大气CO2浓度升高对稻田土壤Ca、Mg迁移的中长期效应

为了进一步认识稻田土壤中Ca、Mg元素生物地球化学循环对大气CO2浓度升高的响应,本实验利用中国稻麦轮作FACE(free air carbon-dioxide enrichment)试验平台,通过观测稻季不同生育期不同深度(30、60和90 cm)土壤溶液中的Ca2+、Mg2+ 浓度,研究大气CO2浓度升高对土壤Ca、Mg淋移的中长时期(第9年)影响。研究结果表明,随着土壤深度的增加,土壤溶液中的Ca2+浓度呈降低趋势,Mg2+浓度呈增加趋势;随着生育期的推进,呈现先增加后减小的趋势,并在抽穗期达到最大值。大气CO2浓度升高略微降低30、60 cm处土壤溶液的Ca2+ 浓度,增加90 cm处Ca2+ 浓度(6.7%)。稻田不同深度土壤溶液中Mg2+ 浓度对大气CO2浓度升高的响应有所不同,且在60 cm处有较强的正响应(12.1%)。研究明确高浓度CO2有加剧Ca2+、Mg2+ 向下淋溶损失的趋势,耕层土壤有机物料输入增多、 浓度增加、pH下降等是主要原因。大气CO2浓度升高对农田生态系统土壤Ca、Mg元素循环的长期影响值得进一步关注。     

大气O_3浓度升高对稻季耕层土壤溶液CaMg浓度的影响

利用中国稻/麦轮作系统O3-FACE（Ozone-Free Air Concentration Enrichment）试验平台,研究了大气O3浓度升高（比周围大气高50%）对稻季不同生育期耕层土壤溶液中Ca、Mg浓度的影响。结果表明,大气O3浓度升高对稻田0~15 cm耕层土壤溶液Ca浓度无明显影响,但Mg浓度呈现降低趋势;降低了15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度,其中对Mg浓度的降低幅度为20.97%,且达显著水平;大气O3浓度升高可改变耕层土壤溶液中Ca、Mg离子在不同深度的分布,降低15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度与5 cm处比值,降低幅度分别为13.50%、34.29%。文章指出大气O3浓度升高会对稻田生态系统土壤Ca、Mg元素地球化学循环产生重要影响,并可能因此影响稻米产量和品质。     

稻田CO2排放对大气CO2浓度升高的响应

利用FACE (free-air carbon dioxide enrichment)平台,采用静态暗箱-气相色谱法,研究了大气CO2浓度升高对稻田土壤CO2通过土壤-大气(土气)和植被-大气(植气)界面排放的影响.在整个水稻生长季中,土气界面CO2排放通量与土壤表面水层深度指数负相关,且在中期烤田和收获前排水阶段出现较大值;而植气界面CO2排放通量与根系生物量的变化趋势基本一致.在低氮(N 125 kg/hm2)和常氮(N 250 kg/hm2)水平上,高浓度CO2(对照大气CO2浓度+200 μmol/mol)有提高水稻生物量、降低土气和植气界面CO2累积排放量的趋势.在水稻的拔节、抽穗和成熟期,较高的施氮量显著增加水稻地上部分生物量,促进植气界面CO2的排放.研究结果表明,未来大气CO2浓度升高的环境下,稻田生态系统有增加CO2的固定(增加水稻生物量),减少CO2的排放(土气和植气界面CO2的排放)的趋势,可能发挥着碳汇的作用.     

施用不同种类氮肥对日光温室土壤溶液离子组成的影响

采用土培模拟试验研究了施用不同量的尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵（NH4HCO3）、硫酸铵[(NH4)2SO4]对培养期间日光温室土壤溶液电导率（EC）和不同离子组成及比例的影响。结果表明,不同氮肥种类对土壤溶液电导率（EC）的影响主要表现在培养的前一周左右,之后不同品种间无明显差异。土壤溶液中NO3--N含量随施氮量和培养时间呈明显的上升趋势,不同氮肥种类NO3--N含量无明显差异;不同氮肥种类处理土壤溶液中NH4+-N含量在培养的前7 d有所差异,之后亦无差异。随着氮肥施用量的增加,日光温室土壤溶液的EC及K+、Na+、Ca2+、Mg2+离子的浓度升高;增施氮肥同时提高了土壤溶液中Ca/K、Mg/K的比值,而对土壤溶液钾的活度比（ARK）无显著影响。说明氮肥施用量是影响土－液界面离子交换的重要因素;由此带来的日光温室土壤盐分累积以及K+、Na+、Ca2+和Mg2+离子的淋失等问题值得关注。     

