基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象，采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy, PXRF)原位快速获取土壤重金属（镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）、镍（Ni）及汞（Hg））含量，在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上，对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断，并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明：(1) 异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)，土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)；(2) 土壤含水量为150 g?kg-1~200 g?kg-1时，Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01)；(3) 土壤Cd和Cu的超标现象较为突出，其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg?kg-1，约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高；(4) 土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1，由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg，内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言，土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断，并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素，研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。     

高CO2浓度对不同氮素供给形态下水稻叶片光合作用的影响

为探究水稻叶片光合作用对高CO_2浓度([CO_2])的响应是否与氮素供给形态有关,利用人工气候生长箱,以粳稻(武运粳23号和淮稻5号)、籼稻(扬稻6号)和杂交稻(Y-两优6号)为试验材料,设置主处理:大气[CO_2]和高[CO_2]处理(+200μmol/mol),副处理:硝态氮和铵态氮处理,测定水稻新展开完全叶片的光合作用。试验结果表明:高[CO_2]会增加硝态氮处理下粳稻和杂交稻叶片的净光合速率(P_n)、铵态氮处理下粳稻武运粳23号叶片P_n以及各氮素供给形态下水稻叶片胞间[CO_2](C_i)和水分利用效率(WUE),其中在硝态氮处理下P_n和WUE的响应要高于铵态氮处理;高[CO_2]会降低水稻叶片的气孔导度(g_s)和蒸腾速率(T_r),其中在硝态氮处理下粳稻g_s和T_r的响应要高于籼稻,而在铵态氮处理下高[CO_2]对杂交稻g_s和T_r的影响要高于粳稻和籼稻。可见,不同的氮素供给形态会影响水稻叶片的光合作用对高[CO_2]的响应,且这种影响在水稻品种间存在很大差异。     

大气CO2浓度升高对高、低响应水稻品种根系生长的影响——FACE研究

大气CO₂浓度([CO₂])升高是未来气候变化的主要特征之一，研究表明高[CO₂]会提高水稻产量，且水稻两个亚型(籼稻和粳稻)的产量增幅存在很大的差异。然而，目前还不明确这种基因型的响应差异是否与其根系的生长响应差异有关。本试验依托自由大气[CO₂]升高研究平台(free air CO₂ enrichment, FACE)，以低产量响应品种粳稻 (Oryza sativa L. japonica ) 武运粳23和高产量响应品种籼稻 (Oryza sativa L. indica) 扬稻6号为试验材料，设置高[CO₂] (590 μmol/mol) 和对照(390 μmol/mol)处理。使用微根窗法连续动态检测两种水稻的根系生长状况，进一步计算根系周转率指标。结果表明：高[CO₂]显著促进了两个品种的水稻根系生长，其根系长度、表面积和体积相对于对照平均增加了120%、106% 和98%；两个品种间，高[CO₂]处理使武运粳23的根系周转率显著下降，降幅达66%；扬稻6号的根系周转率则上升了约18%；高[CO₂]处理下的武运粳23的根系增量主要分布在浅层(32% 升至56%)，而扬稻 6号的根系在深层的分布从12% 增加至20%。结合已有产量响应及氮素吸收结果，我们认为相较于根长等根系形态指标，水稻根系的周转率与深层根系分布比例可能是不同基因型水稻品种的产量对高[CO₂]响应存在明显差异的主要原因。     

年际环境温度变化驱动水稻产量及其构成对CO2浓度和温度升高的响应差异

大气CO₂浓度([CO₂])和温度升高是未来气候变化的主要情境，阐明水稻产量及其构成对[CO₂]和温度升高的响应，是助力农业生产应对气候变化的重要组成部分。本文基于开放式[CO₂]和温度升高(elevated temperature and CO₂-free air controlled enrichment,T-FACE)试验平台的多年水稻生产数据，探讨了未来[CO₂]和温度升高对水稻产量和产量构成的影响。结果表明：与对照(CT)相比，高[CO₂](C+T)处理提高了水稻有效穗数和结实率，使水稻增产11.1%左右(5年平均)；增温(CT+)1～2℃减少了有效穗数和穗粒数，使水稻产量下降10%～25%；高[CO₂]和增温互作(C+T+)处理使水稻产量下降约10%，即高[CO₂]并未完全抵消温度升高带来的负效应。多年试验数据比较发现，相同处理对产量的影响趋势较为一致，但年际差异明显。随着年际生...     

噬菌体对土壤碳氮元素循环转化影响的研究进展

噬菌体是土壤中广泛定殖、数量繁多、严格依赖宿主存活的一类微小生物体,它具有溶原或裂解生命周期,在侵染宿主菌的过程中,不仅可以裂解细菌,还会导致基因转移,显著调控宿主菌数量、物种组成及功能,进而影响土壤元素的生物地球化学循环过程。因而,近年来噬菌体对土壤关键营养元素循环转化的影响机制研究逐渐成为新的学术热点。本文从噬菌体对土壤碳、氮元素循环转化的下行调控和上行调控角度,综述了噬菌体对土壤碳、氮元素循环转化的规律和机制,总结了制约噬菌体调控土壤碳氮循环作用强度的环境因素,指出了当前的研究难点,并对未来研究方向进行了展望。本综述可为阐释噬菌体影响土壤碳氮循环转化机制的研究提供科学参考。