农田土壤中微囊藻毒素污染特征及风险评价

蓝藻水华释放的微囊藻毒素(MCs)通过灌溉、堆肥沤田等途径进入农田土壤造成污染.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱方法(HPLC-MS/MS)研究了滇池周边35个代表性农田土壤样品中3种典型微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)的含量、分布特征及风险水平.结果表明,MCs检出率为85.7%,总含量为n.d.~7.8μg/kg,平均含量为1.6 μg/kg,其中MC-RR检出率(82.9%)和含量(n.d.~5.3μg/kg)最高. 3种MCs的健康风险和生态风险均在可接受范围内,健康风险以MC-YR最大,生态风险以MC-LR最大.儿童以口腔暴露MCs为主,成人以皮肤暴露MCs为主,儿童暴露MCs的健康风险高于成人.     

基于耕地占补平衡的基准农田理论初探

耕地占补平衡中的补充耕地数量、质量等级换算可选用地区内基准农田作为控制标准。根据耕地产量定质量,分析建立地区耕地占补考核标准,探讨建立耕地占补平衡考核体系的方法,从而为落实“补充耕地的数量、质量按等级折算”提供支撑。     

杭州市临安区农田土壤重金属污染调查与评价

对杭州市临安区农田土壤采用蛇形随机布点法采集63个土壤混合样,对土壤重金属现状进行调查与评价。利用内梅罗综合污染指数法及潜在生态危害指数法对该区域农田土壤重金属的污染程度与潜在的生态危害进行评价。结果表明:研究区域内Hg、As、Cu、Cd变异系数较大,可能存在人为影响。从单因子污染指数数据分析,土壤中重金属Hg超标最为严重、其次是As、Cu;內梅罗综合污染指数评价显示,研究区域内大部分土壤污染水平属于尚清洁以上,小部分土壤重金属呈现不同程度污染,主要是由于Hg、As、Cu污染导致。单个元素潜在生态危害指数评价显示,Hg表现为较强风险,其他元素均呈现较低风险,单个元素潜在生态危害指数均值依次为Hg Cd As Cu Ni Pb Cr Zn;多种重金属综合潜在危害指数总体上为轻微风险,极小部分为中等风险,主要由于Hg污染。研究区域部分地区出现单个金属总量出现超过风险筛选值且低于风险管控值,下一步应加强对该土壤及农产品的协同监测。     

水铝钙石对不同镉污染农田重金属的钝化效果及机制

水铝钙石(Ca-Al-LDHs)是一种新型的层状复合金属氢氧化物,具有较大的比表面积、良好的阴离子交换性能和高稳定性的优点.本研究选择高Cd污染农田、中Cd污染农田和低Cd污染农田3种不同Cd污染水平的自然农田土壤作为研究对象.通过室内钝化实验,探讨水铝钙石对3种Cd污染农田土壤Cd、Pb、Zn有效态的变化规律以及形态转换的影响,进一步采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)初步探讨其钝化机制.结果表明,在高中低这3种Cd污染土壤中,水铝钙石均能够增加土壤pH,降低Cd、Pb和Zn的有效态含量,其中Cd有效态含量最大降幅分别为97. 7%、96. 3%和91. 8%.水铝钙石促使高Cd污染土壤中Cd、Pb和Zn的可交换态转化成活性低的碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态,高Cd污染土壤的钝化效果优于中低污染土壤.水铝钙石的吸附作用、层间离子交换作用以及表面羟基和羧基等活性官能团的配位反应,在很大程度上降低了土壤重金属的生物有效性.因此,水铝钙石可有效应用于Cd、Pb、Zn等重金属污染农田的钝化修复.     

模拟增温对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸的影响

为研究模拟增温对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸的影响,设置了随机试验,观测增温和对照处理的农田土壤呼吸速率.采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对农田土壤呼吸速率进行观测,并采用气压过程分离技术（BaPS）测定土壤CO2产生速率.在观测土壤呼吸速率的同时,观测了两处理的土壤温度、湿度.结果表明,不同增温处理下土壤呼吸速率的季节变异趋势基本一致,其季节变异与土壤温度的变异具有一致性.冬小麦田增温和对照处理的平均土壤呼吸速率分别为（3.54±0.60）μmol·（m2·s）-1和（2.49±0.53）μmol·（m2·s）-1,大豆田增温和对照处理平均土壤呼吸速率分别为（4.80±0.46）μmol·（m2·s）-1和（4.14±0.29）μmol·（m2·s）-1.模拟增温显著促进了冬小麦田和大豆田的土壤呼吸作用,在冬小麦生长后期（抽穗-成熟期）增温和对照处理的土壤呼吸速率差异最为明显（P〈0.05）;在大豆开花-结荚期以及鼓粒-成熟期增温与对照的土壤呼吸速率分别存在极显著性（P〈0.01）和显著性（P〈0.05）差异.进一步的研究表明,模拟增温和对照处理土壤呼吸均与土壤温度存在极显著（P〈0.01）的指数回归关系,但增温处理的土壤呼吸的温度敏感性明显高于对照,小麦生长季增温和对照处理的土壤呼吸温度系数Q10值分别为1.83和1.26,大豆生长季两处理的土壤呼吸温度系数Q10值分别为2.85和1.70.本研究表明,增温显著促进了农田土壤呼吸作用。     