磷钾肥施用对日光温室土壤溶液离子组成的影响

采用土培模拟试验研究了施用磷、钾肥对大田和温室土壤溶液电导率（EC）、离子含量及其比例的影响。结果表明,温室栽培土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-含量以及K+ / Ca2+、K+ / Mg2+摩尔比分别为大田土壤的2.5、95.0、16.6、1.9、3.2、4.0、31.0和39.0倍,说明日光温室土壤离子累积及养分比例失调问题突出。施用磷、钾肥对土壤溶液中不同离子含量的影响不同,增加磷肥施用量,显著降低了大田和温室土壤溶液EC和Ca2+、Mg2+离子含量,而对土壤溶液K+、NO3--N和NH4+-N离子浓度均无显著影响;随施钾量增加,大田及温室土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和K+/Ca2+、K+/Mg2+摩尔比均呈显著增加趋势。温室栽培实践中因过量施用磷、钾肥而造成的阳离子养分比例失调而带来的营养及生态环境问题值得关注。     

雪玉洞上覆土壤CO2变化及对表层岩溶泉水化学特征的影响

通过对雪玉洞上方山神庙和火石垭两处土壤CO2和出露于上覆基岩中的红庙水井和一碗水两处表层岩溶泉水化学特征近1年的监测,发现各深度(20,30,60 cm)土壤CO2浓度在300～30 000 ml/m3范围内变化,呈现夏秋高、冬春低的特点.其中火石垭土壤CO2浓度在2011年10月3个不同深度土壤层都出现明显低值,指示了外界干湿条件的变化.随深度的增加,土壤CO2浓度表现出递增的趋势,但是受不同因素的影响不同地点、不同土壤层中CO2浓度的变化有所不同.表层岩溶泉水化学对土壤CO2浓度的变化具有较好的响应,Ca2+、HCO3-、电导率(EC)与土壤CO2浓度的变化趋势基本一致,呈现夏秋高、冬春低的特点.pH值与土壤CO2浓度的变化趋势相反,呈现夏秋低、冬春高的特点.全年表层岩溶泉水的方解石饱和指数(SIc)＞0,Ca2+处于饱和状态,但季节变化明显.二氧化碳分压(P(CO2))与方解石饱和指数变化趋势相反,二者在2011年10月都出现极值,反映出表层岩溶泉水化学的变化受土壤CO2影响显著.     

土壤无机离子对CO2封存泄漏的响应

[目的]旨在研究土壤中无机离子含量对CO2封存泄漏的响应。[方法]在CO2人工气候箱中分别种植绿豆、荞麦两种作物,模拟10 000,20 000,40 000和80 000μl/L这4个浓度梯度,外加一个空白浓度对照组,观测土壤无机离子含量变化及作物生长情况。[结果]随着大气中CO2浓度升高,土壤中的Cl-,K+,Ca2+含量基本先降后升,SO2-4呈现先升后降再升再降的M型变化趋势,Na+,Mg2+,HCO-3变化不显著,而CO2-3始终未检出。绿豆、荞麦的光合速率及生物量均在CO2浓度10 000μl/L时达到最大。[结论]大气中CO2浓度升高一方面会直接影响土壤溶液酸碱度、碳平衡,发生离子沉淀;另一方面还会影响作物和微生物生长,改变其对土壤离子的吸收和代谢。     

生物质炭和Ca(OH)2缓解土壤酸化过程中植物铝毒性的模拟对比研究

随着外源酸输入,酸性土壤改良剂的石灰效应逐渐消退,土壤再次酸化形成铝毒害。作为一种新型酸性土壤改良剂,生物质炭施用后土壤的复酸化过程尚不清楚。本研究通过循环酸浸洗耦合根伸长试验,对比研究了施用生物质炭和熟石灰（Ca(OH)2）后土壤的复酸化过程及其对植物的铝毒性。结果表明,循环酸浸洗有效模拟了土壤的复酸化过程。随着模拟酸化年限增加,生物质炭和Ca(OH)2处理土壤中玉米根系伸长均逐渐受到了抑制。生物质炭相较于Ca(OH)2有效缓解了酸化过程对植物根系的抑制作用。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理中玉米根相对伸长率较Ca(OH)2处理高18.6%,生物质炭相较于Ca(OH)2处理展现出更为长效的酸性土壤改良潜力。这一方面是由于生物质炭通过表面阴离子官能团质子化作用减缓了酸化过程中土壤pH的降低,抑制了土壤铝的活化。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Al3+浓度较Ca(OH)2处理低33%。另一方面,酸化过程中生物质炭持续释放Mg2+,在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Mg2+浓度和植物Mg2+吸收量均较Ca(OH)2处理高2倍以上。较高的Mg2+浓度可通过调控植物对Al3+的生理响应,缓解植物铝毒害症状。该研究结果可为土壤酸化长效阻控提供理论依据和技术支撑。     

