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河南省典型农区近地表大气氨时空分布特征及主要影响因素

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中国农业科学 2025年第1期 127-140页

作者：吕金岭尤克王小非肖强李文峰马进杨清张金平孔海江常运华河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所河南省农业生态环境重点实验室河南省生态环境监测和安全中心北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所许昌市气象局洛阳市气象局安阳市气象局新乡市气象局中国气象局河南省农业气象保障重点实验室南京信息工程大学大气环境中心

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选... 详细信息

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选取河南省10个代表性农田区域（小麦-玉米轮作区），利用被动法，开展为期两年的近地表大气氨浓度监测与驱动因素研究。【结果】从时间上（季节性）来看，不同季节近地表大气氨浓度差异较大，其中夏季近地表大气氨平均浓度最高，为12.0μg N·m-3，其次为春季和秋季，均值分别为10.8和8.9μg N·m-3，冬季最低，均值仅为6.7μg N·m-3。从空间上来看，豫东开封农田区域氨浓度最高，其年平均氨浓度可达14.7μg N·m-3，其次为豫北新乡和安阳，其年均大气氨浓度分别为12.5和11.0μg N·m-3，再次为豫中郑州和豫北的焦作，其近地表大气氨浓度分别为10.9和10.6μg N·m-3，而豫西的洛阳、平顶山、豫南许昌、漯河和黄泛区（周口）的近地表大气氨浓度较低，其数值介于7.9—9.6μg N·m-3之间。从土壤类型来看，不同土壤类型近地表大气氨浓度存在明显不同，其中潮土近地表大气氨浓度最高，为11.0—14.7μg N·m-3，褐土和黄褐土区其氨浓度介于9.0—9.6μg N·m-3之间，砂姜黑土和黄棕壤农田区域氨浓度较低，为8.06—8.11μg N·m-3。不同区域的近地表大气氨浓度高低是多重因素共同作用的结果，其中氮肥施用量和土壤p H与近地表大气氨浓度存在显著的正相关关系，降雨量与近地表大气氨浓度存在显著的负相关关系，几种因素的交互作用导致河南省农田系统近地表大气氨浓度差异较大。【结论】基于以上研究结果，降低施氮量有助于系统性降低河南省农田区域近地表氨浓度；豫北和豫东农田区是重点关注区域。

关键词：小麦-玉米轮作区大气氨浓度时空分布被动采样线性相关性分析反距离法河南省

碳酸钙和壳聚糖联用对高pH值石灰性土壤砷污染的钝化

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农业工程学报 2020年第11期36卷 234-240页

作者：焦常锋常会庆王启震吴杰朱晓辉王浩河南科技大学农学院洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室洛阳市植物营养与环境生态重点实验室洛阳471023

为明确碳酸钙-壳聚糖联用对高pH值石灰性土壤砷污染的钝化效果,该研究采用田间As污染模拟试验,设置对照(CK)、砷污染(As)、砷污染+碳酸钙(As+Ca)、砷污染+碳酸钙+壳聚糖(As+Ca+C)4个处理。研究了碳酸钙和壳聚糖添加对As污染石灰性土壤... 详细信息

为明确碳酸钙-壳聚糖联用对高pH值石灰性土壤砷污染的钝化效果,该研究采用田间As污染模拟试验,设置对照(CK)、砷污染(As)、砷污染+碳酸钙(As+Ca)、砷污染+碳酸钙+壳聚糖(As+Ca+C)4个处理。研究了碳酸钙和壳聚糖添加对As污染石灰性土壤酶活性影响,污染土壤中As的形态变化,以及As在供试作物玉米体内的迁移特征。结果表明:As污染石灰性土壤上添加碳酸钙(Ca)有利于提高土壤酶活性,碳酸钙和壳聚糖(Ca+C)联用后,土壤脲酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性分别显著提高了52.35%、74.92%、8.72%(P<0.05)。高pH值石灰性土壤外源As的主要存在形态为残渣态,且残渣态占总砷含量的60%以上。与As处理相比,As+Ca和As+Ca+C处理的水溶态砷分别显著降低17.15%和27.03%(P<0.05);As+Ca+C处理的钙-砷、铁-砷和铝-砷分别显著升高了13.97%、14.24%、13.85%(P<0.05)。As+Ca和As+Ca+C钝化处理对As钝化率分别达9.78%和18.37%。As污染土壤上种植玉米会导致各部位As积累的增加,但Ca+C联用使玉米籽粒、根、茎、叶的As含量显著降低50%、13.98%、16.51%、14.94%(P<0.05)。可见,Ca+C钝化剂联用方法可应用于高pH值石灰性土壤As污染修复。

