苦参碱在黄瓜和土壤中的检测方法及其残留动态研究

为了解苦参碱在黄瓜和土壤中的残留状况及消解动态,建立了苦参碱在黄瓜和土壤中的气相色谱分析方法,并在天津和安徽两地开展了为期两年的苦参碱在黄瓜和土壤中残留状况和消解动态规律田间试验研究。结果表明,采用无水乙醇超声提取黄瓜和土壤中的苦参碱,使用大孔吸附树脂净化,甲醇定容,气相色谱带氮磷检测器（NPD）进行测定,外标法定量,在0.25-1.0 mg·kg-1添加水平范围内,苦参碱在黄瓜和土壤中的平均回收率为78.32％-98.06％,变异系数为3.72%-7.44％;黄瓜和土壤中苦参碱的最小检出量均为1.36×10-12 g,最低检出浓度为0.004 mg·kg-1（黄瓜）、0.008 mg·kg-1（土壤）。田间试验结果表明,苦参碱在黄瓜和土壤中的残留消解动态符合方程Ct=C0e-kt;苦参碱在黄瓜和土壤中的降解半衰期分别为5.19-7.24 d和6.70-9.18 d。在黄瓜中施用0.3%苦参碱乳油,其制剂施药量为0.18-0.27 g·m-2,施药3-4次,两次施药间隔期为7 d,距收获期为1 d时,苦参碱在黄瓜中的残留量为0.125 6-1.207 1 mg·kg-1,土壤中的残留量为0.045 0-0.183 7 mg·kg-1。目前,国内外尚无苦参碱在黄瓜中最大残留限量标准,该试验研究成果为0.3%苦参碱乳油在黄瓜上的登记、安全使用规则     

多菌灵在水稻及土壤中的消解动态和残留规律研究

采用田间试验方法,研究了多菌灵在稻田水、土壤和稻秆中的消解动态,测定了多菌灵在水稻和土壤中的最终残留量。样品采用甲醇和稀盐酸的混合溶液提取,经液-液分配净化,HPLC紫外分析测定。结果表明,田水、土壤、稻秆、谷壳、糙米中多菌灵添加浓度为0.05~1.0mg·kg-1时,平均回收率为83.16%~95.44%,变异系数在1.23%~5.32%之间,方法的最低检测浓度为：田水0.005mg·L-1,土壤0.005mg·kg-1,稻秆0.050mg·kg-1,谷壳0.050mg·kg-1,糙米0.025mg·kg-1。多菌灵在田水、土壤和稻秆中的消解动态均符合一级动力学方程,半衰期分别为2.53~3.41d、6.20~7.27d、3.27~3.91d,原始沉积量与施药量、施药次数密切相关。以231g·hm-2和346.5g·hm-2间隔7d施用多菌灵2次和3次,末次施药21d后多菌灵的最高残留量为：土壤未检出（≤0.005mg·kg-1）,稻秆0.524mg·kg-1,谷壳0.528mg·kg-1,糙米未检出（≤0.025mg·kg-1）。多菌灵在稻秆和谷壳中的残留量相对较高,以该稻秆和谷壳作为饲料有一定的风险;多菌灵在糙米中的残留量低于我国和食品法典委员会（CAC）及日本的最大残留限量（MRL）标准。     