日光温室番茄缺镁与土壤盐分组成及离子活度的关系

研究了石灰性土壤日光温室不同栽培年限及番茄不同程度缺镁的土壤水溶盐分中离子组成、比例及Mg2+、Ca2+、K+离子活度等的变化及关系.结果表明:随着栽培年限的增加,温室土壤水溶盐分中Ca2+、K+、NO3-含量显著增加;水溶性盐分中阳离子以Ca2+为主,栽培5 a后NO3-成为阴离子主要成分;土壤中NO3-含量的增加是导致土壤盐分累积的主要因素.随番茄缺镁程度的加剧,土壤水溶性盐中Ca2+、K+、NO3-、全盐量及Ca2+/Mg2+、K+/Mg2+摩尔比均呈增加趋势,番茄出现缺镁的土壤含盐量达到盐渍化水平.随着土壤盐分含量增加,Ca2+、Mg2+活度均呈指数下降趋势,番茄缺镁的土壤溶液中Mg2+和Ca2+活度显著低于不缺镁土壤,(K+)/(Mg2+)、(Ca2+)/(Mg2+)活度比显著高于不缺镁土壤,(K+)/(Mg2+)活度比随缺镁程度加剧达显著差异,番茄缺镁的土壤溶液(K+)/(Mg2+)活度比大于1.盐分累积使Mg2+活度大幅降低以及K+富集对植物吸收Mg2+的拮抗作用是石灰性土壤上番茄缺镁的主要诱因.     

盐分对棉花光合特性及根际土壤CO2浓度的影响

为了探寻不同盐分含量土壤棉花生长根际CO2浓度与光合指标之间的关系,通过桶栽试验,对4种盐分(CK:0%,F1:0.2%,F2:0.4%,F3:0.6%)处理下2种质地(砂土和壤土)土壤CO2浓度和棉花光合特征的变化规律进行了研究。结果表明:随着棉花生育期的推进,壤土和砂土的土壤CO2浓度均呈先升高后降低的"单峰"曲线变化趋势,峰值出现在花铃期,分别高达17 061.95,17 572.00μmol/mol。在盐分处理下不同质地土壤CO2浓度随土层深度的增加而增加,50cm处土壤CO2浓度均值为13 540.32μmol/mol,是表层10cm处的近2倍。随着盐分含量的增加,2种质地土壤CO2浓度差异显著,均呈下降趋势,且壤土CO2浓度明显高于砂土;盐分和土壤质地类型的相互作用对棉花净光合速率(Pn)达到极显著水平(P0.01)。同一土壤质地类型条件下,各生育期棉花Pn随着盐分含量的增加而减小,均在F3处理下达到最小值,盐分含量较低时对棉花光合指标的影响不显著(P0.05);同一盐分处理下,不同土壤质地棉花Pn差异显著,表现为壤土砂土。不同盐分处理下2种质地土壤CO2浓度与棉花净光合速率之间密切相关,棉花Pn能够解释根际土壤CO2浓度变化的81.2%,说明盐分和土壤质地类型通过棉花净光合速率影响土壤CO2浓度的大小。研究结果可为作物生长环境提供理论参考。     

姬松茸多糖提取工艺的优化

对姬松茸子实体多糖提取的工艺条件中的多糖提取温度、提取时间、浸提液pH值3因子的最优化组合问题进行了定量研究,建立了具有良好预测性能的姬松茸多糖提取条件的模型,并利用回归模型对工艺条件的最优化组合,对各单因子要素的多糖得率及其交互作用进行了探讨。试验表明,当浸提温度为100℃、浸提时间为3h、浸提液pH值为6.3时多糖得率处于较高水平     

植物恢复措施对鸡西矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市矿区废弃地为研究区,对不同矿区废弃地的土壤养分元素进行含量分析。结果表明：应用植物恢复措施后的基质土壤各养分指标绝大多数要大大高于原废弃地土壤和经过自然恢复的土壤,说明该措施对石墨尾矿、矸石发电厂粉煤灰废弃地和平排矸石山土壤养分改善效果明显;其中石墨尾矿除全磷外,各种养分指标与林地土壤差距较大,而旱柳对石墨尾矿土壤的改善效果最好,其有机质含量为37．28g／kg,是残渣的2．6倍;种植大果沙棘对粉煤灰废弃地土壤养分的积累效果明显,有机质含量为48．25g／kg,是残渣的1．5倍;植物恢复措施使平排矸石山的土壤养分积累速度加快,已接近林地,混交种植兴安落叶松和家榆总体恢复效果最好,有机质含量分别为193．42和151．46g／kg,是自然恢复条件下的8．9和7倍。建议引入优势种群（如松科等）以加快演替速度,使矿区废弃地更快地恢复到原始状态。     

