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钢渣、电石渣增强硫化砷渣稳定化/固化机制

化工学报 2024年第7期75卷 2656-2669页

作者：张亚斌苏杨张慧荣宋一朋李健郭彦霞山西大学环境与资源学院国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006 山西省黄河实验室山西太原030006 山西省太原固体废物处置中心(有限公司) 山西太原030000 山西大地生态环境技术研究院有限公司山西太原030012

随着金属冶炼等工业的发展,难以处理的硫化砷渣大量堆存,对资源环境和人体健康造成严重危害。稳定化/固化技术是一种应用前景广阔的高效固砷技术,但是药剂消耗大、成本高、对复杂高浓度砷渣处理效果差等问题一直限制着该技术的发展。以... 详细信息

随着金属冶炼等工业的发展,难以处理的硫化砷渣大量堆存,对资源环境和人体健康造成严重危害。稳定化/固化技术是一种应用前景广阔的高效固砷技术,但是药剂消耗大、成本高、对复杂高浓度砷渣处理效果差等问题一直限制着该技术的发展。以低成本、高活性的钢渣和电石渣代替化学稳定剂,利用酸改性钢渣、铁离子和H2O2形成高级氧化/稳定化体系,随后在水泥作用下固化。通过XRD、FTIR、XPS等对上述过程进行表征,结果显示低价态砷、硫和有机物质被高效氧化成稳定的高价态钙铁盐,最终形成的固化体结构较为稳定。工艺优化后,1.0 g硫化砷渣在0.2 g钢渣、0.5 g H_(2)O_(2)、0.3 g电石渣和1.0 g水泥的分步协同稳定化/固化处理后,固化体抗压强度为5.7 MPa,砷浸出浓度仅为0.66 mg·L^(-1),远低于1.2 mg·L^(-1)的安全填埋标准。

关键词：硫化砷渣钢渣高级氧化稳定化固化

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有机肥对我国酸性和碱性土壤pH的影响差异及原因

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 496-503页

作者：郭慧婷高静张强李建华靳东升徐明岗山西农业大学资源环境学院晋中030800 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031

施用有机肥对改善土壤pH及提高作物产量稳定性具有重要作用;研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下,施用有机肥对酸性和碱性土壤pH影响的差异及原因,可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据.共收集2002-2022年... 详细信息

施用有机肥对改善土壤pH及提高作物产量稳定性具有重要作用;研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下,施用有机肥对酸性和碱性土壤pH影响的差异及原因,可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据.共收集2002-2022年间发表的103篇文献(308组相对独立的涉及pH的数据),采用整合分析(Meta-analysis)方法从气候、土壤pH水平、有机肥类型、施肥量、施肥年限等多个方面定量分析施用有机肥对我国农田土壤pH的影响.结果表明,酸性(pH7)土壤条件下,年均温≤8℃、降雨量400-600 mm时,施用有机肥对土壤pH降幅最大;有机肥施用显著降低了低有机质土壤pH(4.07%);粪肥与商品有机肥对土壤pH降幅比生物有机肥高约3.60倍;随着有机肥施用量的增加,土壤pH下降幅度增加;中、长期施肥对土壤pH降低幅度最为显著(11.41%和7.82%).在酸性土壤中有机肥施用年限是影响pH的主控因素,而碱性土壤则是年均温.总之,有机肥施用对不同酸碱度土壤pH的影响不同,低温且降雨量适中区在有机质含量较低的酸性土壤中长期施用高量粪肥可显著提高土壤pH,有效缓解土壤酸化效应,而碱性土壤中长期施用高量粪肥和商品有机肥均可有效降低土壤pH.上述结果可为有机肥的合理施用和土壤肥力提升提供科学依据.

