铜--平衡栽培体系中植物必需的微量元素

铜的元素符号是Cu。1932年C·B·Lipman发现铜是植物必需元素,它是植物结构组分元素。1　植物对铜的吸收和转运植物根系主要吸收二价铜离子,土壤溶液中二价铜离子浓度很低,二价铜离子与各种配位体(氨基酸、酚类、以及其它有机阴离子)有很强的亲和力,形成的螯合态铜也被植物     

土壤中有机金属络合物的性质和组成

本文综述了应用一系列物理化学方法对土壤有机金属络合物的组成与性质的研究状况，其中包括应用放射性同位素和激光莹光法测定田间定位试验，模拟试验中土壤有机配位体与Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃａ形成的络合物的组成与性质。     

不同氧化度六方水钠锰矿的结构研究

通过反复试验法(trial-and-error)粉末X射线衍射(XRD)结构模拟和X射线吸收光谱(XAS)研究了不同锰平均氧化度(manganese average oxidation state,Mn AOS)六方水钠锰矿的结构变化特点.合成的系列六方水钠锰矿中(样品HB1到HB6),Mn AOS由3.92减小为3.67,晶胞参数b由2.838 (A)增加至2.848 (A).在a-b平面上的紧密堆叠尺寸(CSD)由12.0 nm减小至7.0 nm,沿c轴堆叠的锰氧八面体层数约为10.6～13.4层.随着Mn AOS逐渐降低,样品中八面体空位含量由18％减小至8％.Mn AOS与空位含量呈极显著正相关,它们与晶胞参数b呈负相关.X射线吸收近边结构光谱(XANES)线性拟合表明,样品中Mn主要以+4价存在,随着空位含量的减少,低价锰(Mn2+/3+)含量逐渐增多.扩展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)全多重散射模型拟合分析表明,不同氧化度六方水钠锰矿样品的晶体结构和Mn局域配位环境基本相同.由于空位含量和颗粒尺寸减小,从HB1到HB6的表观锰位点占有率(focc)由0.74减小至0.66.随着Mn AOS逐渐降低,Mn-Mn(O)配位壳平均键长增加.     

外源EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗微量元素 吸收及叶绿素荧光动力学参数的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)诱导紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗抗盐性的效果及其可能的生理调节机制,采用营养液水培法,以紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘陇中苜蓿’为材料,研究Na Cl胁迫下施用外源EBR对紫花苜蓿幼苗微量元素吸收及叶片PSⅡ功能、电子传递速率和光能分配的影响。结果表明:150 mmol·L~(-1) Na Cl胁迫下,苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Cu~(2+)含量显著升高,Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)含量和Fe~(2+)/Na+、Mn~(2+)/Na+、Cu~(2+)/Na+、Zn~(2+)/Na+显著降低,无机离子的吸收、运输和分配等代谢平衡被打破;同时Na Cl胁迫造成苜蓿幼苗叶片PSⅡ反应中心受损,天线耗散、反应中心耗散增加,光合能力下降。Na Cl胁迫下,施用0.1μmol·L~(-1)外源EBR后,苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Cu~(2+)含量显著降低,Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)含量及Fe~(2+)/Na+、Mn~(2+)/Na+、Cu~(2+)/Na+、Zn~(2+)/Na+显著升高,幼苗体内无机离子的吸收、运输得到有效调控,Na+和Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)等阳离子间的拮抗作用减小;苜蓿幼苗叶片的F_0、NPQ显著降低,F_m、F_v/F_0、F_v/F_m、ФPSⅡ、F_v′/F_m′、q P和ETR显著升高,苜蓿幼苗叶片吸收的光能用于光化学反应部分(P)增加、天线色素耗散部分(D)和反应中心过剩光能部分(E)降低。说明外源EBR能够促进Na Cl胁迫下苜蓿幼苗对无机离子的选择性吸收、运输和分配,维持体内的离子代谢平衡,通过提高光合电子传递效率,降低天线热耗散和反应中心过剩光能,维持较高的PSⅡ光化学活性,进而平衡激发能在PSⅠ、PSⅡ之间的分配,降低Na Cl胁迫对PSⅡ反应中心的损伤程度,有效缓解Na Cl胁迫对苜蓿幼苗所造成的伤害。     

