水稻田铁氧化菌的丰度及微生物群落结构组成

水稻土中铁氧化物的存在对于土壤中的重金属离子及有机污染物有较强的吸附固定能力,研究参与其形成的微生物有重要的生态意义。分别采用浓度梯度试管富集培养不同水稻根部土壤中的铁氧化菌,用最大可能数(most probable number,简称MPN)方法计算其丰度;测定土壤主要微生物群落结构,并结合各种土壤理化因素进行多元生态统计分析。结果表明,几种不同肥力的水稻土中可培养的微好氧铁氧化细菌数平均达169万个/g,其丰度与土壤pH值呈正相关,而与其他主要土壤理化性质没有显著相关性。在门的水平上,所测样品中以Proteobacteria(变形菌门)为主要类别,平均占细菌总量的46.35%。在属水平上,则以Nitrospira(硝化螺旋菌属)、Anaeromyxobacter(厌氧黏细菌)、Geobacter(地杆菌属)、Anaerolinea(厌氧绳菌属)等为主,代表性的铁氧化菌Gallionella(披毛菌属)在所有相对丰度中排名第7,达2.2%。总体而言,各种样品的理化性质相近,但是微生物群落的结构差异较大,其分布受到样品理化性质的影响较为复杂。     

春性和半冬性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系性状的关系

为探明半冬性与春性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系形态与生理性状之间的相关性,在盆栽条件下,选用半冬性、春性小麦品种各3个,研究了不同氮源(NH_4~+-N、NO_3~--N、NH_4~+-N+NO_3~--N三种类型)供应条件下小麦苗期(6叶期)根系性状的差异及其与氮素吸收能力的关系。结果表明,不同生态类型小麦苗期氮素吸收能力存在显著差异,植株总吸氮量和氮肥吸收效率表现为半冬性类型显著高于春性类型,不同氮源处理变化趋势基本一致。根系性状中,平均根长、根系总长、根系总吸收面积表现为半冬性类型高于春性类型,而根系活跃吸收面积和比表面积表现为半冬性类型低于春性类型,根系重量、氧化力则因供应的氮源不同,生态类型间存在差异。根干重、根系氮积累量与氮肥吸收效率显著相关,其他性状与氮肥吸收效率的相关性不显著。     

Mn~(2+)对四尾栅藻生长及Ca~(2+)、Mg~(2+)吸收的影响

通过实验室模拟培养的方法,采用6个不同Mn2+浓度(0、10、100、1000、10000、30000nmol/L)的培养处理,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的生物量、叶绿素a含量、培养基中Ca2+、Mg2+离子的含量分别进行了测定。结果表明,不同Mn2+浓度对各指标均有显著影响,其中对叶绿素a含量的影响达极显著(P<0.01);低Mn2+浓度(0~1000nmol/L)促进四尾栅藻细胞生长和叶绿素a的合成,而高浓度Mn2+(30000nmol/L以上)抑制四尾栅藻细胞生长,导致生物量下降;叶绿素a含量显著降低(P<0.05);四尾栅藻细胞吸收的Ca2+、Mg2+与其生物量成正比。在所设置的浓度范围内,Mn2+并未表现出与Ca2+、Mg2+之间明显的拮抗作用。     

不同改性方法对沸石吸附对硝基苯酚能力的影响

利用酸改性、热活化、有机改性及联合改性等方法对沸石进行改性,制备了不同种类的改性沸石。通过紫外分光光度法对这些改性沸石吸附对硝基苯酚的能力进行检测,并用扫描电镜及X射线衍射对改性沸石的结构进行表征,着重比较改性过程中酸改性和灼烧改性实施顺序不同对沸石吸附能力的影响。结果表明,与500℃灼烧相比,900℃灼烧对沸石吸附能力的提高更为明显,但对沸石的结构有所破坏。酸改性可以去除沸石所携带的大量杂质,使孔道的连通性更好,从而使酸改性沸石对对硝基苯酚的吸附能力比灼烧改性沸石高。未经酸洗涤的沸石中所含杂质可能会在灼烧过程中对沸石的结构产生影响,先采用酸改性再结合热活化的方式对沸石进行改性比较合适。酸改性＋热活化（500℃）后再与有机改性结合,可以使改性沸石对对硝基苯酚吸附量大大增加。不同改性沸石的吸附能力依次为：有机改性沸石〉酸热联合改性沸石〉酸改性沸石〉灼烧（500℃）改性沸石〉天然沸石。     

大气CO_2浓度升高对稻季耕层土壤溶液中Ca、Mg浓度的影响

【目的】研究稻田生态系统中土壤钙、镁元素生物地球化学循环对长期大气CO2浓度升高的响应。【方法】利用中国稻田FACE(free air carbon-dioxide enrichment)试验平台,包括Ambient(对照,自由大气CO2浓度约为370μmol·mol-1)和FACE(比对照大气CO2浓度高200μmol·mol-1)2个试验处理,在2004、2005和2007年稻季不同生育期原位采集5cm和15cm处土壤溶液并测定其中Ca、Mg浓度。【结果】在2004、2005和2007年,FACE处理5cm处土壤溶液Ca浓度分别是对照处理的125%、106%和72%,Mg浓度分别是对照处理的115%、104%和75%;FACE处理15cm处与5cm处土壤溶液Ca浓度的比值在2004、2005和2007年分别是对照处理的71%、114%和180%,Mg的比值分别是对照的74%、104%和159%;2007年FACE处理0-15cm耕层土壤溶液Ca、Mg浓度分别比对照处理低6.8%和4.6%。【结论】连续大气CO2浓度升高可改变土壤溶液中Ca、Mg元素在不同深度耕层的分布,提高15cm处与5cm处土壤溶液Ca、Mg浓度的比值,且这种影响存在一定的累积效应。稻田生态系统Ca、Mg循环对长期大气CO2浓度升高的响应值得深入研究。     

