高精度便携式X射线荧光光谱仪在污染农田土壤重金属速测中的应用研究

针对便携式X射线荧光光谱(PXRF)法中的高精度便携式X射线荧光光谱(HDXRF)法进行检出限(Cd元素)、稳定性和土壤标准物质准确性的测试,同时对农田土壤中主要重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd和类金属As进行快速测定,并将测定结果分别与原子吸收光谱(AAS)法、原子荧光光谱(AFS)法及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法的测定结果建立线性回归方程,以期分析土壤粒径、水分、有机质及土壤类型对测定结果的影响。结果表明:HDXRF法测定土壤中重金属的稳定性高、准确度高、检测限低,对Cd元素的检测下限为0.27 mg·kg-1。颗粒粒径对土壤重金属浓度测定结果有一定影响,样品过100目筛时的测定结果较理想;土壤含水量对HDXRF法的测定结果影响较大,应保证测试土壤样品干燥;有机质对HDXRF法的测定结果存在影响,但可通过调整方程的常数进行校准。HDXRF法测定值更接近实验室ICP-AES法的测定结果,Cu、Zn、Pb和Cd的决定系数分别为0.997 5、0.996 7、0.961 4和0.995 4;HDXRF法与实验室AFS法测定As的决定系数最高可达0.979 8。相比于实验室测定方法,HDXRF法只需简单的前处理,如风干、研磨等,且HDXRF法测定范围宽,适用于土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd和类金属As的快速测定,是一种简单、快速、准确、可靠的分析方法。     

X射线和荧光照射对三叶草叶片超微弱发光的影响比较研究

[目的]比较X射线和荧光对三叶草叶片超微弱发光的影响。[方法]以长势基本相同的三叶草叶片为材料,测定自身发光,然后分别用X射线和荧光照射,测定延迟发光曲线,比较延迟发光曲线和总光子数与自身发光的差别。[结果]X射线照射后,三叶草叶片的总光子数减少,且拟合曲线近似直线。X射线照射后叶片延迟发光明显受到抑制,抑制作用与照射时间呈正相关。荧光照射10～30s后,叶片延迟发光的光子数明显增多,延迟发光曲线快速升高,然后呈指数衰减,在很短时间内恢复稳定。[结论]三叶草叶片经X射线照射后延迟发光受到明显抑制,经荧光照射后延迟发光有很大幅度增强,延迟发光曲线随时间呈指数衰减。     

施肥方式对水稻穗期叶片氮代谢的影响

以杂交粳稻‘花优14'为材料,研究化肥配施有机肥对水稻穗期氮代谢的影响。结果表明:化肥配施有机肥处理穗期水稻叶片SPAD值和含氮量,植株干物质积累量和氮素积累量均显著高于对照和有机肥处理,与化肥处理差异不显著。功能叶氮代谢酶活性抽穗期均高于孕穗期,且两个时期处理间变化趋势一致,其中抽穗期谷氨酸合酶(GOGAT)与各氮素相关指标均呈极显著正相关。化肥配施有机肥处理的产量最高,达到8 537.44 kg/hm~2,显著高于有机肥处理和不施肥处理,较化肥处理提高3.27%。综合可见,化肥配施有机肥可以维持水稻穗期旺盛的氮代谢。     

Cd胁迫对苦瓜叶片活性氧代谢的影响

以苦瓜为材料,进行砂培研究Cd胁迫对苦瓜叶片活性氧代谢的影响.结果表明:Cd胁迫促使苦瓜叶片O2.-、H2O2产生速率增大,启动膜脂过氧化,从而导致细胞伤害;Cd胁迫促使叶片游离脯氨酸(Pro)积累,起到保护叶片的作用,同时增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性;当Cd2+含量为20 mg.L-1时,DR活性最高,Cd2+含量为80 mg.L-1时,GR活性最高.     

