不同水肥模式下设施辣椒与土壤中氮和磷分布及其环境与经济效益

[目的]筛选最优施肥模式,为设施辣椒种植提供技术参考。[方法]以设施辣椒为研究对象,通过田间小区试验,研究了4种不同水肥模式(处理1:常规施肥;处理2:优化减除草剂;处理3:优化减农药;处理4:精准水肥一体化)土壤中以及辣椒果实和植株中氮、磷的分布,并探讨氮肥利用率及其环境与经济效益。[结果]氮、磷含量在不同深度土壤呈逐层递减的趋势。随着施肥次数的增加,氮、磷含量在不同深度土壤中不断积累,但向下淋溶效果皆不明显;辣椒生长过程中,处理4辣椒果实中氮、磷积累量增幅较其他3组处理高,后期与收获期辣椒果实中的总氮、总磷含量也显著高于其他3组处理,处理4能够有效提高辣椒果实对养分的吸收、利用和分配。处理4辣椒产量显著高于其他3组处理,较处理1、2和3分别增加79.37%、41.25%和16.49%;处理4的氮肥偏生产力显著高于其他3组处理,较处理1、2和3分别增加135.33%、85.33%和52.84%。处理4的产投比最高可达3.23,较处理1、2和3分别增加28.17%、31.30%和16.61%,可带来最佳的经济效益;处理1和2在辣椒生长前期温室气体排放通量相对较高,常规施肥模式下有可能带来温室效应的环境风险。[结论]精准水肥一体化处理的环境与经济效益最佳。

梨园作物间作与生物药剂对梨木虱及其捕食性天敌种群数量动态的协同调控作用

中国梨木虱(Psylla chinensis)遍布全国猖獗为害,对梨产量和品质造成极大威胁。梨木虱若虫在其分泌物的保护下生活、为害,药剂很难触及虫体杀死若虫,且对各类农药品种均可产生抗药性。为了减少化学农药用量,本研究定量评价了间作作物与生物药剂相结合生态控制梨木虱的效果。2013年和2014年采用梨园控制实验,系统研究了梨园间作白三叶草、桔梗与生物药剂结合对梨木虱及其捕食性天敌种群数量动态的协同调控作用。2年的实验结果表明:白三叶草、桔梗作物间作区捕食性天敌总数显著高于清耕裸地区。2013年白三叶草间作区优势种捕食性天敌为微小花蝽Orius minutus,桔梗间作区优势种捕食性天敌为梭形毒隐翅甲Paederus fuscipes。2014年三叶草间作区优势种捕食性天敌为草间小黑蛛Erigonidium graminicolum、中华小步甲Tachys chinensis,桔梗间作区优势种捕食性天敌为异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、黑带食蚜蝇Episyrphus balteata和草间小黑蛛E.graminicolum。2013年,2种作物间作+生物药剂区梨树上梨木虱若虫种群数量除6月18日显著高于裸地常规施药区外,其余时期与裸地常规施药区均无显著差异。2014年,在梨木虱为害的各个时期2种作物间作+生物药剂区梨树上梨木虱成虫、若虫种群数量均显著低于裸地常规施药区。研究表明梨园间作多年生白三叶草、桔梗一年后与生物药剂SAVONA结合可替代50%化学农药施用量,对全年各代梨木虱成虫、若虫的控制效果显著高于清耕裸地常规施药。

两种盐复合改性活性氧化铝对水中氟的吸附特性

采用Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3两种盐对活性氧化铝进行改性,通过静态吸附实验,研究了改性活性氧化铝对水中氟离子的吸附特性及影响因素.改性后的活性氧化铝吸附容量显著提高,25℃下吸附容量达到6.25 mg·g-1.改性活性氧化铝对氟的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir等温吸附规律.吸附过程ΔG0<0、ΔH0>0、ΔS0>0,表明改性吸附剂对氟的吸附是自发的,是吸热、熵增加的反应.吸附最佳p H值为6,吸附过程中,共存PO3-4对吸附效果影响最大.

活性氧化铝改性除氟性能研究

为提高活性氧化铝对饮用水中氟的去除效果,采用硫酸、氯化铁、硫酸与氯化铁复合3种方法对活性氧化铝进行改性。采用单因素和正交试验研究3种因素对3种改性活性氧化铝吸附除氟的影响。结果表明,硫酸与氯化铁复合改性的活性氧化铝的除氟效果最好,其最优改性条件组合为H2SO4浓度0.01 mol·L-1,浸泡时间120 min,固液比1:5,FeCl3浓度0.1%,浸泡时间180 min,固液比1:10;硫酸与氯化铁复合改性活性氧化铝的吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合,即吸附为单分子层吸附,其最大吸附容量为4.98 mg·g-1,是未改性的3.4倍;且硫酸与氯化铁复合改性活性氧化铝吸附氟后溶液中金属离子不超标。

