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小麦和水稻对纳米硒的吸收和转运

环境科学 2019年第10期40卷 4654-4660页

作者：王雅琦朱丽娜李奎王琪王康郭岩彬李花粉中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室

通过水培试验,研究了不同粒径纳米硒(Se NPs)和不同p H条件对小麦(Triticum aestivum L.)及水稻(Oryza sativa L.)吸收、转运硒的影响.结果表明,小麦和水稻对不同粒径(50、100和150 nm) Se NPs的吸收规律不同. 24 h和72 h处理下,小麦根... 详细信息

通过水培试验,研究了不同粒径纳米硒(Se NPs)和不同p H条件对小麦(Triticum aestivum L.)及水稻(Oryza sativa L.)吸收、转运硒的影响.结果表明,小麦和水稻对不同粒径(50、100和150 nm) Se NPs的吸收规律不同. 24 h和72 h处理下,小麦根系对3种粒径Se NPs的吸收无显著差异,但其地上部中的硒含量(以干重计,下同)在50 nm Se NPs处理下达到最高,分别为(1. 89±0. 47)μg·g-1和(5. 18±1. 51)μg·g-1.硒在小麦体内的转运系数也在50 nm Se NPs处理24 h时显著高于其他粒径Se NPs处理2. 38倍(P 环境下Se NPs粒径越小越容易在植物体内转运.

关键词：小麦水稻纳米硒吸收转运

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基于文献分析的北方冬麦田氨挥发特性

农业工程学报 2020年第1期36卷 228-234页

作者：康飞孟凡乔中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室

中国北方地区是冬小麦-夏玉米种植体系的主要集约化农业区,过去30多年间化学氮肥投入量大和肥料利用率低的现象较为普遍,氨挥发等农业面源污染严重,需要对冬小麦生长过程中的氨挥发规律及测定方法等进行系统研究。该研究对1980年至2018... 详细信息

中国北方地区是冬小麦-夏玉米种植体系的主要集约化农业区,过去30多年间化学氮肥投入量大和肥料利用率低的现象较为普遍,氨挥发等农业面源污染严重,需要对冬小麦生长过程中的氨挥发规律及测定方法等进行系统研究。该研究对1980年至2018年的华北平原冬小麦氨挥发文献进行研究总结,采用回归方程和T检验等统计学方法分析了不同施氮水平、施肥时期和测定方法对冬小麦氨挥发的影响。研究发现,随着化肥施氮量的增加,冬小麦氨挥发累积量呈现指数函数增加趋势(y=2.64e0.006 6x),净氨挥发量呈现幂函数增加特征(y=0.004 8x1.358 9)。不考虑激发效应的净氨挥发量比考虑激发效应的高估约21.8%。冬小麦生产中,基追比为1∶1的情况下,基肥期氨挥发量显著高于追肥期氨挥发量(P重点通过优化氮肥施用数量,主要在基肥期进行控制。田间生产中,采用海绵吸收法和真空抽气法监测氨挥发应考虑不同施肥水平下的高估。

关键词：冬小麦氨挥发氮肥量施肥时期真空抽气法海绵吸收法

双氰胺、氢醌与含磷添加剂联合使用对堆肥温室气体排放的影响

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中国环境科学 2022年第2期42卷 936-944页

作者：杨燕李国学罗一鸣杨佳袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

为实现堆肥过程N_(2)O、CH_(4)和NH_(3)的同步减排,在双氰胺和氢醌的基础上进一步研究磷石膏和过磷酸钙添加对猪粪堆肥温室气体和NH_(3)排放的影响.以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,设置3个堆肥处理:只添加双氰胺和氢醌(HD)、添加双氰胺、... 详细信息

为实现堆肥过程N_(2)O、CH_(4)和NH_(3)的同步减排,在双氰胺和氢醌的基础上进一步研究磷石膏和过磷酸钙添加对猪粪堆肥温室气体和NH_(3)排放的影响.以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,设置3个堆肥处理:只添加双氰胺和氢醌(HD)、添加双氰胺、氢醌和磷石膏(HD+P)和添加双氰胺、氢醌和过磷酸钙(HD+S),在60L的发酵罐中进行40d的堆肥实验.结果表明:在双氰胺和氢醌的基础上添加磷石膏和过磷酸钙可提高堆肥腐熟度,降低碳(7.58%~11.33%)和氮(25.03%~33.42%)的损失.3种添加剂联用可同步减少15.21%~16.91%NH_(3)和23.75%~38.30%CH_(4)排放,主要是由于含磷添加剂较低的pH值和磷酸成分,可以固定铵态氮,减少NH_(3)排放,同时硫酸离子会抑制产甲烷菌活性进而降低CH_(4)排放.在双氰胺和氢醌降低N_(2)O排放基础上,添加含磷添加剂会增加0.14%~20.57%N_(2)O排放,总温室效应降低7.60%~24.30%,其中双氰胺、氢醌和磷石膏处理总温室气体减排效果最佳.