O3浓度升高对麦季土壤-植株系统中微量元素的影响

利用O3-FACE平台研究近地面臭氧浓度升高(目标值比周围大气高50％)对2009-2010年间麦季各生育期不同深度(0～5 cm,5～10 cm和10～15 cm)耕层土壤微量元素有效性和成熟期地上部分微量元素累积量的影响.结果表明,近地层大气O3浓度增加提高了麦季耕层(0～15 cm)土壤中有效性Fe、Mn含量,降低了有效性Cu、Zn含量,对Zn的减幅达27.3％(P＜0.05);大气O3浓度升高对土壤5～10 cm土层DTPA提取态Fe、Mn、Cu、Zn的影响最大;高O3浓度显著降低了5～10 cm和10～15 cm土壤DTPA-Zn含量(P＜0.05).O3浓度升高降低了小麦成熟期生物量和微量元素累积量.对不同层次土壤有效态微量元素和成熟期微量元素累积量对O3浓度升高响应进行了分析,同时指出应从土壤性质和作物生长两个方面进一步研究全球大气环境变化对土壤有效态微量元素的影响机制.     

不同改性方法对沸石吸附对硝基苯酚能力的影响

利用酸改性、热活化、有机改性及联合改性等方法对沸石进行改性,制备了不同种类的改性沸石.通过紫外分光光度法对这些改性沸石吸附对硝基苯酚的能力进行检测,并用扫描电镜及X射线衍射对改性沸石的结构进行表征,着重比较改性过程中酸改性和灼烧改性实施顺序不同对沸石吸附能力的影响.结果表明,与500℃灼烧相比,900℃灼烧对沸石吸附能力的提高更为明显,但对沸石的结构有所破坏.酸改性可以去除沸石所携带的大量杂质,使孔道的连通性更好,从而使酸改性沸石对对硝基苯酚的吸附能力比灼烧改性沸石高.未经酸洗涤的沸石中所含杂质可能会在灼烧过程中对沸石的结构产生影响,先采用酸改性再结合热活化的方式对沸石进行改性比较合适.酸改性+热活化(500℃)后再与有机改性结合,可以使改性沸石对对硝基苯酚吸附量大大增加.不同改性沸石的吸附能力依次为:有机改性沸石>热联合改性沸石>改性沸石>烧(500℃)改性沸石>然沸石.     

盐胁迫对不同小麦品种NSCCs吸钾作用的影响

根据植物对钾的吸收主要通过钾的专性通道和非选择性阳离子通道(NSCCs)2种途径的钾吸收转运机制,利用钾专性通道抑制剂,研究3个耐盐能力不同的小麦品种在盐胁迫下通过NSCCs转移钾的贡献.结果表明:3个小麦品种根系通过NSCCs的钾转移均受到Na~+的影响,耐盐性最强的小麦品种.其通过NSCCs的钾吸收作用受到的影响较小,对盐最敏感的小麦品种受影响最大,其NSCCs对K~+的吸收受到明显抑制,吸钾贡献率大幅下降.     

包膜颗粒有机肥对灰潮土DTPA-Fe含量及垂直分布的影响

为了明确包膜有机肥对土壤各土层中铁含量的影响,采用实验室模拟试验,测定各土层DTPA-Fe的含量及垂直分布特点.试验结果表明:(1)施用常规颗粒有机肥,灰潮土DTPA-Fe含量提高18.1%;(2)施用包膜颗粒有机肥,土壤中DTPA-Fe含量比未包膜有机肥高8.9%;(3)施用小颗粒包膜有机肥后,土壤中DTPA-Fe的平均含量比小颗粒未包膜有机肥高16.6%,施用大颗粒包膜有机肥,土壤中DTPA-Fe的平均含量比大颗粒未包膜有机肥高8.1%,小颗粒包膜有机肥效果明显比大颗粒包膜有机肥好;(4)施用有机肥,表层0～5 cm土壤中DTPA-Fe含量最高,而不施肥对照10～20 cm土壤中DTPA-Fe含量最高.     

旱作水稻产量和品质的研究

通过半腐解秸秆 (稻草 )覆盖旱作、地膜覆盖旱作、裸地旱作和水作比较试验 ,着重研究了覆盖条件下旱作水稻(协优 6 3)的产量与品质表现。结果表明 ,旱作水稻较水作减产 12 4 6 %～ 32 5 9% ,以半腐解秸秆覆盖旱作减产最小。水稻旱种后籽粒长和宽变小 ,半腐解秸秆覆盖旱作处理稻米垩白度变小 ,碾磨品质得到改善 ,籽粒蛋白质含量提高 ,峰值黏度、低谷黏度、崩解值、最终黏度和峰值时间低 ,回复值和糊化温度高于水作 ,米饭质地和口感下降。