渤海湾河口三角洲盐碱地生态修复研究进展

河口三角洲是盐碱地集中分布区域,是我国国土空间生态修复关注的重点之一。针对渤海湾河海交汇地区盐碱地生态修复问题及其治理需求,文中从盐碱地生态修复概念、研究热点、区域性修复技术等方面进行了总结归纳。通过研究发现,基于区域经济发展驱动、治理需求以及盐碱地水盐环境特殊性和修复成本因素,渤海湾河口地区盐碱地生态修复研究主要集中在大型河口三角洲地区,对中小型河口研究较为薄弱,呈现出由单一修复措施向综合集成、系统修复方向转变,各入海河口区盐碱地生态修复研究的侧重点不同,以植物修复为主、工程技术为辅的生态修复模式是当前盐碱地治理实践和研究的热点,但对人为活动和自然干扰综合影响下的盐碱地生态修复与调控机理以及不同措施组合、植物配置模式的生态修复效益评价体系的研究较为缺乏。未来需要强化以生物改良为主的综合治理和技术集成研究,重视渤海湾地区人类活动和自然等干扰影响研究以及水资源约束下的盐碱地生态修复技术研发,加强生态修复机理及效果的长期试验观测,科学建立治理综合效益评价指标体系,注重盐碱地生态修复体系的稳定性和可持续性。     

有机质对红壤和黑土中外源铅镉稳定化过程的影响

采用室内培养方法研究了中国典型红壤和黑土中外源铅（Pb）、镉（Cd）在单一和复合污染下的稳定化过程,探讨了土壤有机质含量对Pb、Cd稳定化过程的影响。结果表明,加入500mg·kg-1Pb、1.0mg·kg-1Cd或1.0mg·kg-1Cd＋500mg·kg-1Pb条件下,各种土壤有效态Pb、Cd含量在培养前期迅速下降,随后变化减缓,培养30d后基本达到平衡。利用二级动力学方程对Pb、Cd稳定化过程进行拟合,在红壤和黑土上,有机质含量高的土样有效态Cd的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低12.7%～37.3%;有效态Pb的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低78.3%～96.2%,相关分析表明,土壤有机质含量的增加显著抑制了外源Pb、Cd的有效性（P〈0.05）。在铅镉复合污染中,Pb的存在提高了土壤中Cd的有效性,而Cd对Pb的影响较小。与黑土相比,红壤上外源Pb、Cd稳定化速率较小,达到平衡所需的时间较长,且有效态Pb、Cd的平衡浓度较高。因此,在农业生产实践中,通过提高红壤和黑土上有机质的含量能够显著降低外源重金属Pb、Cd的有效性,减少环境污染风险。     

野生唐古特白刺悬浮细胞系的建立及生长特性

以野生唐古特白刺的茎段、叶片为外植体,研究了NaClO对外植体的消毒效果和激素2,4-D、NAA和6-BA对愈伤组织诱导及愈伤组织形态的影响,并利用疏松型愈伤组织建立了白刺悬浮细胞系,对其生长特征进行了分析。结果表明:对茎段和叶片用2%的NaClO消毒10 min最适宜,时间过长或过短均会影响成活率;3种激素对愈伤组织的相对生长量和形态均有影响,其中,2,4-D是主要影响因子,且茎段诱导出的愈伤组织相对生长量比叶片的高;根据愈伤组织的生长速度和形态,适宜用浅黄色疏松型愈伤组织构建唐古特白刺悬浮细胞系,最佳试验组合为MS+2,4-D 1.5 mg·L^-1+NAA 0.2 mg·L^-1+6-BA 0.4 mg·L^-1,最佳继代接种量为7.5 mL母液,生长曲线呈"S"型,培养第7天细胞分裂指数达最大值(5.1%),培养第3天细胞活力最强(吸光值为0.69),存活率在细胞生长延迟期和稳定期较对数期下降略快,但均保持在84% 93%间。     

