巢湖表层沉积物重金属的分布特征及生物有效性

为分析沉积物中重金属的分布特征、相互关系及其可能来源,以安徽巢湖表层沉积物为研究对象,利用原子吸收分光光度法(AAS)测定5种重金属(铅、铜、镍、锌、镉)总量和同步浸提重金属(SEM)含量,同时测定酸可挥发性硫化物、总氮、总磷、总有机碳等多种指标,利用低影响程度(ER-L)和中影响程度(ER-M)基准值,[∑SEM]/[AVS]模型和[∑SEM]-[AVS]模型,判断预测表层沉积物中重金属的生物有效性。结果显示:重金属总量在全湖的空间分布不均匀,具有入湖口大于湖心的特征,共8个指标超过ER-L基准值,西湖区各金属总量大于东湖区,两者之间具有显著性差异(P<0.05),全湖[∑SEM]/[AVS]的值在1.097～2.076之间,但[∑SEM]-[AVS]的变化范围为0.127～0.996μmol/g;表明重金属Cu、Cd污染较严重,人为输入影响大,AVS对重金属的束缚作用有重要影响,大部分表层沉积物中的重金属生物有效性低。     

交替根区灌溉的研究进展

综述了交替根区灌溉的产生背景、理论基础、节水效应。交替根区灌溉能够产生根源信号,从而调节气孔开度,降低蒸腾速率,而对光合速率的影响较小;它能够促进根系的补偿性生长,增强根系对水分、养分的吸收与传导能力;通过减少灌溉面积,减少了土壤蒸发,降低了水分的深层渗漏损失。同时,综述了交替根区灌溉在多种大田作物、蔬菜以及果树作物上的研究与应用效果,还对今后的研究工作进行了展望。     

施用生物炭抑制塌陷区复垦土壤硝化作用

生物炭具有培肥土壤和影响土壤氮素转化的效应,但对于不同肥力尤其是极低肥力的采煤塌陷复垦区土壤氮素转化方面缺乏研究。该文采用室内恒温控湿好气培养的方法,研究生物炭在不同氮肥水平下对肥力差异较大的两种土壤(肥力高的菜地土壤、肥力极低的塌陷区复垦土壤)硝化作用的影响。试验设2种氮肥水平、3种生物炭施用量。结果发现,相对于菜地土壤,塌陷区复垦土壤硝化作用缓慢,土壤最大硝化速率仅为菜地土壤的17.32%,且最大硝化速率出现的时间延迟4.2 d。高氮条件下,土壤硝化作用进行得较慢,施入生物炭后对硝化作用的抑制增强,并使土壤硝化加速阶段延长6 d(塌陷区复垦土壤)至11 d(菜地土壤)。塌陷区土壤尤其在高氮条件下最大硝化速率出现的时间明显随生物炭添加量增加而逐渐延迟,而土壤最大硝化速率不受生物炭及氮肥水平的影响。但菜地土壤土壤最大硝化速率值、最大硝化速率出现的时间值显著受氮肥水平及生物炭施用量影响。因此,生物炭对硝化作用的抑制主要表现在硝化作用的加速阶段,抑制强度受氮肥水平和土壤类型交互作用影响。     

分根交替灌溉下氮形态对番茄苗期光合日进程的影响

本试验以番茄为材料,研究分根区交替灌溉下氮形态对番茄苗期叶片光合日变化规律的影响。试验设置灌溉方式(正常灌溉、交替根区灌溉)以及氮素形态(铵态氮、硝态氮),且交替根区灌溉设置两种灌溉下限(60%或40%田间持水量,θf)。水分处理30d后测定番茄苗叶片光合日进程与叶绿素含量、生物量等的变化。结果表明:(1)与硝态氮处理相比,铵态氮处理有利于苗期番茄生长发育;(2)与正常灌溉相比,交替灌溉处理下植株叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量及生物量随灌溉下限不同而有差异,只要交替灌溉水分下限控制适当(60%θf),在节约水分的同时对番茄光合作用与生长的影响不大,但过分的水分胁迫对番茄的生长发育产生不利的影响并最终导致生物量降低。     

局部根区水氮耦合对玉米幼苗养分吸收利用的影响

研究局部根区水分胁迫下不同氮形态与供应部位对玉米幼苗养分吸收利用的影响。氮设三种形态(50%NO3--N+50%NH4+-N;NO3--N;NH4+-N)。采用分根培养的方法,用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫。PEG和氮只加入到分根装置的一侧根室,形成局部根区水分胁迫下水氮同区、水氮异区六个处理。收获时测玉米幼苗植株生物量和各养分浓度。结果表明,水氮同区比水氮异区更利于玉米幼苗生长,氮、磷、钾、钙、镁、铁总含量和增量都高于相应氮形态的水氮异区处理。不同氮形态相比,混合氮有利于促进玉米幼苗生长和增强氮的吸收能力;相对于铵态氮,硝态氮促进了钾、钙、镁、铁总量和增量的增加;养分利用效率基本上与其地上部分该养分浓度的高低呈负相关。     

