量显著增加。随着淋溶液pH升高,两种生物炭对V^(5+)和V^(4+)的吸附量降低,进而V^(5+)和V^(4+)溶液出流比增大,pH为5.5时V^(5+)和V^(4+)溶液出流比在木炭柱中分别为0.88和0.58,在竹炭柱中分别为0.83和0.53。当淋溶液中加入不同浓度草酸和柠檬酸时,高浓度有机酸能促进V^(5+)淋溶,低浓度则会抑制淋溶。与草酸相比,柠檬酸对V^(5+)在两种生物炭柱中淋溶的抑制效果更明显。傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果显示,生物炭表面主要为酸性含氧官能团,如羧基、羰基和羟基等,易与V^(5+)和V^(4+)络合沉淀。当溶液pH降低,生物炭表面酸性含氧官能团数量增加,从而显著促进生物炭对V^(5+)和V^(4+)的吸附固定作用。

关键词： V^(5+) V^(4+) 柱淋溶穿透曲线生物炭有机酸

农业面源污染治理效果监测与评价_以铜陵市义安区为例

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中国环境监测 2024年第4期40卷 220-233页

作者：常珺枫骆美李陈刘莹武升马友华安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽合肥230036

农业面源污染治理效果监测与评价对于衡量农业面源污染治理效果具有重要意义。针对安徽省铜陵市义安区农业面源污染治理项目,按照“污染源—输送途径—受纳水域”的监测思路,确定了各治理工程的监测点位、频次和指标,采用单因子评价法... 详细信息

农业面源污染治理效果监测与评价对于衡量农业面源污染治理效果具有重要意义。针对安徽省铜陵市义安区农业面源污染治理项目,按照“污染源—输送途径—受纳水域”的监测思路,确定了各治理工程的监测点位、频次和指标,采用单因子评价法及综合污染指数法分析和评价了各项治理工程的实施效果。结果表明,总氮(TN)为导致研究区农田面源污染的主要污染物,在治理工程建设前的平均超标倍数(Ⅲ类水体标准)达到了1.58倍。治理工程建设完成后,各污染物的浓度削减幅度排序为铵态氮(NH_(4)^(+)-N)>TN>化学需氧量(COD)>总磷(TP)。在畜禽养殖污染治理工程中,各工艺的污染物去除效果排序为厌氧还田工艺>异位发酵工艺>氧化塘工艺。厌氧还田工艺和异位发酵工艺的治理后污染物去除率均高于治理前,氧化塘工艺反之。其中:厌氧还田、异位发酵、氧化塘3种工艺的COD综合去除率分别为44.43%、20.91%、33.70%;厌氧还田工艺的NH_(4)^(+)-N综合去除率最高,为69.66%;异位发酵工艺对应的去除率最高的污染因子为悬浮物(SS),去除率为55.44%;氧化塘工艺的TP综合去除率最高,为74.72%。水产养殖污染治理工程采用的是“三池两坝”工艺,对应的各污染物的去除率排序为TP>TN>SS。基于熵权综合污染指数的农业面源污染状况评价结果显示,项目区在实施农业面源污染治理工程前处于污染状态,在实施农业面源污染治理工程后达到合格状态。研究结果可为长江流域农业面源污染治理效果监测与评价提供参考。

关键词：农业面源污染长江流域环境监测综合污染指数法效果评价

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不同钝化剂对镉污染稻田的修复效果比较

华中农业大学学报 2024年第3期43卷 176-184页

作者：刘志豪胡宇聪张家鹏高大林张国漪鲁洪娟农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

为农田土壤修复筛选合适的镉钝化剂,通过盆栽试验,设置10个钝化剂处理:T1(矿石、纳米生物炭等)、T2(生石灰)、T3(牡蛎壳等)、T4(CaO)、T5(硅钙肥)、T6(羊粪有机肥)、T7(枯草芽孢杆菌等)、T8(猪粪有机肥)、T9(牡蛎壳)及T10(微生物等),比... 详细信息

