基于区间线性规划理论的水稻土重金属Cd形态限量标准研究

应用生态环境效应法,借助区间线性规划理论,以稻谷Cd与活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)Cd含量间的线性回归模拟方程为目标函数,以稻谷Cd限量卫生标准为限制条件,筛选各约束条件下的最大最优值为各活性形态Cd含量的限量标准,为成都平原土壤重金属污染控制提供参考,为深入研究基于生物有效性的土壤重金属限量标准的制定提供科学依据。结果表明,土壤Cd活性形态限量标准分别为:可交换态Cd≤0.0865 mg/kg,碳酸盐结合态Cd≤0.2641 mg/kg,铁锰氧化物结合态Cd≤0.2461 mg/kg,有机物结合态Cd≤0.0760 mg/kg。     

若尔盖高寒沼泽湿地退化过程中土壤有机氮组分的演变特征

为明确湿地退化过程中土壤有机氮组分的变化及其生物有效性,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究若尔盖自然湿地保护区内相对原生沼泽(RPM)向轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)退化过程中土壤有机氮组分的演变特征及与有效氮的耦合关系。结果表明,当沼泽发生中度、重度退化时,土壤全氮(TN)含量分别降低33.4%～77.8%、69.4%～93.7%(P0.05),碱解氮(AN)含量分别降低36.8%～80.2%、57.6%～82.2%(P0.05)。4类湿地土壤的酸解氨态氮、氨基酸态氮、未知态氮含量均按RPM、LDM、MDM、HDM的顺序降低。与RPM相比,HDM土壤酸解氨态氮与未知态氮含量分别降低66.3%～70.8%、62.2%～78.4%(P0.05),MDM和HDM土壤氨基酸态氮含量分别降低47.2%～68.6%、85.7%～86.7%(P0.05)。氨基糖态氮含量随着湿地退化先升高后降低。随着湿地退化程度的加剧,氨基糖态氮与酸解氨态氮占全氮的比例上升,而氨基酸态氮的比例下降。酸解氨态氮和未知态氮分别是影响RPM和HDM土壤碱解氮含量的主要有机氮组分,LDM与MDM土壤碱解氮含量却主要受有机氮组分中氨基酸态的控制。若尔盖湿地退化降低了土壤全氮及酸解组分氮含量,减弱了土壤氮"汇"功能,改变了有机氮组分对氮素有效性的贡献。     

测色仪与中国标准土壤色卡测定土壤颜色比较——以川中丘陵区为例

Munsell色卡是测定土壤颜色的传统工具,而测色仪是测定土壤颜色的新兴仪器。利用统计参数及相关颜色差异等级,比较2种原理、价格不同的测色仪测定川中丘陵区27个拟定土系共97个过2 mm筛风干土壤Munsell颜色与利用《中国标准土壤色卡》目测(即目测法)的差异。结果表明,川中丘陵区风干土壤色调集中于YR色调,未出现RP色调,明度较高,彩度较低。2种测色仪均较目测法测定土壤Munsell颜色色调偏黄,但明度、彩度较一致;以目测值为参照,CM600d实测值和Nix校正值的色调、明度、彩度均方根误差(RMSE)分别为1.74、0.98、0.97和2.04、0.57、0.88,与目测差异等级为"微弱"、"明显"和"强烈"数量分别为90.72%、8.25%、1.03%和84.54%、14.43%、1.03%,表明使用2种测色仪均能辅助研究者判别土壤颜色,提高土壤颜色判别精确度,Nix测定土壤Munsell颜色明度更接近目测,且更具价格优势。     

PGPR菌剂对植烟土壤微生物群落结构的影响

采用PCR-DGGE技术对烟草土壤中细菌群落结构进行分析,对其中10条优势条带进行切胶回收、克隆测序及系统发育分析。DGGE图谱结果显示,施用多功能菌剂后细菌群落结构多样性比未施用多功能菌剂高。在采用多功能菌剂的前提下,减少化肥的施用量不会对烤烟的农艺性状和理化性质造成不良影响,T_3处理(减肥10%)对土壤和烤烟的影响最明显。典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)显示,pH、全氮和有效磷是造成烤烟土壤微生物群落结构变化的主要因素。     

