Effects of ground-level ozone (O_3) pollution on the yields of rice and winter wheat in the Yangtze River Delta

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎＣｈｉｎａ ,ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｎｐｒｅｃｅｄｅｎｔｅｄｃｈａｎｇｅｓｉｎｌａｎｄｕｓｅ ,ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆＮＯｘａｎｄＶＯＣｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｏｔｈｅｄｏｕｂｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔ 11ｙｅａｒｓａｎｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌａｓＵＳＡａｎｄＥｕｒｏｐｅ(Ｅｌｌｉｏｔｔ,1997) .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ｔｈｅｇｒｏｕｎｄ ｌｅｖｅｌＯ3ｃｏｎｃｅｎｔ…     

Effects of ground-level ozone (O3) pollution on the yields of rice and winter wheat in the Yangtze River Delta

Effects of elevated O3 on the yields of rice and winter wheat were studied by using open-top chambers(OTCs).Results showed that compared to the control treatment,200 ppb,100ppb,50ppb treatments caused a 80.4%,58.6%and 10.5% decrease in grain yields per winter wheat plant and a 49.1%,26.1% and 8.2% decrease in grain yield per rice plant,respectively.According to the dose-response relation educed from OTCs experiment and the monitor data of O3 concentrations in spots,it was estimated that the yield losses of rice and winter wheat resulted by O3 pollution in the Yangtze River Delta region in 1999 were 0.599 million ton and 0.669 million ton,economic losses were 0.539 billion RMB Yuan and 0.936 billion RMB Yuan,respectively.     

腹泻性贝类毒素大田软海绵酸液态芯片检测方法的建立

利用间接竞争法免疫学原理,以自制的大田软海绵酸(okadaic acid,OA)与卵清白蛋白(ovalbumin,OVA)的偶联物OA-OVA包覆微球为载体,同时自制生物化抗OA单克隆抗体,利用液态芯片(Luminex Xmap 200TM)系统建立OA液态芯片定量检测方法;同时测定了方法的灵敏性和特异性,并对贝类模拟样本进行了测试。结果显示:液态芯片法对OA的检测线性范围为0.2～63μg/L,最低检测值为0.129μg/L,均优于酶联免疫吸附法;除与DTX-1的交叉反应率为54.2%外,与其他几种用于检测的贝类毒素没有任何交叉现象;在加标浓度为6.25～400μg/L时,回收率为84.96%～90.35%,变异系数为3.20%～6.59%。因此,该方法可满足海产品中贝类样品OA限量标准检测。     

小麦中T-2毒素酶联免疫吸附测定法(ELISA)

T-2毒素是某些植物致病菌的次生代谢产物,尤其是由镰刀菌(Fusarium sp)引致的麦类、玉米等作物的赤霉病,菌体在一定条件下能产生大量的该类毒素.T-2毒素对人畜的毒性很大,同时,还与某些癌症的发病率有密切的关系.T-2毒素的检测方法,常用的有薄层层析法,气相、液相色谱法以及气-质联用等,这些方法,有的精确度     

基于LMDI模型的中国粮食产量变化及作物构成分解研究

理清1980-2010 年间中国粮食产量变化的作物贡献及其主要贡献因子,为今后农业政策的调整提供决策依据。论文采用对数平均迪氏分解模型(LMDI)开展1980-2010 年间中国粮食产量变化及作物构成分解研究。研究结果表明:①30 a 间中国粮食产量增加了2.26×10⁸ t,粮食播种面积效应和粮食单产效应分别为-0.21×10⁸和2.47×10⁸ t;粮食单产水平提升对粮食增加量的贡献值大,但这一贡献效应的增加量在减弱。②稻谷、小麦和玉米三种作物产量在全国粮食总产量中的比例波动性上升;稻谷单产、小麦单产、玉米单产,以及玉米播种面积的增产效应最为明显,是驱动全国粮食产量增加的主要因素。③地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率约占1/3,省域粮食生产“北进中移”的趋势明显;各省域粮食产量的贡献因素差异显著,大豆、薯类和其他作物对粮食总产量变化的贡献较小。建议实施差别化的粮食生产政策,在继续提高粮食单产的同时稳定粮食播种面积,确保国家粮食安全。     

