高温诱导叶用莴苣抽薹过程中碳氮的变化分析

为了明确叶用莴苣高温抽薹的生理学基础,以叶用莴苣易抽薹品种G-B30、G-B31和耐抽薹品种G-B4、G-B20为试材,研究叶用莴苣高温抽薹过程中各糖组分、可溶性总糖、淀粉、可溶性蛋白含量以及碳氮比的动态变化。结果表明,经高温处理后,除G-B20外,其他3个品种的葡萄糖、蔗糖和果糖含量均表现为抽薹临界期低于未抽薹时期。2个易抽薹品种均在抽薹临界期可溶性总糖含量达到最低,2个耐抽薹品种在花芽分化始期可溶性总糖含量最低。淀粉含量在花芽分化始期达到最大值,抽薹时期含量又迅速下降。2个易抽薹品种抽薹后期的半乳糖、可溶性蛋白质含量显著高于抽薹前,并有大量积累的趋势,而2个耐抽薹品种相反。2个易抽薹品种的C/N在抽薹期最低,2个耐抽薹品种在高温处理过程中C/N不断升高。综上,高温诱导叶用莴苣抽薹过程中可溶性蛋白、半乳糖、淀粉大量积累,而可溶性糖、葡萄糖、果糖、蔗糖含量及C/N降低。本研究结果为进一步探究叶用莴苣高温抽薹的分子机理提供了参考依据。     

改良剂对烟草吸收土壤中镉铅影响的研究

采用盆栽试验，研究3种改良刺对减少烟草吸收土壤重金属的效应。烟草生长在外源添加重金属达Pb300mg kg^-1和Cd 0.1mg kg^-1的污染土壤上，通过添加3种土壤改良剂，测定分析烟草在不同生长时期不同部位的生物量及重金属含量，探讨3种改良剂埘减少烟草吸收土壤重金属的效果。结果表明：Pb的转移系数小于Cd，说明这两种重金属在烟草体内的迁移能力是Cd〉Pb；与对照处理相比，所有修复剂处理的土壤重金属残留量较多；3种改良剂均在不同程度上减少了烟草不同部位重金属（Cd和Pb）的含量，且增加了烟草的生物量，都起到了一定的改良效果，本试验得到改良剂优劣顺序为：凹凸棒土〉骨粉〉活性炭。     

不同钝化剂组合对水稻各部位吸收积累Cd及产量的影响

为筛选出能有效抑制水稻各部位吸收积累Cd及提高产量的有机和无机材料钝化剂组合,选取贵州存在稻米镉超标的水稻土,以水稻盆栽试验研究15种钝化剂组合对土壤中可交换态Cd、水稻各部位吸收积累Cd及稻谷产量的影响。结果表明:施用15种钝化剂组合使土壤pH上升0.25～1.04,土壤阳离子交换量增加2.65%～50.96%,土壤有机质上升0.22%～17.20%,土壤可交换态Cd含量降低5.21%～20.56%;水稻根系、秸秆、稻壳和糙米中Cd含量分别降低6.66%～45.58%、12.88%～49.76%、27.15%～59.79%和12.85%～68.62%,稻谷产量增加20.59%～62.14%,水稻根、秸秆、稻壳和糙米富集系数范围分别为1.01～1.67、0.16～0.28、0.12～0.22和0.09～0.24,根系对Cd的富集能力最大。施用生石灰+钝化剂1+鸡粪、生石灰+钝化剂2+鸡粪、生石灰+钝化剂3+鸡粪和生石灰+钝化剂4+鸡粪4种钝化剂具有较好的降Cd效果,均使糙米中Cd含量低于0.2 mg·kg~(-1),符合国家食品污染物限量标准,且其增产作用又明显。该结果可为贵州山区稻田Cd污染土壤改良及安全利用提供科学依据。     

吡虫啉在叶用莴苣及土壤中的消解规律及安全性评价

通过在湖南、江苏、河北、宁夏、重庆、广东6地的田间试验,利用高效液相色谱串联质谱分析技术研究10%吡虫啉可湿性粉剂在叶用莴苣和土壤中的消解动态及其最终残留量,结果显示,吡虫啉在叶用莴苣和土壤中的消解动态符合一级动力学方程,其在叶用莴苣中的消解半衰期为3.9~4.6 d,在土壤中的消解半衰期为8.6~8.7 d。收获期吡虫啉在叶用莴苣中的残留量为<0.78 mg/kg,在土壤中残留量为<0.13 mg/kg。结果表明,吡虫啉属易降解农药,其在叶用莴苣上的最终残留量低于国际食品法典委员会(CAC)等规定的吡虫啉在圆生菜上的最大残留限量(2 mg/kg),按试验推荐剂量和方法使用是安全的,安全间隔期为7 d。     

叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-3701基因的克隆及高温胁迫下的表达分析

为探讨热激蛋白Hsp70基因在高温胁迫下的响应机制及其分子机理,分析Hsp70基因与叶用莴苣耐热性的关系,本研究通过同源克隆及RACE技术,克隆了叶用莴苣热激蛋白Ls Hsp70-3701基因的c DNA全长序列,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在叶用莴苣热敏品种P-S11和耐热品种G-S59中高温胁迫下的表达差异。该基因c DNA全长为2 191 bp,开放阅读框为1 950 bp,编码649个氨基酸,具有Hsp70家族特有的标签序列,与拟南芥、番茄、小麦等物种的Hsp70同源性达到90%以上。qRT-PCR分析显示,高温胁迫下该基因在2个品种中的表达均上调,在耐热品种中总体表达水平显著高于热敏品种,且在42℃高温下热敏品种P-S11中基因表达随着胁迫时间的增加受到抑制,而耐热品种G-S59中则能长时间保持较高的表达水平。结果表明,Ls Hsp70-3701基因可能与叶用莴苣耐热性相关。本研究为有效解决叶用莴苣高温抽薹问题提供了数据支持。     

赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田（潮泥田）水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4 948 kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3 000 kg·hm-2的处理水稻增产12.4%（P〈0.05）,水稻根Cd降低22.0%（P〈0.05）,糙米Cd（0.14 mg·kg-1）降低40.8%（P〈0.01）,并达到国家粮食卫生标准（GB2715—2005）;当赤泥施用量增至9 000 kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%（P〈0.01）,有效态Cd含量降低24.9%（P〈0.05）,水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%（P〈0.01）、54.5%（P〈0.01）和69.9%（P〈0.01）。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

不同改良剂对铅镉污染稻田的改良效应研究

试验于１９９９年在湖南省郴州市苏仙区白露塘镇的铅、镉中度污染稻田进行。设４种改良剂,３种用量水平外加空白对照计１３个处理,研究不同改良剂处理对水稻生长发育和产量以及糙米和土壤中铅、镉含量的影响,并分析了土壤铅、镉的形态变化。结果表明,除中、高量石灰处理外,其他各处理均能改善水稻的生长发育,促进干物质生产,提高产量;所有处理均可在一定程度上降低土壤和糙米中有效铅、镉含量;施用改良剂对土壤铅、镉形态变     

不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响

采用盆栽试验, 研究了施用石灰、钙镁磷肥、泥炭、碱渣4种土壤改良剂对外加镉污染的赤红壤上小白菜产量、镉吸收量、土壤有效态镉及pH的影响。结果表明: 外加1 mg·kg^-1和5 mg·kg^-1镉对小白菜生物量无显著影响, 且1 mg·kg^-1镉对小白菜生长有一定的促进作用; 施用改良剂对镉污染土壤上小白菜无显著增产效果。施用4种改良剂均能降低小白菜地上部镉含量, 作用效果为石灰≈泥炭>碱渣>钙镁磷肥。不同改良剂对小白菜根部镉含量影响不同, 泥炭和石灰在所有镉浓度下、钙镁磷肥在0和1 mg·kg^-1镉浓度下可显著降低根部镉含量, 而碱渣无明显作用, 种植两茬规律一致。土壤有效态镉含量与pH呈显著负相关; 施用石灰、碱渣、钙镁磷肥使土壤pH显著升高, 有效态镉含量显著降低, 从而降低小白菜对镉的吸收; 泥炭可显著提高土壤pH, 虽降低土壤有效态镉作用效果不显著, 但显著降低小白菜体内镉含量, 这可能与土壤中形成难以被植物吸收的镉有机结合物有关。两茬蔬菜种植结果显示, 施用后期改良剂对镉污染的抑制效果也较明显。     