山羊EDNRA基因编码区克隆与组织表达规律分析

【目的】旨在探究EDNRA基因在山羊心脏、肝、脾、肺、肾、大脑、网膜脂肪组织中的表达情况。【方法】采用克隆、测序的方法得到山羊EDNRA基因CDS全长的碱基序列,用生物信息学软件进行序列分析、亲水性/疏水性分析、潜在的信号肽位点分析、亚细胞定位分析、蛋白质的二级结构和三级结构预测及系统进化树分析,最后采用实时荧光定量PCR(qPCR)测定EDNRA基因在山羊心脏、肝、脾、肺、肾、大脑、网膜脂肪组织中mRNA的表达量。【结果】成功克隆了EDNRA的CDS序列,得到山羊EDNRA基因包含一个1 284 bp的最长开放阅读框。该序列编码427个氨基酸,含信号肽序列(第1到第20位氨基酸)以及7型跨膜受体同系物结构域。基因编码产物具有疏水性,属分泌蛋白,有35个磷酸化修饰位点。二级结构主要为α-螺旋。系统进化树分析表明,山羊EDNRA基因和绵羊、牛以及野牛的亲缘关系较近。qPCR结果表明,山羊EDNRA基因在心脏中的表达量最高,在肝、脾、肾、大脑、网膜组织中的表达量较低,而在肺中表达最少。【结论】EDNRA可能在心脏行使功能过程中发挥重要作用。     

攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中苜蓿根瘤菌的多样性与促生效应

【目的】为探究攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中苜蓿共生根瘤菌的多样性和促生效应。【方法】利用苜蓿盆栽试验捕获钒钛磁铁尾矿土壤中的苜蓿共生根瘤菌,通过16S rRNA和持家基因系统发育分析来明确苜蓿根瘤菌的进化地位和多样性,并通过根瘤菌回接盆栽苜蓿试验以筛选出高效固氮根瘤菌。【结果】从钒钛磁铁矿尾矿土壤中捕获分离到9株根瘤菌,将其鉴定为中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium);并筛选出高效固氮根瘤菌S. meliloti MX1、B. japonicum MX7和R. leguminosarum MX8,其苜蓿的氮含量分别增加58.8%、205.9%和270.6%,并能促进苜蓿植株生长,显著提高苜蓿的株高、根长和生物量。【结论】攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中含有丰富多样的苜蓿共生根瘤菌,其可应用于钒钛磁铁矿尾矿土壤的苜蓿-根瘤菌联合生物修复。     

山地资源型城市转型能力与城市资源压力耦合关系研究——以雅安市为例

【目的】城市转型依赖于资源环境的供给和保障,但是转型过程中又会对城市资源环境造成正面与负面影响。通过对二者的耦合关系进行分析,可以客观地反映城市转型与资源的协调发展程度,为山地资源型城市转型与自然资源永续利用提供科学依据。【方法】以典型山地资源型城市雅安为研究对象,建立了基于供给侧理论的城市转型能力评价指标体系,采用因子分析法与资源压力指数法对雅安市2006—2016年城市转型能力与资源压力进行测度,并通过耦合度与耦合协调度模型对二者进行耦合分析。【结果】2006—2016年期间,雅安市城市转型能力总体呈稳定上升趋势,但在2015、2016年有一定下降;城市资源压力呈波动上升趋势,可分为快速增长与高位稳定两个阶段;二者耦合度与耦合协调度逐年上升,从极低耦合水平与严重不协调发展阶段过渡到中等耦合水平与中级协调阶段。【结论】雅安市未来应该以保护生态环境为基本前提进行城市转型与城市建设,追求以绿色生态为核心的高质量、创新性城市转型,从而达到资源环境与城市转型的协调统一。     

