油菜素内酯促进芹菜中阿维菌素和辛硫磷残留降解效果研究

为探讨油菜素内酯(BR)促进芹菜中阿维菌素和辛硫磷残留的降解效果,以芹菜为试验材料,采用QuEChERS法结合高效液相色谱(HPLC)技术,研究了阿维菌素和辛硫磷在芹菜上自然降解及油菜素内酯对其降解的影响。结果表明,喷施1.8%阿维菌素乳油,芹菜的安全采收期为21 d,半衰期为6.60 d;喷施40%辛硫磷乳油,芹菜的安全采收期为14 d,半衰期为3.04 d。BR能够有效促进阿维菌素和辛硫磷的降解,降解效果优于自然降解,且以0.1 mg·L^-1BR为最适喷施浓度,2次为最适喷施次数。阿维菌素在最适浓度0.1 mg·L^-1BR处理1次条件下半衰期为4.03 d,安全采收期为14 d,较自然降解提早7 d;最适2次BR处理下半衰期为2.11 d,安全采收期为7 d,较自然降解提早14 d。辛硫磷在最适浓度0.1 mg·L^-1 BR处理1次条件下半衰期为1.83 d,安全采收期为7 d,较自然降解提早7 d;最适2次BR处理下半衰期为1.05 d,安全采收期为7 d,较自然降解提早7 d。最佳喷施条件下,BR对辛硫磷的降解效果优于阿维菌素的降解效果。本研究可为芹菜产品农药残留水平安全控制提供科学依据,为蔬菜产品农药残留降解研究提供参考。     

长期保护性耕作提高土壤大团聚体含量及团聚体有机碳的作用

【目的】团聚体形成被认为是土壤固碳的最重要机制。本文以河南豫西地区长期耕作试验为研究对象,研究了长期保护性耕作对土壤团聚体性质及土壤有机碳(SOC)含量的影响,为探讨土壤固碳机理,优化黄土高原坡耕地区农田耕作管理措施,实现土壤固碳减排、培肥土壤提供理论依据。【方法】长期耕作试验开始于1999年,试验处理有免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和翻耕(CT)。利用湿筛法筛分第3年(2002年)和第13年(2011年)0—10cm和10—20 cm土层中,2000、250~2000、53~250和53μm级别的水稳性团聚体,计算团聚体平均质量直径(MWD),并测定了各级别团聚体的有机碳(SOC)含量。【结果】1)连续13年免耕覆盖和深松覆盖显著提高了土壤表层0—10 cm的SOC含量,分别比翻耕增加了33.47%和44.48%。2011年免耕覆盖和深松覆盖SOC含量较2002年上升了1.92%和8.59%,翻耕下降了18.97%。2)与翻耕相比,免耕覆盖和深松覆盖2000μm团聚体含量显著提高了40.71%和106.75%;53~250μm团聚体含量显著降低了19.72%和22.53%;团聚体平均质量直径显著提高了20.55%和39.68%,显示了土壤结构的明显改善。3)免耕覆盖和深松覆盖显著提高了表层土壤所有团聚体有机碳的含量,尤其以2000μm团聚体提升最多。与翻耕相比,2000μm团聚体有机碳分别提高了40.0%和27.6%。4)免耕覆盖和深松覆盖下表层土壤大团聚体有机碳含量随耕作年限增加,微团聚体有机碳随耕作年限降低。2000μm的土壤团聚体有机碳含量2011年较2002年分别升高了23.93%和7.12%,53~250μm微团聚体有机碳含量分别下降了19.58%和13.27%。【结论】长期保护性耕作(包括免耕覆盖和深松覆盖)可显著提高表层土壤大团聚体含量,降低微团聚体含量,提高团聚体的水稳性,改善土壤结构。同时可增加土壤团聚体有机碳含量,提高土壤肥力。长期保护性耕作在河南豫西丘陵地区是一种较为合理的耕作方式。     

山东省临沂市烟田耕作层土壤重金属含量

采集山东省临沂市的100个典型烟田耕作层土壤样品,分析了其As、Cd、Cr、Hg和Pb全量,并与相应的国家限制值进行对比。结果表明:1临沂市典型烟田土壤中As、Cd、Cr、Hg和Pb含量分别为0.20~30.52、0.01~0.38、4.38~128.00、0~0.36和4.99~70.80 mg/kg,均低于相应的国家标准限制值,尚未发生重金属污染现象;23个p H级别中,As、Cd、Cr、Hg和Pb含量与对应的限制值的比值,最大值分别为76.3%、96.7%、85.3%、90.0%和88.5%,说明临沂市烟田面临着潜在的重金属污染威胁,必须继续严格控制烟田的重金属外源以确保烟田土壤质量安全。     

