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城郊區農產品安全提升技術與模式 版權信息
- ISBN：9787030557551
- 條形碼：9787030557551 ; 978-7-03-055755-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
城郊區農產品安全提升技術與模式 本書特色
中國環境科學院和中國科學院亞熱帶農業生態研究所有關農產品質量安全的*新成果。
城郊區農產品安全提升技術與模式 內容簡介
城市郊區是一個具有自身產業特色和社會經濟發展規律的特殊區域，本書集中展示“十二五”國家科技支撐計劃項目的近期新研究成果，對城郊區污染土壤修復及農產品安全質量提升技術進行較全面的介紹，主要內容包括：城郊區污染土壤安全利用與低富集作物品種篩選及污染土壤修復技術、城郊區農產品安全質量提升技術、我國南北方典型城郊區農產品安全種植技術模式及應用實例。 本書可供從事環境科學、農業科學、生態學、食品科學等研究的科研人員及大專院校師生閱讀參考。
城郊區農產品安全提升技術與模式 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國城郊區農田土壤環境與農產品安全現狀 1
1.2 國內外農產品安全提升技術研究現狀 8
主要參考文獻 15
第2章 城郊區污染土壤安全利用與低富集作物篩選 23
2.1 城郊區污染土壤安全利用 23
2.2 城郊區土壤污染物低富集作物篩選 33
主要參考文獻 49
第3章 城郊區污染土壤修復技術 54
3.1 城郊區土壤重金屬鈍化修復技術 54
3.2 生物炭提升土壤質量技術 73
3.3 植被緩沖帶控制農業面源重金屬污染技術 86
3.4 有機污染物與農藥殘留污染生物修復技術 94
主要參考文獻 111
第4章 城郊區農產品安全質量過程控制技術 121
4.1 城郊區農田重金屬及硝酸鹽作物根際阻控技術 121
4.2 城郊區農田有機污染物與農藥殘留污染控制技術 129
4.3 農產品營養品質提升養分調控技術 132
4.4 農產品安全生產的田間管理關鍵技術 139
主要參考文獻 147
第5章 城郊區農產品安全生產優化管理技術體系 150
5.1 有機污染物與農藥殘留污染控制技術體系 150
5.2 硝酸鹽污染物控制技術體系 154
主要參考文獻 157
第6章 城郊區農產品安全種植技術模式及應用 160
6.1 北方城郊區蔬菜安全種植技術模式 160
6.2 南方城郊區農產品安全種植技術模式 168
主要參考文獻 186
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國城郊區農田土壤環境與農產品安全現狀 1
1.2 國內外農產品安全提升技術研究現狀 8
主要參考文獻 15
第2章 城郊區污染土壤安全利用與低富集作物篩選 23
2.1 城郊區污染土壤安全利用 23
2.2 城郊區土壤污染物低富集作物篩選 33
主要參考文獻 49
第3章 城郊區污染土壤修復技術 54
3.1 城郊區土壤重金屬鈍化修復技術 54
3.2 生物炭提升土壤質量技術 73
3.3 植被緩沖帶控制農業面源重金屬污染技術 86
3.4 有機污染物與農藥殘留污染生物修復技術 94
主要參考文獻 111
第4章 城郊區農產品安全質量過程控制技術 121
4.1 城郊區農田重金屬及硝酸鹽作物根際阻控技術 121
4.2 城郊區農田有機污染物與農藥殘留污染控制技術 129
4.3 農產品營養品質提升養分調控技術 132
4.4 農產品安全生產的田間管理關鍵技術 139
主要參考文獻 147
第5章 城郊區農產品安全生產優化管理技術體系 150
5.1 有機污染物與農藥殘留污染控制技術體系 150
5.2 硝酸鹽污染物控制技術體系 154
主要參考文獻 157
第6章 城郊區農產品安全種植技術模式及應用 160
6.1 北方城郊區蔬菜安全種植技術模式 160
6.2 南方城郊區農產品安全種植技術模式 168
