检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学 2023年第7期44卷 4077-4090页

作者：吕鹏李莲芳黄晓雅中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部农业环境重点实验室北京100081

砷镉复合污染(As/Cd污染)已成为我国主要的土壤环境问题,改性生物炭作为一种吸附固定剂在修复土壤As/Cd污染中正发挥日益重要的作用.在明确原始生物炭作为钝化剂修复As/Cd污染土壤局限性的基础上,综述了针对As/Cd污染土壤修复的生物炭... 详细信息

砷镉复合污染(As/Cd污染)已成为我国主要的土壤环境问题,改性生物炭作为一种吸附固定剂在修复土壤As/Cd污染中正发挥日益重要的作用.在明确原始生物炭作为钝化剂修复As/Cd污染土壤局限性的基础上,综述了针对As/Cd污染土壤修复的生物炭改性方法研究进展,分析了相关作用机制,并对未来利用改性生物炭修复As/Cd污染土壤的前景和存在问题进行展望.结果表明,金属改性生物炭具有较好的协同修复As/Cd污染土壤的效应,从而具有良好的应用前景.通过不同改性方法制备的生物炭材料修复As/Cd污染的固定机制各异,其中,金属改性和无机非金属改性生物炭对As/Cd的固定作用主要涉及官能团配位、共沉淀和As氧化还原;微生物改性生物炭涉及沉淀作用和As氧化还原;物理和酸改性方法则局限于物理吸附和弱静电引力.针对当前研究现状,建议未来应加强生物质原料类型、热解温度、制备工艺、经济成本和土壤老化等因素对改性生物炭修复As/Cd污染土壤的影响研究,实施不同因素影响下材料对重金属固定的稳定性和长效性评估,揭示材料修复As/Cd污染土壤的关键作用机制.

关键词：生物炭改性方法砷(As) 镉(Cd) 作用机制土壤修复

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水热炭强化秸秆厌氧发酵产甲烷效能及作用机制

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4415-4424页

作者：耿涛赵立欣姚宗路申瑞霞于佳动罗娟中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部华北平原农业绿色低碳重点实验室北京100081

以玉米秸秆和水稻秸秆为原料在不同温度下制备水热炭,观察原料种类与制备温度对水热炭理化特性的影响并进一步探究水热炭添加对秸秆厌氧发酵产甲烷的强化作用.研究发现,相同温度条件下,玉米秸秆的碳化程度较棉花秸秆更高;同一原料制备... 详细信息

以玉米秸秆和水稻秸秆为原料在不同温度下制备水热炭,观察原料种类与制备温度对水热炭理化特性的影响并进一步探究水热炭添加对秸秆厌氧发酵产甲烷的强化作用.研究发现,相同温度条件下,玉米秸秆的碳化程度较棉花秸秆更高;同一原料制备的水热炭,表面O-H、C-O含氧官能团丰度随温度升高而降低,但高温有利于材料碳化程度、表面孔隙复杂度的提高与表面碳微球构筑.将不同水热炭分别添加到秸秆厌氧消化系统中,发现水热炭对秸秆厌氧消化产甲烷具有明显强化效果.其中,Y1对秸秆厌氧发酵产甲烷强化效果最佳,累积甲烷产量与最大产甲烷速率较对照组分别提高13.74%与12.06%,发酵过程中VFA降解速度较对照组明显加快且体系应对pH值变化的稳定性增强.微生物群落结构研究发现水热炭添加使秸秆厌氧发酵体系中Firmicutes、Synergistota等产酸功能菌与Methanosarcina、Methanospirillum等氢营养型产甲烷菌得到富集,这可能与水热炭表面丰富的含氧官能团有关.

关键词：农业废弃物秸秆水热炭厌氧发酵产甲烷

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双金属催化剂在生物质焦油催化蒸汽重整领域的研究进展

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化工进展 2024年第8期43卷 4354-4365页

作者：胡婷霞赵立欣姚宗路霍丽丽贾吉秀谢腾中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部华北平原绿色低碳重点实验室北京100081

综述了双金属催化剂在生物质焦油及其模型化合物催化蒸汽重整领域的研究现状,梳理了常用双金属催化剂的类型及不同催化剂催化焦油重整的性能,总结了影响双金属催化剂性能的主要因素,探讨了焦油催化重整的反应机理,并阐释了催化剂失活-... 详细信息

