籽粒硫苷特性对甘蓝型油菜吸收积累Cd的影响

油菜对Cd的吸收转运不仅受外源S供应的影响,且与自身S代谢关系非常密切。硫苷是影响油菜品质的重要含S次级代谢产物,而油菜籽粒硫苷含量能较好地表征油菜的硫苷特性。为了解油菜硫苷特性与油菜吸收积累Cd之间的关联,通过Cd污染土壤的大田试验,研究了不同硫苷特性甘蓝型油菜的Cd吸收积累特性。结果表明,初花期高、低硫苷油菜不同器官间Cd含量皆为根叶茎,成熟期皆为茎根壳籽粒。初花期高硫苷与低硫苷油菜对Cd的吸收积累无显著差异;而成熟期高硫苷油菜对Cd的吸收积累显著低于低硫苷油菜,高硫苷油菜成熟期根、茎、壳、籽粒Cd含量分别为3.90 mg?kg?1、4.50 mg?kg?1、0.97 mg?kg?1、0.17 mg?kg?1,低硫苷油菜则分别为4.57 mg?kg?1、5.20 mg?kg?1、1.32 mg?kg?1、0.29 mg?kg?1,比高硫苷油菜分别高17.18%(P0.05)、15.56%(P0.05)、36.08%(P0.05)、70.59%(P0.05)。成熟期高硫苷油菜壳/茎、籽粒/壳Cd转运系数分别为0.22和0.17,而低硫苷油菜分别为0.25和0.23,比高硫苷油菜分别高13.64%(P0.05)和35.29%(P0.05)。高硫苷油菜显著抑制了Cd从茎向其上位器官(壳、籽粒)的转运。研究结果还表明,低硫苷油菜与高硫苷油菜对污染土壤Cd的单季净化率分别仅为0.90%和0.76%,作为修复Cd污染土壤的富集植物,其净化效率皆有待提高。     

不同稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放特征及温室效应

采用静态箱-气相色谱法对南方双季稻田稻季无草翻耕冬季休闲(CK)、周年稻草焚烧还田翻耕(BST)、稻季稻草覆盖免耕冬季高桩(SNTH)、稻季稻草覆盖免耕冬季翻埋(SNTB)和稻季稻草翻耕还田冬季稻草翻埋(STB)5种稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放进行观测,分析双季稻田周年CH4排放特征及其温室效应,旨在探索双季稻田CH4减排最佳的稻草还田方式及土壤耕作调控技术模式。结果表明:早、晚稻季CH4排放总量分别占全年CH4排放总量的43.9%和52.1%,冬闲季CH4排放比例很小,仅为4.0%;稻草还田显著增加了周年CH4排放总量(P<0.05),增加幅度为25.9%~92.8%(P<0.05),与STB处理相比,SNTH处理和SNTB处理均能显著降低CH4排放(P<0.05);不同稻草还田处理周年CH4温室效应大小顺序为:STB>BST>SNTB>SNTH>CK。可以看出,双季稻田稻季稻草覆盖免耕还田、冬季翻埋稻草还田或留桩还田能显著减缓因稻草直接还田CH4排放引起的温室效应,在南方双季稻区是一项可行的CH4周年减排的稻草还田调控技术模式。     

镉污染稻田改制玉米的农产品质量安全研究

采用田间小区试验,研究了镉(Cd)污染稻田水旱轮作改制的农产品质量安全。结果表明,早稻改种春玉米(玉-稻轮作)年度总产量为13340 kg/hm2,比种植双季稻(稻-稻轮作)增产9.3%(P0.05);晚稻改种秋玉米(稻-玉轮作)年度总产量为11298 kg/hm2,比种植双季稻减产7.4%(P0.05)。稻-玉轮作(晚稻改种秋玉米)农产品Cd含量较低,早稻稻米Cd含量为0.22 mg/kg,配合钝化措施可以达到食品安全国家标准,秋玉米Cd含量仅为0.06 mg/kg,在食品安全国家标准之内;而玉-稻轮作(早稻改种春玉米),春玉米Cd含量为0.07 mg/kg,春玉米食用安全,但晚稻稻米Cd含量达1.59 mg/kg,远高于食品安全国家标准的0.2 mg/kg,比稻-稻轮作的晚稻稻米Cd含量增加137%(P0.05),早稻改种春玉米显著增加后茬晚稻稻米对Cd的吸收积累。Cd污染土壤(全Cd含量1.08 mg/kg)改制玉米(早稻改种春玉米、晚稻改种秋玉米)皆可避开当季农产品的Cd污染风险,稻-玉轮作配合钝化措施可确保农产品的质量安全,而玉-稻轮作则可采用春玉米食用与晚稻作为富集植物修复Cd污染土壤的生态循环减控模式,实现农产品安全生产和修复Cd污染土壤的双重目的。     

