土壤理化特性对冬季菜地N2O排放的影响

选取7种具有10 a以上种植史的菜地土壤,通过室外盆栽试验研究施尿素条件下影响冬季菜地N2O排放的主要土壤因素.结果表明,不同土壤间N2O排放具有显著差异.对照菜地的季节性N2O-N排放总量为2.74～4.37 mg·盆-1,排放量与土壤本底的铵态氮、硝态氮含量及pH值呈弱线性相关.施尿素不仅促进了N2O的排放,而且加大了土壤间N2O排放的差异,季节性排放总量为6.39～29.38 mg·盆-1.与2000-2001年麦田相比,虽然菜地施尿素量低于麦地,但是N2O排放量无明显减少,菜地和麦地土壤的N2O排放均与土壤有机碳含量、全氮含量、C/N比值呈显著负相关.此外,施尿素菜地的N2O排放与土壤粘粒含量呈显著负相关,与土壤砂粒含量呈显著正相关.进一步研究表明,化肥氮的N2O-N转化系数主要受土壤碳、氮含量的影响.     

有机无机肥配施比例对蔬菜产量和品质及土壤重金属含量的影响

关于蔬菜施有机肥和它与无机肥的合理配施比例,对蔬菜的产量和品质有重要影响,对土壤有机质和重金属含量也有影响。为控制施禽畜粪类有机肥对蔬菜的负面影响,探讨蔬菜的合理施用量和有机/无机肥配施比例,在不同质地的土壤上进行田间试验。结果表明,(1)施过量禽畜粪类有机肥对试验蔬菜产量和品质都会产生不良影响,小白菜(Brassica chinensis)和茄子(Eggplant)施禽畜粪超过22500kg/hm2、马铃薯(Solanum tuberosum L.)超过24000kg/hm2时,其产量不再增加,成活率下降,维生素C含量下降,多个试验均表现出有机肥用量增加而小白菜硝酸盐随之增加的典型特征;同时不论土壤的质地轻重,蔬菜重金属Pb有随禽畜粪用量增加而提高的趋势;在质地较轻的土壤上,蔬菜重金属Cd、As有随禽畜粪用量增加而提高的趋势;小白菜施禽畜粪肥超过7500kg/hm2、茄子和冬种马铃薯施禽畜粪肥超过75000kg/hm2,收获后土壤重金属含量高于对照和施无机肥的总Cr和As。(2)蔬菜单独施用有机肥的合适施用量,小白菜在较粘重的土壤上可施到22500kg/hm2,但有机肥与无机肥配合施用时有机肥用量可减量;茄子合适施用量应在22500kg/hm2左右;冬种马铃薯合适施用量应在24000kg/hm2左右。(3)蔬菜的有机/无机肥合理配比,小白菜、茄子、和冬种马铃薯施肥的有机氮与无机氮之比均为0.25∶1至0.5∶1时其产量和品质水平较佳。     

宏基因组学解析蚯蚓粪中微生物种群及耐药基因的组成

为判定蚯蚓粪作为微生物肥料的潜力,本研究采用宏基因组学的方法,对污泥、牛粪与蔬菜蚯蚓粪样品抽提的DNA进行测序,并将结果进行物种注释及功能注释,以揭示不同蚯蚓粪中功能性微生物的种群结构.结果表明：污泥、牛粪和蔬菜蚯蚓粪分别检测到117505、81182、81104条scaftigs.变形菌门、拟杆菌门、疣微菌门与放线菌门为3种蚯蚓粪的优势菌门.氮磷代谢途径分析表明,蚯蚓粪中富含固氮菌（Rhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium、Azospirillum）、硝化菌（Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrosococcus、Nitrospira）和溶磷菌（Flavobacterium、Pseudomonas、Arthrobacter、Streptomyces）等肥料功能菌.相比而言,蔬菜蚯蚓粪微生物肥料潜力较高.相对于蔬菜蚯蚓粪（371条Unigenes）,污泥（2461条Unigenes）和牛粪（965条Unigenes）蚯蚓粪中存在较多的病原菌.而且,污泥、牛粪与蔬菜蚯蚓粪中耐药基因相对丰度高达0.93×10^-3、0.32×10^-3和0.32×10^-3,主要为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类及四环素类耐药基因等.研究结果显示,蚯蚓粪中有益的功能菌群和有害微生物同时存在,其生物污染物的环境风险值得关注.     

