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中国环境科学 2023年第1期43卷 361-373页

作者：崔嵩李斐刘志琨东北农业大学水利与土木工程学院国际持久性有毒物质联合研究中心东北农业大学松花江流域生态环境保护研究中心黑龙江哈尔滨150030

综述了新烟碱类杀虫剂在土壤、水体和大气中的赋存现状及其对无脊椎动物、脊椎动物和人类的毒性效应.新烟碱类杀虫剂普遍存在于多介质环境中,特别在农业种植区具有较高的残留浓度.新烟碱类杀虫剂对非靶标动物的影响主要表现在氧化应激... 详细信息

综述了新烟碱类杀虫剂在土壤、水体和大气中的赋存现状及其对无脊椎动物、脊椎动物和人类的毒性效应.新烟碱类杀虫剂普遍存在于多介质环境中,特别在农业种植区具有较高的残留浓度.新烟碱类杀虫剂对非靶标动物的影响主要表现在氧化应激、抑制活动能力、损伤DNA和生育功能;亦会对人类的生育、生殖、神经以及脏器功能带来风险.因此,今后亟需系统研究新烟碱类杀虫剂在多环境介质中的赋存及污染状况,深入探讨新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的健康危害,以便全面了解此类杀虫剂对生态环境及非靶标生物造成的潜在风险.

关键词：新烟碱类杀虫剂污染特征非靶标生物毒性效应

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农业水环境系统中新烟碱类杀虫剂的污染特征及其降解机理研究

农业水环境系统中新烟碱类杀虫剂的污染特征及其降解机理研究

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作者：刘志琨东北农业大学

学位级别：博士

新烟碱类杀虫剂（neonicotinoid insecticides,NNIs）因其高效、广谱和低毒等优点而逐渐取代传统杀虫剂,并在农产品增产增收、病虫害预防及控制等方面发挥了极其重要的作用,但由于其大量使用已导致全球范围的水环境中普遍检测到该类物质... 详细信息

