不同林龄云南松林营养元素积累与分配特征研究

【目的】对云南省玉溪市磨盘山云南松天然次生林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量、积累、分配及其随林龄变化的趋势进行研究,为云南松林养分利用及森林生态服务功能价值核算提供基础数据。【方法】选取15,30和45年生云南松天然次生林为研究对象,在各林龄林地中各设置3个20m×20m的标准样地,对样地内的乔木层按照叶、枝、干、根取样,灌木分叶、枝、根取样,草本分地上部分和地下部分取样,凋落物全部取样,同种植物的相同器官取混合样品,所有样品取回后在实验室进行生物量和营养元素含量的测定与分析。【结果】云南松不同器官营养元素含量大小次序为树叶树枝树根树干;各器官营养元素含量均以N最高,其次是K和Ca,Mg、P较低。15,30和45年生云南松天然次生林营养元素积累总量分别为192.00,930.95和2 357.36kg/hm2,其中乔木层营养元素积累量所占比例依次为70.70%,66.84%和98.82%,林下植被层所占比例依次为22.97%,7.53%,0.43%,地表现存凋落物所占比例依次为7.0%,26.98%和0.80%。乔木层、林下植被层和凋落物层均以N积累量最多,P最少。云南松N与P含量比随着林龄的增长呈下降趋势,15,30和45年生云南松天然次生林每积累1t干物质需要5种营养元素的总量分别为8.38,8.52和7.68kg,其中对N的利用效率最低,P最高。【结论】不同林龄云南松对营养元素的利用效率均较高,所以从营养元素利用效率来分析,云南松林不会因过度消耗土壤中的营养元素而导致土壤肥力降低,说明云南松有耐贫瘠、适应性强、适合荒山造林等特点。     

硝化抑制剂对小白菜生长和土壤性质的影响

施用硝化抑制剂可有效控制蔬菜硝酸盐积累,施用硝化抑制剂DMPP、土地精和双氰胺可提高小白菜的经济产量、叶面积、净光合速率,降低硝酸盐含量,并对栽培土壤有明显的改良作用。硝化抑制剂对小白菜的硝酸盐积累抑制作用为DMPP双氰胺土地精,3种硝化抑制剂在经济产量方面表现为DMPPDCDTC,比对照分别提高产量19.32%、14.83%、9.46%。对叶茎鲜重比的影响结果为DCD(84.7%)DMPP(84.4%)TC(83.8%)CK(78.1%)。通过对栽培土壤的研究发现硝化抑制剂能显著改良土壤的盐渍化,降低小白菜生长过程中土壤盐离子的含量,提高铵离子在土壤中的含量,抑制土壤耕层硝酸盐的生成。     

不同枣粮间作模式物质积累及产量成因分析

在枣粮间作模式下对间作作物的物质积累及产量成因进行对比分析,以玉米品种先育335、高粱品种沈杂5号为试材,分别对其在出苗后45、60、75、90 d和105 d的净光合速率、干物质积累、产量构成因素、株高和茎粗等指标进行了测定与分析。结果表明：在枣粮间作模式下,玉米和高粱分别在ZY4和ZG8模式下粮食产量最高;高粱在各生育时期内的光合速率均高于玉米,在不同生长时期内差异较小,相对玉米可适当密植;在ZY4和ZG8的模式下玉米和高粱干物质积累平均速率高,为高产量的形成奠定物质基础;穗数和粒重受密度影响较大,穗粒数影响较小,ZY4和ZG8模式下枣树、玉米、高粱三者配置模式较好。     

改性明矾浆对土壤中镉、铅可提取性的影响研究

为探讨不同改性明矾浆能否作为修复中、低度Cd和Pb污染土壤的重金属钝化剂,采用土培实验研究了不同改性明矾浆和系列添加浓度对污染土壤中可提取态Cd和Pb含量的影响。结果表明:土壤中可提取态Cd和Pb的含量随明矾浆添加量的增大和钝化时间的延长而降低,其中同等钝化剂添加量条件下,热碱改性明矾浆钝化土壤中Cd和Pb的能力优于其他三种明矾浆,如添加浓度为5.0%,放置时间为16周的热碱改性明矾浆处理,其可提取态Cd和Pb含量分别为1.04、19.87 mg·kg-1,与对照相比(可提取态Cd和Pb含量分别为2.12、50.8 mg·kg-1),降幅分别为51%和60.9%,均达到显著水平(P0.05)。扫描电镜和比表面积测试结果证实,原明矾浆经过热碱改性后其粒径变小,比表面积增大,增加了明矾浆与污染物的接触面积,使其与重金属的吸附固定能力有所提高,可以有效降低土壤中重金属Cd和Pb的可提取态含量,从而降低其生物有效性。     

