氮肥运筹和少免耕对麦田氮素径流流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下氮肥运筹和少免耕措施对稻麦两熟农田麦季氮素径流流失特征的影响。结果表明:自然降雨后麦田耕层土壤平均水分质量分数26.34%为径流事件发生的临界土壤水分质量分数。常规施肥(T0)条件下,麦季径流水量达2185.05 m3·hm-2,径流侵蚀泥沙量达716.08 kg.hm-2,少免耕(T2)处理增加麦田径流水量达29.67%,减少径流侵蚀泥沙量达13.96%,而肥料运筹(T1)与T0处理差异不显著;就整个麦季而言,T0处理条件下,径流水全氮(TN)平均质量浓度和径流侵蚀泥沙TN平均质量分数分别为10.51 mg·L-1和1.19 g·kg-1,T1处理显著降低径流水TN质量浓度和侵蚀泥沙TN质量分数分别达11.63%和5.93%,T2处理显著降低径流侵蚀泥沙TN质量分数达7.95%;麦季氮素径流流失主要集中在小麦生育前期,包括径流水氮素流失量和径流侵蚀过程中由泥沙流失的氮素量。T0处理条件下,氮素流失总量达31.76 kg·hm-2,其中,径流水氮素流失量占麦季氮素总流失量95%以上,T1处理减少麦季氮素总流失量达9.25%,而T2处理则增加麦季氮素总流失量达16.75%...     

减氮覆膜对黄土高原旱地小麦产量及氮素残留的影响

明确减氮覆膜措施下冬小麦的产量变化规律和麦田土壤氮肥的利用效率及残留情况,可为旱地冬小麦的环境友好科学施肥提供理论依据.于2013-2018年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置农户施肥种植模式(FP)、减氮测控施肥(MF)、减氮测控施肥+垄膜沟播(RFSF)和减氮测控施肥+平膜穴播(WFFHS)4种处理,分析在5年减氮覆膜条件下冬小麦产量、氮肥偏生产力、0-2 m土壤氮素残留分布和氮素平衡状况.结果显示,减氮测控施肥在5年总施氮量减少46.9%、平衡增施磷钾肥的情况下,能够保障冬小麦产量处于稳定状态,氮肥偏生产力比农户模式提高120.3%,0-2 m土壤硝态氮残留量减少30.5%,氮素累积表观损失量减少72.9%,且差异均达显著水平.在减氮测控施肥基础上覆膜种植后,使冬小麦产量提高9.46%-56.4%,氮肥偏生产力提高21.7%-41.4%,0-2 m土壤硝态氮残留量减少16.6%-25.8%,土壤累积表观矿化氮含量增加89.1%-127.8%,差异均达显著水平.本研究表明通过减少氮肥用量和平衡施用磷钾肥可提高氮肥利用效率,降低硝态氮残留量和表观损失,并达到稳产的目的;同时在减氮测控施肥基础上进行覆膜,可进一步促进小麦对土壤养分的吸收利用,在提高小麦产量、降低硝态氮积累和减小环境污染风险方面具有显著的效应.(图3表4参36)     

有机和常规生产系统中甜瓜氮素吸收差异分析

在甜瓜有机生产系统中,设置3个有机肥料水平处理,即空白(OZ)、半量施肥(OH)和标准施肥(OS),在常规生产系统中设置两个化肥水平处理.即空白(CZ)和正常施肥(CS),以研究有机和常规两种土壤中速效氮的变化及甜瓜对氮素的吸收规律.结果表明,在甜瓜的生长发育过程中,有机肥料向土壤中提供了与常规处理相同水平的速效氮.两种生产系统中甜瓜的生物量和产量差异不显著,且不受施肥水平的影响.甜瓜植株的氮素含量在生育过程中逐渐降低,氮素吸收量逐渐增加,常规处理显著高于有机处理,生产系统内部不同的施肥水平之间差异不显著.常规处理中甜瓜的氮素吸收速率显著高于有机处理,同时植株体内积累了较多的硝态氮从而降低了氮素利用效率.图4表4参22     

