再生水灌溉对玉米根际土壤特性和微生物的影响

本研究采用盆栽试验方法,以清水灌溉为对照,分析了不同水质再生水在不同灌溉模式下对玉米根际土壤特性的影响.结果表明,在土壤理化性质方面,再生水灌溉情况下,玉米土壤pH值和电导率(EC)与对照均无显著差异,但pH、EC与灌溉用水pH、EC呈正相关.在土壤营养方面,与对照相比,后期灌三级再生水情况下有效磷、全钾和全氮含量、前期灌二级再生水情况下有效磷和有机质含量均显著增高,这与玉米收获期鲜重和于重测定结果一致,说明前期灌二级再生水和后期灌三级再生水均抑制了根系对养分的吸收,导致玉米生物量下降.在土壤微生物方面,再生水灌溉不同程度地促进了土壤微生物数量的增加;与前期灌二级再生水相比,后期灌二级再生水促进了土壤微生物生长.     

内蒙古露天煤矿排土场盐碱化土壤脱硫石膏改良研究

鉴于露天煤矿排土场存在土壤盐碱化、瘠薄化等问题,以煤矿区发电厂废弃物脱硫石膏(flue gas desulphurization gypsum, FGD gypsum)为土壤改良剂,以露天煤矿排土场土壤为盐碱化土壤基质,以内蒙古半干旱区本地植物斜茎黄芪(Astragalus adsurgens)为试验对象,设置两组试验——土壤柱淋溶试验和盆栽试验,探讨不同添加量(0、1、2、3、4 kg/m²)的脱硫石膏对排土场盐碱化土壤理化性质改良及土壤肥力提升的效果。结果发现：施加脱硫石膏后,两组试验中的土壤pH值均显著降低,表明脱硫石膏可通过中和作用有效降低土壤碱性;脱硫石膏添加量小于2 kg/m²时,两组试验土壤中Na⁺、HCO₃^-含量均随脱硫石膏添加量的增加而降低,说明适量施加脱硫石膏可以提高土壤离子交换作用的活跃程度,使大量的Na⁺、HCO₃^-析出到土壤表面,从而降低土壤盐度,即脱硫石膏对盐碱化土壤的改良效果显著;脱...     

旱稻×稗草杂交后代YF2-1光合作用气体交换、叶绿素荧光和抗氧化酶系统对渗透胁迫的响应

为了明确旱稻×稗草杂交后代YF2-1对渗透胁迫的耐性是否得到了改善，以YF2-1及其母本旱稻品种H65为材料，在苗期采用PEG-6000进行渗透胁迫处理，研究它们的气体交换参数、叶绿素荧光参数及抗氧化酶活性对渗透胁迫的响应。结果表明，在渗透胁迫处理下，YF2-1更能维持较高的净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)。这可能与YF2-1具有更好的持水能力，并能有效地通过热耗散(NPQ高)消耗过剩光能，通过高活性的抗氧化酶诱导来清除活性氧，从而避免活性氧伤害相关。的确，旱稻与稗草的远源杂交提高了旱稻对渗透胁迫的抗性。     

环境材料在农业生产及其环境治理中的应用

环境材料是具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料,近年在农业生产及其环境治理中的应用受到重视。在农业生产中,环境材料主要为改善土壤微生态和促进作物生长的环境材料,以及环境友好型的化肥、农药和地膜等新型农资材料;在农业环境治理中,主要为生态破坏和农业环境污染的治理材料。本文就环境材料内涵及其在农业生产和环境治理等方面的研究和应用进行分析,包括农业抗旱节水、土壤重金属污染治理和盐碱地土壤改良等3个方面。(1)环境材料在农业抗旱节水中的应用主要是土壤保水剂和作物叶面抗蒸腾剂。土壤保水剂作用机理包括自身吸水、保水和释水原理、促进土壤改良和保持原理、提高肥料和农药等农化产品利用效率原理、调节植物生理节水效应原理,其合成技术研究比较成熟,但还需加强应用技术研究;作物叶面抗蒸腾剂取得一些进展,但仍处试验阶段,仅黄腐酸类产品应用较快;(2)环境材料在土壤重金属污染治理中的应用研究广泛,生物修复和化学固化修复技术进展较快,但对环境材料修复重金属污染土壤的潜在风险研究不足;(3)环境材料在改良盐碱地中的应用主要是加钙环境材料(石膏)和加酸环境材料(腐植酸),这些环境材料与聚丙烯酰胺(PAM)结合效果较好。此外,本文指出了环境材料在农业生产及其环境治理中应加强的研究方向:一是应加强新型环境材料的研发;二是加强环境材料的应用基础研究与应用效果评价;三是加强环境材料与生物技术和农业工程技术的结合。     