餐厨垃圾厌养发酵沼液制备的液态菌肥对农田土壤理化性质的影响

为研究施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥对农田土壤的影响,以中国北方典型作物冬小麦和水稻土壤为研究对象,分析在农作物整个生长周期中土壤理化性质的变化规律。结果表明:施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥可显著提高冬小麦和水稻土壤中有效氮磷含量。冬小麦土壤液态菌肥最适宜施加量为500 L/亩(1亩=666. 67 m2,下同),此时土壤中有效磷含量最高增长到94. 00 mg/kg,最大增幅为81. 12%;速效氮含量最高增长到1673. 00 mg/kg,最大增幅为84. 88%。水稻土壤液态菌肥最适宜施加量为400 L/亩,土壤中有效磷含量最高增长到220. 80 mg/kg,最大增幅为137. 22%;速效氮含量最高增长到1140. 00 mg/kg,最大增幅为127. 07%。冬小麦和水稻土壤中可溶性全盐和Cl-含量均有轻微的积累现象。通过RDA分析,冬小麦与水稻种植土壤中总磷、总氮、Cl-等与液态菌肥施加量均呈正相关,表明液态菌肥对养分的增加起到促进作用。施用餐厨垃圾厌氧消化沼液制备的液态菌肥对提高农作物土壤有机组分、改善土壤肥力具有重要意义。     

固体废弃物浸出液中酞酸酯的测定

报道高效液相色谱测定固体废弃物浸出液中酞酯的方法。实验建立了Ｚｏｒｂａｘ－ＣＮ柱和含０．１％异丙醇的正己烷为洗脱液,在２２４ｎｍ处紫外检测的液相色谱系统,并应用系统测定了北京市城市垃圾浸出液中的酞酸酯。该系统可有效地分离漫出液中非极性有机物和酞酸酯组分,并有效地避开了一部分与酞酸酯极性相近的有机物的干扰,浸出液经正己烷萃取,浓缩后,不需净化（如柱层析）即可直接进入液相色谱系统进行了分析,５种酞酸酯     

化学修饰电极预富集—石墨炉原子吸收法测定土壤中可溶性铅

研究了用Ｎａｆｉｏｎ化学修饰电极预富集－石墨炉原子吸收法测定土壤中可溶性铅的方法。土壤经０．１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ处理，以Ｎａｆｉｏｎ修饰的钨丝电极富集可溶性痕量铅后，放入石墨杯中进行原子吸收法测定。实验结果，在ｐＨ３．５的ＨＣｌ介质中，测定的线性范围为０～４．５μｇ／Ｌ，检测限为０．０４μｇ／Ｌ；对浓度为２μｇ／Ｌ的铅标准溶液平行测定１０次，相对标准偏差为２．６％；１０多种离子不干扰测定，样品回收     

正相液体色谱法测定ppt量级的硒

硒作为生命必需的微量元素,其有关研究报告日见增多。在我国,已经报道了由区域环境低硒引起的大骨节病、克山病、以及区域性癌症。相关研究工作包括我国低硒带的成因、硒的生物地球化学循环、地方病病因的探讨。由于中国低硒带内环境样品硒含量低,其中饮水中硒的总量一般低于0.1ppb,形态分析中的组成部分含量甚至低于0.01ppb,因     

皖江经济带耕地重金属健康风险评价及环境基准

以皖江经济带耕地为研究区对象,采集了水稻和小麦及其根系土样品338组,测定了5种重金属含量(As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb),采用地累积指数法和综合污染指数法评价了土壤-农作物污染特征,进行摄入农作物重金属对人体健康风险进行评估,并基于物种敏感分布模型(SSD)反演了区域耕地土壤环境基准值.结果表明,研究区水稻和小麦土壤受到不同程度重金属(As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb)污染,其中Cd为水稻首要污染因子,超标率在13.33%,Cr为小麦的主要超标因子,超标率达11.32%;地累积指数显示水稻Cd污染比例达80.7%,小麦Cd污染率为35.85%.与土壤重金属高污染水平相反,仅有17.19%和7.55%的水稻和小麦中Cd超过国家食品安全限量标准,重金属Cd的累积能力为水稻>小麦.健康风险评价表明重金属对研究区成人和儿童具有较高的非致癌风险和不可接受的致癌风险,水稻摄入的致癌风险高于小麦,儿童的健康风险均高于成人.SSD反演得出研究区水稻田土壤的As、 Cd、 Cr、 Hg和Pb基准值HC₅为6.24、 0.13、 258.27、 0.12和53.61m...     

Ca(OH)2预处理的秸秆作为固体碳源的反硝化性能

对水稻、小麦、玉米和高粱4种典型农作物的秸秆进行Ca(OH)₂预处理,考察预处理时间和固液比对秸秆酶解产糖的影响,研究预处理秸秆作为固体碳源的反硝化性能。结果表明:与未预处理和水预处理相比,Ca(OH)₂预处理秸秆酶解产糖量较高,最优预处理时间为3 d,固液比为1∶30;以Ca(OH)₂预处理后的水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆和高粱秸秆作为反硝化固体碳源,其反硝化速率分别为0.074、0.056、0.055和0.077 mg/(g·h),是各自未预处理时的211%、215%、239%和197%。     