主要參考文獻 186
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城郊區農產品安全提升技術與模式 節選
第1章 緒論 1.1 我國城郊區農田土壤環境與農產品安全現狀 經過長期的演化和發展，我國城郊區已形成了一個具有自身產業特色和社會經濟發展規律的特殊區域（全智等，2011a，2011b）。城郊區自然條件優越，是我國農業的精華地帶，也是城市生態環境的安全屏障。全國城郊區農產品商品化率已達75%，大、中城市食品（蔬菜、果品、禽、蛋、奶）供應的50%以上來自城郊區。在未來50年，我國城郊區面積將成倍擴大，對城市農產品供應的主導地位將更加鞏固。可見，城郊農業與城市農產品供應關系十分密切，對城市農產品質量安全的影響也*為突出，直接關系到我國約8億城市和郊區人口的健康問題。與此同時，在我國全面步入小康社會和城市化快速發展的新階段，城郊區又是城市延伸、服務產業（如旅游、休閑等產業）拓展的主要目標區域，是城市與農村發展的結合點和熱點。但是，長期以來對城郊區發展定位的不明確導致出現一系列的環境問題，尤其是土壤等環境質量的惡化和生態功能的衰退及由此引起的農產品安全問題十分突出，已經成為影響我國城鄉生態、農產品質量安全和居民健康的重要因素，并嚴重制約我國城郊經濟和社會的可持續發展（朱旭彬等，2016）。 1.1.1 城郊區農田土壤環境現狀 長期以來，我國城郊農業區存在土地復種指數高、化學品投入高、污染物多途徑輸入、耕地重用輕養等突出問題，導致農田土壤環境狀況不容樂觀，問題主要體現在土壤嚴重富營養化、鹽漬化、土壤功能性障礙以及復合污染等方面，其中對農產品安全質量產生*直接影響的主要為土壤重金屬污染和硝酸鹽富集問題。 1.1.1.1 土壤重金屬污染現狀 近年來，我國科技工作者對全國不同區域城郊區土壤重金屬污染狀況開展了大量卓有成效的工作，發現我國城郊區農田土壤重金屬含量分布具有典型的“環狀”分布特征，即距離污染源（如化工廠、污染河道）越近，重金屬污染問題越突出（陳志凡等，2016），城郊區農田土壤重金屬污染問題主要還是外源性污染。這與全國農田土壤重金屬總體分布格局的典型區域分布特征不盡一致。張小敏等（2014）的研究表明，從全國尺度來看，我國土壤重金屬空間格局總體上以西南地區含量相對較高，不同元素的區域規律也比較明顯：Pb含量較高的為云南、貴州和四川，Cd含量較高的為云南、四川、貴州和遼寧，Zn在云南*為富集，Cu在廣東*為富集。因此，重金屬背景值在區域上的差異是我國各地區土壤重金屬含量差異的初始原因，而人類活動引入的重金屬是土壤重金屬富集的主要原因。 城郊區屬于多因素影響疊加的區域，重金屬污染發展趨勢比較明顯，但是除部分區域個別重金屬有明顯超標或高于當地背景值以外，多數城郊區農田土壤重金屬含量尚低于國家土壤環境質量二級標準。王彬武等（2014）的研究發現，隨著城市化及集約農業的發展，北京土壤中8種重金屬元素（Cr、Ni、Zn、As、Hg、Cd、Pb和Cu）在1985～2006年均有不同程度的積累，其中Hg、Cd、Pb和Cu元素在20年間不僅含量大幅增大，污染風險范圍也明顯擴大，但仍屬于低風險等級。何龍雪等（2014）研究發現，長春近郊蔬菜種植區土壤中As、Hg的含量盡管普遍超過了其土壤背景值，但均低于國家《土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）《土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）已于2018年廢止，現行標準為《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618—2018）和《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600—2018）。中的二級標準值，即土壤中As、Hg含量基本上不會對植物生長造成危害，仍適合蔬菜種植。