唐古特白刺悬浮细胞对盐胁迫的生长与生理响应

以唐古特白刺悬浮细胞为研究对象,对比分析了不同盐(Na Cl)浓度(0、100、150、200、250 mmol·L-1)胁迫下细胞生长状态和可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)等生理生化指标随培养时间的动态变化及其相关性。结果表明:(1)盐胁迫对白刺悬浮细胞生长状态影响明显,细胞生长符合Logistic生长曲线模型,其中,盐浓度100 mmol·L-1胁迫下白刺悬浮细胞生长速度最快,之后随着盐浓度的增加细胞生长逐渐受抑。(2)盐胁迫对白刺细胞生理生化指标影响明显,在培养初期,各指标随盐浓度的增加而增加,但随着培养时间的延长这种趋势逐渐减弱,其中,脯氨酸、SOD、MDA含量在培养过程中逐渐表现为随盐浓度的增加呈先增高后降低的趋势;在相同盐浓度胁迫下,渗透调节指标中,可溶性糖含量随培养时间的延长最先达到最大值,抗氧化酶中的SOD较POD更早达到最大值,分别是渗透调节和抗氧化酶调节的第一道防线。(3)白刺细胞鲜质量分别与可溶性糖、丙二醛含量呈极显著和显著负相关,各生理指标之间的相关性均达极显著正相关,表明盐胁迫下白刺细胞内生理生化的平衡是通过多种物质的协同作用来调节的。     

土壤外源铅的稳定化特征及其对土壤性质的响应

为探明土壤理化性质对外源铅(Pb)稳定化过程的影响,选取11种理化性质差异较大的土壤样品,分别加入500mg·kg-1Pb和500mg·kg-1Pb+1.0mg·kg-1镉(Cd)后进行360d的室内培养,利用5个动力学模型对Pb稳定化过程进行模拟,并进一步分析了有效Pb变化的特征及其关键影响因素。结果表明,在Pb单一和Pb-Cd复合污染下,所有土壤有效Pb浓度在初始的15d内都迅速下降,随后变化减缓,60d后基本达到平衡。外源Cd对Pb浓度变化的影响非常小。5个动力学模型中以二级动力学方程模拟结果最好,所得的稳定化平衡浓度Ce2和表观速率常数k2能够较好地表征Pb的衰减和稳定过程。相关和逐步回归分析表明,提高土壤pH、阳离子交换量和有机质含量能够显著加快Pb的稳定化速率、降低Pb的平衡浓度,并以pH对Pb稳定化速率和平衡浓度的直接影响最大。     

盐胁迫下4种耐盐植物渗透调节物质积累的比较

为探索不同类型耐盐植物在盐胁迫下体内渗透调节机制,以沙柳、沙枣、柽柳和西伯利亚白刺为研究材料,研究了不同盐浓度(0、100、200、300 mmol·L^-1NaCl)处理下4种耐盐植物体内无机离子和有机溶质含量的变化,比较了其在植物渗透调节中的作用。结果表明:(1)盐处理后4种植物体内Na⁺、Cl^-含量均上升,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子含量呈下降趋势;(2)稀盐型盐生植物白刺与泌盐型盐生植物柽柳以Na⁺为主要无机渗透调节物质,拒盐型耐盐植物沙枣与沙柳以K⁺为主要无机渗透调节物质;(3)可溶性糖是4种植物盐胁迫下共同的有机渗透调节物质,对沙柳和沙枣尤为重要;在高盐浓度(≥ 200 mmol·L^-1NaCl)下,脯氨酸是沙枣叶片中重要的有机渗透调节剂;白刺叶片中甜菜碱含量随盐浓度升高明显增加,对提高白刺耐盐能力具有重要作用。4种不同类型耐盐植物在盐渍环境胁迫下所积累的渗透调节物质种类与数量差异明显,渗透调节方式与耐盐机制不同。     

