施用污泥堆肥对凤仙花生长和土壤的影响

以金华市某污水处理厂污泥为研究对象,研究污泥堆肥对凤仙花生长及土壤的影响。结果表明,污泥堆肥不同处理与对照相比,污泥堆肥60%+园土20%+炉渣20%,施用效果最好。污泥土地利用提高了土壤中N、P及有机质含量,土壤理化性质有明显改善,但同时也增加了土壤中Cd元素的含量,土壤Pb、Cu、Zn含量变化甚微。     

土壤钝化剂对黑土中铜的原位固定作用

采用盆栽试验研究3种钝化剂(粉煤灰、磷灰石和膨润土)对黑土中铜(Cu)的化学形态、生物积累和有效性的影响。结果表明:3种钝化剂能显著降低Cu污染黑土中水提取态(DW)、TCLP提取态和二乙基三胺五乙酸-三乙醇胺(DTPA-TEA)提取态Cu含量,其中以膨润土的效果最为明显;Tessier连续提取测定发现,3种钝化剂显著降低非残留态Cu(水溶态和交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态)含量(p<0.01),增加残留态Cu含量,表明3种钝化剂通过改变黑土中Cu的化学形态,降低了黑土中Cu的可淋失性和生物有效性;与对照相比,添加钝化剂能显著降低水稻地上部分的Cu含量(p<0.01),如在400Cu mg/kg处理的土壤上,添加2.5%的粉煤灰、磷灰石和膨润土使米粉中的Cu含量分别降低21.8%,22.7%和31.9%。土壤中可淋失态和生物有效态Cu的分析表明,钝化剂主要是通过改变土壤中Cu的化学形态,降低土壤中Cu的生物有效性,以降低Cu在水稻中的积累;试验表明,Cu污染土壤中施用钝化剂可以修复Cu污染,降低水稻Cu污染风险。     

不同管理方式竹林地产流产沙过程模拟试验

针对不同利用目的和不同管理方式竹林地的侵蚀产沙特征,在浙江省临安市和安吉县,分别选择用材竹林地和挖笋竹林地,建立径流小区(面积3 m×1.5 m,坡度20°),设计用材竹林地不锄草清鞭施肥、笋林地除草清鞭每年1次和两年1次,共3种管理方式,采用人工模拟降雨的试验手段,设定6个降雨强度(0.53~1.90 mm/min),定时采集径流泥沙样,分析了不同管理方式下竹林地的侵蚀产沙过程特征,计算了侵蚀强度的差异。结论如下:(1)在单场降雨过程中,用材竹林地产沙量的最大与最小值之差很小,而笋用竹林地则相差很大,最大值出现在降雨初期,随降雨历时而很快减小。(2)在相同或相近的雨强情况下,笋竹林地的产流量远小于用材竹林地,但产沙量却远大于用材竹林地,并且呈现3个数量级的倍数在增加。(3)随着降雨强度的增加,笋用竹林地侵蚀模数的增加幅度很大,最大可呈2个数量级的倍数增加,而用材竹林地相对增加很少,只有1.7~3.8倍的增加幅度。(4)在笋用竹林地的两个处理中,锄草清鞭次数的增加会引起侵蚀量的增加,并随着雨强的增加,侵蚀量的增加会呈指数增加。(5)根据3种处理的8场人工模拟降雨试验,可初步设定竹林地的侵蚀性降雨强度的临界定在≥1.01 mm/min。本研究的上述结果可为竹林地管理、笋用竹林地锄草、清鞭和施肥的科学合理安排提供参考依据。     