典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究Ⅰ.固液分离 液体厌氧发酵模式

不同粪污处理模式下畜禽粪便的养分损失存在较大差异,从而影响其后续地农田利用。固液分离-液体厌氧发酵模式是当前我国畜禽粪污处理的主要模式之一。研究粪污固液分离-液体厌氧发酵处理模式下规模养猪场农牧结合适宜规模配置对于减少畜禽粪便污染、促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究根据猪群体结构比例、废弃物产生量及氮磷含量、废弃物处理利用过程中养分损失率以及作物氮磷钾需求量等资料,以存栏万头猪场为例,采用分步逐级计算的方法估算了典型粪便处理模式——固液分离-液体厌氧发酵下,规模养猪场废弃物完全消纳的不同种植模式农田匹配面积,并研究了基于作物养分需求的不同种植模式农田畜禽粪便承载量。结果表明:固液分离-液体厌氧发酵粪便处理模式,以沼液安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地12.4~13.7 hm2,或茄果类蔬菜地14.2~17.9 hm2,或果树苗木地16.4~51.3 hm2。以有机肥和沼液全部在农田安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地299.3~312.9 hm2,或茄果类蔬菜地145.1~179.0 hm2,或果树苗木地553.1~1 343.8 hm2。因此,规模养猪场应根据猪养殖数量及其周边农田面积,选择适宜的有机肥利用方式及种植作物类型,因地制宜,合理调控。     

液态有机肥对酚酸胁迫下马铃薯生长发育和土壤酶活性影响

为明确液态有机肥对土壤酚酸导致马铃薯的连作障碍的缓解效应,采用盆栽试验,将阿魏酸与香草酸等量混合后按不同浓度(0,50,100,150 mg/kg)施加于马铃薯基质土壤中,模拟马铃薯连作分泌的有机酸自毒物质,并施加不同浓度梯度液态有机肥(0,225,450,675 kg/hm^2),探讨酚酸胁迫下液态有机肥对马铃薯生长发育以及土壤酶活性的影响。结果表明:单一施加外源酚酸对马铃薯株高、茎粗、叶面积以及干物质量皆有不同程度的抑制作用,随酚酸浓度增加,土壤中脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性相对对照分别降低2.74%~10.95%,11.11%~20.55%,5.29%~12.96%,过氧化氢酶、多酚氧化酶活性升高,FDA水解酶活性表现为低促进高抑制。施加液态有机肥后提高了马铃薯株高、茎粗、叶面积以及干物质量,土壤酶活性均有提高,脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、FDA水解酶活性相对对照处理最高分别提高了10.80%,21.40%,18.20%,29.60%,37.69%,12.31%,但是液态有机肥浓度过高降低了其对磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的提升效果,抑制了FDA水解酶活性。因此合理施加液态有机肥可以促进马铃薯生长发育,提高土壤酶活性,增强马铃薯的抗逆性,从而缓解酚酸对马铃薯的胁迫作用。     

Functional Metagenomics to Mine Soil Microbiome for Novel Cadmium Resistance Genetic Determinants

Metal resistance genes are valuable resources for genetic engineering of bioremediation tools. In this study, novel genetic determinants involved in cadmium (Cd) resistance were identified using a small-insert metagenomic DNA library constructed from an arable soil microbiome. A total of 16 recombinant plasmids harboring 49 putative open reading frames (ORFs) were found to be associated with enhanced Cd tolerance. In addition to several ORFs for ion transport/chelation and stress response, most ORFs were assumed to be associated with non-direct metal resistance mechanisms such as energy metabolism, protein/amino acid metabolism, carbohydrate/fatty acid metabolism, and signal transduction. Furthermore, 13 ORFs from five clones selected at random were cloned and subject to Cd resistance assay. Eight of these ORFs were positive for Cd resistance when expressed in Escherichia coli, among which four ORFs significantly reduced Cd accumulation and one increased Cd enrichment of the host cells. Notably, C1-ORF1, potentially encoding a histidine kinase-like adenosine triphosphatase, was the most effective Cd resistance determinant and reduced host Cd accumulation by 33.9%. These findings highlight the vast capacity of soil microbiome as a source of gene pool for bioengineering. The novel genetic determinants for Cd resistance identified in this study merit further systematic explorations into their molecular mechanisms.     