关键词：有机肥土壤pH 整合分析中国农田管理措施

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食物系统碳足迹研究进展

中国生态农业学报（中英文） 2024年第2期32卷 196-205页

作者：薛佳敏徐明岗张建杰山西农业大学资源环境学院太原030031 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031

食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意... 详细信息

食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意义。近年来,国内外对种植业、畜牧业与食物消费环节的碳足迹研究持续深入,为减少温室气体排放和构建更加可持续的食物系统提供了重要的科学支撑,然而这一领域的研究仍在不断发展,未来仍有许多科学问题需要解决。本文综述了碳足迹的概念、研究意义、主要方法、国内外研究进展以及未来研究的难点与热点。并指出未来碳足迹研究在研究边界上要从可持续食物系统的视角出发,从“作物-畜牧-食品加工-食物消费”整个链条来定量农业碳足迹,兼顾农村居民生活产生的碳排放;在研究方法上,应考虑土壤、农田生态系统的碳汇作用,同时建立完备的碳足迹指标与参数监测体系;在碳减排途径上既要关注技术本身的革新,也要重视生活方式的转变以及政策的调控。这一研究有助于更好地理解食物系统对于环境与气候的影响,为推进农业绿色发展与助力乡村振兴战略政策制定提供科学依据,促进食物系统的可持续发展。

关键词：食物系统碳足迹环境问题生命周期分析食物系统农村生活碳排放农业碳减排

不同氮效率春玉米品种临界氮浓度稀释曲线建立与验证

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第8期32卷 1355-1365页

作者：郭彩霞黄高鉴王永亮郭军玲杨治平山西农业大学资源环境学院太原030031 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031

采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4... 详细信息

采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4个施氮量处理:0 kg(N)∙hm^(−2)(N0)、120 kg(N)∙hm^(−2)(N120)、240 kg(N)∙hm^(−2)(N240)和360 kg(N)∙hm^(−2)(N360),于2014—2016年在山西农业大学东阳试验基地开展3年定位施氮试验,在春玉米拔节期(V6)、抽雄期(VT)、灌浆期(R2)和成熟期(R6)采集植株样品,分析两个春玉米品种在不同施氮量处理下地上部干物质量、籽粒产量(以下简称“产量”)和各生育时期植株氮浓度,以不同生育时期干物质累积量和植株氮浓度,建立并验证两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,‘郑单958’氮素利用率高于‘大丰26’。两个春玉米品种在适宜施氮量条件下,各生育时期地上部干物质量和产量均随施氮量增加呈增加趋势,地上部干物质量在N240和N360处理间差异不显著,产量在N240处理达最大值;植物氮浓度随施氮量增加而增加,随春玉米生育进程推进与地上部干物质量呈幂指数关系。依据春玉米地上部干物质量(Md)与其对应的植株氮浓度(CN)变化关系,建立两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型:‘郑单958’CN=30.457Md−0.292,‘大丰26’CN=33.249Md−0.333。相比‘大丰26’的模型参数,‘郑单958’的模型参数a降低8.40%,参数b降低12.31%;‘郑单958’和‘大丰26’模型均方根误差(RMSE)分别为1.71 g∙kg^(−1)和1.54 g∙kg^(−1),标准化均方根误差(n-RMSE)分别为9.25%和8.27%,表明模型稳定性较好。氮营养指数在同一生育时期随施氮量增加呈上升趋势,随生育时期推进呈先增加后降低趋势,与各生育时期的相对干物质量呈显著线性相关,与相对产量呈显著的一元二次曲线关系。本研究建立的晋中地区两个春玉米品种临界氮浓度稀释曲线模型及各生育时期氮营养指数,可用于春玉米生育时期营养状况的诊断和评估,结合施氮量与产量的关系,推荐该试验区域‘郑单958’施氮量为189.16~224.08 kg∙hm^(−2),‘大丰26’施氮量为199.72~214.67 kg∙hm^(−2)。

关键词：春玉米临界氮稀释曲线氮素利用效率氮营养指数

剩余污泥腐植酸的提取和对作物幼苗建成的影响

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 426-433页

作者：乔升闫敏蒙秋霞张家星罗渊杨治平山西农业大学资源环境学院太原030031 土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031