沙打旺与柳枝稷单、混播种苗期水分利用和根冠生长的比较

在室内生长箱内盆栽沙打旺和柳枝稷的苗期生长阶段进行高土壤水分 (黄绵土土壤田间持水量FC的 80 % )和低土壤水分 (5 0 ?)处理 ,比较二者单、混播种植下水分利用与根冠生长差异 ,以探讨黄土高原半干旱丘陵区牧草植物的合理种植方式 .结果表明 :在水分利用方面 ,低水处理下混播使沙打旺和柳枝稷叶片瞬时水分利用效率均较单播提高 ,低水处理后混播群体水分利用效率也显著比单播柳枝稷增大 .在根冠生长方面 ,混播促进了柳枝稷地上部分植株高度生长 ,并使地下部分分配比重增大 ,根系绝对长度缩短 ;混播后沙打旺的植株高度降低 ,根系绝对长度增加 ,但干物质分配比重减小 .低水处理后 ,沙打旺和柳枝稷混播下的根冠生长趋向于资源的充分合理利用 ,表现在混播群体的根系生长有利于充分利用土壤深层水和表层来水 ,混播后地上部分高度的生长特征变化利于对光的利用 .因此 ,在水分和养分条件相对较差坡地占较大比例的半干旱黄土丘陵地区 ,采用沙打旺和柳枝稷混播种植相比各自单播利于促进苗期生长与提高土壤水分利用率 .图 2表 2参 10     

氮素与水分添加对内蒙古温带典型草原生物量的影响

为了解大气氮沉降和降水格局改变对草原生物量的影响,在内蒙古温带典型草原开展氮、水添加控制试验.试验设置对照(CK),氮素添加(10 g m~(-2) a~(-1)),水分添加(60 mm m~(-2) a~(-1)),氮、水同时添加(N 10 g m~(-2) a~(-1)+水60 mm m~(-2) a~(-1))4种处理.经过两年试验处理,结果显示:(1)较对照处理,氮添加处理下总生物量(403.03 g/m~2)、地上生物量(279.97 g/m~2)、地下生物量(123.07 g/m~2)和禾类草地上生物量(165.35 g/m~2)均显著增加,而杂类草地上生物量变化不显著.(2)水添加较对照显著增加了地上生物量(200.93 g/m~2)、杂类草地上生物量(177.82 g/m~2),但显著降低了地下生物量(-110.39 g/m~2),而总生物量与禾类草地上生物量变化不显著.(3)氮添加处理下,水添加显著增加了地下生物量与禾类草地上生物量,但对总生物量、地上生物量、杂类草地上生物量没有显著影响.进一步分析显示,在不添加水分条件下,氮添加较对照显著增加禾类草地上生物量(107.15 g/m~2)与地下生物量(5.43 g/m~2);而在水分添加条件下,氮添加较对照分别增加58.2 g/m~2和117.64 g/m~2.本研究结果表明,禾类草地上生物量与其氮含量呈正相关关系,杂类草地上生物量与土壤含水量呈正相关关系,这可能是氮素添加提高禾类草地上生物量和水分添加提高杂类草地上生物量的重要机制之一;在内蒙古干旱半干旱地区仅氮素添加(10 g m~(-2) a~(-1))的措施可显著增加禾类草的地上生物量,有利饲草产量的增加,如需增加菊科、豆科等其他杂草的生物量,可考虑水分的补给.     

水热及裂解生物炭对水稻产量及氮素利用率的影响

将生物质(锯末)分别在高温裂解(500℃)和水热炭化(260℃)条件下制备得到裂解生物炭(PSBC)和水热生物炭(HSBC),采用土柱试验方法对比PSBC和HSBC在不同施加量(w=0.5%,w=3%)条件下对水稻生长、产量及氮素利用效率的影响。结果表明,PSBC-0.5%和HSBC-0.5%处理对水稻产量无显著影响(P0.05),PSBC-3%处理对水稻产量和生长的影响较小;而HSBC-3%处理则导致水稻产量下降64.73%,且主要对产量因子中的每穗总粒数和结实率产生负面影响。水稻氮素利用效率分析表明,与施氮对照(CKU)相比,PSBC-0.5%处理水稻籽粒吸氮量、氮肥吸收利用率和农学效率分别提高23.68%、57.46%和1.86%;而HSBC-3%处理显著抑制水稻生长,籽粒吸氮量比CKU降低67.46%,氮肥吸收利用率和农学效率则呈负值。研究表明,高施加量HSBC对水稻生长有显著负面影响,而低施加量HSBC对水稻生长影响不显著。因此,在将水热炭应用于农田时,需严格控制其施用量或对水热炭进行改良,提高其生物兼容性,防止对农业生产造成不利影响。     