Pb2+在不同锰氧化度水钠锰矿表面配位形态的EXAFS研究

采用X-射线吸收精细结构光谱(XAFS)研究了Pb2+在不同锰氧化度的水钠锰矿表面的吸附形态,通过比较其吸附形态的差异,进一步探讨Pb2+在水钠锰矿表面的吸附机理。结果表明,锰氧化度高的水钠锰矿对Pb2+的吸附容量较大。Pb2+邻近存在一个Pb-O配位壳层和两个Pb-Mn配位壳层,对于相同锰氧化度的水钠锰矿,当Pb2+吸附量低时(600 mmol kg-1),Pb-O配位壳层中的氧原子与Pb2+的配位数为3.1,与Pb2+的距离为0.227 nm,两个Pb-Mn配位壳层的锰原子与Pb2+的配位数分别为2.8、6.1,与Pb2+的距离分别为0.357、0.377 nm;当Pb2+的吸附量增大时(2 344 mmol kg-1),其配位环境发生畸变,拟合得到的Pb-O配位壳层中的氧原子与Pb2+的配位数减少为1.2,与Pb2+的距离为0.226 nm;两个Pb-Mn配位壳层的锰原子与Pb2+的配位数分别减少为1.0、2.8,与Pb2+的间距分别为0.356、0.375 nm。Pb2+在不同锰氧化度水钠锰矿表面的吸附形态基本相同,皆存在三种吸附形态,一是与八面体空位形成三齿共角配合物,二是与水钠锰矿层结构u轴方向层边面形成单齿共角配合物,三是与结构a或b轴方向层边面形成双齿共角配合物。     

利用转录组测序筛选与鸭青壳性状形成相关的基因

青壳性状是鸭(Anas platyrhynchos domesticus)重要的经济性状,但其遗传机制尚未揭晓.为研究鸭青壳性状形成的转录组基础,本研究通过测交法选育出基因型为纯合青壳以及纯合白壳绍兴鸭,并对两种基因型个体子宫组织进行转录组测序.本研究共获得288 008 582个高质量数据,组装出64 587个转录本,其中包括19 589个新转录本.鉴定20 302次可变剪切事件,其中外显子跳跃是最主要的可变剪切类型.表达分析发现1 768个基因在两种基因型个体间差异表达,其中包括与蛋壳主要色素物质(原卟啉、胆绿素及其螯合物)相关的基因,例如胆绿素还原酶A基因(biliverdin reductase A,BLVRA)、尿卟啉原Ⅲ合酶基因(uroporphyrinogenⅢsynthase,UROS)、血红蛋白α亚基基因(hemoglobin subunit alpha-1,HBAl)以及血红素绑定蛋白1基因(heme binding protein 1,HEBPl)等.差异基因的基因本体(Gene Ontology,GO)注释以及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析表明这些基因涉及广泛的生物功能及通路,其中与蛋壳颜色形成密切相关的有血红素代谢功能(例如,血红素绑定以及四吡咯绑定)及胆汁代谢通路(例如,胆汁酸合成通路,胆汁分泌通路).本研究首次探索了鸭蛋壳颜色形成的转录组基础,获得了一批差异表达基因,这些基因为进一步研究鸭蛋壳颜色形成的遗传机制提供了有价值的信息.     

含Ni六方水钠锰矿的表征及其对Pb 2+ (Zn2+)环境行为的影响

六方水钠锰矿是土壤中普遍存在、活性最强的氧化锰矿物。它常常富集各种过渡金属如Ni等,对其地球化学行为具有重要影响。在六方水钠锰矿形成过程中加入Ni2+,Ni以+2价存在于矿物中。进入水钠锰矿结构中的Ni大部分以[NiO6]八面体形式存在于层内;部分Ni存在于八面体空位上下方。含Ni水钠锰矿沿c轴方向堆叠锰氧八面体层数逐渐减小,而a-b板面晶体大小没有明显变化,即层片状晶体逐渐变薄,比表面积显著增大。随着Ni含量的增加,水钠锰矿结构中锰氧八面体空位数减少,而层边面吸附位点数基本保持不变,其对重金属离子(Pb2+/Zn2+)吸附去除能力逐渐降低。本文为明确过渡金属离子(Ni)对土壤中氧化锰矿物的形貌、结构及其性质的影响提供了参考。     

土壤有机矿质复合体研究Ⅷ.分离钙键有机矿质复合体的浸提剂─-硫酸钠

土壤中通过钙键结合的有机矿质复合体是一种外圈配合物,硫酸钠中的ＳＯ＾２－４作为金属离子的配位体可以与复合体中的Ｃａ＾２＋形成配合物,破坏钙键复合体,并使腐殖质转变为腐殖酸钠盐,从而与铁铝键复合体分离。本文论证了硫酸钠破坏钙键复合体和浸提腐歼击质的能力,证明硫酸钠是区分２钙键复合体和铁铝键复合体的优良试剂;研究了用硫酸钠液分离钙键复合体的方法,并提出了连续浸提铁铝键复合体的后续浸提剂种类。     

