深松对苏打盐碱化旱田改良与利用的影响

通过对不同深度深松对经过微咸水淋洗改良的中度和轻度苏打盐碱化旱田的土壤体积质量(容重)、含盐量和pH等理化性状及作物产量等相关性状的影响研究,结果表明:深松措施能够有效地降低经过淋洗改良的中度和轻度苏打盐碱化旱田的土壤体积质量、含盐量和pH,明显改善其土壤理化形状,有效地促进作物根系发育,显著提高作物产量。深松措施可作为苏打盐碱土改良与持续利用的有效耕作方式加以实施;深松方法以效果极为显著且具有可操作性的原垄垄沟深松40cm,中耕时垄沟深松30cm为佳。     

微咸水淋洗对中度盐渍土区高粱和谷子生长发育的影响

[目的]探讨微咸水淋洗对高粱和谷子生长发育特征及产量的影响。[方法]选择松嫩平原吉林西部中度苏打盐渍土壤种植高粱和谷子,设对照、补充灌溉、低额淋洗(250 mm)和高额淋洗(400 mm)4个处理,利用当地微咸水进行淋洗灌溉试验与研究。[结果]补充灌溉和淋洗处理较对照均更好地促进了2种作物的植株生长和根系发育;2种作物补充灌溉处理的产量较对照达到极显著增长水平。高额、低额淋洗处理的高粱产量分别较补充灌溉增加26.2%和14.1%(P=0.01);高额淋洗处理的高粱产量虽比低额淋洗有显著增加,但未达极显著水平;高额、低额淋洗处理的谷子产量分别较补充灌溉增加78.5%和33.9%(P=0.01)。[结论]400 mm淋洗量已接近高粱试验地的淋洗上限,但不是谷子试验地淋洗量的上限。     

一株溶磷菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应

为提高盐渍土Cd污染植物修复效率,探讨溶磷菌对盐地碱蓬生长和镉提取效果的影响,采用浸根法收集水培(含2%NaCl)盐地碱蓬的根系分泌物,将其作为唯一碳源培养5株具有Cd活化能力的溶磷菌并依据细菌OD值绘制生长曲线。挑选繁殖速度较快且溶磷和活化Cd能力显著性强(P0.05)的大肠埃希菌(Escherichia)在3个NaCl浓度(0.3、6、12 g·L~(-1))处理下,采用摇瓶实验研究该条件下大肠埃希菌对Ca_3(PO_4)_2和CdCO_3的溶解效应及代谢产物变化。进一步采用Cd平均含量为1.37 mg·kg~(-1)的污灌菜园土,在3个外源NaCl浓度(0、4、8 g·kg~(-1))处理下,利用盆栽实验研究大肠埃希菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应。结果显示:随盐分增加(0.3、6、12 g·L~(-1)),菌株平均绝对溶磷量(扣除不接菌对照值)分别为80.19、78.79、77.54 mg·L~(-1),平均绝对活化Cd量依次为17.84、17.30、19.73 mg·L~(-1),说明盐分的增加没有阻碍菌株的溶磷功能,且随盐分的增强,可促进Cd的活化。不同盐分下菌株的代谢物组成有明显变化,0.3、6、12 g·L~(-1)盐分处理下菌株分泌的有机酸分别为5、10、13种,分泌的氨基酸分别为4、8、8种。其中缬氨酸的量随盐分增加显著增加(P0.05)。盆栽实验中,4 g·kg~(-1)盐分胁迫下,接菌处理的生物量和根际土壤溶液Cd含量较不接菌对照显著增加(P0.05),Cd总活化量平均增加3.17倍,全量和DTPA提取态Cd富集系数平均提高260%。综上,盐分胁迫下大肠埃希菌可正常生长并促进盐地碱蓬Cd富集。     

缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系

选用Cd低累积品种白梗尖叶苋菜(B)和高累积品种花红苋菜(H)2个苋菜品种,采用水培法分别研究了在缺Fe、缺Zn和盐胁迫3种处理条件下2个苋菜品种对矿质元素以及cd的累积特征,并通过测定2个品种不同处理根部IRT1(铁离子转运蛋白)的表达量,建立了缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系。结果表明,3个处理组中2个苋菜品种生物量均显著低于对照组,缺Fe以及缺Zn处理显著促进了2个苋菜品种对Cd以及矿质元素的累积,而盐胁迫显著抑制了苋菜对Cd的累积,同时促进了其对矿质元素的累积(P0.05)。不同处理下,Zn、Fe相关转运基因IRT1的表达差异显著,IRT1表达量的增加可以促进植物对Cd、Fe、Zn、Mn、Mg等元素的吸收(P0.05)。     

松嫩平原西部盐碱地特点及合理利用研究

松嫩平原西部有盐碱化土地面积373万hm^2，是世界三大片苏打盐碱地集中分布区之一，由于区域内独特的地貌条件、成土母质组成、气候条件、地下水水位及其含盐量等因素作用，尤其是近几十年人为因素的干扰、盐碱地面积增加，盐碱化程度加剧，重度盐碱化土地面积以每年1．4％的速度扩展，生态环境恶化，成为制约区域农业发展的重要因素。针对盐碱化旱田、盐碱化草地和盐碱化湿地的特点，提出采用低洼盐碱地种稻模式，盐碱湿地育苇－养鱼模式，盐碱湖泡养鱼，盐碱化旱田改土培肥、种植耐盐碱作微物或牧草、微咸水淋洗和物理化学改良，盐 碱化草地恢复等多种措施，遏制盐碱化的发展，改善生态环境，实现经济、生态和社会效益的协调发展。     

