金属铝对蚯蚓急性毒性的研究

金属铝对植物具有高细胞毒性,但其对中性土壤中无脊椎动物的生态毒理研究极少。本论文采用国际标准组织(ISO)和OECD（207）指南中的滤纸接触法和人工土壤法,测定金属铝对蚯蚓的急性毒性。试验结果显示铝对蚯蚓具有较高的毒性。滤纸接触法半数致死浓度（LC50）为20－200 mg Al /l;人工土壤法LC50为518.20 mg Al /kg干土。在滤纸接触法试验中,金属铝对蚯蚓的急性毒性高于重金属镉和铜,而在人工土壤法试验中金属铝对蚯蚓的急性毒性高于重金属镉低于重金属铜。蚯蚓对铝的污染很敏感,尤其是其上皮组织。因此,必须重视铝的毒性。本试验为进一步研究铝在蚯蚓体内的富集和生物降解提供依据。     

长期小麦秸秆还田对壤质潮土磷素含量及磷盈亏的影响

明确长期小麦秸秆还田壤质潮土土壤中磷素演变特征,可为潮土区土壤磷素管理和磷肥高效施用提供理论依据。利用壤质潮土长期定位试验（1992-2015年）,比较单施化肥处理（NP、NPK）和小麦秸秆还田配施化肥处理（NPS、NPKS）土壤有效磷、全磷含量变化,量化土壤磷盈亏和累积磷盈亏,并解析土壤有效磷变化量与累积磷盈亏之间的关系。结果表明,长期施用磷肥和小麦秸秆还田显著提高了土壤有效磷和全磷含量,提升了磷活化系数（PAC）,其年增量分别为0.68~0.78mg/kg、0.0031~0.0047g/kg和0.07%~0.09%,且小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的增加速率有抑制作用,对全磷含量的增加有促进作用,但效应不显著。小麦秸秆还田增加土壤磷盈余。在土壤磷盈余时,土壤每盈余100kg/hm²磷,有效磷增加9.7~10.0mg/kg,小麦秸秆还田对其影响不大;在土壤磷亏缺时,土壤每亏缺100kg/hm²磷,秸秆不还田土壤有效磷含量降低12.6mg/kg,小麦秸秆还田土壤降低1.95mg/kg,小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的维持有缓冲作用。小麦秸秆配施磷肥是提高和维持壤质潮土土壤磷素水平、增强土壤供磷潜力的重要措施。     

铜在蚯蚓体内富集及对蚯蚓急性毒性的研究

土壤中重金属铜的污染日益加剧,严重影响了土壤生态系统,并引起铜在食物链中迁移。为了评价铜的毒性,在重金属铜处理过的人工土壤中培养蚯蚓,测定铜对蚯蚓的急性毒性以及蚯蚓对铜的富集。蚯蚓生态毒理试验参照国际标准组织(ISO)和OECD指南进行。铜富集试验以各个观察时间点土壤和蚯蚓体内铜含量为试验终点,试验周期32天。铜离子含量采用原子吸收分光光度法测定。结果显示蚯蚓的半数致死浓度（LC50）为116.91 mg Cu /kg干土;蚯蚓对铜富集系数在2.55-11.93范围内,富集平衡后,线性回归方程：y=-0.9870x+1.76,相关系数r2=0.9994。试验表明铜对蚯蚓急性毒性强;蚯蚓对铜富集,富集系数的对数值与土壤铜浓度的对数值具有很好的相关性。     