王斌等（2010）對天津近郊西青區主要農產品產地土壤中重金屬As、Hg、Zn、Pb、Cu、Cr 和Cd 含量的研究結果也表明，各項重金屬平均含量均低于國家土壤環境質量二級標準值，均處于輕微生態風險水平，但高于天津土壤背景值和全國土壤背景值，Cd、Cu、Hg僅在個別點位出現超標現象。江漢平原（如武漢、宜昌等）城郊區Cu、Zn、Pb和Cd四種重金屬元素呈累積趨勢，為該區域菜地土壤的主要污染元素，尤其是隨著城郊區蔬菜種植年限的延長，土壤重金屬累積趨勢尤為明顯（田應兵等，2005）。鄭州、開封等地區城郊區的土壤重金屬也有不同程度的累積，Cd為主要的潛在污染元素，超過河南土壤背景值，達到輕度污染程度，但尚未超出國家土壤環境質量二級標準（楊磊和萬紅友，2011；陳志凡等，2016）。席晉峰等（2011）比較了京津唐、張家港和長株潭三個地區的露天菜地、設施菜地、水田和旱地的土壤重金屬含量狀況，發現城郊區大部分農田土壤重金屬含量尚低于國家土壤環境質量二級標準，但長株潭地區部分污染區重金屬含量超出國家土壤環境質量二級標準，產生污染的土壤很難再恢復利用。由于歷史原因，湖南是重金屬污染的重災區，形勢較為嚴峻。鄒玲等（2009）對長沙郊區蔬菜基地土壤重金屬污染狀況的調查結果顯示，Hg、Cd、Cu為主要重金屬污染元素，含量變化范圍分別為0.02～1.50mg/kg、0.10～3.70mg/kg、23.50～95.90mg/kg，5個蔬菜基地中，陳家渡（種植年限達30年以上）達中度污染水平，其他4個種植年限較短的蔬菜基地均達輕度污染水平，這與全智等（2011b）的研究結果基本一致。劉瓊峰等（2013）對長沙城郊18個鄉鎮513個農田樣點土壤Pb、Cd含量進行了采樣分析，并運用模糊綜合評價法和層次分析法對重金屬Pb、Cd的生態風險進行了評價，結果認為，22.9%的樣點土壤Pb、Cd的生態風險指數為Ⅲ級和Ⅳ級水平，具有較高的生態風險，且主要分布在河流、城鎮、建設用地和農村居民點的聚集區。可見，多區域的城郊區土壤重金屬污染的輕重有一定差異，但是污染發展趨勢比較明顯，尤其是長株潭城郊區的土壤重金屬污染形勢要相對嚴峻，值得關注。 關于城郊區土壤重金屬污染的原因，多數研究表明，相對活躍的人類經濟活動是主要原因，如長期土地高強度集約化利用條件下的污水灌溉（賈銳魚等，2012），長期過量使用普遍含有重金屬的化肥、農藥，以及超標養殖場畜禽有機肥（吳清清等 2010；董騄睿等，2014），此外，周邊區域的工業生產（Sun et al.，2010;Ma et al.，2016）、污水灌溉、交通污染導致的干濕沉降（Wu et al.，2011；何龍雪等，2014；陳志凡等，2016）等也對城郊區土壤重金屬的累積產生一定的貢獻，但不同區域的污染物來源及污染程度有所差異。 1.1.1.2 土壤硝酸鹽富集現狀 硝酸鹽污染是城郊區土壤污染的另一重要方面，蔬菜種植區是土壤硝酸鹽污染的主要區域。一方面，由于蔬菜是喜硝態氮（NO-3-N）且極易富集硝酸鹽的作物（Zhu et al.，2012;都韶婷等，2010），土壤硝酸鹽含量過高會導致蔬菜等農產品硝酸鹽含量增加，農產品品質下降；另一方面，由于土壤對硝酸鹽不具有吸附固定能力，土壤硝酸鹽含量過高容易導致其向地下水的遷移，從而對地下水水質構成威脅。崔敏等（2012）對武漢城郊區典型露天菜地的研究表明，菜地土壤100cm 內各土層NO-3-N平均含量為11.2mg/kg，其中耕層0～20cm土壤NO-3-N平均含量為21.1mg/kg;60cm深度處土壤溶液中NO-3 -N平均含量為27.5mg /L，盡管土壤硝態氮累積程度并不算高，但是菜地附近井水中 NO-3 -N平均含量為19.6～39.8mg /L，其含量約是世界衛生組織飲用水安全標準（10mg/L）的2～4倍，也明顯超出我國的飲用水安全標準（20mg/L）。 我國主要城郊區土壤普遍存在硝酸鹽富集的問題（表1-1）。