氮增效剂对马铃薯叶片及土壤氮的影响

采用随机区组试验,研究不同施氮水平下,氮增效剂对土壤铵态氮含量、硝态氮含量、马铃薯叶片硝态氮含量及谷氨酰胺合成酶活性的影响,为氮增效剂的合理使用提供理论依据。结果表明,氮增效剂双氰胺(DCD)、2-氯-6(三氯甲基)吡啶(CP)能显著提高土壤铵态氮含量、土壤铵硝比,将土壤硝态氮、叶片硝态氮维持在低水平状态,延长尿素肥效,减少马铃薯植株硝酸盐含量,提高谷氨酰胺合成酶活性;正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对土壤铵硝比、叶片氮素影响不显著,但能显著抑制马铃薯生育前期土壤脲酶活性。随着生育期的推移,氮增效剂DCD、CP作用效果在低氮水平下快速下降,并在苗期效果最优,显著提高了低氮水平下土壤铵态氮含量及铵硝比;在中氮水平下作用效果先升后降,在块茎形成期作用效果最优,显著提高了中氮水平下土壤铵态氮含量及铵硝比。说明,氮增效剂DCD、CP能显著提高春马铃薯土壤铵态氮、铵硝比,降低土壤及叶片硝态氮含量,延长尿素供氮时间;CP比DCD作用时效更长,更稳定,NBPT作用不显著。     

小麦中镉的不同测定方法的比较研究

本研究采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)及快速测定X射线荧光光谱法(X-ray)分别对小麦中的重金属镉的含量进行测定。研究发现,三种方法无显著性差异。电感耦合等离子质谱法精确度、稳定性优于其他两种方法,石墨炉原子吸收光谱法次之。X射线荧光光谱法操作简便,无需前处理,适用于小麦快速筛选和精确定量,具有良好的应用前景。经测定本地区新收获的小麦样品中镉含量均低于0.1mg/kg,符合食品安全国家标准的限量要求。     

X射线荧光光谱法测定土壤中砷、镍、锌的研究

[目的]为重庆土壤污染情况的普查及综合评价提供准确的数据。[方法]采用粉末压片法制样,用X射线荧光光谱法测定土壤中砷、镍、锌。[结果]该方法与化学法测定结果进行比较,数据基本一致。当n=10时,相对标准偏差JRSD为0．94％～2．14％。[结论]对于大批土壤样品的定量测定,可以采用该方法进行快速、准确的分析。     

X射线荧光光谱法测定土壤中的钍

采用粉末压片法制样,应用X射线荧光光谱法测定土壤中的钍含量。经标准土壤样品验证,精密度和准确度试验表明,相对标准偏差(N=10)小于13%,回收率为84.1%~99.6%。钍的检出限为3.1 mg/kg,测定下限10.0 mg/kg。用X射线荧光光谱法与ICP-MS测定同一样品,其测定结果无显著差异。该方法在检测准确度和分析速度上可以满足实验室日常分析要求和应急监测需要。     

X射线荧光光谱法测定土壤中砷含量的不确定度评定

对X射线荧光光谱法测定土壤中砷含量的不确定度进行了评定。结合实际测定工作,建立了数学模型,分析了测定过程不确定的来源,主要包括样品制备、有证标准物质、工作曲线回归分析、重复性测定等,在各个分量量化的基础上合成了测定结果的标准不确定度。当土壤中的砷含量为12.1 mg/kg时,其扩展不确定度为1.0 mg/kg。     

镉对植物光合作用及氮代谢影响研究进展

镉是毒性最强的环境污染物之一。植物中积累的镉可通过食物链进入人体,给人类健康带来潜在危害。镉能抑制植物生长,能使植物形态、生理生化及结构发生改变。镉可减少净光合速率,损伤光合器官;使叶绿素含量下降;抑制气孔开放,从而影响植物的光合作用;镉通过改变植物硝酸还原酶(NR)、谷胺酰氨合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)以及谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,进一步影响植物氮代谢过程。光合作用及氮代谢在植物生长发育过程中起着十分重要的作用,综述了重金属镉对植物光合作用及氮代谢的影响,并对其机理进行了探讨。     