有机物料和钝化剂对低环境容量土壤黑麦草吸收积累Cd及其平衡的影响

采用田间小区试验,研究有机物料、钝化剂及其配施对南方典型酸性低环境容量土壤黑麦草生长与吸收积累Cd的影响。结果表明,施用有机肥处理比施化肥处理增产35.76%(p0.05),其他处理间产量无显著差异;增施石灰处理使土壤pH值比单施化肥处理提高0.79,土壤有效态Cd含量降低19.34%;增施赤泥可提高土壤pH值,改良土壤酸性,施用有机肥则可缓解土壤酸化进程;有机肥和钝化剂都可降低Cd的生物有效性,降低黑麦草植株Cd含量;有机肥处理黑麦草植株Cd含量比化肥处理低42.71%(p0.05)。采用有机-中性化技术可实现饲草安全生产与土壤酸性改良的双重目的,但应控制有机物料的Cd含量(0.2mg/kg)、或者减少有机物料的施用量,以确保饲草质量安全与土壤的可持续利用。     

低镉胁迫下水稻幼苗硅一镉互作初步研究

Tk稻是典型的喜硅作物,通过水培试验,主要从硅和镉在水稻幼苗共质体和质外体中的分布等方面研究了硅缓解水稻幼苗Cd毒性的机制。结果表明,施硅能显著增加水稻幼苗地上部和地下部长度,明显缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制作用;施Si可明显降低根系和茎叶中共质体、质外体中Cd含量;同时添加Si和Cd,根系中共质体与质外体中Cd含量比值成增加趋势,质外体中Cd含量远低于共质体;Cd促进了根系质外体中Si含量的富集,且根系中Si含量皆高于茎叶;根系／茎叶Cd含量比值比单加Cd处理时明显增加,至18d时比值为单加Cd处理的1．33倍,说明Si能使更多的Cd积累在根系中,阻止其向地上部转运。     

有机物料和钝化剂对低Cd环境容量土壤黑麦草与桂牧1号轮作的Cd安全分析

针对南方稻田土壤酸化、重金属Cd环境容量小,采用田间小区试验研究改制黑麦草-桂牧1号轮作模式下不同施肥和酸化调理对牧草质量安全的影响。结果表明,有机肥及其与石灰配施显著增加黑麦草与桂牧1号产量,总鲜重分别达3.19×10⁵,2.74×10⁵ kg/hm²,比单施化肥(对照)分别增产43.10%(P<0.05),22.73%(P<0.05),而石灰、赤泥、稻草等对黑麦草和桂牧1号产量无显著影响;石灰、赤泥、有机肥及有机肥与石灰配施皆能提高土壤pH值,降低土壤有效态Cd含量及其生物有效性;但有机肥、稻草的施用增加了土壤Cd残留。因此,应控制有机肥和稻草的Cd含量与用量,以确保土壤的安全可持续利用;同时,低Cd环境容量土壤施用含Cd有机物料不建议施用石灰等钝化剂,以促进南方牧草种植系统重金属循环减控。     

