不同玉米品种对土壤镉富集和转运的差异性

为进一步验证前期筛选出的6个镉(Cadmium, Cd)高、低积累玉米品种对土壤Cd富集和转运的差异性,通过田间试验,研究了6个不同玉米(Zea mays)品种对重金属Cd富集系数(Bio-concentration coefficient, BCF)和转运系数(Transfer coefficient, TF)的差异。结果表明:6个玉米品种在抽丝期和成熟期的根部及地上部生物量、根部、茎叶及籽粒Cd含量、富集系数、积累量和总富集量均存在显著的种间差异(P0.05)。华彩糯3号和广红糯8号的成熟期茎叶Cd含量分别为16.38 mg·kg~(-1)和13.64 mg·kg~(-1),茎叶Cd富集系数分别为7.45和6.20,Cd转运系数分别为1.88和3.02;籽粒Cd含量分别为0.65 mg·kg~(-1)和0.63 mg·kg~(-1),超过了食品安全国家标准(GB 2762—2017)和饲料卫生标准(GB 13078—2017)限值。粤彩糯2号、华玉8号和广紫糯6号茎叶富集系数分别为2.07、1.39和1.85,籽粒Cd含量分别为0.19、0.17 mg·kg~(-1)和0.15 mg·kg~(-1),高于GB 2762—2017但低于GB 13078—2017限值。仲糯1号茎叶和籽粒富集系数分别为1.85和0.032,玉米籽粒Cd含量为0.07 mg·kg~(-1),符合GB 2762—2017。华彩糯3号和广红糯8号可作为Cd高富集玉米品种,不可用作粮食或饲料;仲糯1号可作为Cd低累积玉米品种,可用作粮食或饲料。     

DNA-SIP鉴定甘蔗//大豆间作土壤15N-DNA富集位置的氮循环功能基因qPCR方法

为筛选有效鉴定甘蔗//大豆间作系统的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-SIP)中超高速离心后15N-DNA富集位置的指示功能基因,利用实时荧光定量PCR技术(qPCR),检测6个氮素循环功能基因在不同浮力密度离心液DNA中的相对丰度分布,通过对氮素循环功能基因相对丰度作图分析,nifH和amoA基因在甘蔗//大豆间作和大豆单作种植模式中15N标记组与对照组基因丰度峰发生偏移,chiA基因丰度峰仅在大豆单作种植模式下存在偏移,而nirS、nirK、nosZ等3个基因的丰度峰值在两种种植模式下均不发生偏移。结果表明nifH和amoA基因可作为指示基因,能够有效鉴定甘蔗//大豆间作系统中DNA-SIP技术15N-DNA位置。     

青海省近10年草地植被覆盖动态变化及其驱动因素分析

草地是陆地生态系统的重要组成部分,认清其植被覆盖变化规律对草地可持续发展和草地生态系统的恢复具有重要意义。基于2005—2014年增强型植被指数(MODIS EVI)数据和气象数据,结合相关分析、残差趋势分析等方法,分析了10年间青海省生长季草地植被覆盖变化规律,以及气候因素和人类活动对其变化的影响。结果表明:(1)10年间青海省生长季草地EVI的年增长速率为0.0023,整体呈波动增加趋势,其中东部黄土高原区整体呈显著增加趋势,其次是青南高原区、柴达木盆地,环湖和祁连山区整体呈退化趋势。(2)青海省生长季草地EVI与温度和降水相关性显著,与平均温度和累积降水量的偏相关总体呈正相关关系,空间差异明显,与温度的关系更为密切。(3)从驱动因素来看,主要受气温驱动的区域有环湖和祁连山区(Ⅲ级)、青南高原区(Ⅳ级);主要受降水驱动的区域有东部黄土高原区(Ⅲ级和Ⅳ级);主要受气温和降水驱动的区域有柴达木盆地(Ⅱ级,Ⅲ级和Ⅳ级)、环湖和祁连山区(Ⅰ级和Ⅳ级)、青南高原区(Ⅱ级和Ⅲ级);其他区域主要受非气候因子驱动。(4)人类活动对青海省草地植被生长总体上呈正影响,尤其对于草地植被明显变化区域的生态系统建设和破坏起着主导的作用。     

