基于饲草配方优化的肉牛养殖系统镉平衡分析

采用线性规划求解方法,通过评价饲草干物质含量、粗蛋白含量、综合净能、肉牛能量单位及肉牛营养需求等指标,对春、夏、秋、冬饲草进行配方优化。结果表明,春季饲草优化配方为燕麦(Avena sativa)、稻草、黑麦草(Lolium perenne)和玉米(Zea mays),其干物质比重分别为47.26%、36.55%、13.45%和2.74%;夏季为桂牧一号(Pennisetum purpureum cv.Guimu No.1)、玉米和稻草,其干物质比重分别为91.25%、8.49%和0.26%;秋季为桂牧一号、玉米和红薯,其干物质比重分别为89.30%、9.01%和1.70%;冬季为燕麦、稻草、红薯(Dioscorea esculenta)、黑麦草和玉米,其干物质比重分别为50.26%、25.59%、17.49%、5.61%和1.04%。同步监测肉牛养殖系统饲草、饮用水、牛粪尿以及牛肉中的镉(Cd)含量,计算肉牛养殖系统Cd输入输出动态可知,单头肉牛Cd年输入量为753.70mg,年输出量为747.02mg,系统Cd的输入与输出基本持平。Cd输入中,饮用水及饲料添加剂对Cd年度总输入的贡献率仅分别为0.05%和4.56%,而饲草的贡献率高达95.39%;Cd输出中,牛肉和牛尿对Cd年度总输出的贡献率仅分别为0.46%和0.06%,而牛粪的贡献率高达99.48%。可见,控制饲草Cd含量和调控牛粪Cd输出分别是减少Cd进入养殖系统和增加养殖系统Cd输出的最主要途径,而因牛的粪尿流出肉牛种养系统,每头每年带出的Cd为226.55mg,占Cd年输出量的30.33%。利用清洁地域建立"饲草-肉牛-牛粪-饲草"种养系统,可实现饲草自给、废弃物安全消纳的同时,确保饲草和肉牛质量安全,实现该系统在低Cd环境下循环运行。     

湖南两种母质发育土壤的稻米镉积累差异

采用盆栽试验方法,以外源添加镉模拟土壤镉污染,研究了湖南两种母质发育土壤的稻米镉(Cd)积累差异。结果表明,在0.3~3.0 mg kg~(-1)的土壤Cd范围内,Cd对水稻产量无显著影响。水稻茎叶和糙米Cd含量随着土壤Cd浓度的升高而增加,麻砂泥添加Cd至0.9 mg kg~(-1)时,糙米Cd含量为0.20 mg kg~(-1),达到超标临界值,红黄泥添加Cd至3.0 mg kg~(-1)时,糙米Cd含量(0.19 mg kg~(-1))接近超标临界值。2种母质发育土壤上水稻茎叶对Cd的转运效率与土壤Cd浓度呈负相关,当添加土壤Cd至3.0 mg kg~(-1)时,麻砂泥和红黄泥上水稻茎叶对Cd的转运效率分别降低25.0%(P0.05)和27.2%(P0.05)。土壤Cd浓度影响水稻糙米对Cd的富集能力,随着土壤Cd浓度的升高,水稻糙米对Cd的富集能力下降。回归分析表明,麻砂泥和红黄泥上引起稻米Cd超标的土壤Cd含量临界值分别为1.37 mg kg~(-1)和3.56 mg kg~(-1),说明麻砂泥上的稻米Cd超标风险高于红黄泥,而这种差异主要归咎于2种母质发育土壤的p H、CEC、粒径分布及矿物组成差异。     

镉污染土壤钝化修复机制及研究进展

农田重金属钝化技术通过向污染土壤中添加一些活性物质,以降低重金属在土壤中的活性及生物有效性。该法不改变土壤固有的理化性状,是目前中轻度污染土壤修复较好的选择。综述了农田镉(Cd)污染常见的钝化剂种类、钝化效果及作用机制。Cd污染钝化修复剂的作用机制尚不完全清楚,其可能的机制为提供碱性环境,促进游离的Cd离子与土壤中阴离子形成一系列沉淀络合反应。钝化修复技术的优越性和局限性需要去合理控制,从而更好的治理改善Cd污染农田,为粮食安全提供保证。     