局部根区灌溉水氮耦合对设施黄瓜生长及土壤中硝态氮分布的影响

通过对设施黄瓜进行灌水量、灌溉方式、水氮根区位置的不同耦合,研究了局部根区灌溉下不同水氮耦合措施对设施黄瓜生长、土壤中硝态氮分布及累积的影响.结果表明,灌水量、灌溉方式、水氮根区供应位置对黄瓜地上部生物量及产量存在着不同的交互作用.亏缺灌溉量处理的地上部生物量及产量均低于相应灌溉方式下的正常水量处理.相同灌溉量处理条件下,交替根区灌溉的黄瓜生物量与产量显著高于两侧均水均氮处理,以正常交替水氮异区处理黄瓜地上部生物量及果实产量最大,分别达到1 143kg/hm2(干重)和1.75×105 kg/hm2(鲜重);而固定根区灌溉下,尤其在水氮异区条件下,生物量与产量则下降.在亏缺灌溉量下,交替根区灌溉处理的黄瓜生物量以及产量与常规充足灌溉处理没有显著差异.在正常灌溉量条件下,通过对局部根区灌溉下不同水氮耦合对土壤中硝态氮分布的分析表明,施氮是造成土壤中硝态氮积累的原因,土壤水分的垂向运动是影响硝态氮向下淋洗的一个主要因子.固定水氮同区、交替水氮同区处理硝态氮向下淋洗较强,水氮异区处理硝态氮向下淋洗相对较弱.交替水氮异区处理氮素主要累积在0-110 cm土层,深层累积量显著低于其他水氮耦合处理.综合黄瓜生长、土壤硝态氮淋洗等因素考虑,交替水氮异区处理是最佳的水氮耦合处理方式.     

分根区交替灌溉和氮形态影响土壤硝态氮的迁移利用

采用模拟土柱利用15N标记于土层10~20 cm、40~50 cm的方法,并设置不同形态氮肥供应(铵态氮、硝态氮)、灌溉方式(常规灌溉CI、分根区交替灌溉APRI),研究APRI下土壤中不同层次硝态氮的去向以及不同形态氮肥的影响。结果发现,APRI节水34.31%而不显著影响产量(P0.05)。随着15N标记层次下降,番茄植株对15N吸收利用率以及番茄收获后15N在1 m土层内的残留量显著下降,损失率显著增加。CI对10~20 cm土层的15N淋洗作用强于40~50 cm土层,APRI对10~20 cm的15N淋洗作用相对CI减弱,而促进了40~50 cm土层中61.3%的15N向上层土壤迁移。APRI下15N的损失率显著降低,利用率没有大幅度下降。相对于铵态氮肥料,硝态氮供应由于促进了植株生长及对15N的吸收,造成番茄收获后1m土层内15N累积量减少,而损失率与相应铵态氮供应的处理没有显著差异。因此分根区交替灌溉能够减少土壤中硝态氮的淋洗,并能够促进下层土壤硝态氮向上迁移,减少损失,增加植物吸收利用的机会;不同形态氮肥通过影响植物生长而影响土壤中硝态氮的去向。     

固定根区水分胁迫下氮形态对玉米幼苗水分利用的调节与作用机制

通过研究固定根区水分胁迫下氮形态对玉米水分利用的调节与作用机制,为局部根区灌溉水氮高效利用提供理论依据.实验采用分根装置,氮处理设3种形态(NH4+-N;NO3--N;50%NO3--N+50%NH4+-N),并向一侧根室加入聚乙二醇模拟局部根区水分胁迫.结果发现固定根区水分胁迫下,随着胁迫时间延长,混合氮处理能相对维持植株较高的水分运输速率;叶肉和叶片厚度大,导管数目较多,直径较大,有利于促进水分吸收与运输,适应水分胁迫.而NH4+-N对木质部汁液pH及ABA的调节作用较强,各部位ABA浓度高于其他两个氮形态;在胁迫后期NH4+-N供应的植株木质部汁液pH增加,从而更有利于调节蒸腾作用,提高水分利用效率.因此,在局部根区水分胁迫下,混合氮相对促进玉米生长,而铵态氮有利于提高水分利用效率.     

局部根系水分胁迫下氮形态对玉米幼苗光合特性的影响

本文通过测定玉米幼苗光合特性的变化来研究局部根系水分胁迫下氮形态对植物生长的影响及其机理。试验采用分根装置,聚乙二醇(PEG6000)只向一侧根室加入以模拟局部根系水分胁迫。设置3种形态氮(铵态氮;硝态氮;含铵态氮、硝态氮各为50%的混合氮),两侧根室均匀供应。水分胁迫后第4、5、7天测定玉米幼苗光合与叶绿素荧光参数、生物量等的变化。结果发现在局部根系水分胁迫时,相对于另外2种氮形态,在胁迫初期铵态氮供应的植株光合速率(Pn)、实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)较高,玉米幼苗生长较快;而在水分胁迫第7天,铵态氮供应的植株光合速率、Yield、ETR、qP较低,叶绿素含量下降,植株生长滞缓,而硝态氮以及混合氮处理的植株生长相对加快。     

环境地学实验教学改革与创新探索

为了提高教学质量和培养环境类应用型创新人才,对环境地学实验课教学进行了改革。通过优化实验教学内容、采用灵活多样的实验教学方法手段和建立利于创新能力培养的考核体系,调动了学生主动参与实验的积极性,更提高了学生独立分析、解决问题的能力,提高了环境地学实验教学质量和人才培养质量。