农田环境下磺胺二甲嘧啶污染的生物学效应

为了解现实农田条件下土壤抗生素污染的生物学效应,设计了不同磺胺二甲嘧啶污染水平(0、1、2、5、10、50、100 mg/kg)的小区试验,连续种植二季蔬菜作物,研究了磺胺二甲嘧啶污染浓度对土壤中蚯蚓、线虫、微生物(细菌、放线菌、真菌)、蔬菜生长及蚯蚓与蔬菜中磺胺二甲嘧啶积累的影响及其动态变化。结果表明,试验初期(第10天),蚯蚓、线虫、细菌、放线菌、真菌和蔬菜生长受明显影响的磺胺二甲嘧啶污染浓度分别为100、50、10、100、100、100 mg/kg。与对照比较,影响程度随种植时间下降,随初始污染浓度增加而增强。总体上,各类生物对磺胺二甲嘧啶的敏感性由高至低依次为:细菌放线菌线虫真菌蔬菜蚯蚓;对第一季蔬菜种植期间生物的影响高于对第二季的影响。蚯蚓中积累的磺胺二甲嘧啶浓度明显高于同期的蔬菜,但二者均低于相应的土壤。生长前期蔬菜地上部分抗生素含量高于后期。结果认为,细菌对土壤抗生素污染的响应远比土壤动物与植物敏感,可用于土壤抗生素污染的诊断。     

Pb对赤子爱胜蚓的影响

通过急性毒性试验测定了不同培养条件下Pb对蚯蚓的毒害作用,并通过牛粪、砖红壤培养试验,测定了蚯蚓对Pb的忍耐性,及不同形态Pb对蚯蚓体重的影响。研究结果如下：蚯蚓在在液、沙、泥土和干牛粪中的急性半致死剂量（LD50）分别为354.41 mg/kg、360.95 mg/kg、1228.02 mg/kg和3894.62 mg/kg。蚯蚓在腐熟牛粪中对Pb有很好的忍耐性,当牛粪中Pb含量达到15000 mg/kg时蚯蚓依然能够生存。蚯蚓在Pb污染砖红壤生活60d后回收率和体重均有下降,在土壤Pb含量分别为400 mg/kg和444 mg/kg时蚯蚓的回收率和增长率下降最快,分别为0.6403和-0.4358。限制蚯蚓增长的程度大小Pb形态依次为：碳酸盐结合态>交换态>有机态>无定形氧化锰结合态>晶形氧化铁结合态>无定形氧化铁结合态>残渣态     

镁水平对不同类型土壤大豆生长、养分吸收以及产量的影响

在温室条件下,采用土壤盆栽方法研究了镁施用水平对3种不同类型土壤大豆生长、养分吸收以及籽粒产量的影响。试验结果表明,施用60mg/kg镁肥对3种不同类型土壤大豆种植生长,籽粒、茎秆和根部中氮、磷、钾和镁养分吸收量,以及籽粒产量都具有显著的影响。当镁肥施用量为60mg/kg土时,种植在褐土性土、栗褐土和潮褐土土壤上的大豆籽粒产量分别比对照增产15.53％、11.48％和15.52％。当镁肥施用量增加到180mg/kg土时,潮土的大豆籽粒产量比对照增产19.83％,而其它两种土壤大豆籽粒产量没有明显增加。从3种不同类型土壤对施用镁肥的响应来看,潮土表现好于栗褐土和褐土性土。本研究表明,在合理施用氮、磷和钾肥基础上配合施用适当的镁肥对交换性镁含量相对较高的土壤仍有一定的增产潜力。     

生物质炭添加对生菜Cd积累的影响

为探究添加生物质炭对Cd胁迫下生菜Cd吸收累积的影响,以生菜为试验材料,通过盆栽试验,在添加外源镉含量为3 mg/kg的土壤中分别添加0%、1%、2%、3%的生物质炭,待生菜收获后,测得土壤pH、有机碳、生菜产量、生菜体内Cd富集和转运情况及Cd在土壤中的赋存形态的数据。结果表明：添加生物质炭可以显著提高土壤有机碳含量(P≤0.05),其中生物质炭添加量为3%,相比CK组土壤有机碳增加了35.14%～40.87%;添加生物质炭可以显著降低生菜Cd含量,尤其是3%量的生物质炭添加后,生菜叶Cd含量由0.79 mg/kg降低至0.44 mg/kg。生物质炭可以显著降低生菜中Cd的富集、转运系数,并使残渣态Cd含量增多,酸可提取态、可还原态、可氧化态Cd含量显著降低。因此,生物质炭的施用对Cd污染土壤和生菜体内Cd的积累有显著的阻控作用,特别是生物质炭添加量为3%时效果最优。     