温室土壤酸化评估的不同pH测定方法比较研究

为筛选出适合于温室土壤酸化评估的pH测定方法,以温室中常见的褐土、潮土和水稻土为研究对象,设置不同的KNO3和复合肥(N-P2O5-K2O,15%-15%-15%)梯度,用五种方法:水浸提测定pH(pHw)、0.01 mol·L-1CaCl2浸提测定pH[pH(CaCl2)]、饱和泥浆测定pH(pHw")、田间浓度模拟测定pH[pH(salt)]以及石灰位(pHw-0.5pCa),测定各处理土壤的pH值,并对添加KNO3和复合肥后土壤的酸化状况进行评估。结果表明,KNO3累积在土壤中,虽然没有引入H+,却使pHw下降0.34~1.41个单位,盐分含量越高,pH下降程度越大;复合肥施入土壤中,氮肥转化过程中净释放H+,加之盐分积累的影响,导致pHw下降0.78~2.01个单位。对于其余四种pH测定方法,KNO3使pH(CaCl2)、pHw"、pH(salt)、pHw-0.5pCa分别下降了0~0.06、0.36~0.64、0.17~0.74、0.07~0.19个单位,复合肥使pH(CaCl2)、pHw"、pH(salt)、pHw-0.5pCa分别下降了0.28~1.49、0.51~1.87、0.57~1.89、0.53~1.56个单位。因此,温室中有盐分积累时,若用pHw作为酸化评判标准,计算质子引入量,不考虑盐分的影响,会高估土壤的酸化速率。五种pH测定方法中,pH(CaCl2)与pHw-0.5pCa值比较稳定,受土壤盐分含量影响较小。考虑到盐分积累对pH测定的影响、土壤酸化评估的准确程度以及测定的简易程度,认为pH(CaCl2)与pHw-0.5pCa是用于温室土壤酸化评估的最佳选择。     

设施菜地土壤中速效磷是镉生物有效性的关键调控因子

通过田间实地调查与取样分析,运用简单相关、回归方程拟合和主成分分析等方法,研究了关中设施蔬菜种植区土壤中镉(Cd)的生物有效性及其与土壤速效磷含量(AP)、有机质含量(OM)和pH值等土壤基本理化性质的相关性,并研究了各基本理化因子对其的调控作用。结果表明:(1)研究区内设施菜地土壤中镉的有效态含量(DTPA浸提,CdA)与设施菜地土壤中速效磷含量、有机质含量和pH值均存在显著相关关系(P0.05),与土壤阳离子交换量、电导率不相关。(2)通过对土壤有效镉含量和与其呈显著相关关系的土壤基本理化性质指标分别进行回归方程拟合得出:y1[CdA]=0.501 5x1[AP]+0.010 6(R2=0.345 2,P0.01)、y2[CdA]=0.370 7x2[OM]+0.028 6(R2=0.139 0,P0.01)、y3[CdA]=-0.055 2x3[pH]+0.564 1(R2=0.050 9,P0.05),土壤中有效镉含量主要受以上三个因子的影响;通过多元回归方程拟合,土壤有效态镉含量的表达式为y4[CdA]=0.174 8+0.435 2x1[AP]+0.049 0lgx2[OM]-0.013 2x3[pH](R2=0.368 6,P0.01);主成分分析发现,土壤速效磷含量是设施菜地土壤中镉的生物有效性的关键调控因子。(3)研究区蔬菜果实中镉含量与土壤镉有效态含量的相关系数为0.464,高于其与土壤镉全量(CdT)的相关系数(0.387),从食品安全和健康风险控制的角度考虑,在设施菜地土壤污染风险评价中,认为以土壤镉有效态含量替代土壤镉全量可以更准确地表征土壤镉的安全风险。因此,设施蔬菜生产过程中,应严格控制土壤速效磷含量,以降低土壤有效镉含量,从而保证设施蔬菜产品的食品安全。     

硒对水稻镉毒性的影响及其机制的研究

为探究外源四价硒[Se(Ⅳ)]对水稻镉(Cd)吸收和分布的影响,采用水培试验方法,参考稻田土壤淹水后硒的主要存在形态,研究外源Se(Ⅳ)对不同浓度Cd处理下水稻Cd吸收、转运的影响及其解毒机制。结果表明,在低浓度Cd处理(0.5μmol·L-1)下,外源Se(Ⅳ)对水稻Cd的积累和分布影响不显著,但在高浓度Cd处理(5.0μmol·L-1)下,外源Se(Ⅳ)会显著降低水稻对Cd的吸收和转运。不同浓度Cd处理均会增加水稻对Se的吸收,影响Se在水稻体内的分布,并且显著减少Se向地上部的转运。Cd、Se复合处理会导致水稻地下部非蛋白巯基(NPT)含量增加,同时改变Cd在地下部的亚细胞分布,使细胞壁组分的Cd含量上升,细胞可溶物质组分和细胞器组分的Cd含量下降,从而减少Cd向茎叶的转运,降低地上部的膜脂过氧化程度。由于试验所选用的水稻品种对Cd、Se抗性较强,不同处理下水稻地上部抗氧化酶活性与总抗氧化容量差异均不显著,且水稻生物量及表型特征也无显著差异。     