新烟碱类杀虫剂（neonicotinoid insecticides,NNIs）因其高效、广谱和低毒等优点而逐渐取代传统杀虫剂,并在农产品增产增收、病虫害预防及控制等方面发挥了极其重要的作用,但由于其大量使用已导致全球范围的水环境中普遍检测到该类物质,从而加剧了农业生产与区域生态安全的突出矛盾问题,现已成为制约农业绿色可持续发展的重要瓶颈。黑龙江省作为我国粮食安全的“压舱石”,开展典型农业水环境新烟碱类杀虫剂的污染监测、风险评估、环境行为识别与污染去除等前瞻性研究,既是对农业水环境新污染物基础环境数据的重要补充,同时也是贯彻落实党的二十大有关“全方位夯实粮食安全根基”战略部署的重要体现。本研究在黑龙江省典型农业水环境新烟碱类杀虫剂赋存状态监测分析的基础上,明晰了不同农业水环境系统中新烟碱类杀虫剂的残留特征与空间分布规律;评估了目标研究区域内因新烟碱类杀虫剂污染导致的生态/健康风险;开展了典型新烟碱类杀虫剂在UV/H2O2体系和生物炭/PDS体系中的降解研究,明确了不同干扰因素对新烟碱类杀虫剂去除效果的影响。主要研究结果如下:（1）松花江哈尔滨段水体和沉积物样品中分别检测到7种（吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、啶虫脒、氯噻啉、噻虫啉、呋虫胺）和4种（吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、啶虫脒）新烟碱类杀虫剂,总浓度范围分别为30.8-135 ng/L和0.61-14.7 ng/g（以干重计,下同）,且支流水体中新烟碱类杀虫剂的浓度显著高于干流（p<0.05）。沉积物中吡虫啉、噻虫胺和Σ4NNIs浓度与总有机碳之间存在显著正相关（p<0.05）,并且沉积物可作为二次排放源将其赋存的新烟碱类杀虫剂重新释放至水体。相对效能因子评估结果表明,在不同年龄组人群中婴儿的暴露量最高(ΣIMIeq EDI:31.9ng/kg bw/d),但远低于美国环境保护署（*** Protection Agency,***）推荐的吡虫啉可接受日摄入量。物种敏感度分布（species sensitivity distribution,SSD）的研究结果显示,松花江哈尔滨段水生生物的新烟碱类杀虫剂的急性和慢性毒性HC5浓度阈值分别为355 ng/L和165 ng/L,且处于低营养级水平的水生物种更易受到危害。（2）三江平原典型农田-河流-沼泽连续体（七星河流域）中共检测到6种（吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、啶虫脒、烯啶虫胺和氯噻啉）新烟碱类杀虫剂,其中吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺是不同环境介质中普遍存在的主要污染物。农田土壤、水体和沉积物样品中新烟碱类杀虫剂的总浓度范围分别为2.23-136 ng/g、3.20-51.7 ng/L和1.53-8.40 ng/g。其中,七星河水体中的新烟碱类杀虫剂总浓度低于沼泽湿地,但受沼泽湿地中植物缓冲作用的影响,导致沉积物中新烟碱类杀虫剂的空间分布与水体呈相反现象。在不同种植类型的农田土壤中,大豆土壤中新烟碱类杀虫剂的浓度（71.5ng/g）显著高于水稻土壤（18.5 ng/g）(p<0.05),而玉米土壤（33.8 ng/g）中则与二者均无显著性差异。受降水过程的驱动,研究区域内吡虫啉从施药至样品采集前通过地表径流发生迁移的总质量范围为2636-3402 kg。其次,通过地表径流进入河流的新烟碱类杀虫剂可在沉积物中积累,其残留量范围为45.9-252 ng/cm2。另外,水体中风险熵（risk quotients,RQs）计算结果表明,新烟碱类杀虫剂的残留浓度对水生生物的风险值较低（RQs<0.1）。（3）稻田系统中新烟碱类杀虫剂的动态消解试验表明,吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺在稻田水体、植株及土壤中的消解过程几乎均符合一级动力学方程,属于易消解类农药,且在稻田水中的消解速率快于水稻植株和根系。在稻田水中,吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺的原始沉积量分别为0.97、2.74和3.08μg/L,消解半衰期分别为6.11、10.5、6.00 d。在稻田土壤中,吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺在施用后2 h残留浓度最高,分别为68.3、6.80和27.1 ng/g,同时Kd具有最大值。水稻根系中,吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺的原始沉积量分别为5.19、3.02和5.24μg/g,消解半衰期分别为1.07、0.51和3.52 d;水稻植株中,吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺的原始沉积量分别为19.3、9.36和52.6μg/g,消解半衰期分别为1.32、0.99和1.96 d。膳食风险评估结果表明,各年龄段人群通过食用稻米摄入新烟碱类杀虫剂的风险较低,处在可接受的安全水平内。（4）UV/H2O2体系降解新烟碱类杀虫剂的研究结果表明,与单独的UV和H2O2体系相比,UV/H2O2体系降解效率显著提升,这归因于UV引发的直接降解以及活性自由基间接降解的耦合效应。在一定浓度

关键词：新烟碱类杀虫剂农业水环境污染特征风险评估降解生物炭

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‘子荷’与‘新世纪’杏及其杂交后代果实香气成分分析

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分子植物育种 2024年

作者：王端刘志琨陈雪峰景晨娟董辉武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所国家梨工程中心

为明确杏亲本与子代间香气成分差异，本研究采用顶空固相微萃取-气质联用（GC-MS）技术，对‘子荷’与‘新世纪’及其F1代‘金荷’和‘Z08-1-54’果实的香气成分进行了分析。结果表明：4个杏品种（系）果实的香气成分及相对含量存在较... 详细信息