城郊农田土壤多环芳烃污染特征及风险评价

为明确城郊农田土壤多环芳烃（PAHs）的污染特征,按照网格布点法在南京城郊采集29个样点,测定了15种PAHs的含量.结果表明,二氢苊（Ace）均未检出,农田土壤PAHs含量为24.49~750.04 μg ·kg^-1,均值为226.64 μg ·kg^-1;高环PAHs与总PAHs空间分布类似,农田土壤PAHs主要以高环PAHs为主.相关性分析结果表明,农田土壤PAHs与有机质（SOM）、pH、阳离子交换量（CEC）和全氮（TN）无显著相关性,容重（ρ_b）与低环PAHs极显著相关.源解析结果表明,农田土壤PAHs主要来源为燃烧源和石油源的混合源.CSI指数结果表明,农田土壤PAHs不存在生态风险.健康风险评价结果表明,农田土壤PAHs对儿童和成人不存在潜在致癌风险,主要暴露途径是：皮肤接触>摄食>呼吸吸入.     

生物炭对农田土壤-植物系统有机碳储量的影响

为探究生物炭对农田土壤有机碳储量以及作物固碳量的作用效应,在长江中下游地区地带性土壤黄棕壤上设置田间小区试验,采用玉米-小麦轮作方式,在不同生物炭用量[0.0 kg/(m~2·a)-(CK)、0.5 kg/(m~2·a)-(BC1)、4.5 kg/(m~2·a)-(BC2)]条件下,对土壤有机碳含量、作物生物量、作物光合固碳量等指标进行了测定分析,并估算了试验条件下农田土壤-植物系统有机碳储量。结果表明:(1)在0~20cm土层,BC2处理两季玉米收获时的土壤有机碳储量(3.72和3.77 kg/m~2)分别比CK处理增加18.93%和19.23%。小麦季BC2的土壤有机碳储量达3.43 kg/m~2,也比CK增加了12.83%。BC1处理比CK虽有增加,但未形成显著差异。土壤有机碳含量是土壤有机碳储量增加的基础。(2)两季玉米收获时其BC1处理的单株固碳量未显著高于对照,BC2处理的玉米单株固碳量(80.06和80.69 g/株)则分别比对照提高6.46%和7.16%。在小麦季,2个生物炭处理的植株单株固碳量均高于对照,尤以BC2处理较为突出,其单株固碳量达到3.06 g/株,比对照显著提高16.17%。作物生物量对植株单株固碳量有显著贡献。(3)就土壤-植物系统有机碳储量而言,BC2处理下,在两季玉米收获时该值分别为4.42和4.50 kg/m~2,显著高于CK处理,增幅达16.75%和17.09%。小麦季BC2处理的土壤-植物系统有机碳储量也达到了3.70 kg/m~2,比CK显著提高13.07%。在三季作物中,土壤有机碳储量占整个土壤-植物系统有机碳储量的80%~93%,土壤是农田生态系统碳增汇的主要来源,减少土壤碳排放可以使整个农田生态系统固定更多的碳。     

农田土壤自养微生物碳同化潜力及其功能基因数量、关键酶活性分析

研究农田土壤自养微生物碳同化潜力,对全面认识农田生态系统碳吸收和碳储存有着重要意义.选取6种典型农田土壤,通过14C连续标记示踪技术结合密闭系统模拟培养,量化了土壤自养微生物碳同化潜力及其向土壤活性碳库组分转化,同时结合分子生物学技术及酶学分析方法,探讨了不同土壤自养微生物细菌固碳功能基因(cbbL)丰度及关键酶(RubisCO)活性.结果表明,土壤自养微生物具有可观的CO2同化潜力,在本实验条件下,全球每年表层(0~20 cm)土壤通过自养微生物的同化作用可固定的碳为0.57~7.3 Pg.供试土壤的14C土壤有机碳(14C-SOC)含量范围为10.63~133.81 mg·kg-1,而14C可溶性有机碳(14C-DOC)、14C微生物生物量碳(14C-MBC)含量范围分别为0.96~8.10 mg·kg-1、1.70~49.16 mg·kg-1.土壤可溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和SOC的更新率分别为5.07%~14.3%、2.51%~13.12%和0.09%~0.64%.土壤细菌cbbL丰度范围为2.40×107~1.9×108copies·g-1,且RubisCO酶活性(CO2/soil)范围为34.06~71.86 nmol·(g·min)-1.相关分析表明,土壤14C-SOC与14C-MBC及RubisCO酶活性均呈极显著正相关关系(P<0.01).说明土壤对大气CO2的同化作用主要是由自养微生物参与的同化过程,且较高的RubisCO酶活性意味着较高的自养微生物CO2同化潜力.