生物炭改良盐碱地研究与应用进展

盐碱地作为21世纪严重威胁粮食产量的农田问题土壤之一,分布广泛,具有极大的开发潜力.生物炭作为高效的新型土壤改良剂,在缓解土壤酸碱障碍、土壤污染治理、碳封存和肥料缓释等方面发挥了重要作用,有力地推动了盐碱地农业的可持续发展.近年来,关于生物炭改良盐碱地的研究和应用备受关注.但由于生物炭来源、结构和组分的复杂性和非均质性,其对盐碱地的改良效果存在极大的不确定,也缺乏关键机制的系统总结和深度探讨,这限制了生物炭技术在盐碱地改良中的进一步推广和应用.通过综合分析生物炭对盐碱地土壤理化性质、养分有效性和生物特征的影响,归纳总结生物炭和改性生物炭对盐碱地的改良效果及其提质增效作用,阐明生物炭在盐碱地改良中存在的可能机制,并对未来研究方向进行了展望,可为进一步研发绿色高效精准的盐碱地生物炭改良技术及其推广应用提供参考.     

我国农用地土壤污染责任技术鉴定

因果关系鉴定和原因力鉴定是责任人不明确或存在争议下农用地土壤污染责任人及其责任份额认定的关键环节,也是认定中的主要技术难点.本文通过正向推理和反向排除,提出因果关系判定的具体条件;详细阐述同位素示踪法、比值法、标记物法、指纹图谱技术及联合技术等鉴定方法;系统梳理了土壤损害的鉴定程序.并借鉴法医鉴定中的参与度比例和污染溯...     

模拟酸雨对巯基坡缕石修复镉污染土壤的影响

为研究巯基坡缕石在模拟酸雨作用下对土壤Cd的钝化,该文通过开展室内柱淋滤实验,探究模拟酸雨作用下巯基坡缕石对土壤中Cd的淋溶行为、土壤p H及Cd形态分布的影响。结果表明,0.025%的巯基坡缕石可使土壤中DTPA提取态Cd浓度降低40.49%,且不改变土壤的p H值。在模拟酸雨的淋出液体积为1 200 m L(600 mm降雨量)时,对照组(CK)和巯基坡缕石处理组(MPAL)中Cd累积淋出率分别为18.67%和12.60%(pH 5.6)、18.56%和11.62%(pH 4.5)、19.34%和9.67%(pH 3.0);土柱淋出液和淋滤后土壤的pH值分别升高1～2和0.1～0.3个pH单位,淋出液的EC值逐渐降低,在淋出液体积为500 mL(250 mm降雨量)后稳定,同时巯基坡缕石处理组和对照组之间无显著性差异。淋滤后巯基坡缕石处理组土壤中的全Cd浓度高于对照组,DTPA提取态Cd浓度低于对照组,且在不同土层之间存在差异。模拟酸雨淋滤后,与对照酸雨(CK-pH 5.6)相比,典型酸雨(CK-pH 4.5)和强酸雨(CK-pH 3.0)淋滤后土壤中的DTPA可提取态Cd浓度和可交换态Cd含量分别升高5.94%和31.91%、12.64%和39.30%,增加Cd在土壤中的迁移能力。与对照组相比,巯基坡缕石处理组土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd含量分别降低16.77%和25.13%(MPAL-pH 5.6)、14.73%和23.60%(MPAL-pH 4.5)、1.97%和25.51%(MPAL-pH 3.0),铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd含量分别升高57.86%和26.52%(MPAL-pH 5.6)、69.36%和44.23%(MPAL-pH 4.5)、67.70%和53.83%(MPAL-pH 3.0),在酸雨作用下巯基坡缕石可增加土壤中Cd的稳定形态,降低Cd的迁移能力。研究表明:巯基坡缕石在模拟酸雨作用下钝化土壤Cd的效果比较稳定,是一种在南方酸雨区具有良好应用潜力的钝化材料。     