一种可分解式采集土壤整段标本的木盒装置设计

本文中介绍了一种可分解式野外采集土壤整段标本的木盒装置及野外具体操作使用流程。对比目前常用的标本采集装置,有如下优点:(1)上、下盖面板可以互用,简化了装置的制作过程,对于室内进一步制作标本而言,可以有效选择更加适合的一面作为土壤观察面,使用灵活;(2)装置的固定措施更加简易、快捷,固定得也更加牢固,整个过程不需使用钉子,也使操作人员免于受伤;(3)装土框与上、下盖面板可自由拆解,也容易拆解;(4)结构简单,制作简易、快捷,成本低廉,可重复利用。     

基于随机森林的中大尺度农田产能提升潜力评价——以广东省为例

[目的]中大空间尺度上农田产能提升潜力的客观准确评价,对于预测区域粮食安全保障能力至关重要,但现有方法过于追求大而全,评价指标多重共线性显著,相互干扰噪声强,指标体系离散性明显。[方法]以广东省2011-2015年高标准农田建设前后农田可实现产能潜力的变化值为因变量,以文献法整理的17个影响因素为自变量,采用随机森林模型测度的影响因素重要性,构建农田产能提升潜力评价指标体系,并以广东省为例研究区进行测算验证。[结果]①根据随机森林模型测度结果,不同因素对农田产能提升潜力重要性(I值)在0.21～12.71,其中水源与农田匹配系数与土壤性质的重要性大于基础设施配套状况、交通状况。②根据随机森林模型测度结果,地形坡度、水源与农田匹配系数、有机质含量、有效土层厚度、剖面构型等5个指标的重要度大于5.00,为农田产能提升潜力评价的核心指标。③经测算,广东省农田产能提升潜力在1.04×10~4～6.06×10~4 hm~2,农田产能具有较大的提升潜力。[结论]中大空间尺度上农田产能提升潜力与地形水文、土壤条件、农田基础设施状况、交通状况等有关,但不同因素的重要性存在较大差异,通过随机森林模型构建的评价指标体系降维收敛效果显著,其测算结果具有较强的科学性和合理性。     

不同插竿方式诱集稻田福寿螺产卵的效应

【目的】研究田间不同插竿方式对福寿螺Pomacea canaliculata产卵的影响。【方法】通过插竿位置、插竿间距、插竿高度及竹竿形状4个因素研究不同的插竿方式对福寿螺产卵的诱集效率。【结果】稻田插竹竿能诱集福寿螺在其上产卵,且在竹竿上收集到的福寿螺卵块数量呈现返青期拔节期抽穗期的变化趋势。在效果最明显的返青期,距离田埂1 m的竹竿对螺卵诱集效率达到50%以上,显著高于其他位置竹竿及对照水稻茎秆上的卵块数(P0.05);距离田埂2 m的竹竿次之,距离田埂3 m的竹竿和对照最少。间距100 cm的竹竿诱集螺卵效率为41%,间距30 cm的为33%,显著高于间距70 cm及未插竹竿区域内水稻茎秆上的卵块数(P0.05)。顶端距离水面高度30 cm的竹竿与距离水面高度50 cm的竹竿诱集产卵效率分别为43%和40%,显著高于高度10 cm及未插竹竿区域内水稻茎秆上的卵块数(P0.05)。圆形竹条与扁竹竿在此时期收集得到的卵块数无显著差异。水稻移栽后,在靠近田埂1 m处和顶端距离水面30~50 cm的高度扦插1圈间距为100 cm的竹竿,在福寿螺为害盛期,螺卵发生密集的小范围区域内减小间距为30 cm沿田埂内周扦插1圈竹竿,均能达到较好的螺卵防除效果。【结论】实际生产中在田间合理地扦插竹竿可有效减少福寿螺卵块,降低福寿螺繁殖率,减少螺害。本研究可为物理控螺提供一条新的有效途径。     