氮肥运筹和少免耕对麦田氮素径流流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下氮肥运筹和少免耕措施对稻麦两熟农田麦季氮素径流流失特征的影响。结果表明：自然降雨后麦田耕层土壤平均水分质量分数26.34%为径流事件发生的临界土壤水分质量分数。常规施肥（T0）条件下,麦季径流水量达2185.05 m3·hm-2,径流侵蚀泥沙量达716.08 kg.hm-2,少免耕（T2）处理增加麦田径流水量达29.67%,减少径流侵蚀泥沙量达13.96%,而肥料运筹（T1）与T0处理差异不显著;就整个麦季而言,T0处理条件下,径流水全氮（TN）平均质量浓度和径流侵蚀泥沙TN平均质量分数分别为10.51 mg·L-1和1.19 g·kg-1,T1处理显著降低径流水TN质量浓度和侵蚀泥沙TN质量分数分别达11.63%和5.93%,T2处理显著降低径流侵蚀泥沙TN质量分数达7.95%;麦季氮素径流流失主要集中在小麦生育前期,包括径流水氮素流失量和径流侵蚀过程中由泥沙流失的氮素量。T0处理条件下,氮素流失总量达31.76 kg·hm-2,其中,径流水氮素流失量占麦季氮素总流失量95%以上,T1处理减少麦季氮素总流失量达9.25%,而T2处理则增加麦季氮素总流失量达16.75%。     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15     

施用生物质炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响

利用小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、猪粪炭堆肥和生活废弃物这5种原料的生物质炭与化肥混合制作炭基复混肥,进行水稻生产的田间试验,分析不同生物质炭基肥处理下水稻产量与氮素利用率的变化.结果表明,与常规复混化肥比较,炭基肥处理施氮量减少19.94％,但水稻的经济产量提高6.70％以上,其中小麦秸秆炭基肥处理增产幅度最高,达39.34％.炭基肥处理可显著提高水稻每穗总粒数和单穗重,水稻籽粒与茎叶吸氮量比值提高11.64％(花生壳)～59.91％(生活废弃物),说明施用炭基肥可促进氮素向水稻籽粒的分配.施用炭基肥料可明显提高水稻的氮素偏生产力、氮素收获指数和氮素稻谷生产率,其中氮素偏生产力较常规复混化肥提高33.41％(玉米秸秆)～74.09％(小麦秸秆).生物质炭基复混肥是一种可以替代传统有机无机配合施肥的节氮肥料,小麦秸秆炭基肥在减少肥料投入、提高水稻产量和氮肥利用率方面具有较好的推广潜力.     

不同水氮处理下毛白杨碳氮磷化学计量特征

为了解灌水和施氮对毛白杨(Populus tomentosa Carrière)优良无性系休眠期各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,利用毛白杨速生丰产林10年连续灌水和施氮双因素试验(通过灌水分别维持土壤含水量至田间持水量的45%、60%、75%;施氮量为0、101.6、203.2、304.8 kg/hm2,共计12个处理,每个处理3次重复)林地,选择其中的优良无性系S86为研究对象,2016年10月末待树木生长停止进入休眠期时,在每个水氮处理小区选取1株标准木并对其进行伐倒肢解处理后,测定分析毛白杨根、干、枝中的碳、氮、磷含量.结果显示:(1)毛白杨树干和枝碳、磷含量显著高于根(P 0.05);氮含量在各器官间差异显著,大小为枝根干. C:N在各器官间差异显著,大小为干根枝;C:P在各器官间差异不显著;N:P在各器官间差异显著,大小为枝根干.(2)灌水对各器官碳含量无显著影响,施氮显著降低根碳含量;灌水、施氮以及两者交互作用均显著影响根、干、枝氮含量,灌水和施氮显著增加各器官氮含量,并在高水高氮条件下毛白杨各器官氮含量显著增大.(3)灌水和施氮显著降低了毛白杨各器官C:N,对C:P影响不显著,显著增加N:P含量.本研究表明,灌水和施氮均促进了毛白杨各器官对氮的吸收,从而提高各器官氮含量;灌水和施氮降低了各器官C:N,促进了毛白杨生长;尽管此区为毛白杨适生区,但毛白杨速生丰产林仍受氮素限制,灌水和施氮是提高毛白杨速生丰产林生长量的重要栽培措施.(图2表6参41)     

基因污染与生态环境安全

论述了基因污染可能对生态环境安全造成的影响。转基因作物有可能污染天然物种的基因库；有可能破坏传统农作物品种的遗传多样性，加速作物种植品种的单一化及基因资源的流失；使抗除草剂作物的基因向野生或半野生植物漂移的可能性加大，有可能创造出“超级杂草”；带有病毒型转基因作物的基因重组，有可能创造出新的植物病毒，导致新的病害；BT转基因抗虫作物分泌的毒素，在食物链中传递，很难加以控制，对非目标生物造成危害，并最终破坏自然生态系统的平衡。文章还从不同角度分析了基因污染的严重性。     