小麦基因型间籽粒镉积累差异及低镉积累资源筛选

为解决镉(Cd)污染带来的粮食安全问题,本试验采用盆栽试验对102份不同基因型的小麦资源在Cd污染土壤环境下小麦籽粒Cd积累差异进行了分析。结果表明,在土壤Cd含量为20mg/kg时,102份小麦中73.53%的籽粒Cd积累为4~7mg/kg,17.65%籽粒Cd积累〉7mg/kg,8.82%籽粒Cd积累〈4mg/kg。将在Cd浓度为20mg/kg下筛选出的9份低积累和16份高积累材料进-步在Cd浓度为0.4mg/kg, 5mg/kg和20mg/kg土壤环境下分析籽粒Cd积累差异, 结果表明,小麦籽粒Cd积累与基因型有很大的关系,不同基因型小麦在不同Cd浓度下籽粒Cd积累差异显著,籽粒Cd积累量与土壤中Cd含量呈显著正相关,籽粒Cd积累系数与土壤Cd含量呈负相关。同时根据材料在不同浓度Cd积累情况,筛选出3份低Cd积累小麦,为进一步选育小麦籽粒低Cd积累品种奠定材料基础。     

褐潮土长期定位不同施肥制度土壤生产功能演化研究

通过14年长期定位试验研究了褐潮土不同施肥制度对土壤生产功能、产量可持续性指数及农学效率的影响。结果表明，N、P为褐潮土作物高产的主要限制因子，14年产量平均，NPK比CK、N、NK、PK分别增产459%、386%、280%、205%（小麦）和154%、108%、87%、78%（玉米）；NPK+M(NPK配施厩肥)比NPK平均增产12%，NPK+S(NPK加秸秆)与NPK产量相当。NPK及NPK配施有机肥（包括厩肥和秸秆）处理的小麦、玉米产量可持续性指数高于N、P不均衡施用处理。化肥肥效因作物种类、施肥组合而不同，N肥单施时小麦和玉米N的农学效率降低，而NPK配施时N的农学效率有上升趋势，平均分别为16 kg/kg N（小麦）和14 kg/kg N（玉米）；磷肥肥效具有短期的叠加效应，P的农学效率小麦大于玉米，种植10年后P的农学效率最高可达最初的4.5～7倍；K的农学效率在试验进行十年后NK处理平均为负值，同期NPK处理中小麦K的农学效率却急剧增加，K成为作物高产的限制因素；有机肥对小麦和玉米的农学效率分别为21 kg/t和25 kg/t，秸秆对小麦和玉米的农学效率分别为负值和37 kg/t。NPK均衡施肥能提高土壤有机质、全N、全P、速效N、速效P等肥力指标；NPK配施有机肥能加快土壤有机质和N、P、K养分的积累；NPK不均衡施肥导致土壤中此种营养元素的耗竭。     

30%苯醚甲环唑?丙环唑EC在小麦上的残留研究

30%苯醚甲环唑·丙环唑EC是中国防治小麦纹枯病的主要杀菌剂之一。为明确30%苯醚甲环唑·丙环唑EC在小麦籽粒、植株及土壤中的残留与消解动态,分别于2011和2012年在小麦田进行小麦纹枯病防治试验,并在施药后不同时期采集小麦籽粒、植株与土壤样本,通过气谱（配ECD检测器）进行相关样本的药剂残留检测。检测结果表明,2011年,苯醚甲环唑在土壤和小麦植株上的原始沉积量分别为0.1033 mg/kg和4.0498 mg/kg,半衰期(T1/2)分别为15.5天和8.6天,丙环唑在土壤和小麦植株上的原始沉积量分别为0.0940 mg/kg和2.0329 mg/kg,T1/2分别为23.9天和6.8天;2012年,苯醚甲环唑在土壤和小麦植株上的原始沉积量分别为0.0910 g/kg和4.0498 mg/kg,T1/2分别为13.0天和8.6天,丙环唑在土壤和小麦植株上的原始沉积量分别为0.0723 mg/kg和2.3507 mg/kg,T1/2分别为22.1天和6.5天。最终残留试验表明：苯醚甲环唑在小麦植株、小麦籽粒和土壤中的最终残留量分别为0.0730~2.0880 mg/kg、＜0.01~0.0363 mg/kg和＜0.01~0.3649 mg/kg;丙环唑在小麦植株、小麦籽粒和土壤中的最终残留量分别为0.0461~1.6396 mg/kg、＜0.005~0.0307 mg/kg和＜0.005~0.1036 mg/kg。由此得出,30%苯醚甲环唑·丙环唑EC可以在小麦上使用,但施药剂量最高为135 a.i.g/hm²,施药3~4次,安全间隔期为35天。     