为明确杏亲本与子代间香气成分差异，本研究采用顶空固相微萃取-气质联用（GC-MS）技术，对‘子荷’与‘新世纪’及其F1代‘金荷’和‘Z08-1-54’果实的香气成分进行了分析。结果表明：4个杏品种（系）果实的香气成分及相对含量存在较大差异，‘子荷’、‘新世纪’、‘金荷’和‘Z08-1-54’在商熟期分别检测出16、19、22、28种香气成分；在完熟期分别检测出24、25、33和21种香气成分。双亲共有的香气成分中57.71%～72.73%遗传给了子代，且这些香气成分在子代中的相对含量占比达47.71%～84.92%；双亲之一具有的香气成分中38.10%～53.85%遗传给了子代，且这些香气成分在子代中的相对含量占比为7.21%～12.92%。萜类和酯类物质是4个杏品种的主要香气来源，芳樟醇、乙酸乙酯和乙酸己脂是4个杏品种的主要香味物质。综上所述，双亲共有的香气成分，遗传给子代的概率较大，且这些香气成分在子代中的相对含量也较高。在选育具有香气的鲜食杏品种时，其亲本配置应重点选择双亲共有且萜类和酯类含量较高的品种。本研究为提高杏选育效率提供一定的理论参考。

关键词：杏香气果实

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基于SSR标记的普通杏种质资源遗传多样性分析

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分子植物育种 2023年

作者：刘志琨陈雪峰王端景晨娟武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所国家梨改良中心

中国杏种质资源极为丰富，但多以实生选种和自然选择获得，多数资源的遗传背景不明确，在一定程度上阻碍了育种目标明确的杂交育种工作的开展。为了探究普通杏资源遗传多样性及亲缘关系，本研究以50份普通杏资源为试材，利用SSR分子标... 详细信息

中国杏种质资源极为丰富，但多以实生选种和自然选择获得，多数资源的遗传背景不明确，在一定程度上阻碍了育种目标明确的杂交育种工作的开展。为了探究普通杏资源遗传多样性及亲缘关系，本研究以50份普通杏资源为试材，利用SSR分子标记结合荧光毛细管电泳检测技术，对36对SSR分子标记进行筛选，并分析了普通杏种质资源的遗传多样性、亲缘关系以及遗传结构。结果显示：36对多态性较好的SSR引物共检测到627个多态性等位基因(Na)，平均等位基因数17.278，有效等位基因数(Ne)为7.045，期望杂合度(He=0.818)稍大于观测杂合度(Ho=0.746)，平均多态性信息量(PIC)为0.811，香农多样性指数I=2.193，固定指数F为0.100，说明36对分子标记具丰富多态性，且存在中等程度的遗传分化现象。其中，表观相似的‘子荷’和‘早金艳’尽管遗传关系较近(相似系数=0.938)，但并非同一品种；白杏的色泽和口感均极佳，但其遗传背景相差较远，仅具有部分相似的遗传物质；大果型的‘玫硕’和传统的红杏‘串枝红’遗传背景均较复杂。本研究明确了部分重要杏种质资源的亲缘关系以及遗传背景，发现杏种质资源的遗传变异主要发生在群体内，品种之间存在大量的基因交流现象，且遗传变异动力主要来自于种群内的基因交流。该分析结果为杂交育种工作的首要环节——亲本选择提供了可靠的基础。

关键词：种质资源普通杏 SSR 遗传多样性

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农田系统中兽用抗生素污染特征及生态效应

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东北农业大学学报 2024年第4期55卷 85-98页

作者：崔嵩洪嘉轩张福祥刘志琨东北农业大学水利与土木工程学院国际持久性有毒物质联合研究中心哈尔滨150030 东北农业大学松花江流域生态环境保护研究中心哈尔滨150030

兽用抗生素(Veterinary antibiotics,VAs)作为一类抗菌药物,常用于治疗动物细菌感染及畜禽促生长,其使用量已超过全球抗生素使用总量70%。VAs进入农田后产生的生态危害和健康风险引起广泛关注。分析农田系统中VAs来源、环境行为及生物危... 详细信息

兽用抗生素(Veterinary antibiotics,VAs)作为一类抗菌药物,常用于治疗动物细菌感染及畜禽促生长,其使用量已超过全球抗生素使用总量70%。VAs进入农田后产生的生态危害和健康风险引起广泛关注。分析农田系统中VAs来源、环境行为及生物危害,结果表明,VAs主要通过有机肥施用及污水灌溉等途径进入农田系统,其环境行为会受自身理化性质及环境因素共同影响,导致吸附能力、迁移速率、半衰期等指标呈差异性特征,其生物活性还受土壤微生物、动物及作物富集影响。研究对农田系统中VAs污染特征及其生态效应作系统性综述,分析当前研究存在的不足,为后续相关研究工作提供参考借鉴,同时为保障农业水土资源可持续利用和粮食安全提供科学依据。