为农田土壤修复筛选合适的镉钝化剂,通过盆栽试验,设置10个钝化剂处理:T1(矿石、纳米生物炭等)、T2(生石灰)、T3(牡蛎壳等)、T4(CaO)、T5(硅钙肥)、T6(羊粪有机肥)、T7(枯草芽孢杆菌等)、T8(猪粪有机肥)、T9(牡蛎壳)及T10(微生物等),比较研究10种钝化剂对镉污染稻田的修复效果及水稻生长的影响。结果显示,钝化剂可以提高稻田土壤的pH,并改变土壤镉的赋存形态。各处理土壤可交换态镉含量较对照下降4.6%~44.8%,其中T8(44.8%)、T6(36%)、T1(31.15%)、T10(28.4%)下降幅度较大;碳酸盐结合态含量上升;铁锰氧化物结合态及有机物结合态的含量变化不明显;残渣态镉的比例呈现上升趋势,T6处理上升幅度最大,较CK增加53.85%。各钝化剂处理水稻籽粒生物量增加5.75%~25.30%。水稻籽粒、稻壳和秸秆的Cd含量呈现秸秆>籽粒>稻壳的规律,籽粒镉含量在0.068~0.254 mg/kg,T2(0.152 mg/kg)、T5(0.143 mg/kg)、T6(0.088 mg/kg)、T7(0.126 mg/kg)、T8(0.072 mg/kg)、T9(0.068 mg/kg)和T10(0.071 mg/kg)7个钝化剂处理低于国家限量标准(0.2 mg/kg),其中T6、T8、T9、T10籽粒镉含量较CK分别下降了61.90%、68.83%、70.56%、69.26%,降幅较大。综合土壤镉形态转化、水稻生物量和籽粒镉含量来看,钝化效果较好的是T2(生石灰)、T6(羊粪有机肥)和T8(猪粪有机肥)处理。

关键词：镉污染钝化剂土壤修复镉形态水稻

酸化对水稻-土壤系统氮分配和N_(2)O排放的影响

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 452-461页

作者：张宗祥李华玮尚文鼎曹传莉孙梦雨李笑笑董召荣宋贺农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/安徽农业大学农学院合肥230036

为研究土壤酸化对水稻-土壤系统氮转化、分配和氮损失的影响,以水稻-土壤系统为研究对象,设置中性(pH 7,CK)、弱酸(pH 6,T1)、中强酸(pH 5,T2)和强酸(pH 4,T3)4个土壤递增酸度处理,比较了不同酸度下水稻产量、氮素积累量、氮代谢酶活性... 详细信息

为研究土壤酸化对水稻-土壤系统氮转化、分配和氮损失的影响,以水稻-土壤系统为研究对象,设置中性(pH 7,CK)、弱酸(pH 6,T1)、中强酸(pH 5,T2)和强酸(pH 4,T3)4个土壤递增酸度处理,比较了不同酸度下水稻产量、氮素积累量、氮代谢酶活性、氮素利用效率、氮平衡和N_(2)O排放等指标的差异。结果表明,随着土壤酸度增加,水稻植株氮素积累、利用效率和产量呈现先增加后降低的趋势。相关性分析表明,拔节期氮素积累量与叶片中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)以及茎秆中GS和GOGAT活性呈显著正相关;开花期氮素积累量与穗中的NR、GS、GOGAT和GDH活性呈显著正相关。T1、T2和T3处理N_(2)O累积排放量与CK处理相比分别降低20.3%、58.0%和76.7%;单位产量下的N_(2)O排放量呈现递减的趋势。氮平衡分析表明,相比于CK处理,T2和T3处理氮素表观损失分别降低15.8%和21.1%,水稻氮吸收量分别降低1.5%和15.3%,土壤无机氮残留量分别增加41.2%和88.2%,氮素盈余率分别提高2.2个和7.1个百分点。土壤酸化至中强酸和强酸时,会分别通过抑制水稻拔节期茎叶和开花期穗部的氮代谢过程降低氮素积累量、利用效率和产量。土壤酸化会降低稻田N_(2)O累积排放量,同时也会降低单位产量N_(2)O排放量。此外,中强酸和强酸度土壤还会通过降低水稻氮吸收量和增加播前土壤无机氮量,提高土壤无机氮残留量和氮素盈余率,增加环境风险。

关键词：土壤酸化水稻氮素利用效率产量 N_(2)O 土壤氮平衡

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有机肥等氮替代对巢湖流域稻麦产量及土壤肥力的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：刘莹李陈骆美高庭峰范松马友华朱林农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院巢湖市农业环保站

为推动巢湖流域秸秆及畜禽粪便资源化利用，建立巢湖流域稻麦轮作区有机肥替代化肥技术模式，以巢湖地区典型稻-麦轮作体系为对象，本研究设置8个处理，分别为CK(不施肥)、CF(常规施肥)以及100%、50%、30%猪粪和秸秆等氮替代化肥处理，... 详细信息