氮肥运筹对糜子生育后期干物质积累与转运及叶片氮素代谢的调控效应

【目的】通过分析不同氮肥水平对糜子干物质积累、转运及生育后期功能叶片氮素代谢的影响,探讨糜子干物质积累、转运特征和氮代谢变化规律,为糜子节肥增产提供理论依据。【方法】采用大田试验,以榆糜2号为试验材料,设置60 kg·hm^-2（N1）、105 kg·hm^-2（N2）、150 kg·hm^-2（N3）、195 kg·hm^-2（N4）4种不同施氮水平,以不施肥为对照（CK）。连续两年研究了糜子抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期干物质积累、转运及产量变化,分析了不同氮肥条件下,糜子旗叶、倒二叶和倒三叶叶片的谷氨酰胺合成酶（GS）活性、硝酸还原酶（NR）活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量以及籽粒中含氮量、蛋白质含量等氮素代谢指标的变化规律,进一步研究了不同氮肥水平下糜子产量及产量构成因素的变化,总结了糜子干物质积累特性、叶片氮素代谢与产量的相关性。【结果】试验结果表明,随着施氮量的增加,糜子不同器官的地上部干重呈先上升后下降的趋势,开花期糜子N3（150 kg·hm^-2）处理下的茎干重、叶干重、鞘干重和穗干重最大,分别比不施肥（CK）提高了51.2%、40.8%、64.2%和41.3%;氮肥处理促进了糜子抽穗后植株干物质在不同器官中的移动与转运,提高了地上部器官对籽粒的贡献率。其中,N3（150 kg·hm^-2）处理下的叶干物质移动率比不施肥提高了9.6%,转运率提高了12.4%;氮肥处理下的糜子不同叶位叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现出先上升后下降的变化趋势,但施氮不影响糜子生育期内叶片氮素代谢的整体变化规律。同一生育时期,糜子顶3叶叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现为旗叶＞倒二叶＞倒三叶,N3（150 kg·hm^-2）处理下达到最大值;氮肥处理下的糜子籽粒含氮量比不施肥分别提高了4.0%、6.0%、7.8%和8.9%;不同处理籽粒蛋白质含量变化趋势基本一致,分别较不施肥增加3.89%、5.75%、7.54%和8.59%,并且差异均与CK达到显著水平。氮肥处理显著增加了糜子穗长、茎粗、单株穗数和千粒重及产量,2015年,不同氮肥处理条件下的糜子产量较不施肥分别增加10.09%、29.71%、44.73%和35.99%;2016年分别增加19.08%、30.60%、65.85%和39.14%。两年试验条件下,N3（150 kg·hm^-2）处理的糜子产量增加比例均最大,增产效果最好。【结论】适宜的施氮量可促进糜子干物质积累与转运,有利于改善生育后期糜子叶片的氮素代谢,延缓了叶片的衰老,提高糜子产量。本试验条件下,陕北地区糜子生产的最佳氮肥施用量为150 kg·hm^-2。     

钙胁迫对枇杷小苗叶片若干氮代谢指标的影响

枇杷小苗钙营养液沙培试验结果表明:钙胁迫不利枇杷小苗叶片氮代谢的进行,缺钙胁迫在小苗培养60 d时就已经产生影响,而高钙胁迫表现比较滞后,且缺钙胁迫的影响要比高钙处理的大.小苗培养60 d时,0.01 mmol/L、3.2 mmol/L钙胁迫处理会使叶片硝酸还原酶活性增大、O2-净产生速率降低、可溶性蛋白含量增加、脯氨酸含量下降.继续培养至90 d时,3个处理的硝酸还原酶活性都增大、O-2净产生速率上升,胁迫处理对两者的影响与60 d相同;而可溶性蛋白和脯氨酸含量虽急剧下降,但胁迫处理的脯氨酸含量高于对照.小苗培养90 d时,叶片游离氨基酸含量测定结果表明,缺钙处理的游离氨基酸总量和单个氨基酸高于对照,高钙处理低于对照,各处理中单个氨基酸含量最高的是谷氨酸,胱氨酸含量最低.     

化肥减施和施肥方式对马铃薯产量和块茎氮素积累的影响

为提高广东省冬种马铃薯化肥施用效率,以马铃薯费乌瑞它为材料,设置不施肥（CK）、一次性基施化肥100%用量（TCF100）、一次性基施化肥80%用量（TCF80）、水肥一体化滴灌施化肥100%用量（WCF100）、水肥一体化滴灌施化肥80%用量（WCF80）和水肥一体化滴灌施化肥60%用量（WCF60）共6个施肥处理,研究不同处理下马铃薯的产量、农艺性状、匍匐茎特性、植株氮含量和氮肥偏生产力。结果表明,化肥减量20%对马铃薯产量无显著影响。在水肥一体化滴灌施肥方式下,WCF80处理的株高和匍匐茎数较WCF100分别显著增加15.32%和33.3%;氮肥偏生产力（PFPT、PFPC、PFPTN、PFPCN）分别显著增加13.93、21.54、44.75、64.63 kg·kg^-1。等量养分下,WCF80处理的产量较TCF80 处理显著增加11 267.38 kg·hm^-2,且马铃薯的株高、分枝数、生物量、块茎干物质积累、氮肥偏生产力和土壤pH均显著增加。化肥减施后更符合马铃薯的需肥规律,减肥20%的TCF80和WCF80处理块茎中氮含量分别比TCF100和WCF100处理减少了19.87%和10.20%,而马铃薯地上部氮含量分别显著增加39.55%和46.15%,化肥减施后地上部氮含量的增加有利于氮素循环利用和下茬作物的氮肥减施,为广东省合理使用化肥和发展绿色农业提供参考依据。     

