客土改良技术及其在砷污染土壤修复中的应用展望

砷是一种毒性很强且对人体健康威胁很大的金属元素,土壤砷污染与修复长期以来受到各国政府和科学家的广泛关注。客土改良技术是污染土壤修复中较常用和有效的方法之一,近年来逐渐受到关注。本文在简述土壤中砷来源及其危害的基础上,重点对近年来该技术在土壤改良及污染土壤修复中的应用进行了系统整理,并以此为基础,比较了砷污染土壤的物理、化学及生物修复的效果。结合我国部分地区耕地砷污染较严重的现状,认为客土改良技术见效快、改良较彻底、且具有较高的实用性。同时,论文还对客土技术在砷污染土壤修复中的研究重点及应用前景等进行了展望。     

20世纪50年代以来科尔沁沙地景观时空动态变化探析

研究分析了50年来科尔沁流动沙地和半固定沙地景观时空动态变化,并分析了沙地时空动态变化的主要成因。     

Prd29A启动子在小麦中的诱导表达活性及大肠杆菌海藻糖合成酶基因的转化

以gus基因为报告基因，通过瞬时表达测定了Prd29A诱导型启动子在小麦愈伤组织中的诱导表达活性。结果表明，Prd29A-gus基因的表达水平可在不同浓度NaCl盐的胁迫条件下得到显著提高。由此证实，Prd29A启动子在小麦中具有较强的诱导表达活性。在此基础上，将Prd29A诱导型启动子驱动下的大肠杆菌海藻糖合成酶基因（otsA）采用花粉管途径导入目的小麦品系，经PCR筛选、Southern鉴定及转化后代海藻糖含量的测定，获得了一批otsA转基因植株及株系，为进一步选育耐盐抗旱的转基因小麦新品系奠定了基础．     

甘肃省"两西"地区草地农业现状与发展策略

“两西”地区草地组成变坏,生产力下降,可利用面积减少和环境恶化,分析了草地退化非生物因素、生物因素和社会因素。提出了退化草地治理的原则:生态建设产业化,因地制宜与系统整治相结合,重恢复、中保护、轻利用和保持政策连续性。河西地区的目标是通过山地-绿洲-荒漠系统耦合建成具有地域特色和优势的复合型草地农业系统及其产业链,定西地区是参与建立黄土高原巨型畜牧业基地,两地区以草业为纽带建立灌溉农耕区-雨养农耕区耦合系统。     

煤矸石淋滤液对小麦种子及幼苗的生态毒性研究

以山西省农业科学院提供的小麦品种长麦6135为研究对象,采用室内培养方法和柱状淋溶装置,模拟大气降水,用5个不同浓度的煤矸石淋滤液处理小麦种子,分析其对小麦发芽势、发芽率、叶绿素含量和抗氧化酶活力等的影响。结果表明：煤矸石淋滤液对小麦种子的发芽有一定抑制作用,浓度越高,抑制作用越显著,煤矸石淋滤液浓度为720．8 mg／L 时小麦发芽势和发芽率均最低,分别为65．6％、69．0％。煤矸石淋滤液浓度为324．5～720．8 mg／L 时,小麦芽长与苗高均显著低于对照组,当浓度为451．5～720．8 mg／L 时,小麦苗质量显著低于对照组;叶绿素含量与煤矸石淋滤液浓度呈线性负相关。不同煤矸石淋滤液浓度的小麦幼苗 POD 活性差异性显著,而 SOD 和CAT 活性差异性极显著;不同部位的 POD 和 SOD 活性差异极显著;不同时间 POD 和 CAT 活性差异极显著。因此,煤矸石淋滤液对小麦种子发芽和幼苗生长具有一定的生态毒性。     

不同温度制备的棉花秸秆生物碳对棉花生长及氮肥利用率(~(15)N)的影响

【目的】生物碳可提高土壤肥力,增强土壤对养分的保持能力,减少养分损失,提高肥料利用率。研究不同温度热解制备的生物碳对棉花生长和肥料利用率的差异,可以为提高生物碳的有效利用提供依据。【方法】供试生物碳由棉花秸秆分别在450℃、600℃和750℃高温限氧条件下热解制备而成。本试验为两因素(生物碳、氮)温室盆栽试验,生物碳处理包括3种不同热解温度生物碳处理(分别以450BC、600BC、750BC表示)和1个空白对照(CK);每个生物碳土壤设置3个施氮水平0、2.1和4.2 g/pot(分别以N0、N1、N2表示),用15N同位素示踪方法分析不同施氮水平下3种热解温度生物碳对棉花生长、15N回收和淋洗损失的影响。【结果】1)施用3种生物碳处理棉花干物质重总体表现为750BC600BC、450BCCK,450BC、600BC和750BC处理分别较对照平均增加了9.2%、12.6%和17.3%;并且棉花总干物质重随施氮量的增加而增加,但生物碳作用随之降低;2)3种生物碳处理棉花氮素吸收总量总体也表现为750BC600BC、450BCCK。不施氮肥条件下(N0),600BC和750BC处理棉花氮素吸收总量显著高于CK,但450BC处理与与CK无显著差异;施氮肥条件下(N1、N2),3种生物碳处理均显著高于CK,450BC、600BC和750BC处理棉花氮素吸收总量平均较CK分别增加29.5%、37.1%和48.8%;3)15N标记试验结果表明,450BC、600BC和750BC处理植株15N回收率显著高于对照,分别较CK平均提高27.46%、36.44%和42.87%。而N1和N2水平下3种生物碳处理之间植株15N回收率均没有显著差异;4)450BC、600BC和750BC处理土壤15N残留率分别较对照平均增加101.4%、147.3%和200.7%。土壤15N残留率在N1水平下随着生物碳热解温度的升高而增加,而在N2水平下750BC处理显著高于450BC和600BC处理,但是后二者之间没有显著差异。土壤15N残留率随着施氮量的增加而降低;5)施用生物碳可以显著降低土壤15N的淋洗,并且不同施氮水平下(N1、N2)淋洗率都随着生物碳热解温度的升高而降低。【结论】施用生物碳可促进棉花生长,增加棉花氮素吸收,提高氮肥利用率,降低氮素损失,并且生物碳的热解温度越高效果越明显;但是随着氮肥施用量的增加生物碳作用减弱。     

