菹草石油醚组分中抑藻活性物质的分离纯化和抑藻活性

菹草石油醚组分能显著抑制赤潮微藻米氏凯伦藻的生长,为了获悉该组分抑制米氏凯伦藻的物质基础,采用硅胶柱层析和制备薄层层析等方法,对菹草石油醚组分中的抑藻活性物质进行分离纯化。进一步应用质谱、核磁共振碳谱和氢谱等技术,鉴定抑藻活性物质。实验从菹草石油醚组分中分离纯化到4种抑藻活性物质。当浓度为16μg/m L时,它们对米氏凯伦藻表现出一定的抑藻活性。结构鉴定表明,此4种抑藻活性物质分别为二十五烷醇、邻苯二甲酸二(2-甲基己基)酯、棕榈酸和邻苯二甲酸二(5,5-甲基己基)酯。此4种化合物为首次从菹草中分离得到。抑藻活性分析表明,当浓度为50μg/m L时,4个样品均能显著抑制赤潮异弯藻的生长。其中,二十五烷醇和邻苯二甲酸二(5,5-甲基己基)酯还能较明显地抑制东海原甲藻和球形棕囊藻的生长。     

基于梯度扩散薄膜技术的太湖金属和营养盐区域污染特征分析

本研究利用梯度扩散薄膜技术（Diffusive gradients in thin-films,DGT）对太湖7个湖区的水体和沉积物中金属与营养盐有效态含量进行原位监测,并分析污染物的区域特征。结果表明,DGT所测有效态浓度低于传统化学方法所提取浓度,且能实现低浓度、多元素同时监测。具体来看,太湖水体中金属的DGT有效态含量较低,区域差别较小。沉积物中9种典型金属的DGT有效态含量排序为Fe>Mn>Zn>Ni>As>W>Co>Mo>Cu,其中,Fe、As、Zn、Ni和W在竺山湾、梅梁湾和贡湖污染相对较重,在湖心区、胥湖和东太湖污染相对较轻,其余金属分布较平均且含量较低。与金属不同的是,太湖水体中DGT所测的有效磷（P）含量整体较高,最高值出现在贡湖,达83.2μg·L-1。沉积物中DGT有效态P的区域分布更明显,以竺山湾、梅梁湾和沿岸区污染相对较重,最高值出现在竺山湾,达500μg·L-1。对比沉积物和水体中DGT有效态P含量发现,竺山湾、梅梁湾和沿岸区沉积物可能是P的主要储存场所,具有潜在释放风险。     

麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭（BC400、BC500、BC600）为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温（37±1）℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明：麦秸热解生物炭可显著（P<0.05）提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600>BC500>BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 mL·g-1 VS和163.7~185.5 mL·g-1 VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率（T90）,缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。     

基于荧光分析的不同有机碳水平水稻土添加外源有机物培养对DOC的影响

以江西省红壤研究所内的水稻土有机肥长期定位试验(始于1981年)为研究对象,基于三维荧光技术,在室内培养条件下,研究外源有机物(葡萄糖和秸秆,分别代表易分解和难降解碳)对不同碳水平水稻土可溶性有机碳含量与结构的影响。结果表明:添加葡萄糖对高碳和低碳水稻土可溶性有机碳(DOC)含量均无显著影响(p0.05),但可以促进DOC结构中类溶性微生物代谢产物的增加与类胡敏酸类富里酸的减少。添加秸秆则对高碳和低碳水稻土DOC有不同的影响:低碳土壤中,在培养末期(60d),添加秸秆处理的DOC含量显著提高(p0.05),而高碳土壤处理则无显著变化。在DOC结构方面,秸秆可以促进低碳土壤中类蛋白物质转化为更稳定的类胡敏酸和类富里酸物质;对于高碳土壤,则可以促进类溶性微生物代谢产物的积累,促进类胡敏酸与类富里酸的分解利用。低碳土壤DOC含量相对稳定,结构受外源有机碳影响较大;高碳土壤DOC结构相对稳定,但含量变化较大。     

不同条件下小麦根系吸收菲的动力学参数变化

为揭示植物根系吸收多环芳烃(PAHs)的生物化学机制,建立疏水性有机污染物的植物根系吸收数学模型,并为科学预测农作物的污染风险提供依据,采用水培方法研究了不同温度、pH、培养时间以及地上部分去除与否条件下小麦根系吸收菲的动力学参数的变化规律。结果表明,在15~30℃范围内,小麦根系菲吸收的Km(米氏常数)、Vmax(最大吸收速率)随着温度的升高而增大,Km、Vmax与温度的关系满足指数函数关系;当温度达到35℃时,Km和Vmax的值均出现了下降;在pH为3.00~8.00时,小麦根系对菲的亲和力随着pH的升高而降低,pH为5.50时Vmax达到最大值;幼苗期小麦根系对菲的亲和力随着苗龄的增加而增大,Vmax随着苗龄的增加而减小;活体根和离体根的菲吸收动力学差异不明显。研究显示,温度、pH、苗龄均能显著影响小麦根系菲吸收的动力学参数。     

麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭(BC400、BC500、BC600)为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温(37±1)℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明:麦秸热解生物炭可显著(P0.05)提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600BC500BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 m L·g~(-1)VS和163.7~185.5 m L·g~(-1)VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率(T90),缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。     

基于梯度扩散薄膜技术的太湖金属和营养盐区域污染特征分析

本研究利用梯度扩散薄膜技术(Diffusive gradients in thin-films,DGT)对太湖7个湖区的水体和沉积物中金属与营养盐有效态含量进行原位监测,并分析污染物的区域特征。结果表明,DGT所测有效态浓度低于传统化学方法所提取浓度,且能实现低浓度、多元素同时监测。具体来看,太湖水体中金属的DGT有效态含量较低,区域差别较小。沉积物中9种典型金属的DGT有效态含量排序为FeMnZnNiAsWCoMoCu,其中,Fe、As、Zn、Ni和W在竺山湾、梅梁湾和贡湖污染相对较重,在湖心区、胥湖和东太湖污染相对较轻,其余金属分布较平均且含量较低。与金属不同的是,太湖水体中DGT所测的有效磷(P)含量整体较高,最高值出现在贡湖,达83.2μg·L~(-1)。沉积物中DGT有效态P的区域分布更明显,以竺山湾、梅梁湾和沿岸区污染相对较重,最高值出现在竺山湾,达500μg·L~(-1)。对比沉积物和水体中DGT有效态P含量发现,竺山湾、梅梁湾和沿岸区沉积物可能是P的主要储存场所,具有潜在释放风险。     

土壤数据源和制图比例尺对旱地土壤有机碳储量估算的影响

明确不同来源土壤剖面数据建立的大、中、小系列制图比例尺对旱地有机碳储量估算的影响对于全球碳循环研究具有重要意义。以江苏北部(简称"苏北地区")3.9×106多hm2旱地为例,系统分析了我国目前常用《县级土种志》、《地级市土种志》、《省级土种志》和《中国土种志》中记录的土壤剖面数据分别建立的1∶5万、1∶25万、1∶50万、1∶100万、1∶400万和1∶1 000万数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明,与数据最详细、记录有983个土壤剖面的《县级土种志》1∶5万尺度有机碳密度和储量相比,其他土壤数据源建立的不同制图尺度数据库相对偏差分别在1.94%~23.53%与0.02%~22.86%之间,T检验表明大多数制图尺度土壤数据库的估算结果与《县级土种志》1∶5万尺度之间存在极显著差异(p0.001),这说明在今后国家或区域尺度土壤有机碳储量估算中选择适宜的土壤数据源和制图尺度是非常重要的。     

基于离子稳态的野生与栽培番茄及其杂交F1的耐盐性差异

以野生番茄-醋栗番茄D4-101(Solanum pimpinellifolium)(WT)、自交系番茄栽培种7818D(S.esculentum)(CT)及二者杂交产生的F1代品系为材料,探讨50、100及200 mmol L-1Na Cl胁迫处理对番茄生物量和离子吸收分配的影响。结果表明:盐胁迫下,植株干重的降幅由大到小依次是:CTWTF1。随着盐胁迫程度加大,三个品种(系)Na+含量均增高,而K+含量显著降低。盐胁迫处理下三个品种(系)的K+/Na+比均显著降低,而品种间降幅差异不大。盐胁迫强度的增加显著提高三个品种(系)根的K+、Na+的选择性比率(SK,Na),其增幅由大到小依次是:WTF1CT。在茎部,盐胁迫则显著降低了三个品种(系)的SK,Na,但是盐处理之间WT茎的变化甚小,而随着盐分强度的上升,CT茎SK,Na的降幅显著高于F1的。盐胁迫下三个品种(系)叶片的SK,Na均增加,但是随着盐度的增加,WT叶的SK,Na逐渐下降,而CT和F1的SK,Na逐渐上升,且F1的SK,Na上升显著高于CT的。综上所述,F1植株在维持离子稳态方面接近于野生亲本,尤其是叶片,导致F1不仅长势好,而且还具有较亲本更好的耐盐性。     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。