不同管理方式竹林坡地降雨径流中氮磷流失特性模拟试验

针对不同管理方式竹林坡地水土流失过程中携带养分流失的特征,于2008年和2009年在浙江省临安市和安吉县,分别选择用材竹林坡地和挖笋竹林坡地,建立径流小区(面积3 m×1.5 m,坡度20°),设计用材林不锄草、清鞭和施肥,笋林地除草清鞭每年1次和2年1次、每年施肥1次,共3种管理方式,采用人工模拟降雨的试验手段,设定6个降雨强度(0.53～1.90 mm/min),定时采集径流泥沙样,测试径流中的总氮(TN)和总磷(TP)含量,研究不同管理方式下竹林地N和P的流失过程特征,分析流失差异的原因.结论如下:(1)在相同管理方式下,径流中TN和TP的流失量随雨强在增加,以雨强为1.01 mm/min为界,小于该雨强时增加量很微弱,大于这一雨强时增加速率很快;(2)在相同雨强作用下,笋竹林地径流中TN的流失量是用材竹林地的3～7倍,但径流中TP的流失量却略小于用材竹林地的流失量;(3)泥沙中TP的流失量,笋竹林地是用材竹林地的数百倍;(4)在N和P随径流泥沙的流失过程中,产流前期浓度起主要作用,后期径流量和产沙量起决定作用.研究结果可为竹林地管理、笋用竹林地锄草、清鞭和施肥的科学合理安排提供参考依据.     

盐胁迫下添加外源硅提高水稻抗氧化酶活性与钠钾平衡相关基因表达

  【目的】  盐胁迫是影响全球作物生长的主要非生物胁迫之一，添加外源硅可有效提高植物对盐胁迫的抗性。本研究通过水培试验，分析硅对盐胁迫下水稻生长、光合系统、钠钾含量、抗氧化酶活性和钠钾平衡关键基因表达量的影响，以探究硅缓解水稻盐胁迫的机制。  【方法】  供试材料为日本晴水稻 (Oryza sativa L. cv. Nipponbare)，设置NaCl 0 (CK)、50 (Na1) 和100 mmol/L (Na2) 3个盐胁迫浓度与Na₂SiO₃ 0 (Si0)、0.5 (Si1) 和1.5 mmol/L (Si2) 3个硅浓度，共9个处理。处理5天后，测定水稻长度与生物量、光合与蒸腾速率、氧化伤害、钠钾含量。结果表明，在100 mmol/L NaCl与1.5 mmol/L硅处理下，硅盐互作效果最显著，据此进一步测定了该处理下水稻的抗氧化酶活性与钠钾转运关键基因表达量。  【结果】  盐胁迫显著降低了水稻地上部与地下部的长度与干重，同时显著降低了光合速率、蒸腾速率和叶绿素含量，并明显促进丙二醛的累积。盐胁迫下，外源硅显著增加了水稻地上部高度与干重，但对地下部长度与干重无显著影响；盐胁迫下添加硅显著提高了叶片光合速率和叶绿素含量，显著降低了丙二醛含量，但对蒸腾速率无显著影响。盐胁迫均引起地上部与地下部钠含量显著上升与钾含量显著下降，盐胁迫下添加外源硅可显著降低地上部钠含量，但是对钾含量没有显著影响，并且硅对根系钠钾含量均无显著影响。总体而言，100 mmol/L NaCl处理在水稻中造成的生长抑制、氧化伤害与钠钾失衡等胁迫伤害比50 mmol/L NaCl处理更为严重，而添加1.5 mmol/L的硅对盐胁迫的缓解效果优于添加0.5 mmol/L的硅。在100 mmol/L NaCl处理下，添加1.5 mmol/L的硅显著提高了SOD、CAT、APX的活性，但是对POD的活性无显著影响；同时，添加1.5 mmol/L硅显著提高了盐胁迫下水稻钾吸收基因 (OsHAK1、OsHAK7、OsHAK11与OsHAK12)、钠外排基因 (OsSOS1) 与钠区隔化基因 (OsNHX1、OsNHX3与OsNHX5) 的表达。  【结论】  营养液中添加1.5 mmol/L的硅比0.5 mmol/L的硅对盐胁迫下水稻的生长、光合系统和离子平衡调控效果更好，能更有效地缓解水稻盐胁迫。硅可通过调控SOD、CAT、APX等抗氧化酶活性与钾吸收、钠外排和钠区隔化等钠钾平衡关键基因的表达，从而缓解水稻盐胁迫。     