3种有机物料配肥下的宅基地复垦土壤重金属污染风险评估

【目的】为确立宅基地复垦土地的绿色安全培肥方案。【方法】以成都平原宅基地复垦土壤为研究对象,设置空白对照(CK)、常规化肥(CF)、秸秆全量还田(S1)、秸秆1.5倍还田(S2)、菌渣等碳量还田(R1)、菌渣1.5倍碳量还田(R2)、猪粪等碳量还田(M1)、猪粪1.5倍碳量还田(M2)共8个施肥处理,研究3种不同有机物料培肥处理的复垦土壤中Cu、Cd、Cr、Pb、Zn和As的重金属含量及其变化特征,并利用内梅罗综合指数法及潜在生态风险评价法对复垦土壤重金属进行风险评估。【结果】复垦土壤重金属含量的高低次序为ZnCrCuPbAsCd,随着时间推移及秸秆、菌渣和猪粪3种有机物料增加,土壤重金属含量呈上升趋势;3种物料处理内梅罗指数和潜在生态风险系数均处于轻微风险范围,其中猪粪1.5倍碳量还田(M2)处理均大于其他施肥处理,而秸秆全量还田(S1)处理均小于其他施肥处理。【结论】推荐S1处理为最佳绿色安全培肥方案,即小麦季使用55 911 kg/hm~2的秸秆与276 kg/hm~2的尿素、575 kg/hm~2的过磷酸钙、15 kg/hm~2的氯化钾混施还田,玉米季使用46 449 kg/hm~2的秸秆与350 kg/hm~2的尿素、792 kg/hm~2的过磷酸钙、108 kg/hm~2的氯化钾混施还田。     

小麦/玉米/大豆套作和施氮对玉米生长及氮吸收利用的影响

为研究小麦/玉米/大豆套作种植模式和施氮水平对玉米生长、产量及氮吸收利用规律的影响,进行了2个种植模式(玉米单作和小麦/玉米/大豆套作)和2013年3个施氮水平(0,180,360 kg/hm²)及2014年4个施氮水平(0,90,180,270 kg/hm²)的双因素随机区组实验,以期揭示施氮及套作对玉米产量的影响规律,为进一步提高小麦/玉米/大豆套作体系产量提供理论依据。研究结果表明,1)在N₀及N₉₀处理下套作玉米的产量分别比单作低20.5%、7.5%,表现为套作劣势,而在N₁₈₀、N₂₇₀、N₃₆₀处理下,套作玉米与单作玉米产量无显著差异。2)单/套作玉米地上部生物量在各生育时期均表现为随施氮量的增加先增加后略有降低,干物质积累速率均在吐丝期到收获期达到最大。相对单作,各施氮处理下小麦对套作玉米的茎秆生长均产生显著不利影响,在拔节期套作玉米茎秆生长率比单作低12.5%,这种影响随施氮量的增加而减小,在施氮量到达180 kg/hm²后影响不显著。3)在N₀、N₉₀处理下,单作玉米花期氮积累量在生殖生长期更多转运到籽粒,而在N₁₈₀、N₂₇₀、N₃₆₀处理下,套作花期前氮积累量转移到籽粒的比例更高。而两种模式下均以施氮180~270 kg/hm²下氮转运指标最优,这说明在该施氮条件下最有利于提高植株氮素转运机能。综上所述,适量施氮有利于稳定小麦/玉米/大豆套作种植模式中的玉米产量,提高氮的吸收转运效率,减轻小麦对玉米生长和氮吸收利用的影响,本研究条件下,套作玉米施氮量以180 kg/hm²为宜。     

广元植烟土壤有效态微量元素的空间变异特征及影响因素

为揭示广元植烟区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等研究方法,结合地理信息系统(GIS)技术对研究区土壤有效铁、锰、铜、锌钼及硼等6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明,研究区土壤有效铁、锰及铜含量丰富,总体处于中等以上水平;有效钼含量适中;有效锌和硼缺乏,总体处于缺乏或极度缺乏水平。半方差分析表明,6种土壤有效态微量元素块金系数均在29.72%~67.59%之间,具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效铁、锰、铜及钼含量表现出北高南低的空间分布趋势,土壤有效锌和硼含量呈现出西高东低的空间分布格局。影响因素分析表明,6种土壤有效态微量元素与土壤有机质呈正相关,与p H值呈负相关,相关性总体高于地形因子。土壤有机质对有效铁、铜、锌及硼有极显著影响,其空间变异性为5.5%~27.2%。除有效锌外,土壤p H值对其余5种土壤有效态微量元素含量空间变异均有极显著影响,其空间变异性为5.0%~30.4%。土类对土壤有效铁、锰及铜有极显著影响,其空间变异性8.4%~12.3%。熟制和种植制度对6种土壤有效态微量元素含量空间变异的影响较弱,进一步说明研究区土壤有效态微量元素含量空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响,但结构性因素的作用强于随机性因素。本研究结果为广元植烟区土壤微肥施肥管理及优质烤烟栽培提供了可靠的参考依据。