关键词：重金属砷土壤酶钝化剂有效性

石灰性土壤添加污泥后土壤的肥力特征及磷素淋失临界值

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农业工程学报 2020年第6期36卷 231-238页

作者：常会庆吴杰王启震焦常锋朱晓辉王浩河南科技大学农学院洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室洛阳市植物营养与环境生态重点实验室洛阳471000

开展2 a种植冬小麦-夏玉米的盆栽试验,研究污泥添加对石灰性土壤养分的影响,构建石灰性土壤中污泥添加量(0、3.75、7.50、37.5、75.0 t/hm^2)与有效磷之间的关系,确定磷素淋失的临界值。结果表明:污泥添加降低了石灰性土壤的pH值,但土... 详细信息

开展2 a种植冬小麦-夏玉米的盆栽试验,研究污泥添加对石灰性土壤养分的影响,构建石灰性土壤中污泥添加量(0、3.75、7.50、37.5、75.0 t/hm^2)与有效磷之间的关系,确定磷素淋失的临界值。结果表明:污泥添加降低了石灰性土壤的pH值,但土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾和土壤综合肥力指数随污泥添加量的增加呈增加趋势。试验期间,同年轮作季的污泥添加量相同时,玉米季土壤养分含量小于小麦季,且各养分随污泥施用年限的增加而增加,并与污泥的累积施用量之间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系。当污泥添加量大于等于37.5 t/hm^2时,土壤养分含量与未添加污泥处理相比差异显著(P<0.05)。污泥施用后该土壤磷素淋失临界值为有效磷质量分数28.57 mg/kg,其对应的污泥施用量分别为61.39 t/hm^2。研究可为在石灰性土壤中污泥的合理施用提供依据。

关键词：养分磷淋失污泥石灰性土壤临界值

光谱特征变量和BP神经网络构建油用牡丹种子含水率估算模型

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农业工程学报 2020年第22期36卷 308-315页

作者：刘秀英余俊茹王世华河南科技大学农学院洛阳471023 洛阳市共微生物与绿色发展重点实验室洛阳471023 洛阳市植物营养与环境生态重点实验室洛阳471023

为了进一步提高种子含水率的高光谱估算精度,该研究测定了156份油用牡丹种子的近红外吸收光谱及其对应的含水率值,分析了近红外吸收光谱、一阶微分光谱、水分吸收特征参数与含水率的相关关系,构建了基于特征波长吸收光谱、特征波长一阶... 详细信息

为了进一步提高种子含水率的高光谱估算精度,该研究测定了156份油用牡丹种子的近红外吸收光谱及其对应的含水率值,分析了近红外吸收光谱、一阶微分光谱、水分吸收特征参数与含水率的相关关系,构建了基于特征波长吸收光谱、特征波长一阶微分光谱、水分特征吸收参数和BP神经网络的油用牡丹种子含水率估算模型,并对模型进行了验证;再结合一元线性回归(SLR,Single Linear Regression)、逐步多元线性回归(SMLR,Stepwise MultipleLinear Regression)、偏最小二乘回归(PLSR,Partial Least Squares Regression)模型与BP神经网络(BPNN,BP Neural Network)模型进行比较。结果表明:1)油用牡丹种子含水率的吸收光谱特征波长位于1410、1900、1990 nm,一阶微分光谱特征波长位于1150、1950、2080 nm;2)以DF2080和AD2140为自变量建立的一元线性回归模型预测效果较优,在能够满足水分估算精度的情况下,是最优的选择方法。3)将优选的特征参数作为输入,实测含水率值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.978和0.973,RMSE分别为0.220%和0.242%,而RPD值分别为6.478和5.889,与其他模型相比,BP神经网络模型的建模及预测精度均最高,是估算油用牡丹种子含水率的最优模型,其次为逐步多元线性回归模型。研究结果表明BP神经网络模型对种子含水率具有更好的预测能力,是估算油用牡丹种子含水率的有效方法。

关键词：水分模型近红外光谱特征变量 BP神经网络油用牡丹种子

磷肥施用量对石灰性土壤磷组分和作物磷积累量的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2021年第11期29卷 1857-1866页

作者：徐晓峰米倩刘迪付森林王旭刚郭大勇周文利河南科技大学农学院洛阳市植物营养与环境生态重点实验室洛阳471023

为了明确磷肥减量施用对石灰性土壤磷组分及其与作物磷积累量关系的影响,设置3个施磷量,按纯磷计分别为150 kg·hm^(-2)(P150)、37.5 kg·hm^(-2)(P37)和0 kg·hm^(-2)(P0),经过连续2年4季冬小麦-夏玉米轮作,采用Hedley土壤磷组分分组法... 详细信息