新斯科舍地下水样品中As(Ⅲ)的测定

As(Ⅲ)的测定:吸取空白、标准或样品溶液10ml于19×200mm的具有聚四氟乙烯塞的玻璃培养管里,加入柠檬酸铵缓冲溶液4 ml,调pH到3.5至5.0之间,加入2ml2％APDC和4 ml水饱和的MIBK。在水相中形成的As(Ⅲ)-APDC螯合物经振荡一     

土壤胡敏素结构特征及对铜离子的吸附特性

以棕壤和赤红壤为供试土壤,在对土壤胡敏素进行结构表征的基础上,采用批量平衡法研究不同反应温度下其对铜离子(Cu~(2+))的吸附动力学和热力学特征,利用同步辐射X-射线吸收光谱技术探测了Cu~(2+)在胡敏素表面吸附的微观局域结构。结果表明:与胡敏酸相比,胡敏素具有较高的脂族性和极性,但其分子中甲氧基碳、羰基碳、木质素类化合物和酚类化合物的比例较低;随溶液Cu~(2+)浓度、接触时间和反应温度的增加,胡敏素对Cu~(2+)的吸附量也增加;吸附动力学曲线符合假二级动力学方程,吸附过程是需要能量和吸热的缔合反应;吸附等温线符合Freundlich和Langmuir方程,吸附反应是自发、吸热和自由度增加的过程;与胡敏酸类似,胡敏素表面吸附态Cu~(2+)是以扭曲的八面体构型存在,第一配位层(Cu-O)由原子间距为1.91～1.97?的4个O原子构成,第二配位层(Cu-C)由原子间距为2.80～2.83?的2个C原子组成,证实Cu~(2+)主要以内层复合物形式吸附在胡敏素表面的有机官能团上。上述结果指出,尽管胡敏素的化学组成不同于胡敏酸,但Cu~(2+)在这两种腐殖物质组分表面的局域配位结构相似。     

风化煤改变黄河三角洲盐渍化土壤溶液组分的过程

黄河三角洲盐渍土改良具有重要的经济和社会意义。风化煤(0%、1%、3%、5%)添加到不同含盐量(1.0 mg·g~(-1)、7.5 mg·g~(-1)、35.3 mg·g~(-1))的滨海盐渍化土壤后,可降低土壤浸提液的钠吸附比(Sodium adsorption ratio,SAR)及Cl~-/SO_4~(2-)比,有助于减轻盐渍危害。7.5 mg·g~(-1)含盐量土壤在5%添加下SAR由7.81降为6.61,Cl~-/SO_4~(2-)由10.20降为8.25。风化煤中丰富的羧基等表面官能团及Ca~(2+),可通过三个作用过程改变盐渍化土壤溶液的离子组成,涉及:(1)风化煤固相Ca~(2+)与溶液Na~+离子的交换,从而降低土壤溶液中Na~+的浓度和危害;(2)溶液中Ca~(2+)与土壤交换性Na~+的置换,有助于土壤团聚体的形成和Na~+的淋洗;(3)溶液中的Na~+与风化煤中的溶解性有机质形成络合物,使Na~+的活度和植物有效性降低,间接起到减害作用。此外,钠吸附比和氯硫比可用于在实验室初步判断风化煤等物料用于盐渍土改良的潜力和效果。     

复合氨基酸微量元素螯合肥制备工艺研究

以废弃鸡毛水解液为复合氨基酸来源,研究其与微量元素铁、锌、锰、铜螯合的最佳工艺条件,并利用有机溶剂沉淀分离法制备固体复合氨基酸亚铁、锌、锰、铜螯合物,以螯合率为指标考察影响制备工艺的主要因素。结果表明,最佳工艺参数为:复合氨基酸与亚铁、锌、锰和铜螯合反应的最佳配位体摩尔比均为2∶1;最佳pH值范围分别为5.0、8.0、4.0～5.0和6.0～7.0;反应温度为室温(222～6℃);反应时间为30.min。在上述条件下,复合氨基酸与各微量元素的螯合率均超过95%;所得复合氨基酸螯合物可与0.2.mol/L磷酸二氢钾复配,克服了传统微肥完全不能与磷酸盐复配的缺陷。     