模拟氮沉降对季风常绿阔叶林凋落物碳氮组分的影响

【目的】探究季风常绿阔叶林凋落物对氮沉降增加的响应规律。【方法】设置4个氮添加水平:对照、低氮、中氮和高氮,其年添加氮量分别为0、35、70和105 kg·hm~(–2),分干、湿季收集凋落物样品,并进行碳、氮组分含量分析。【结果】随氮添加量的上升,凋落物总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量显著增加,且WSOC/TOC质量比具有上升趋势。氮添加未显著改变酸不溶组分碳(AIFC)含量以及AIFC/TOC质量比,但与对照比较均具有下降趋势。不同的氮添加处理均未显著改变凋落物总氮(TN)、水溶性氮(WSN)和酸不溶组分氮(AIFN)含量,以及WSN和AIFN占TN的比例。短期氮添加对凋落物C/N质量比和AIFC/AIFN质量比无显著影响,但显著增加干季的WSOC/WSN质量比。【结论】氮沉降促进了季风常绿阔叶林凋落物中可溶性有机碳的积累,这可能有利于可溶性有机物转入土壤中,从而影响生态系统中的养分循环。     

交联氨基淀粉吸附水中镉离子的影响因素研究

以双醛淀粉和乙二胺为原料制备了一种新型重金属吸附剂——交联氨基淀粉(CASt),采用单因素吸附实验系统考察了pH值、离子强度、吸附剂用量、反应时间和吸附初始浓度等因素对交联氨基淀粉吸附性能的影响。结果表明:在pH为6、温度为25℃、吸附剂投入量为0.6 g、反应时间为90 min、吸附初始浓度为100 mg/L时,交联氨基淀粉对模拟废水中Cd~(2+)的去除率达到92.46%。吸附过程可以用准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型进行模拟。由交联氨基淀粉吸附Cd~(2+)后的红外光谱(FTIR)图谱可以看出,交联氨基淀粉与Cd2+是通过配位作用结合的,氨基淀粉对Cd~(2+)的吸附属于化学吸附。     

同步营养肥在春玉米上的施用效果与环境效应

通过在吉林省中部黑土和黑钙土区设置大田试验,研究同步营养肥(SNF)在春玉米上的施用效果与环境效应。结果表明:黑土区SNF处理玉米产量为9 551 kg/hm2,略低于常规分次施肥(CSF)处理,高于一次性施肥(SBF)处理,但与二者差异均不显著。黑钙土区SNF处理玉米产量为8 937 kg/hm2,显著高于SBF处理。产量性状显示,SNF处理玉米百粒重在2种土壤条件下均显著高于SBF处理。黑土区不同施肥处理玉米植株干物质量和氮素累积量在苗期至灌浆期差异均不显著,成熟期以CSF处理显著高于SBF处理,而与SNF处理差异不显著;黑钙土区SNF处理植株干物质量自吐丝期开始显著高于SBF处理,植株氮素累积量在整个生育期内均为最高,且显著高于CSF和SBF处理。黑土区SNF处理的氮肥回收利用率和农学利用率分别为27. 1%和7. 8 kg/kg,高于SBF处理,但差异不显著;黑钙土区分别为38. 9%和12. 2 kg/kg,显著高于CSF和SBF处理。氮素损失方面,黑土和黑钙土区SNF处理的N2O排放量、氮素淋失量分别为1. 21,26. 8 kg/hm2和1. 17,25. 6 kg/hm2,均显著少于SBF处理。这说明,同步营养肥在春玉米上具有良好的增产效果和环境效应,有利于实现轻简化条件下春玉米生产的高产高效和环境友好。     

施用猪粪后果园土壤中养分含量的动态变化

【目的】研究猪粪施入土壤后,土壤中各养分含量的动态变化,为荔枝生产合理施用粪肥提供参考。【方法】在荔枝果园土壤中添加不同用量猪粪(w为0、1%、2%和4%)进行培养试验,探讨土壤中的大、中和微量元素养分含量在360 d的动态变化。【结果】即使土壤中有效N、P、K、Ca和Mg含量缺乏,Mn、Cu和Zn含量中等,以1%用量施用猪粪后,除交换性Ca和Mg含量达中等水平外,其他养分可立刻达到丰富水平。猪粪用量越高,土壤碱解N维持在丰富水平的时间越短且降幅越大,但有效P、速效K、交换性Ca、Mg以及有效Fe、Mn、Cu、Zn含量显著提高(P0.05),而且除速效K和有效Fe外的其他养分含量波动越大,供应稳定性越差。【结论】猪粪是良好的作物养分来源,但荔枝生产上用量不宜超过1%,即15 t·hm–2,配合施用的各种化肥(如N肥和K肥)也应相应减少或甚至不施P肥和Fe、Mn、Cu、Zn等微肥。