为了明确磷肥减量施用对石灰性土壤磷组分及其与作物磷积累量关系的影响,设置3个施磷量,按纯磷计分别为150 kg·hm^(-2)(P150)、37.5 kg·hm^(-2)(P37)和0 kg·hm^(-2)(P0),经过连续2年4季冬小麦-夏玉米轮作,采用Hedley土壤磷组分分组法,研究土壤磷组分含量的变化及其存储贡献率、输出贡献率,并采用回归分析、通径分析和结构方程模型探讨土壤关键磷组分及其与磷肥施用量、作物磷积累量间的关系。结果表明,与P37处理相比,P150处理导致土壤全磷显著增加,并显著提高阴离子交换树脂态无机磷组分(resin_Pi)、NaHCO_(3)提取态无机磷(NaHCO_(3)_Pi)、NH_(4)OAc提取态无机磷(NH_(4)OAc_Pi)、Na OH-Na_(2)S_(2)O_(6)提取态无机磷(Fe_Pi)和NaHCO_(3)提取态有机磷(NaHCO_(3)_Po)等组分含量(P<0.05)。P0处理与P37处理相比,土壤磷及其组分含量无显著变化。土壤无机磷组分和有机磷组分的存储贡献率分别为72.6%和23.8%。土壤盈余磷主要存储在HCl提取态无机磷(HCl_Pi)、Fe_Pi、NH_(4)OAc_Pi、resin_Pi和HCl提取态有机磷(HCl_Po)等组分中。土壤无机磷组分的输出贡献率为41.0%,有机磷组分的输出贡献率为56.4%。其中HCl_Po、Fe_Pi和NH_(4)OAc_Pi的输出贡献率分别为39.44%、17.36%和13.06%。HCl_Pi和resin_Pi的输出贡献率仅为1.91%和0.40%。在结构方程模型中,施磷量对Fe_Pi、HCl_Pi、NH_(4)OAc_Pi、resin_Pi、NH_(4)F_Po、NaHCO_(3)_Pi和NaHCO_(3)_Po等组分的载荷因子分别为0.078、0.077、0.061、0.036、0.018、0.015和0.012。Fe_Pi、NH_(4)OAc_Pi和HClPo等组分对作物磷积累量的载荷因子分别为0.355、0.334和-0.039。上述结果表明,石灰性土壤中,Fe_Pi、NH_(4)OAc_Pi和HCl_Po是关键磷组分,其中Fe_Pi和NH_(4)OAc_Pi在不施磷时易消耗,但也易通过施磷得到补充;HClPo有效性高,不易更新。HCl_Pi有效性低,是磷肥当季有效性低的重要原因。建议磷肥施用量的决策应以关键磷组分的存储贡献率为依据。

关键词：石灰性土壤土壤磷组分结构方程模型减量施磷输出贡献率

颗粒无烟煤活性炭去除水体中低浓度磷酸盐研究

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生态与农村环境学报 2019年第8期35卷 1058-1063页

作者：常会庆朱晓辉郑彩杰焦常锋王启震吴杰河南科技大学农学院河南洛阳471003 洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室/洛阳市植物营养与环境生态重点实验室河南洛阳471023

为探讨颗粒无烟煤活性炭对水体中低浓度磷酸盐的吸附优化条件、去除效果及其机理,利用小试实验开展不同吸附剂量、温度、吸附时间和pH值等对磷酸盐的吸附影响研究。利用等温吸附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XRD)、颗粒Zeta... 详细信息

为探讨颗粒无烟煤活性炭对水体中低浓度磷酸盐的吸附优化条件、去除效果及其机理,利用小试实验开展不同吸附剂量、温度、吸附时间和pH值等对磷酸盐的吸附影响研究。利用等温吸附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XRD)、颗粒Zeta电位、扫描电镜(SEM)表征无烟煤活性炭吸附磷酸盐的特征和机理。结果表明:吸附体系中不同pH值和温度条件对颗粒活性炭吸附磷酸盐的效果影响不同,pH值为6.0时对磷酸盐吸附效果最好,并且在高温条件下有利于活性炭对磷酸盐的吸附。对低浓度磷酸盐[ρ(PO4^3-)=2 mg·L^-1],颗粒无烟煤活性炭的优化吸附条件为:活性炭用量为10 g·L^-1、吸附时间为6 h、pH值为6.0、温度为25℃,磷酸盐的去除率可达80%。颗粒活性炭对磷酸盐的等温吸附符合Langmuir和Freundlich模型,说明对磷酸盐的吸附同时具有物理和化学作用,即磷酸盐不但与活性炭表面官能团之间存在相互吸附作用,且与活性炭上存在的金属离子沉淀作用有关。