转植酸酶基因(phyA2)玉米定性、定量PCR检测

转植酸酶基因玉米检测是对转植酸酶基因玉米释放进行有效监管的重要前提和技术支撑。本研究根据转植酸酶基因玉米(Zeamays)外源植酸酶基因phyA2序列设计基因特异性引物,进行了定性、定量PCR检测。定性结果显示,该引物可有效检测植酸酶玉米中phyA2基因,而在其他不含植酸酶基因的材料中则检测不到相应基因,表明该引物具有很高的特异性。以玉米内标准基因玉米淀粉合酶异构体zSTSII-2基因(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2为对象,进行SYBRGreenⅠ染料法荧光定量PCR反应,绘制2种基因扩增循环数-拷贝数标准曲线图,根据混合样品中(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2的拷贝数计算样品中的转基因含量,并做熔解曲线分析。结果表明,zSSIIb和phyA2标准曲线相关系数分别为0.998和0.995,相关性较好,两个基因的熔解曲线均呈单峰型,表明引物特异性较强,混合玉米样品(植酸酶玉米含量分别为1%、0.5%和0.1%)中植酸酶玉米含量分别为1.1%、0.54%和0.17%,实测值与理论值接近。本研究建立了转植酸酶基因玉米定性、定量PCR检测体系,可有效地对转植酸酶基因玉米进行检测。     

氮磷肥施用对保水剂钝化土壤重金属铅镉效果的影响

[目的]探讨氮磷肥施用对保水剂钝化土壤重金属铅镉效果的影响,为揭示土壤水肥保持和重金属污染治理的协调性机制,制定SAP应用技术规程等提供参考。[方法]采用土柱淋溶试验方法,比较添加氮肥和磷肥对SAP钝化土壤铅(Pb)、镉(Cd)效果的影响。[结果]在Pb,Cd复合污染土壤中SAP用量为1.0g/kg时,控氮释磷效果较好,相比无SAP的对照处理,Pb累积淋失量减少5.1%,Cd累积淋失量增加13.6%;氮磷肥添加试验表明,添加氮肥的SAP处理Pb累积淋失量增加76.7%,Cd累积淋失量增加47.6%,添加磷肥的SAP处理Pb累积淋失量减少26.0%,Cd累积淋失量减少20.5%;添加复合氮、磷肥的SAP处理Pb累积淋失量减少2.3%,Cd累积淋失量增加8.3%。[结论]保水剂具有控氮释磷效应,且对土壤中的Pb,Cd有一定钝化作用;氮肥降低SAP钝化Pb,Cd的效果,而磷肥增强SAP钝化Pb,Cd的效果;氮、磷肥复合对SAP钝化Pb的效果影响不显著,但会降低SAP钝化Cd的效果。     