关键词：堆肥双氰胺氢醌含磷添加剂温室气体氨气

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水分管理和外源硒对水稻吸收累积铅的影响

环境科学 2018年第10期39卷 4759-4765页

作者：万亚男刘哲 Aboubacar Younoussa Camara 余垚王琪李花粉中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

通过盆栽试验,研究了不同水分管理和外源亚硒酸盐的添加对水稻根际铅的动态变化和水稻吸收累积铅的影响.结果表明,淹水显著增加了根表铁膜对铅的吸附和根系对铅的吸收,淹水下苗期和成熟期水稻根系铅含量分别是非淹水处理时的4.2~8.5和1.... 详细信息

通过盆栽试验,研究了不同水分管理和外源亚硒酸盐的添加对水稻根际铅的动态变化和水稻吸收累积铅的影响.结果表明,淹水显著增加了根表铁膜对铅的吸附和根系对铅的吸收,淹水下苗期和成熟期水稻根系铅含量分别是非淹水处理时的4.2~8.5和1.4~1.5倍;淹水降低了地上部的铅分配,在苗期和成熟期分别降低85.9%~86.7%和51.8%~74.0%.加硒降低了土壤溶液、苗期水稻根系和地上部的铅含量以及成熟期水稻根表铁膜、根系和茎中的铅含量.与对照相比,淹水和非淹水下加硒处理使苗期水稻根系铅含量分别降低了5.4%~24.3%和2.7%~61.7%,使成熟期水稻根系铅含量分别降低了56.1%~64.1%和53.8%~63.2%.水稻籽粒中的铅含量在不同处理间无显著差异.因此,水分管理和外源硒的添加显著影响了水稻根系对铅的吸收,而对水稻籽粒对铅的累积无显著影响.

关键词：铅水稻水分管理亚硒酸盐吸收累积

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我国大气重金属干湿沉降特征及时空变化规律

中国环境科学 2017年第11期37卷 4085-4096页

作者：王梦梦原梦云苏德纯中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

通过中国知网、ISI Web of Science、万方、维普和Google scholar数据库,检索1995~2015年公开发表的关于我国大气重金属元素沉降的文献,分析研究我国大气干、湿沉降中重金属元素含量特征及时空变化,大气重金属沉降通量特征及时空变化.... 详细信息

通过中国知网、ISI Web of Science、万方、维普和Google scholar数据库,检索1995~2015年公开发表的关于我国大气重金属元素沉降的文献,分析研究我国大气干、湿沉降中重金属元素含量特征及时空变化,大气重金属沉降通量特征及时空变化.文献数据统计分析结果表明:近20年来我国大气降尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Ni、Hg的均值或中位值含量均超过GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的一级标准值,超标倍数分别为3.0、7.4、7.9、1.1、16.5、1.5、1.2、2.3倍;我国大气降水中Pb、Hg含量的均值或中位值超过我国地表水Ⅰ类水质标准;与1995~2005年相比,2006~2015年我国大气降尘中Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni均值或中位值含量降低了32%~50%;我国南方大气降尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni和Hg的平均含量较北方高出60.9%、44.2%、137.5%、34.2%、68.0%、7.3%和25.0%,而As和Mn则低于北方;我国大气干湿沉降中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni、Hg的年沉降通量均值或中位值分别为(10.99±14.74),(78.87±313.23),(21.81±64.53),(10.38±48.10),(0.37±1.84),(2.54±3.85),(48.00±193.40),(4.79±13.56),(0.04±0.16)mg/(m2·a);与1995~2005年相比,2006~2015年我国大气干湿沉降中Cu、Zn、Pb、Cr、Mn的沉降通量均值或中位值分别高出了11.6%、37.3%、39.1%、95.9%、117.6%,As、Ni、Hg的沉降通量均值或中位值分别降低了41.0%、21.8%、50.0%;我国北方Cu、Zn、Cr、As、Mn、Ni的沉降通量均值或中位值较南方高出42.6%、16.3%、96.8%、130.5%、307.1%、124.2%,而南方的Pb、Cd沉降通量均值或中位值高出北方22.9%、30.3%.在控制土壤重金属大气干湿沉降污染源时应优先针对Cd、Pb、Hg采取措施.