含Ni六方水钠锰矿的表征及其对Pb 2+ (Zn2+)环境行为的影响

六方水钠锰矿是土壤中普遍存在、活性最强的氧化锰矿物。它常常富集各种过渡金属如Ni等,对其地球化学行为具有重要影响。在六方水钠锰矿形成过程中加入Ni²⁺,Ni以+2价存在于矿物中。进入水钠锰矿结构中的Ni大部分以[NiO₆ ]八面体形式存在于层内;仅有小部分Ni存在于八面体空位上下方。含Ni水钠锰矿沿c轴方向堆叠锰氧八面体层数逐渐减小,而a-b板面晶体大小没有明显变化,即层片状晶体逐渐变薄,比表面积显著增大。随着Ni含量的增加,水钠锰矿结构中锰氧八面体空位数减少,而层边面吸附位点数基本保持不变,其对重金属离子(Pb²⁺/Zn²⁺)吸附去除能力逐渐降低。本文为明确过渡金属离子(Ni)对土壤中氧化锰矿物的形貌、结构及其性质的影响提供了参考。     

腐植酸与Cd、Zn的络合特性研究

通过离子交换平衡法测定了胡敏酸的2 个不同分子量分级组分及富里酸与Cd 、Zn 络合反应的稳定常数及配位数,结果表明:随着腐植酸芳构化程度的提高,其与Cd 、Zn 的络合物的配位数及稳定常数也逐渐提高;当胡敏酸的分子量为48339 时,其对Cd 、Zn 的络合物稳定常数log K 值分别为5-20 和4-81 ,配位数分别为1-26 和1-15 ;而当分子量增加为78180 时,logK 值分别为5-68 和5-37 ,配位数分别为1-32和1-26 。富里酸 镉、锌的稳定常数( 分子量为2300) 分别为4-44 和4-42 ,配位数分别为1-29 和1-30 。这些结果表明,就减轻污染土壤中Cd 、Zn 对植物的危害而言,施用厩肥等芳构化程度较高的有机物比芳构化程度低的更为有效。     

三种南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究Ⅱ.团聚体内有机碳的化学结合机制

在对我国南方3种典型的水稻土有机碳团聚体分布研究的基础上,对用低能量超声波分散法分离得到的团聚体颗粒组进一步进行有机碳键合形态分析,考察不同键合态有机碳在不同粒径团聚体的分布,由此探讨这些水稻土中有机碳积累中物理作用基础上的化学机制。结果表明:钙键合态有机碳(Ca-SOC)多分布于2 000～200μm的粗团聚体颗粒组中,且在紫色水稻土中含量最高(达到9 g kg-1左右),而红壤性水稻土中最低(不到3 g kg-1);相反,铁铝键合态有机碳(Fe(Al)-SOC)趋向于在细团聚体颗粒组集中,是<2μm颗粒组中有机碳的优势组分,且以红壤性水稻土中最高(介于20～30 g kg-1之间),紫色水稻土中最低(仅为10 g kg-1左右),这与该团聚体颗粒组中铁铝氧化物的含量分布相吻合。统计分析表明,易氧化态碳(LOC)占有机碳(SOC)的比值与Ca-SOC占SOC的比值表现为正相关关系,而与Fe(Al)-SOC占SOC的比值表现为反相关关系。直径为2 000～200μm的粗团聚体中的Ca-SOC和Fe(Al)-SOC对长期不同耕作和施肥的响应最为敏感,良好的耕作施肥下水稻土有机碳的积累主要表现为Fe(Al)-SOC的增加。氧化铁铝的含量与SOC和LOC的含量之间存在一定的依变关系,说明这些土壤发生的无机组成分在有机碳的保护与稳定中发挥着重要作用,并且以红壤性水稻土粗团聚体中的氧化铁铝对有机碳的保护作用最强。由此看来,团聚体更新中物理保护的有机碳在细团聚体形成中进一步与氧化铁铝的键合可能是这些水稻土中有机碳稳定的重要机制。     

