农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系的建立

为建立高效的海岛棉遗传转化体系,本实验以新疆海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种新海13号、新海14号、新海16号茎尖为转化受体,采用农杆菌介导法,研究不同苗龄茎尖、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对基因转化的影响,建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系。最佳转化体系为:将生长4 d的无菌苗茎尖浸入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌液浓度OD600为0.5的菌液中,浸染10 min,共培养48~72 h后,移至卡那霉素浓度为150 mg/L的选择培养基进行筛选,25 d后转移到生根培养基培养,获得抗性苗,经嫁接或者直接移栽,获得29株抗性植株;经过PCR和RT-PCR检测,初步证明抗除草剂5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,EPSPS)已导入海岛棉基因组中。该转化体系的建立为海岛棉的转基因育种提供了技术支持。     

铜基叶面肥及控释肥对辣椒生长发育和叶片保护酶等生理特性的影响

【目的】针对辣椒喜肥、耐肥、对水分要求严格的特点,采用铜基叶面肥、控释肥两种新技术,研究了叶面喷施铜基叶面肥和土施控释肥对辣椒产量、矿质养分在植株体内的分布、保护性酶活性以及果实品质的影响,为提高果蔬产量和改善品质提供理论依据。【方法】分别于2011年4~11月和2012年3~9月,在山东农业大学南校区土肥资源高效利用国家工程实验室新型肥料中试基地, 以赤峰牛角王为供试辣椒品种设置肥料盆栽试验,试验设8个处理: 1）喷清水土壤不施肥对照（CKW- NF）;2）喷清水+土施普通肥（CKW+CCF）; 3）喷清水+土施控释肥（CKW+CRF）; 4）喷清水+土施控释肥+保水剂（CKW+CRF+W）; 5）喷铜基叶面肥土壤不施肥（CBFF-NF）; 6）喷铜基叶面肥+土施普通肥（CBFF+CCF）; 7）喷铜基叶面肥+土施控释肥（CBFF+CRF）;8）喷铜基叶面肥+土施控释肥+保水剂（CBFF+CRF+W）。采用称重法测定辣椒产量,于收获期取果实及叶片鲜样用于果实品质和生理生化指标测定,植株各部位干样用于微量元素测定。【结果】1）两年内喷施铜基叶面肥和土施控释肥均能提高辣椒产量,其中叶面喷施铜基叶面肥+土施控释肥+保水剂（CBFF+CRF+W）组合对辣椒产量的提高幅度最大,与CKW+CRF+W相比2011年增产24.1%,2012年增产29.0%。2）相同的土壤施肥条件下,与喷清水相比,喷施铜基叶面肥能够显著提高辣椒植株体内的铜浓度。其中,土施控释肥加保水剂基础上喷施铜基叶面肥处理的辣椒果实中铜浓度比叶面喷清水显著提高了103.9%;土施控释肥条件下,叶面喷施铜基叶面肥较喷清水处理下的果实铜浓度增加了41.5%。3）喷施铜基叶面肥后,辣椒叶片的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性升高,而过氧化氢酶（CAT）活性下降。CBFF+CRF+W处理下的辣椒叶片SOD活性较CKW+CRF+W处理显著提高了26.6%,CBFF+CRF+W组合的叶片的POD活性和CAT活性与CKW+CRF差异显著。4）与喷清水处理相比,无论在土壤施用控释肥还是土壤施用控释肥+保水剂的条件下,叶面喷施铜基叶面肥均使辣椒果实可溶性蛋白和维生素C的含量显著提高,其增加幅度在12.8%~178.4%。【结论】综合考虑几种肥料组合,叶面喷施铜基叶面肥和土施控释肥可在一定程度上调控植株微量元素的积累,改善辣椒营养品质,提高辣椒产量。     

IMPACT OF SULFUR FERTILIZATION ON DIFFERENT FORMS AND BALANCE OF SOIL SULFUR AND THE NUTRITION OF WHEAT IN WHEAT-SOYBEAN CROPPING SEQUENCE IN TARAI SOIL

