紫花针茅生殖器官形态的变异及其与环境因子的关系

紫花针茅(Stipa purpurea)是青藏高原分布面积最广的植物之一,对高原环境具有广泛的适应性。该植物具有的锥形繁殖体(包括种子和附属结构),是其适应环境的主要特征之一。为揭示该植物对高原环境的适应性表现,本研究对不同纬度的20个紫花针茅种群繁殖体的形态特征及其与环境的关系进行比较研究。结果表明,1)种长的变化幅度为0.692~1.255 cm,种宽的变化幅度为0.392~0.713 mm,芒长的变化幅度为2.394~8.736cm,种子重的变化幅度为0.678~1.560 mg。芒长和种子重具有较高的种群间变异系数。种子重与种长呈极显著正相关关系(P0.01),和芒长呈显著正相关关系(P0.05);种长、种宽、芒长相互之间均呈极显著正相关关系。2)种长、种子重与等效纬度均呈显著正相关关系,与年均降水量均呈显著负相关关系;种长与年均温呈现出凸型变异的关系。3)20个种群依据繁殖体特征进行聚类分析可分为3组,聚类结果与地理分布基本一致。     

净化生活污水的浮床植物筛选

【目的】筛选出目前对生活污水净化效果较好的浮床植物。【方法】以14种湖南常见的草本和木本植物为材料,监测了污水处理过程中植物的株高、根系结构和生物量等生长指标,CODcr、TN、NH3-N、TP等水质指标的动态变化,并进行了植物的生长指标与水质净化指标的相关性分析。【结果】1)大部分植物均有较强的生长能力,其中水葱、水蕹菜的株高具有显著性优势(P <0.05);美人蕉、再力花、菖蒲和梭鱼草均表现出极强的生根能力,其根长增长率分别为390%、293.33%、286.67%和270%;植物的生物量增长率在5.1%~500.7%之间,其中菖蒲、美人蕉、水蕹菜和再力花的生物量具有显著性优势(P <0.05)。2)无植物对照组对污染物的去除率明显低于有植物处理组,处理时间的长短对污染物的净化效果具有显著差异性(P <0.05),且主要表现为早期对污染物净化速率快。所有植物处理对CODcr、TN、NH3-N、TP的平均净化率比无植物对照组分别提高了6.30%~36.80%、11.92%~20.97%、22.92%~29.28%、5.51%~41.24%,其中,美人蕉对CODcr的净净化率高达36.80%,水蕹菜对TN、TP的净化效果表现出显著性优势(P <0.05),梭鱼草则对NH3-N具有较好的净化能力。3)根据筛选指标的平均隶属函数值对14种草本和木本植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类,高净化能力植物:梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花。中等净化能力植物:花菖蒲、旱伞草、黄菖蒲、花叶芦竹和水葱。低净化能力植物:冬青、女贞和月季。【结论】草本植物中的梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花以及木本植物中的冬青对生活污水具有较高的净化能力,适合用作生活污水处理的浮床植物。     

不同浸提剂处理森林土壤溶解性有机碳含量比较

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不同方法提取测定土壤DOC和WSOC含量,分析与土壤理化指标的相关性及方法间的显著性关系。结果表明:①典型森林土壤DOC或WSOC含量随土壤剖面深度的增加,呈显著下降趋势。培养离心提取测得的土壤DOC含量明显较低,仅0.82～9.52 mg/kg,超纯水浸提的风干土WSOC含量达10.56～249.19 mg/kg,而0.5 mol/L K_2SO_4提取的鲜土WSOC含量达155.70～576.94 mg/kg,0.5mol/L K_2SO_4浸提的干土WSOC含量最高,达158.94～797.56 mg/kg,含量表现为:DOC干土超纯水浸提WSOC鲜土K_2SO_4浸提WSOC干土K_2SO_4浸提WSOC;②3种次生林土壤DOC或WSOC含量存在显著差异,不同方法测定的含量均表现为针叶林常绿阔叶林落叶林;③培养离心法测得土壤DOC含量与其他测定方法间存在极显著正相关(P0.01),并且土壤DOC和WSOC均与土壤pH、总有机碳、胡敏酸、富啡酸、全氮、全磷、速效态氮以及微生物生物量碳氮达到极显著相关(P0.01),与土壤含水率和容重显著相关(P0.05)。培养离心法测得土壤DOC含量远低于水溶液提取WSOC含量,该方法下的测得值更接近于原位土壤溶解性有机碳实际值。     

土著微生物对尾矿中重金属的淋滤研究

生物淋滤对尾矿的重金属污染处理的效果已经得到了广泛的认可.在对酸性尾矿中的土著氧化硫硫杆菌以及氧化亚铁硫杆菌进行分离以及加富培养的基础上，分别运用单一菌种以及混合菌种对尾矿样本进行淋滤处理.通过12 d的淋滤实验，实验室结果表明，分离出的氧化亚铁硫杆菌以及氧化硫硫杆菌等土著微生物具有较高的利用价值.同时实验表明，在采用适当菌种的前提下，尾矿中重金属的溶解率都得到了不同程度的提高：土著氧化亚铁硫杆菌对Zn的淋滤效果最好，达到了98.12%；对于Cu的淋滤，土著氧化亚铁硫杆菌与土著氧化硫硫杆菌的混合菌种的效果最好，达到88.75%.     