矿物油对小麦、苜蓿种子萌发和生长的影响

采用发芽实验研究了矿物油对小麦和苜蓿种子萌发和生长的影响，结果表明，矿物油对小麦和苜蓿种子的萌发和生长均有明显的抑制作用，随着油浓度的增加，二者的根、芽、下胚轴生长和发芽率均明显下降。在0～800mg/kg范围内，随着油浓度增加小麦和苜蓿各项指标下降较快，几乎呈直线下降，大于800mg/kg则抑制减弱，1600mg/kg以上变化不大。在二者的各项指标中，根或根与下胚轴的干重均随油浓度增加呈现规律性下降，是衡量土壤油污染程度的一个较稳定指标，小麦发芽率可作为土壤矿物油污染监测的一个敏感指标。     

晋南石灰性土壤钾素变化及小麦施钾效果

晋南石灰性土壤钾素动态研究表明：潮土、褐土土壤速效钾含量均呈下降趋势，其中潮土下降３１．２５ｍｇ／ｋｇ，褐土下降１５．７５ｍｇ／ｋｇ。土壤质地类型、农业生态区及种植制度不同，土壤速效钾含量下降不同。小麦钾肥试验结果表明：亩施Ｋ２ＳＯ４５～２０ｋｇ，产量增加５２．９～１１１．５ｋｇ／亩，净增收益３２．７～６２．６元／亩。同时获得了小麦最高产量施肥量和经济最佳施肥量     

3种质地土壤上As胁迫对小麦灌浆期旗叶光合特性的影响

为了深入探讨壤土、黏土、沙土3种主要农田土壤质地条件下As胁迫对小麦的影响差异,研究了小麦灌浆期的根长、分蘖、分生根数目、干物质量等形态指标及旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、叶绿素含量等光合特性指标。结果表明:当As≤15 mg/kg时,小麦受到的胁迫作用不明显;当As≥30 mg/kg时,小麦则开始呈现出根长降低,分生根数目减少等明显的胁迫效应。当As≥30 mg/kg时,在壤土和黏土条件下生长的小麦根长较长,分生根数目较多,并且小麦旗叶的Pn、Gs、Ci、WUE、叶绿素相对含量较沙土条件下高。As胁迫对3种质地土壤上小麦植株干物质量影响不同,壤土上As≥30 mg/kg时、黏土上则As≥45 mg/kg时及沙土上各处理As胁迫下,小麦干物质量出现明显降低。总的来说,壤土和黏土条件可以在一定程度上缓解小麦所受到的As胁迫作用,而沙土对As胁迫缓解效果较差。因此,选择适宜的土壤质地种植小麦,能有效缓解As对小麦植株的胁迫作用。     

玉米、小麦秸秆水浸提液对蔬菜种子的化感作用

以黄瓜、生菜、茄子种子为受试材料,采用室内生物测定方法研究了玉米、小麦秸秆水浸提液的化感作用.结果表明,作物秸秆对蔬菜种子的影响有抑制、促进、促进/抑制双重作用和无显著作用等多种形式.玉米水浸提液对黄瓜种子活力指数、幼苗根长和鲜质量显著抑制,对苗高和干质量表现低浓度促进高浓度抑制;对生菜、茄子种子的发芽和根系生长显著抑制,对苗高和鲜质量均表现促进/抑制双重作用.小麦秸秆水浸提液对黄瓜苗高、鲜质量表现促进作用;对生菜种子活力指数和幼苗根长具有显著抑制作用,对其苗高和鲜质量均表现促进/抑制双重作用;对茄子发芽率显著抑制作用,对其根长、苗高和鲜质量均表现双重作用.根据化感敏感指数,玉米秸秆水浸提液对受体蔬菜的化感作用强于小麦;生菜对秸秆浸提液最敏感,茄子次之,黄瓜最不敏感.     