硫酸与氯化铝复合改性活性氧化铝吸附除氟研究

采用硫酸与氯化铝复合方法对活性氧化铝进行了改性，研究了改性活性氧化铝吸附动力学特征及主要影响因素，并测定了改性前后活性氧化铝的比表面积、孔容孔径和元素含量等，初步探讨了改性除氟的机理。结果表明，改性吸附剂对水中氟的吸附动力学符合拟2级吸附速率方程，其吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合，即吸附为单分子层吸附，其最大吸附容量为6．46mg／g，是未改性活性氧化铝的4．4倍；改性活性氧化铝的适宜pH为6～7，竞争离子由弱到强的的影响顺序为NO3≈Cl-〈SO4^2-〈H2PO4^-／〈HCO3-〈HPO4^2-〈CO3^2-；BET和XRF分析表明，改性活性氧化铝除氟主要靠离子交换作用。

间作作物与生物药剂对梨园土壤化学农药残留和理化性质的协同调控作用

施用化学农药是导致砀山梨园土壤污染的主要因素。本研究系统检测了梨园化学农药残留时空分布，定量评价了间作作物与生物药剂结合对梨园土壤理化性状和农药残留的调控作用。春季、秋季分别检测了0～20、20--40、40-60cm土壤主要化学农药检出率和残留量。调控作用试验设计为：①间作白三叶草＋O．3％SAVONAl200X＋1％申嗪霉素2000X替代50％常规施药化学农药用量；②间作桔梗＋0．3％SAVONA1200X＋1％嗪霉素2000X替代50％常规施药化学农药用量；③对照：人工除草＋常规施药。每个处理重复3次。结果显示：主要化学农药检出率和残留量为：0-20cm〉20-40cm〉40-60cm，秋季〉春季，表明土壤化学农药残留主要分布在0～40cm土层，来源于当年施用的化学药剂。通过2年调控试验，处理①和②0～40cm的土壤中苯醚甲环唑残留量分别为17．00±0．82、5．67±1．25μg·L-1显著低于对照57．67±1．70μg·L-1；毒死蜱分别为3±0．00、2±0．00μg·L-1显著低于对照4±0．00μg·L-1；吡虫啉分别为103．33±1．70、180．00±4．08μg·L-1显著低于对照401．67±13．12μg·L-1。桔梗对土壤中的氮吸收作用显著，白三叶草固氮作用显著，桔梗、白三叶草对土壤中的磷拦截作用显著。晴天测试的土壤含水量处理①和②显著高于对照，2014年7月26日12：30和15：30地表温度处理①和②均显著低于人工除草地。

双氟磺草胺在不同类型土壤中的吸附与淋溶特性研究

农药在土壤中的吸附和淋溶特性是评价其环境行为的重要指标。采用批量平衡法和土柱淋溶法,研究了双氟磺草胺在小麦种植区3种代表性土壤中的吸附和淋溶特性。结果表明：双氟磺草胺在安徽黏土、山东砂质壤土和河南砂质黏壤土中的吸附规律均可以较好地用Freundlich方程描述,其吸附系数（K_f）在0.39～0.62之间;土壤有机碳归一化吸附系数（K_（oc））在66.91～81.35之间,表明双氟磺草胺在3种土壤中均属于难吸附型;吸附自由能（ΔG）在–10.90～–10.42 k J/mol之间,均属于物理吸附。双氟磺草胺在3种土壤中的淋出率在71.7%～74.1%之间,说明其在3种土壤中的淋溶性均较强。双氟磺草胺初始添加量和腐殖酸对淋出率具有一定影响。综合试验结果,认为双氟磺草胺在3种土壤中的吸附和淋溶可能受土壤有机质含量、黏粒含量、阳离子交换量和土壤p H值等多个因素的综合影响,其对地下水的污染风险较大,因此应引起高度重视。

铝盐复合改性凹凸棒石及其除氟性能

通过静态吸附实验,研究了Al2(SO4)3、Al Cl3、Al(NO3)33种铝盐对凹凸棒石的复合改性及其除氟效果。复合改性的最优条件为Al2(SO4)3浓度0.05 mol·L-1、浸泡时间2 h、固液比1∶3,Al Cl3浓度0.4 mol·L-1、浸泡时间5 h、固液比1∶2,Al(NO3)3浓度0.2 mol·L-1、浸泡时间6 h、固液比1∶2。复合改性的凹凸棒石吸附容量达到1.317 mg·g-1,是改性前的13.9倍,吸附容量显著提高。复合改性的凹凸棒石对水中氟的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir等温吸附规律。吸附最佳p H为7,改性后的凹凸棒石表面更疏松粗糙,孔穴和孔道增多增大,但晶体结构未变。

磺胺二甲嘧啶在纯水和污水厂二级出水中的光解差异及机制

以磺胺二甲嘧啶(SM_2)为目标污染物,研究了高压汞灯和紫外灯两种光源和初始浓度对SM_2光解的影响以及SM_2在二级出水中光解的主要影响因素,并通过自由基猝灭实验确定SM_2光解过程中的主要活性物质。结果表明:SM_2在紫外灯下的光解速率是高压汞灯的2.6倍;SM_2光解速率随其初始浓度的增加而减慢。SM_2在二级出水中的光解速率是纯水中的2.5倍,溶解性有机质(DOM)能显著促进SM_2的光解。SM_2在纯水中光解主要是激发三重态SM_2(3SM*2)参与的直接光解过程,其自敏化光解不利于SM_2的光解;含有DOM的溶液中,激发三重态DOM(3DOM*)参与的敏化光解是促进SM_2光解的主要原因。