市场经济与土肥科技

土肥的基础地位是不随社会性质或社会经济类型的变化而变化的，它既具重要性，又具长久性．市场经济是仍然需要土肥科技的．土肥科技的教学、科研和推广的力度必须加大，局面必须改观，且宜快不宜迟．土肥科技工作者一定要将培肥地力作为中心工作．根据广东的实际，增施有机肥是培肥地力的主要措施，因而抓秸秆还田和发展冬绿肥是我们工作的重点．     

Indoor and outdoor air pollution and lung cancer in New Hampshire and Vermont

Indoor and outdoor air pollution is known to contribute to increased lung cancer incidence. This study is the first to address the contribution of home heating fuel and geographical course particulate matter (PM₁₀) concentrations to lung cancer rates in New Hampshire, USA. First, Pearson correlation analysis and geographically weighted regression were used to investigate spatial relationships between outdoor PM₁₀ and lung cancer rates. While the aforementioned analyses did not indicate a significant contribution of PM₁₀ to lung cancer in the state, there was a trend towards a significant association in the northern and southwestern regions of the state. Second, case-control data were used to estimate the contributions of indoor pollution and secondhand smoke to the risk of lung cancer with adjustment for confounders. Increased risk was found among those who used wood or coal to heat their homes for more than 10 winters before the age of 18, with a significant increase in risk per winter. Resulting data suggest that further investigation of the relationship between heating-related air pollution levels and lung cancer risk is needed.     

Heavy metals and pesticides in anuran spawn and tadpoles,water, and sediment

High concentrations of metals (cadmium, copper, lead, and zinc) and of lindane were measured in the sediment and in the spawn and tadpoles of Bufo bufo, Rana dalmatina, and Rana ridibunda from two Austrian locations. Residues in spawn suggest maternal transfer. Increase of the metal concentrations from spawn to advanced tadpole stage is explained by the larval microphaguous feeding habits which cause high exposition of the tadpoles to substances concentrating in sediments and suspended particles. Metal and pesticide concentrations in spawn and tadpoles are toxic to various other aquatic organisms and are furthermore considered to be potentially hazardous to the anurans themselves. The results are conform with world‐wide observations of contamination of anuran larvae with heavy metals, and prove the significance of non‐point source chemical exposure due to allochthonous toxicant input by wind load and precipitation.     

湿解产物与堆肥在土壤中的稳定性和腐熟度比较分析

研究了不同培养阶段湿解产物与土壤混合物(HTS)的物质变化特征、稳定性和腐熟度,并与堆肥和土壤混合物(CS)及自然土壤进行了对比。结果表明:在培养过程中,所有HTS和CS的参数变化趋势相似,HTS的温度变化接近于CS的温度变化,稍高于自然土壤的温度,低于环境温度;pH值变化不大,基本稳定在7.6左右;在培养初期,水溶性有机碳比有机态氮w(WSC)/w(Norg)小于0.55,种子发芽系数(GI)高于80%;培养14d后,w(C)/w(N)降低至小于20,w(NH4 -N)/w(NO3--N)渐渐趋于稳定至小于0.16,GI基本高于100%;49d后,HTS的CO2释放率接近CS和自然土壤的CO2释放率;种子发芽系数的变化表明,湿解产物中含有更丰富的营养元素,可以促进植物根系的生长;相关性分析显示,w(WSC)/w(Norg)、w(NH4 -N)/w(NO3--N)和GI可以作为湿解产物腐熟度的评价指标。综合各项参数表明,湿解产物在土壤中会很快达到稳定,可以安全应用。     

Interaction and combined toxicity of microplastics and per- and polyfluoroalkyl substances in aquatic environment

● Adsorption of PFASs on MPs and its mechanisms are critically reviewed. ● MPs could alter the transport and transformation of PFASs in aquatic environments. ● Combined toxicity of MPs and PFASs at organismal and molecular levels is discussed. Microplastics (MPs) are recognized as vectors for the transport of organic contaminants in aquatic environments in addition to their own adverse effects on aquatic organisms. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) are widely present in aquatic environments due to their widespread applications, and thus coexist with MPs. Therefore, we focus on the interaction of MPs and PFASs and related combined toxicity in aquatic environments in this work. The adsorption of PFASs on MPs is critically reviewed, and new mechanisms such as halogen bonding, π-π interaction, cation-π interactions, and micelle formation are proposed. Moreover, the effect of MPs on the transport and transformation of PFASs in aquatic environments is discussed. Based on four typical aquatic organisms (shellfish, Daphnia, algae, and fish), the toxicity of MPs and/or PFASs at the organismal or molecular levels is also evaluated and summarized. Finally, challenges and research perspectives are proposed, and the roles of the shapes and aging process of MPs on PFAS biogeochemical processes and toxicity, especially on PFAS substitutes, are recommended for further investigation. This review provides a better understanding of the interactions and toxic effects of coexisting MPs and PFASs in aquatic environments.     