关键词：大气沉降重金属沉降通量时空变化

生物炭和菌剂对羊粪微好氧堆肥腐熟度和温室气体排放的影响

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农业工程学报 2022年第10期38卷 224-231页

作者：杨佳王国英唐若兰王佳妮马若男李国学袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

为探究微好氧堆肥方式对羊粪堆肥腐熟度和温室气体排放的影响,该研究以纯羊粪为研究对象,设置对照(CK)、生物炭添加(BC)和VT菌剂添加处理(MC)3个处理,在60 L的敞口发酵罐中进行42 d的堆肥试验,堆肥前14 d微量间歇强制通风,后28d停止强... 详细信息

为探究微好氧堆肥方式对羊粪堆肥腐熟度和温室气体排放的影响,该研究以纯羊粪为研究对象,设置对照(CK)、生物炭添加(BC)和VT菌剂添加处理(MC)3个处理,在60 L的敞口发酵罐中进行42 d的堆肥试验,堆肥前14 d微量间歇强制通风,后28d停止强制通风。结果表明:羊粪微好氧堆肥均能满足种子发芽指数(GerminationIndex,GI)≥70%、pH值不小于8等腐熟标准,与CK相比,BC和MC处理分别提高27.8%和38.8%的GI,并延长堆肥高温期至10 d以上,满足堆肥无害化和腐熟标准。NH_(3)、CH_(4)和N_(2)O排放集中在前14 d,排放速率主要受温度、腐熟度等理化性质影响,且添加外源功能材料可不同程度减少气体排放量,其中添加生物炭使NH_(3)、CH_(4)和N_(2)O排放量分别减少38.68%、14.26%和31.54%,总温室效应降低31.11%;菌剂添加降低18.41%的NH_(3)排放,增加21.10%的N_(2)O排放,总温室效应增加20.70%。因此,在羊粪微好氧过程,生物炭作为调理剂可促进堆肥腐熟,减少堆肥过程温室气体排放,加速有机质矿化和腐殖化,增加堆肥产品养分含量,为羊粪轻简化堆肥提供数据支撑。

关键词：温室气体生物炭微好氧堆肥羊粪 VT菌剂

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不同种类蔬菜重金属富集特征及健康风险

环境科学 2023年第6期44卷 3600-3608页

作者：祁浩庄坚庄重王琪万亚男李花粉中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

蔬菜中重金属累积引发的健康风险逐渐被重视.通过文献查阅与实地样品采集,搭建了我国蔬菜-土壤系统重金属元素含量数据库,系统地分析了我国蔬菜可食部位中7项重金属含量特征和不同种类蔬菜对重金属的生物累积能力.此外,采用蒙特卡罗模... 详细信息

蔬菜中重金属累积引发的健康风险逐渐被重视.通过文献查阅与实地样品采集,搭建了我国蔬菜-土壤系统重金属元素含量数据库,系统地分析了我国蔬菜可食部位中7项重金属含量特征和不同种类蔬菜对重金属的生物累积能力.此外,采用蒙特卡罗模拟评估了通过摄入4种类型蔬菜导致的非致癌健康风险.蔬菜可食部位ω(Cd)、ω(As)、ω(Pb)、ω(Cr)、ω(Hg)、ω(Cu)和ω(Zn)的平均值分别为0.093、0.024、0.137、0.118、0.007、0.622和3.272 mg·kg^(-1),其中5种有害元素的超标率为:Pb(18.5%)>Cd(12.9%)>Hg(11.5%)>Cr(4.03%)>As(0.21%).叶菜类蔬菜表现出较高的Cd富集能力,根茎类蔬菜表现出较高的Pb富集能力,其富集系数的平均值分别为0.264和0.262,而豆类蔬菜和茄果类蔬菜表现出较低的重金属富集能力.健康风险结果表明,蔬菜摄入的单项元素非致癌风险在可接受范围,其中儿童的健康风险高于成人.单项元素非致癌风险HQ平均值表现为:Pb>Hg>Cd>As>Cr.4类蔬菜中多元素综合非致癌风险HI表现为:叶菜类>根茎类>豆类>茄果类.在重金属污染地区,根据土壤污染程度选择性种植重金属低富集蔬菜可以有效降低重金属摄入的健康风险.

