不同氮肥水平下玉米与龙葵竞争吸收镉的差异性研究

【目的】 研究不同氮肥用量处理对玉米镉 (Cd) 积累的影响及其生理响应机制,为今后利用玉米–龙葵间作模式进行植物修复时合理使用氮肥、减少修复成本及环境污染奠定基础。 【方法】 以Cd超积累植物龙葵 (Solanum nigrum L.) 与玉米为供试材料,取Cd污染浓度为2.79 mg/kg的供试土壤,采用温室盆栽试验,设置玉米单作及玉米、龙葵竞争模式下3个不同氮肥用量处理,分别为不施肥、N 0.1 g/kg、N 0.2 g/kg,研究施氮量对玉米、龙葵的生长以及各器官吸收积累Cd的影响。 【结果】 施用氮肥能提高玉米和龙葵各器官的生物量,且随着施氮量的增加龙葵和玉米的生物量均显著性增加,高施氮量处理下龙葵根、茎、叶、籽粒生物量增量最大,分别增加了47.2%、51.0%、25.3%、63.2%;玉米根、茎、叶、籽粒生物量分别增加了35.5%、17.0%、76.2%、112%。不同氮肥用量处理下,龙葵各器官中Cd含量显著性增加,同时与其竞争的玉米各器官Cd含量显著性下降。玉米与龙葵竞争模式下高施氮量处理的龙葵根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别增加了23.2%、41.2%、12.3%、45.3%;玉米根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别下降了49.2%、38.0%、42.8%、19.5%。高施氮量处理下,龙葵各器官Cd累积量显著性增加,根、茎、叶、籽粒中Cd累积量分别增加85.6%、88.4%、131%、159%;同时玉米各器官Cd累积量显著性降低,茎、叶、籽粒中Cd累积量分别下降12.2%、34.8%、79.5%。高施氮量处理下,玉米与龙葵竞争模式下龙葵富集系数增加113%,转运系数增加15.1%;玉米的富集系数降低25.7%,转运系数降低15.2%。玉米与龙葵竞争模式下,随着施氮量的增加,龙葵对Cd的吸收转运能力增强,玉米对Cd的吸收转运能力受到抑制。因此,Cd污染土壤中,通过玉米–龙葵间作处理并适当提高施氮量,能够促进龙葵的生长和地上部Cd的积累能力。这一研究结果旨在为修复污染土壤,提高修复效率以及保证农产品质量安全提供理论依据。 【结论】 玉米与龙葵竞争模式下,0.2 g/kg的施氮量能够促进龙葵对Cd的吸收转运,降低Cd在玉米各器官的累积,并提高Cd污染土壤的修复效率,达到边生产边修复的目的。      

生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

吸附–解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物质炭施用(投加量0(B0)、39.75 t/hm~2(B1)和198.75 t/hm~2(B2))及田间老化作用(夏季干湿交替)对3种典型磺胺类抗生素(磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)及磺胺甲恶唑(SMZ))在紫色土中的吸附–解吸和淋溶行为的影响。结果表明:在几种处理中,3种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SDSMZSM2;与B0处理相比,添加生物质炭能增加土壤对3种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加(P0.05),但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,3种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SDSMZSM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SDSMZSM2,与Freundlich常数n值趋势一致,表明紫色土对SD亲和力最强,解吸最难,而SM2则解吸最易,可逆性最强。与B0处理土柱相比,3种磺胺抗生素在B1处理土柱中迁移更慢。     

不同人工恢复林对退化红壤团聚体组成及其有机碳的影响

研究土壤团聚体的组成及其有机碳的分布,有助于从微观角度理解土壤结构与功能的相互作用.采用于筛法和湿筛法,研究南方红壤退化地实施人工恢复30年后,马尾松与阔叶复层林(PB)、木荷+马尾松混交林(SP)和阔叶林(BF)3种典型林分在0～60 cm土层的团聚体组成及其有机碳分布特征,分析土壤团聚体有机碳与总有机碳相关关系.结果表明:各恢复林分土壤机械稳定性团聚体质量分数,以＞2 mm粒径所占比例最大(均在60％以上),而在水稳性团聚体中,以＜0.05 mm粒径占优势.不同林分土壤团聚体结构破坏率顺序依次为BF(53.38％～84.27％) ＞SP(52.22％ ～70.86％) ＞PB(22.70％ ～47.83％).机械稳定性和水稳性团聚体有机碳质量分数均以PB最高,随着土层深度的增加,各林分土壤团聚体有机碳质量分数呈下降趋势.水稳性大团聚体(＞0.25 mm粒径)有机碳质量分数总体高于相应土层的总有机碳质量分数,而微团聚体的(＜0.25 mm粒径)则低于后者,说明有机碳对于大团聚体的形成和水稳性具有积极作用.土壤团聚体有机碳与总有机碳的相关关系分析表明,土壤团聚体有机碳的增加,对总有机碳的积累具有正面影响.保留密度大、灌木(草)层盖度高的马尾松与阔叶复层林土壤团聚体的数量和质量更高;因此,在红壤侵蚀退化地森林恢复初期,可通过适当密植、增加林下灌草覆盖等措施,增加有机碳的输入,促进团聚体的形成和稳定,从而加速了退化土地的土壤结构改善和功能恢复.该研究可为南方严重红壤退化地生态恢复中的林分类型选择和优化配置提供科学依据.     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

