基于DGT技术的土壤铅生物有效性评价研究

采集我国15个省份的耕作土壤进行盆栽试验,通过外源添加不同浓度梯度的Pb并种植小白菜,比较梯度薄膜扩散技术(Diffusive gradients in thin-films,DGT)与传统化学方法(土壤溶液法、EDTA法、HAc法、CaCl_2法和全量法)评价土壤中Pb生物有效性。简单回归分析表明,各评价方法测定的土壤Pb含量与小白菜Pb含量都呈显著相关关系,但DGT技术相关性(R~2=0.97)最高。通过逐步多元线性回归分析,融合土壤pH值、有机碳(OC)含量、阳离子交换量(CEC)、粘粒含量等土壤基本理化性质,建立多元回归模型,结果表明:各传统评价方法融合了pH值、OC含量等土壤性质,R~2较对应的简单回归分析有所提高,都能用于评价土壤Pb的生物有效性,但通过DGT技术所构建的模型方程(R~2=0.97,p0.01)几乎不受土壤性质的影响,且较传统化学方法相关性更高,因此,DGT技术是一种可以用于评价土壤中Pb生物性的较优方法。     

不同形态氮素比例对不同小白菜品种生物量和硝酸盐含量的影响

利用NO-3 N∶NH 4 N为 10 0∶0、5 0∶5 0和 0∶10 0三个硝铵配比的营养液对 12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明 :不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响 ,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异 ;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH 4 N比例的增加而升高 ,两者间存在着显著的正相关 ;单株生物量除亮白叶 1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外 ,其他 10个品种均在 5 0∶5 0硝铵营养液中表现最好 ;供试的 12个小白菜品种中有 9个品种的硝酸盐积累量随着NH 4 N比例的增加而下降 ,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。     

硒对小白菜生长和养分吸收的影响

以小白菜为材料 ,研究了硒对植株生长和养分吸收的影响。结果表明 ,当营养液中加入低浓度硒 (Se 1.0mg L)时促进了小白菜的生长 ,增加了产量 ;加高浓度硒 (Se 2 .5mg L)时则抑制了小白菜的生长。加硒后增加了小白菜地上部可溶性总糖、还原糖含量 ;降低了蔗糖和淀粉的含量 ;低浓度硒增加了粗纤维含量 ,而高浓度硒则降低了其含量 ;Se 1.0mg L的硒处理降低了植株地上部总蛋白质的含量 ,但随着硒浓度的进一步增加 (Se 1.0mg L)植株体内的总蛋白质含量逐渐升高 ,并大于对照。加硒后增加了小白菜地上部游离氨基酸总量和N、Ca、Mg、Mn、Zn含量 ,降低了P、K、S元素的含量 ;与对照相比 ,加硒后增加了小白菜地下部N、S元素的含量 ,降低了P、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn元素的含量 ,但对K元素的影响不大。无论是小白菜地上部还是地下部 ,体内硒的含量均与营养液中硒的浓度呈显著的正相关。植物地上部硒的含量以有机态硒为主 ,有机硒转化率均在 80 %以上。     

生物炭基复合材料对镉污染土壤理化性状和 小白菜生长的影响

采用盆栽试验研究了生物炭基复合材料(MPC-BC)不同添加量(质量比 1%、3%、5%,记为 T1、T2、 T3 处理)对土壤理化性质、镉(Cd)形态转化以及小白菜生长、生理特性及 Cd 吸收的影响。结果表明:添加 MPC-BC 能显著促进 Cd 胁迫下小白菜的生长,与不添加 MPC-BC(CK)比,小白菜株高、地上和地下部生物 量显著增加,T3 处理增加最多,分别较 CK 提升 78.11%、137.72% 和 60.64%;随着 MPC-BC 施入量增多,超氧 化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,丙二醛(MDA)含量显著 降低,T2 处理小白菜叶片 SOD、POD 和 CAT 活性最高;小白菜中 Cd 含量随 MPC-BC 施用量增加而减少。添加 MPC-BC 处理土壤 pH 降低 0.13 ～ 0.42 个 pH 单位,土壤电导率增加了 6.92% ～ 137.6%,土壤全氮速效钾、有 机质含量和阳离子交换量升高,但土壤有效磷含量降低。添加 MPC-BC 可有效降低土壤中有效态 Cd 含量,同时 促进弱酸提取态 Cd 和可还原态 Cd 向残渣态 Cd 转化。因此,复合材料能有效地固定污染土壤中的 Cd,缓解 Cd 胁迫对作物的伤害,本试验条件下配施 3% 的 MPC-BC 修复效果最佳。     