稻麦作物净初级生产力模型研究:模型检验与情景预测

利用我国若干代表性区域98组稻麦作物生产力的试验数据,对所建立的稻麦作物净初级生产力模型进行了检验.结果表明,该模型能根据常规的气象和土壤资料、化肥施用量等数据资料较好地模拟我国主要区域稻麦作物的净初级生产力.模拟值(y)与观测值(x)的线性关系为:y=1.05p-16.8(r²=0.771,p<0.001,n=98).对南京地区的情景预测结果表明:大气CO₂浓度升高促进稻麦作物的固碳能力;气温升高会降低水稻和小麦的碳固定,但对小麦的影响要小于水稻;在当前情景及未来情景(CO₂浓度为540μmol·mol^-1,温度增加1～4℃)下,氮肥施用对小麦碳固定的促进作用大于水稻,氮肥施用量高于150 kg·hm^-2时对2种作物的碳固定没有显著的促进作用,甚至降低水稻的净初级生产力.     

3类抗性种子萌发过程中糖代谢对酸雨胁迫的响应

为揭示酸雨影响种子萌发机理,以pH 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0的模拟酸雨处理水稻(O.sativa)、小麦(T.aestivum)、油菜(B.chinensis var.oleifera)3种不同抗性种子,研究种子萌发糖代谢对酸雨胁迫的响应.结果表明,水稻、小麦和油菜α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随胁迫强度增加(pH 5.0～2.0)而降低,均低于对照.3个指标响应酸雨胁迫强度的规律(伤害阈值/变幅)是:水稻(pH 3.5～4.0/53.88%～77.7%)＜小麦(pH 3.5～4.5/58.60%～89.41%)＜油菜(pH 4.0～5.0/60.14%～100%).胁迫强度一定时,水稻α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量随时间延长而上升,小麦和油菜3个指标先升后降.胁迫时间一定时(3～7 d),3种种子处理组的旺α-淀粉酶活性、可溶性糖和还原糖含量均低于对照,且随胁迫强度增加而降低.3个指标达到最大伤害的胁迫时间为水稻(7 d;7 d,7 d)＞小麦(7 d,6 d,5 d)＞油菜(3 d,7 d,5 d).3个指标对酸雨胁迫强度与胁迫时间的响应规律显示,水稻糖代谢抗酸雨能力＞小麦＞油菜,这是酸雨胁迫下3类种子萌发指标趋异的又一内在原因.     

水和废水中酞酸酯的测定

建立了Zorbax-CN柱和含0.1％异丙醇的正己烷为洗脱液,在224nm处紫外检测的液相色谱系统,并应用该系统测试了北京市工业废水、地面水、地下水和饮用水中的酞酸酯。水样经正己烷萃取后,不需净化（如柱层析）即可直接进入液相色谱系统进行分析。方法检出限：酞酸二甲酯1.0ng;酞酸二乙酯0.4ng;酞酸二正丁酯、酞酸二正辛酯和酞酸－双-（2-乙基己基）酯为0.2ng。定量分析的线性范围为0.1～450ppb,回收率为70～110％,5～7次平行测试的变异系数在10％以内。     

太湖流域稻麦轮作系统实际施氮量及其多重效应——基于农户调研的实证分析

研究运用分层随机抽样法,在常州市武进区开展农户问卷调查,并利用统计软件对问卷信息进行整理和分析,得到主要结论如下:①太湖流域稻麦轮作系统稻季平均施氮量为310.91 kg·hm^-2,麦季平均施氮量为202.18 kg·hm^-2,一年两季作物平均施氮量为513.09 kg·hm^-2,氮肥过量施用现象主要存在于稻季;②施氮肥对水稻和冬小麦都具有较好的增产作用,但是当施氮量达到一定值后,水稻和冬小麦的产量、氮素累积量、氮肥农学利用率和氮肥吸收利用率都出现下降的趋势;③太湖流域稻麦轮作系统土地氮剩余量和面源氮排放量随着施氮量的增加而持续增加,在目前的氮肥施入水平下一年两季作物的氮素流失量约为41.26 kg·hm^-2。     

作物生长和氮含量对土壤-作物系统CO2排放的影响

为探讨作物生物学特征对土壤-作物系统CO₂排放的影响,本研究基于逐步收割法和静态暗箱-气相色谱技术,以冬小麦和水稻作物为研究对象,采用盆栽和大田试验的方法,在作物生长的主要生育期原位测定了土壤-作物系统CO₂排放速率,同时测定了作物生物量和氮含量.研究结果表明:①土壤-作物系统CO₂排放在生长季内呈现动态变化,土壤-水稻系统CO₂排放高于土壤-冬小麦系统.②作物暗呼吸速率与生物量呈显著线性相关.③作物暗呼吸系数(R_d)的季节变化可以用植株氮含量来描述.冬小麦R_d与N含量的关系可用线性方程R_d=0.0124N-0.0076(R²=0.9879,p<0.001)表示;水稻R_d与N含量的关系可用二次方程R_d=0.0085N2-0.0049NR²=0.9776,p<0.001)表示.④作物根系的参与极大地促进了土壤呼吸.冬小麦生长季土壤表观呼吸CO₂平均值为247.2 mg·(m²·h)^-1 ,高于未种作物土壤1.78倍,水稻生长季为215.3 mg·(m²·h)^-1 CO₂,高于未种作物土壤的3.38倍.冬小麦根系呼吸系数大于水稻,其根际呼吸对土壤表观呼吸的贡献高于水稻.     