噻菌茂在烟叶和土壤中的残留消解动态及安全性评价

为明确噻菌茂在烟草上使用后的环境安全性,建立了烟叶和土壤中噻菌茂残留的检测方法,并在山东和湖南两地开展了为期两年的噻菌茂在烟叶及其土壤中的消解动态和最终残留研究。结果表明,采用甲醇/水（70：30,V：V）提取,石油醚、二氯甲烷萃取,弗罗里硅土净化,高效液相色谱（HPLC-UV）测定,在0.01～5.0mg.kg-1添加水平下,噻菌茂在鲜烟叶、干烟叶和土壤中的平均回收率分别为90.50%～93.84%、88.19%～91.90%和88.34%～93.04%,相对标准偏差（RSD）分别为1.72%～2.79%、1.83%～4.13%、2.00%～2.71%。噻菌茂的最小检出量为1.4×10-12g,最低检出浓度分别为：鲜烟叶0.01mg.L-1,干烟叶0.01mg.L-1,土壤0.005mg.L-1。田间试验结果表明,噻菌茂在烟叶和土壤中消解较快,半衰期分别为2.85～3.44d和2.77～3.26d。噻菌茂可湿性粉剂按有效成分250g.hm-2（推荐高剂量）和375g.hm-（21.5倍推荐高剂量）于烟草旺长期-成熟期兑水施药3～4次,烟叶中噻菌茂最终残留量随采收间隔时间的延长而呈递减趋势,距末次施药后间隔7d采收的烟叶中噻菌茂的残留量为1.102～4.230mg.kg-1,21d残留量降为0.082～1.813mg.kg-1;而土壤中噻菌茂最终残留量均未检出（≤0.005mg.kg-1）。     

阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中残留动态研究

采用田间试验和气相色谱-质谱(GC-MS)联用的检测方法研究了阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中的消解动态及最终残留规律。结果表明,该方法阿特拉津最低检出浓度为0.08 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在85%~97%之间,相对标准偏差(RSD)在10.0%~14.4%之间;乙草胺最低检出浓度为0.40 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在102%~109%之间,相对标准偏差(RSD)在9.7%~14.0%之间。阿特拉津和乙草胺在土壤中的消解动态方程分别为C=1942.7e-0.0492T和C=916.53e-0.0343T,降解半衰期分别为14.1 d和20.2 d。38%阿特拉津水悬浮液、900 g L-1乙草胺乳油剂用于玉米田除草,施药剂量分别为5.25~10.50 g hm-2、2.25~4.50 g hm-2,在玉米播种后出苗前施药,施药1次,收获期玉米籽粒中阿特拉津残留量低于0.08 ng g-1、乙草胺残留量低于0.40 ng g-1,土壤中阿特拉津残留量低于3.3 ng g-1、乙草胺残留量低于12.4 ng g-1,均满足相应的限量标准。     

液质联用测定番茄中甲基硫菌灵残留量

为了评价70%甲基硫菌灵可湿性粉剂在番茄中的使用安全性,开展甲基硫菌灵在番茄中的残留量研究。本文建立了分散固相萃取前处理,高效液相色谱/质谱联用法测定甲基硫菌灵在番茄中残留量的方法。样品经乙腈提取,乙二胺-N-丙基甲硅烷(PSA)和无水硫酸镁混合振荡离心除去杂质和水分,上清液用配有电喷雾(ESI)源的高效液相色谱/质谱联用仪测定。田间试验结果建议在番茄上喷施70%甲基硫菌灵可湿性粉剂562.5 g ai·hm-2,3次施药,推荐安全间隔期为3 d;市场抽检样品检测表明番茄中甲基硫菌灵的残留量均小于0.05mg·kg-1,低于最大残留限量3 mg·kg-1。     

基于质量平衡的污灌土壤中Cu和Zn的原位净化研究

对京津冀交界处污灌土壤进行实地调查,分期采集小麦、玉米、棉花和向日葵等作物及土壤样品进行分析测试,研究发现:研究区耕作层土壤中Cu和Zn含量具有明显的积累现象;棉花植株中Cu和Zn平均含量分别为6.09 mg kg-1、24.26mg kg-1,小麦籽粒中Cu和Zn平均含量分别为5.63 mg kg-12、7.20 mg kg-1,玉米籽粒中Cu和Zn平均含量分别为1.88 mg kg-1、43.38 mg kg-1,向日葵籽粒中Cu和Zn平均含量分别为27.80 mg kg-1、87.18 mg kg-1。向日葵籽粒中Cu和Zn含量超过国家食品卫生限量标准,不宜作为净化重金属的作物;棉花对土壤中Cu和Zn的输出量分别为123.38 g hm-2 a-14、91.27 g hm-2 a-1,对Cu和Zn具有较好的萃取效果,且为非食源性作物,可作为污灌土壤中Cu和Zn原位净化的物种。     