红麻与黄麻在改良铅锌矿渣下的筛选与评价

以30个红麻和黄麻品种为材料,在不同改良处理(对照,100%矿渣+少量磷肥;改良一,90%矿渣+10%泥炭土+少量磷肥;改良二,80%矿渣+20%泥炭土+少量磷肥)下进行室外盆栽试验,测定了植物存活情况、生物量和植物各部位Pb、Zn含量及其积累总量,并根据植物Pb、Zn积累总量对30种红麻和黄麻进行聚类分析。结果表明:(1)30个品种中有25个品种可成活。(2)在对照处理下,25个红麻和黄麻品种的地上部、地下部生物量平均值为3.453 g和1.243 g;而在改良一处理下,其地上部、地下部生物量平均值为5.702 g和2.297 g;改良二处理下,地上部、地下部生物量平均值为9.271 g和3.210 g。(3)红麻和黄麻品种对Pb、Zn都具有一定的吸附能力,且地下部含量均大于地上部含量。除地上部Zn含量,红麻和黄麻重金属含量呈现对照组改良组的趋势。(4)红麻和黄麻Pb平均积累总量分别为对照组3.18 mg、改良一4.06 mg、改良二4.75 mg;Zn平均积累总量分别为对照组2.43 mg、改良一3.80 mg、改良二5.80 mg。(5)红麻和黄麻的生物量、重金属含量、重金属积累总量受其品种(P0.01)、泥炭土添加量(P0.01)及两者交互作用(P0.01)的显著影响。根据聚类分析和方差验证,可以将30个品种红麻和黄麻分为Pb、Zn高积累型和低积累型两类。     

农田土壤重金属淋洗剂筛选与效应分析

为分析不同淋洗剂在不同淋洗条件下对重金属淋洗效果的影响,采用振荡淋洗法对比研究4种淋洗剂(柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)和氨三乙酸三钠盐(NTA))不同浓度、淋洗时间、pH和固液比对重金属复合污染农田土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的淋洗效果及单因素最佳淋洗条件下土壤淋洗前后重金属不同形态含量的变化。结果表明,CA和TA的最佳淋洗浓度为0.3mol/L,EDTA和NTA为0.05mol/L;CA和NTA的最佳淋洗时间为480min,EDTA和TA为720min;4种淋洗剂的最佳淋洗pH均为3,最佳固液比均为1∶20。单因素最佳淋洗条件下,EDTA对土壤重金属去除效果最佳,对Pb、Cd、Zn和Cu的去除率分别为67.4%,61.0%,13.8%和76.0%;NTA效果次之,去除率分别为41.6%,42.4%,9.9%和54.3%。土壤重金属去除率随淋洗剂pH的降低而升高,随固液比的增加而增加,随淋洗剂CA与TA浓度增大而增大。淋洗剂对土壤重金属的解吸动力学曲线符合准二级动力学模型,解吸过程为化学解吸,且解吸反应速率受土壤重金属含量与淋洗剂浓度控制。土壤重金属在淋洗剂作用下的解吸速率为Cd>Pb≈Zn≈Cu。EDTA和NTA淋洗显著降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态和有机结合态的含量,CA和TA显著降低Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态的含量。淋洗剂对重金属的去除效率为EDTA>NTA>CA>TA。     

Mg-Al水滑石的制备及对Cr(VI)阴离子吸附效果研究

为了寻求对水体中重金属阴离子具有较好效果的吸附剂,并探讨其最佳的制备条件,笔者研究了Mg-Al型水滑石对Cr(VI)阴离子的吸附,通过平衡吸附的单因素试验和正交试验,考察了Mg/Al离子比、制备过程中的pH、反应温度以及陈化时间等制备条件下Mg-Al-LDHs对Cr(VI)阴离子的吸附效果的影响。结果表明,当Mg/Al离子比为2:1、制备过程中pH保持在10.5左右、反应温度控制在90℃左右以及陈化时间达到24 h及以上时,所制成的Mg-Al-LDHs对Cr(VI)阴离子有较好的吸附效果,其吸附量可以达到10.5 mg/g。该试验确定了具有较好吸附效果的Mg-Al型水滑石的最佳制备条件,对重金属阴离子吸附材料的选择以及Mg-Al型水滑石对Cr(VI)阴离子吸附性能的研究提供了一定的参考。     

