水稻锌高效营养特性的遗传分析

本试验以耐低锌能力不同的6个水稻基因型为材料,采用双列杂交,在不同锌离子活度下研究了水稻锌高效营养的遗传特性。结果表明,水稻秧苗含锌量和单位锌营养效率虽然存在不同程度的遗传变异,但主要受基因型与环境互作效应的影响,显性与环境互作效应方差在总方差中占57.50%～68.35%,加性与环境互作效应方差在总方差中占10.49%～24.44%。水稻的耐低锌能力与干物质分配(冠/根比)、锌运输能力和锌利用效率有关,它们主要受基因的显性效应控制,其次受基因的加性效应控制。     

平衡时间及含水量对红壤有效态铅提取量的影响

比较了4种浸提剂在9种平衡时间和2种土壤含水量条件下对红壤铅的提取能力。结果表明,随着平衡时间延长和土壤含水量增加,铅提取量有逐渐增加的趋势。不同提取剂提取的有效态铅达到平衡的时间分别为HAc4小时;NH4NO32小时;HCl2小时;EDTA1.5小时。不同提取剂的提取能力不同,对于黄筋泥,其顺序为:1molL-1NH4NO3<2.5%HAc<0.05molL-1HCl<0.01molL-1EDTA;对于红砂土,其顺序为:2.5%HAc<1molL-1NH4NO3<0.05molL-1HCl<0.01molL-1EDTA。     

两种生态型东南景天锌吸收与分布特性的研究

采用水培试验,研究了非超积累和超积累两种生态型东南景天吸收、分配和转运锌(Zn)的特点.结果表明:两种生态型植物不仅在生长速度上对Zn浓度的反应差异显著,而且在Zn吸收与分配特性上也有明显差异.非超积累生态型的最适生长浓度为0.001 mmol/L, 在此Zn水平下,生物量随处理时间基本呈直线性增长;而超积累生态型的最适生长浓度为1.0 mmol/L,生物量在处理前16 d呈直线性增长,以后趋缓.非超积累生态型地上部的最大Zn含量远低于超积累生态型;而根部的最大Zn含量,非超积累生态型显著大于超积累生态型.Zn在非超积累生态型细胞壁和可溶部分中的含量差异不显著,在细胞器与膜部分的含量相对较低,而Zn在超积累生态型细胞壁中含量最高,其次是细胞的可溶部分.综合分析认为:超积累生态型东南景天比非超积累生态型具有更强的Zn积累和耐受能力,前者可能是后者在高Zn环境中长期进化的结果.     

谷胱甘肽在东南景天Zn/Cd超积累过程中的作用

超积累生态型东南景天被处理在含1000 μmol·L-1 Zn(NO3)2或200 μmol·L-1 CdCl2的营养液中25 d,每5 d测定植株地上和地下部Zn/Cd含量以及地上部总硫、谷胱甘肽(GSH)含量的变化,分析硫离子浓度对重金属积累能力的影响.结果表明:处理的前15 d,地上部Zn/Cd的积累量呈线形增加,后10 d积累速度下降;总硫和GSH的含量在前15 d迅速增加,后10 d逐渐下降;根中Zn含量变化与地上部GSH、总硫变化趋势相似,而Cd含量在第5 d时最高,以后逐渐下降.以上结果提示:含硫有机物不是东南景天Zn/Cd超积累的主要配体,GSH主要是解除体内游离态Zn/Cd的毒性;增加硫元素的供应对提高Zn/Cd的积累有一定作用.     

杂交水稻(F_1)光合作用的优势及其与氮素营养的关系

在低N和高N条件下,比较研究了杂交水稻F_1代在生殖生长期功能叶的一些光合作用代谢特性与其亲本的差异。结果指出,杂交稻功能叶的叶绿素含量,光合磷酸化活力和ATP含量在高N条件下的杂种优势比低N条件的大。同样,杂交稻功能叶中~(14)CO_2同化率,RuBP羧化酶的活力及其酶蛋白含量在低N处理中无杂交优势,而高N处理却具有明显的正优势。这表明杂交水稻功能叶的光合作用的杂种优势随N营养水平提高而增大。因此,在预测杂交水稻光合作用优势时必须考虑氮素营养状况。     

钾减轻杂交稻铁毒

采用营养液培养法研究了钾对铁毒的缓解作用。结果表明，过多的Fe2+会使杂交稻根系、地上部干重、根长及株高显著降低，且这种现象甚至在Fe2+水平较低时也很明显。过多的Fe2+极大影响杂交稻的形态和植株中氮、磷、钾的含量。高钾的供应可减轻高Fe2+离子的负效应，适当的钾素供应还可以减少Fe2+从根系向地上部的运输，尤其是向上位叶的运输，并改善植物的营养状况。     

HCO3-和高pH对不同锌效率水稻锌及其他养分吸收的影响

 以IR36（锌高效水稻基因型）和IR26（锌低效水稻基因型）为材料研究了HCO3-（10 mmol/L）和高pH （8.0）对不同锌效率水稻基因型锌以及其他元素（P， K， Ca， Mg， Fe， Cu， Mn）的吸收、运转和积累的影响。与对照相比，高pH对两种基因型水稻锌以及其他元素的吸收、运转和积累都起到了一定的抑制作用；而HCO3-处理条件下，IR26对锌以及其他营养元素的吸收受到明显抑制，IR36则表现出较强的适应性，植株吸收和利用锌等其他元素的能力得到维持，甚至提高。这一研究结果表明，提高水稻对高浓度HCO3-的抗性是在石灰性土壤中提高水稻耐缺锌的重要手段之一。     

农用地土壤可持续安全利用的研究与实践——以浙江省镉污染农田为例

农用地土壤可持续安全利用对有效改善农用地土壤环境质量、保障农产品质量安全及人体健康具有重要意义。以长江三角洲经济最发达地区之一的浙江省为例，分析探讨了农用地土壤环境存在的主要问题和发展趋势，研究思考了农用地土壤可持续安全利用的理论和方法。在“十三五”期间，基于浙江省历年1：5万大比例尺农用地土壤污染调查成果，在温岭市、桐庐县等地开展了以农用地土壤重金属镉（Cd）污染治理为重点的省级试点示范工作，综合采取以污染源头解析与防控、多维度农业安全利用技术筛选和应用以及超标农作物秸秆安全处置等方法，形成一批具有显著地域特点、高效防治效果、自主知识产权，适用于Cd轻中度和中重度污染的农用地土壤污染综合治理技术模式。主要结果：（1）大气沉降源是农用地生态系统Cd的主要外来输入源之一，约占总输入量的24%~59%。（2）筛选出以甬优538为主的低积累品种53个，比选出以石灰性物质类为主的钝化材料20种以及以硅基和硒基为主的叶面阻控材料10种。（3）以稻/麦轮作等适用于Cd轻中度污染农用地安全利用技术模式可有效降低土壤有效态Cd 20%~50%以上，以超积累植物为主的适用于Cd中重度污染农用地的“边生产边修复”技术模式可有效降低土壤全量Cd 30%以上、土壤有效态Cd 50%以上，均可实现农产品安全生产。本文创新提出农用地土壤重金属污染可持续安全利用总体思路和技术路经，总结了农用地土壤重金属污染可持续安全利用的经验策略，以期为我国大范围开展受污染农用地土壤安全利用提供示范样板与技术参考。