关键词：磷酸盐吸附颗粒无烟煤活性炭低浓度机理

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淹水对石灰性土壤无机磷形态转化的影响

植物营养与肥料学报 2021年第8期27卷 1311-1320页

作者：范浩隆王旭刚陈志怀郭大勇孙丽蓉焦念元石兆勇河南科技大学农学院河南洛阳471000 洛阳市植物营养与环境生态重点实验室河南洛阳471000 洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室河南洛阳471000

【目的】磷肥施入土壤后大部分转化为与铁氧化物关系密切的Fe-P和O-P,而淹水后土壤中铁的氧化还原过程可能影响与铁氧化物结合的磷的形态及有效性的变化。研究不同施磷处理下淹水土壤Fe(II)、无机磷组分等的变化,以期明确淹水后土壤无... 详细信息

【目的】磷肥施入土壤后大部分转化为与铁氧化物关系密切的Fe-P和O-P,而淹水后土壤中铁的氧化还原过程可能影响与铁氧化物结合的磷的形态及有效性的变化。研究不同施磷处理下淹水土壤Fe(II)、无机磷组分等的变化,以期明确淹水后土壤无机磷形态及磷有效性变化及其与铁氧化还原过程的关系。【方法】用不施磷土壤(P0)和连续6年施用P 180 kg/hm^(2)的土壤(P180)进行室内模拟培养试验。将土壤装于西林瓶内,加水模拟淹水条件,西林瓶密封后,分别在避光或者光照条件下,于(30±1)℃恒温培养40天。测定供试土壤以及淹水培养土壤中的速效磷、无机磷以及不同形态无机磷组分含量,测定培养过程Fe(II)的动态变化,以探讨磷形态转化与铁氧化还原过程的关系。【结果】施用磷肥显著增加土壤中的速效磷含量和无机磷总量,P0处理土壤速效磷含量为(7.65±1.65)mg/kg,P180处理土壤速效磷含量高达(33.5±2.01)mg/kg。施入土壤中的磷只有很小部分以Ca_(2)-P存在,主要以Ca_(10)-P、Ca_(8)-P、Al-P和Fe-P形态存在。避光淹水培养后,土壤速效磷含量增加,P0和P180处理土壤速效磷含量的增量分别为8.44、2.95 mg/kg。淹水培养降低了土壤Ca_(8)-P含量,提升了Fe-P、O-P、Al-P含量。光照和避光条件下P180处理土壤中Ca_(8)-P含量分别降低106.8、156.2 mg/kg,Fe-P含量分别增加23.4、47.0 mg/kg,O-P含量分别增加64.1、92.9 mg/kg,Al-P含量分别增加38.8、34.7 mg/kg,避光时Ca_(8)-P降幅以及Fe-P和O-P的增量均大于光照条件下。避光条件下,铁还原量和还原最大速率与Ca_(8)-P变化量之间存在显著负相关关系,与Fe-P、O-P增量之间存在显著正相关关系。【结论】淹水条件下,石灰性土壤中的Fe(Ⅲ)还原形成Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)混合物,增加了铁氧化物的比表面积和磷吸附点,可促进Ca_(8)-P向O-P、Fe-P和Al-P转化。光照降低了Fe(Ⅲ)的还原量,可能是Ca_(8)-P向O-P、Fe-P和Al-P转化率低的原因之一。

关键词：石灰性土壤有效磷无机磷分级光照铁氧化还原磷组分转化

石灰性水稻土中硝酸盐依赖型与光合型亚铁氧化过程

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土壤学报 2023年第1期60卷 127-137页

作者：陈志怀王旭刚孙丽蓉董乐恒郭大勇石兆勇河南科技大学农学院河南洛阳471000 洛阳市植物营养与环境生态重点实验室河南洛阳471000 洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室河南洛阳471000

厌氧条件下土壤中铁氧化还原过程与土壤氮循环关系密切,且硝酸盐依赖型亚铁氧化(nitrate-dependent ferrous oxidation,NDFO)和光合型亚铁氧化(photosynthetic ferrous oxidation,PFO)是亚铁氧化的两个重要的生物途径,然而目前关于石灰... 详细信息

