转Bt基因作物毒素在土壤中降解特性的研究进展

总结了国内外转Bt基因作物在土壤中降解特性的研究结果,讨论了土壤有机、无机组分与毒素蛋白的关系,阐明了转基因毒素蛋白在土壤中的降解与影响因素,揭示了转Bt基因作物在土壤中降解的生态环境效应,并提出了今后应深入研究的问题和方向.     

不同水分条件下尿素与硫酸铵对碱性水稻土 N2O释放途径的影响

【目的】明确土壤水含量与氮肥类型对碱性水稻土N_2O释放总量及释放途径的影响,为制定合理的农田氮素管理措施及减少土壤N_2O排放提供理论依据。【方法】以潮土性水稻土(pH 7.9)为供试土壤,通过室内培养调整不同的土壤水含量,即调节土壤最大持水量(WHC)分别为50%、80%、100%、120%和160%,施用尿素与硫酸铵(N 100 mg/kg)两种氮肥,使用乙炔(C2H2,10 Pa)与氧气(O2,100 k Pa)抑制100%WHC时不同氮肥处理的自养硝化与反硝化过程,利用气相色谱及流动分析仪测定不同处理下土壤的N_2O排放量、硝态氮与铵态氮含量。【结果】对比不施肥处理(CK),尿素和硫酸铵处理的N_2O排放速率与累计排放量明显提高,其中尿素对N_2O排放速率的影响大于硫酸铵,且随着土壤水含量的增加,尿素和硫酸铵处理的N_2O排放速率均呈先增大后减小的变化趋势。施氮后土壤自养硝化和异养硝化作用中N_2O排放速率均有所提高,且施氮处理自养硝化对N_2O排放的贡献大于异养硝化作用,但尿素与硫酸铵对自养和异养硝化过程N_2O排放贡献的影响存在差异。硫酸铵提高了自养硝化对N_2O排放的贡献,降低了异养硝化的贡献,分别由CK的31.0%提高到49.0%,以及从63.0%降低至5.3%;尿素却同时降低了自养硝化和异养硝化对N_2O排放的贡献,分别由31.0%降低到25.0%及由63.0%降低到1.7%。【结论】碱性水稻土N_2O释放速率随土壤水含量的增加呈先增加后减小的趋势,不同土壤水含量下尿素的N_2O累积释放量均高于硫酸铵。添加氮肥降低了异样硝化对N_2O释放的贡献,硫酸铵与尿素分别由自养硝化和反硝化作用起主导作用。因此,旱地土壤施用尿素、水田施用铵态氮肥有利于减少N_2O释放。     

乙酸盐对几种地带性土壤吸附Bt毒素的影响

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称B t)近缘于蜡状芽胞杆菌,革兰氏染色阳性,在其芽孢形成过程中产生B t杀虫晶体蛋白。B t是目前应用最广的生物杀虫剂之一,其杀虫原理也被广泛应用于转基因抗虫育种实践中。转B t基因作物的外源基因表达产物B t杀虫晶体蛋白可通过根系分泌物或作物残茬等方式进入土壤[1,2],其残留会影响土壤生态系统平衡[3]。纯化的B t毒蛋白可被黏土矿物、腐殖酸和有机矿质复合体等活性颗粒快速吸附,且不易解吸[3~5]。吸附后毒素蛋白仍具有杀虫活性,毒性甚至较游离态的还强[6];红外光谱和X射线衍射表明,吸附后毒素蛋白结构仅有微小变化[4]。毒素     

氮肥品种和含水量对水稻土N2O排放速率及排放过程的影响

稻田是全球重要的N_2O排放源,氮肥有效性和水分状况是影响稻田N_2O排放的关键因素。为探明水稻土在施用尿素和硫酸铵时,水分变化对短时间内N_2O总排放速率及不同硝化过程(自养硝化、异养硝化、非生物作用)贡献的影响,通过室内培养实验,采用乙炔抑制法,测定了不同时间段N_2O释放量,并计算释放速率。结果表明:施用氮肥可以显著提高自养硝化、异养硝化及总过程的N_2O排放速率,并且施尿素处理N_2O排放速率大于施硫酸铵。随着土壤水分含量由48%增加至160%,总N_2O排放速率以及自养硝化、异养硝化N_2O排放速率显著增加。供试水稻土N_2O的产生主要是由生物过程主导的,其中硝化作用(包括自养硝化、异养硝化)最高贡献达51.1%,非生物作用贡献所占比重很小。这些结果可为科学施肥,降低农田土壤N_2O排放提供科学依据。     

钾肥施用对棉花产量、品质和养分吸收的影响

为揭示不同钾肥对棉花产量、品质和养分吸收的影响,在施用N、P的基础上,选用等钾量的硫酸钾、硫酸钾镁、氯化钾,在荆门市沙洋县进行了田间小区试验。结果表明,增施钾肥能改善棉花的经济性状,显著提高棉花产量。硫酸钾、硫酸钾镁、氯化钾处理的棉花产量分别比不施钾增产10.2%、12.7%、8.4%,在纤维品质上,硫酸钾镁、硫酸钾处理优于氯化钾处理。钾肥促进棉花对N、P、K的吸收,硫酸钾、硫酸钾镁、氯化钾对养分的吸收增加幅度分别是N23.6%～26.9%,P12.0%～13.3%,K27.1%～29.7%,即对K的吸收影响最大,N素次之,P最低。由于硫酸钾镁的价格比硫酸钾高,故从整体肥效和经济方面考虑,硫酸钾更利于棉花的增产优质。     