近地层O3污染对作物产量与经济损失的影响——以江苏省冬小麦和水稻为例

利用2015年冬小麦和水稻主要生长季期间江苏省各城市逐时O₃浓度观测资料,分析了O₃浓度和AOT40的变化特征,评估了O₃对冬小麦和水稻产量的影响,并估算了其造成的经济损失.结果表明：①冬小麦和水稻主要生长季期间,江苏省平均O₃浓度分别为80.1μg/m³和83.8μg/m³,呈单峰型的日变化规律.空间上,O₃呈现南低北高,东部沿海地区高于西部内陆地区的特征.②冬小麦主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为3.08~14.47μL/L·h.水稻主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为10.79~21.67μL/L·h.③在当前O₃浓度水平下,近地层O₃对江苏省冬小麦和水稻平均相对产量的损失率分别为23.9%和16.5%,产量总损失分别为368.7万t和385.8万t,经济总损失分别为87.01亿元和106.48亿元.因此,急需采取有效控制措施,降低O₃污染造成的农业损失.     

Cadmium pollution enhanced ozone damage to winter wheat: biochemical and physiological evidences

Combined e ects of ozone (O3) and cadmium (Cd) on growth and physiology of winter wheat (Triticum aestivum L. cv. JM22) were determined. Wheat plants were grown without or with Cd and exposed to charcoal-filtered air (< 10 ppb O3) or elevated O3 (80 5 ppb, 7 hr/day) for 20 days. Results showed that O3 considerably depressed light saturated net photosynthetic rate (–20%), stomatal conductance (–33%), chlorophyll content (–33%), and total biomass (–29%) without Cd. The corresponding decreases were further enhanced by 45%, 56%, 60% and 59%, respectively with Cd, indicating a synergistic e ect of O3 and Cd on wheat. Ozone significantly increased the activity of superoxide dismutase (46%), catalase (48%) and peroxidase (56%). However, great increases in malondialdehyde (MDA) content (2.55 folds) and intercellular CO2 concentration (1.13 folds) were noted in O3+Cd treatment compared to control. Our findings demonstrated that the increased anti-oxidative activities in wheat plants exposed to O3+Cd might not be enough to overcome the adverse e ects of the combination of both pollutants as evidenced by further increase in MDA content, which is an important indicator of lipid peroxidation. Precise prediction model on O3 damages to crop should be conducted to ensure agricultural production security by considering environmental constraints in an agricultural system in peri-urban regions.     

唐山开滦煤矿区土壤及地表水中Se元素赋存状态及其生态效应研究

矿山开采通常会对生态环境产生负面影响.本研究换一种角度,考察煤矿开采利用过程中产生的有益元素Se,分析其在土壤、注入矿井水的地表水中的赋存状态及小麦、玉米、水稻等农作物对硒元素的富集性.结果表明,矿区土壤中硒元素主要以有机态和残渣态存在,水溶态占1%.土壤水溶总硒中Se4+和Se6+分别占23.89%和32.99%.注入矿井水的地表水中Se4+和Se6+分别占37.78%和40.24%.农作物小麦、玉米、水稻中硒平均含量分别为0.169、0.094和0.26 mg.kg-1.其中水稻多采用矿井水浇灌,此举不但解决了废水排放问题,还产生了富硒谷物,且有害元素含量不高.因此,充分利用矿区富硒资源,可以趋利避害,减少矿山开采的负面效应.     

土地流转契约稳定性对转入土地农户化肥施用强度和环境效率的影响

本研究目的在于分析土地流转契约稳定性对转入土地农户化肥施用强度和环境效率的影响,并利用安徽省414户种粮大户的调研数据进行实证检验。研究方法包括DEA-SBM模型、多元回归模型和Tobit模型。结果表明：（1）土地租期、土地租金对种粮大户种植小麦、水稻、玉米的化肥施用强度分别有显著负向和显著正向的影响。（2）种粮大户种植小麦、水稻、玉米的平均环境效率分别为0.54、0.58、0.59,存在比较严重的环境效率损失;土地租期、土地租金对种粮大户种植小麦、水稻、玉米的环境效率分别有显著正向和显著负向的影响。本文主要结论是提高土地流转契约的稳定性有利于降低转入土地农户的施肥强度,进而提高农地规模经营的环境效率。