盐胁迫下苋菜品种有机酸变化对Cd累积和耐盐性的影响

采用盆栽试验,研究0.3%NaCl胁迫下全红苋菜(低Cd累积品种,简称全红)和柳叶苋菜(高Cd累积品种,简称柳叶)的有机酸代谢差异及其与Cd累积和耐盐性的关系。结果表明:相比对照,盐胁迫后两个品种根部、地上部和根际土壤溶液中的Cd含量均呈增加趋势,且表现为全红显著低于柳叶(P0.05),同时全红和柳叶的Cd转运系数分别提高2.84、5.58倍;盐胁迫促进了苋菜对Na~+的积累且明显干扰K~+的吸收,K~+/Na~+均显著降低(P0.05),且全红根部K~+/Na~+显著高于柳叶(P0.05)。盐胁迫后,两个品种根部、地上部及根际土壤溶液中均检测到多种有机酸,其中根际土壤溶液中苹果酸和草酸含量均显著升高(P0.05),且与根际土壤溶液中的Cd含量显著正相关;柳叶地上部草酸及根部乙酸的含量均显著升高(P0.05),且分别与地上部及根部Cd含量显著正相关。研究表明,盐分胁迫下,全红具有较低的Cd累积性且表现出更强的耐盐性,不同品种的有机酸积累和分泌的差异是导致这一结果的重要原因之一。     

缺Ca/Fe及盐分胁迫下番茄Pb吸收转运与关键基因的表达关系

选取台湾黄圣女番茄为供试材料,通过水培试验研究缺Ca/Fe及盐分胁迫三种处理对Pb在番茄中富集的影响,并测定不同处理下根部CNGC1(环核苷酸门控非选择性阳离子通道)和HMA3(P1B-ATPase酶)基因的相对表达量,进而探究CNGC1和HMA3基因的表达对番茄吸收累积Pb的影响。结果表明:与对照相比,缺钙处理显著增强了根对Pb的吸收能力并抑制了Pb往地上部转运过程,缺Fe处理对根吸收能力无显著影响而增加了往地上部转运量,盐分处理同时增强了根部吸收及往地上部转运能力;不同处理下番茄根部单位质量Pb净吸收量与CNGC1离子通道的活性水平呈现出极显著正相关(P0.01),说明番茄根部CNGC1离子通道在不同处理下Pb的吸收可能起着重要作用;番茄Pb转运系数与HMA3的表达量呈现极显著负相关(P0.01),说明番茄HMA3的高表达抑制了番茄对Pb的地上转运能力。因此,缺Ca/Fe及盐分胁迫处理对Pb在番茄中富集有不同影响,CNGC1离子通道和HMA3的表达量在一定程度上决定了Pb在番茄中的分布。     

苏打盐碱土微咸水淋洗改良对玉米产量和性状的影响研究

本着苏打盐碱土微成水淋洗改良与作物灌溉增产双效同步的原则，在松嫩平原苏打盐碱土区玉米拔节中期至灌浆中期进行了淋洗灌溉试验。结果表明，补充灌溉(满足亏缺水分，无淋洗定额)、小额淋洗(淋洗定额为51mm)和大额淋洗(淋洗定额为112mm)三个处理较无淋洗灌溉(生产季节自然降水209mm)分别增产39．5％、101．4％和117．5％；与补充灌溉相比，小额淋洗和大额淋洗分别增产41．2％和55．7％，同时玉米根系及相关性状亦有同样的表现趋势，明显表现出合理淋洗灌溉既满足了玉米主要生育时期水分需求又减轻盐碱胁迫的协同效应。     

松嫩平原旱地碱化土壤改良与淋洗制度研究

通过对中国东北松嫩平原西部自然环境调查和分析,结合当地作物不同生长阶段的需水量及水分亏缺,在试验区选择对照区和不同淋洗定额灌溉区进行淋洗试验,结果表明:相对于承压地下水和雨水,松嫩平原西部丰富的潜层微咸水对苏打盐渍土有更高的入渗速率,达到19.4mm/h;微咸水淋洗使土壤中的盐分下移,在耕层土壤(0～0.6m),随着淋洗定额的增加,ECe和SARe明显降低,作物的产量相对于对照亦有明显提高。     

松嫩平原西部不同土地利用方式盐渍化效应研究

在2003年6月~10月选择农田、草地和碱斑地作为典型的土地利用方式,对0~120 cm土层水盐时空动态进行了对比分析,结果发现:农田和草地土壤剖面含水量都有“上升—下降—上升”的趋势,但是在8月中旬之前农田含水量高于草地,而碱斑地含水量的变化呈“U”型。三种土地利用方式土壤剖面含盐量的变化趋势与含水量相反;土壤剖面6月7日含盐量最大,10月17日最小;农田和碱斑地土壤剖面各层含盐量在8月8日开始上升,而草地在7月7日已开始上升;从垂直剖面看,农田各个时刻土壤含盐量都随剖面深度的增加而上升,碱斑地则随着剖面深度的增加而下降,草地在各个时刻土壤剖面含盐量均呈先上升后下降型,在土壤剖面有峰存在。采样期内,草地有良好的蓄水作用,而农田土壤剖面含盐量下降幅度最大,水分、盐分在土壤剖面运移剧烈。