磷-铅-柠檬酸在红壤胶体上相互作用机理初探

以红壤胶体为对象,通过等温平衡试验,研究了柠檬酸对红壤胶体吸附磷的影响,以及吸附磷和柠檬酸后弃去上清液(次级吸附)和保留上清液(共吸附)两种方式对红壤胶体固定铅的影响。结果表明,柠檬酸对红壤胶体磷吸附产生抑制作用,且随着柠檬酸浓度增加而抑制作用增强;用Langmuir方程拟合时,红壤胶体对磷的吸附反应常数K、最大吸附量X m均随柠檬酸初始浓度增加而降低。吸附磷和柠檬酸后,两种处理方式对铅的固定量影响有明显差异,总体上,次级吸附试验中铅的固定量低于共吸附;且两种方式中铅的固定量均随磷初始浓度及磷吸附量的增加而增加,随柠檬酸浓度升高而降低。共吸附中铅固定量在柠檬酸初始浓度为0.1 mmol L-1和磷初始浓度小于0.4 mmol L-1时达到较高值,说明在此浓度下磷和柠檬酸的共同存在促进了红壤胶体对铅的固定。     

施用叶面肥对不同基肥处理小白菜效果的研究

采用盆栽试验研究了喷施不同浓度营养叶面肥对不同基肥处理小白菜叶片养分含量、产量和品质的影响。试验设置为4个叶面肥浓度(0.0%、0.1%、0.5%、1.0%)与5个基肥(CK、1/2N、N、1/2NPK、NPK)的交叉处理。结果表明,喷施营养叶面肥后,不同基肥处理小白菜N、P、K、Ca、Mg含量、叶长、单株产量和Vc含量都有增加,硝态N有降低,基肥CK和1/2N处理喷施1.0%浓度叶面肥效果最好,基肥N、1/2NPK和NPK处理喷施0.5%浓度叶面肥效果最好,且喷施叶面肥对不同基肥处理小白菜叶绿素和可溶性糖含量都有增加作用。由于供试土壤养分含量较高,不同基肥处理小白菜都能正常生长,喷施叶面肥对小白菜产量、品质都有明显提高效果。     

超积累植物修复铜污染土壤的研究现状

铜是植物必需的营养元素,但是过量的铜会严重影响动植物的生长,随着现代工农业的发展,铜已经成为了我国重金属污染土壤中主要的污染元素之一。在污染土壤的修复措施中,植物修复是一种绿色技术,具有传统土壤治理方法所无法比拟的优点,也是现今国际环境修复的热点和前沿领域。近年来,我国铜污染土壤的植物修复研究发展很快,发现了海州香薷、鸭跖草、蓖麻等铜超积累植物,同时有机酸、耐铜微生物也能加强超积累植物的修复作用。综述了植物修复的一般原理,介绍了现今研究较多的超积累植物对铜的富集效果,超积累植物对铜的耐性及解毒机理以及其他因素的强化作用。     

南方主要土壤中铁铝氧化物对土壤吸附Bt蛋白的影响

[目的]研究Bt蛋白与南方主要土壤(砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤)的相互作用,探讨不同形态铁铝氧化物对吸附的影响.[方法]采用平衡吸附法研究Bt蛋白在不同土壤上的吸附特征,并用Langmuir方程进行拟合.[结果]Bt蛋白在去游离态铁铝砖红壤和红壤表面吸附曲线为H型,而在其它供试土壤表面的吸附曲线均为L型,可用Langmuir方程拟合;去除络合态铁铝土壤对Bt蛋白吸附量增加,而去除其它形态铁铝氧化物土壤上的吸附量均有不同程度的降低,且游离态铁铝对Bt蛋白吸附的影响最大;Bt蛋白在去除络合态铁铝土壤表面吸附亲和力最大,在去除游离态铁铝的供试土壤表面亲和力最小.[结论]除络合态铁铝外,游离态、非晶形态等铁铝氧化物能促进土壤对Bt蛋白的吸附,这将为Bt蛋白在土壤中环境风险评价提供参考.     

水溶性有机质对Cd和Zn在土壤表面竞争吸附的影响

采用平衡吸附法,研究了水溶性有机质(DOM)对Cd和Zn在一种碱性土壤表面竞争吸附的影响。结果表明:稻草DOM、污泥DOM、菜叶DOM的存在使Cd和Zn在二元重金属共存体系中的吸附量均降低,其中稻草DOM对重金属吸附的抑制率最高,污泥DOM次之,菜叶DOM的抑制强度最弱,且3种DOM对Zn吸附的抑制均强于对Cd吸附的抑制,进而减弱了Cd与Zn之间竞争吸附的强度。相对于20℃而言,稻草DOM在30℃和40℃时加剧了Zn和Cd在土壤表面竞争吸附的强度。研究结果有助于对多种重金属复合污染土壤的合理评价和有效治理。