紫色母岩覆盖层控制底泥磷释放的效果及机制

选取重庆地区分布面积较广的3种紫色母岩(飞仙关组、蓬莱镇组和遂宁组),和2种经众多研究证明可有效控制底泥污染物释放的岩石(石灰石和方解石)作为活性覆盖材料,进行底泥覆盖模拟实验,研究紫色母岩覆盖层对底泥磷素释放的控制效果及机制.结果表明,3种紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制作用较强,远好于方解石与石灰石(P0.05).其中,飞仙关组紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制效果最好,抑制率为94.4%.5种覆盖材料均可促进底泥总磷的释放与转化,显著促进底泥OP原位转化为Ca-P,而3种紫色母岩覆盖层更有利于底泥释放出的磷转化为无机磷和有机磷.同时,5种覆盖材料均会改变底泥及上覆水体微生物的群落结构,其中PLFA16:0标记的细菌数量与上覆水体的总磷含量呈显著负相关.     

日本发现可将水稻产量提高五成的新基因

近日,日本名古屋大学的研究人员宣布发现了一种可将水稻的产量提高五成的新基因。这种基因可通过自然杂交的方式传递给下一代,不涉及有争议的转基因问题。     

两种土壤增效剂对稻田氨挥发排放的影响

硝化抑制剂和生物炭是农田土壤管理常用的土壤增效剂.其中,硝化抑制剂可以增加作物产量提高氮素利用率,而生物炭是生物质资源利用的一种新方式,且具有一定的吸附特性.以减少稻田氨挥发带来的氮素损失及环境污染问题为目的,在原状土柱模拟试验条件下,以单施化肥处理(CN)为对照,研究了生物炭(B)添加、硝化抑制剂(CP)添加及复合添加处理(BCP)对田面水p H、田面水铵态氮浓度、水稻产量及氨挥发损失的影响.结果表明,两种增效剂施用对水稻产量无显著影响,硝化抑制剂添加有增加水稻产量的趋势.两种土壤增效剂添加均显著增加了稻田氨挥发损失,损失量占施氮量的25%～35%.其中,肥期(施肥后7 d内)氨挥发损失占总损失的86%～91%,是氨挥发损失的主要时期.与CN处理相比,CP处理明显提高了田面水NH_4~+-N浓度和氨挥发损失,基肥期、穗肥期和非肥期增加效应明显,氨挥发增幅分别为138%、48%和78%,全生育期氨挥发总损失量增加59%.生物炭添加对稻田氨挥发损失也有明显的促进效应,且具有阶段性特征,前期(基肥期和蘖肥期)的增加效应高于后期(穗肥期和穗肥后),田面水NH_4~+-N浓度和p H也表现出相同的趋势.两者配施添加处理显现出了正交互作用,氨挥发损失量大于单施处理,与化肥处理差异显著.结果说明,生物炭添加不能解决硝化抑制剂添加引起的铵态氮浓度升高和氨挥发损失增加的问题,对于硝化抑制剂添加引起的氨挥发损失增加的问题需要继续研究.     

羟基自由基氧化降解水中土臭素的效率与机制

土臭素(Geosmin,GSM)是一种由蓝绿藻及放线菌产生,具有令人讨厌土霉味的化合物.地表水中存在土臭素,尽管量少,但因传统水处理工艺难以去除,大大降低了饮用水的感官质量.本文采用大气压强电场电离放电结合水力射流空化方式制备的羟基自由基(Hydroxyl radicals,·OH)对水中GSM进行氧化降解,研究了氧化剂投加剂量、接触时间因素的影响,并根据气相色谱-质谱(GC-MS)全扫描获取的中间产物探讨了·OH氧化降解GSM的机制.实验结果表明:当氧化剂投加剂量为0.8 mg·L~(-1),管路中接触反应6 s,可把初始浓度100 ng·L~(-1)的GSM降解到10 ng·L~(-1)以下;提高氧化剂投加量至2.6 mg·L~(-1),接触反应180 s,可氧化降解500 ng·L~(-1)的GSM至10 ng·L~(-1)以下,达到我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006).在GSM水样中加入叔丁醇(Tertiary butyl alcohol,TBA)·OH淬灭剂,GSM氧化降解效果明显降低,间接证明了降解GSM的主要物质为·OH.对氧化降解GSM的中间产物分析表明·OH可以破坏GSM双环结构并最终将其矿化成CO_2和H_2O.     

镉铅在粘土上的吸附及受腐殖酸的影响

试验研究了镉和铅2种重金属在蒙脱土和高岭土上的吸附,以及外加腐殖酸的3种组分（富里酸、棕色胡敏酸和灰色胡敏酸）的影响。镉铅在粘土上的吸附随着介质pH的升高而增加。在pH4-8范围内的任意pH点,镉在高岭土上的吸附量因富里酸而降低,因2种胡敏酸而升高;当pH值高于6时,吸附量急剧增加。外加富里酸使得铅在粘土上的吸附在pH＞6时意外出现随着介质pH而降低的趋势。     