參考有關菜地表層(0～20cm)硝酸鹽養分分級標準：≥76mg/kg（極高）、64～76mg/kg（高）、37～64mg/kg（中等）、15～37mg/kg（缺）、＜15mg/kg（極缺）（魯劍巍，2006），我國大部分城郊區的設施(大棚)菜地表層(0～20cm)土壤的硝酸鹽平均含量達到極高的水平，如西安、上海、蘇州等城市；廣州硝酸鹽平均含量相對較低，僅為39.9mg/kg，但是即使在平均含量較低的城市，也存在局部超級累積的地區，如北京部分地區土壤硝酸鹽含量*高可達500mg/kg以上。總體而言，城郊大棚菜地表層(0～20cm)土壤的氮素累積程度遠高于露天菜地表層(0～20cm)，如閔炬等（2012）對太湖地區的研究表明，大棚菜地表層(0～20cm)土壤的礦質氮（硝態氮和銨態氮的總和）含量平均高達279.2mg/kg，而露天菜地表層(0～20cm)土壤的礦質氮含量平均僅為106.7mg/kg，表明設施(大棚)菜地表層(0～20cm)土壤養分的表層富集現象更為明顯（Shi et al.，2009）。隨著種植年限的延長，土壤硝酸鹽的累積程度也會逐漸增強。徐運清等（2015）對長沙城郊區不同種植年限菜地表層(0～20cm)硝酸鹽含量的研究表明，種植20年以上的菜地表層(0～20cm)土壤的硝酸鹽平均含量高達60mg/kg，而種植5年以下的菜地表層(0～20cm)土壤的硝酸鹽含量僅為15.99mg/kg，說明種植年限越久，土壤硝酸鹽累積越明顯。城郊區土壤硝酸鹽累積的主要原因是長期大量施肥。大量調查表明，蔬菜種植區年施肥量普遍都在240Nkg/hm2以上，要比周邊一般的大田糧食作物的年施肥量高2～10倍（表1-1），從而導致大量植物不能利用的養分在土壤中不斷富集。 表1-1 我國幾個大城市城郊區菜地表層(土層)土壤硝酸鹽含量狀況 1.1.2 城郊區農產品主要質量安全問題 蔬菜是城郊區*主要的農產品類型，蔬菜供應也是我國城郊區的*主要服務功能之一，但是由于城郊區農產品質量安全面臨著城郊區農業快速發展和城郊區生態環境日益惡化的雙重壓力，在城市工業和生活廢棄物不斷增加、農業生產高強度化等諸多因素的共同作用下，當前我國城郊區環境污染已對城郊區農產品質量安全構成嚴重威脅。近年來的調查表明，我國城郊區農產品化學污染超標率已達到相當高的程度，且分布范圍十分廣泛。農業部（現農業農村部）等有關部門組織的調查和監測表明，我國各城市的主要農產品（包括糧、果、菜、茶、肉、蛋、奶等）均不同程度地出現硝酸鹽、重金屬、抗生素、農藥和其他藥物殘留超標的現象，每年造成的經濟損失超過100億元，農產品出口退貨事件經常發生，嚴重影響了我國農產品的國際競爭力。鑒于城郊區農業與生態環境矛盾日趨嚴峻的現實，開展城郊區農產品質量安全提升關鍵技術及其生產模式研究，對保障城市生態環境安全和食品健康、促進城郊區農業可持續發展及提升我國農產品的國際競爭力都具有重要意義。 1.1.2.1 重金屬含量超標問題 大量研究表明，我國多地城郊區以蔬菜為主的農產品重金屬含量超標現象比較突出。吳金水等（2010）基于“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“城郊區環保型特色農業支撐技術研究與示范”的研究成果，初步分析了我國幾個典型城郊區農產品的重金屬含量狀況，發現在武漢城郊蔬菜基地采集的44個蔬菜樣品中，Cd超標率達45.5%，As超標率達40.1%；在長沙、株洲、湘潭城郊區隨機采集的153個水稻樣品中，稻米Cd污染問題較為嚴重，92%的樣品Cd含量超過國家食用標準《食品中污染物限量》（GB 2762—2005）。張宇燕和陳宏（2012）對重慶主城區17種市售蔬菜204個樣品中重金屬Zn、As、Hg含量的測定分析結果表明，15.7%的市售蔬菜樣品屬于重度超標。郭智廣等（2012）的調查結果顯示，在鄭州市郊調查分析的794個蔬菜樣品中，重金屬Pb、Cd污染較為嚴重，其中綠葉菜類Pb的超標率*高（14.5%），而根莖類和豆類超標率相對較低，分別為3.3%和3.8%。杭州近郊蔬菜Cd、Cu、Hg的超標率分別為28%、15%、59%；長沙蔬菜重金屬超標率為50%；沈陽近郊大白菜Pb和Cd超標率分別為100%和58%，黃瓜Cd、Hg、Pb超標率
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