水分胁迫对寒富苹果叶片碳氮代谢的影响

以盆栽"寒富"苹果为试材,研究了不同水分胁迫处理对"寒富"苹果碳氮代谢的影响。结果表明:水分胁迫使"寒富"苹果叶片内可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白含量升高,淀粉含量降低,胁迫越严重,变化幅度越大。轻度干旱胁迫提高了"寒富"苹果叶片中性转化酶、酸性转化酶和蔗糖合成酶活性,降低了蔗糖磷酸合成酶、山梨醇脱氢酶、山梨醇氧化酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性;中度、重度干旱胁迫和淹水条件下,中性转化酶、酸性转化酶和蔗糖合成酶降低,蛋白酶活性增加。"寒富"苹果能忍耐轻度和中度干旱胁迫,抗旱性较强。     

防落素对保护地甜瓜叶片生理指标和果实品质的影响

以‘新盛玉’甜瓜为接穗,‘甜砧一号’为砧木,通过田间试验,研究不同浓度防落素处理对保护地甜瓜叶片生理指标和果实品质的影响。结果表明,不同浓度防落素处理表现有差异;随着防落素处理浓度的增加,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素和可溶性蛋白含量均呈现出先升后降趋势,以20 mg/L处理含量最高; POD、SOD、CAT和PPO活性均呈现先升后降趋势,以20 mg/L处理活性最高;MDA含量呈先降后升趋势,以20 mg/L处理含量最低;防落素处理提高了果实蔗糖、还原糖含量,降低了果实VC、粗纤维含量。叶片生理指标可作为确定甜瓜生产上应用防落素的参考依据之一。     

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为毕节特色优质烤烟生产上的合理施肥提供理论依据,通过设置不同施氮量处理,研究氮素营养对3个毕节自育特色烤烟品种氮代谢相关指标的影响.结果表明:随着施氮量的增加,烟叶成熟过程中质体色素、可溶性蛋白和总氮积累量增大,谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、硝酸还原酶活性(NR)增强,氨气补偿点升高,烟叶氮代谢强度增强.品种间差异显著,毕纳1号的氮素营养物质降解速率较快,其GS活性和NR活性较低,GDH活性较高,氨气补偿点较高,耐肥性较强;黔西1号耐肥性较弱,韭菜坪2号居中.烟叶的氮素运筹是氮素吸收、同化和在再转移能力的表现,其中GS活性起主导作用.毕纳1号、韭菜坪2号和黔西1号的氮代谢相关指标均以6 kg/667m2施氮量处理氮代谢较为协调,以毕纳1号耐肥性最强,适合6～7.5 kg/667m2肥力条件,黔西1号耐肥性较弱,适合4.5～6 kg/667m2的肥力条件,韭菜坪2号居中,适合6 kg/667m2的肥力条件.     

氮钾配施对甘薯光合产物积累及分配的影响

【目的】探讨氮钾配施对甘薯光合产物转移分配的影响及其生理机制。【方法】开展两年田间试验,设CK(不施肥)、单独施氮(75 kg N·hm~(-2))、单独施钾(150 kg K_2O·hm~(-2))和氮钾配施(75 kg N·hm~(-2)+150 kg K_2O·hm~(-2))4个处理,在生长前期(40 d)和薯块膨大期(100 d)分别进行~(13)C叶片标记。测定了功能叶~(13)C积累量和分配率、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、叶绿素荧光和光合特性、干物质积累和产量等指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析。【结果】与单独施氮和单独施钾相比,氮钾配施处理2014和2015年分别增产7.9%—10.1%和9.3%—10.7%。双因素分析表明,氮钾配施对甘薯产量的增加呈显著的正交互效应,其中,2014年交互效应值为0.95 t·hm~(-2),2015年交互效应值为1.35 t·hm~(-2)。在生长前期和薯块膨大期,与氮、钾处理相比,氮钾配施处理显著提高了甘薯功能叶光合及叶绿素荧光特性,从而促进了两关键生长期光合产物的积累。其中CO2同化速率对应的量子产额(ΦCO2)提高27.1%—39.7%,净光合速率(Pn)提高9.1%—20.2%,甘薯地上部和地下部~(13)C总积累量提高26.3%—42.2%。氮钾配施条件下光合产物分配在两生长期内存在差异。生长前期,氮钾配施处理通过提高叶片SS和SPS酶活性,显著提高了地上部~(13)C分配率(达60.7%)(P0.05),促进光合产物在源器官分配;薯块膨大期,氮钾配施处理显著提高块根中SS和SPS酶活性,光合产物在库-源器官膨压差的作用下由地上部向地下部转运,显著提高~(13)C向块根分配(~(13)C分配率为71.6%,P0.05)。逐步回归分析表明,SS和SPS酶活性、光合特性和叶绿素荧光特性是调控甘薯光合产物分配的关键指标(R1=0.954,R2=0.912);通径分析表明,生长前期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、Fv/Fm和SS;薯块膨大期氮钾配施对甘薯~(13)C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、ΦPSⅡ和SPS。【结论】生长前期,氮钾配施处理通过提高Pn、Fv/Fm和SS促进光合产物在地上部积累,实现"建源",而薯块膨大期主要提高Pn、ΦPSⅡ和SPS促进光合产物由地上部向地下部转运,兼顾"促流"和"扩库",氮钾协同最终提高了甘薯产量。     

