环境中大量存在的惰性存量汞在人为扰动下可发生再活化,进而转化为具有强烈神经毒性的甲基汞并进入食物链,引发生态与健康风险。该过程的重要驱动力源自农业活动中碳、硫等大量元素的持续输入,这些输入显著扰动了微生物介导的大量元素-痕量元素耦合循环,推动了存量汞的再活化与甲基化,促进了环境中甲基汞的生成。以“大量元素-微生物-汞”(Macroelement-Microbe-Mercury nexus,3M)交互作用机制为基础建立基于自然的解决方案,旨在精准调节多元素循环、定向调控存量汞转化以有效阻断存量汞风险,将为现行以汞排放削减为核心的全球汞风险控制策略提供有力补充,也为推进可持续农业发展、保障居民健康提供关键支撑。
关键词:旱地农田;N2O排放路径;微生物作用机制;靶向调控;硝化抑制剂 中图分类号:X71;X144 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0006-09 doi:10.11654/jaes.2024-0994
植物是有机污染物的重要储存体。有机污染物可以跨叶面进入植物体,并通过食物链的富集作用,造成潜在的环境和健康风险。气孔和角质层是叶面吸收有机污染物的两个主要途径,角质层作为典型的大气-植物体微界面,是植物和大气中有机污染物的双向运输障碍。相对于气孔的直接吸收,有机污染物在角质层上的跨膜行为更加复杂。本文总结了有机污染物的叶面吸收途径,综述了有机污染物的叶面吸收机理及影响因素,重点阐述了有机污染物跨角质层的运输过程,并展望了未来的研究趋势和发展方向,为更好地了解有机污染物的叶面吸收机理及其在环境中的归趋行为提供理论基础。
筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响,以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种,并提供筛选鉴定方法。结果表明,水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响,且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量79.70%的贡献,其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达83.46%和56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积水稻品种,其中V1(隆两优华占),V4(隆两优1988),V9(Y 两优9918)为产能较高的低砷累积品种,V7(C两优87)为产能较高的低镉累积品种;同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点(S1、S2)、4个砷低积累水稻品种筛选试验点(S1、S2、S3、S6)。GGE双标图与产量质量分数结合为镉、砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉、砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。
关键词:棉花;一氧化氮;硝普钠;铜胁迫;抗氧化代谢;铜离子吸收及分布 中图分类号:S562 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0031-10 doi:10.11654/jaes.2024-0038
为有效控制羊肚菌镉(Cd)污染,本研究以六妹羊肚菌(Morchella sextelata)为实验材料,利用PDA平板培养和PDB液体培养等方法,探究硒(Se)、硅(Si)和锶(Sr)对Cd胁迫下羊肚菌菌丝生长及Cd富集的影响。结果表明,Cd胁迫下羊肚菌菌丝生长速度、菌丝形态、生物量均受到显著抑制,且丙二醛(MDA)含量显著升高,证实Cd胁迫对羊肚菌菌丝造成了损伤作用。相较于单独Cd处理,不同浓度Se+Cd处理后,菌丝生物量提升了25.79%~35.71%,MDA含量降低了48.10%~219.68%;不同浓度Si+Cd处理后,菌丝生物量提升了25.79%~30.55%,MDA含量降低了65.08%~102.85%;不同浓度Sr+Cd处理后,菌落茂密程度与半径均增长且边缘变得整齐,菌丝生物量增加了3.57%~23.01%,MDA含量降低了13.03%~42.8%,对Cd吸收富集量降低了26.29%~32.15%。本研究表明Se、Si和Sr等有益元素对Cd胁迫下羊肚菌菌丝体的生长均有一定的改善作用,且添加Sr能够显著降低羊肚菌对Cd的富集吸收。本研究为羊肚菌Cd污染的有效控制提供了新的思路和技术手段。