厌氧条件下土壤中铁氧化还原过程与土壤氮循环关系密切,且硝酸盐依赖型亚铁氧化(nitrate-dependent ferrous oxidation,NDFO)和光合型亚铁氧化(photosynthetic ferrous oxidation,PFO)是亚铁氧化的两个重要的生物途径,然而目前关于石灰性水稻土中NDFO与PFO之间的关系仍不明晰。以采自黄河中下游地区河南省孟津县的水稻土为样品,设置培养前添加和培养过程中添加10 mmol·L^(–1)的硝酸根离子/铵离子(NO_(3)^(-)/NH_(4)^(+))的恒温厌氧泥浆培养试验,通过监测泥浆中Fe(Ⅱ)、O_(2)、NO_(3)^(-)和亚硝酸根离子(NO_(2)^(-))的动态变化与培养后的NH_(4)^(+)含量探究了NO_(3)^(-)在石灰性水稻土Fe(Ⅱ)氧化过程的作用及其与光合型亚铁氧化的关系。结果表明:避光条件下石灰性水稻土中存在NDFO,但产生的Fe(Ⅲ)可在NO_(3)^(-)消耗殆尽时被再次还原而掩盖Fe(Ⅱ)氧化现象。光照条件下NDFO和PFO可同时存在,PFO可致1.99 mg·g^(–1) Fe(Ⅱ)氧化,NO_(3)^(-)的加入可使Fe(Ⅱ)氧化量增加0.57 mg·g^(–1)。光照可抑制NO_(3)^(-)的还原而抑制NDFO。研究结果对于进一步理解湿地铁的氧化还原及其耦合的氮素转化过程有重要意义。

关键词：水稻土亚铁氧化光合产氧硝酸盐还原氮素转化

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果实套袋在菠萝蜜栽培管理中的应用

热带作物学报 2025年第1期46卷 143-151页

作者：钟瑶凤王政张绍华朱恩杭査学宗吴刚林先武季恒青孟倩倩海南大学热带农林学院/热带农林生物灾害绿色防控教育部重点实验室海南儋州571737 重庆市农业科学院农业资源与环境研究所重庆400042 重庆市疾病预防控制中心消毒与媒介生物控制所/高致病性病原微生物重庆市重点实验室重庆400042 中国热带农业科学院香料饮料研究所/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南万宁571533

本研究为探明果实套袋在菠萝蜜栽培过程中对果实病虫害发生率、农药使用率及品质的影响,为菠萝蜜优质高效栽培技术提供支撑。以10个菠萝蜜品种珍珠果、香饮所11号、香饮所18号、泰国四季红、马来西亚1号、马来西亚2号、马来西亚3号、马... 详细信息

本研究为探明果实套袋在菠萝蜜栽培过程中对果实病虫害发生率、农药使用率及品质的影响,为菠萝蜜优质高效栽培技术提供支撑。以10个菠萝蜜品种珍珠果、香饮所11号、香饮所18号、泰国四季红、马来西亚1号、马来西亚2号、马来西亚3号、马来西亚4号、马来西亚5号和马来西亚6号为试验材料,计算套袋和未套袋果实的病虫害发生率及新增虫孔数,评价果实果皮及果肉色泽等外观品质,测定其果实可溶性固形物含量,统计整个生长季节的农药使用次数及施用量。结果表明:10个品种未套袋果实的软腐病发生率为10.48%~25.00%,套袋果实的软腐病发生率仅为0~2.62%,套袋后软腐病发生率降低77.55%~100.00%;各品种未套袋果实的炭疽病发生率为10.00%~30.24%,套袋果实的炭疽病发生率为0~4.56%,套袋后炭疽病发生率降低69.99%~100.00%;黄翅绢丝野螟在各品种未套袋果实的发生率为23.33%~37.50%,套袋果实的发生率为4.00%~8.33%,套袋后发生率降低74.62%~88.35%;各品种套袋果实的新增虫孔和出虫数均显著少于未套袋果实;与未套袋果实相比,套袋果实果形更加饱满,果面更加光洁,果皮着色均匀;未套袋果实果形存在畸形和果皮着色不均匀等缺点;套袋对10个品种菠萝蜜可溶性固形物含量无显著影响;菠萝蜜果实套袋后化学农药使用减少5次、施用量减少85.87%。综上,果实套袋可作为菠萝蜜的一种生态友好管理方法,在减施化学农药的同时,可减轻菠萝蜜病虫为害,且不降低果实品质。

关键词：菠萝蜜套袋病虫害色泽可溶性固形物农药使用率