富硅稻壳灰对水稻吸收砷的调控作用

通过向土壤中添加富硅稻壳灰提高土壤溶液中Si浓度可以有效抑制水稻对As的吸收. 为了探索富硅稻壳灰对水稻吸收As的内在调控机理,于2020年在湖南省永州市道县开展了大田试验. 结果表明:富硅稻壳灰的添加使土壤孔隙水中Si浓度较对照组显著增加了866.0%,这为水稻生长提供了充足的Si,使Si在与As的竞争吸收中占据主导作用,同时富硅稻壳灰促进了土壤铁氧化物的沉淀,使孔隙水中As浓度下降了20.3%,这一过程中由于铁氧化物的还原溶解而释放的As重新被固持. 水稻根系铁膜的形成对As的截留作用是抑制As向地上部转运的关键,富硅稻壳灰通过促进通气组织的形成来增加根系氧化能力,使水稻根表铁膜铁浓度(DCB-Fe)较对照组增加了47.3%,使根表铁膜As浓度(DCB-As)较对照组增加了41.0%. 富硅稻壳灰为水稻生长供应的足量Si,通过下调水稻根系中Si转运蛋白Lsi1和Lsi2的表达,从而限制了水稻根系对As(Ⅲ)的吸收,结果显示富硅稻壳灰使精米中无机As浓度降低了29.1%,低于GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》标准限值. 该研究通过大田试验,从土壤孔隙水、水稻根表铁膜以及Si与As在水稻茎叶和稻米运输中的竞争作用三方面系统论述了低温燃烧条件下制备的富硅稻壳灰对水稻吸收As的调控作用,结果表明以0.2%的施加比例施加富硅稻壳灰有效降低了水稻籽粒中无机As 含量,为As污染土壤的水稻安全生产利用提供有效的解决途径.      

浙北水稻主产区田间土-水磷素流失潜能

选取嘉善、余姚、德清、余杭 4个具有代表性浙北水稻主产区 ,研究了水田土 水磷素流失潜能及环境意义 .4稻区高水平磷肥投入促进了土壤富磷化 ,土壤Olsen-P积累的同时 ,相应地提高了土壤生物性有效磷、水浸提磷 ,并提高了土壤磷素的流失潜能 .稻区土壤在富磷化过程中 ,存在着土壤磷素的农学意义向环境意义方向演变的趋势 .在非植稻期 ,稻区农田水体 ,包括沟渠水、田表水、排渠水、暗管排水等总磷 (TP)平均超过了易诱发水体富营养化临界值 ,其中溶解磷 (DRP)占总磷 40% ;主要是源于绿肥田表水及部分排渠中的溶解磷对稻区外水体构成了直接危害 .在非植稻期 ,因稻区间农耕措施的差异导致了土壤富磷水平与对应田表水磷素水平不具相关性 ;在植稻期 ,施磷措施促进水田土壤富磷 ,相应地提高了田表水磷素水平 .     

利用城市污泥堆肥及建筑弃土种植麦冬研究

将污泥堆肥产品分别与建筑弃土按0%、10%、20%、30%、40%和50%(湿重)的比例配制营养土,以麦冬为例进行180 d的栽培实验,分析了营养土对麦冬生长特性、植物体内及栽培土壤中营养学指标和重金属含量的变化规律,并通过模糊综合评价方法选择营养土较佳配制方案。实验结果表明:堆肥比例在50%时麦冬生物量增加率、新生芽数及地表部分比重为最大值,在30%时纺锤体肉质数减少率为最大值;随着营养土中堆肥比例增加,麦冬体内养分含量、重金属积累量随之增加,均在50%时达到最大值;栽培土壤养分越多损失量越多,各指残留率越低,同时全磷、全氮及K含量降低率较有效磷、碱解氮小得多,Cr降低率在5.20%～8.34%之间,Zn降低率在3.27%～17.35%之间;堆肥比例在40%以上的营养土对麦冬生长效果好,但较佳配制方案为堆肥产品占20%。     

淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土复合物制备及其吸附废水中NH_4~＋-N性能

采用反相乳液聚合法以凹凸棒土为原料,合成了新型NH4＋-N吸附剂淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土,并进行了氨氮吸附对比实验。结果表明：凹凸棒土氨氮单位吸附量为4.243 mg/g;淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土氨氮单位吸附量为5.301 mg/g,吸附能力比未改性的凹凸棒土提高了25%。淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土的氨氮吸附过程比凹凸棒土更符合Freundlich等温吸附模型。随着pH、温度的升高,凹凸棒土和淀粉-g-丙烯酸/凹凸棒土对NH4＋-N吸附量逐渐增大。     

基于哨兵SAR数据和多光谱数据的水稻识别研究

水稻分布范围与面积监测可为水稻产量估算、农业水资源消耗和评价等提供科学决策依据。目前,对华北单季稻稻作区水稻识别的研究尚少,寻找一种适用该区域的水稻识别方法具有一定的研究价值。以天津为研究范围,以Sentinel-1和Sentinel-2为数据源,基于水稻后向散射系数时序变化特征和水稻不同生长期光谱特征,分别对研究区水稻进行了提取,并对两者的提取精度进行了比较。得出以下结论：(1)利用Sentinel-1移栽期、拔节期、抽穗期影像组合可识别水稻,水稻生产者精度和用户精度均在90%以上;(2)在水稻移栽期和成熟期,Sentinel-2近红外、短波红外和可见光红光等波段组合易识别水稻,水稻生产者精度和用户精度均在96%以上,成熟期B12+B8+B4波段组合效果最优;(3)基于水稻成熟期的Sentinel-2 B12+B8+B4波段组合,采用支持向量机法提取水稻是一种适用于华北单季稻的识别方法。运用该方法计算出研究区2016、2018和2021水稻种植面积分别为399.04、586.67和764.55 km²,5 a增加365.51 km²,符合天...