综述了双金属催化剂在生物质焦油及其模型化合物催化蒸汽重整领域的研究现状,梳理了常用双金属催化剂的类型及不同催化剂催化焦油重整的性能,总结了影响双金属催化剂性能的主要因素,探讨了焦油催化重整的反应机理,并阐释了催化剂失活-再生反应机制。文中指出:双金属催化剂丰富的活性位点和双金属之间的协同作用促进了催化剂性能的提升,双金属活性相和载体之间适宜的相互作用增强了催化剂的稳定性;双金属催化剂在焦油蒸汽重整方面具有潜在的应用前景。目前双金属催化剂的活性、稳定性仍然无法满足焦油催化重整的产业化应用需求。下一步需开发催化剂的精准调控技术,深入阐释其催化反应机理,为焦油催化蒸汽重整产业化发展提供技术指导。

关键词：生物质焦油催化重整蒸汽重整双金属催化剂再生

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植物工厂双通道导气通风模式对生菜冠层热交换的影响

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农业工程学报 2024年第22期40卷 154-160页

作者：张一含仝宇欣张义陈灿中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室北京100081 中国农业科学院西部农业研究中心昌吉831100

针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题,该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统,并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。试验栽培材料选用生菜(Lactuca ***),试验组采用双通道... 详细信息

针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题,该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统,并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。试验栽培材料选用生菜(Lactuca ***),试验组采用双通道导气通风模式,冠层气流速度分别设置为0.6m/s(T_(1))、0.9m/s(T_(2))和1.2 m/s(T_(3)),对照组仍采用植物工厂侧进上出的常规通风模式(CK),冠层气流速度为0.2 m/s,探究不同通风模式对植物生长、叶烧发生率、与周围环境热交换和冠层微环境的影响。结果显示:与CK相比,试验处理组生菜的生长、冠层微环境及与周围环境的热交换均较优;T2处理下,生菜地上部的干、鲜质量比CK处理的分别提高了24%和14%;生菜冠层的微环境及热交换在T3处理下达到最佳;与CK处理组相比,T3处理下的生菜冠层平均相对湿度和温度分别降低了8.8%和2.8℃,生菜冠层光、暗期显热分别提高了48.5%和52.3%,潜热分别提高了52.9%和37.9%;此外,试验处理还可以有效降低植物工厂内生菜叶烧发生率。综上可知,该双通道导气栽培系统能有效改善植物冠层微环境,提高植物产量和品质,促进植物与周围环境的热交换,同时为植物工厂微环境精准调控提供技术支撑。

关键词：植物工厂热交换栽培系统生菜通风模式

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镧改性生物炭对砷污染红壤的修复效应及酶活性的影响

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中国农业气象 2024年第12期45卷 1391-1404页

作者：谢金倪李莲芳吕鹏王紫含颜澳康梦琦周雪叶婧中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业农村部农业环境重点实验室北京100081

高温限氧裂解制备而成的生物炭作为农业废弃物资源化利用及固碳减排的重要抓手,在环境污染修复领域发挥了重要作用,市场前景较好。作为土壤修复的功能材料,生物炭对重金属吸附固定能力不足,限制了其应用推广,而生物炭经改性设计后制备... 详细信息

高温限氧裂解制备而成的生物炭作为农业废弃物资源化利用及固碳减排的重要抓手,在环境污染修复领域发挥了重要作用,市场前景较好。作为土壤修复的功能材料,生物炭对重金属吸附固定能力不足,限制了其应用推广,而生物炭经改性设计后制备的工程材料已成为修复土壤重金属污染的重要发展方向。本研究以木屑为原料制备生物炭(BC),辅以镧改性设计制得镧改性生物炭(LBC),开展为期30d的土壤培养试验,以施用镧改性生物炭(LBC)、生物炭(BC)、不施炭材料(CK)的砷污染红壤为研究对象,设置30%、70%、100%田间持水量共3种土壤含水量条件,探讨生物炭在镧改性前后对不同水分条件下的砷污染红壤的修复效应。结果表明:(1)施用镧改性生物炭有利于缓解南方红壤的酸化现象。当土壤培养试验结束时,在30%、70%、100%田间持水量下,LBC处理的土壤pH值较CK处理升高0.86~1.20个单位,较BC处理提升0.09~0.44个单位。(2)施用镧改性生物炭有助于固定污染红壤中的砷。LBC应用于不同土壤含水量条件下的砷污染红壤,全周期固定效率达54.7%~90.0%,培养末期(第30天)固定效率达81.0%~85.8%,BC施用后在全周期内土壤砷较CK处理活化135.4%~895.9%。(3)镧改性生物炭对土壤砷的固定效应主要与施用后土壤砷形态的转化有关。LBC施用后土壤砷由非专性吸附态向残渣态等稳定的形态转化,而添加BC的土壤中非专性吸附态砷含量升高,促进了土壤砷活化。(4)镧改性生物炭修复砷污染红壤的同时,对土壤酶活性等微生态情况未构成明显不良影响。施用LBC可以提升土壤脲酶及过氧化氢酶活性,虽导致土壤磷酸酶及蔗糖酶活性略有降低,但土壤蔗糖酶活性较BC处理更高。综上所述,镧改性生物炭应用于砷污染红壤修复潜力较大。

