Potential use of cotton for remediating heavy metal-polluted soils in southern China

Purpose

Southern China is an important agricultural production base, as well as an important mineral resource area. There is a big challenge of heavy metal pollution in the soils of this area. Base on the characterizations of cotton and our present results, we discussed the potentiality to remediate the heavy metal-polluted soils through planting cotton in southern China.

Materials and methods

This paper summarises recent research to provide a better understanding of the status and the causes of heavy metal pollution in southern China, compare the applicability of different remediation methods in this area, evaluate tolerance and accumulation of cotton to heavy metals, and discuss the socioeconomic benefits of cotton planting for remediation of heavy metal-polluted soils.

Results and discussion

Human activity could be causing heavy metal pollution in southern China, as lead pollution is the most prevalent and cadmium pollution is the most severe in this area. Physical and chemical methods are used to remediate the heavy metal-polluted soils in southern China, by which treated polluted soils could not satisfactorily address the problems of economic feasibility, “secondary damage” and “secondary pollution”. The use of plants can green the environment to a certain extent, so the phytoremediation method is widely accepted. Cotton does not reach the standard of hyperaccumulation plants but has a relatively large biomass and shows more excellent tolerance ability and enrichment ability to heavy metals. Especially, the Cd concentration is lower in cotton fibre than in other cotton organs.

Conclusions

Cotton may be a potential crop to ameliorate the heavy metal pollution of farmland in southern China. In addition, cotton remediation combining with multiple repair measures of heavy metal pollution would obtain better repair effect and ecological benefits, and agronomic management practices could also effectively enhance cotton-remedied heavy metal-polluted soils.

     

福建柏2种造林模式凋落物储存量及持水特性

为了定量评价福建柏(Fokienia hodginsii)人工林凋落物的水文功能,采用野外实地调查和室内浸水法,对广西六万林场福建柏纯林、福建柏+红锥(Castanopsis hystrix)混交林两种造林模式林下凋落物的储存量、持水特性、拦蓄特性、吸水过程进行了研究。结果表明:福建柏混交林凋落物储存量大于纯林;混交林半分解层凋落物大于未分解层凋落物,而纯林则相反。混交林凋落物自然含水率、自然含水量和最大持水量均大于纯林,而纯林凋落物最大持水率、最大拦蓄量、有效拦蓄量和有效拦蓄深均大于混交林。混交林凋落物半分解层的持水和拦蓄特性均大于未分解层,而纯林除了自然含水量外,其它则相反。福建柏人工林凋落物持水速率随时间延长而增加;凋落物对最初降水的拦蓄能力较强;凋落物持水速率和吸水速率皆呈幂函数关系。因此,福建柏混交造林能更好地发挥其持水功能。     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

兴安落叶松人工林土壤碳密度分布特征研究

【目的】分析不同人工更新造林方式下兴安落叶松林土壤碳密度分布特征,为研究地区人工林生态系统碳汇管理及造林实践提供理论依据。【方法】2015年7-8月,以内蒙古大兴安岭林区不同人工更新造林方式(荒山荒地、水湿地、火烧迹地)和林龄(幼龄林、中龄林)的兴安落叶松林人工林为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的方法,对兴安落叶松幼龄林和中龄林0~40cm土层土壤有机碳、碳密度以及分布特征进行比较研究。【结果】不同人工更新造林方式下,幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤有机碳含量分别为26.84~105.42,30.26~101.81g/kg,土壤有机碳主要集中在0~20cm土层,其所占比例在63%以上,均随着土层的加深而降低;幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤碳密度分别为23.80~106.98,34.84~89.48t/hm~2,也随着土层的加深而降低,0~20cm土层碳密度占土壤总碳密度的60%以上,呈现表层聚集现象。幼龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度(0~40cm土层)分别为火烧迹地(258.98t/hm~2)荒山荒地(249.24t/hm~2)水湿地(238.12t/hm~2),中龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度分别为荒山荒地(263.92t/hm~2)火烧迹地(253.83t/hm~2)水湿地(249.44t/hm~2),且不同更新造林方式之间差异均显著。【结论】不同人工更新造林方式下,兴安落叶松人工林土壤有机碳含量及碳密度存在明显差异,在未来研究区造林实践中,建议选择火烧迹地、荒山荒地造林,对于水湿地应以保护和保护性利用为主,并且减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破环。     

不同饲料类型和放养密度对乌鳢生长特性及营养品质的影响

为了解不同饲料类型和放养密度对体质量(136.62±5.34)g的乌鳢Channa argus生长及营养品质的影响,采用围隔养殖试验法,研究了3种放养密度(15 000、30 000、45 000 ind./hm2)和2种饲料类型(冰鲜鱼和配合饲料)对乌鳢生长性能、生物学性状和肌肉营养成分的影响。结果表明:冰鲜鱼投喂组乌鳢的增重率、特定生长率显著高于配合饲料投喂组(P0.05),饵料系数显著低于配合饲料投喂组(P0.05),成活率无显著性影响(P0.05),放养密度对乌鳢增重率、特定生长率、饵料系数和成活率均无显著性影响(P0.05);饲料投喂组乌鳢的肥满度、肝体指数和脏体指数显著高于冰鲜鱼投喂组(P0.05),放养密度对其无显著性影响(P0.05),但饵料类型与放养密度二者的交互作用对脏体指数影响显著(P0.05),对肥满度和肝体指数无显著性影响(P0.05);饲料类型、放养密度对乌鳢肌肉的水分、灰分、粗蛋白质和粗脂肪无显著性影响(P0.05);各试验组乌鳢肌肉中的18种氨基酸含量除脯氨酸外无显著性差异(P0.05);氨基酸评价表明,投喂配合饲料的乌鳢肌肉蛋白质品质优于投喂冰鲜鱼的乌鳢,且以低密度养殖时最佳;脂肪酸分析表明,投喂配合饲料的乌鳢饱和脂肪酸(SFA)含量显著高于投喂冰鲜鱼(P0.05),但二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等9种多不饱和脂肪酸(PUFA)含量显著低于投喂冰鲜鱼组(P0.05);投喂冰鲜鱼相对于投喂配合饲料,可提高养殖乌鳢生长性能,改善生物学性状,降低肝体指数、脏体指数和肥满度,对肌肉氨基酸总量、必需氨基酸总量无显著性影响(P0.05);3种放养密度对乌鳢生长性能和营养成分无显著性影响(P0.05)。研究表明,配制饲料时可参考冰鲜鱼的营养成分,降低碳水化合物含量,增加不饱和脂肪酸添加量,以提升养殖乌鳢营养品质。     

骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫比较转录组学分析

为探明骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫的转录组差异,挖掘出与性别决定相关的功能基因,采用Illumina HiSeqTM2000分别对其雌虫和雄虫样本进行转录组测序,构建cDNA文库,通过建库质量评估和组装效率评估后对其进行功能注释及相关生物信息学分析。结果显示,比较雌虫和雄虫的转录本,获得6 430个差异表达基因,其中2 131个基因上调;4 299个基因下调。对差异表达基因进行GO功能分类,有341 328和714个Unigenes分别注释到生物学过程、细胞组成和分子功能三大类41个分支中。KEGG数据库分析,有1 116个差异表达基因参与到198条KEGG通路中,显著富集在机体免疫调节,卵母细胞成熟等通路。功能聚类分析中,雌虫样本在生殖发育、产卵、生殖行为中高表达;雄虫在主要精子蛋白、丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶中高表达。此外,在雄虫和雌虫中筛选出Tab-3,Tab-5、Fem-1和Mog-3等10种线虫性别决定相关基因,以及8种雄性性别特异表达基因和4种雌性性别特异表达基因,这些基因在虫体性别决定和性别特异性表达中发挥重要作用。本研究利用生物信息学技术预测出雌虫和雄虫差异表达基因在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘出性别决定基因和性别特异性表达相关基因,为进一步开展斯氏副柔线虫的功能基因组学研究、药物靶点预测和疫苗候选基因筛选提供有价值的数据资源。     

基于光学模型的退化叶片图像复原方法

针对空气浮尘造成植物叶片图像颜色失真、细节信息模糊问题,采用一种基于光学成像模型的灰尘去除算法,对退化叶片图像颜色进行恢复。首先根据灰尘颗粒对光线的反射和散射特性,建立叶片图像退化模型;然后利用有尘黑卡对光谱的反射特性计算出灰尘的反射率,在此基础上结合暗元原理和小波变换估计出入射光强及透射率2个模型参数。采用色卡和葡萄叶片图像测试算法的有效性。试验结果表明:本研究算法对叶片颜色有较好的恢复效果,复原后图像a、b分量(CIE Lab颜色模型)的平均绝对误差显著降低,有效地提高了图像的对比度和清晰度。试验还表明,本研究算法对不同天气和照明条件、不同品种的葡萄叶片图像均有较好的颜色恢复效果。     

耕地经营规模及其质量禀赋对农户生产环节外包行为的影响——基于中国广西水稻种植农户的调研数据

为了解耕地经营规模及耕地质量禀赋对农户生产环节外包行为的影响,以广西2014年典型地区的水稻种植为例,利用Poisson模型和Logit模型,以耕地经营规模及其质量禀赋作为核心解释变量,分析其对农户水稻生产环节外包决策的影响。结果表明:耕地经营规模扩大会使农户更倾向于生产环节中采用外包,尤其是在整地、收获这些劳动密集型环节;耕地肥沃程度会显著提高农户在生产环节采用外包服务的可能性和频率;出于外包成本的考虑,随着耕地经营规模的扩大,农户会减少在诸如灌溉等作业频繁的生产环节的外包可能性,也会减少整个生产环节外包的次数。     

息烽县住宅黄胸鼠种群数量监测

黄胸鼠种群数量发生动态分析结果可以为该鼠的预测预报及防治提供依据。本文分析了1986-2015年间贵州省息烽县黄胸鼠种群数量调查数据,总结了其季节性及年际种群数量动态。结果发现,在息烽县,黄胸鼠主要栖息于住宅区,作物区仅有零星分布。期间共捕获黄胸鼠938只,总捕获率为1.07%,住宅区黄胸鼠占总捕获鼠数的15.20%,不同年度间其群落占比为1.14%~32.49%,变化差异极显著。从季节性捕获率看,种群数量夏季(6~8月)最高,总平均捕获率为1.32%,其中7月捕获率为1.55%,是全年最高点。冬季(12月至翌年2月)最低,总平均捕获率为0.66%,其中1月数量最低,平均捕获率为0.49%。     

农业科研院所践行“两学一做”发挥基层党组织政治核心作用思考与探析*——以农业部环境保护科研监测所为例

文章分析了开展“两学一做”学习教育对农业科研院所发挥基层党组织政治核心作用的重要性,结合实际工作,从及早谋划部署、强化主体责任、加强理论学习、创新自选动作和坚持问题导向5个方面,深刻阐述了研究所在开展“两学一做”学习教育发挥基层党组织政治核心作用方面的主要做法和取得成效,进一步围绕“学”、“做”、“改”、“严”和“干”5个着力点,提出了对策建议。