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氮添加对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

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草业学报 2020年第8期29卷 18-26页

作者：刘红梅张海芳赵建宁王慧秦洁杨殿林张乃芹农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 德州学院生态与园林建筑学院山东德州253023

以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N0,N50,N100,N200,N300(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N0相比,N50、N100、N... 详细信息

以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N0,N50,N100,N200,N300(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N0相比,N50、N100、N200和N300处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳含量,显著降低了土壤微生物量碳含量。N100处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳的组分比例,显著提高了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。N200和N300处理显著降低了土壤易氧化有机碳组分比例,显著降低了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。分析结果表明,土壤易氧化有机碳分配比例、可溶性有机碳分配比例、微生物量碳分配比例、碳库活度指数和碳库管理指数之间呈极显著相关性(P<0.01)。在未来氮沉降持续增加的情况下,贝加尔针茅草原土壤碳库质量可能会降低。

关键词：贝加尔针茅草原氮添加土壤活性有机碳碳库管理指数

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抗坏血酸还原降解土壤中的阿特拉津

环境工程 2019年第12期37卷 207-211页

作者：曹梦华涂书新张娥侯耀宗农业部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 华中农业大学武汉430070

研究了抗坏血酸还原降解土壤中阿特拉津的效率、影响因素和途径。结果表明:抗坏血酸能有效降解土壤中阿特拉津。当抗坏血酸浓度为20 mmol/L,初始pH为7.0,温度为20℃时,土壤中阿特拉津降解率达到85.5%,降解速率为0.117 d-1。氧气会增加... 详细信息

研究了抗坏血酸还原降解土壤中阿特拉津的效率、影响因素和途径。结果表明:抗坏血酸能有效降解土壤中阿特拉津。当抗坏血酸浓度为20 mmol/L,初始pH为7.0,温度为20℃时,土壤中阿特拉津降解率达到85.5%,降解速率为0.117 d-1。氧气会增加抗坏血酸的消耗量,从而抑制土壤中阿特拉津的降解。在20~50℃内增加反应温度能促进土壤中阿特拉津的降解,抗坏血酸降解土壤中阿特拉津的表观活化能为22.6 kJ/mol。抗坏血酸在碱性条件下降解阿特拉津的效率显著高于中性和酸性。抗坏血酸降解阿特拉津的途径主要包括脱氯、脱烷基和羟基化反应。

关键词：抗坏血酸阿特拉津土壤修复降解

赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响

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农业环境科学学报 2018年第11期37卷 2456-2466页

作者：郝月崎孙扬李晓晶周斌翁莉萍李永涛赵丽霞农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 华南农业大学资源环境学院广州510642

为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量... 详细信息

为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量的乙草胺(5 mg·kg^(-1))使SA中过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性下降,但可提高土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,蚯蚓对受乙草胺抑制的土壤酶活性有提升作用,这种促进作用在实验中期最为明显,培养第14 d时蚯蚓处理组(SAE)过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性相较于SA处理组分别上升了4%、14%和53%。乙草胺对细菌数量的抑制作用主要发生在实验前期(第3 d),对真菌的抑制作用持续到了整个培养周期结束(30 d)。蚯蚓的加入对细菌和真菌数量的恢复都有一定的促进作用,第3 d和第14 d时SAE中细菌和真菌数量分别增加35%和39%。SAE处理组土壤的pH相较于SA处理组更接近于中性,可溶性有机碳含量更高,这些性质都为土壤微生物提供了适宜的生长环境,从而促进乙草胺污染土壤中微生物数量和活性的恢复。对不同处理土壤的高通量测序结果表明,在门水平上,乙草胺主要使Proteobacteria、Actinobacteria以及Chytridiomycota丰度下降,而使Acidobacteria和Zygomycota丰度上升。蚯蚓能够改善乙草胺污染土壤中的微生物物种组成情况,使其更接近于未污染状态,以上实验结果说明蚯蚓对乙草胺造成的微生物毒害有修复作用。在属水平上,少数微生物比如Sphingomonas、Fusarium、Gaertneriomyces和Pyrenula等能够受到乙草胺刺激而丰度增加,这些微生物可能参与到了乙草胺的微生物降解过程中。