为推动巢湖流域秸秆及畜禽粪便资源化利用，建立巢湖流域稻麦轮作区有机肥替代化肥技术模式，以巢湖地区典型稻-麦轮作体系为对象，本研究设置8个处理，分别为CK(不施肥)、CF(常规施肥)以及100%、50%、30%猪粪和秸秆等氮替代化肥处理，对稻麦产量、肥料利用效率及土壤肥力进行分析。结果表明：50%秸秆有机肥替代处理下，小麦和水稻产量最高，分别为4 611.11、10 364.44 kg·hm-2，相较于常规处理无显著差异。100%有机肥替代处理显著降低作物产量(P<0.05)。秸秆有机肥替代处理下，小麦、水稻平均产量高于猪粪有机肥替代处理。50%有机替代处理有效提高了小麦、水稻季氮、磷素偏生产力，相较于常规处理，小麦季氮素、磷素偏生产力平均提高14.65%、4.35%，水稻季平均增幅为13.14%、4.63%。100%有机替代处理则显著降低了作物养分吸收利用率(P<0.05)。有机肥等氮替代能有效提高土壤pH及养分含量，并与替代比例呈正相关。综合分析稻-麦生长情况及土壤理化性质，有机肥等氮替代化肥在本试验条件下是适宜巢湖流域稻-麦轮作生长的化肥减量增效模式。

关键词：有机肥水稻小麦产量土壤肥力养分吸收

有机肥施用量对燕麦-青贮玉米产量和NO排放的影响

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草业科学 2024年

作者：凤晓岗汪永诚刘书雅马横宇王寅董召荣车钊农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/安徽农业大学农学院

为明确有机肥施用量对燕麦（Avena sativa）－青贮玉米（Zea mays）系统产量和氧化亚氮(N2O)排放的影响，设置6个有机肥施用梯度：0、30、60、90、120和150 t·hm-2(分别记为CK、T1～T5)。通过静态暗箱-气相色谱法测定田间N2O排放通量... 详细信息

为明确有机肥施用量对燕麦（Avena sativa）－青贮玉米（Zea mays）系统产量和氧化亚氮(N2O)排放的影响，设置6个有机肥施用梯度：0、30、60、90、120和150 t·hm-2(分别记为CK、T1～T5)。通过静态暗箱-气相色谱法测定田间N2O排放通量，结合土壤无机氮、温湿度、硝化势、反硝化能力和燕麦、青贮玉米产量综合分析，明确丰产减排的有机肥施用量和影响N2O排放的主要因子。结果表明：随着有机肥施用量的增加，N2O周年累计排放量呈现先增长后下降的趋势，表现为T4＞T5＞T3＞T2＞T1，T1～T5处理青贮玉米季N2O累计排放量均高于燕麦季。随着有机肥施用量增加，土壤硝化势呈先增加后减少趋势，土壤反硝化能力呈增加趋势，其中青贮玉米季反硝化能力显著高于燕麦季（P < 0.05）。T3处理燕麦-青贮玉米周年产量最高，显著高于其他处理（P < 0.05）。土壤温度、湿度和铵态氮含量是影响N2O排放的主要因子。综上，在本试验条件下，90 t·hm-2可作为燕麦-青贮玉米系统丰产减排的最佳有机肥施用量。

关键词：有机肥燕麦青贮玉米产量 N O 硝化势反硝化作用

粪肥源雌激素在农田土壤-作物中污染特征、转运规律及毒理风险

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环境化学 2024年第7期43卷 2214-2223页

作者：陈健琴代思媛张碟李舜尧孙凯安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室合肥230036 安徽大学湿地生态保护与修复安徽省重点实验室合肥230601

雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、17α-炔雌醇(EE2)和双酚A(BPA)等作为畜禽粪污中雌激素活性较强的环境内分泌干扰物,可在农田土壤-作物系统内输运和累积,并对野生物种的生殖发育、遗传代谢,以及农产品的质量和安全构成巨大威胁... 详细信息

雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、17α-炔雌醇(EE2)和双酚A(BPA)等作为畜禽粪污中雌激素活性较强的环境内分泌干扰物,可在农田土壤-作物系统内输运和累积,并对野生物种的生殖发育、遗传代谢,以及农产品的质量和安全构成巨大威胁.目前,国际上关于粪肥源雌激素在农田土壤-作物中污染特征、转运规律及毒理风险的报道仍较少.本文综述了5种代表性粪肥源雌激素在农田生态系统中的污染特征和时空分布规律,归纳了雌激素在农田土壤-作物中的迁移转化、吸收积累和代谢机理,系统地评估了农田生态系统中雌激素生物毒性效应及其风险模型,旨在为规避农田土壤-作物雌激素污染风险、生产绿色农产品和保障人民健康等奠定理论基础.

关键词：畜禽粪便农业生态环境雌激素污染转运途径健康风险

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