欧盟奶业环境污染防治经验——以集约化奶牛场粪水管控为例

在共同农业政策框架下,历经30余年的探索与发展,欧盟逐步建立了较为完善的奶业环境污染防治体系。本文以集约化奶牛场粪水管控为例,系统梳理了欧盟国家从养分资源循环利用角度保障奶业可持续发展方面积累的先进理念和经验做法,阐述了欧盟奶牛场养殖环境特点、粪水属性划分、行业术语辨析、政策制度规定、技术装备配套以及社会服务保障机制;同时结合我国奶业发展的瓶颈问题提出了需界定粪水概念和边界,以土地承载力作为生态红线、养分平衡作为技术保障、实施粪水全过程管控、配套种养结合服务机制4点建议,以期为我国奶业绿色转型可持续发展提供借鉴。     

1株草螺属植物内生菌R-13的分离鉴定及对龙葵吸收土壤镉的影响

植物内生菌联合超积累植物修复重金属污染土壤可显著提高植物修复效率.从镉污染稻田水稻根系中分离获得1株编号为R-13的植物内生菌.分别利用显微观察、碳源利用及分子生物学手段将该菌株鉴定为1株红苍白草螺菌（Herbaspirillum rubrisubalbicans）;该菌株具有较强的耐Cd²⁺能力,在镉含量为300 mg·kg^-1的固体培养基上仍能生长.经显色反应发现R-13菌株具有产生铁载体和分泌吲哚乙酸（IAA）能力,此外,经Pikovskaya''s固体培养基和Ashby固体培养基试验表明R-13菌株溶磷作用微弱,但是具有较强的固氮能力.在盆栽试验中,利用高通量测序技术追踪R-13菌株在龙葵根部定殖情况,发现接种1次3 d后草螺菌属在龙葵根系内相对丰度相比空白对照（CK）增加201.88%,两次接种可使草螺菌属在龙葵根部的相对丰度相比CK增加1182.44%,接种5 d后草螺菌属在龙葵根系内相对丰度开始出现显著降低趋势.当接种20 mL·pot^-1菌液时对龙葵的根、茎、叶及果实中镉含量无显著影响,当接种菌液达到40 mL·pot^-1时可显著提高龙葵营养器官中的镉含量,当接种量达到200 mL·pot^-1时龙葵营养器官中镉含量最高.此时,根系中镉含量与对照组相比提高84.42%,茎秆中提高43.67%,叶片中提高64.06%,果实中提高20.29%.综上可见,根系接种植物内生草螺菌R-13可显著提高龙葵根系中草螺菌属的相对含量,同时可起到强化龙葵吸收镉的作用,该菌株在植物修复镉污染土壤技术中具有较好应用前景.     

巯基化凹凸棒石对水稻土中镉钝化效应的动态变化特征

为了探究巯基化凹凸棒石作为钝化剂在土壤-水稻体系中对镉的钝化效应的动态特征规律,选取湖南和四川典型镉污染水稻土,分别以两个品种水稻为模式作物开展盆栽试验,在水稻生育期代表性阶段开展土壤-植物协同采样,并结合土壤培养实验,重点关注土壤理化性质和水稻各组织镉含量变化.研究发现,巯基化凹凸棒石以剂量1 mg·kg^-1和2 mg·kg^-1施用后,水稻分蘖期根茎叶镉含量明显降低40%以上,土壤有效态镉含量减少35.80%~55.08%.该快速显著的钝化效应,在水稻扬花期和成熟期维持稳定,收获时糙米镉含量最大降幅分别为76.65%和64.67%.巯基化凹凸棒石对土壤有效态镉的钝化过程符合二级动力学方程,钝化速率较快,高剂量组3 d可达到反应平衡.巯基化凹凸棒石对土壤pH无明显影响,可略微提高土壤氧化还原电位,增加土壤总硫和有效态硫含量,同时提升分蘖期水稻根系与根系表面铁和硫元素含量,降低分蘖期水稻根系对镉的生物富集系数和从根向茎的转运系数.综合土壤有效态镉含量和水稻吸收累积镉含量这两个核心因素,巯基化凹凸棒石在水稻-土壤体系中对镉具有快速且稳定的钝化效应.     

