复合污染土壤上几种叶类蔬菜对Cd和As的富集效应

[目的]不同蔬菜镉、砷富集系数各异,对镉和砷污染土壤的响应也不同。研究复合污染土壤上不同叶类蔬菜对Cd和As的积累效应,为轻度中度Cd和As污染土壤的合理与安全利用提供适宜的蔬菜种类。[方法]采集了西安市12个污染程度不同的菜地耕层土壤,于2015年3月6日5月26日在西北农林科技大学资源环境学院遮雨大棚内进行了盆栽试验。供试7种叶菜,包括菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿。蔬菜收获后,测量了蔬菜产量、Cd和As含量与吸收累积量,计算了蔬菜对Cd和As的富集系数等,并用线性回归模型研究了不同蔬菜栽培的土壤Cd和As安全临界值。[结果]镉污染土壤(0.6~2.4 mg/kg)对大多数蔬菜生物量有抑制效应,中、低浓度镉砷复合污染(Cd 1.0~2.4 mg/kg,As 24.9~26.8 mg/kg)对供试蔬菜生长没有叠加效应。镉污染土壤上,菠菜、油菜、苋菜叶、生菜可食部Cd含量均超出食品安全限量标准(0.2 mg/kg),其中菠菜和油菜Cd最高超标4倍以上;而茼蒿和空心菜茎秆Cd未超标。虽然供试蔬菜砷含量随着土壤砷含量增加有升高趋势,但叶菜As含量没有超标。7种蔬菜Cd富集系数为0.083~0.491,高低顺序为油菜、菠菜、生菜和苋菜叶>油麦菜、苋菜茎和空心菜叶>空心菜茎和茼蒿。菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿土壤Cd安全临界值分别为0.33、0.38、0.46、1.15、0.59~1.79、1.49~8.16和8.98~17.11 mg/kg,其中菠菜、油菜和生菜阈值与现行标准(0.3~0.6 mg/kg)相当,而油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿均大于土壤重金属污染限量值。As富集系数为0.002~0.006,空心菜叶和茼蒿叶片As富集系数显著高于其他蔬菜。7种蔬菜的土壤As临界阈值分别为62.31、70.35、70.21、67.41、67.86~90.43、57.21~75.70和72.43~105.06 mg/kg,均高于现行标准(25 mg/kg)。[结论]中等程度的Cd和As复合污染土壤上,Cd对蔬菜的生长有显著的抑制,As与Cd没有叠加作用。不同蔬菜的产量、污染程度和安全阈值等有显著差异,因此选择低富集、抗污染蔬菜品种是利用中低重金属污染土壤的一条可行途径。空心菜和茼蒿对Cd富集系数低,可推荐在中、低污染土壤上种植。     

日光温室青椒滴灌最佳灌水下限组合试验研究

为探讨日光温室滴灌条件下青椒最佳灌水下限组合,通过小区试验方法分析了滴灌条件下5种不同灌水下限组合对青椒形态、品质、产量及灌溉水利用效率的影响.结果表明:不同灌水下限组合对青椒株高、茎粗、VC含量影响差异显著.对青椒产量的影响差异不显著.采用主成分分析法对各灌水下限组合进行了量化的综合评价.评价得分显示:当青椒苗期、开花着果期及结果期的水分下限分别控制在田间持水量的50%～60%、50%～60%、70%～80%时得分最高,表明该处理下青椒产量最高、品质最佳、灌溉水利用效率最高,其为青椒最佳灌水下限组合.     

日光温室小管出流条件下甜椒灌溉制度试验研究

通过田间小区试脸研究了日光温室小管出流条件下土壤水分变化对甜椒的长势指标(株高、茎粗、叶面积)、产量和果实品质的影响,并通过综合分析得出甜椒的适宜灌溉制度.研究表明:土壤水分在青椒各生育期内的下限控制范围为苗期50%～60%;田持、开花坐果期60%～70%;田持、结果期70%～80%.田持时,青椒的长势、产量、果实品质及水分利用效率均呈表现优良.青椒在温室中小管出流条件下的适宜灌溉制度为整个生育期的灌水童为200.64 mm;苗期灌水定额为15 mm,灌水2次;开花坐果期和结果期灌水定额为22 mm,灌水8次.     

植物凋落物分解对土壤有机碳稳定性影响的研究进展

凋落物是植物向土壤输入有机碳的主要途径,源于凋落物的碳一部分以CO₂的形式散失到大气,另一部分以有机碳的形式输入到土壤中,在土壤微生物的作用下经过一系列的周转参与稳定有机质的形成。但土壤作为“黑箱”,凋落物向土壤有机碳转移的过程和作用机理仍不明确。结合国内外该研究领域的主要成果,简要介绍了植物凋落物分解的研究方法、土壤有机碳组分及土壤有机碳稳定性,并从植物凋落物分解对土壤有机碳及其组分、土壤呼吸和激发效应、土壤微生物群落结构及酶活性的影响以及植物-土壤-微生物相互作用过程对有机碳稳定性的影响等方面进行概述,厘清植物凋落物分解与土壤稳定有机碳形成的关系,并提出了未来该领域亟待关注的研究方向和研究内容。     

