基于多目标元素的重金属低累积水稻品种筛选及其吸收转运特征

选择重庆市主推的13个水稻品种为受试对象，采用田间原位小区试验，比较不同基因型水稻品种籽粒对镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）等潜在危害大的重金属元素累积的差异，分析其在水稻植株各部位的转运与分配特征及其与籽粒吸收累积的关系，筛选多目标元素低积累品种，为水稻安全生产提供依据。结果表明：不同水稻品种籽粒Cd、As、Pb和Cr含量极值相差分别超过3、4、20倍和3倍，同一品种对不同重金属元素的累积能力也存在很大差异，重金属低累积水稻品种筛选需以多种污染元素为目标。运用重金属综合累积指数P_Z，将供试水稻品种重金属综合累积能力分为低（P_Z<0.7）、中等（0.7 ≤ P_Z < 1.0）和高（P_Z≥1.0）三类，其中Y两优1号、隆两优534和隆两优华占为重金属低累积品种。水稻品种基因型差异对重金属累积的影响以籽粒最大、茎叶部和根部次之。茎叶向籽粒的转运系数TF_SL-G是水稻基因型差异的重要体现，与籽粒重金属含量呈极显著正相关（P<0.01）。13种供试水稻平均产量在5.85~10.61 t·hm^-2之间，极值相差44.8%，产量较高的6个水稻品种的产量均超过9.00 t·hm^-2；平均穗粒数差异是决定产量的主要因素。兼顾水稻产量与籽粒重金属累积情况，推荐隆两优534、Y两优1号、袁两优908和渝香203品种为重庆地区适宜品种，既能获得高产也利于水稻安全生产。     

低分子量有机酸对三峡库区消落带典型土壤磷素淋溶迁移的影响

以三峡库区分布最广的紫色潮土、灰棕紫泥为对象,通过室内间歇式土柱淋洗试验,探讨了淋溶液酸度及低分子量有机酸对土壤磷迁移淋失的影响。结果表明,淋溶液酸度对磷的溶出具有一定影响,溶液偏酸或偏碱均促进了磷的淋出。2种土壤磷的淋出能力差异较大,灰棕紫泥中的磷更易淋出,草酸和柠檬酸可显著促进灰棕紫泥土壤磷的淋失,而对紫色潮土磷淋出的促进作用不明显。随有机酸浓度的增加,促进作用增强,100mmo/L草酸和柠檬酸的处理使灰棕紫泥可溶性总磷累计淋出量分别较对照(0.344mg)增加了4.40,15.32倍。柠檬酸的促进作用高于草酸,两者对磷淋出的影响是其酸解和螯合作用的综合结果。     

超高交联吸附树脂处理复合污染物的模拟研究

以水体中常见的重金属铅离子及有毒有机物苯酚作为研究对象,考察了采用α-甲基吡啶化学修饰前后树脂（NJ-0和NJ-3）对复合污染的水体的吸附。Freundlich等温方程式能够对静态平衡吸附结果进行很好的拟合。2种树脂对苯酚的吸附容量大小顺序为NJ-0〉NJ-3,对铅离子的吸附容量大小顺序为NJ-3〉NJ-0。苯酚的吸附机理主要是π-π作用,铅离子的吸附机理则是离子交换和络合吸附等。苯酚和铅离子在2种树脂上呈现出协同吸附行为,这主要是形成了π电子-金属离子络合物,从而增强了吸附质和吸附剂之间的作用力。热力学参数的计算表明所有的吸附都是自发的过程,两种树脂对苯酚的吸附是放热的、由焓推动的过程,而树脂对铅离子的吸附是吸热的、由熵推动的过程。     

腐殖酸对外源砷在土壤中形态转化和有效性的影响

通过室内培养的方法,探讨腐殖酸(HAs)的两种活性组分——富里酸(FA)和胡敏酸(HA)及其不同比例(HA/FA)对土壤As形态转化及有效性的影响。结果表明,HAs的两种组分对土壤As的形态均具有显著影响,其影响程度和方向与其浓度、比例及外源As含量有关。FA和添加量≤1%C的HA能增加土壤交换态As(Ex-As)的含量,添加量≥3%C的HA能降低土壤Ex-As含量;两种组分都能降低土壤铝型As(Al-As)和铁型As(Fe-As)含量,增加残渣态As(Res-As)含量,FA比HA的作用效果更强;在等量(1%C)HAs条件下,HA/FA≥5/5时HAs能降低Ex-As含量,≤3/7时则能增加Ex-As的含量。HAs对土壤有效As的影响是其对As形态分配综合作用的结果,对土壤有效As贡献最大的是Ex-As和Ca-As;HA和添加量较高(≥5%C)的FA能够降低外源As在土壤中的有效性,而添加量较低(≤3%C)的FA能在一定程度上增加土壤As的有效性。因此,掌握有机物料合理的用量和活性组分比例是其作为土壤As活性调控剂的前提。     

土壤气候和烟草品种及其互作对云南昭通烟叶化学品质的影响

在云南昭通10个植烟生态区进行田间试验,以探讨土壤气候、烟草品种及其互作对烟叶14个化学品质指 标的影响.与优质烟叶的最佳范围相比,昭通烟叶钾、氯含量和氮碱比略低,总糖及其与还原糖之差偏高,其它指 标较为适宜;土壤气候、烟草品种及其互作和烟叶等级对烟叶化学品质的综合影响程度不同,它们对烟叶14个化 学指标总变异的贡献率分别为48.0%,10.3%,19.7%,22.0%,土壤气候对烟叶化学品质的影响最大,烟草品种 的影响最小.在土壤和气候因素中,土壤对烟叶总氮、蛋白质、淀粉、总糖、还原糖含量和糖氮比具有主导作用;气 候对烟叶氮碱比和钾氯比具有主导作用;其它指标如烟叶钾、氯、烟碱、多酚、石油醚提取物含量和糖碱比则受土 壤和气候双重因素制约.值得一提的是,降雨频率是一个重要的气象因素,它对烟叶钾、氯、烟碱含量和糖碱比、 氮碱比、钾氯比具有重要的调控作用.     