关键词：生物炭红壤砷钝化酶活性

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种植模式对作物产量及间作系统种间关系的影响

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干旱地区农业研究 2024年第6期42卷 61-68,79页

作者：冉漫雪孙东宝丁军军中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部旱地节水农业重点实验室北京100081

为探究北方旱作区高效合理的种植模式,选取玉米和毛叶苕子为材料进行田间试验,采用完全随机区组设计,通过轮作和连作与间作和单作相结合,共设置玉米轮作单作、毛叶苕子轮作单作、玉米连作单作、毛叶苕子连作单作、玉米/毛叶苕子轮作间作... 详细信息

为探究北方旱作区高效合理的种植模式,选取玉米和毛叶苕子为材料进行田间试验,采用完全随机区组设计,通过轮作和连作与间作和单作相结合,共设置玉米轮作单作、毛叶苕子轮作单作、玉米连作单作、毛叶苕子连作单作、玉米/毛叶苕子轮作间作(玉米轮作间作、毛叶苕子轮作间作)、玉米/毛叶苕子连作间作(玉米连作间作、毛叶苕子轮作间作)共6种种植模式,研究作物产量对种植模式变化的响应特征,以及轮作和连作对间作系统中种间关系及生物多样性效应的影响。结果表明:与连作相比,轮作使毛叶苕子产量显著提升12.66%~21.11%;间作相比于单作使玉米产量显著提升21.92%~26.66%,而使毛叶苕子产量显著降低7.46%~16.43%。不同种植模式中间作系统的土地当量比为1.04~1.09,与单作相比,间作系统存在间作优势,由于玉米的偏土地当量比大于毛叶苕子,且作物竞争强度均小于0,因此间作系统中作物的种间竞争大于种内竞争,且玉米是间作中的优势作物。当种植制度由连作改变为轮作,可通过显著减少种间竞争的方式,驱动玉米和毛叶苕子间作系统增产增效的生物多样性效应由选择效应向互补效应转变。生物多样性效应与作物增产率之间的相关性结果表明,互补效应和净效应与毛叶苕子增产率均呈显著正相关关系,在间作系统中,产量优势源于系统中劣势作物的产量提升。综上所述,山西晋中旱作农业区实施玉米/毛叶苕子轮作间作种植模式可通过改变作物种间竞争关系来提高土地生产力,在当地农业生产中具有应用价值。

关键词：轮作间作作物产量种间关系选择效应互补效应

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基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

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干旱地区农业研究 2024年第3期42卷 214-224页

作者：金志强孙东宝王庆锁中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配... 详细信息

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施(配施比例1∶1)和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm-2,并利用2019—2021年试验站点数据对模型进行校准验证。结果表明:APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况。各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高。相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小。综上,当施氮量介于148~168 kg·hm-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95%左右,适宜在研究区域推广应用。

关键词：春玉米硝态氮氮肥利用率有机无机肥配施 APSIM模型

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水热炭特性及强化厌氧发酵潜力研究进展

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中国环境科学 2023年第10期43卷 5270-5280页

作者：耿涛赵立欣姚宗路申瑞霞于佳动罗娟中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部华北平原农业绿色低碳重点实验室北京100081

厌氧发酵技术可以对作物秸秆,畜禽粪便,市政污泥等有机废弃物进行清洁转化,生成的沼气,沼渣和沼液在能源,农业,环保等领域有极大的应用价值.但目前厌氧发酵技术仍存在停滞期长,发酵过程中微生物活性受氨氮和有机酸等代谢产物与微塑料,... 详细信息

厌氧发酵技术可以对作物秸秆,畜禽粪便,市政污泥等有机废弃物进行清洁转化,生成的沼气,沼渣和沼液在能源,农业,环保等领域有极大的应用价值.但目前厌氧发酵技术仍存在停滞期长,发酵过程中微生物活性受氨氮和有机酸等代谢产物与微塑料,酚类等有毒物质抑制,沼气中甲烷含量低等问题.水热炭是生物质在高温密闭环境以及亚临界水的作用下发生热化学反应得到的固体产物,具有丰富的孔隙结构和表面含氧官能团,是一种新兴的多功能炭基材料.厌氧发酵体系中适量添加水热炭能够有效缩短停滞期,缓解不同物质的抑制效应,促进微生物种间电子传递,增强甲烷生成等,具有综合的强化效果.对水热炭理化特性以及水热炭强化厌氧发酵的作用方式与机理进行了解,有利于进一步开展水热炭强化厌氧发酵以及农业废弃物高效厌氧处理的研究与应用.