组配钝化剂对设施土壤污染镉的钝化效果及植株富集镉的影响

为明确组配钝化剂对设施土壤污染镉的钝化效果,采用生物模拟方法,以外源添加镉的设施土壤为研究对象,探究骨炭粉、生物炭、纳米腐殖质组配钝化剂对设施土壤污染镉的钝化效果和对小白菜富集镉的影响。主要研究结果如下：(1)当骨炭粉、生物炭和纳米腐殖质总添加量为2%、5%,配施比例为1∶5∶2时,钝化效果最为显著。土壤有效态Cd含量显著降低,降幅为12.72%～15.73%,更易使Cd形态从弱酸提取态转化为可还原态、可氧化态和残渣态,土壤pH值显著升高0.22～0.34个单位,土壤有效磷含量显著增长15.28%～23.73%,土壤过氧化氢酶、脲酶活性显著升高,增幅分别为23.21%～52.98%、57.75%～67.75%。添加量为5%时,小白菜地上部Cd含量显著降低14.67%;总添加量为2%时,小白菜根部Cd含量显著降低14.47%。(2)其他处理也表现出了一定的钝化效果。总添加量为5%,配施比例为1∶2∶2时,土壤的有效态Cd含量显著降低了10.93%。总添加量为2%、5%,配施比例为1∶5∶5时,土壤有效态Cd含量显著降低,降幅为7.49%～7.56%。(3)通过相关性分析得出,土壤的pH值...     

一株 Cr（Ⅵ）还原菌对 Cr（Ⅵ）胁迫下小白菜幼苗植物毒性及植物有效性的缓解效应

【目的】研究Cr(Ⅵ)还原菌Exiguobacterium sp.EH5(简称菌株E)对Cr(Ⅵ)胁迫下四季青小白菜幼苗的植物毒性及植物有效性的影响。【方法】通过水培盆栽试验,向等体积、含有不同Cr(Ⅵ)质量浓度(0、1、2、3、4、5 mg/L)的水培营养液中按体积比1%添加菌悬液(菌悬液OD_(600nm)≈4),考察菌株E对Cr(Ⅵ)胁迫下小白菜幼苗的生长量、叶绿素含量、蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化歧化酶(SOD)活性及铬含量的影响。【结果】(1)Cr(Ⅵ)质量浓度越高,Cr(Ⅵ)毒性抑制小白菜幼苗生长及其蛋白质、叶绿素合成的效果越显著。加入菌株E后,在相同最高Cr(Ⅵ)质量浓度(5 mg/L)对比下,小白菜幼苗茎长、根长、鲜重、叶绿素总量及蛋白质含量比不加菌E对照分别增加98.10%、5.32%、90.49%、10.07%、11.11%。(2)随着Cr(Ⅵ)胁迫质量浓度升高,小白菜幼苗叶片中MDA含量增加,SOD活性随着Cr(Ⅵ)质量浓度升高呈先增后降趋势。加入菌株E后,在相同质量浓度1～5 mg/L下,小白菜幼苗叶片中MDA含量比不加菌对照分别降低19.60%、17.05%、58.85%、28.19%、11.66%。在Cr(Ⅵ)胁迫质量浓度≤4 mg/L时,加菌株E的SOD活性比不加菌对照有所降低,随着Cr(Ⅵ)质量浓度升高(4 mg/L),加菌株E的SOD活性比不加菌对照提高11.51%。(3)Cr(Ⅵ)胁迫质量浓度越高,小白菜幼苗体内(根、茎叶)Cr含量越高。加入菌株E后,小白菜幼苗根、茎叶部分的Cr含量比不加菌对照均有不同程度的降低。【结论】添加菌株E可以在一定程度上缓解Cr(Ⅵ)对小白菜幼苗的生长毒性以及Cr(Ⅵ)诱导的氧化胁迫,并降低小白菜幼苗对Cr(Ⅵ)的可利用度。     

外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响

【目的】探究外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响,筛选最适的外施苹果酸质量浓度,为紫色小白菜的优质培育以及高产栽培奠定理论基础。【方法】以‘京研'紫色小白菜为试验材料,采用水培技术,设置外施苹果酸0 mg/L(对照,CK)、0.5 mg/L(T1)、1.5 mg/L(T2)、3.0 mg/L(T3)、5.0 mg/L(T4)、10.0 mg/L(T5)共6个处理,研究不同质量浓度外施苹果酸对紫色小白菜叶片和根系形态学指标、根系显微结构及相关品质指标的影响。【结果】(1)随苹果酸质量浓度的增大,紫色小白菜叶片和根系形态指标均呈现先上升后下降的趋势,其中T1、T2处理显著优于对照,叶片表面积、体积较大,且可促进植株根系增长、面积增大、侧根增粗,而T5处理因苹果酸质量浓度过高阻碍了根系伸展。(2)根系显微结构观察发现,T1、T2、T3处理紫色小白菜新生侧根根尖1 cm处直径均显著高于对照,维管束和木质部区域直径增大,有助于运输更多的营养物质和水分。T5处理根系皮层细胞层数较少,细胞体积较大且排列疏松。(3)紫色小白菜叶片可溶性蛋白和维生素C含量随处理时间延长逐渐增高,随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降的趋势,以T2处理最优。紫色小白菜叶片可溶性糖和总有机酸含量9 d时整体下降,且随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降趋势,T1、T2处理显著高于对照。(4)苹果酸、丙二酸、琥珀酸和酒石酸含量随苹果酸质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势,而柠檬酸含量呈先下降后上升的趋势。T1、T2、T3处理苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量较高,对照、T4、T5处理柠檬酸含量较高。【结论】外施苹果酸能够影响紫色小白菜的生长及生理状况,施用适宜质量浓度(1.5 mg/L)的苹果酸可有效促进紫色小白菜地上部和根系生长,提高苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量,提升植株营养品质。     