土壤和番茄中氯虫苯甲酰胺的残留检测与消解动态研究

研究和建立了氯虫苯甲酰胺在土壤和番茄中的液相色谱检测方法,并采用田间试验方法研究了氯虫苯甲酰胺在土壤和番茄中的残留消解动态规律。结果表明,采用甲醇溶液浸泡提取,减压浓缩后用二氯甲烷萃取,浓缩后用二氯甲烷定容,液相色谱仪带二极管阵列检测器（DAD）测定,外标法定量。在0.05～0.5mg·kg-1添加水平范围内,土壤和番茄中氯虫苯甲酰胺的添加平均回收率为91.43%～100.91%,变异系数为3.53%～9.71%;土壤和番茄中氯虫苯甲酰胺的最小检出量均为1.0×10-7g,最低检出质量分数为0.005mg·kg-1。田间残留试验表明,氯虫苯甲酰胺在土壤和番茄中残留消解动态规律符合方程Ct=C0e-kt;150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯虫苯甲酰胺微囊悬浮-悬浮剂在土壤和番茄中的消解半衰期分别为6.55～11.49d和3.82～10.70d。最终残留试验研究表明,在番茄上手动喷雾施药150g·L-1高效氯氟氰菊酯·氯虫苯甲酰胺微囊悬浮-悬浮剂,按推荐剂量和1.5倍推荐剂量施药,兑水喷雾处理2～3次,施药间隔为7d,最后一次施药距采收间隔7d时,氯虫苯甲酰胺在番茄中最高残留量均小于0.3mg·kg-1。参照欧盟等规定的氯虫苯甲酰胺在番茄中最大残留限量标准,按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量施药2～3次,距最后一次施药7d时,氯虫苯甲酰胺在番茄上残留是安全的。     

吡虫啉在叶用莴苣及土壤中的消解规律及安全性评价

通过在湖南、江苏、河北、宁夏、重庆、广东6地的田间试验,利用高效液相色谱串联质谱分析技术研究10%吡虫啉可湿性粉剂在叶用莴苣和土壤中的消解动态及其最终残留量,结果显示,吡虫啉在叶用莴苣和土壤中的消解动态符合一级动力学方程,其在叶用莴苣中的消解半衰期为3.9~4.6 d,在土壤中的消解半衰期为8.6~8.7 d。收获期吡虫啉在叶用莴苣中的残留量为<0.78 mg/kg,在土壤中残留量为<0.13 mg/kg。结果表明,吡虫啉属易降解农药,其在叶用莴苣上的最终残留量低于国际食品法典委员会(CAC)等规定的吡虫啉在圆生菜上的最大残留限量(2 mg/kg),按试验推荐剂量和方法使用是安全的,安全间隔期为7 d。     

甲基硫茵灵及其代谢物在不同种植模式黄瓜和土壤中的残留

采用液质联用仪比较分析了3个不同种植区域（江苏南京、广西南宁和湖南长沙）露地和大棚两种种植条件下黄瓜和土壤中甲基硫菌灵及其代谢物多菌灵的残留动态,同时对黄瓜中的最终残留量进行了比较分析。施药后,甲基硫菌灵在黄瓜和土壤中均能很快转化为多菌灵[施药后1 d甲基硫菌灵未检出（〈0.01 mg·kg-1）],多菌灵在露地黄瓜和土壤中的原始沉积量均低于大棚。3个试验点露地黄瓜中的半衰期分别为2.3、1.4 d和1.4 d,在大棚黄瓜中的半衰期分别为2.6、1.7 d和2.0 d。在3个试验点露地土壤中的半衰期分别为1.6、1.7 d和2.3 d,在大棚土壤中的半衰期分别为2.3、2.0 d和2.3 d。最终残留试验在最后一次施药后1 d采样时,大棚、露地黄瓜中的甲基硫菌灵均未检出（〈0.01 mg·kg-1）,多菌灵在3个试验点露地黄瓜中的最终残留量为0.014~0.162 mg·kg-1,而在3个试验点大棚黄瓜中的最终残留量为0.121~0.561 mg·kg-1。参照我国所制定的黄瓜中多菌灵的MRL（0.5 mg·kg-1）,露地种植方式下所有处理黄瓜中甲基硫菌灵代谢物多菌灵的最终残留量均符合国家标准的规定,但大棚种植方式下其残留量有超标的风险。     