关键词：农业废弃物生物质厌氧发酵水热炭产甲烷

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COP27全球适应目标谈判面临的挑战及中国应对策略

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气候变化研究进展 2023年第3期19卷 389-399页

作者：刘硕李玉娥王斌蔡岸冬中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部农业环境重点实验室北京100081

适应气候变化已成为国际气候治理的重要内容之一。2021年《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)及其《巴黎协定》启动了“格拉斯哥-沙姆沙伊赫全球适应目标工作方案(GGA工作方案)”,旨在通过系统构建适应总体概念和适应行动监... 详细信息

适应气候变化已成为国际气候治理的重要内容之一。2021年《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)及其《巴黎协定》启动了“格拉斯哥-沙姆沙伊赫全球适应目标工作方案(GGA工作方案)”,旨在通过系统构建适应总体概念和适应行动监测评估系统,提高全球适应行动实施力度、增强适应行动有效性及加强支持力度。2022年举行的《公约》第27次缔约方大会(COP27)针对GGA提出了新的概念性技术框架,但如何将国家层面的概念、数据、方法和指标融入全球适应治理体系,仍缺少系统方案设计,阻碍了全球适应目标谈判进展,降低了《巴黎协定》在适应行动与支持匹配度分析结论的可靠性,削弱了评估发达国家向发展中国家提供适应支持的履约进展的准确性。针对此问题,文中梳理了COP27 GGA工作方案最新谈判进展、国家或集团提案及适应委员会技术报告,识别适应概念、指标和方法的关键技术难点,通过分析《公约》机制下全球环境基金和技术领域的适应资金占比,确定了当前支持适应行动的资金占比不足30%,并识别了现有全球适应分析工具在支撑适应需求评估方面面临的不足。同时基于中国适应战略提出的国家需求,分别针对适应概念体系不完善、缺少适应行动监测和评估方法及指标体系,以及缺少可用于汇总国内信息并提交国际社会履约的报告规范这3个主要技术短板,构建了相应的解决方案和技术路径,为应对今后中国制定谈判对策、增强国内适应工作成效提供技术参考。

关键词：全球适应目标国际谈判挑战需求解决路径

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光照模式对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响

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中国草地学报 2025年第5期47卷 78-88页

作者：陈艳琦林坤明刘文科中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室北京100081

在环境可控的人工光植物工厂中,研究了23.328 mol/(m^(2)·d)日累积光量下LED红蓝绿光质的3种光照模式,即常规光照(18 h光照/6 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=280∶70∶10)、连续光照(24 h光照/0 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=210∶52.5∶7.5)... 详细信息

在环境可控的人工光植物工厂中,研究了23.328 mol/(m^(2)·d)日累积光量下LED红蓝绿光质的3种光照模式,即常规光照(18 h光照/6 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=280∶70∶10)、连续光照(24 h光照/0 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=210∶52.5∶7.5)和3种光质交替光照(24 h光照/0 h黑暗,红蓝光∶绿光=525∶15;红绿光∶蓝光=435∶105;绿蓝光∶红光=120∶420)对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响。结果表明,紫花苜蓿是连续光照耐受型植物,与常规光照相比,连续光照下紫花苜蓿形态健康、产量未减,且可溶性糖、淀粉含量提高,但光合色素含量、气孔导度和Fv/Fm降低,没有累积过量H_(2)O_(2)和丙二醛。数据表明,红蓝光-绿光交替促进了叶片延展,红绿光-蓝光交替促进了株高增长,绿蓝光-红光交替使初花期提前。氮代谢方面,硝态氮含量在连续和绿蓝光-红光交替显著降低,氨态氮含量在红绿光-蓝光交替显著升高,硝酸还原酶活性在红蓝光-绿光交替显著降低,亚硝酸还原酶活性在红绿光-蓝光交替显著降低(P<0.05)。连续光照和交替光照抑制了氮代谢酶活性,但提高了紫花苜蓿可溶性蛋白、游离氨基酸和粗蛋白含量。综上所述,连续光照和交替光照模式适用于人工光植物工厂中紫花苜蓿的生产。

关键词：紫花苜蓿植物工厂连续光照交替光照生理活性氮代谢

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