关键词：蔬菜重金属生物富集系数蒙特卡罗模拟(MCS) 健康风险

云南地质高背景区苹果矿质元素富集特征和营养及健康风险评价

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环境科学 2024年第9期45卷 5538-5547页

作者：刘炎樊玉刘江贾志玮万亚男李花粉孟凡乔王琪庄重中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

地质高背景区土壤中矿质元素含量较高,探究高背景区矿质元素在土壤-植物系统中迁移特征,评价重金属累积风险至关重要.为解析云南重金属高背景区苹果中矿质元素富集特征、营养价值和健康风险,从云南苹果主产区采集土壤和苹果点对点样品30... 详细信息

地质高背景区土壤中矿质元素含量较高,探究高背景区矿质元素在土壤-植物系统中迁移特征,评价重金属累积风险至关重要.为解析云南重金属高背景区苹果中矿质元素富集特征、营养价值和健康风险,从云南苹果主产区采集土壤和苹果点对点样品30对,测定了苹果和土壤中12种矿质元素含量.试验结果表明,土壤样品中Cd、As、Pb和Cr含量超出风险筛选值的比例依次为50%、17%、48%和30%,而苹果样品中只有ω(Pb)超过新鲜水果安全限值(0.1 mg·kg^(−1)),超标率为13.3%.除有害元素外,苹果中ω(K)、ω(Ca)、ω(Mg)、ω(Mn)和ω(Zn)较高,均值依次为1.241 g·kg^(−1)、0.045 g·kg^(−1)、0.061 g·kg^(−1)、0.648 mg·kg^(−1)和0.944 mg·kg^(−1).营养评价结果表明,食用足量苹果提供K和Cu的营养指数(INQ)均值大于2,可以作为人体摄入K和Cu的主要途径之一.健康风险评价结果显示,单一重金属目标危害系数(THQ)依次为:Cu>As>Cr>Pb>Zn>Cd;多种重金属元素危害指数(HI)小于1,表明食用苹果不会引起明显的重金属暴露风险.研究结果将为地质高背景区土壤-作物系统中矿质元素营养和健康风险提供科学依据.

关键词：苹果矿质元素营养评价健康风险评价地质高背景

秸秆对猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度的影响

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农业工程学报 2023年第7期39卷 218-226页

作者：尹子铭杨燕唐若兰鲍紫阳李丽琼彭丽娟李国学袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群... 详细信息

为促进猪粪静态兼性堆肥产品无害化和腐熟,通过添加玉米秸秆调控堆体物理结构特性和碳氮比,采用传统自然发酵方式进行为期90d的静态兼性堆肥试验,分别设置纯猪粪处理(P)和秸秆调控处理(PC)研究静态兼性堆肥过程腐熟度指标、粪大肠菌群以及微生物群落结构演变特征。结果表明,秸秆调控增加了堆体孔隙率(提高19.41%),促进氧气向堆体内部扩散,增强了好氧微生物对有机质的降解,降低NH_(4)^(+)-N,可溶性有机氮(dissolved total nitrogen,DTN)等植物毒性物质含量,提升了堆肥腐熟度,两组处理堆肥产品种子发芽指数分别为40.84%(P)和114.60%(PC)。静态兼性堆肥经过30~40 d自然发酵后,粪大肠菌群数量达到卫生安全标准,堆体温度、NH_(4)^(+)-N和有机酸含量均会影响粪大肠杆菌的活性。堆体中微生物以厚壁菌门、放线菌门、变形菌门等与木质纤维素降解相关的菌门为优势菌门,堆体自上而下由好氧菌属演替为厌氧菌属,并形成好氧、兼性、厌氧的微生物分层。秸秆调控增加了堆体的好氧区域,促进和提高了猪粪静态兼性堆肥无害化和腐熟度。

关键词：秸秆品质控制静态兼性堆肥粪大肠菌群微生物群落