污泥营养土中Cu、Cd、Cr(Ⅵ)对小麦根伸长的毒性效应研究

为评价污泥营养土中重金属对植物的生态毒理效应,评估污泥农用产生的生态风险,本研究选用Cu、Cd、Cr(Ⅵ) 3种重金属,对污泥营养土培养的小麦根伸长进行单一、联合毒性试验。结果表明：营养土中的Cu、Cd、Cr(Ⅵ)对4天小麦根伸长的半抑制浓度EC₅₀分别为0.624、3.27、119 μmol/L,毒性由强到弱依次为：Cu>Cd>Cr(Ⅵ)。Cu和Cd的联合毒性表现为：低Cu高Cd组合表现为协同作用,随着Cu浓度升高,从较弱的拮抗作用转换成相互独立作用。Cu和Cr(VI)的联合毒性表现为：低浓度的Cu对Cr(Ⅵ)离子有协同作用,低浓度的Cr(Ⅵ)对Cu具有拮抗作用。Cd和Cr(VI)的联合毒性表现为：高浓度的Cd对Cr(Ⅵ)有拮抗作用,而非低浓度的Cr(Ⅵ)对Cd具有协同效应。     

蚯蚓对铁的富集转移及对苹果根铁营养影响研究

田间试验在永年县曹庄果园和中国农业大学曲周实验站果园进行,试材为8年生红富士苹果树,在苹果根际用不同价态、不同浓度的铁处理玉米秸秆后接种蚯蚓.试验表明:蚯蚓对铁有很大的富集量,在20 000 mg/kg(试验所用最高浓度)二价铁和三价铁处理的秸秆中可以成活并把秸秆转化为蚯蚓粪,促进根系生长,提高根的质外体铁含量,蚯蚓对二价铁的适应性高于三价铁.蚯蚓可以将有机物料中的铁转移到果树根系内,5 000 mg/kg铁处理增加蚯蚓体内Fe~(2+)含量和根质外体铁含量效果最好,蚯蚓、蚯蚓粪和根中的全铁含量随铁处理浓度的增加而增加.铁显著促进果树根系生长,没有用铁处理秸秆接种蚯蚓的新根量明显少于用铁处理的,两种不同价态的铁都是以5 000 mg/kg的新根量最多.蚯蚓显著促进根系生长,没有接种蚯蚓的处理新根量显著少于接种蚯蚓的处理.     

镍胁迫对玉米幼苗氮、磷、钾积累与分配的研究

研究发现吉林省黑土中镍含量逐年增加,造成土壤理化性质恶化和玉米产量、品质降低,因此,了解镍胁迫对玉米植株生长特性的影响有重要意义。采用盆栽试验,研究了不同镍浓度（0、50、100、200、400 mg/kg）胁迫处理下玉米植株各部位的生物量、生物量分配格局以及氮、磷、钾积累和分配特征。结果表明,（1）镍浓度为50 mg/kg时,增加了玉米幼苗根、茎、叶生物量和总生物量,镍浓度大于50 mg/kg时,减少了各部位生物量及总生物量;（2）各部位对镍的吸收和积累随土壤外源镍浓度的增加而增加;（3）镍浓度为50 mg/kg时,增加了各部位的钾含量和根、茎钾的积累比例,而植株中的氮、磷含量随土壤中镍含量的增加呈降低趋势。因此得出,镍浓度为50 mg/kg的处理增加了玉米植株的生物量、根茎叶中钾含量及养分积累,改变了养分在玉米植株内的分配格局,而浓度大于50 mg/kg时抑制了玉米生长,降低了根茎叶中氮和磷的含量及积累。