蔡家川流域降雨-径流关系及水量平衡分析

以晋西黄土区蔡家川流域为研究对象,利用该流域2004—2009年的降雨径流实测数据,采用多重比较和回归分析等统计方法,对降雨—径流关系及水量平衡进行了研究。结果表明,流域年耗水量占年降雨量的比例高达90%以上,是水循环过程中的重要支出项;流域年径流系数只有1.60%～2.66%;场降雨条件下径流量和洪峰流量随雨量P和最大60min雨强I60的量级具有明显的跳跃式变化,当P≥30mm时,径流量、洪峰流量分别是0～10mm雨量级的8.31,6.52倍,当I60≥20mm/h时,径流量、洪峰流量分别是0～10mm/h雨强级的3.35,16.87倍;对不同雨型下径流量、洪峰流量与降雨指标进行多元回归分析后得出,短历时高雨强的A型雨下雨强对洪峰流量的贡献率(47.12%)大于历时较长且雨强较大的B型雨(44.62%)和长历时低雨强的C型雨(32.51%),C型雨下雨量对径流量的贡献率(28.5%)大于A型雨(26.69%)和B型雨(3.15%)。     

安徽省典型城市周边土壤-蔬菜中PAHs的污染特征

研究了安徽省合肥、芜湖和亳州市周边蔬菜地土壤和蔬菜中PAHs的含量及其污染特征。结果表明：安徽省典型蔬菜地土壤中15种PAHs（除萘外）的残留总量在58.2～437.8μg·kg-1之间,三环和四环PAHs占PAHs残留总量的70%以上。胡萝卜、菠菜和茄子体内15种PAHs的含量在23.4～209.1μg·kg-1之间,均值为120.7μg·kg-1,三环和四环PAHs占蔬菜中PAHs富集总量的92.8%～94.4%。不同蔬菜体内8种可疑性致癌PAHs的含量在11.5～17.4μg·kg-1之间,分别占蔬菜中PAHs残留总量的9.80%～13.8%,其中BaP含量在1.69～2.03μg·kg-1之间,低于国家对食品中污染物（BaP）的限量标准（5μg·kg-1）。不同类型PAHs在蔬菜体内的富集系数在0.10～9.20之间,极差达10倍以上,低分子量PAHs在蔬菜体内的富集系数要大于高分子量PAHs。不同PAHs在蔬菜体内的富集系数表现为胡萝卜〉菠菜〉茄子,其中芴在蔬菜体内的富集系数最高。     

基于抗病功能基因标记的中国三系杂交水稻骨干亲本遗传多样性研究

为探究实现水稻广谱持久抗性育种,以及水稻病害的有效防治,本研究利用文献中报道的与抗稻瘟病及白叶枯病相关的43个功能基因相关标记,研究了76个中国籼型(Oryza sativa ssp.indica)三系杂交水稻骨干亲本的遗传多样性。结果显示,36个标记具有多态性,多态性位点百分率(P)81.81%,共检测到87个等位基因位点;其中有效等位基因(Ne)61.96个,占71.22%,Nei’s遗传多样性指数(He)变幅为0.358~0.974,平均值0.629。76份材料间的遗传相似系数(Gs)变幅为0.341~0.925,平均值0.550。采用UPGMA法进行聚类分析,在遗传相似系数0.624处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数(Fst)为0.158,呈高度遗传分化,Nei遗传距离(D)0.201。结果显示,功能基因相关标记具有较高的DNA多态性检测效率,用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性;中国三系杂交稻骨干亲本在43个功能基因位点的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,同源性较高。但保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大,遗传分化程度较高。研究结果提示,所研究材料在DNA水平存在丰富的杂种优势利用空间,特别随着更多更细的功能基因位点的发掘,为水稻分子辅助抗性选育以及病害防治提供了有效的实现途径。     

农村土地综合整治社会风险评价——以南京市江宁区为例

[目的]分析农村土地综合整治社会风险水平,以弥补已有农村土地综合整治社会风险诊断中指标体系及评价方法的不足。[方法]在界定农村土地综合整治社会风险内涵的基础上,从环境、制度、经济和社会4个方面构建了社会风险的评价指标体系,采用主客观赋权法和模糊综合评价模型,对南京市江宁区良田建设工程社会风险进行评价。[结果]江宁区良田建设工程总体社会风险介于第三级"风险中等"和第四级"风险较小"之间,但更接近第三级,说明工程开展的社会风险程度不高,在当地不会造成大的社会不稳定,但对于存在的社会风险仍然需要加以防范。[结论]为了进一步规避农村土地综合整治带来的社会风险,应该从完善整治目标、健全公众参与、强化工程监管和科学评估风险4个方面采取措施,促进农村土地综合整治事业的健康有效开展。