阿灭净在菠萝与土壤中的残留及消解动态研究

采用气相色谱(GC-NPD)分析技术测定除草剂阿灭净在菠萝与土壤中的残留及消解动态结果表明,GC-NPD方法的最小检出量为0.0232ng,菠萝及土壤的最小检出浓度分别为0.002mg/kg和0.005mg/kg,GC-NPD方法回收率分别为87.23%~92.10%和88.80%~93.77%。喷施阿灭净80%WP4800g(a.i/)hm2,处理检测出菠萝与土壤中原始沉积量分别为0.1448~0.1646mg/kg和3.3318~3.5536mg/kg,消解半衰期分别为29.17~29.45d和25.75~30.68d,按阿灭净用量4800g(a.i/)hm2施药菠萝1次,间隔期为10d,菠萝果实残留量2年分别为0.1646mg/kg和0.1448mg/kg,参照欧共体的MRL值0.2mg/kg,按上述阿灭净剂量方法施用菠萝是安全的。     

施磷对麦/玉/豆套作体系土壤磷素变化的影响

小麦/玉米/大豆带状套作是四川省丘陵低山区主要旱地作物生产体系,了解该体系磷养分变化对优化磷肥管理和促进可持续生产有重要意义。本研究通过连续3年(2011—2013年)田间定位试验,设置P0、P1、P2、P3和P4共5个磷(P2O5)水平(玉米带分别为0 kg·hm-2、37.5 kg·hm-2、75 kg·hm-2、112.5 kg·hm-2、150 kg·hm-2,小麦-大豆带分别为0 kg·hm-2、45 kg·hm-2、90 kg·hm-2、135 kg·hm-2、180 kg·hm-2),探讨该体系中土壤全磷、速效磷、水溶性磷的变化规律和速效磷的年际变化。结果表明:在麦/玉/豆套作体系中施磷165 kg(P2O5)·hm-2(玉米带75 kg·hm-2,小麦-大豆带90 kg·hm-2),可以满足体系作物对磷的需求,基本达到磷的表观平衡,维持土壤速效磷含量在20 mg·kg-1左右。3年后5个磷水平下体系耕层土壤(0~20 cm)全磷变化量分别为-0.024 g·kg-1·a-1、-0.016 g·kg-1·a-1、0.016 g·kg-1·a-1、0.11 g·kg-1·a-1、0.15 g·kg-1·a-1,速效磷变化量依次为-1.2 mg·kg-1·a-1、-0.9 mg·kg-1·a-1、0.2 mg·kg-1·a-1、2.0 mg·kg-1·a-1和2.7 mg·kg-1·a-1。通过线性平台函数的模拟,该体系中玉米、小麦、大豆产量的土壤速效磷临界值分别为16.5 mg·kg-1、12.6 mg·kg-1和8.8 mg·kg-1。当土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1时,土壤全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加1.70 mg·kg-1;当土壤全磷大于0.55 g·kg-1,全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加6.49 mg·kg-1。当土壤速效磷含量在40 mg·kg-1以下时,速效磷每增加1 mg·kg-1,水溶性磷增加0.017 mg·kg-1。综上,在麦/玉/豆体系磷肥管理中应该维持土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1,同时速效磷含量在20 mg·kg-1左右,这样既可以保证作物产量和系统生产力又不会产生较大的环境威胁。     

