蚯蚓作用下土壤化学组成和性状的动态变化

通过室内培养试验研究赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)和威廉环毛蚓(Metaphire guillelmi)对土壤化学组成和性状的动态影响.结果表明:接种蚯蚓可显著提高土壤pH和电导率;蚯蚓作用49 d后土壤化学组成也发生明显变化,接种赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓处理的土壤碳水化合物含量分别比对照增加43.22,44.76 mg/kg,酸解氨基酸含量分别增加15.34,12.52 g/kg,植物激素GA3含量分别增加11.21,13.68mg/kg,IAA含量分别增加8.99,8.81mg/kg,而多酚含量却显著降低了7.79,7.48mg/kg.不同处理土壤化学组成和性状随时间变化趋势各有不同,2种蚯蚓作用下,土壤pH和碳水化合物含量均在前7d急剧增加,之后变化趋于平缓;而土壤多酚含量在前7d显著降低,此后也趋于平缓;土壤植物激素GA3含量在前35 d持续增加,而后无显著变化;土壤植物激素IAA、电导率和氨基酸含量随培养时间增加而持续增长,直至培养结束(49 d).     

镉诱导的蚯蚓全长cDNA文库的构建与初步鉴定

采用人工土壤法，研究重金属镉(Cd2+)对成熟赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）的急性毒性,表明蚯蚓对镉具有较强的耐受性。Trizol法提取蚯蚓RNA后，采用Clontech公司的CreatorTM SMARTTM cDNA文库构建试剂盒，成功构建了低剂量Cd2+（200 mg•kg-1）诱导的蚯蚓cDNA文库，其库容量为3.02×105 pfu/mL,扩增后滴度为8.67×109 pfu/mL，重组率为97.3％, 绝大多数的cDNA插入片段≥0•5 kb,平均长度≈1•0 kb。所够建的cDNA质粒文库容量及插入片段大小符合合格文库要求, 为进一步筛选蚯蚓体内解毒、免疫相关基因，寻找生物标志物奠定了基础。     

转基因抗虫棉对赤子爱胜蚓生长、生殖及SOD活性的影响

转基因抗虫棉给人类带来经济效益的同时,也存在生物安全性问题。蚯蚓通过影响土壤的物理和生物性质使土壤肥力发生变化。目前国内外针对转基因抗虫棉对蚯蚓的影响研究十分有限,本研究通过室内喂养试验研究了转基因抗虫棉对赤子爱胜蚓生长、生殖及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。试验设置5个处理:100 g牛粪+500 g土壤(CK)、50 g转基因抗虫棉叶+550 g土壤(50T)、100 g转基因抗虫棉叶+500 g土壤(100T)、50 g非转基因抗虫棉叶+550 g土壤(50NT)、100 g非转基因抗虫棉叶+500 g土壤(100NT)。结果表明,喂养同等剂量转基因抗虫棉叶与非转基因抗虫棉叶的蚯蚓体重变化趋势基本一致,总体来说喂养100 g棉叶(100T和100NT处理)的蚯蚓体重高于喂养50 g棉叶(50T和50NT处理)和喂养牛粪(CK)的蚯蚓。在培养试验结束时,喂养100 g转基因抗虫棉叶(100T处理)蚯蚓体重下降为前一次测定时的23.8%。喂养同等剂量的转基因抗虫棉叶和非转基因抗虫棉叶的蚯蚓茧数和新产生的小蚓数无显著差异(在0 27和0 57之间变化),但喂养100 g转基因抗虫棉叶(100T处理)的小蚓数低于其他处理。在大多数培养时间内,同等剂量转基因抗虫棉叶处理对蚯蚓体内SOD活性的影响与非转基因抗虫棉叶处理差异不显著,但是在试验结束时(201 d),喂养50 g棉叶(50T和50NT处理)的蚯蚓体内SOD活性显著高于喂养100 g棉叶(100T和100NT处理)的蚯蚓。     