不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Cd Pb的影响及机理

以潮泥田和红黄泥为供试土壤,利用盆栽试验研究了施用不同类型钙化合物（CaO、CaCO3、CaSO4）对水稻吸收累积Cd、Pb的影响及机理。结果表明,潮泥田施用CaO和CaCO3后,土壤pH值明显升高。当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,水稻糙米Cd含量也随之显著下降,降幅达26.3%;施用CaCO（30.24gCa·kg-1）和CaSO（40.24gCa·kg-1）后水稻糙米Cd含量降幅分别为23.7%（P〈0.05）和18.4%（P〈0.05）。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后,土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。当CaO施用量达到0.24gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,但水稻糙米Cd含量反而上升,当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时,与对照相比水稻糙米Cd含量增加34.5%（P〈0.05）;当CaO施用量增至0.48gCa·kg-1时土壤有效态Pb含量明显增加,水稻糙米Pb含量也随之显著增加,增幅达41.7%。在等钙（0.24gCa·kg-1）条件下,潮泥田及红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后因pH变幅较小导致水稻糙米Cd、Pb含量无明显差异。综合分析认为,利用钙化合物控制污染土壤上水稻对cd、Pb的吸收累积时,需要根据土壤Cd、Pb含量和pH综合考虑合理的钙化合物类型和用量。     

改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究

为探明田间条件下施用石灰、钙镁磷肥、海泡石和腐殖酸等改良剂对Cd污染酸性水稻土的修复效应和作用机理, 通过在Cd污染区建立田间小区试验, 研究了改良剂单施和与石灰配施对Cd污染酸性水稻土中Cd作物有效性的影响。结果表明, 施用改良剂有效地改变了土壤中Cd的存在形态, 除腐殖酸外, 其他改良剂均使土壤酸提取态Cd不同程度地转化为可还原态Cd和残渣态Cd; 施用改良剂可使0.1 mol·L^-1 NaNO₃和 0.01 mol·L^-1CaCl₂提取态Cd 降低26%~97%, 降低效果为石灰+海泡石>海泡石>石灰+钙镁磷肥>钙镁磷肥>石灰>石灰+腐殖酸>腐殖酸; 改良剂使水稻地上部分的Cd吸收量降低6%~49%。试验结果还显示, 施用改良剂提高土壤pH是引起土壤中Cd作物有效性降低的主要原因之一。根据田间试验的结果, 海泡石可推荐作为Cd污染酸性水稻土的改良剂, 而腐殖酸则不宜使用。     

木醋液对不同品种小麦富集转运Cd以及根际土壤Cd形态转化的影响

为探讨木醋液在重金属污染农田土壤修复应用的可行性,采用田间小区试验,研究木醋液施用对Cd污染农田中当地3个普遍种植品种小麦的生长及对重金属镉(Cd)的富集、转运及根际土壤Cd含量和形态等指标的影响。结果表明：施用木醋液显著提高各品种小麦籽粒和秸秆的生物量(p<0.05),各品种小麦秸秆Cd分布系数提高8.91%～20.44%,而籽粒和根的分布系数分别降低13.93%～35.93%,4.76%～18.76%;各品种小麦秸秆和根的Cd富集系数显著提高(p<0.05),表现为C品种>A品种>B品种;各品种小麦Cd在根—秸秆转运系数(TF_根—秸秆)显著提高(p<0.05),而Cd在秸秆—籽粒转运系数(TF_{秸秆—籽粒})除C品种外均显著降低(p<0.05)。各品种小麦根际土Cd含量比种植前分别降低0.26,0.23,0.21 mg/kg,施加木醋液处理根际土Cd含量比种植前降低13.11%～16.97%。小麦种植前后土壤Cd的赋存形态差异显著(p<0.05),可交换态和铁锰氧化物结合态显著提高(p<0.05...     

Cu Cd Pb Zn对酸性耕作土壤3种酶活性的影响

采用添加外源重金属和室内培养的方法,研究了Cu、Cd、Pb、Zn对1个酸性耕作土壤中脲酶、蛋白酶和过氧化物酶活性的影响。Cu添加浓度为50、100、200、400、600mg·kg^-1,Cd添加浓度为1、5、10、15、20mg·kg^-1,Pb添加浓度为100、300、500、800、1200mg·kg^-1,Zn添加浓度为50、100、200、400、800mg·kg^-1。结果表明,Cu、Cd、Pb、Zn对脲酶以抑制作用为主,4种重金属对酶毒性大小依次为Cu〉Cd〉Zn≥Pb,但在培养末期抑制作用都趋于减弱。Ph、Cu、Cd、Zn在前17d的培养中使蛋白酶酶活性急剧降低,以后蛋白酶活性维持在此较低水平上。短时间内（3d）Zn对过氧化物酶具有强烈的抑制作用,但总体看来4种重金属对过氧化物酶活性的影响均较小。上述结果表明,脲酶对农田土壤Cu污染具有指示作用,蛋白酶对农田土壤4种重金属污染都具有指示作用,过氧化物酶仅对土壤Zn的短期污染具有指示作用。     