乙草胺对土壤微生物数量和酶活性的影响

采用室内瓶培养试验,研究了乙草胺施用对土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:乙草胺施用初期对土壤细菌和放线菌数量有明显刺激作用,但施用30d时高施用量处理(30mg·kg-1)呈明显抑制作用,之后各处理放线菌恢复到对照水平,而对细菌的抑制作用一直持续到60d;乙草胺对土壤真菌数量呈"抑制-恢复-刺激"的作用趋势。乙草胺施用初期对土壤脱氢酶产生一定刺激作用,45d后高施用量处理呈明显抑制作用,一直持续到60d;土壤过氧化氢酶对乙草胺不敏感,而转化酶和脲酶对乙草胺施入初期较敏感;低施用量处理对转化酶有抑制作用,高施用量处理对转化酶有刺激作用,各处理对脲酶都有抑制作用。     

毒死蜱对棉花根际土细菌群落多样性和结构的影响

通过室内盆栽试验模拟自然环境条件,采用高效液相色谱(HPLC)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,研究了土壤使用推荐剂量(5 mg·kg~(-1))及推荐剂量的2倍、3倍和4倍(10 mg·kg~(-1)、15 mg·kg~(-1)、20 mg·kg~(-1))毒死蜱对棉花根际土壤细菌群落多样性和结构的影响,以不施用毒死蜱的土壤为对照。结果表明,5 mg·kg~(-1)、10 mg·kg~(-1)、15 mg·kg~(-1)和20 mg·kg~(-1)毒死蜱在土壤中的半衰期分别为10.04 d、11.36 d、11.55 d和12.16 d,60 d时基本完全降解。毒死蜱处理60 d后,棉花生物量显著降低;毒死蜱浓度越高,棉花生物量越低。无毒死蜱条件下不同取样时间根际细菌多样性无显著差异,毒死蜱处理组前30 d细菌多样性均显著降低,60 d时毒死蜱处理组细菌多样性恢复到正常水平。研究发现毒死蜱浓度越高对细菌多样性抑制作用越显著,恢复越缓慢。主成分分析结果发现,第10 d、30 d和60 d毒死蜱处理组与对照组细菌群落结构差异显著,其中60 d时20 mg·kg~(-1)毒死蜱处理组差异最显著,即使土壤中毒死蜱完全降解,根际细菌群落结构仍不会恢复到正常水平。60 d时,被毒死蜱抑制的细菌有硝化刺菌属(Nitrospina sp.)和Cellulophaga sp.等,被激活的有芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和链霉菌属(Streptomyces sp.)等。可见,毒死蜱的引入,重新构建了土壤细菌群落结构,显著影响棉花生长,对棉花根际土壤微生态环境冲击较大,应对其生态安全性予以重视。     