天津市规模化奶牛养殖场废水中典型抗生素处理效果及生态风险评估

为了解天津市规模化奶牛养殖场废水处理前后典型抗生素的浓度水平及处理效果,使用固相萃取-超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱仪(SPE-UPLC-MS/MS)技术,对天津市12家规模化奶牛养殖场废水中7种典型抗生素进行调查监测.结果表明,12家规模化奶牛养殖场废水处理前后均不同程度地检测出抗生素残留.废水处理前,替米考星(TIL)、盐酸土霉素(OTC)、司帕沙星(SPA)、磺胺噻唑(STZ)、氧氟沙星(OFL)和盐酸沙拉沙星(SAR)检出率均为100%,磺胺嘧啶(SDZ)检出率为83. 33%.其中替米考星和盐酸土霉素为未处理废水中主要的抗生素成分,浓度为25. 21μg·L~(-1)和9. 87μg·L~(-1).处理后废水中磺胺嘧啶和氧氟沙星的检出率下降至25. 00%和41. 66%,主要成分为替米考星和盐酸土霉素,但浓度有着明显地降低,分别为11. 30μg·L~(-1)和3. 71μg·L~(-1).不同的规模化奶牛养殖场对于抗生素的处理效果在24. 95%～81. 05%之间.厌氧-缺氧-好氧(AAO)处理工艺的综合处理效果优于厌氧好氧(AO)处理工艺.氧氟沙星、盐酸沙拉沙星、盐酸土霉素为处理后废水中主要的高风险污染物,各规模化奶牛养殖场都含有一种或多种RQs 1的抗生素,其排放对环境构成一定的生态风险.     

外源褪黑素对锑胁迫下水稻幼苗生长和抗氧化系统的影响

为了探讨外源添加褪黑素(MT)对锑(Sb)胁迫下水稻幼苗影响,以华润2号水稻幼苗为研究对象进行水培实验,采用荧光探针定位技术对水稻幼苗根尖的活性氧(ROS)进行荧光定位,并对水稻幼苗根部根系活力、丙二醛(MDA)含量、 ROS(H₂O₂、 O^-₂·)含量、抗氧化酶(SOD、 POD、 CAT、 APX)活性和抗氧化剂(GSH、 GSSG、 AsA、 DHA)含量进行分析.结果表明,外源添加MT能缓解Sb胁迫对水稻幼苗生长的不利影响,提高水稻幼苗的生物量;与单独Sb处理相比,添加100μmol·L^-1的MT使水稻根系活力和总根长分别提高44.1%和34.7%,MDA、 H₂O₂和O^-₂·含量分别降低37.0%、 32.7%和40.5%.此外,MT处理不仅使POD和CAT活性分别提高54.1%和21.8%,还能调节AsA-GSH循环.由此可见,外源添加100μmol·L^-1...     

干湿交替下生物炭添加对灰漠土CO2排放的影响

为探究干湿交替条件下，农田土壤CO₂排放对生物炭添加的响应特征及其影响因素，通过室外土柱模拟试验，在灰漠土中添加不同粒径棉花秸秆生物炭(<0.25 mm, M1; 0.25～1 mm, M2; 1～5 mm, M3;>5 mm, M4)和葡萄藤生物炭(<0.25 mm, P1; 0.25～1 mm, P2; 1～5 mm,P3;>5 mm, P4)，研究干湿交替下生物炭的类型、粒径对土壤CO₂排放特征的影响.结果表明，添加生物炭改变了土壤CO2排放速率，土壤CO₂累积排放量随棉花秸秆生物炭粒径的增加而降低，不同生物炭类型对土壤CO₂排放速率的影响存在极显著差异(p <0.001).在湿润阶段，棉花秸秆生物炭处理土壤CO₂累积排放量为20.67～28.26 g·m-2·d-1，与其相比，同一粒径下葡萄藤生物炭处理土壤CO₂累积排放量显著降低，降低了13.18%～28.83%；在干旱阶段，与对照处理相比，葡萄藤生物炭处理下土壤CO...