不同有机物料接种蚯蚓对设施菜地土壤 培肥及作物生长的影响

设施蔬菜栽培长期施用过量化肥,往往导致土壤质量退化及作物产量降低等问题。因此,采用生态友好的农业生产方式已成为农业可持续发展的趋势。本研究在野外调控试验的第3年采集作物和土壤,研究了施用不同有机物料条件下,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对设施菜地土壤性质和作物生长的影响。结果表明,在不同有机物料施用下接种赤子爱胜蚓均显著地提高了黄瓜和菠菜的产量,其中在施用腐熟牛粪+食用菌渣条件下接种赤子爱胜蚓效果最显著。此外,在腐熟牛粪和腐熟牛粪+食用菌渣施用条件下,接种赤子爱胜蚓显著地提高土壤的硝态氮(NO3–-N)、团聚体平均重量直径(MWD)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和代谢熵(q CO2),而在施用商品有机肥的处理中,接种赤子爱胜蚓仅显著地提高了土壤NO3–-N和q CO2。本研究促进了对蚯蚓在设施农业生态系统中服务功能的理解,并为设施农业生产提供了理论基础。     

蚯蚓中菲分布的分层次方法研究

The distribution of heavy metals in earthworms has been widely studied, highlighting the importance of the fate of these metals.However, little information is available on the distribution of hydrophobic organic contaminants(HOCs) within earthworms. The aim of this study was to propose a hierarchic method to study the distribution of phenanthrene(PHE), a typical HOC, in Eisenia fetida at several levels: sub-organism(pre-clitellum, clitellum and post-clitellum), tissue(body wall, gut and body fluid) and subcellular(intracellular and extracellular fractions). Earthworms were incubated in the soils amended with low(LC, 10 mg kg-1) and high concentrations(HC, 50 mg kg-1) of PHE and sampled at different time intervals. At the sub-organism level, the distribution of PHE was homogeneous among the sub-organism fractions in the LC treatment but heterogeneous in the HC treatment and gradually reached the following form of post-clitellum ≈ clitellum pre-clitellum. The uptake and elimination kinetics of PHE in the sub-organism were well described by a one-compartment model. At the tissue level, the concentration of PHE followed the order of gut body fluid body wall; while at the subcellular level, the concentration of PHE in the extracellular fraction was 1.23 to 4.68 times higher than that in the intracellular fraction. Therefore, the simple circulatory system of earthworms may account for the PHE distribution at the sub-organism level. Partition pathways(passive diffusion) of PHE between the body wall, body fluid and gut as well as the processes of PHE entrance into the inner cellular compartment via passive diffusion were experimentally supported.     

聚丙烯酰胺对蚯蚓的毒性效应

聚丙烯酰胺作为全球应用最广泛,用量最大的水处理剂,而其排放到环境中可能会对生态环境形成潜在的威胁。该研究在人工土壤条件下,通过急性和亚急性暴露试验研究了聚丙烯酰胺和丙烯酰胺对赤子爱胜蚓存活、生长和繁殖的影响,旨在评价聚丙烯酰胺和丙烯酰胺对蚯蚓的毒性效应。结果表明,聚丙烯酰胺和丙烯酰胺对蚯蚓的半致死剂量分别为大于2000和164.01?mg/kg,聚丙烯酰胺比丙烯酰胺毒性低;在急性和亚急性毒性暴露期内,聚丙烯酰胺对蚯蚓的存活和生长无显著影响;而当丙烯酰胺浓度大于100?mg/kg时即对蚯蚓的存活和生长产生显著的影响（P＜0.05）。聚丙烯酰胺和丙烯酰胺均对蚯蚓的繁殖能力有非常显著的影响（P＜0.05）。因此残留于污泥中的聚丙烯酰胺对环境有一定的潜在风险。     