A field experiment was conducted at farmer's field in Mollisols of Tarai soils in Uttarakhand (India), to assess the direct and residual effect of sulfur fertilization in wheat-soybean cropping sequence. Four levels of sulfur (S; 0, 15, 30, and 45 kg ha^?1) were applied to main crop (wheat) along with recommended dose of nitrogen (N), phosphorous (P), and potassium (K). The direct and residual effect of sulfur at highest level showed 27 and 6 percent increase in grain yield of wheat and soybean over control, respectively. The increase in grain yield of wheat was significant at each sulfur level. The direct as well as residual effect of sulfur showed significant increase in sulfur concentration and its uptake by grain and straw except increase in sulfur concentration and uptake by soybean straw. In wheat-soybean cropping sequence, the agronomic efficiency and apparent sulfur recovery decreased with increase in levels of sulfur, but the percent response increased with increasing sulfur application. Different forms of sulfur such as total sulfur, organic sulfur, calcium chloride extractable sulfur, potassium dihydrogen phosphate extractable sulfur, and non-sulfate sulfur in post-harvest soil increased according to sulfur level applied but it decreased under control and also after residual crops. The buildup of sulfur in surface soils was greater than in the deeper soils. Application of sulfur showed the positive sulfur balance and it increased with increase in sulfur level, while it was negative under control. A major portion (46–62%) of applied sulfur contributed to increase in sulfur content of root zone soil followed by unaccounted component (25–40%) and small portion (11–18%) was absorbed by wheat plant as uptake.     

苏州市不同区域水稻籽粒重金属积累特征与健康风险评价

以苏州市7个县市的水稻籽粒为研究对象,在2006年采集的449份水稻籽粒样品的基础上,分析了稻米中Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的积累特征,并评价了样品的健康风险。结果显示,苏州市水稻籽粒重金属积累平均含量均不超标,但水稻籽粒Pb存在29．49％的样点超标率,Cu、Cd和Cr的超标样点一般在4个以下。单因子污染指数评价结果显示,水稻籽粒重金属元素污染指数高低顺序为Pb＞Cr＞Cu、Zn＞Cd,其中昆山和吴江水稻籽粒受到Pb的轻度污染。综合污染指数评价表明,水稻籽粒重金属污染处于警戒线级别,且水稻籽粒的污染是由于Pb的积累量较高引起的,其中太仓和张家港两市水稻籽粒属于安全等级,昆山、吴中、相城和常熟处于警戒线等级,吴江风险较高。暴露风险评价结果显示,研究区存在水稻籽粒Cr暴露风险,而水稻籽粒Pb仅在个别县市暴露风险高,整体风险并不高。     

苦参碱在黄瓜和土壤中的检测方法及其残留动态研究

为了解苦参碱在黄瓜和土壤中的残留状况及消解动态,建立了苦参碱在黄瓜和土壤中的气相色谱分析方法,并在天津和安徽两地开展了为期两年的苦参碱在黄瓜和土壤中残留状况和消解动态规律田间试验研究。结果表明,采用无水乙醇超声提取黄瓜和土壤中的苦参碱,使用大孔吸附树脂净化,甲醇定容,气相色谱带氮磷检测器（NPD）进行测定,外标法定量,在0.25-1.0 mg·kg-1添加水平范围内,苦参碱在黄瓜和土壤中的平均回收率为78.32％-98.06％,变异系数为3.72%-7.44％;黄瓜和土壤中苦参碱的最小检出量均为1.36×10-12 g,最低检出浓度为0.004 mg·kg-1（黄瓜）、0.008 mg·kg-1（土壤）。田间试验结果表明,苦参碱在黄瓜和土壤中的残留消解动态符合方程Ct=C0e-kt;苦参碱在黄瓜和土壤中的降解半衰期分别为5.19-7.24 d和6.70-9.18 d。在黄瓜中施用0.3%苦参碱乳油,其制剂施药量为0.18-0.27 g·m-2,施药3-4次,两次施药间隔期为7 d,距收获期为1 d时,苦参碱在黄瓜中的残留量为0.125 6-1.207 1 mg·kg-1,土壤中的残留量为0.045 0-0.183 7 mg·kg-1。目前,国内外尚无苦参碱在黄瓜中最大残留限量标准,该试验研究成果为0.3%苦参碱乳油在黄瓜上的登记、安全使用规则     

半透膜微萃取方法的建立及其在测定土壤间隙水中憎水性有机污染物的应用

提出了一种新型的基于半透膜被动采样技术的微萃取方法（semi-permeable membrane based micro-extraction, SPM-ME）,并以菲为模型污染物,测试了SPM-ME用于测定土壤间隙水中自由溶解态憎水性有机污染物的可行性。结果表明,菲在该SPE-ME装置与水相间的平衡可在6 h内达到,并且随着装置中三油酸甘油酯含量的增加,单元SPE-ME对于菲的富集系数也相应增加。该装置对土壤间隙水中菲的富集在10 d内能达到平衡,整个过程主要受菲从土壤向间隙水的传质控制。该装置测得间隙水中菲的浓度与实际测得间隙水浓度十分吻合,而由传统的相平衡分配法计算所得间隙水浓度则高出实测值4-5倍。同时,该装置对体系中污染物的耗竭小于体系中污染物总量的1%。因此,SPE-ME是一种准确、有效、非耗竭式的微萃取技术。     