为了揭示生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系生长及其根系分泌物的调控作用,本试验利用盆栽,向中度和重度盐碱土壤中分别添加浓度为0(对照)、0.5%、1%、2%的棉秆炭和磷酸改性棉秆炭,测定了苗期棉花总根长、根表面积、根系体积以及根系甲酸、乙酸和草酸等分泌物的量。结果表明:土壤盐度的增加显著抑制了苗期棉花根系的总根长、根表面积和根系体积。在中度和重度盐胁迫条件下,与对照相比添加2%的生物炭和磷酸改性生物炭处理的棉花总根长分别显著增加了55.92%和43.69%,根系体积分别显著增加了41.73%和55.88%,而0.5%的生物炭处理的棉花总根长降低了25.31%。使用未改性的生物炭主要增加了苗期棉花根系甲酸含量,而磷酸改性生物炭则显著增加了根系中草酸、甲酸和柠檬酸的含量。可溶性总糖与土壤pH和总盐呈显著正相关,棉花根系甲酸含量与土壤pH呈显著负相关,草酸、甲酸和柠檬酸含量分别与棉花根系生长指标呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,在中度或重度盐分土壤中施用2%磷酸改性生物炭对提高棉花根系生长和耐盐生理特性方面的效果优于未改性生物炭。
为了阐明水稻不同生育期根际土溶磷菌对磷生物有效性的影响,选取了4个水稻品种:黄华占、桂野丰、中科早发粳1号和Sasanishiki,并分别在扬花期与成熟期收集了根际土壤样本。运用高通量测序技术分析了根际土溶磷菌群落的结构,对phoD 基因进行研究,并探究了根际土溶磷菌群落与土壤理化性质及磷素组分的相关性。结果表明:假单胞菌科(Pseudomonadaceae,平均相对丰度为23.52%±31.03%)和硝化杆菌科(Nitrobacteraceae,平均相对丰度为11.69%±5.07%)是水稻根际土中的主要溶磷菌。成熟期溶磷菌的多样性(Chao1指数为105.03±9.75,Shannon指数为1.79±0.13)显著高于扬花期(Chao1指数为99.23±19.43,Shannon指数为1.50±0.55)。土壤pH值、速效磷含量和总氮含量是影响溶磷菌群落结构的关键环境因素。盐单胞菌科(Halomonadaceae)、叶杆菌科(Phyllobacteriaceae)和伯克氏菌科(Burkholderiaceae)的相对丰度与多种磷素组分有显著相关性,表明它们在水稻根际土壤的磷循环中具有重要作用。
本研究以种植大田作物(玉米)的农田作为参照,研究了山药主产区常规施肥、优化施肥和腐植酸处理3种施肥方式下,土壤表层(0~20 cm)、亚表层(20~40 cm)和深层(40~60 cm)的理化性质和微生物群落变化特征。结果表明:与玉米地相比,山药常规施肥显著增加了亚表层和深层土壤铵态氮含量(分别为表层的2.09倍和3.03倍),亚表层土壤出现了较高的硝态氮累积(50.86mg·kg-1,以干土计);与山药常规施肥处理相比,优化施肥或腐植酸施用有效降低了亚表层和深层土壤铵态氮和硝态氮含量,最高可分别减少79.55%和78.39%。与玉米地相比,常规施肥方式下山药种植显著改变了细菌和真菌群落结构(P<0.05),并降低了土壤微生物网络复杂度和稳定性,而优化施肥和腐植酸处理对细菌群落组成没有显著影响。与山药常规施肥相比,山药优化施肥和腐植酸处理土壤有较高的微生物网络复杂度和稳定性,并显著富集了芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、白僵菌属(Beauveria)和球囊霉属(Glomus)等有益菌群。研究表明,山药种植增加了无机氮向地下水迁移的风险,并对土壤微生物群落组成产生显著影响,通过合理优化施肥,可有效降低无机氮在深层土壤的累积,提高土壤微生物群落稳定性,有利于山药种植业的绿色高效发展。