海南富硒地区水稻富硒品种的筛选

硒是环境中重要的生命元素,对人和动物的健康有重大的影响.在海南儋州地区,针对不同的水稻(O-ryza sativa)品种进行了田间试验调查.结果表明,不同的水稻品种糙米中硒含量变幅为0.100～1.256 mg·kg-1,平均含量为0.378 mg·kg-1,高于全国的平均水平(0.025±0.011)mg·kg-1.不同水稻品种成熟期糙米、谷壳、茎秆的硒含量大小顺序为谷壳>糙米>茎秆;不同基因型水稻品种成熟期糙米、谷壳、茎秆硒含量差异很大,不同品种具有不同的富硒能力;经过数据分析后得到了3个天然含硒量较高的品种.     

赤字爱胜蚓对土壤中镉富集的初步研究

将赤字爱胜蚓放在镉浓度分别为0、200、300、400、500、600、700mg·kg-1的土壤中培养60d后,用原子吸收分光光度计法测定镉在蚯蚓不同部位的分布、蚓粪中镉的含量。结果表明,赤字爱胜蚓对土壤中的镉具有较强的富集能力。当土壤中镉浓度为200mg·kg-1时,蚯蚓体内镉浓度为305mg·kg-1,相当于蚯蚓体重的0.03%;土壤镉浓度200～500mg·kg-1,蚯蚓对镉的富集系数在5以上;蚯蚓第XV体节后的肠道部是镉的主要吸收部位。研究结果表明,蚯蚓对于中轻度镉污染的土壤修复治理效果较为理想。     

赤子爱胜蚓处理鸡粪的试验研究

对“赤子爱胜蚓”处理鸡粪的试验研究结果表明:蚯蚓在堆肥7d以上鸡粪中的生长和繁殖情况均比干鸡粪中好;堆肥28d的饵料中,蚯蚓日增重倍数最高达0.08;堆肥35d的饵料中,蚯蚓日繁殖倍数最高达0.13。与饵料相比,蚓粪C/N值降低,NH4-N含量显著下降,而NO3-N含量显著升高。     

赤子爱胜蚓谷胱甘肽和丙二醛含量变化指示重金属污染土壤的生态毒性

为探讨赤子爱胜蚓谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量变化对重金属污染土壤生态毒性的指示作用,在试验室模拟条件下,利用人工土壤和自然土壤,研究了重金属含量与蚯蚓GSH和MDA含量变化的剂量效应关系。结果显示,在人工土壤试验中,Cu可诱导蚯蚓GSH和MDA含量上升,暴露2 d、7 d、14 d后,Cu浓度与蚯蚓GSH含量的相关系数分别为0.556、0.807和0.775,与MDA含量的相关系数分别为0.760、0.672和0.544,均存在显著的剂量效应关系(p<0.05)。自然土壤试验结果显示,赤子爱胜蚓的GSH和MDA含量与土壤Cu全量的偏相关系数分别为-0.830(p<0.001)和-0.599(p<0.05),与Cd全量的偏相关系数分别为-0.697(p<0.05)和-0.690(p<0.05)。同时发现,赤子爱胜蚓GSH含量变化对土壤重金属响应的敏感性要高于MDA。     

叶面过量施硒对玉米产量、硒和矿质营养元素含量的影响

为了明确过量施硒对作物生长的毒害效应,为合理施用硒肥提供依据,本研究在田间条件下探究了叶面过量施硒对糯玉米京科糯2000和普通玉米郑单958两个品种产量、硒含量和矿质营养元素含量的影响。结果表明,叶面喷硒量(亚硒酸钠)≤0.2 g·L^-1时,京科糯2000植株生物量和籽粒产量与对照(不喷硒)相比持平或略有增加,未表现出毒害效应;京科糯2000在叶面喷硒量≥0.5 g·L^-1时,郑单958在叶面喷硒量≥0.1 g·L^-1时,其植株生物量和籽粒产量均明显降低;随着叶面喷硒浓度的增加,两品种玉米籽粒硒含量均逐步增加,郑单958产量和籽粒硒含量的变化幅度高于京科糯2000。叶面喷硒可显著提高玉米籽粒锌和铁的吸收量,对铜、磷、镁和钙的吸收基本无影响,但抑制硼的吸收。总体来看,过量施硒抑制2个不同品种玉米生长,造成产量下降,但可提高籽粒硒、锌和铁的营养水平。本研究对玉米微量元素营养调控具有一定的借鉴指导意义。     