为解决IHSS(国际腐植酸协会)推荐法提取剩余污泥腐植酸参数不明确和剩余污泥腐植酸提取研究中缺乏其毒性效应评价等问题,利用响应曲面法得到剩余污泥腐植酸提取的最佳条件,并分析了腐植酸理化特性及其对作物幼苗建成的影响。结果表明,... 详细信息

为解决IHSS(国际腐植酸协会)推荐法提取剩余污泥腐植酸参数不明确和剩余污泥腐植酸提取研究中缺乏其毒性效应评价等问题,利用响应曲面法得到剩余污泥腐植酸提取的最佳条件,并分析了腐植酸理化特性及其对作物幼苗建成的影响。结果表明,腐植酸提取的最佳条件:碱浓度为0.19 mol·L^(-1),碱泥比(mL∶g)为11.6,振荡时间为3.8 h,提取量为96.1 mg·g^(-1)。相较于推荐法的腐植酸提取量增加了118%。提取所得腐植酸的元素分析显示,O/C为0.84,H/C为0.14,C/N为4.43;傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱分析显示,剩余污泥腐植酸存在羧基、醇羟基和酚羟基等含氧官能团,重均分子量为8856 Da。此外,在500 mg·L^(-1)施用条件下,该腐植酸对大白菜和萝卜种子发芽率和子叶光合色素含量均无显著影响,而对大白菜种子胚根伸长具有显著促进作用。综上,通过优化提取条件可显著提高腐植酸提取量,剩余污泥腐植酸腐殖化程度与芳香化程度均较高,分子量较小,生物活性较强,且低浓度下对作物早期生长无不良影响。

关键词：剩余污泥腐植酸提取条件幼苗建成种子发芽子叶光合色素

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黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素

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土壤学报 2024年第3期61卷 674-686页

作者：高静李建华张强郑必昭王瑞蒙秋霞郜春花徐明岗山西农业大学资源环境学院山西太谷030800 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031 山西省耕地质量监测保护中心太原030001

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、200... 详细信息

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据,运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现:(1)36年(1983—2019年)来,天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期(1983—2008年)较低,分别为0.20 g·kg^(–1)和0.01 g·kg^(–1),在后期(2008—2019年)较高,分别为0.29 g·kg^(–1)和0.03 g·kg^(–1)。碳氮比呈现前期无显著变化,后期显著降低。(2)36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%,表明地形等自然因素影响逐渐减弱,施肥等人为因素影响增强。(3)土壤有机质和全氮的空间分布特征相似,呈现西部低、东部高的格局,西北部和中部的变化速度快。综上,36年(1983—2019年)来,施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素,因此,结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。

关键词：黄土高原天镇县有机质全氮时空演变

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蒙古黄芪种子老化的代谢组学分析

分子植物育种 2024年第13期22卷 4247-4253页

作者：鲁海坤姜业成隋昕于云泽郭靖于营中国农业科学院特产研究所长春130000 吉林省农科院资源与环境研究所长春130000

蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)为多年生草本植物,是中药黄芪的源植物之一,其种子在常规贮藏条件下活力丧失较快,不利于黄芪产业的发展。为探究蒙古黄芪种子老化过程中代谢物质的变化,揭示其种子老化机理,本研究采用人工老化... 详细信息

蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)为多年生草本植物,是中药黄芪的源植物之一,其种子在常规贮藏条件下活力丧失较快,不利于黄芪产业的发展。为探究蒙古黄芪种子老化过程中代谢物质的变化,揭示其种子老化机理,本研究采用人工老化方法得到四种不同活力水平的种子,再利用非靶向代谢组学技术检测不同活力水平蒙古黄芪种子的差异代谢物质。本研究共检测出代谢物质数量为10 346个,其中正离子5 946个,负离子4 400个,包括生物碱及其衍生物、苯甲酸酯类、木质素及其化合物、脂类及类脂分子、核苷及核苷酸类似物、有机酸及其衍生物、有机氮化合物、有机氧化合物、有机杂环化合物、有机硫化合物、种苯丙烷和聚酮化合物、未分类物质等。通过KEGG数据库分析,筛选出与蒙古黄芪种子老化密切相关的5个代谢物质(5,10-亚甲基四氢叶酸,二氢叶酸,水苏糖,棉子糖,鞘脂),涉及3个代谢通路(叶酸介导的一碳代谢,半乳糖代谢,鞘脂代谢),这些代谢物质和代谢通路可为种子老化机理研究提供参考。

