农用地膜 终可降解

正20世纪80年代初,我国在农业生产中开始采用地膜技术,特别是近年来膜下滴灌技术的应用,对作物的增产增效作出了重大贡献。业界内有一种说法,农用地膜的发明是一次"白色革命",对农业发展起到了巨大作用。然而,由于传统农用膜不可降解,而且回收利用比较困难,土壤里残留的地膜越来越多,对土壤造成了严重破坏,为农业生产带来极大隐患。曾经为农业增收做出巨大奉献的农用地膜,如今却成为阻碍     

菌糠强化微生物降解石油污染土壤修复研究

采用菌糠协同高效石油烃降解菌Microbacterium.sp.Q2进行石油污染土壤修复试验研究,分别设置菌糠固定化微生物组（SIM）、菌糠-游离菌组（SMSB）、菌糠单独组（SMS）和对照组（CK）4组修复实验.考察不同处理方式下对石油污染土壤微生物数量、酶活性和石油烃降解效果的差异性并确定石油污染土壤的最佳修复方案.结果表明：不同修复方式下,SIM组的土壤呼吸强度、微生物数量及酶活性较其他组有明显提高,其对石油烃去除率分别比其他3组提高11.84%、22.15%、54.09%.土壤中脱氢酶活性以及微生物活性与石油烃降解率的相关性显著,此外菌糠固定化微生物对石油污染土壤修复具有生物强化和生物刺激协同的作用机制.     

血粉刺激修复DDTs污染农田土壤的现场实验

通过田间现场实验,研究了血粉激活土著微生物修复DDTs污染老化农田土壤的修复效果以及不同条件对血粉修复效果的影响,分析了DDTs4种主要的同分异构体/同系物的降解特征.结果表明,添加血粉刺激土著微生物原位修复DDTs污染老化农田是切实可行的.与葡萄糖相比,血粉可以长期、有效的提高土壤过氧化氢酶和转化酶活性,进而刺激土著微生物更好的修复DDTs污染土壤.添加血粉辅以定期翻土后,DDTs的5个月降解效率提高到43.41%,同时PP'-DDE去除效果较好,环境风险得到显著降低.结果表明添加血粉辅以定期翻土在DDTs污染农田土壤原位修复中具有较大的应用前景.     

全生物可降解地膜在早春糯玉米生产中的应用研究

通过地膜覆盖栽培试验、曝晒试验和填埋试验对5种全生物可降解地膜和1种普通PE地膜在玉米生产中的应用进行对比研究。结果表明:在玉米生育前期,J2、J3全生物可降解地膜覆盖保温效果较其他全生物降解地膜好,白膜保温效果比黑膜好。曝晒和栽培条件下,全生物可降解地膜降解特性表现一致。除J5地膜降解过快外,其余全生物可降解地膜的诱导期均在70 d以上,能充分满足作物生长发育的需要。在土壤中,全生物可降解地膜J2能快速降解。全生物可降解地膜覆盖对玉米生育无明显影响。地膜覆盖玉米产量均高于露地;降解地膜J3的玉米产量最高。权重分析结果表明,J3农田适应性最好,其次为J2,最差为J4。     

关于农田土壤重金属污染与修复技术的研究

城镇化农业化的步伐加快,随之环境污染逐渐加重,尤其是农田土壤重金属污染不容小看,重金属具有不可逆转性,很容易的食物链中积累,因此引起广泛关注和讨论。本文简述农田土壤的重金属污染,就其修复技术——农业工程修复技术、化学和物理修复技术、生物修复技术进行详细讨论。     

未来塑料业发展的大势所趋：生物塑料

目前生物塑料技术,主要应用在五个行业中。第一是包装行业。塑料包装制品是塑料行业中的一大支柱产业,包括塑料袋、食物包装盒和饮料包装等。第二是生物塑料农用地膜。原先制造农用地膜的材料主要是不可降解的化工塑料。会导致“白色污染”。生物塑料农膜使用后直接将地膜就地填埋降解,避免了化工塑料造成的污染。第三是纺织业。     

淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放及环境风险

淋洗修复后残留土壤中的重金属会因外界环境的改变可能会发生再释放过程而使环境风险增加,淹水是农田土壤常见的管理模式之一,然而淹水介导的土壤环境条件的改变对淋洗修复后残留农田土壤中重金属的再释放和环境风险的变化影响尚不清楚.因此,本研究开展了持续淹水培养（180 d）对经柠檬酸（CA）、EDTA、FeCl₃和HCl淋洗修复后残留土壤中Cd、Pb和Zn的有效性、形态分配和环境风险的影响研究.结果表明随着培养时间的延长,经CA、EDTA和HCl淋洗后土壤中有效态Cd含量呈先增加后减少的趋势,有效态Pb含量增加,有效态Zn含量减少.经FeCl₃淋洗后土壤中有效态Cd、Pb和Zn含量随培养时间延长而增加.形态分析结果表明,淹水会使土壤E_h降低而致使铁锰氧化物的溶解,因此导致可还原态Pb含量向弱酸提取态Pb转移是有效态Pb含量增加的原因;土壤弱酸提取态Cd含量变化与土壤有效态Cd含量变化基本一致;淹水对淋洗修复后Zn形态的影响较小.基于改进的潜在生态风险指数法评价结果表明淹水使CA、EDTA和HCl淋洗后土壤Cd、Zn环境风险和重金属环境总风险减少,使Pb的环境风险增加.淹水后FeCl₃淋洗后土壤Cd、Pb和Zn环境风险及重金属环境总风险增加.由于FeCl₃淋洗后的土壤重金属污染状况较低且环境总风险（低风险）明显小于其它3种淋洗剂淋洗的土壤,因此,FeCl₃可成为Cd-Pb-Zn复合污染土壤的淋洗剂选择,但是需关注其淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放并采取调控措施.本研究结果可为农田重金属污染土壤合适淋洗剂的选择和淋洗法修复重金属污染农田土壤的效果评估提供更为合理的指导思路.     

高密度聚乙烯微塑料胁迫对棉花生长、枯萎病发生和根际细菌群落的影响

塑料地膜,尤其是聚乙烯地膜,在我国农业生产中广泛使用,而其降解形成的微塑料也逐渐在土壤中累积,带来诸多环境问题.目前,农田土壤中微塑料的环境生物学效应已有诸多报道,但微塑料对作物生长、病害发生和根际土壤细菌群落的影响研究较少.前期研究发现1%高密度聚乙烯微塑料（HDPE,500目）处理土壤会提高棉花枯萎病发病率（33.3%）,并且抑制棉花生长,而土壤灭菌处理后未发现此现象,推测HDPE通过改变土壤微生物群落,影响棉花生长和枯萎病发生.因此,拟通过高通量测序技术,结合网络分析和FAPROTAX功能分析,探究HDPE对棉花根际土壤细菌群落结构、互作网络和功能的影响,解析HDPE的作用机制.NovaSeq测序显示HDPE处理的棉花根际细菌群落由54个门,472个属组成,门与属组成数量均少于无菌水处理土壤.α、β多样性和ANOSIM/Adonis分析表明,HDPE显著降低细菌群落的丰富度,并改变群落结构组成.基于T-test分析差异物种,HDPE显著降低土壤中具有潜在生物防治、污染物降解和抗真菌药物合成功能菌属的相对丰度,如Kribbella、Massilia、Hailiangium和Ramlibacter等.细菌群落的改变导致土壤细菌功能的变化,进一步通过FAPROTAX功能分析可知,HDPE弱化棉花根际土壤细菌部分生物化学功能,如化能异养、发酵和硝酸盐还原等.属水平物种相关性网络分析表明HDPE处理减弱了根际细菌间的相互作用,减少正相关连接数,增加负相关连接数,简化网络结构,改变关键菌群.以上结果表明HDPE可通过改变棉花根际细菌群落、相互作用与功能代谢,影响棉花的生长与枯萎病发生,可为评价聚乙烯微塑料生态风险与污染土壤修复提供指导.     