关键词：农田系统兽用抗生素污染来源环境行为生态效应

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天然产物农药对杏树蚜虫的防治效果

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中国植保导刊 2022年第7期42卷 79-81页

作者：王端刘志琨陈雪峰景晨娟武晓红李亚囡河北省农林科学院石家庄果树研究所河北石家庄050061

为明确天然产物农药对杏树蚜虫的防效,以吡虫啉为对照药剂,开展杏园施药试验,调查了5种天然产物农药苦参碱、印楝素、除虫菊素、鱼藤酮和矿物油对杏树上春季蚜虫的防治效果。结果表明:1.3%苦参碱水剂330倍液处理防效效果最低,校正防效... 详细信息

为明确天然产物农药对杏树蚜虫的防效,以吡虫啉为对照药剂,开展杏园施药试验,调查了5种天然产物农药苦参碱、印楝素、除虫菊素、鱼藤酮和矿物油对杏树上春季蚜虫的防治效果。结果表明:1.3%苦参碱水剂330倍液处理防效效果最低,校正防效显著低于药剂对照;0.3%印楝素可溶液剂200倍液和99%矿物油乳油150倍液药后2d的校正防效显著低于药剂对照,至药后6 d,两者校正防效与药剂对照差异不显著,但指标值均低于75%,效果不理想;2.5%鱼藤酮乳油200倍液和1.5%除虫菊素水乳剂200倍液药后2~6 d的校正防效保持在94%以上,与药剂对照效果相当。由此推荐在杏园应用生物农药鱼藤酮或除虫菊素替代化学农药吡虫啉防蚜,实现对鲜食杏蚜虫的绿色防控。

关键词：杏蚜虫生物农药防治效果

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不同地面覆盖对杏扁园土壤理化性质和树体生长的影响

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中国果树 2023年第6期 67-71,122页

作者：刘志琨景晨娟王端陈雪峰武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所国家梨改良中心050061

研究了5年生优一杏扁园地面覆盖地布、秸秆和地布+秸秆对土壤温湿度、养分和杏扁新梢生长的影响。结果表明:3种覆盖可以稳定5、20 cm土层的土壤温度;提高了0~20 cm土层的土壤含水量,以地布+秸秆覆盖处理效果最好;除Ca和Mg外,土壤中N、P... 详细信息

研究了5年生优一杏扁园地面覆盖地布、秸秆和地布+秸秆对土壤温湿度、养分和杏扁新梢生长的影响。结果表明:3种覆盖可以稳定5、20 cm土层的土壤温度;提高了0~20 cm土层的土壤含水量,以地布+秸秆覆盖处理效果最好;除Ca和Mg外,土壤中N、P、K等矿质元素含量均显著高于对照,以地布+秸秆覆盖处理最佳。3种覆盖处理杏扁新梢长度和粗度均显著提高,表现为地布+秸秆覆盖>地布覆盖>秸秆覆盖>对照。

关键词：覆盖杏扁土壤养分

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早熟杏品种果实品质综合评价分析

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分子植物育种 2022年第15期20卷 5189-5197页

作者：陈雪峰刘志琨王端景晨娟武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所国家梨改良中心石家庄050061

为综合评价早熟杏种质资源,对种质资源利用做出指导,本研究以26个早熟杏品种为试材,对14个性状进行了主成分分析和聚类分析。结果表明,14个性状指标可综合为5个主成分,累计贡献率81.7%。通过计算综合主成分值,综合排名第一为‘京脆红’... 详细信息

为综合评价早熟杏种质资源,对种质资源利用做出指导,本研究以26个早熟杏品种为试材,对14个性状进行了主成分分析和聚类分析。结果表明,14个性状指标可综合为5个主成分,累计贡献率81.7%。通过计算综合主成分值,综合排名第一为‘京脆红’,最后为‘红玉’。聚类分析将26个早熟杏品种聚为四类,结合综合主成分值排名,第Ⅱ类群果实发育期稍长,果个大,果实品质性状均衡,综合评价最优,是优异的早熟杏品种。第Ⅲ类果实香气浓郁,第Ⅳ类果实硬度较高,第Ⅰ类综合排名最低。综合分析发现,类群Ⅱ综合评价最为优异,可作为优异早熟杏栽培品种以及新品种选育中的骨干亲本。