有机肥与钝化剂及其配施对土壤Cd生物有效性的影响

采用Cd污染土壤的大田试验,研究了有机肥与钝化剂及其配施对土壤Cd生物有效性的影响。结果表明,增施有机肥、钝化剂及其配施对水稻皆具有一定增产效果。增施有机肥3000、6000kg／hm。的水稻产量分别比单施化肥增加18.6％和20.9％,并提高了水稻的经济系数;增施有机肥3000、6000kg／hm。的稻米Cd含量分别比单施化肥降低了14.3％和21.4％,而对土壤pH和土壤有效态Cd含量无显著影响,但降低了Cd在稻米中的分配比例;增施钝化剂及其与有机肥3000、6000kg／hm^2配施的水稻稻米Cd含量分别比单施化肥降低28.6％、28.6％、42.9％,茎Cd含量分别下降8.9％、29.7％、43.6％,叶Cd含量分别下降18.8％、25.0％、25.0％,增施钝化剂及其与有机肥配施显著提高了土壤pH,降低了土壤有效态Cd含量,抑制了水稻对Cd的吸收积累,且有机肥与钝化剂配施对钝化剂的钝化效果具有显著的促进作用。     

通过愈伤组织培养诱导的五味子的药用成分分析

为了选择能够适用于悬浮培养生产愈伤组织五味子活性成分的最佳外植体,以北五味子实生苗的幼嫩茎段为外植体,在MS、B5和N6培养基上进行愈伤组织诱导试验,同时采用HPLC法对愈伤组织中的五味子甲素、五味子乙素进行了检测,并对其根、茎段、叶片、愈伤组织和种子等不同组织中五味子甲素和五味子乙素的含量进行了比较分析。结果表明:B5培养基比较适用于愈伤组织的诱导,最适宜的培养基组合为B5+NAA0.2 mg/L+6-BA 1.0 mg/L。切片分析发现,五味子愈伤组织的细胞来源于韧皮纤维以内和木质部以外的这部分细胞,这里即为愈伤组织的起源部位;愈伤组织外形似一朵蘑菇;随着愈伤组织的不断发育,其体积逐渐增大。五味子愈伤组织的形成过程可以划分为诱导起动期、分裂期及形成期这3个时期。高效液相色谱法检测结果表明:五味子甲素和五味子乙素含量最高的是种子。     

不同硅材料处理的磷酸盐矿对水稻生长及体内重金属含量的影响

为研究不同硅材料处理磷酸盐矿后,磷酸盐矿对水稻生长及其体内质外体和共质体中磷含量和重金属镉锌铅含量的影响。本试验通过室内恒温培养,设置对照（磷酸盐矿）、硅藻土（硅藻土＋磷酸盐矿）、硅粉（硅粉＋磷酸盐矿）、水淬渣1（水淬渣1＋磷酸盐矿）、水淬渣2（水淬渣2＋磷酸盐矿）、胶体硅1（胶体硅1＋磷酸盐矿）和胶体硅2（胶体硅2＋磷酸盐矿）,共7个处理。研究结果表明,和未添加硅材料处理培养的水稻相比,添加不同硅材料处理能促进水稻生长,显著增加水稻的生物量,其中添加硅粉的磷酸盐矿处理对水稻生长的促进效果最显著,总生物量增加了128．05％,根、茎、叶生物量分别增加了115．03％、149．97％和98．41％。和对照相比,施硅处理能有效降低水稻根、茎、叶质外体和共质体中镉、锌、铅含量。不同硅材料处理的磷酸盐矿能有效降低重金属镉锌铅和磷的生物有效性。     

赤泥、石灰对Cd污染稻田改制玉米吸收积累Cd的影响

利用Cd污染稻田改制玉米的大田试验,研究了施用赤泥、石灰对玉米吸收积累Cd的影响。结果表明,施用赤泥、石灰对春玉米、秋玉米产量无显著影响,但与施用石灰相比,施用赤泥能显著增加玉米产量和生物量;施用赤泥、石灰皆显著提高了土壤pH值、显著降低了土壤有效态Cd含量,减少了玉米对Cd的吸收积累;春玉米、秋玉米施用赤泥后其籽粒Cd含量分别比对照降低了27.5%和21.1%,施用石灰后则分别降低了26.4%和31.1%;施用赤泥、石灰皆抑制了玉米对Cd的富集和转运,且赤泥抑制玉米茎、叶、籽粒富集Cd的能力优于石灰,但石灰阻控玉米由茎向籽粒及叶片中转运Cd的能力优于赤泥。大田试验结果还表明,稻田改制玉米结合赤泥、石灰等钝化剂的施用可能是一条实现Cd污染农田安全可持续利用的有效途径,也利于保障国家粮食安全和农产品质量安全。