超高交联吸附树脂处理复合污染物的模拟研究

以水体中常见的重金属铅离子及有毒有机物苯酚作为研究对象, 考察了采用α-甲基吡啶化学修饰前后树脂(NJ-0和NJ-3)对复合污染的水体的吸附. Freundlich等温方程式能够对静态平衡吸附结果进行很好的拟合. 2种树脂对苯酚的吸附容量大小顺序为NJ-0＞NJ-3, 对铅离子的吸附容量大小顺序为NJ-3＞NJ-0. 苯酚的吸附机理主要是π-π作用, 铅离子的吸附机理则是离子交换和络合吸附等. 苯酚和铅离子在2种树脂上呈现出协同吸附行为, 这主要是形成了π电子-金属离子络合物, 从而增强了吸附质和吸附剂之间的作用力. 热力学参数的计算表明所有的吸附都是自发的过程, 两种树脂对苯酚的吸附是放热的、由焓推动的过程, 而树脂对铅离子的吸附是吸热的、由熵推动的过程.     

镉钝化剂筛选及其对中微量元素有效性的影响

为明确不同钝化剂对重金属Cd的钝化率及其对中微量元素有效性的影响,筛选对Cd具有较高钝化率且对中微量元素具有较低活性影响的钝化剂,以重庆市典型农田土壤紫色土为供试土壤,采用室内培养实验,同步比较文献报道的18种常见钝化剂对Cd的钝化率,进而分析其中的高效率钝化剂不同剂量水平对Fe、Mn、Cu、Zn有效性的影响。结果表明,供试钝化剂按照其文献推荐用量,对本底土壤中Cd钝化率高低顺序依次为:生物质炭、氧化钙、氢氧化钙、蚕沙、腐植酸、沸石,其钝化率>47%;在高Cd污染土壤中依次为:氧化钙、蚕沙、生物质炭、氢氧化钙、腐植酸、沸石,其钝化率>72%。多数无机钝化剂在钝化Cd的同时降低了中微量元素有效性,而腐植酸、蚕沙可实现钝化Cd的同时维持或提高Fe、Mn、Cu、Zn的有效性。综合钝化剂的钝化率及其对中微量元素有效性的影响,几种钝化剂推荐施加量分别为:沸石3.2%,腐植酸1.5%,生物质炭2%,氧化钙0.4%,氢氧化钙4%,蚕沙4%。实际应用时应综合考虑土壤的基本性质、中微量元素有效态含量,适当补充中微量元素或配合其他钝化剂施用。     

翻耕与改良剂施用对土壤植烟适应性的影响

在重庆市典型烟区进行了2a时间的田间试验,研究了土壤翻耕深度、土壤改良剂类型及其施用方式等土地整理因子对植烟土壤质量的影响,评估了整理后土壤的植烟适宜性.结果表明,土壤翻耕可改善土壤物理性质,使得土壤容质量下降1.38%~15.17%,孔隙度增加1.68%~18.68%,但同时也降低了土壤的有机质、有效氮、磷、铁、锰、铜等含量,且随土地整理深度增加,降低幅度增大.石灰、生物质炭、堆肥等土壤改良剂在改善土壤主要理化性质因子中的作用方向和程度不同:石灰提升土壤pH值但降低养分有效性,生物质炭促进有机质积累且强化石灰效应,而堆肥既可改良土壤物理性质,还能平衡土壤养分供应.3种改良剂之间的复配施用更能协同改善土壤理化性质及其植烟适宜性.改良剂在土壤的表层施用效果优于全层混合施用.     

外源磷在三峡库区典型土壤中的活性演变及形态转化

三峡库区消落带土壤周期性淹水—出露对磷素迁移循环和水体负荷具有重要影响。以三峡库区消落带广泛分布的紫色潮土和灰棕紫泥土为对象,通过室内模拟培养实验,探讨不同饱和度外源磷在两种土壤中的活性变化与形态转化特征。结果表明:(1)外源磷进入土壤后,表征土壤磷活性的有效磷(Olsen-P)含量及磷素释放能力呈指数型衰减,可用指数方程C_t=ae~(-kt)+b拟合,拟合度均在94%左右。(2)外源磷在灰棕紫泥土中较在紫色潮土中能够保持更高的活性,同时也具有更高的渗漏淋失与释放风险。50%Q_m(最大吸附量)是两种土壤Olsen-P与磷素平衡解吸量的突变点,当磷素吸持饱和度≥50%时,土壤磷活性与渗漏淋失风险将明显增大。(3)Olsen-P与磷释放量在p0.01水平上呈显著正相关,两者可用线性方程良好拟合,因此可用Olsen-P含量表征土壤磷素释放潜势。(4)外源磷进入土壤后,主要转化为活性较高的Ca_2-P和Ca_8-P,约占施入量50%~60%;其次是Al-P和Fe-P,约占施入量的30%左右,闭蓄态磷(O-P)和Ca_(10)-P变化不明显。(5)Ca_2-P是决定Olsen-P和磷素解吸能力的主要形态,对两者均起正向直接作用。