用紫外-荧光微孔板酶检测技术测定两种土壤的酶活性

【目的】土壤酶活性是土壤质量的重要指示指标,本文对土壤酶的快速检测方法进行了探讨。【方法】采用荧光微孔板酶检测技术,测定土壤硫酸酯酶、磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和肽酶活性,采用紫外微孔板酶检测技术测定多酚氧化酶和过氧化物酶活性。【结果】结果表明,采自农田的赤红壤的硫酸酯酶、磷酸酶和肽酶活性高于紫色土和采自矿山的赤红壤的相应的酶活性;矿山赤红壤的多酚氧化酶和过氧化物酶活性在三者中最高;紫色土的β-葡萄糖苷酶活性高于赤红壤的β-葡萄糖苷酶活性。【结论】紫外-荧光微孔板酶检测技术可快速测定土壤中酶的活性。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

侵入性水生生物质的快速资源化利用研究

为了解决泛滥成灾的侵入性水生生物质所引发的环境生态问题,采用亚临界水热降解工艺对新鲜水生生物质进行快速资源化利用研究;试验以水葫芦、水浮莲和花鸟市场的绿色垃圾混合物为研究对象,在3L高温高压反应釜中考察不同的处理温度(150～280℃)和停留时间(0～60min)等水热条件对这2种水生生物质模型物水热资源转化为有机肥料的影响。结果表明:通过该工艺可以很好地将水葫芦和混合生物质转化为安全、稳定的有机肥料;处理得到的有机肥料产量随处理温度和停留时间的增加而减少;生物质材料中的纤维素和半纤维素组分随处理温度和停留时间的增加而被快速降解转化,但木质素在本研究试验所设置的温度和时间参数内不能被降解;对制成的肥料养分特性分析表明,用水葫芦和混合生物质制成的有机肥料具有较高的腐植酸质量分数(最高分别可达38.29%和41.76%)和氮磷钾总养分质量分数(最低值仍分别可达4.1%和3.0%),是一种良好的生态型有机肥料,具有很好的生态和社会效应。     

厌氧 潜流型人工湿地处理农村生活

本文选取了浙江省安吉县6个不同处理规模的厌氧 潜流型人工湿地工程为研究对象,对其进出水水质进行全年监测,探讨运行多年后人工湿地对农村生活水处理的效果。结果表明,不同区域农村生活污水由于其污水来源不同,水质有较大差异。6个供试人工湿地经多年运行后,对生活污水仍具有良好的处理效果。对CODCr的去除率可达6391%～8898%,出水CODCr平均浓度低于60 mg·L-1;对总磷（TP）的去除率为6093%～9591%;对氨氮和总氮（TN）的去除率分别为3444%～7403%和3108%～7139%。秋、冬季人工湿地对氮的去除效率有轻微下降,但TP与CODCr未受明显影响。进水面积负荷对出水污染浓度影响较大,尤其是对氨氮和总氮,面积负荷越大,出水氨氮和总氮浓度越高;水力负荷与出水污染物浓度关联不大,建议在工程设计中应充分考虑污染物面积负荷。     

超积累植物内生微生物群落组成特征及其功能研究进展

重金属超积累植物内生微生物通常能够耐受高浓度的重金属,并且群落组成因植物种类、土壤类型和污染物种类不同而显著不同。内生微生物通过分泌植物生长素、改善营养状况、缓解乙烯胁迫及增强植物抵抗非生物胁迫等过程促进宿主植物的生长。超积累植物内生微生物一方面可以通过分泌质子、低分子有机酸、铁载体、螯合物或其他代谢产物来溶解或活化土壤重金属;另一方面通过促进根系的生长和菌根共生体的形成来提高对重金属的吸收;同时,内生微生物介导的氧化还原、生物吸附和生物积累等过程也会影响植物对重金属的吸收和积累。在应用方面,超积累植物内生微生物在强化植物修复、提高作物产量及微量元素生物强化等方面表现出良好的应用前景。本文综述了超积累植物内生微生物的群落组成及演替规律、对植物的促生机制、对重金属活化和吸收的影响机制及其在农业生产中的应用等,并在此基础上提出了今后的研究重点。