Effects of mixture ratio on anaerobic co-digestion with fruit and vegetable waste and food waste of China

The biochemical methane potentials for typical fruit and vegetable waste (FVW) and food waste (FW) from a northern China city were investigated, which were 0.30, 0.56 m3 CH4/kgVS (volatile solids) with biodegradabilities of 59.3% and 83.6%, respectively. Individual anaerobic digestion testes of FVW and FW were conducted at the organic loading rate (OLR) of 3 kg VS/(m3 day) using a lab-scale continuous stirred-tank reactor at 35°C. FVW could be digested stably with the biogas production rate of 2.17 m3/(m3 day) and methane production yield of 0.42 m3 CH4/kg VS. However, anaerobic digestion process for FW was failed due to acids accumulation. The effects of FVW: FW ratio on co-digestion stability and performance were further investigated at the same OLR. At FVW and FW mixing ratios of 2:1 and 1:1, the performance and operation of the digester were maintained stable, with no accumulation of volatile fatty acids (VFA) and ammonia. Changing the feed to a higher FW content in a ratio of FVW to FW 1:2, resulted in an increase in VFAs concentration to 1100–1200 mg/L, and the methanogenesis was slightly inhibited. At the optimum mixture ratio 1:1 for co-digestion of FVW with FW, the methane production yield was 0.49 m3 CH4/kg VS, and the volatile solids and soluble chemical oxygen demand (sCOD) removal efficiencies were 74.9% and 96.1%, respectively.     

多边形综合指标法在上海市设施菜田农药减量技术评估中的应用

将综合效益分为经济效益、社会效益、生态效益3个元素,综合代价分为经济代价、社会代价、生态代价3个元素,将参加综合代价评价的指标优化矩阵与参加综合效益评价的指标优化矩阵的比称为综合代价效益比矩阵;运用多边形指标法的基本原理和方法,构建了综合代价效益比RCC/CP模型,将其应用于上海市设施菜田农药减量技术评估体系中,并根据不同控害方案产生的综合代价效益比值将控害功能分为优良、较好、一般、较差和很差5个等级.结果表明,"防虫网室2.2m"(RCC/CP=0.4363)、"防虫网室2.7m"(RCC/CP=0.4622)、"防虫网室3.2m"(RCC/CP=0.4786)均达到"较好"等级,"薄膜遮阳防虫网室2.7m"(RCC/CP=0.5153)的控害功能达到"一般"等级,对照"露地常规防治区"(RCC/CP=1.1001)的控害功能为"很差"等级,其中,"防虫网室2.2m"是本试验中最优的农药减量控害措施.     

果蔬废弃物厌氧消化特征及固体减量研究

采用两相厌氧消化工艺处理固体果蔬废弃物,反应液在系统内循环使用,研究了果蔬废弃物产酸发酵类型、产甲烷相对消化产物的利用顺序和果蔬固体减量效果。结果表明,在酸化阶段,挥发酸总量最高达5800mg/L,其中丁酸占45%、戊酸占23%、乙酸占20%、丙酸和乙醇占10%左右,属于丁酸型发酵;产甲烷相对挥发酸的利用顺序为乙醇>丁酸>戊酸>丙酸>乙酸,产甲烷阶段体系ORP为-480mV左右;在厌氧消化处理过程中,反应液中COD由开始时的10000mg/L降至反应后期2000mg/L左右,COD去除率达80%以上;同时,果蔬固体物质去除率达到98.6%,果蔬废弃物减量效果明显。     

中国北方典型设施菜地土壤稀土元素分布特征及环境意义

以我国北方地区天津武清、山西晋中、辽宁沈阳和内蒙古乌兰察布等地的典型设施菜地土壤为研究对象,分析设施蔬菜种植过程中土壤稀土元素的变化特征,尝试利用稀土元素特征值示踪、表征人类活动对土壤生态环境干扰的可行性.结果发现,辽宁沈阳设施菜地表层土壤中稀土元素总量(REE)范围为146.52～158.76mg·kg-1,均值为1...     