关键词：杏果实主成分分析聚类分析

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复合覆盖配合施肥对高寒山区杏扁叶片矿质元素及生长结果的影响

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中国果树 2022年第8期 6-10页

作者：刘志琨王端景晨娟陈雪峰武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所国家梨改良中心050061

探究复合覆盖配合施肥等措施对杏扁生长结果的影响,为河北省张家口市北部高寒山区发展杏扁提供参考依据。以5年生优一杏扁为试材,地面不覆盖不施肥为对照,研究了施肥、地布+施肥和地布+秸秆+施肥3种栽培措施对杏扁植株生长、叶片矿质营... 详细信息

探究复合覆盖配合施肥等措施对杏扁生长结果的影响,为河北省张家口市北部高寒山区发展杏扁提供参考依据。以5年生优一杏扁为试材,地面不覆盖不施肥为对照,研究了施肥、地布+施肥和地布+秸秆+施肥3种栽培措施对杏扁植株生长、叶片矿质营养和果实品质的影响。结果表明:3种栽培措施均可促进新梢的生长,增大叶面积和比叶重,提高叶片光合色素含量;3种栽培措施均能提高叶片矿质元素含量,其中,地布+秸秆+施肥处理的N、P、K、Mg、Fe和Mn含量最高,地布+施肥处理的Cu和Zn含量最高;3种栽培措施均可以显著提高杏扁果实的单仁重、单核重和单株鲜核产量,但对出仁率无显著影响。综合比较3种栽培措施对叶片矿质元素、杏扁营养生长和果实品质的影响,以地布+秸秆+施肥处理最佳,其次为地布+施肥处理,再次为施肥处理。

关键词：高寒山区覆盖杏扁矿质元素果实

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钾对杏叶片光合同化物与果实品质的影响

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贵州农业科学 2024年第1期52卷 20-24页

作者：王端刘志琨景晨娟陈雪峰李亚囡武晓红河北省农林科学院石家庄果树研究所/国家梨改良中心河北石家庄050061

【目的】探明钾对杏叶片光合及其同化物的影响,为杏钾养分管理提供理论依据。【方法】以7年生冀早红杏为试材,在果实膨大期用K_(2)O浓度分别为0(CK)、0.5%(T_(1))、1.0%(T_(2))、1.5%(T_(3))、2.0%(T_(4))的钾溶液涂抹果实周围叶片,分... 详细信息

【目的】探明钾对杏叶片光合及其同化物的影响,为杏钾养分管理提供理论依据。【方法】以7年生冀早红杏为试材,在果实膨大期用K_(2)O浓度分别为0(CK)、0.5%(T_(1))、1.0%(T_(2))、1.5%(T_(3))、2.0%(T_(4))的钾溶液涂抹果实周围叶片,分析其对叶片叶绿素含量、光合性能、山梨醇、蔗糖、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)、蔗糖磷酸合酶(SPS)活性和果实品质的影响。【结果】与CK相比,不同浓度钾处理可不同程度提高叶片叶绿素含量、净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、山梨醇含量、蔗糖含量、S6PDH和SPS活性,且以T_(3)处理各指标值最大,分别为CK的1.59倍、1.20倍、2.25倍、2.24倍、1.23倍、7.08倍、3.34倍和2.04倍,差异均达显著水平。钾肥对杏果实大小无显著影响,但对果实中可溶性固形物(SSC)和可滴定酸含量影响显著,其中,T_(3)处理的SSC较CK增加1.67百分点,可滴定酸含量增加0.11百分点,效果最显著。【结论】在试验条件下,以1.5%K_(2)O浓度处理效果最佳,有利于提高杏叶片的光合性能,促进光合同化物的积累,从而提高果实品质。

关键词：杏叶片钾光合同化物光合作用果实

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