植物促生菌在重金属生物修复中的作用机制及应用

重金属污染是导致生态和环境退化的主要因素之一.土壤重金属污染会降低土壤质量、农作物产量和品质,甚至威胁人类健康.因此,优化土壤重金属污染治理措施,对于农业高产优质可持续具有重要意义.诸多国内外学者在重金属污染植物修复方面开展了大量研究,但由于受土壤和气候环境条件的影响,其修复效率受到制约.微生物与植物的协同修复被认为是环境胁迫条件下提高重金属污染修复效率的一种有效手段.耐重金属的植物促生细菌（PGPB）不仅可以促进植物生长,提高对生物胁迫（如病原菌）和非生物胁迫（如干旱、高盐、极端温度和重金属等）的抗性,还可以改变土壤中重金属的生物利用度和毒性,从而提高植物对重金属的修复效率.系统地梳理了耐重金属的PGPB在促进植物生长,增强植物抗逆性和影响重金属生物利用度方面的作用机制,并进一步综述了近年来国内外关于PGPB在生态修复中的应用和研究进展.     

焦化污染场地土壤多环芳烃的生物强化协同降解工艺研究

以某废弃焦化厂的多环芳烃（PAHs）污染土壤为研究对象,通过耦合表活淋洗、生物降解、化学氧化等技术设计了4种修复工艺,并进行了试验验证。结果表明：针对该实际焦化污染土壤,单一的生物泥浆降解工艺21 d后PAHs可实现58.64%的降解率;采用表活增溶+化学氧化+生物泥浆的降解工艺,26 d降解率可达到65.68%,但前置的化学氧化会抑制生物降解效果;采用干筛分+表活分批淋洗+化学氧化的降解工艺降解率可达到85.36%,有效缩短降解时间到13 d内,但土壤中残留的PAHs与土壤颗粒结合紧密,化学氧化降解率仍难以满足大于90%的要求;采用湿筛分+表活分批淋洗+生物泥浆+化学氧化的生物强化协同降解工艺,29 d降解率可达到95.32%,实现了土壤的修复目标。生物强化协同降解工艺路线,综合了多种修复技术的优点,实现了修复技术组合优化,为焦化污染土壤中多环芳烃降解修复提供了可行的工艺路径。     

含除草剂非织造布的示范推广试验研究

含除草通的非织布用取农用薄膜的作物地面覆盖材料，经１年来的示范推广试验表明，其防草效果达到９０％以上，与农用黑膜接近，优于农用白膜，其对作物株高，叶片生长无影响，在农田管理得当（生长期保证灌水）条件下，有一定增产效果；对试验作物草莓，茄子，番茄，辣椒的可食部分的除草通残留量测定，未检出，农用薄膜在土壤中残留的模拟试验表明，作物根系能穿过非织造布生长，涂用的除草通在土壤中了最终浓度是非织造布上的喷涂     

农田土壤微塑料污染现状与进展

微塑料是一种新的土壤污染物,对土壤环境与健康有严重影响,已成为国内外研究的热点。系统分析了农田土壤微塑料的污染现状与分布特点,总结了不同农业生产方式对土壤微塑料污染丰度的影响,及其在土壤中分布和迁移特征,阐述了不同微塑料的污染来源及其对土壤环境的危害,提出地膜覆盖将成为农田土壤微塑料污染的重要来源,且微塑料因粒径、浓度及类型的不同对农田土壤理化性质和土壤生物会造成不同程度的影响;并比较分析了土壤微塑料的检测分析方法与手段,从土壤微塑料的溯源、迁移转化、污染危害以及检测分析手段层面,对未来需要解决的科学问题和研究方向进行了展望,以期为农田土壤微塑料的研究以及微塑料污染防控提供科学参考。     

长期覆膜条件下农田土壤微生物群落的响应特征

地膜覆盖是农业生产中保障粮食增产增收的重要措施.为明确长期地膜覆盖对农田土壤微生物群落结构特征的影响,采集4个不同覆膜年限的农田土壤,利用高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落结构变化,探讨长期覆膜农田土壤中微生物群落的变化及其对微生物生态环境效应的影响.结果表明,长期覆膜对土壤细菌多样性无显著影响,但降低真菌多样性;长期覆膜使土壤细菌酸杆菌（Acidobacteriota）和真菌被孢霉菌（Mortierellomycetes）物种丰度降低,增加土壤放线菌（Actinobacteriota）物种丰度.长期覆膜可以使土壤富集细菌中的芽孢杆菌（Bacillus）和类诺卡氏菌（Nocardioidaceae）,及真菌中的肉座菌目（Hypocreales）和曲霉菌（Aspergillus）等有益微生物菌群.然而长期覆膜使土壤真菌共生网络变得简单而脆弱,其关键物种仅有子囊菌门中的粪壳菌目（Sordariales）中的未知菌属一种,因此对农田土壤生态环境带来潜在风险.本研究为深化了解长期覆膜对农田微生物生态环境效应的影响提供理论依据.     

喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害

农田土壤重金属污染事件在全国各地频频发生.贵州等喀斯特地区因其特殊的地貌形态、脆弱的生态环境以及不合理的人类活动导致土壤重金属污染严重.本文综述了喀斯特地区农田土壤重金属污染现状,分析了重金属污染对人体健康造成的危害,提出加强立法和执法,强化对各类工矿企业的清洁生产审核力度,以避免和减少污染发生;对重金属污染严重土壤采用生物修复技术等手段来逐步恢复.     

黄河三角洲地区农业环境现状与污染防治措施

在黄河三角洲地区,近几年来,农业生产得到快速发展,农用薄膜、化肥和农药的使用量也逐年增加,由于人们环保意识薄弱,致使农业环境受到污染.农田连续覆膜十年以上,土壤中农膜残留量可达55～60kg/hm2;果园和蔬菜保护地栽培连续五年以上的地块,土壤中有机磷农药检出率高达80%以上;化肥用量连续五年达到每年1500～2000kg/hm2的农田,土壤有机质下降0.18～0.23%,团粒结构减少4.1～5.3%,总孔隙度减少11.4～13.8%,土壤的理化性能严重下降.通过对农业环境主要污染因素和污染现状分析,采取相应的防治措施,对保护农业环境,促进农业和农村经济的可持续发展有十分重要的意义.     

覆膜年限和有机肥施用对花生田耕层土壤微塑料赋存特征的影响

地膜和有机肥料的大量投入已导致我国农田土壤微塑料污染日趋严重.为研究调查山东德州花生农田微塑料污染状况,分析了该区域不同覆膜年限（0、3、5和8 a）和有机肥施用对农田土壤中微塑料的丰度、粒径、颜色和形状等赋存特征的影响.结果表明,覆膜0、3、5和8 a后花生耕层土壤微塑料丰度的平均值分别为65.33、316.00、1 098.67和1 346.34 n·kg^-1.随着土层深度的增加微塑料丰度降低,0～10、10～20和20～30 cm耕层中的土壤微塑料丰度分别为1 076.00、603.50和440.25 n·kg^-1,并且增加覆膜年限和施加有机肥都显著增加了微塑料的丰度（P<0.05）.粒径<1 mm微塑料占总量的77.30%,且随着覆膜年限的增加,小粒径（<1 mm）微塑料占比显著升高（P<0.05）,随着土层深度的增加,其占比亦逐渐增加,施加有机肥对微塑料粒径没有显著影响.微塑料颜色组成以透明（49.77%）为主,其次是黑色（16.35%）和白色（16.27%）,覆膜年限和有机肥施加对土壤中微塑料的颜色影响不显著（P>0.05）,但覆膜年限显著增加了透明微塑料的占比.微塑料类型主要包括纤维类、薄膜类、碎片类、泡沫类和颗粒类,其占比分别为： 49.77%、25.41%、19.15%、3.26%和2.41%.耕层土壤微塑料的主要聚合物类型包含聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）,分别占总量的21.37%、18.57%和19.77%.由此,山东德州花生田耕层土壤中普遍存在微塑料,且地膜和有机肥施用是其主要来源,这可为花生田耕层土壤微塑料污染物防控提供重要依据.     

