不同因素影响下层状土壤水分入渗特征及水力学参数估计

层状土壤是自然界常见的土体结构,其水分运移规律不同于均质土;大气降水、灌溉水等水分的入渗是土壤水文过程的一个重要环节,同时它也与地下水补给、污染物运移等过程紧密相关。土壤初始含水量、土体构型及供水强度等因素均会影响水分的入渗过程。为探究积水深度、土体构型、初始含水量三种因素对层状土壤水分运移的影响,通过室内积水入渗试验对湿润锋、累积入渗量、土壤剖面压力水头进行观测,并利用Hydrus-1D模型反演水力参数并对相应条件下的水分运移规律进行模拟和分析。结果表明,层状土壤中湿润锋随时间的推进方式由非线性过渡至线性,入渗率逐渐减小。三种因素作用下,层状土壤水分运移特征有明显差异:积水深度、土壤初始含水量增加时,湿润锋运移速率和入渗率均增大,且各观测点压力水头升高加快,土壤不饱和程度降低;上砂壤下粉砂壤构型较上粉砂壤下砂壤构型而言,整体湿润锋推进速率和入渗率较大,出流快,且入渗后期界面处的压力水头高于其他观测点。且结果表明,反演的水力学参数较拟合实测的参数更适用于层状土壤入渗的模拟和预测。该研究旨在揭示和掌握层状土壤水分运移规律和影响因素的作用机制,并进一步为农田灌溉措施的合理制定提供科学依据。     

估算地下水补给量的新方法-SWATMOD耦合模型简介

近年来,随着经济社会的飞速发展,生产生活用水量的迅速增加导致供需矛盾增加,地下水资源也被过度开采。为了避免过度开采地下水资源而造成严重的环境问题和更好地可持续开发和利用地下水资源,我们需要更为准确的估算地下水补给量。地表水与地下水存在密切联系。为了更好的掌握地下水与地表水的资源情况,地表水与地下水的耦合就十分重要。因此,SWATMOD耦合模型便应运而生,它是一种将地表与包气带水文过程与地下水流过程有机的结合在一起考虑的模型,能够提高地下水补给量估算的精确度。     

基于CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展

CRISPR/Cas9是最近发现的一种新型的基因组定点编辑技术。该系统为细菌与古细菌中抵御外源病毒和质粒DNA入侵的获得性免疫机制系统,与TALEN和ZFN技术设计相比更加简单、更容易操作,目前,该技术已成功应用于人类细胞、细菌、斑马鱼、猪、小鼠、食蟹猴以及多种植物的基因组精确修饰,是最具有临床与应用前景的基因治疗技术之一。     

刺参血系统的超微结构观察与功能探讨

在光学显微镜、扫描电镜和透射电镜下观察刺参血系统的组织细胞结构，探讨血系统的生理功能，结果显示：(1)刺参的血系统由复杂的管网构成，排列紧密的血管上皮细胞和上皮下连续成层的基膜，构成血系统中连续而封闭的管状结构，管腔中充满血液，血系统的管网承担了血管输送血液的功能，并通过与呼吸树的连接完成血液的气体交换。(2)血管上皮细胞游离面的细胞膜、微绒毛和吞饮小泡呈酸性磷酸酶阳性反应，表明细胞具有吸收功能。血管上皮细胞内的小泡在管壁内外的物质运输中起作用。由单层细胞和基膜构成的血管壁是血液与体腔液进行物质交换的场所。(3)血管上皮细胞富含内质网、脂滴、线粒体及分泌自噬体，具有类固醇激素分泌细胞的超微结构特点，可能与刺参体内的固醇合成有关。     

Cd/Cu/Pb对磺胺嘧啶在土壤中吸附迁移的影响

通过室内批平衡实验和土柱出流实验,探讨了不同浓度镉(Cd)及相同浓度的Cd、铜(Cu)、铅(Pb)对磺胺嘧啶在土壤中吸附、迁移的影响,并分别用Freundlich、Langmuir、Linear方程及Hydrus-1D中的单点和两点吸附模型模拟其在土壤中的吸附、运移过程。结果表明:当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时促进磺胺嘧啶的吸附;Cd浓度为1.0、300.0mg·kg~(-1)时抑制磺胺嘧啶吸附;Cd浓度为100.0 mg·kg~(-1)时对磺胺嘧啶的吸附无影响;300 mg·kg~(-1)的Cd、Cu、Pb存在时,磺胺嘧啶吸附量大小顺序为:CdCuPb。土柱出流实验中,当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时,磺胺嘧啶在土柱中的迁移速度最慢,其他浓度对迁移影响不明显;Cd、Cu、Pb相比较而言,Cu存在时磺胺嘧啶的迁移最快,Cd存在时迁移最慢。在对静态吸附特征的拟合过程中,Linear方程拟合效果最好,决定系数R~2均在0.98以上;Hydrus-1D模拟时,两点模型可更好地拟合磺胺嘧啶的运移特征,R~20.907,均方根误差RMSE0.051,瞬时吸附f所占分数较高,说明磺胺嘧啶在迁移过程中存在较大程度的瞬时吸附。     

改性海带对直接染料的吸附性能研究

迄今为止,能够处理染料废水的方法很多,但吸附法因其经济高效、简单易行、材料来源广泛等优势,使得在国内外应用广泛。本研究以海带为原料,通过酸改性制备吸附剂,考察其对一种直接染料(直接耐酸大红4BS)的吸附性能及主要因素对改性海带吸附染料的影响,探讨了吸附动力学、吸附等温线等。结果表明,最适宜的吸附条件为:溶液初始p H为2,吸附剂投加量为0.3 g,初始浓度为100 mg?L-1,温度为30℃,吸附时间为600 min。在此条件下,染料废水的去除率达99.19%。吸附动力学遵循伪二级动力学方程,吸附等温线用Freundlich模型较好地描述。     