华北山前平原农田土壤肥力演变与养分管理对策

通过对2000 年、2008 年栾城县农田土壤养分与1979 年土壤普查资料的比较, 分析了养分肥力指标的变化程度, 研究了30 年间该县农田土壤养分演变趋势及其原因, 提出了养分资源管理的相应对策。研究结果表明, 2008 年土壤肥力状况较2000 年和1979 年发生了明显变化, 土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有显著提高(P<0.01), 碱解氮含量增加尤为显著。土壤碱解氮平均含量由1979 年的56.7 mg·kg^-1 增加到2000 年的80.0 mg·kg^-1 和2008 年的109.1 mg·kg^-1, 1979~2000 年间土壤碱解氮以每年1.1 mg·kg^-1 的平均速度增长, 年均增长率1.9%, 增幅41.1%; 进入21 世纪后, 增长速度明显加快, 2000~2008 年间以每年3.6 mg·kg^-1的平均速度增长, 年均增长率4.5%, 增幅为36.4%。土壤有机质由1979 年的11.6 g·kg^-1 增加到2008 年的18.8g·kg^-1, 平均每年以0.24 g·kg^-1 的速度增长, 年均增长率为2.1%, 增幅为62.1%。30 年间土壤有效磷含量由17.5mg·kg^-1 增加到24.7 mg·kg^-1, 增加幅度为41.1%。由于受到"北方石灰性土壤不缺钾"的观点影响, 20 世纪该区域农民很少施用钾肥, 1979~2000 年间土壤速效钾含量呈下降趋势, 由140.6 mg·kg^-1 下降到111.4 mg·kg^-1, 下降幅度20.8%; 进入21 世纪, 由于秸秆还田措施的实施和含钾肥料的施用, 至2008 年全县土壤速效钾平均含量又回升到149.5 mg·kg^-1。栾城县农田土壤肥力水平较高, 生产潜力大, 该区域农田养分管理应以氮素的精确管理为核心, 以实现作物持续高产稳产与环境保护相协调为目标, 氮肥管理推行实时诊断与推荐施肥技术,磷钾肥实施恒量监控储备施用技术, 推广秸秆直接还田, 实行有机无机相结合的培肥措施。     

长期施磷稻田土壤磷素累积及其潜在环境风险

应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0(不施磷)、30 kg.hm 2.a 1(低磷)、60 kg.hm 2.a 1(适磷)、90 kg.hm 2.a 1(高磷)]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引发的环境风险。在本试验区土壤环境条件下,可能发生稻田磷素淋溶及径流的土壤耕层(0~15 cm)Olsen-P临界值分别为26.0 mg.kg 1和24.8 mg.kg 1。连续13年适磷、高磷施肥,土壤耕层Olsen-P含量分别达到26.9 mg.kg 1和33.2 mg.kg 1,均高于临界值浓度,且已导致稻田田面水与30 cm渗漏水中总磷浓度显著升高,大大提高了稻田磷素淋溶及径流的风险。低磷施肥土壤Olsen-P长期稳定在(10.1±2.0)mg.kg 1水平,并且每年的稻麦产量与高磷、适磷处理相比并无显著差异,而长期低磷施肥土壤磷的流失风险也较小。因此,在太湖地区稻麦轮作体系下,磷肥不宜以常规适磷水平长期施用,建议以低磷水平(30 kg.hm 2.a 1)长期施用或以适磷水平(60 kg.hm 2.a 1)间歇式施用。     

模拟土柱条件下黑土中肥料氮素的迁移转化特征

为明确肥料氮素在土壤中的迁移转化动态特征,利用模拟土柱方法,研究了3倍常规施肥量条件下不同肥料处理(尿素、硫铵)黑土的矿质氮变化。结果表明:不同氮肥处理的氮素养分迁移转化特征有明显差异。对照处理(不施肥)土柱内各层次间NH4+-N和NO3--N含量差异不明显;施用尿素或硫铵后,表层0~50mm土层的NH4+-N和NO3--N含量比不施肥对照分别升高100.8~3408.1mg·kg-1、113.4~388.0mg·kg-1和126.7~4671.1mg·kg-1、51.4~63.3mg·kg-1,且在培养前14d内变化最大。在整个培养期内,施用硫铵处理各层次NH4+-N平均含量比尿素处理高2.54~1423.7mg·kg-1,NO3--N平均含量低4.38~335.1mg·kg-1;而尿素处理各层次的硝化率是硫铵处理的0.79~9.12倍。表明肥料氮素的迁移与转化集中在0~50mm土层内,尿素处理的氮素转化速率较硫铵处理高。     