内源调控与外源补硒对红壤中硒有效性及水稻产量的影响

通田间试验,比较了富硒红壤增施钙镁磷肥或喷施作物生长促进剂的内源调控处理与施用硒肥或喷施硒素的外源补硒处理对土壤中硒的化学有效性、水稻生长的影响以及水稻吸收硒的效果。结果表明,内源调控处理与外源补硒处理均提高了土壤中硒的化学有效性,促进了水稻生长,且都使得水稻籽粒的硒含量达到江西省富硒大米地方标准(70~300μg kg~(-1)),其中,增施钙镁磷肥并配施氨基酸叶面肥的内源调控处理使稻米中硒含量达到了0.081±0.004 mg kg~(-1),增幅达到极显著水平(P0.01),与外源补硒的效果接近。因此,在富硒地区通过土壤内源调控措施能充分利用土壤硒素资源,生产富硒农产品,具有较好的应用前景。     

施硒对芦笋硒含量与品质的影响

以大棚种植的4年生绿芦笋"井冈701"为试材,研究不同浓度的亚硒酸钠溶液的不同施用方式对芦笋含硒量和营养品质的影响。结果表明,叶面喷施和土壤浇灌两种方式对芦笋体内硒的积累呈现不同的特点,但均能显著提高总硒含量,其浓度跟施硒浓度成正相。土壤浇灌100 mg kg~(-1)亚硒酸钠溶液可使芦笋嫩茎总硒含量在2个月以上的时期内持续稳定在100μg kg~(-1)的安全范围内,效果最好。而有机硒含量随施硒浓度的增加先升高后下降。施用适当浓度的亚硒酸钠能提高芦笋嫩茎的Vc和总蛋白质含量,改善芦笋的营养品质。     

富硒花生品种筛选及外源调控花生富硒生产技术研究

本研究通过田间试验,测定不同花生品种的自然富硒能力及对外源硒的利用指数,然后通过施用外源硒,研究不同调控措施对花生籽粒硒含量及外源硒利用率的影响,为富硒花生生产提供技术参考。研究结果表明:自然条件下,12个花生品种春花生籽粒的硒含量在0.041～0.180 mg/kg,秋花生籽粒的硒含量在0.039～0.066 mg/kg,外源硒的利用指数为2.3～3.7。施用外源硒肥均能显著提高花生籽粒硒含量,含硒肥料基施、淋施和叶面喷施情况下,花生籽粒对外源硒的利用率分别为0.056%～0.064%、0.23%～0.25%和3.74%～4.99%。可见,不同花生品种间硒的富集能力和对外源硒利用能力均有差异,而叶面喷施的硒肥施用方式下花生对外源硒的利用率最高。     

蚯蚓分子生物标志物在土壤氯代苯胺类污染评价中的应用研究

采用紫外分光光度法测定DNA加合物的形成及Western-Blot技术检测蚯蚓热休克蛋白70（HSP70）的表达,研究了蚯蚓DNA加合物和HSP70作为分子生物标志物在土壤氯代苯胺化合物污染评价中的应用。DNA加合实验的结果表明,随着3,4-二氯苯胺浓度的增加（0.77、1.55、3.10 mg.mL-1）,特征吸收峰的位移发生显著改变,交联率呈现负相关;Western-Blot检测结果表明,3,4-二氯苯胺处理后蚯蚓HSP70表达增加,与空白组比较有显著性差异。     