南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染状况研究

采集了南京市5县4郊5个环境单元（矿冶区、交通干线、工厂周边、污灌地、农产品基地）共100个样点的农田土壤及部分蔬菜样品,测定了重金属（Pb、Cu、Zn、Cd）的质量分数。结果表明,土壤Pb、Cu、Zn、Cd 质量分数的变化范围分别为26.1~4 138.8、16.5 ~3 375.1、46.0~3 587.6、0.09~17.61 mg/kg。不同功能区土壤重金属含量存在明显差异,以矿区周边农田污染最为严重,其次为污灌地和公路沿线农田, 部分农产品基地存在轻度Cd污染,工厂周边农田土壤污染相对较小。19个样点的青菜地上部重金属Pb、Cu、Zn、Cd质量分数的变化范围分别为0.11~7.11、5.04~76.42、36.8~364.3、0.04~2.96 mg/kg,同样以矿区周边污染农田的青菜样本重金属含量最高。青菜重金属含量与土壤重金属生物有效性含量和总量之间呈极显著相关。不合理的矿业开采和冶炼是导致南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染的重要原因。     

定位施肥紫色菜园土壤钾素效应研究

基于紫色菜园土壤3年12季连续蔬菜(莴笋-白菜轮作)定位施肥试验,研究不同施肥条件对土壤钾素形态和供钾水平的影响。采用田间试验和室内化学分析结合的方法测定不同施肥处理土壤钾素形态的变化和蔬菜产量的关系。结果表明:紫色菜园土壤钾素主要以矿物钾为主,占全钾的95.11%~97.33%,土壤缓效钾和速效钾分别占土壤全钾的2.22%~3.38%和0.44%~1.52%。连续施用钾肥显著提高土壤速效钾和缓效钾含量,以增钾处理作用最优。定位施肥显著提高土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾含量,以有机无机肥料配施作用优于单施化学肥料。土壤水溶性钾、非交换性钾与土壤有效磷含量呈显著或极显著正相关,莴笋和白菜产量与紫色菜园土壤速效钾、缓效钾含量呈显著正相关。定位施肥协调紫色菜园土壤钾形态,改善土壤供钾能力,以有机无机肥料配施作用为优。     

大田条件下施加组配改良剂对蔬菜吸收重金属的影响

通过向湘南某矿区周边重金属污染的农田施加不同添加量(0、2、4和8 g/kg)的组配改良剂HS(海泡石+石灰石),分析农田土壤理化性质变化和土壤重金属及其交换态含量的影响、空心菜和辣椒可食部位和根部位重金属含量的影响。结果表明,施用2~8 g/kg组配改良剂HS能使2种蔬菜土壤p H值和CEC含量显著增加,使交换态重金属含量大幅降低,且不同程度地降低了空心菜和辣椒可食部位及根部位的重金属含量。与对照相比,空心菜和辣椒可食部位重金属Pb、Cd、Cu、Zn的降幅分别为:21.1%~47.5%、6.5%~31.0%、57.7%~80.0%、65.3%~92.0%和27.3%~74.5%、29.8%~62.0%、55.4%~76%、37.8%~77.1%;根部位的重金属含量也有明显降低。当添加量为8 g/kg时,2种蔬菜可食部位和根部位重金属含量降低幅度最大。由此可知,组配改良剂HS的施用对2种蔬菜吸收土壤重金属起到有效的抑制作用。