雷竹笋总黄酮和总甾醇的抗氧化性与抑菌性

为给雷竹笋的深度开发提供参考依据,采用有机溶剂法从雷竹笋中提取总黄酮和总甾醇,就雷竹笋总黄酮与总甾醇对清除羟基自由基(·OH)与DPPH的能力和对油脂的抗氧化能力进行了测定、分析和评价,并就其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及黑曲霉的抑制作用进行了试验研究。结果表明:雷竹笋总黄酮和总甾醇对羟基自由基(·OH)和DPPH均有一定程度的清除能力,总甾醇对这两者的清除能力均大于总黄酮;对羟基自由基(·OH)的清除能力,1 mg·mL~(-1)总黄酮与0.13 mg·mL~(-1)总甾醇的效力相当;而对DPPH的清除能力,1 mg·mL~(-1)总黄酮与0.60 mg·mL~(-1)总甾醇的效力相当。雷竹笋总黄酮和总甾醇对油脂的抗氧化作用均显著,其与VC、VE及柠檬酸的混合物具有协同抗氧化性,其与VC的协同抗氧化能力最强。雷竹笋总黄酮和总甾醇对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌与黑曲霉均有一定的抑制作用,而总黄酮的抑菌效果比总甾醇的好。     

人工湿地系统中梭鱼草和香蒲对镉积累的动态变化

为探讨人工湿地系统中挺水植物梭鱼草(Pontederia cordata)和香蒲(Typha orientalis)对镉(Cd)积累的动态变化,通过在室外表面流人工湿地采样和室内分析相结合的方法,对8-12月梭鱼草和香蒲地上部和地下部的生物量、镉含量及积累量的动态变化进行了分析。结果表明,梭鱼草根部和茎叶镉含量为0.25~0.70mg/kg和0.07~0.18mg/kg,香蒲根部和茎叶镉含量为0.16~0.39mg/kg和0.11~0.17mg/kg,根部镉含量均显著高于各自的茎叶部,两种植物各部位镉含量均在10月达到最大值,两者对镉的富集与转运能力均随着月份的变化而变化,都呈先增高、后降低的趋势;其中,梭鱼草对底泥镉的富集系数为0.76~3.13,香蒲为0.63~0.91,两者的富集系数最高值均出现在10月;两者的转运量系数分别为1.12~10.47、3.25~8.10,最大值分别出现在9月、10月。在10月之前,同一月份梭鱼草地上部的生物量和对湿地中镉积累量均极显著或显著高于香蒲。两种植物地上部分生物量和对湿地中镉积累量均极显著高于地下部分(P<0.01)。综合考虑两种植物的生物量及对镉的积累量,9月和10月分别为梭鱼草和香蒲地上部分最佳收获月份,能够最大化去除湿地系统中的镉。     

针铁矿吸附态和包裹态有机碳在稻田土壤中的矿化及其激发效应

南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁矿的结合与赋存形式,但是有机碳与铁矿间的结合方式对有机碳在水稻土中矿化及其激发效应的影响机制尚不明确。以葡萄糖为典型小分子外源有机碳,通过制备针铁矿吸附态葡萄糖和包裹态葡萄糖,采用室内模拟培养实验,研究了两种铁矿结合态葡萄糖在淹水水稻土中的矿化特征及其激发效应。结果表明：与单独添加葡萄糖处理相比,碳铁复合物的添加分别使CO2和13CO2释放量增加了0.39倍~0.53倍和0.87倍~1.07倍,却使CH4和13CH4释放量分别降低了0.44倍~0.59倍和0.25倍~0.44倍。相对于针铁矿吸附态葡萄糖,针铁矿包裹态葡萄糖显著抑制了CH4释放。而且,碳铁复合物的添加均在一定程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO2,但抑制了来源于土壤原有有机碳的CH4释放。其中,针铁矿包裹态葡萄糖对来源于土壤原有有机碳的CH4释放量是针铁矿吸附态葡萄糖的1.33倍。针铁矿包裹态葡萄糖的快速矿化的碳库比例显著高于针铁矿吸附态葡萄糖,且其半衰期（T1/2）比针铁矿吸附态葡萄糖大10.85倍,其快库转化速率（k1）和慢库转化速率（k2）比铁矿吸附态葡萄糖的小10.74倍和19倍。其次,针铁矿包裹态葡萄糖对土壤有机质CO2累积激发效应表现为较弱的正激发(6.44 mg?kg-1),而对土壤有机质CH4累积激发效应则表现为负激发(-15.49 mg?kg-1),即针铁矿包裹态葡萄糖的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化(-9.05 mg?kg-1),从而增强了土壤有机碳的固持潜力。因此,不同结构碳铁复合物的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化,且针铁矿包裹态有机碳比针铁矿吸附态有机碳在水稻土中具有更强的稳定性和固碳效应。该研究结果也表明,水稻土中与铁氧化结合的小分子有机碳相对于游离态的有机碳,具有更强的生物稳定性,更低的矿化速率,而且能够抑制土壤有机碳的矿化,产生负激发效应,有利于增加土壤的长期固碳效应。