不同氮肥施用模式对日光温室生菜品质及土壤环境影响

研究不同的氮肥施用模式对日光温室生菜品质及土壤环境影响。结果表明:生菜生产应采用以基肥为主的施肥模式,蔬菜施肥两周后采收较安全。氮肥早施对蔬菜品质有利,也避免硝酸盐和亚硝酸盐大量积累,后期追肥过多过晚不利于蔬菜品质提高,也威胁蔬菜和土壤安全,蔬菜生长后期不宜过多追肥。     

重金属Cd Zn对长穗偃麦草生理生化特性的影响及其积累能力研究

以长穗偃麦草为材料,采用土培试验方法,研究了重金属Cd、Zn单一及复合污染对长穗偃麦草的生物量、保护酶（SOD和POD）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）的影响,及长穗偃麦草对Cd、Zn的积累能力。结果表明,Cd、Zn单一及复合污染下,长穗偃麦草生物量随Cd和Zn浓度的升高而降低,与对照存在显著差异（P〈0.05）;Cd和Zn单一污染下,随着Cd、Zn浓度的升高,SOD、POD、MDA、Pro含量增加;Cd和Zn复合污染下,随处理质量浓度的增加,SOD呈下降趋势,POD和MDA呈增加趋势。Cd10Zn200处理下Pro含量减少,随Cd和Zn质量浓度的增加,其他复合处理下的Pro含量增加;植株根部的Cd和Zn积累量均大于地上部的积累量。综合实验结果,可初步判断长穗偃麦草能积累和忍受一定量的Cd、Zn,Cd和Zn复合污染对上述各指标的毒害效应大于同水平单元素污染的效应。长穗偃麦草根茎发达,生物量大,在生长过程中可通过生物量带走部分重金属Cd、Zn,因此长穗偃麦草具有修复重金属Cd和Zn污染土壤的潜能。     

富硅稻壳灰施用对土壤镉活性和不同品种水稻镉积累的影响

施硅（Si）可以有效减少水稻镉（Cd）积累,但稻壳灰（rice hull ash,RHA）作为一种广泛易得的富Si材料能否减控水稻Cd积累尚未清楚。为探究RHA对水稻Cd积累的影响,寻找一种可应用到田间的低成本富Si控Cd材料,该试验按土壤质量比分别添加0.2%、1.0%、4.0%的RHA,种植湘晚籼（低Cd积累品种）和玉针香（高Cd积累品种）两种水稻,探究RHA对两个水稻品种Cd积累的影响。结果显示,施加RHA提高了土壤Cd活性,促使铁锰氧化物结合态Cd向可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd转换。RHA对水稻Cd积累的影响因水稻品种而异,施加RHA可抑制湘晚籼体内Cd转运,使秸秆Cd含量降低25%～44%,由白根至秸秆、节点I至节间I、节点I至旗叶的转移系数分别降低42%～48%、2%～55%、30%～70%;RHA对玉针香吸收与转运Cd则无抑制作用。该研究结果揭示了RHA对水稻Cd积累的差异影响,为减控水稻Cd吸收提供了一种低成本的富Si材料。     

不同农业用地类型对土壤性质和土壤环境的影响——以北京市延庆县为例

选择北京市延庆县为研究区域,通过对不同农业用地类型的土壤进行采样和分析,研究了延庆县不同农业用地类型对土壤性质和环境的影响,以期为北京市土壤的农业可持续利用提供依据。结果表明,研究区域粮田、菜地、果园的土壤pH值、有机质和碱解氮含量均显著低于林地;4种不同农业用地类型中表层土壤的As,Cd,Cr含量平均值分别超出北京市土壤背景值0.93,0.09和15.3 mg/kg。粮田、菜地耕作层的重金属含量高于林地和果园,内梅罗指数和单项污染指数评价表明这4种土壤利用类型尚属清洁。尽管研究区目前重金属污染程度较低,最高值仅为警戒值的74%,但其单项污染指数显示该地区土壤重金属累积速度较快。粮田土壤中As,Cd元素含量较退耕林地分别增加了20.9%和38.5%。如不加以控制,土壤重金属污染状况会进一步加剧。     

