畜禽废水磷回收产物的磷素释放特性及肥效试验研究

以畜禽废水沼气发酵液为磷回收对象,采用曝气沉淀结晶法磷回收工艺,对回收产物进行水溶性磷连续浸提试验和玉米盆栽试验,考察畜禽废水磷回收产物的磷素动态释放情况、玉米盆栽的肥效以及磷素利用情况。浸提试验表明,磷回收产物经6次浸提,水溶性磷的释放量呈缓慢下降的趋势,第6次与第1次相比只下降了1.42%,总释放量占总磷的57.97%,证明磷回收产物（RPP）具有良好的缓释性,作为肥料使用时不易被水淋失。盆栽试验表明,用RPP以不同比例代替磷酸一铵作为肥料对玉米均能起到显著的增产作用,最佳的质量替代比例为40%;RPP较磷酸一铵的地上部分和地下部分磷素利用率分别高出19.14%和2.50%,显示其具有较高的磷吸收效率。因此,从畜禽废水沼气发酵液中回收得到的磷回收产物具有较高的肥效价值,是一种节约资源、保护环境、缓解磷资源危机的新型肥料。     

鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物生长发育的影响

基质改良和耐性物种选择是重金属矿业废弃地生态修复的关键。本文通过室内盆栽试验,以4kg尾矿为植物盆栽基质,分别加入腐熟鸡粪0、8、16、32g混匀,记作MA0（CK）、MA8、MA16、MA32处理方式,研究不同比例腐熟鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物决明（Cassia tora）、田菁（Sesbania cannabina）、菽麻（Crotalaria juncea）生长发育的影响。结果表明,添加鸡粪改良处理后,3种豆科植物生长的尾矿基质中均以硝态氮为有效氮的主要形态,总无机氮含量为17.96～44.82mg·kg-1。其中菽麻MA32处理组尾矿基质中铵态氮含量（5.31mg·kg-1）最高,菽麻MA16处理组尾矿基质中硝态氮含量（43.06mg·kg-1）和总无机氮含量（44.82mg·kg-1）最高。MA16处理时,田菁和菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均表现最大。3种豆科植物叶绿素a/b为0.92～1.08。在同一鸡粪比例处理中,菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b值均显著高于决明和田菁（P〈0.05）。鸡粪改良铜尾矿基质能够促进3种豆科植物生长,植物株高、冠幅、根长均增加,并且随着生长期延长,增加明显。其中MA32处理菽麻70d株高（94.40cm）最大,阻止尾矿风蚀水蚀的效果最好。综合分析表明,MA16处理方式可作为鸡粪改良铜尾矿基质理想的比例模式,菽麻可作为铜尾矿生态修复优选植物种。     

水体重金属污染评价方法对比研究——以扎龙湿地湖水为例

采用对权重公式进行发展的模糊综合评价模型对仙鹤湖湖水重金属污染状况进行了评价和分析,并与灰色关联分析法、分级评价法、内梅罗指数法和单因子指数法进行了评价结果的比较,其中前3种方法的评价结果整体趋势是基本一致的。与实际情况对比表明,模糊综合法和分级评价法评价结果概率分布比较客观真实地反映了整体湖水水质状况,因此模糊综合法对评价对象的整体质量状况评价结果明显。基于评价结果进行了蒙特卡罗（MC）预测,参考各方法的评价结果的蒙特卡罗预测值和湖水水质实际情况,满足湖水评价参数的概率为74.87%,即扎龙湿地仙鹤湖湖水整体水质为Ⅱ级,同时有向Ⅲ级转化的趋势。扎龙湿地仙鹤湖营养状态级别为中度富营养。     

不同管理措施对西藏河谷农田土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(MBC)是反映农田土壤质量的重要指标。本研究以西藏河谷农田生态系统为对象,在中国科学院拉萨农业生态试验站长期施肥样地和农田撂荒地通过随机混合采样获取土壤样品,实验室内以氯仿熏蒸法测定土壤微生物量碳,探讨了不同施肥方式、不同除草方式对西藏河谷农田土壤质量的影响。从3个不同生育期的平均结果来看,施加羊粪样地的土壤微生物量碳比空白样地提高了56.1%,单纯施用化肥样地的微生物量碳比空白样地降低了14.0%,表明有机肥的施用对于提高西藏农田土壤质量具有显著的促进作用,而单纯施用化肥则会导致土壤质量的下降。在农田撂荒地试验中,自然撂荒样地(不除草)的土壤微生物量碳大约为85.2 mg/kg,而经常除草样地的土壤微生物量碳比不除草样地降低约1/4,从而进一步说明有机质输入对于提高高原农田土壤质量具有重要的作用。     

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。     

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。