不同施氮水平下水稻的养分吸收、转运及土壤氮素平衡

【目的】为解决东北地区水稻合理施用氮肥问题,系统研究了不同施氮水平条件下,东北水稻产量及构成因素、养分吸收、转运、氮肥利用效率及土壤氮素平衡的变化,并探讨各养分间及其与产量间的关系,为东北地区水稻合理施氮提供理论基础。【方法】于2012~2013年在吉林省松原市前郭县红光农场,选用当地主栽水稻品种富优135和吉粳511为材料,设置施N 0、60、120、180和240 kg/hm25个水平。于水稻返青期、分蘖期、抽穗期、灌浆期及成熟期采集植株样本,分为茎鞘、叶片和籽粒三部分,测定氮、磷、钾含量,计算水稻主要生育期植株养分吸收、转运、氮素利用特性的相关参数及各养分吸收、转运与产量间的关系。水稻移栽前和收获后采集0—100 cm土壤样品,每20 cm为一层(共5层),测定铵态氮、硝态氮含量,并根据各层土壤容重计算0—100 cm土体无机氮积累量,分析土壤氮素平衡状况。【结果】施氮量60~180 kg/hm2范围内,水稻产量随着施氮水平的提高而增加,氮肥用量超过180 kg/hm2水稻产量下降。结合当年水稻和肥料价格,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合方程,得出最高产量氮肥用量分别为212.8 kg/hm2和220.6 kg/hm2,施氮范围在202.2~231.6 kg/hm2之间,最佳经济产量氮肥用量分别为203.0和209.1 kg/hm2,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2之间。施用氮肥可显著提高水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向籽粒的转运,施氮量180 kg/hm2处理抽穗期各养分累积量与籽粒转运量呈正比,当氮肥用量超过180 kg/hm2后,氮、磷、钾养分向籽粒转运出现负效应。氮素农学利用率和偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降,氮肥当季回收率以施氮量180 kg/hm2处理最高。相关分析表明,水稻主要生育期氮、磷、钾的吸收、转运与产量间均存在显著或极显著的正相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收状况与产量间的相关系数最大。施用氮肥可显著提高收获后0—100 cm土壤中残留无机氮(Nmin),氮素表观损失量随施氮水平的提高而增加。【结论】适宜的氮肥用量可显著提高水稻产量,各生育时期养分吸收总量,提高水稻生育后期秸秆中氮、磷、钾向籽粒的转运量,并能降低土壤氮素表观损失量。综合考虑提高水稻产量、效益、氮肥当季回收率及维持土壤氮素平衡等因素,在本试验条件下,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2。     

秸秆还田对冬小麦产量和氮、磷、钾吸收利用的影响

【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区,冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理,实现作物增产和肥料增效为目标,通过2年的田间定位试验,探索关中地区玉米秸秆还田条件下,冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,供试冬小麦品种为周麦23,夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0),副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2),种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析,研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比,秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时,秸秆还田处理小麦减产,相反则增产,并且增产量随着氮肥用量的增加而增大;生物量与产量趋势一致,前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下,冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中,同一氮水平时,秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响,而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势,所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时,在玉米秸秆还田条件下,小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时,第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213kg/hm2,第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2,但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时,秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化,建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域,氮肥用量应控制在N 150~200kg/hm2,以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。     

Sr18菌代谢产物对线虫应激能力的影响

基于Sr18菌代谢产物在24 h内具有显著的杀线虫活性,为进一步探究其杀线虫机理和作用规律,测定其在16 h内对线虫应激能力的影响。结果表明,在4 h时处理组对外界条件刺激的敏感性明显提高,运动频率均高于对照组,表明4 h为Sr18菌代谢产物对线虫产生作用的转折点;8 h后处理组活跃程度明显减弱,对刺激的反应较对照组缓慢,随着刺激时间增加,处理组的活跃性有所增加但不显著,表明Sr18菌代谢产物已产生明显的药效作用,致使线虫对刺激反应迟钝。Sr18菌代谢产物对线虫应激能力的影响呈现"平稳-上升-下降"的规律,进一步探究Sr18菌代谢产物的作用机理为实践中的合理用药提供理论依据。     

黑光灯对蔬菜地中黑盲蝽和绿盲蝽种群动态的监测

盲蝽是棉花的主要害虫,对蔬菜也有较大的危害。本研究利用黑光灯对蔬菜地刺吸式害虫进行调查,共发现刺吸式害虫6个科17种,其中以中黑盲蝽(Apolygus suturalis Jakovlev)和绿盲蝽(Apolygus lucorum Meyer-Dür)为主要害虫。同时研究了蔬菜地中黑盲蝽和绿盲蝽的数量和种群动态变化。结果表明,中黑盲蝽和绿盲蝽在孝感市云梦县1年发生4~5代,中黑盲蝽发生高峰期为6~8月,绿盲蝽发生高峰期为9月。