环境材料对铅、镉、砷胁迫下玉米种子萌发的影响

环境材料的应用是缓解重金属污染对植物种子萌发抑制作用的重要途径之一,采用水培试验方法,在含有重金属铅(100mg·L-1)、镉(30mg·L-1)、砷(10mg·L-1)的培养液中添加环境材料(高分子保水材料、煤基营养物质和吸附性矿物材料),探讨不同环境材料及其组合对玉米种子萌发的影响。结果表明,与对照相比,各环境材料处理对重金属抑制玉米种子萌发均有不同程度缓解作用,且对根的伸长缓解效果较芽明显。高分子保水材料及其组合对缓解铅、镉、砷毒性作用明显;高分子保水材料、煤基营养物质和吸附性矿物材料组合对重金属毒害作物的缓解效果最大:该复合材料处理可使铅对玉米种子发芽率抑制率为零,芽长较对照减小64%;可使镉对玉米种子发芽率抑制率仅5%,而芽长较对照增加65%;可使砷对玉米种子发芽率增加26%,芽长较对照增加12%。     

镉对龙葵种子萌发及子叶抗氧化酶活性的影响

龙葵(Solanum nigrumL.)是Cd超累积植物,可用于植物冶金和Cd污染土壤的植物修复。超累积植物的生理基础研究有助于提高其对Cd的富集效率。龙葵种子在含有不同浓度CdCl(20、30、50、100、150、200μmol·L-1和300μmol·L-1)的琼脂培养基上萌发7d。结果表明,龙葵在200μmol·L-1和300μmol·L-1Cd时发芽率显著降低,而低浓度Cd(30～150μmol·L-1)胁迫下无显著差异;在Cd≥30μmol·L-1时,活力指数、发芽势均显著降低,幼苗的生长受到显著抑制。幼苗生长分析表明:在30～150μmol·L-1Cd处理下根长下降约17%～35%,显著低于200～300μmol·L-1Cd处理(下降79%～90%);株高随Cd浓度的升高逐渐下降。子叶抗氧化酶活性分析表明:100～150μmol·L-1Cd胁迫下,CAT和APX活性显著上升;在Cd胁迫下,SOD活性降低但维持在较高的活性水平。表明龙葵幼苗能忍耐小于150μmol·L-1Cd,抗氧化酶活性在抵抗Cd毒害方面发挥重要作用。     

土壤中镍生态阈值的影响因素及预测模型

利用实验室获得的毒理学数据建立土壤生态阈值需通过老化-淋洗因子校正以消除外源添加的人工污染与野外实际污染的差异。该文利用基于中国土壤的17个物种的镍毒理学数据建立镍土壤生态阈值并利用老化-淋洗因子对数据进行校正。结果表明淋洗效应在pH值大于8.5的土壤中尤为显著,除个别土壤外,淋洗因子(LF)值均大于2;老化效应在碱性土壤(pH值>7.0)中更为显著,且老化因子(AF)值随着土壤pH值的升高而增大。pH值、有机碳含量(OC)、阳离子交换量(CEC)可分别控制镍生态阈值变异的86.2%、9.0%和4.1%。土壤pH值是影响土壤镍生态阈值的最重要因子,基于土壤pH值和OC的2因子预测模型能较好地预测土壤镍生态阈值,其相关性达到95.2%,利用该研究获得的两因子模型并依据土壤性质参数可预测不同类型土壤中的镍生态阈值。     

纳米碳增效剂对柑橘产量及土壤细菌种群结构的影响

为揭示新型纳米碳增效剂对柑橘产量的影响及其机理和研究对土壤微生物种群结构影响,本研究以三峡库区万州柑橘园为对象,以常规施肥为对照(ZJ1),采用正交优化实验确定柑橘产量的最佳施用量,同时基于Hiseq 2500高通量测序方法,分析不同施肥处理条件下的土壤细菌种群多样性。研究结果发现,柑橘产量的最佳施肥组合为ZJ5(A_2B_1C_2);微生物多样性受复合肥用量影响最大,纳米碳次之,腐植酸保水剂影响最小。最佳施肥组合(ZJ5)放线菌门(Actinbacteria)丰度最高,疣微菌门(Verrucomicrobia)丰度最低;通过对环境因子的分析发现,影响微生物种群多样性变化的环境因素顺序为p H有机质水解性氮。