苯噻草胺光催化和直接光解影响因素和降解途径研究

采用微波辅助光催化降解和直接光解实验方法,研究了苯噻草胺在光催化和直接光解两种体系下的降解情况,并考察了初始pH值、腐植酸浓度以及阿特拉津对其光催化降解和直接光解的影响。结果表明,在光照4min内,苯噻草胺直接光解效率为93．3％,较光催化降解效率高出28．9％;初始pH值从1．88增加至10．28时,苯噻草胺光催化和光解速率常数分别提高了250％和58．6％;添加腐植酸对苯噻草胺的直接光解和光催化均具有抑制效应,并且抑制效应随着腐植酸浓度的增加而增加,当腐植酸浓度增加至40mg·L^-1时,直接光解和光催化降解速率分别降低了51．8％和47．5％;10mg·L^-1的阿特拉津抑制了苯噻草胺的前期降解,整体直接光解速率降低了46．3％,但整体光催化降解速率没有减小。此外,采用GC—MS对苯噻草胺两种降解体系下的主要中间产物进行鉴定,并提出了主要的光降解途径。     

磺胺间甲氧嘧啶在玉米根-土界面毒性研究

通过根际袋土培试验,研究了磺胺间甲氧嘧啶（SMM）对玉米根际与非根际土壤酶活性和土壤呼吸强度的影响。结果表明,无论是否有根系作用,过氧化氢酶对磺胺间甲氧嘧啶胁迫的反应均不敏感。但在高浓度磺胺间甲氧嘧啶（50 mg.kg-1）作用下,试验初期对脲酶有明显的抑制作用,而在试验后期则表现出一定的促进作用,且在SMM胁迫下根际效应表现得更为明显。SMM胁迫下对根际与非根际土壤呼吸均有抑制作用,随浓度的增大,抑制作用越明显。且由于玉米根际作用,一定程度上缓解了SMM污染对根际微生物的毒害。一般情况下,根际土壤脲酶和过氧化氢酶活性及土壤呼吸强度均要大于非根际土壤,根际效应明显。     

新型生物炭基氮肥对土壤一冬小麦系统氮素累积及相关生物活性的影响

通过田间试验,研究了掺混型、吸附型和反应型3种新型生物炭基硝酸铵氮肥在冬小麦生长过程中对土壤氮素累积及冬小麦对氮素的利用状况和相关生物活性的影响。试验处理包括CK（不施氮肥,不施生物炭）、硝酸铵氮肥、生物炭、掺混型生物炭基氮肥、吸附型及反应型生物炭基氮肥。研究结果表明：不同工艺制备的生物炭基氮肥对土壤铵态氮的累积具有显著影响,吸附型和反应型处理在冬小麦生长季铵态氮平均值大于对照（CK）,对于总氮、硝态氮和亚硝态氮累积量的影响不显著。除了生物炭单施处理外,其他处理均比CK显著提高冬小麦地上部的总氮累积量,但对冬小麦的氮素利用状况无显著影响,且三种炭基氮肥处理问无显著差异;施用不同类型生物炭基氮肥对土壤微生物量氮含量和硝酸还原酶活性具有提高作用,而对微生物量碳含量、亚硝酸还原酶和脲酶活性无显著影响。     

北京市大兴区土壤养分空间结构及影响因素分析

为了揭示土壤养分的空间分布特征和指导土壤培肥管理,以北京市大兴区为例,首先基于地统计学和GIS技术对大兴区土壤养分进行空间克里格插值和模糊隶属度函数模型标准化处理;其次利用主成分分析方法获取了大兴区土壤养分的空间结构,即全氮、碱解氮、有机质、有效磷和速效钾所占空间比例分别为0.32,0.25,0.23,0.03,0.17;最后对土壤养分空间结构的影响因素进行了系统分析。研究表明:大兴区土壤中氮含量最高,有机质含量较高,钾含量较低,磷含量极低,整体上大兴区土壤养分高值区主要分布在东北部,低值区主要分布在西南部和中部区域;主要与大兴区土壤类型、质地、农户土地利用方式和施肥结构等密切相关。