关键词：蒙古黄芪种子老化代谢组学

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食用菌育种技术研究

江西农业 2024年第1期 60-62页

作者：殷潇山东省农科院资源与环境研究所山东胶州266300

食用菌的营养价值丰富,广受大众欢迎。随着人们生活水平的提高,对食用菌品质也提出了更高要求。为满足人们对食用菌的需求,达到高产、优质的目的,相关人员进行了育种研究。本文主要对食用菌育种技术进行简要分析,并针对食用菌育种过程... 详细信息

食用菌的营养价值丰富,广受大众欢迎。随着人们生活水平的提高,对食用菌品质也提出了更高要求。为满足人们对食用菌的需求,达到高产、优质的目的,相关人员进行了育种研究。本文主要对食用菌育种技术进行简要分析,并针对食用菌育种过程中出现的问题提出了一些创新策略,以供参考。

关键词：食用菌育种技术杂交育种诱变育种

不同复垦措施下土壤微生物群落的响应及组装过程

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环境科学 2024年

作者：李子旭李建华张强卢晋晶郜春花靳东升徐明岗山西农业大学资源与环境学院山西农业大学生态环境产业技术研究院土壤环境与养分资源山西省重点实验室

复垦对恢复矿区土壤生态功能极为重要，但不同复垦措施下土壤生态功能重建的微生物学机制尚不清晰.厘清不同复垦措施下土壤细菌、真菌群落特征、组装过程及与理化性质的关系，对重塑矿区土壤生态稳定性至关重要.采用宏基因组测序技术并... 详细信息

复垦对恢复矿区土壤生态功能极为重要，但不同复垦措施下土壤生态功能重建的微生物学机制尚不清晰.厘清不同复垦措施下土壤细菌、真菌群落特征、组装过程及与理化性质的关系，对重塑矿区土壤生态稳定性至关重要.采用宏基因组测序技术并结合零模型分析复垦自然恢复区（LH）和复垦农田区（MM）土壤微生物多样性、群落组成，网络结构及群落组装过程的差异.结果表明：①与LH处理相比，MM处理显著提高了土壤养分含量，全氮（TN）、全磷（TP）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量分别提高了34.70%、72.72%、468.98%和45.74%（P<0.05）.②LH处理和MM处理下细菌和真菌的优势菌群均未发生变化，但细菌优势菌群落丰度发生显著变化.与LH处理相比，MM处理酸杆菌门（Acidobacteria）相对丰度显著增加5.4%，念珠菌门（Candidatus Rokubacteria）相对丰度显著降低235.72%，不同复垦措施下细菌与真菌群落指示微生物发生改变（P<0.05）.③与LH处理相比，MM处理细菌网络复杂性增强，真菌网络复杂性降低，MM处理土壤细菌节点数、连接数均增加.LH处理的关键类群为念珠菌门和浮霉菌门（Planctomycetes），MM处理的关键类群为变形菌门（Proteobacteria）.真菌的关键类群均为子囊菌门（Ascomycota）.④确定性过程主导了细菌和真菌群落的组装，LH处理细菌群落组装以同质性选择贡献最大，MM处理以异质性选择贡献最大；真菌群落均以异质性选择为主.这些结果为采煤沉陷复垦区土壤微生物群落结构及生态功能恢复提供了新见解.

关键词：矿区复垦组装过程微生物群落共现网络土壤微生物多样性