不同施氮水平对小麦旗叶氮素代谢相关酶活性的影响

选用新冬18号小麦品种,进行3个施氮水平的土壤施肥处理,再选取不同水平处理下的小麦旗叶作为供试材料,分别测定小麦旗叶中的谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶、内肽酶,氨肽酶、羧肽酶这5种氮素代谢关键酶的酶活力。研究结果显示,在小麦开花之后14 d,施氮水平为240 kg/hm2可有效增加小麦旗叶中可溶性蛋白质含量和主要氮代谢相关酶的活性。在此水平下,旗叶中可溶性蛋白质含量与谷氨酰胺合成酶及硝酸还原酶活性变化趋势相同,相比施氮水平为350,180 kg/hm2更能减缓小麦开花之后14 d的蛋白质水解,可进一步促进蛋白质的合成。与此同时,在开花之后第21天,高水平施氮量处理下的小麦旗叶中可溶性蛋白质含量则与内肽酶、氨肽酶等水解酶活性变化趋势相反。说明在240 kg/hm2施氮水平下,开花后期其施氮量能有效促进氮素分解代谢相关酶活性,旗叶可溶性蛋白含量降低,进而为小麦植株中氮素的再分配和利用起到了协助调节作用,提高后期小麦籽粒蛋白质的品质。     

施氮对玉米//马铃薯间作作物氮累积和分配的影响

玉米//马铃薯间作在农业生产中占有重要地位。本文通过两年田间试验研究了4个施氮水平[玉米：N0（0 kg/hm2）、N1（125 kg/hm2）、N2（250 kg/hm2）、N3（375 kg/hm2）,马铃薯：N0（0 kg/hm2）、N1（62.5 kg/hm2）、N2（125 kg/hm2）、N3（187.5 kg/hm2）]对玉米马铃薯作物产量、生物量和氮在作物籽粒、茎叶和根系的累积和分配的影响。结果表明：玉米//马铃薯有间作产量优势,在4个氮水平下,土地当量比（LER）分别为1.46、1.20、1.04、0.92。随氮水平提高,间作产量优势逐渐下降。各施氮水平下间作玉米籽粒、茎叶和根的氮吸收量平均比单作高39.76%、27.98%、15.36%;间作马铃薯块茎和茎叶的氮吸收量平均比单作低4.14%、24.59%。玉米马铃薯氮吸收的间作优势随施氮水平的提高而降低。间作和施氮对玉米马铃薯各组织中氮的分配比率的影响差异不显著。通过玉米//马铃薯产量和氮肥农学利用率的分析结果表明,间作玉米、马铃薯在低氮水平（N1）就能获得单作玉米、马铃薯常规施氮（N2）或高氮水平（N3）时的产量,因此玉米//马铃薯可有效提高作物产量和氮肥利用效率,降低氮投入。     

地面覆盖方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响

田间试验研究了露地种植、秸秆覆盖和地膜覆盖对马铃薯产量和水分利用效率的影响.结果表明,秸秆覆盖和地膜覆盖均显著提高了马铃薯地上地下生物量,同时也提高了马铃薯块茎产量和水分利用效率.与露地种植相比,秸秆覆盖和地膜覆盖马铃薯块茎产量分别增加55.86％、78.05％,水分利用效率分别提高17.38％、26.13％.