锰离子与胡敏酸络合反应特征研究

采用离子交换平衡法研究了在不同酸度、离子强度、温度条件下胡敏酸(HA)与Mn2+络合反应稳定性和热力学特征。结果表明,在相同离子强度、反应温度条件下,随着pH的升高,HA与Mn2+络合反应稳定常数增大;络合反应配位数在pH 3.0～5.0范围内随着pH的升高而增加,在5.0～7.0范围内随着pH的升高而降低;离子强度增加,HA与Mn2+络合反应表观稳定常数增加,离子强度从0.00升至0.10 mol L-1,HA与Mn2+络合反应配位数增加,但离子强度从0.10 mol L-1继续上升至0.15 mol L-1,配位数呈现下降的趋势;胡敏酸络合Mn2+标准自由能变ΔGmθ、焓变ΔHθm、熵变ΔSθm在298.2K、308.2K温度下均为负值,反应是自发进行的放热反应,较低的温度有利于反应的进行。     

钙螯合羊骨胶原多肽的制备及表征分析

为制备肽钙螯合物并探明肽钙螯合机理,对羊骨胶原多肽与CaCl2的螯合工艺进行优化并对肽钙螯合物进行表征分析。采用Box-Behnken中心组合设计及响应面分析法,确定了最佳螯合参数：肽钙质量比2∶1,pH值7.66,53℃螯合50 min,螯合率达67.24%。红外光谱、电镜分析及能谱扫描结果表明胶原多肽与Ca2+分别在多肽内部的C=O处及肽链末端的-NH2和-COOH处发生螯合,形成了铵盐和羧酸盐;多肽与Ca2+螯合后由疏松的片状结构变成了致密的小颗粒聚集体结构。红外光谱及能谱扫描同时也证实所制备的胶原多肽中有部分钙螯合肽的存在,说明酶解可使钙由羟基磷灰石形式转变为可溶性离子钙。研究结果可为新型钙制剂生产及畜骨的高值利用提供了参考。     

土壤胡敏酸与铜、锌离子的络合特征及生物有效性的研究

通过田间试验研究了胡敏酸(HA)与铜、锌离子的络合特性。结果表明,施肥后土壤HA向结构复杂方向转化,HA与Cu2+、Zn2+之间的络合稳定性提高。HA-Cu2+的logk值,有机肥大于化肥;HA-Zn2+的logk值,以化肥的作用更明显。土壤HA与Cu2+或Zn2+络合,倾向于形成混合或多核络合物。施有机肥可提高HA-Cu2+或HA-Zn2+的结合强度和增加结合数量,而施化肥处理则相反。培养试验结果表明,有机肥处理的HA,玉米吸收Cu2+、Zn2+量下降,单施化肥处理下降较小;其中Cu2+吸收量受影响程度较大,而Zn2+吸收量没有那么明显。     

低分子量有机还原性物质与土壤的相互作用 Ⅱ. 低分子量有机还原性物质与土壤作用的化学反应

论述了有机还原性物质与土壤作用的吸附、氧化还原和络合反应。土壤对该类物质的吸附量达加入量的60%～75%,其中强、弱还原性有机物质各约占1/2。负电荷物质的吸附量随土壤铁、锰氧化物及其所带负电荷量而变,并表现为电性吸附。对含—COOH、—C—NOH2功能团物质的吸附佐证了固相表面存在络合作用;在氧化-还原平衡中该类物质作为电子供体还原了铁、锰而自身被氧化;络合态亚铁、亚锰的形成服从络合-离解平衡,有机配位体的数量和H+离子争夺配位体的络合基可对其产生强烈的影响。     

风化煤改变黄河三角洲盐渍化土壤溶液组分的过程

黄河三角洲盐渍土改良具有重要的经济和社会意义。风化煤(0%、1%、3%、5%)添加到不同含盐量(1.0 mg·g-1、7.5 mg·g-1、35.3 mg·g-1)的滨海盐渍化土壤后,可降低土壤浸提液的钠吸附比(Sodium adsorption ratio,SAR)及Cl-/SO42-比,有助于减轻盐渍危害。7.5 mg·g-1含盐量土壤在5%添加下SAR由7.81降为6.61,Cl-/SO42-由10.20降为8.25。风化煤中丰富的羧基等表面官能团及Ca2+,可通过三个作用过程改变盐渍化土壤溶液的离子组成,涉及:1)风化煤固相Ca2+与溶液Na+离子的交换,从而降低土壤溶液中Na+的浓度和危害;2)溶液中Ca2+与土壤交换性Na+的置换,有助于土壤团聚体的形成和Na+的淋洗;3)溶液中的Na+与风化煤中的溶解性有机质形成络合物,使Na+的活度和植物有效性降低,间接起到减害作用。此外,钠吸附比和氯硫比可用于在实验室初步判断风化煤等物料用于盐渍土改良的潜力和效果。