35个白榆优良家系种子萌发期耐盐碱性评价

在全国范围内收集的35个优良白榆（Ulmus pumila）家系种子为试验材料,以150 mmol/L NaCl和50 mmol/L NaHCO₃进行胁迫处理,测定萌发指标,应用隶属函数法进行耐盐碱性综合评价。此外,还研究不同盐碱浓度对其中3个不同耐盐碱性家系萌发的影响,并计算耐盐碱阈值。结果表明,发芽指数、发芽势、根长、芽长和鲜质量适宜表征白榆萌发期耐盐性,发芽势、根长、芽长和鲜质量适宜表征耐碱性,其中根长和芽长表征耐盐和耐碱性均效果最好;35个家系中萌发期高耐盐、中耐盐、低耐盐和不耐盐家系分别为2个、8个、13个和12个,高耐碱、中耐碱、低耐碱和不耐碱家系分别为3个、9个16个和7个;综合比较发现中高耐盐碱8个家系0102、037、07、080、087、094、54和82003,不耐盐碱3个家系0120、047和0132;根据萌发期相对生长量,计算出家系087、064和0132耐盐阈值（161.60、89.78和76.28 mmol/L）和耐碱阈值（66.17、53.52和 31.20 mmol/L）,与通过隶属函数法评价所得结果一致。因此,隶属函数法评价白榆萌发期耐盐碱性可靠性高,且白榆家系间耐盐碱性遗传差异大,具有萌发期耐盐碱品种选育潜力。     

有机质对典型铜锌污染土壤自然修复过程的影响

为阐明土壤有机质含量对外源铜（Cu）、锌（Zn）自然修复过程的影响,选取红壤、潮土和黑土长期试验中不同有机质含量的土样,分别加入400 mg/kg Cu或500 mg/kg Zn,采用室内培养法研究Cu、Zn污染物的自然修复过程。结果表明：各种土壤有效态Cu、Zn浓度在培养开始的10～20 d内迅速下降,随后变化减缓,培养30～60 d后基本达到平衡。外源Cu、Zn自然修复过程符合二级动力学方程。自然修复90 d后,在红壤和潮土低有机质含量的处理中有效Cu浓度比高有机质含量的处理高24.2%～57.1%;而在黑土和潮土高有机质含量的处理中有效态Zn浓度是有机质含量低的处理的3.44～6.33倍。这说明在3种土壤上增加有机质含量对Cu、Zn的作用效果不同,在红壤上抑制了Cu的有效性,在潮土上抑制有效Cu促进有效Zn,在黑土上则促进Cu、Zn有效性。在3种土壤中,碱性潮土外源Cu、Zn修复速率较快,且有效态Cu、Zn平衡浓度较小,其对Cu、Zn的固定能力最强,酸性红壤则最弱。采用各种措施提高土壤有机质含量可作为修复红壤和潮土重金属Cu污染的有效措施之一,但增加了黑土及潮土Zn的环境风险。     

我国盐生饲料植物资源与营养价值分析

我国畜牧业的高质量发展是未来的必然趋势,但是饲料总量供应不足是关键的制约因素之一,大量依靠饲料进口可能会加剧畜牧业生产的困境,着力开发我国的抗逆饲用植物资源和边际土地资源是解决这一问题的有效途径。我国拥有丰富的盐生植物资源,特别是盐生乔灌木和半灌木资源丰富,是发展盐生饲料的宝贵资源库。盐生饲用植物具有抗逆性强、生物量大、营养丰富等多种优点,充分挖掘饲用盐生植物潜力,不但能够补充饲料缺口,不与农争地,还能起到防风固沙、改良土壤、修复退化生态等多种功能,兼具经济效益、生态效益和社会效益。本文从我国盐生饲用植物资源、盐生植物的营养价值和抗营养因子、盐胁迫对盐生饲用植物品质的影响、盐生饲用植物的养分调节技术等方面进行了综述,并提出发展盐生植物饲料需要解决的关键问题,为盐生植物的饲用潜力挖掘与应用提供支持。 [关键词] 畜牧业高质量发展|饲料缺口|饲用价值|养分调控技术|多重效益