Effects of Manganese on Uptake and Translocation of Nutrients in a Hyperaccumulator

The effects of manganese (Mn) on the growth and Mn-induced changes in nutrients uptake and translocation in Mn hyperaccumulator Phytolacca acinosa was investigated in this study. Results showed that high Mn (5000 μ M) in culture solution lead to typical Mn toxicity symptoms in leaves of P. acinosa and decrease of dry matter accumulation in shoots whereas there are no obvious toxicity symptoms and significant decrease of dry weight in roots. Manganese accumulation in roots, stems, and leaves increased with the increment of Mn concentration at the medium level. Calcium (Ca), magnesium (Mg), and iron (Fe) concentration in organs of P. acinosa decreased as the Mn concentration in the nutrient solution increased, but the Ca and Mg concentrations were still at a normal level and the Fe concentration at a sufficient level when compared with the normal plants. The Zn concentration affected by higher Mn level occurred only in roots of P. acinosa and the P concentration affected only in stems, whereas there were no significant influences of excess Mn on the potassium (K) and copper (Cu) concentration in organs of P. acinosa.     

寒旱地区生态沟渠基质去除氨氮和磷最优配比筛选及影响因素

基质是生态沟渠的重要组成部分,但在我国北方寒旱地区,由于高寒、降雨少、蒸发强等原因,导致土壤和水体中盐度较高,可供选择的基质种类较少,从而限制了生态沟渠技术在该地区的应用。选取天然沸石、麦饭石、无烟煤、炉渣、废砖块5种北方地区常见基质作为试验材料,通过静态吸附试验对选用材料进行氨氮和磷的吸附,并将吸附效果较好的3种基质组合成不同比例的生态沟渠基质试样,再次通过筛选试验确定出去除效果最好的基质比例组合,同时研究了温度、pH和盐度对最优基质组合去除氨氮和磷效果的影响。结果表明:废砖块、天然沸石、炉渣在质量比例为1∶1∶3时对氨氮和磷的去除率最优,均达到90%以上。随着温度的升高,氨氮的吸附量降低,磷的吸附量升高。pH对氨氮和磷的吸附效果有显著的影响,对磷的去除率随着pH升高而降低,对氨氮的去除率随着pH升高呈现先增后减的趋势,在pH=7时,氨氮去除效果最好,去除率为91.78%。氨氮和磷的去除效果均随着溶液盐度的增加而降低,对磷的吸附效果影响不明显,但对氨氮影响较大,表现为盐度低于1%时,溶液中氨氮的去除效果下降幅度并不明显,均在3%左右,而当盐度达到2%时,氨氮的去除率仅有68%,比盐度为0时的去除率(92%)降低了24%。     

长江中游城市群农业生态效率时空演变及驱动因子研究

农业生态效率研究对真实反映农业经济发展与生态环境保护的协调关系具有重要意义。为科学评价长江中游城市群农业发展并为其策略制定提供依据,基于2000—2017年长江中游城市群各市面板数据,采用含有非期望产出的Super-SBM模型测算农业生态效率,分析其时空演变规律和空间相关性,并通过地理探测器模型对影响农业生态效率的驱动因子进行探测。结果表明:(1)2000—2017年长江中游城市群平均农业生态效率整体水平较高,呈现“降—升—降”的走势,湖南、江西省域与湖北省域差距较大,且地区农业生态效率发展不平衡,区域间差异逐年增大。(2)从空间相关性上看,长江中游城市群农业生态效率全局相关性呈现“随机—聚集”过程,且集聚现象随时间演进逐渐显著,局部空间相关性显示较弱,各相关类型随时间有不同程度的上升趋势,空间相关性逐渐向中心区域集中。(3)农业生态效率受多驱动因子共同作用,不同年份下部分驱动因子变化较大,驱动因子在不同地区对农业生态效率的影响表现出一定的地域性和差异性。长江中游城市群地区农业生态效率存在较大的提升空间,整体差异正在逐渐扩大,各地区应加强联系,采取合理措施促进“两型”农业发展。     