为探究藜麦种植对内蒙古阴山北麓地区不同质地土壤团聚体稳定性及碳氮分布的影响,本试验选取砂土、沙壤土、壤土和黏壤土4种不同质地土壤,测定种植蒙藜6号和蒙藜1537后土壤不同团聚体粒径质量百分比及各粒径的有机碳、全氮含量。土壤团聚体的稳定性采用平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)进行评价,MWD和GMD越大表明团聚体稳定性越大。结果显示:沙壤土和壤土种植蒙藜1537后土壤团聚体稳定性较播种前降低,其余处理均升高;种植蒙藜6号后黏壤土>2mm粒径团聚体质量百分比最高,为27.95%,种植蒙藜1537后砂土>2mm粒径团聚体质量百分比最低,为12.66%,且种植蒙藜6号后>2mm粒径团聚体质量占比提高效果最为显著;与播种前相比,砂土和黏壤土种植藜麦后各粒径土壤团聚体中有机碳和全氮含量分别提高0.45~3.09 g·kg-1和0.04~0.76 g·kg-1。研究表明,在4种质地土壤下种植蒙藜6号,在砂土和黏壤土种植蒙藜1537可增强土壤团聚体结构的稳定性,有利于阴山北麓地区农田土壤改良,减缓土地退化。
为探究有机碳输入改变对土壤微生物群落特征的影响,促进亚热带针阔混交林土壤肥力提升和生态系统恢复,本研究以亚热带红壤退化地恢复形成的木荷与马尾松针阔混交林为研究对象,原位设置凋落物输入+根系输入+菌根输入(LRM,对照)、双倍凋落物输入+根系输入+菌根输入(2LRM)、凋落物去除+根系输入+菌根输入(NRM)、凋落物去除+根系去除+菌根输入(NNM)和凋落物去除+根系去除+菌根去除(NNN)5种处理,利用高通量测序技术研究混交林表层土壤微生物群落特征,并探讨其与土壤化学性质的关系。结果表明:2LRM和NNN处理显著降低了土壤酸性磷酸酶的活性,NRM、NNM和NNN处理显著降低了土壤真菌的丰富度指数和多样性指数,改变有机碳输入对细菌Alpha多样性的影响不显著。混交林土壤优势细菌门为酸杆菌门(15.5%~40.2%)、变形菌门(23.6%~35.5%)和放线菌门(11.2%~17.7%),优势真菌门为担子菌门(32.5%~47.8%)、子囊菌门(26.9%~48.8%)和被孢菌门(12.8%~34.5%)。NRM处理使子囊菌门的相对丰度提高了62.1%,使担子菌门的相对丰度降低了27.6%。NNM处理使放线菌门和被孢菌门的相对丰度分别提高了57.8%和169.8%,使酸杆菌门和担子菌门的相对丰度分别降低了57.7%和22.7%。NNN处理使被孢菌门的相对丰度提高了61.0%。土壤有机质、蔗糖酶和多酚氧化酶是影响土壤细菌群落变化的关键因子,pH和蔗糖酶是影响土壤真菌群落的关键因子。研究表明,有机碳输入增加和减少均降低了真菌Alpha多样性,均未改变细菌Alpha多样性,地上凋落物和地下根系的同时去除对微生物群落组成影响最大。
关键词:生态沟渠;农田退水;氮;磷;配置规模 中图分类号:X71;X52 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0105-12 doi:10.11654/jaes.2024-0499
关键词:面源污染;磷;沿程消纳;模拟沟渠;流速 中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0117-09 doi:10.11654/jaes.2024-0228
为探讨秸秆还田、缓释肥和水溶性肥料配施化肥对稻田径流氮磷流失的影响及机制,于2022—2023年采用田间小区试验,设置不施肥(CK)、推荐施肥(OF)、秸秆还田与化肥配施(SF)、缓释肥与化肥配施(SRF)和水溶性肥料与化肥配施(WSF)5个处理,对稻田径流氮磷流失、水稻产量和土壤肥力进行研究。结果表明:SRF和WSF处理较OF处理均降低径流氮磷流失量,年平均总氮流失量分别降低43.73%和45.10%,总磷流失量分别降低57.34%和62.36%,而SF处理2022年总氮和总磷流失量分别提高了11.64%和25.00%;与OF处理相比,SF、SRF和WSF处理水稻产量分别提高1.78%、2.67%和1.45%,各施肥处理对稻田土壤肥力指标均有提升效果,总体表现为SRF处理提升效果最佳。相关性分析表明稻田径流总氮流失量和总磷流失量均与径流量、径流氮磷浓度、土壤硝态氮、铵态氮含量、磷酸酶和脲酶活性呈正相关,而与氮磷浓度比、土壤pH、全氮、全磷、微生物量碳和微生物量磷含量呈负相关。因此,缓释肥配施化肥和水溶性肥料配施化肥提高水稻产量的同时减少氮和磷径流损失,是促进巢湖地区农业可持续生产和减少稻田面源污染的有效农艺措施。
关键词:农田集水区;氮磷输出;种植结构;洱海流域 中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0140-13 doi:10.11654/jaes.2024-0586