Myths and assumptions about human-wildlife conflict and coexistence

Recent extinctions often resulted from humans retaliating against wildlife that threatened people's interests or were perceived to threaten current or future interests. Today's subfield of human-wildlife conflict and coexistence (HWCC) grew out of an original anthropocentric concern with such real or perceived threats and then, starting in the mid-1990s, with protecting valued species from people. Recent work in ethics and law has shifted priorities toward coexistence between people and wild animals. To spur scientific progress and more effective practice, we examined 4 widespread assumptions about HWCC that need to be tested rigorously: scientists are neutral and objective about HWCC; current participatory, consensus-based decisions provide just and fair means to overcome challenges in HWCC; wildlife threats to human interests are getting worse; and wildlife damage to human interests is additive to other sources of damage. The first 2 assumptions are clearly testable, but if they are entangled can become a wicked problem and may need debunking as myths if they cannot be disentangled. Some assumptions have seldom or never been tested and those that have been tested appear dubious, yet the use of the assumptions continues in the practice and scholarship of HWCC. We call for tests of assumptions and debunking of myths in the scholarship of HWCC. Adherence to the principles of scientific integrity and application of standards of evidence can help advance our call. We also call for practitioners and interest groups to improve the constitutive process prior to decision making about wildlife. We predict these steps will hasten scientific progress toward evidence-based interventions and improve the fairness, ethics, and legality of coexistence strategies.     

水循环经济与水资源合理开发利用研究

在分析水循环经济的概念和基本特征、回顾国内外水循环经济与水资源合理开发利用历史演进和研究进程的基础上,陈述了可持续发展理论、物质代谢理论和产业生态学理论是水循环经济研究的三大新理论支柱。从现代水资源合理开发利用研究必须从系统定量的角度研究水资源系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用的角度,指出了物质流分析技术(MFA)与投入产出分析技术(I/O)是水循环经济研究的主流方法。分别阐明了水循环经济理论体系构建的研究、水循环经济技术创新问题的研究、水循环经济发展模式选择问题的研究、水循环经济管理体制及经济机制问题的研究是当前水循环经济研究的四项重点内容。     

河流底泥污染及其控制与修复

水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题。污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。在河流环境中,河床沉积底泥以推移和悬浮形式输送,很大程度上导致了上覆水和沉积底泥的相互物理作用。河流有强有力的自然环境,在河流系统中趋向有利于沉积底泥的解吸作用,从而将会影响上覆水的水质。因此,在水质管理计划中,应该将已污染的沉积底泥作为一个污染源予以考虑,沉积底泥是河流污染的一个重要方面。文章根据近年来国内外对河流底泥污染的控制、处理、修复及利用的文献资料,分析了河流底泥的污染现状及主要类型,包括重金属、NP营养物质、难降解有机物和持久性有毒污染物等,指出了目前在底泥污染修复中存在的问题。针对河流底泥污染控制与修复技术,介绍了除控制外源污染物外的物理修复、化学修复和生物修复等几种主要的修复方法和技术,分析了各种方法的利弊以及适用情况。在阐述了堆肥、建材利用、低温热解、湿地及栖息地建设、修复废弃地和建设填方等利用方式后,提出具体的控制和修复应因地制宜,综合各种恢复技术及利用方式,以达到控制及修复污染的河流底泥,恢复河流生态系统之目的。     

Growth and pollution convergence: Theory and evidence

Stabilizing pollution levels in the long run is a pre-requisite for sustainable growth. We develop a neoclassical growth model with endogenous emission reduction predicting that, along optimal sustainable paths, pollution growth rates are (i) positively related to output growth (scale effect) and (ii) negatively related to emission levels (defensive effect). This dynamic law reduces to a convergence equation that is empirically tested for two major and regulated air pollutants – sulfur oxides and nitrogen oxides – with a panel of 25 European countries spanning the years 1980–2005. Traditional parametric models are rejected by the data. More flexible regression techniques confirm the existence of both the scale and the defensive effect, supporting the model predictions.