Towards bioremediation of toxic unresolved complex mixtures of hydrocarbons: identification of bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins

Background, aim and scope  Unresolved complex mixtures (UCMs) of aromatic hydrocarbons are widespread, but often overlooked, environmental contaminants. Since UCMs are generally rather resistant to bacterial degradation, bioremediation of UCM-contaminated sites by bacteria is a challenging goal. Branched chain alkyltetralins are amongst the individual classes of components of aromatic UCMs which have been identified in hydrocarbon-contaminated sediments and a number of synthetic alkyltetralins have proved toxic in laboratory studies. Thus, alkyltetralins should perhaps be amongst the targets for UCM bioremediation strategies. The slow degradation of several alkyltetralins by a microbial consortium has been reported previously; however, the bacteria involved remain unidentified and no single strain capable of alkyltetralin biodegradation has been isolated. The present project therefore aimed to enrich and identify bacterial consortia and single strains of bacteria from a naturally hydrocarbon-contaminated site (Whitley Bay, UK), which were capable of the degradation of two synthetic alkyltetralins (6-cyclohexyltetralin (CHT) and 1-(3’-methylbutyl)-7-cyclohexyltetralin (MBCHT)). Materials and methods  Bacteria were enriched from sediment collected from Whitley Bay, UK by culturing with CHT and MBCHT for a period of 4 months. Biodegradation experiments were then established and degradation of model compounds monitored by gas chromatography–mass spectrometry. Internal standards allowed the generation of quantitative data. 16S rRNA gene clone libraries were constructed from individual enrichments to allow assessment of microbial community structure. Selective media containing MBCHT were used to isolate single bacterial strains. These strains were then tested in liquid culture for their ability to degrade MBCHT. Results  The consortia obtained through enrichment culture were able to degrade 87% of CHT and 76% of MBCHT after only 46 days compared with abiotic controls. The 16S ribosomal RNA gene clone libraries of these bacteria were dominated by sequences of Rhodococcus spp. Using selective media, a strain of Rhodococcus was then isolated that was also able to biodegrade 63% of MBCHT in only 21 days. Discussion  The present report describes the isolation of a single bacterial strain able to degrade the resistant MBCHT. Although significant losses of MBCHT were observed, putative metabolites were not detectable. Rhodococcus sp. have been reported previously to be able to biodegrade a range of hydrocarbon compounds. Recommendations and perspectives  Due to their environmental persistence and toxicity, aromatic UCMs require bioremediation. The culturing and identification of such bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins may be an important step toward the development of bioremediation strategies for sites contaminated with toxic UCMs.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

济南山丘区土壤侵蚀潜在危险度景观格局分析

土壤侵蚀潜在危险度景观格局的形成及其变化是自然的和人为的多种因素相互作用的结果 ,运用景观生态学原理 ,通过分析景观斑块的类型、数量、面积大小和空间组合状况 ,揭示出济南市山丘区的土壤侵蚀潜在危险度分布特征及空间变异规律     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

烘焙对生物质热解产物特性的影响

烘焙可有效地降低生物质中的水分和氧,对其热解过程有显著的影响。该文主要研究了烘焙温度（200,230,260,290℃）对生物质热解过程及产物特性的影响行为及影响机制;研究发现烘焙能改善热解产物的品质,随着烘焙温度的升高,热解合成气中CO含量由48%逐渐减少到34%,CH4和H2增加,其中H2含量最大增加了77.4%,而液体产物中,乙酸和水分含量逐渐减小,水分含量最大减少了42.8%,而酚类产物的含量明显增加,有利于生物油品质的提高。该研究为烘焙技术的发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。     

8个油松种源抗旱性的比较研究

为了鉴别8个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源的抗旱性,以其3年生幼苗为研究对象,进行了控水条件下的盆栽实验(T_1:土壤含水量为25%～29%;T_2:土壤含水量为19%～22%;T_3:土壤含水量为12%～15%);测定了其净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等生理生化指标,并应用Fuzzy隶属函数对它们的抗旱性进行了综合评价.结果表明,在T_3条件下,8个种源的Pn无显著差异(P＞0.05);种源2的T_r显著高于种源1,3,5(P＜0.05);种源5的水分利用效率(WUE)显著高于种源2,3,4,6,7,8(P＜0.05).与T_2条件相比,在T_3条件下,各种源的SOD活性均有所增高,多数种源的POD活性均有所增高;种源7,8膜脂过氧化程度较小,而种源1,3,4,5膜脂过氧化程度较大.8个种源的抗旱性依次为:种源8＞种源6＞种源1＞种源5＞种源4＞种源3≈种源7＞种源2.     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。