MTBE和Cd复合作用对土壤酶活性和小麦吸收重金属的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0,5,10,50,100,200,300,400,500mg/kg)的MTBE和相同浓度系列MTBE与Cd(5 mg/kg)复合作用对土壤酶活性的影响以及复合作用对小麦吸收重金属的影响.结果表明:MTBE作用下土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性表现出先增高后降低的趋势,在MTBE浓度为50mg/kg时,3种土壤酶活性达到最高值,与对照相比分别提高了14.7％,4.2％,10.1％;复合作用下3种土壤酶活性表现出先降低然后升高再降低的趋势,在MTBE浓度为10mg/kg时与对照相比分别降低了17.2％,8.7％,14.0％;在MTBE浓度为50 mg/kg时,可以缓解重金属对3种土壤酶活性的抑制作用,但酶活性仍低于空白组;在MTBE浓度为200,300,400,500mg/kg时,2种物质的复合作用抑制了3种酶的活性;复合作用对土壤酶活性的抑制比MTBE作用要明显;复合作用下小麦中重金属含量表现出增高的趋势,这说明MTBE增加了Cd的可迁移性,从而使土壤中的Cd含量降低.     

有机无机配施对生菜生长及其CdPb含量的影响

为了比较等氮水平下不同有机肥及其与无机肥配施对土壤重金属的钝化效果,通过在0.2 g·kg-1氮水平下单施商品有机肥、猪粪、牛粪、鸡粪和花生麸,及5种有机肥分别与无机肥（尿素＋磷酸二氢钙＋硫酸钾）配施（N∶N=1∶1）的盆栽试验,研究它们对重金属污染土壤上生菜（Lactuca sativa）生长及其Cd、Pb含量的影响。结果表明,与CK相比,有机肥可提高生菜的生物量（商品有机肥单施除外）,有机肥单施时,鸡粪处理生菜的鲜重最高,配施时牛粪和鸡粪处理生菜的生物量最大。无论单施或配施,花生麸和鸡粪处理降低生菜地上部Cd含量的效果最好,且鸡粪较好地降低了生菜地上部Pb含量。牛粪和花生麸配施的Pb含量显著低于单施,猪粪和商品有机肥单施的Pb含量显著低于配施,其余单施和配施之间没有显著差异。因此,鸡粪是5种有机肥中较适合施用于重金属污染菜地土壤的有机肥。     

稻壳基生物炭对生菜Cd吸收及土壤养分的影响

探讨稻壳基生物炭对Cd污染土壤上叶菜吸收Cd和土壤Cd形态的影响作用,明确稻壳基生物炭对土壤Cd污染的调控效应,可为合理利用稻壳基生物炭降低叶菜Cd含量提供参考。采用盆栽试验,研究了稻壳基生物炭在不同用量水平下对2茬生菜地上部Cd含量、土壤养分含量及Cd赋存形态的影响。结果表明,在5~25 g-kg-1用量范围内,稻壳基生物炭显著降低了2茬生菜地上部和根系Cd含量,且在最大用量25 g-kg-1时效果最好,地上部Cd含量分别比未施稻壳基生物炭的对照处理降低了19.6%和45.8%,根系Cd含量分别降低了36.8%和28.0%。在25 g-kg-1用量水平下,稻壳基生物炭对土壤p H、有效磷、速效钾及有机质含量提升效果明显,但显著降低了土壤碱解氮含量。施加稻壳基生物炭对土壤有效态Cd含量及Cd化学形态也有不同影响。随着稻壳基生物炭用量的增加,土壤NH4OAc提取态Cd含量和弱酸提取态Cd含量显著降低,在用量为25 g-kg-1时,分别比对照降低17.9%和10.4%,可还原态Cd含量无显著变化,可氧化态Cd含量呈减低趋势,残渣态Cd含量增加17.6%。因此推测,提升土壤p H、降低土壤有效态Cd含量、增加残渣态Cd含量可能是稻壳基生物炭降低生菜体内Cd含量的主要原因。稻壳基生物炭可以作为土壤改良剂,抑制Cd污染土壤上叶菜对Cd的吸收,改善土壤养分状况。