微波消解- 电感耦合等离子体质谱法测定有机肥中 镉、砷、汞、铅、铬含量

采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定,比较湿法消解30 min,湿法消解至近干和微波消解等不同前处理方法对有机肥料中镉、砷、汞、铅、铬元素的提取效果,建立了一种基于ICP-MS测定有机肥料多种重金属元素含量的方法。结果表明：湿法消解至近干和微波消解法对有机肥多元素成分分析标准物质（RMH-F001）中5项重金属含量的测试结果均满足标准要求,方法定量值、标准值偏差分别低于6.3%、5.7%;硝酸/过氧化氢体系-微波消解处理下,样品结果稳定性最佳,相对标准偏差为0.8%～6.8%,相对偏差为1.1%～9.0%,相对相差为2.2%～18.0%,加标回收率为99.4%～102.9%。硝酸/过氧化氢体系-微波消解-ICP-MS法可作为有机肥中5项重金属统一化测定的常规方法。     

水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响

为了深入探究镉污染稻田土壤施用生石灰降低稻米镉含量的过程机理,采用盆栽试验,分别在水稻插秧前、分蘖期、孕穗期、灌浆期进行生石灰施加处理,水稻成熟后采集植株样品和土壤样品进行相关指标测定。试验结果显示,在水稻不同生育期施加生石灰均可显著提高土壤pH值,降低土壤有效态镉及根系镉含量,同时显著降低糙米镉含量(P0.05)。分蘖期施加生石灰对糙米镉含量的降低程度最大,其含量比空白对照下降55.2%,显著低于其他处理。在分蘖期施加生石灰后发现,水稻茎秆中的钙含量最高,显著高于其他处理(P0.05),而其茎秆中的镉含量反而最低,显著低于其他处理(P0.05)。多变量主成分分析显示,茎秆钙含量与镉含量显著负相关(P0.05)。综上认为,在水稻分蘖期施用生石灰不仅可以降低土壤有效态镉含量,减少根系对镉的吸收积累,还可以提高水稻茎秆中的钙含量,进而抑制镉由根系向茎秆的转移,表明这两个过程的叠加效应可能是水稻分蘖期施用生石灰降低糙米镉含量的关键因素。     

虾脊兰原球茎诱导及植株高效再生体系研究

以野生虾脊兰(Calanthe discolor)未成熟蒴果为材料,MS为基本培养基,探讨不同光照度、热激和不同培养基配方对虾脊兰种子萌发、原球茎发生及植株再生的影响。结果表明,未完全成熟的种子在1/2MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+7 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+20 g/L马铃薯+1.0 g/L活性炭培养基中萌芽率最佳;在1 500 lx光照度条件下培养时种子萌发速率较快。通过黑暗条件下35℃热激5 d有利于已萌动种子脱分化形成原球茎。使用MS+3.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+7 g/L琼脂+30 g/L蔗糖培养基诱导原球茎形成胚性愈伤组织效果最好。MS+0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+7 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+20 g/L马铃薯培养基分化形成植株分化率最高,1/2MS+0.2 mg/L IBA+7 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+0.1 g/L活性炭培养基则为最佳生根培养基,生根率100%,植株根系发达,长势健壮。该研究建立了虾脊兰无菌快繁体系,为保护野生虾脊兰资源和种苗人工繁育提供了有效技术途径,也为其遗传转化研究奠定基础。     

烟稻轮作区有机肥运筹对烟草生长发育和土壤养分的影响

为了探讨东南丘陵区烟稻轮作制度下有机肥运筹对烟草生长发育、经济性状及土壤养分的影响,为减少该区化肥施用量提供依据,在郴州市桂阳县和安仁县同时设置大田试验,采用裂区设计研究了烟稻轮作区有机肥运筹对烟草生长发育和土壤养分的影响。结果表明:T2处理(稻季施用有机肥1500 kg/hm~2替代150 kg/hm~2复合肥和75 kg/hm~2尿素,植烟季常规施肥),周年减少氮肥,可提高烟叶净光合速率和叶片SPAD值,增加株高、茎围、叶长和叶宽,提高中上部烟叶比例和烤烟产值;在土壤有机质含量低的桂阳,周年减施氮肥23.6%,烤烟产值增加6.15%,而在土壤有机质含量高的安仁,周年减施氮肥27.7%,产量增加2.23%,产值增加3.43%,且烟叶品质好;T2处理与水稻季、植烟季均采取常规施肥的对照相比,土壤的碱解氮和速效钾含量降低,烟叶收获后,土壤pH值和有机质含量均有所增加。