石灰性土壤有效硒浸提剂和浸提条件研究

采用外源硒加入土壤中得到硒污染土壤,6种有效硒的浸提剂NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳浸提时间和土液比进行了筛选,并通过盆栽试验对所选择的土壤有效硒浸提剂进行生物学校验,以找出石灰性土壤有效硒提取适宜的浸提剂及其浸提条件。结果表明,NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl26种浸提剂有效硒浸提量都随着浸提土液比的减小而增大,且随浸提时间的增长而增大。其中NaHCO3和KH2PO4最佳土液比为1/15,振荡时间90min;K2SO4和AB-DTPA的最佳土液比为1/15,振荡时间60min;EDTA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳土液比则为1/20,振荡时间30min。6种浸提剂在各自最佳的提取条件下提取的土壤有效硒量与白菜地上部分硒含量达极显著正相关,但土壤有效硒的提取量以DTPA＋TEA＋CaCl2及K2SO4最少,只占KH2PO4、AB-DTPA及EDTA提取量的14%～48%,故不适用于作为石灰性土壤有效硒的提取剂。NaHCO3适用于土壤硒含量高于5mg·kg^-1的石灰性土壤有效硒提取。KH2PO4、AB-DTPA及EDTA3种浸提剂既可提取土壤中水溶态硒,亦可提取部分的吸附态硒,提取硒数量较多,过程简单,重复性好,都可作为石灰性土壤有效硒提取的浸提剂。     

不同用量腐植酸对土壤有效硒含量和硒的形态以及大蒜硒吸收的影响

采用室内土培和网室盆栽的方法,研究了不同用量的腐植酸对土壤有效硒含量和硒形态以及大蒜硒吸收规律的影响。结果表明:土壤有效硒含量随着腐植酸用量的提高而增加,20%OM处理的土壤有效硒含量(43.3~50.6μg·kg~(-1))10%OM(37.6~48.8μg·kg~(-1))5%OM(36.0~44.1μg·kg~(-1))CK(33.0~41.5μg·kg~(-1))。可溶态硒与土壤有机质含量的关联度最大(关联系数为0.821),其次为有机硫化物结合态硒(关联系数为0.693),铁锰氧化物结合态硒关联度最低(关联系数为0.482)。随着腐植酸用量的增加,土壤有机质含量得到相应提高,土壤中有机质的含量与可溶态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒和有机硫化物结合态硒呈显著正相关,其相关系数分别为0.963、0.962和0.906,而与其他形态的硒相关性不明显。大蒜各部位干重的硒含量为根(0.167~0.653 mg·kg~(-1))茎(0.114~0.326 mg·kg~(-1))叶(0.056~0.086 mg·kg~(-1)),且4个处理大蒜鳞茎鲜重的硒含量为0.018~0.110 mg·kg~(-1),均达到了富硒食品标准(HB001/T—2013)。     

恩施野生川续断的硒含量与富硒特征

为了认识恩施野生川续断的硒含量及其富硒特征,在恩施地区8个不同硒含量地点采集了川续断植株及其生长地的土壤样品,运用氢化物发生原子荧光法测定了川续断根、茎、叶、花和土壤样品的硒含量,分析了野生川续断的富硒特征。结果表明:①供试川续断样品根、茎、叶、花和土壤样品的硒含量变化范围分别为0.029～94.87、0.008～39.45、0.040～123.14、0.026～143.94和0.6～277.3mg/kg,且不同部位的硒含量与土壤硒含量均呈极显著的线性相关;②供试川续断样品对硒的生物富集系数和转运系数分别为0.012～0.727和0.279～2.200,均以茎最低;③根据川续断对硒的转运系数可以将所采集的川续断样品分为叶富集型和花富集型,低硒土壤环境下,川续断为叶富集型,高硒土壤环境下,川续断为花富集型;④恩施野生川续断在高硒土壤环境中仍能正常生长,具有较强的富集土壤硒的能力,应属于聚硒植物。本结果对川续断在富硒环境下的培育和开发具有实际意义。