关键词：土壤乙草胺蚯蚓微生物群落

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蚯蚓肠道微生物与污染物的互作效应及机制

生态学杂志 2024年第4期43卷 1170-1182页

作者：符芙蓉孙扬赵丽霞李晓晶翁莉萍李永涛农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队/农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 华南农业大学资源环境学院广州510642

蚯蚓具有固氮溶磷、促植物生长、指示土壤污染、去除污染物等多种生态功能,其肠道微生物起关键作用。人类日益增强的活动使得土壤环境中存在大量外源重金属、抗生素、农药、微塑料等污染物,这些污染物经蚯蚓摄食后进入肠道与其中的微生... 详细信息

蚯蚓具有固氮溶磷、促植物生长、指示土壤污染、去除污染物等多种生态功能,其肠道微生物起关键作用。人类日益增强的活动使得土壤环境中存在大量外源重金属、抗生素、农药、微塑料等污染物,这些污染物经蚯蚓摄食后进入肠道与其中的微生物发生相互作用。一方面,土壤污染物通过改变土壤及蚯蚓肠道环境影响肠道菌群的组成和状态;另一方面,蚯蚓肠道微生物也能通过微生物降解、生物富集和吸附转化对土壤污染物起到去除作用。本文主要从污染物胁迫下蚯蚓肠道微生物的变化情况和蚯蚓肠道微生物对污染物的去除作用两个方面综述蚯蚓肠道微生物和土壤污染物之间的互作效应及响应机制。此外,本文还探讨了当前多组学分析技术在蚯蚓肠道微生物对环境污染物去除方面的应用情况。以期进一步阐明蚯蚓肠道微生物的生态功能,使蚯蚓在修复与清洁农业生产环境方面发挥更大的作用。

关键词：土壤蚯蚓肠道微生物污染物去除作用胁迫效应

氮添加对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

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草业学报 2019年第9期28卷 23-32页

作者：刘红梅杨殿林张海芳赵建宁王慧张乃琴农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 德州学院生态与园林建筑学院山东德州253023

为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结... 详细信息

为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结构特征及其与土壤化学性质的关系。结果表明:随着氮添加水平增加,细菌Alpha多样性指数呈现先增加后降低的趋势,7个氮添加处理的Alpha多样性指数与对照相比无显著差异。在群落中占主导的细菌门类有酸杆菌门(19.01%~38.31%)、变形菌门(6.64%~17.11%)、放线菌门(5.07%~16.06%)、疣微菌门(3.57%~7.40%)、绿弯菌门(3.38%~8.42%)和芽单胞菌门(0.87%~1.81%)。随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类相对丰度表现出不同的变化趋势。氮添加改变了土壤细菌群落结构,且高氮添加对土壤细菌群落结构影响高于低氮添加。相关性分析表明,土壤pH、硝态氮、铵态氮和全磷含量是影响细菌群落结构的主要因素,其中土壤pH对细菌群落结构的影响最大。

关键词：氮添加贝加尔针茅草原细菌群落多样性高通量测序

巯基坡缕石-锰复配对碱性土壤镉有效性及其在小麦中累积的影响

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环境科学 2024年

作者：景睿狄雪荣梁学峰秦旭彭云英徐应明黄青青孙约兵农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室东北农业大学资源与环境学院

采集河南某农田镉（Cd）污染土壤，通过小麦盆栽试验，设置巯基坡缕石（SGP）、二氧化锰(MnO2)和氯化锰(MnCl2)的单一及复配处理，研究不同处理对土壤Cd有效性及其在小麦中累积的影响.结果表明：SGP和MnO2单一处理及SGP与含锰化合物的... 详细信息