小管出流灌溉条件下水肥耦合对树莓生长和产量的影响

在田间利用防雨棚和测坑设施进行了水肥耦合对树莓生长、产量影响的试验研究,试验运用二因素五水平回归正交组合设计,建立了树莓产量的水肥耦合数学模型。结果表明:在现蕾期和花期,中水平的土壤含水量和中水平的施肥量(土壤含水量控制在下限26.2%,施肥量270kg/hm2)有利于植株生长;在结果期,较高的土壤含水量和施肥量(土壤含水量控制在31.9%以上,施肥量460.95kg/hm2)有利于树莓植株的生长。当土壤含水量控制在28.25%以上、施肥量为460.95kg/hm2时,产量达到最大值(19 169.25kg/hm2)。     

施氮对不同抗旱性小麦叶片光合及生长特性的影响

在大田试验条件下,对2个不同抗旱特性的小麦品种在5个N素营养水平下各生育时期叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)等气体交换参数以及地上生物量进行了测定。结果表明,两个小麦品种的叶片Pn随生育进程呈逐渐递减趋势,对照在拔节期出现Pn峰值,N素各处理Pn的峰值均出现在分蘖期。不同N素处理的两个小麦品种的Gs、Ls峰值均出现在拔节期~抽穗期,依生育进程呈先升后降的变化趋势。适量N素提高了叶片Pn和Gs,降低了Ls。不同抗旱性小麦光合参数的差异因生育期不同而有差别,N180处理旱地品种较水地品种有高的Pn和Gs,在拔节期~抽穗期旱地品种的Pn、Gs均高于水地品种。小麦地上单株干重随生育进程持续增加。N素对地上单株生物量的影响因抗旱性差异而不同,旱地品种的地上单株生物量随施N量的增加而表现先降低后升高的变化趋势,水地品种则表现出持续下降的趋势;两个品种的籽粒产量随N素水平提高呈先升高后下降趋势,在N180处理达到最高。因此,N180处理是旱地小麦最为适宜的施N水平。结合光合、生长及叶片水势变化特性,认为适量N素可提高干旱环境下叶片光合机构的适应能力,说明N素对提高小麦抗旱能力有积极意义。     

两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响

钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg~(-1)和11.76 g·kg~(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg~(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。     

水分胁迫和粉煤灰添加对风沙土颗粒分形维数及肥力的影响

探讨不同比例粉煤灰在水分胁迫下与风沙土复配对沙土颗粒分形维数及肥力的影响,为毛乌素沙地土壤肥力提升提供理论依据。采用盆栽控水方法,设置4个粉煤灰水平(F0、F1、F2、F3,分别占风沙土干重的0,1%,5%,10%)和3个水分梯度[W1、W2、W3,分别占田间持水量的(75±5)%,(55±5)%,(35±5)%],采用分形维数反映在水分和粉煤灰作用下风沙土粒径分布特点,利用主成分分析结合聚类分析方法评价不同处理下风沙土肥力变化。结果表明：(1)在相同水分条件下,风沙土分形维数随着粉煤灰复配比例的增加而增加。(2)在相同粉煤灰复配比例下,风沙土中硝态氮(NO₃^-—N)含量随着水分胁迫利用效率提高,呈现出增加的趋势。(3)粉煤灰和水分处理条件下风沙土中全氮(TN)含量均处于较低水平,在实际生产过程中应考虑配施氮肥。(4)对风沙土肥力综合评价结果表明,粉煤灰10%复配比例效果较好,且在干旱情况下有一定的适用性。     

植物应答缺铁胁迫的分子生理机制及其调控

铁是植物生长发育中所必需的微量营养元素。虽然土壤中铁的丰度很高,但其生物有效性非常低,特别是在碱性石灰性土壤上,高pH和高重碳酸盐含量严重降低了土壤中铁的有效性。因此如何有效地提高植物对铁的利用效率及增强植物对缺铁胁迫的响应已成为目前该领域的研究热点。本文重点阐述了植物两种不同的铁吸收机制,以及对缺铁胁迫的应答反应;对目前所发现的植物中调控缺铁胁迫的相关基因进行了全面的综述,包括新发现的吞噬机理中所涉及的NRAMP基因;同时也介绍了感应铁缺乏的众多相关信号,包括植物激素、气体信号分子及microRNAs等;此外,还提出利用铁吸收相关基因的转导、控制铁吸收相关因子以及各种农艺措施的实施来提高植物铁的生物有效性从而有效缓解缺铁胁迫。最后对未来有关植物吞噬机制、铁缺乏感应信号及改善植物铁营养新途径等研究方向作了初步展望。     

城市化进程中雨水资源利用研究

辽宁省是一个重工业大省,同时也是一个水资源匮乏的省份,全省多年人均水资源量为860m³,是全国平均值的1/3,仅是世界平均值的1/12,随着城市化进程的日渐加快,水资源匮乏程度也逐渐加剧。降雨时空分布不均,水灾、旱灾频繁发生,水资源过量开发,地下水超采严重等是造成辽宁省水资源匮乏的主要原因。以辽宁省沈阳市为研究对象,对沈阳市多年降雨资料进行了系统分析,对危害性较强的暴雨进行了时间特性分析,得出沈阳市暴雨的短历时的时间特性。利用DPS绘制出短历时降雨的频率曲线,并对雨型特点进行分析。以沈阳农业大学校园为实例,按照不同用地类型分别计算可利用量。提出了雨水利用规划,并且进行了雨水量的计算。研究表明:雨水资源化可以有效地缓解沈阳市用水矛盾突出的情况,并且创造出良好的环境、生态、社会、经济效益。