含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响

采用2年大田试验,研究低镉(Cd)磷肥不同施用量对水稻产量及地上部Cd累积的影响。结果表明,施低Cd磷肥显著增加水稻稻谷和稻秆产量,但不同施磷量间稻谷产量差异不显著。随施磷量的增加,稻谷Cd含量呈先增加后下降的趋势,但均在国家粮食卫生控制标准0.2 mg·kg-1规定内。当施磷(P2O5)量为63 kg·hm-2时,稻谷Cd含量及稻谷、茎叶和地上部Cd累积量最高,显著高于对照;但施磷量增至252 kg·hm-2时,稻谷Cd含量与对照相当,而茎叶Cd含量显著下降。水稻对磷肥中Cd的吸收率随施磷量的增加而显著下降。当施磷量低于81 kg·hm-2时,水稻地上部对磷肥中Cd的吸收率超过100%。指数回归方程表明,随磷肥进入土壤的Cd含量基本被水稻地上部完全吸收时的磷肥施用量早、晚稻分别为116.6、174.6 kg·hm-2。因此,生产上按当前适宜施磷量施用,既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷和土壤生态安全。     

不同硫浓度下叶面施硒对水稻幼苗镉的亚细胞分布及化学形态的影响

采用水培的方式,通过叶面喷施硒(Se),根部施加硫(S)与镉(Cd),研究了不同硫浓度下叶面施硒对水稻幼苗体内Cd的亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,在不同处理条件下,细胞壁组分所占比例均为Cd10Cd1(Cd10代表浓度为10 mg·L-1的Cd,下同)。随着S的增加以及叶面施Se可溶性组分中Cd的比例有所升高,表明S与Se的供应能促进Cd向液泡转移。NaCl提取态所占比例趋势为S720S48S0、Se500Se0,而乙醇和去离子水等活性较高的提取态所占比例有所下降,说明S的添加以及叶面施Se能够促使Cd向活性较低的提取态转移。然而相对于无S,在高浓度S情况下,施Se并未显著增加Cd在液泡中以及FNaCl提取态的比例,推测S与Se之间相互竞争,从而未产生协同作用。     

两种多糖对齐口裂腹鱼生长、血清抗氧化指标及组织镉积累量的影响

为研究0.40%硫酸软骨素(CS)和酸解氧化魔芋葡甘露聚糖(AOKGM)对齐口裂腹鱼生长、抗氧化及镉胁迫之后抗氧化性能和组织中(肝脏、肾脏和鳃)镉积累量的影响,实验选取450尾初始体质量为(98.00±8.54) g的齐口裂腹鱼分为3组(对照组、AOKGM组和CS组),进行为期8周的养殖实验,然后每个实验组选取120尾齐口裂腹鱼暴露在镉环境中,进行15 d的镉胁迫实验(镉浓度分别为0、0.10、0.25和1.00 mg/L),分别对2种多糖在齐口裂腹鱼生长及抗氧化性能方面进行相关研究,以及分析镉胁迫后2种多糖的抗氧化性能和组织中镉的积累量。结果显示,与对照组相比,2种多糖显著提高了齐口裂腹鱼的特定生长率、脾体指数和头肾指数;粗脂肪、灰分和粗蛋白质相对于对照组也有显著影响。CS和AOKGM均显著提高血清超氧化物歧化酶(SOD)活性、总蛋白(TP)和一氧化氮(NO)含量,降低葡萄糖(GLU)含量;CS能显著提高血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和胆固醇(TC)含量,降低丙二醛(MDA)含量。结果显示,与镉浓度0 mg/L相比,MDA含量在镉浓度为1.00 mg/L时最高,SOD活性在镉浓度为1.00 mg/L时最低,GSH-Px活性在镉浓度为0.25和1.00 mg/L时显著降低,NO含量在镉浓度为0.25和1.00 mg/L时显著升高。镉胁迫实验中,与对照组相比,2种多糖组的SOD活性显著提高,MDA含量降低;NO含量在镉浓度0.10～1.00 mg/L胁迫时显著降低;CS显著提高镉浓度0.10、0.25 mg/L胁迫下的GSH-Px活性,AOKGM组GSH-Px活性在镉浓度为0.25、1.00 mg/L时显著高于对照组。与无镉组对比,齐口裂腹鱼肝脏、肾脏和鳃镉的积累量在各镉浓度下显著增加;而CS和AOKGM均能够降低机体组织镉含量。研究表明,在饲料中添加0.40%的2种多糖均能提高齐口裂腹鱼生长、抗氧化性能,降低镉胁迫下鱼体肝脏、肾脏和鳃中镉的积累量,缓解镉对齐口裂腹鱼造成的氧化损伤,为齐口裂腹鱼饲料的开发提供新的理论依据。