采集河南某农田镉（Cd）污染土壤，通过小麦盆栽试验，设置巯基坡缕石（SGP）、二氧化锰(MnO2)和氯化锰(MnCl2)的单一及复配处理，研究不同处理对土壤Cd有效性及其在小麦中累积的影响.结果表明：SGP和MnO2单一处理及SGP与含锰化合物的复配处理均显著降低了土壤有效Cd（DTPA-Cd）含量，其中SGP单一处理对DTPA-Cd降低效果最好，较对照处理降低了41.91%，其次是SMnO2(SGP+MnO2)和SMnCl2(SGP+MnCl2)，而MnCl2单一处理对土壤DTPA-Cd含量无显著影响.在小麦苗期时，SGP、MnO2、SMnCl2和SMnO2处理均显著降低了小麦地上部Cd含量，其中MnCl2和SMnCl2处理显著提高了苗期地上部Mn含量.而在小麦灌浆期和成熟期时，只有SGP、SMnCl2和SMnO2处理显著降低了籽粒Cd含量，降幅达49.10%～75.58%和39.61%～57.98%，同时也降低了小麦其它部位的Cd含量（根、茎和叶等），同时MnCl2和SMnCl2处理也显著提高了小麦各部位Mn含量.研究表明，MnO2和MnCl2在单施情况下对小麦籽粒Cd影响效果较差，而与SGP复配后效果较好，其中SGP与MnCl2复配施用既可以显著降低土壤DTPA-Cd含量和小麦籽粒Cd含量，又可以显著提高籽粒中Mn含量.因此SGP与MnCl2复配是适用于碱性土壤Cd污染的良好办法.

关键词：巯基坡缕石锰(Mn) 镉(Cd) 碱性土壤小麦

中药渣生物有机肥对镉-汞复合污染土壤的钝化效果

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2020年第6期46卷 737-747页

作者：陈芬余高吴涵茜侯建伟赵成刚铜仁学院农林工程与规划学院贵州铜仁554300 农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

为探究中药渣生物有机肥对农田土壤重金属的钝化效果及影响机制,选取不同镉(Cd)污染水平(高、中、低)自然农田土壤为研究对象,通过土培试验,分析中药渣生物有机肥不同施用比例[0(CK)、1.5%、3.0%和6.0%]对土壤有机质、pH、阳离子交换量(... 详细信息

为探究中药渣生物有机肥对农田土壤重金属的钝化效果及影响机制,选取不同镉(Cd)污染水平(高、中、低)自然农田土壤为研究对象,通过土培试验,分析中药渣生物有机肥不同施用比例[0(CK)、1.5%、3.0%和6.0%]对土壤有机质、pH、阳离子交换量(cation exchange capacity,CEC)以及Cd和汞(Hg)的形态变化、钝化率(immobilization efficiency,IE)、迁移率指数(mobility index,MI)的影响,并通过土壤理化性质与重金属形态的相关性分析,初步探讨其钝化机制。结果表明:施用中药渣生物有机肥可提高土壤有机质含量、pH和CEC,且随施用比例的增加而显著提高。施用中药渣生物有机肥可降低土壤中的可交换态和碳酸盐结合态Cd、Hg含量,增加有机结合态和残渣态Cd、Hg含量;且可交换态和碳酸盐结合态含量的降幅及有机结合态和残渣态含量的增幅均以6.0%处理最高,3.0%处理次之,1.5%处理最低。施用中药渣生物有机肥可降低土壤Cd、Hg的迁移率,增加Cd、Hg的钝化率;且迁移率的增幅和钝化率的降幅均以6.0%处理最高,3.0%处理次之,1.5%处理最低。相关性分析结果表明,土壤有机质含量、pH和CEC与可交换态Cd、Hg含量均呈显著负相关(P<0.05),与有机结合态Cd含量呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01),土壤有机质含量和CEC与有机结合态Hg含量呈显著正相关(P<0.05)。总体上,施用中药渣生物有机肥可有效改善土壤理化性质,降低土壤重金属Cd、Hg的生物有效性,从而达到修复土壤的目的。

关键词：中药渣生物有机肥镉-汞复合污染土壤钝化修复

磁性海藻酸铁介孔碳微球的合成及对水体中砷的去除

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环境科学学报 2018年第6期38卷 2382-2392页