苏南经济快速发展区昆山市土壤铅形态含量及其影响因素

以地处苏南经济快速发展区的江苏省昆山市为典型区,采集水稻土及传统蔬菜地和保护栽培蔬菜地土壤样品126个,采用多元统计回归分析方法,定量研究几种因素对农田土壤各形态铅含量的影响。结果表明:土壤有效态铅平均含量为3.75 mg·kg-1,土壤全铅平均含量为27.42 mg·kg-1,土壤铅的活化率平均为15.64%。土壤各形态铅含量相对大小为残渣态(15.35 mg·kg-1)>有机质结合态(6.68 mg·kg-1)>铁锰氧化物结合态(4.27 mg·kg-1)>碳酸盐结合态(0.76 mg·kg-1)>可交换态(0.36 mg·kg-1),残渣态含量明显高于其他形态,占49.79%。pH是影响可交换态铅含量和铁锰氧化物结合态铅含量的最主要因素,均达极显著负相关水平。全铅含量是影响碳酸盐结合态铅含量和残渣态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。有机质含量是影响有机质结合态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。pH也是影响有机质结合态铅含量的重要因素。     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

稻鸭生态种养系统直播水稻根表和根际土壤营养特性研究

采用田间小区试验对比分析了直播方式下稻鸭生态种养系统和水稻单一种植系统水稻根表和根际土壤的氮、磷、钾和有机碳含量及pH的变化。结果表明:与水稻单一种植系统相比,稻鸭生态种养系统水稻根表和根际pH分别升高4.41%、0.85%,全氮含量分别降低0.11g·kg-1、0.11g·kg-1,全磷和全钾含量变化不明显。水稻根表速效氮和速效钾含量分别增加30.80mg·kg-1、17.93mg·kg-1,速效磷含量降低8.66mg·kg-1;水稻根际速效氮和速效钾含量分别减少15.13mg·kg-1、7.61mg·kg-1,速效磷增加9.66mg·kg-1。稻鸭生态种养系统水稻根表活性有机碳和高活性有机碳分别增加2.17g·kg-1、0.56g·kg-1,全有机碳含量减少0.99g·kg-1;根际土壤全有机碳、活性有机碳和中活性有机碳含量分别减少2.39g·kg-1、2.64g·kg-1、0.72g·kg-1。稻鸭生态种养改变了速效磷、速效钾和活性有机碳在水稻根域土壤的相对富集部位,即速效钾和活性有机碳富集部位主要在根表土壤,速效磷则主要在根际土壤。表明稻鸭生态种养明显改善了水稻根表和根际土壤营养状况,这可能对水稻根系吸收和利用土壤养分具有积极意义。     

氟 对玉米产量品质及土壤性质的影响

适量氟对动物和人类健康有益, 而过量氟对动物和人类健康有害。为研究氟对玉米产量品质及土壤性质的影响, 采用盆栽试验研究了添加0、100 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 氟(NaF)对玉米产量、粗蛋白和淀粉含量及土壤pH、水溶性钙和微生物数量的影响。结果表明: 随氟处理浓度的增加玉米产量显著降低, 减产9.9%~85.4%; 玉米籽粒蛋白质含量显著增加, 从91.8 g·kg^-1 增加到108.8 g·kg^-1。加入氟100 mg·kg^-1 和200 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为下降趋势,而当加入氟500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为上升趋势。玉米不同部位氟含量基本上随氟浓度的增加而增加, 玉米根部和籽粒含氟量与氟添加量的相关性达极显著水平, 相关系数分别为r_根=0.998^**和r_粒=0.915^**; 叶含氟量与氟添加量的相关性达显著水平, r_叶=0.852^*; 玉米不同部位氟含量的大小顺序为根>叶>叶鞘>茎>籽粒。氟浓度在200 mg·kg^-1 时, 籽粒含氟量已超过无公害农产品标准1.0 mg·kg^-1。石灰性土壤添加氟后, 可使土壤pH 增加,从8.05 增加到8.70; 水溶性钙含量显著下降, 由2.71 g·kg^-1 下降到1.02 g·kg^-1。随氟浓度的增加土壤放线菌数量显著降低, 与对照相比, 降低0.92%~65.22%; 低浓度的氟可以促进土壤细菌、真菌的生长, 而高浓度的氟可以抑制细菌、真菌的生长。