关键词:硼掺杂零价铁;阿特拉津;过硫酸盐;高级氧化 中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0153-10 doi:10.11654/jaes.2024-0600
关键词:猪舍;粪源微生物;气载微生物;逸散动力 中图分类号:X713 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0163-09 doi:10.11654/jaes.2024-0049
关键词:粪肥;绿肥;温室气体;稻田 中图分类号:X144 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0172-12 doi:10.11654/jaes.2024-0152
关键词:溶解性有机物;蓝藻水华;高通量测序;微生物群落结构 中图分类号:X173;X713 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0184-10 doi:10.11654/jaes.2024-0118
关键词:绿肥;CH4;减排材料;产甲烷古菌;2-氯乙烷磺酸钠 中图分类号:X71;X144 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0194-10 doi:10.11654/jaes.2024-0480
关键词:稻前虾;克氏原螯虾;养殖密度;甲烷;氧化亚氮;温室气体排放强度 中图分类号:X144;S966.12 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0204-13 doi:10.11654/jaes.2024-0032
关键词:花生;缓释肥;分层施肥;温室气体排放;增温潜势 中图分类号:X71;S565.2 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0217-10 doi:10.11654/jaes.2024-0216
关键词:草海;土地利用方式;矿化;硝化;N2O 中图分类号:S154.1 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0227-08 doi:10.11654/jaes.2024-0035
为从县域角度剖析典型农业地区的农业碳排放特征,本研究采用排放因子法对山东省滨州市的种植业与畜禽养殖业的主要碳排放源进行农业碳排放核算,分析了2010—2021年间滨州市农业碳排放量变化情况以及各区县的农业碳排放结构。结果表明:2010—2021年全市总的农业碳排放量呈现波动式下降并在2020年达到最低水平,为211.96万t CO2当量,年均降幅1.64%。农业碳排放量较高的阳信、惠民与无棣县,不仅年均农业碳排放量与碳排放强度较高,而且在农业碳排放结构方面存在养殖业碳排放占比高的问题。研究进一步从畜禽粪污消纳的土地承载角度对滨州市畜禽养殖现状与潜力进行评估,结果表明惠民县畜禽养殖承载潜力最高,为469.06万头猪当量(以磷计),有较大的养殖业发展潜力;而阳信县目前处于超载状态,耕地无法消纳超量的畜禽粪尿资源,畜禽承载指数为1.53,对环境有严重影响。
研究黑龙江省水稻的碳汇能力及变化规律,预测水稻碳中和的时间节点及演变趋势,为衡量黑龙江省水稻的碳中和水平提供量化参考。根据2000—2021年黑龙江省水稻生产的相关数据,运用净碳汇法对水稻碳汇量(以CO2计)进行测算,并构建基于残差优化的ARIMA-BP组合模型对黑龙江省水稻的碳中和趋势进行预测。结果显示:黑龙江省水稻碳排放总量呈“上升-下降”的变化趋势,于2013—2017年处于峰值平台期,单位面积排放量呈波动下降的变化趋势,年均下降0.57%;水稻CH4、秸秆燃烧和土壤N2O为主要碳排放源,且水稻CH4、灌溉和复合肥排放量总体呈上升趋势;土壤固碳量和单位面积土壤固碳量总体均呈上升趋势;水稻始终呈现为碳源状态,但碳源量逐渐减少。从单位面积角度考虑,黑龙江省水稻预计将于2054年达到碳中和,此后碳汇功能逐渐增强。研究表明:黑龙江省水稻已处于碳达峰时期,但仍处于碳源状态,预计可提前实现碳中和目标。
关键词:鸡粪;超高效液相色谱-串联质谱法;抗菌药物;残留 中图分类号:O657.63;X839.2 文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2025)01-0260-09 doi:10.11654/jaes.2024-0188