作者：江湛如汤媛媛李冰玉龙九妹杜辉辉雷鸣湖南农业大学资源环境学院长沙410128 农业农村部南方产地污染防控重点实验室长沙410128

本研究以海藻酸钠作为基体前驱材料,利用离子交联法合成了海藻酸铁微球,然后进一步运用真空冷冻和高温裂解法制备了表面附着纳米铁氧化物的磁性海藻酸铁介孔碳微球(MAMC).同时,采用热场发射扫描电镜显微镜、X射线光电子能谱、热重分析... 详细信息

本研究以海藻酸钠作为基体前驱材料,利用离子交联法合成了海藻酸铁微球,然后进一步运用真空冷冻和高温裂解法制备了表面附着纳米铁氧化物的磁性海藻酸铁介孔碳微球(MAMC).同时,采用热场发射扫描电镜显微镜、X射线光电子能谱、热重分析仪、磁学测量系统、BET比表面孔径分析仪等对MAMC进行表征,并研究了MAMC对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附性能,重点考察投加量、pH、时间、初始污染物浓度对吸附性能的影响,并对吸附过程进行了动力学拟合和等温吸附方程拟合,最后对材料进行了再生实验.结果表明,MAMC对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)均表现出良好的吸附性能,对As(Ⅲ)的吸附能力优于As(Ⅴ);当pH值为5~7时,MAMC对两种价态As的吸附效率最优;材料的吸附量随着时间的增加而增加.动力学拟合结果表明,MAMC的吸附过程较好地满足准二级动力学方程,等温吸附曲线较好地满足于Langmuir方程.此外,使用0.1 mol·L^(-1)的Na OH对材料的再生和脱附效果较好,能够实现材料的二次利用.本研究结果对处理含砷废水提供了重要的理论依据.

关键词： As(Ⅲ) As(Ⅴ) 海藻酸钠磁性介孔材料再生

啶虫脒和仲丁威在水稻、土壤及田水中的残留消解动态

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环境化学 2013年第2期32卷 281-288页

作者：谢荔草孙扬秦旭王倩孙约兵徐应明农业部环境保护科研监测所污染防治研究室农业部产地环境质量重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

在天津、浙江和山东三地开展了两年田间试验研究,建立了一种同时测定水稻、土壤及田水中啶虫脒和仲丁威残留量的分析方法.结果表明,在0.005—0.5 ***-1添加水平范围内,啶虫脒在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为74.21%—106.5%,变... 详细信息

在天津、浙江和山东三地开展了两年田间试验研究,建立了一种同时测定水稻、土壤及田水中啶虫脒和仲丁威残留量的分析方法.结果表明,在0.005—0.5 ***-1添加水平范围内,啶虫脒在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为74.21%—106.5%,变异系数为5.6%—14.2%;仲丁威在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为81.12%—108.6%,变异系数为2.31%—10.9%.啶虫脒和仲丁威的最小检出量分别为3.8×10-11g和2.3×10-11g;在稻米、稻壳、植株和土壤中的最低检出浓度为0.01 ***-1,在田水中的最低检出浓度为0.005 ***-1.田间试验结果表明,啶虫脒和仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解动态规律均符合一级动力学反应模型,啶虫脒在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为7.0—20.4 d、2.8—7.62d和6.7—15.0 d;仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为5.7—10.0 d、10.8—15.2 d和2.6—9.5 d.以推荐施药剂量60 g/亩和1.5倍推荐施药剂量90 g/亩,在水稻灌浆期开始第1次施药,最多施药3次,距最后一次施药21 d时,啶虫脒和仲丁威在稻米中的最高残留量分别为0.42 ***-1和0.054 ***-1,低于我国农业行业标准规定的小麦中啶虫脒最大残留限量0.5 ***-1和我国国家标准规定的糙米中仲丁威最大残留限量0.5 ***-1.

关键词：啶虫脒仲丁威水稻残留气相色谱