相对SPAD值用于不同品种夏玉米氮肥管理的研究

采用田间试验研究了不同氮肥处理、不同玉米品种及关键生育期间的SPAD值差异和基于相对SPAD阈值的氮肥管理对氮肥用量、子粒产量、氮肥利用率和土壤氮素变化的影响。结果表明,两品种玉米各关键生育期的SPAD值开始随施氮量的增加而显著增加,施氮量超过N 210 kg /hm2后不再显著增加;郑单958和冀农一号大喇叭口期的相对SPAD值与产量的关系符合线性加平台模型,其平台相对SPAD值分别为0.976和0.981;两玉米品种和不同生育期间的绝对SPAD值差异显著,利用相对SPAD值可消除品种和生育期间的SPAD值差异。玉米关键生育期追肥量和总施氮量均随预设相对SPAD阈值的增加而增加,基于相对SPAD阈值的氮肥管理能在保持高产的同时较农民习惯施肥显著降低氮肥用量、田间氮素表观损失和收获后土壤无机氮残留、提高氮肥利用率;本试验条件下,保持玉米高产高效的适宜相对SPAD阈值为0.95～0.98,此阈值管理下,郑单958和冀农一号的产量较农民习惯施肥没有降低,而氮肥用量降低了42%,氮肥回收利用率和农学效率分别增加了18.6、20.0个百分点和6.0、6.5 kg/kg。     

辐射选育小麦新品种“龙辐麦2号”

<正> 黑龙江省是我国重要的春麦产区,播种面积3000方亩以上。东部和北部国营农场又以小麦为主要粮食作物,播种面积占50—60％。收获时期正逢雨季,中熟和晚熟品种过多是,因不能及时收获会造成重大损失。研究表明,早熟品种可以躲开雨季,产量稳定性好。另外,广大低湿易涝地、坝外沿江地也都需种植高产的早熟品种。为满足生产需要,从1973年起开展了辐射选育早熟、高产、优质小麦新品种的研究,1985年定名为“龙辐麦2号”。     

辐射选育小麦易位系的研究

辐射处理六倍体小黑麦黑杂266×普通小麦克79F3-392的F0种子,通过一定的选育程序,选出了龙辐麦4号,龙辐10946和龙辐10877 3个易位系,经Giemsa-C带技术鉴定,其易位形式分别为6BS/6RL,2AS/2RL和7RL/7AL。酯酶同工酶和过氧化物同工酶的分析表明,3个易位系和黑杂266具有共同的特征酶带。试验证明,3个易位系具备双亲的优良特征特性,其中龙辐麦4号已由黑龙江省品种审定委员会审定推广种植。     

超声波降解微量氯仿研究

探讨了超声波降解管网水中微量氯仿的可行性 ,并初步研究了超声波对氯仿去除的反应级数以及pH值的变化 ;着重研究了影响超声作用效果的三个主要因素 :超声频率、超声功率、溶液初始浓度 ,得到不同条件下的最优化反应条件。实验中超声波去除管网水中微量氯仿的最优条件为 :频率 83kHz、电功率 60W、初始浓度 64× 10 - 6 g L。     

绿色荧光蛋白标记解淀粉芽孢杆菌Bam22在油菜体内的定殖

研究GFP标记的解淀粉芽孢杆菌Bam22在油菜植株上的定殖规律,为其开发利用提供科学依据.采用自然转化法将携带绿色荧光蛋白基因的质粒pGFP4412导入Bam22细胞中,构建GFP荧光标记菌株;对比野生型菌株Bam22与标记菌株Bam22-GFP的生长曲线和抑菌能力;通过灌根法,观察标记菌株在油菜体内不同组织部位的定殖...     

果树喷雾用圆盘风扇三维气流速度场数值模拟与验证

为研究用于果树风送喷雾的圆盘风扇气流速度场分布特性,采用k-ε紊流模型和稳态求解方法,设置合适的边界条件,对单、双风扇不同出口风速的气流速度场进行三维稳态数值模拟和试验验证。结果表明,双风扇同时送风时,在离两风扇中心1~3m的范围内,中心区域的风速明显小于两边的风速,在3~5m的范围内中心区域的风速和两边的风速相差不大。模拟值与试验值对比表明变化趋势一致,二者的拟合直线决定系数R2分别为0.8044和0.7957,所建模型可以比较准确地模拟风扇气流速度场的分布。