不同类型土壤中甲烷释放特性和产甲烷菌数量的研究

在盆栽条件下,研究了从不同母质发育的6种类型土壤(3种旱土和3种水稻土)种稻时的甲烷释放特性和产甲烷菌数量。结果表明,6种不同类型土壤种稻期问的甲烷释放趋势是一致的,即成活期时甲烷释放量较少,随着生育期的推进,至分蘖盛期达最高,随后又逐渐减少,到分蘖末期后又有回升。不同类型的稻田和旱地土壤在种植水稻后,前者的甲烷释放量明显高于后者。稻田土壤则以pH近中性、有机质含量较高的黄松田土壤甲烷释放量为最多,其次是偏碱性的涂砂田,以偏酸性的老黄筋泥田为最少;旱地土壤淹水种稻后的甲烷释放量是黄松土黄筋泥成泥土。6种土壤淹水而不种稻时甲烷释放量明显低于种稻时的甲烷释放量。6种土壤淹水后不论种稻与否,产甲烷菌的数量是原先为稻田的土壤比原先是旱地的土壤为多。     

造林整地工程对人工幼林系统径流输移的影响

 为探讨造林整地工程对人工幼林系统坡面水沙输移中的作用及程度,从产流、汇流的机制与理论模型出发,对旱区人工幼林系统地表径流调控的关键途径进行了分析。结果表明,在降雨特性、地形、土壤3大影响坡面产流、汇流的因素中,地形因素是人工调控的关键。在当前技术、经济条件下,通过造林整地,改变微集水区坡长、坡度乃至坡形,是最简单而有效的人工调控手段。对20个不同整地方式人工幼林地田间径流小区和未整地空白对照径流小区的观测表明,鱼鳞坑、水平沟、反坡梯田3种造林整地工程,虽可有效地削减径流向系统外部环境的输移,但其调控径流能力远未达到工程设计要求,其地表径流输移的削减率,在39.92%～65.11%之间,削减率与集水坡长成反相关,3种整地方式中,以反坡梯田整地的削减率最大。造林整地径流小区与传统直线型坡面径流小区对比观测,难以揭示整地对微区坡面产流影响的实质;造林整地工程设计中所期望的拦泥蓄水作用,则因忽略了含沙径流入渗、整地对微区地形与产流、产沙的影响等而被大幅削弱。     

植保无人飞机对主干形桃树和梨树的喷雾效果研究

摘 要：为了探明植保无人飞机喷雾雾滴在主干形果树冠层中的沉积分布规律,针对2种果树分别设计了4种不同作业速度梯度的喷雾效果试验,研究了3WQFTX-10型电动四旋翼植保无人飞机和3WQF120-12型油动单旋翼植保无人飞机分别对于主干形桃树(超红)和主干形梨树(新世纪梨)冠层各位置的雾滴沉积分布情况。结果表明：在风速小于1.2 m/s的微风条件下,当使用植保无人飞机以距离果树冠层顶部2 m的高度对主干形果树喷雾时,以果树为中心航线进行作业有助于雾滴更好的沉降。对于主干形桃树,当采用电动四旋翼植保无人飞机进行喷雾作业时,建议飞行速度处在2~4 m/s的范围内,此时雾滴在主干形桃树不同位置的雾滴沉积密度大于25个/cm₂。对于主干形梨树,当采用单旋翼油动无人飞机进行喷雾作业时,建议飞行速度处于2~3 m/s的范围内,此时雾滴在主干形梨树不同位置的沉积密度大于39.00个/cm₂。此外,飞行速度对于雾滴分布均匀性影响较大,2种主干形果树冠层各采样位置测得的雾滴分布变异系数均值普遍处于20%以上水平,最高值高达63.56%,未来对于果树航空喷雾均匀性方面的研究还需加强。研究结果可以为使用植保无人飞机防控主干形果树果园病虫害提供喷雾技术依据。