不同用量保水剂对土壤理化性质和小白菜产量的影响

以泸定县蔬菜栽培常用土壤为研究对象,采用盆栽的方法,以不加保水剂为对照,研究5个保水剂用量0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%对土壤理化性质和小白菜生长的影响。结果表明,与对照不加保水剂相比,保水剂用量1.0%处理,表土层、10 cm土层、20 cm土层土壤含水量分别较对照不加保水剂高14.58%、57.69%、20.67%;保水剂用量0.8%处理土壤容重降低4.41%;保水剂用量1.0%处理阳离子交换量增加39.1%、小白菜产量增加76.8%。     

生物炭浸提液对小白菜种子萌发及幼苗荧光作用的影响

生物炭被广泛应用于低产地改良以及重金属污染土壤修复,但是其应用可能对植物存在潜在毒性。为了揭示生物炭的潜在植物毒性,用不同来源、不同浓度生物炭浸提液对小白菜种子进行处理,检测种子萌发以及幼苗生长相关指标。结果显示,酒糟生物炭和梨木生物炭浸提液对小白菜种子萌发以及幼苗生长具有明显作用,但不同生物炭浸提液以及不同浓度浸提液影响差异较大。①酒糟生物炭和梨木生物炭浸提液原液均显著降低小白菜种子萌发(P<0.05),但稀释后的浸提液却促进小白菜种子萌发,尤其是稀释50倍后梨木炭浸提液和酒糟炭浸提液处理的小白菜种子萌发率分别比对照高16.67%和8.33%;②生物炭浸提液可提高小白菜幼苗株高和根系活力,尤其浸提液原液处理的植株株高、根系活力显著高于对照(P<0.05);酒糟生物炭浸提液的促进作用明显低于梨木生物炭;③生物炭浸提液均可提高小白菜幼苗叶片叶绿素含量、光化学效率（Fv/Fm）、实际量子产量（ΦPSⅡ）和表观光电子传递速率（ETR）等,且供试植株幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR等随生物炭浸提液浓度增加而增加;但酒糟浸提液对小白菜幼苗叶片荧光作用的影响低于梨木生物炭浸提液;④生物炭浸提液能显著降低幼苗丙二醛含量 (P<0.05),且其随生物炭浸提液浓度增加而降低。由此表明,酒糟生物炭和梨木生物炭浸提稀释液均可提高小白菜种子萌发率及幼苗根系活力,增强幼苗叶片的荧光作用,但酒糟生物炭浸提液的影响作用低于梨木生物炭。     

不同钾肥用量对大棚小白菜生长、养分吸收及土壤养分含量的影响

钾肥对蔬菜生长及品质形成具有重要的作用。为探明大棚小白菜合适施钾量,通过在主推配方基础上增减钾肥用量处理,研究钾肥用量对大棚小白菜产量构成、养分吸收利用及土壤理化性质的影响。田间试验结果表明,对于大棚种植的小白菜,在主推配方(K_2O 75 kg/hm~2)的基础上减钾20%、40%或增钾20%3个处理的小白菜产量无显著降低,但是钾肥偏生产力随着钾肥施用量增加而显著降低;减钾20%处理土壤速效钾水平无显著变化,减钾40%显著降低了土壤速效钾含量,而增钾20%土壤速效钾含量显著升高;减钾20%、40%2处理的钾肥投入和吸收失衡,不能满足持续生产需求,其钾素亏缺分别达32.8、53.1 kg/hm~2。因此,根据小白菜生长期需求设立的主推配方施钾量(K_2O 75 kg/hm~2)可以满足当季小白菜生产需求,但考虑钾肥投入和吸收的平衡,在主推配方的基础上增施20%的钾肥(90 kg K_2O/hm~2),可维持土壤速效钾水平,满足小白菜可持续生产需求。