黑河中游绿洲区地膜残留特征及农户行为分析

近年来我国地膜施用量及覆盖面积快速增加,在提高农业产量的同时也产生了严重的农膜污染,在西北干旱区的表现尤为突出。论文利用实地采样数据及农户调查数据,建立Probit模型与多元线性回归模型,分析黑河中游绿洲区地膜的残留水平与影响农户地膜施用行为的主要影响因素。结果表明：1）目前张掖市农用地膜覆盖现象已经非常普遍,有69.9%的农作物播种面积覆盖了地膜;2）仅2014年1 a研究区地膜的残留率平均为25.7%;耕地中地膜的残留总量达到了63.75 kg/hm²,相当于2014年单位玉米种植面积的地膜用量,已经接近我国国家标准限定值（75.0 kg/hm²）,明显高于内蒙古与华北地区;3）在低温少水的黑河中游山区,农户并未大规模施用地膜进行保温保湿,而是采用种植春小麦与大麦作物应对气候不足。地膜施用与否的高程界线约为2 100 m。从多元线性回归模型的结果来看,农户地块数量和农户的非农工资水平对农户地膜回收率有明显的负面影响,农业劳动投入时间与高程则具有明显的正面影响。从原因上看,农户非农收入水平的高低对地膜回收率具有决定性的影响。值得注意的是,农业补贴与户主的受教育程度对地膜回收率的影响不明显。为提高地膜回收率,减少地膜污染,需要提高地膜质量,防止破碎以便于捡拾;加快地膜回收机械的研发与推广,替代逐步提高的人工费用;加快研发与推广可快速降解的地膜技术。     

农田土壤微塑料分布、来源和行为特征

微塑料(MPs)作为一种新型污染物广泛存在于农田土壤中.针对农田土壤中微塑料可能发生的污染问题,对全球农田土壤中微塑料的分布、丰度、来源、形状、聚合物组成、尺寸和迁移等方面特征的研究进展进行了综述,提出了研究展望.全球各地所调查农田土壤均有微塑料检出,其来源主要包括农用塑料薄膜、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒.土壤中微塑料形状以碎片、纤维和薄膜为主,微塑料聚合物组成以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为主.农田土地利用方式显著影响土壤中微塑料的丰度,农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加.土壤中微塑料可在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移.今后应加强土壤微塑料检测方法、数据库建立、安全阈值、迁移转化规律、潜在生态健康风险评价和防控技术体系构建等方面的研究,为农田土壤微塑料污染的风险管控与治理提供参考.     

农田土壤除草剂污染的修复技术研究进展

除草剂主要用于保护农作物免受杂草的侵害,是现代农业生产中用量最多的一类农药.然而,随着全球粮食需求的增加,除草剂的用量逐年增大,药效也不断增强,导致除草剂在农田土壤中出现累积、迁移转化和毒害作用等问题.为了降低除草剂给土壤-作物系统带来的生态风险,根据除草剂污染特征和区域农业生产规律研发绿色低碳修复技术,是目前生态环境领域需要关注的问题.基于此,整理了近年来关于农田土壤除草剂污染治理的相关报道,重点分析了修复技术的研究进展和应用案例,并对除草剂修复领域未来的发展动态进行了展望.目前应用于农田除草剂的修复技术主要有基于微生物修复、酶修复和植物修复的生物修复技术,以及基于生物炭基材料的吸附固定技术.其中,生物修复技术的发展相对成熟,已经应用于实际农田除草剂的修复治理工作,并形成了成功的修复案例.为了提升对农田土壤除草剂污染的修复效果,修复技术逐渐从单一模式向物理化学-生物多技术耦合模式发展,以充分发挥多技术集成应用的协同作用.     

不同类型地膜覆盖对土壤质量、根系生长和产量的影响

针对我国农业生产中地膜大规模使用带来的土壤环境污染问题,通过应用降解地膜进行大田试验,以南瓜为研究试材,探究了黑色普通地膜(CK)、白色降解地膜(WDF)、黑色降解地膜(BDF)和黑色CO₂基降解地膜(C-DF)对土壤理化性质、根系生长与产量的影响,并对土壤质量进行评估.结果表明,3种降解地膜处理土壤含水量和温度,较普通地膜均不同程度降低;各处理间土壤有机质含量无显著差异;C-DF处理土壤速效钾含量较CK降低,WDF和BDF无显著影响;BDF和C-DF处理土壤全氮和速效氮含量较CK和WDF降低,处理间差异达到显著水平.3种降解膜处理土壤过氧化氢酶活性较CK显著提升2.9%～6.8%,蔗糖酶较CK显著降低了33.3%～38.4%.BDF处理土壤纤维素酶活性较CK显著提升63.8%,WDF和C-DF无显著影响.3种降解膜处理对地下部根系生长具有促进作用,长势明显增强.BDF和C-DF处理南瓜产量与CK趋近,BDF处理南瓜产量较CK显著降低11.4%.试验结果表明,BDF和C-DF处理对土壤质量和产量的影响与CK相当.研究认为2种黑色的降解地膜在高温生产季节可有效替代普...