不同钙制剂对烟富3号苹果采后贮藏品质的影响

研究硝酸钙、山梨醇混合钙(螯合率为0%)和山梨醇螯合钙(螯合率为100%)处理对烟富3号苹果在贮藏期间主要生理生化指标的影响,探讨其对果实软化的响应机制,以期为苹果采后保鲜提供理论依据。以烟富3号苹果为试材,采后分别浸泡在钙离子质量分数均为0.34%的上述钙制剂20 min,以清水为对照,研究不同形态钙处理对果实硬度、可溶性固形物、酸度、原果胶、维生素C、丙二醛含量和果胶甲酯酶、超氧化物歧化酶活性的影响。结果表明,与对照相比,不同钙形态处理均能维持果实硬度、酸度、可溶性固形物和原果胶含量,抑制果胶甲酯酶活性与丙二醛含量增加,并提高维生素C含量和超氧化物歧化酶活性。其中,在贮藏60 d时,对照、硝酸钙、山梨醇混合钙和山梨醇螯合钙处理的果实硬度分别较初始状态下降30.89%、24.92%、23.07%和22.94%,以山梨醇螯合钙浸泡处理效果最优。因此,可通过采后浸泡山梨醇螯合钙来提高苹果贮藏品质,延长苹果贮藏期。     

根际微生物组构建的影响因素研究进展

基于根际微生物调控作物生长发育已成为生态健康和农业发展研究的热点。综述了国内外关于植物根际微生物组构建影响因素的相关研究进展,探讨了根际周边微生物从土壤进入植物根系内部的定殖选择过程,重点关注植物本体、土壤类型、地理位置、生长环境等因素对植物根际微生物组的调控作用,揭示国内外研究中发现的影响根际微生物组构建的主控因素,阐明根际微生物组-宿主复杂的互作关系,以期为绿色农业、环境生态保护等研究提供新的思路。     

水盐梯度对滨海湿地土壤养分指标和酶活性的影响

[目的]研究海水入侵对滨海湿地土壤性质的影响,为分析水盐梯度对土壤养分指标和酶活性的影响机制提供依据。[方法]采集胶州湾滨海湿地表层土壤并设计室内模拟试验,测定不同水盐梯度上的土壤养分指标和酶活性。[结果]盐分和水分对土壤pH值和容重(BD)的影响显著;土壤有机质(TOM)、氨氮(NH_4~+-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、蔗糖酶(SA)、脲酶(UA)、碱性磷酸酶(APA)均随水梯度的增加表现为先升高后降低的趋势,在30%水梯度时达到最高值;土壤TOM,AP,AK,SA,UA,APA均随盐梯度的增加而降低,NH_4~+-N随盐梯度的增加而增加。土壤SA与TOM,AP,AK存在显著正相关关系;APA与TOM,AP,AK,BD显著正相关;UA与pH值,BD显著正相关,与NH_4~+-N具有一定的相关性。[结论]在一定范围内,土壤中水分过高或过低、盐分增加均会对土壤养分含量和酶活性产生抑制作用;土壤养分和酶活性之间存在密切的相关关系。     

常规阳离子存在时Mg-Al-CO3 LDH对土壤中Cd吸附迁移的影响

层状双氢氧化物(Layered double hydroxide, LDH)是土壤中常见的矿物组分,而Na~+、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)更是土壤溶液中的主要阳离子,它们共存条件下对重金属污染物在土壤中的行为过程影响如何是一个需要探讨的科学问题。通过批量静态吸附实验、动力学实验和室内土柱迁移实验,研究不同阳离子与Mg-Al-CO_3 LDH共存时对重金属Cd在土壤中吸附迁移的影响。运用伪二级动力学模型、Elovich模型及内扩散模型对吸附动力学数据进行拟合,并对Mg-Al-CO_3 LDH吸附Cd前后的样品进行红外光谱分析及X射线衍射分析,以探究其吸附机理。结果表明:Mg-Al-CO_3 LDH的存在使土壤pH升高,且Mg-Al-CO_3 LDH含有大量CO_3~(2-),使得土壤对Cd的吸附能力增强;阳离子类型不同时,无论土壤中是否含有LDH,其对Cd的吸附量均表现为阳离子价态越高,吸附量越小。伪二级动力学模型拟合效果非常好,R~2均接近于1,说明土壤对Cd的吸附能力与吸附位点有关;内扩散模型拟合结果揭示土壤对Cd~(2+)吸附的速率受液膜扩散、颗粒间扩散、化学反应等综合作用的控制。不同阳离子类型对Cd在土壤中吸附迁移的影响不同,Cd迁移能力表现为随背景阳离子价态升高迁移能力增强;Mg-Al-CO_3 LDH的存在抑制了Cd的迁移。红外光谱及X射线衍射分析表明,Mg-Al-CO_3 LDH对Cd~(2+)的吸附机理主要为Cd~(2+)与Mg-Al-CO_3 LDH上的CO_3~(2-)反应生成CdCO_3沉淀。Mg-Al-CO_3 LDH对不同阳离子的吸附机制不同,影响着重金属Cd在土壤中的吸附迁移过程。