干旱区绿洲土壤Cd-Zn复合污染下重金属形态及其生物有效性的研究

通过模拟基于Cd-Zn复合污染下干旱区绿洲土壤的胡萝卜盆栽试验,用Tessier连续提取法对胡萝卜土壤中Cd、Zn的形态分布进行分析,同时就生物利用性形态的变化研究了Cd、Zn的生物有效性。结果表明:1)原状土壤中Cd和Zn主要以残渣态存在,随着复合胁迫浓度的增加,Cd的主要赋存形态逐步转变为碳酸盐结合态和可交换态,Zn主要赋存形态逐步转变为以铁锰氧化态和残渣态,但有效态和潜在有效态的比例大大增加。2)胡萝卜对Cd、Zn的富集作用均为地上部分大于地下部分,对Cd的富集能力远远大于Zn。3)胡萝卜吸收的Cd和Zn不仅包括可交换态和碳酸盐结合态,还包括了在一定条件下释放出来的铁锰氧化态和有机结合态。     

大蒜根系分泌物化感作用及化感物质的比较

【目的】利用生物测定和GC-MS分析方法,研究大蒜根系分泌物的化感作用及化感物质。【方法】采用琼脂培和砂培2种栽培方式收集大蒜根系分泌物,分别采用乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷和正丁醇4种有机溶剂进行萃取分离,对各有机溶剂萃取液进行萝卜种子发芽试验,确定出强化感作用组分,并对其成分进行GC-MS分析。【结果】各有机溶剂萃取液的化感作用强弱顺序依次为：乙酸乙酯萃取液>三氯甲烷萃取液>正丁醇和乙醚萃取液,初步确定大蒜根系分泌物中的化感物质为2,6-二异丙基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚和二烯丙基二硫醚。【结论】2种栽培方式收集的大蒜根系分泌物的乙酸乙酯组分中的成分相似,但在含量上差异较大,表现为砂培>琼脂培。     

土壤外源铜形态的动态变化：5年定位试验

土壤铜污染的危害性不仅取决于总量,还与其在土壤中的形态有关。选用未受污染的粘质壤土,设置对照(32mg·kg-1)、200、400mg·kg-1铜处理模拟土壤铜污染,进行持续5年(2006—2010年)的稻/麦轮作土培试验。参照Tessier的方法测定小麦和水稻成熟期土壤中不同形态铜含量,研究耕作层土壤中各种形态铜含量的动态变化。结果表明:(1)试验期内清洁土壤中总铜以及可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态铜含量变化均很小,铜处理使上述参数均大幅增加。(2)污染土壤各形态铜含量随时间推移而变化,其中可交换态浓度持续下降最为显著,5年分别累计下降66%(200mg·kg-1)、67%(400mg·kg-1)。(3)土壤处于旱作条件有利于碳酸盐结合态和有机物结合态铜向铁锰氧化物结合态转化,淹水条件下转化方向相反。(4)铜处理改变了土壤中铜元素的形态分布,清洁土壤主要以残渣态存在(平均占57%),污染土壤中碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态铜所占的比例明显增加(合计平均占58%)。本研究表明,外源铜进入土壤后,易被植物吸收利用的可交换态浓度持续大幅降低,其他形态则因不同年度和不同耕作方式而相互转化。     

欧李果实采后不同形态钙的质量分数及组成变化

 以野生欧李Prunus humilis为试材,采用不同浸提剂（水,1 mol·L^－1氯化钠,20 g·kg^－1乙酸,50 g·kg^－1盐酸）逐级提取方法,研究了欧李实生类型（大果型和小果型）和嫁接类型（高位嫁接和低位嫁接）果实采后常温储藏过程中不同形态钙的质量分数及组成比率的变化,为欧李钙素研究和质量评价提供基础资料。结果表明：采收期果实中不同形态钙的提取率为98.24% ~ 99.32%,且以水溶钙和果胶钙形态组成为主,约占总钙量的70%左右;大果型果实中果胶钙质量分数显著高于小果型果实（P＜0.01）,小果型果实中水溶钙、磷酸钙和草酸钙质量分数显著高于大果型果实（P＜0.01）,小果型果实中钙总量显著高于大果型果实（P＜0.05）;与实生类型比较,嫁接类型果实中水溶钙提取率增加,果胶钙提取率下降;采后果实储藏后水溶钙形态组成比率增加,果胶钙和草酸钙形态组成比例下降,磷酸钙和剩余钙形态组成比例无明显改变。图4表1参17     

小飞蓬的铜毒害和抗性机制研究

对高铜污染区的小飞蓬进行盆栽实验,在不同Cu浓度处理下,对小飞蓬的电导率、叶绿素以及蛋白质含量进行测定。结果表明:电导率随着Cu浓度的提高而增大,而叶绿素和蛋白质含量先微增后持续减少,这说明Cu损害了小飞蓬的细胞膜,并影响了小飞蓬的光合作用和蛋白质的合成。对小飞蓬的抗性机制研究表明,当土壤Cu浓度升高时,小飞蓬根部Cu含量随着增加,相关系数为0.974**;而地上部分Cu含量的上升并不明显;转移到地上部分的Cu随着土壤铜含量的提高,亚细胞组分铜的总量增加;其中组分F1(细胞壁以及未破碎残渣)、F3(线粒体部分)、F4(核蛋白和可溶性组分)中Cu含量也呈现增加趋势,相关系数为0.992**、0.973**、0.995**,呈现极显著的正相关性;以F1所占比例最高,约为34.7%～40.9%,F4次之,约为26.8%～32.3%。随着土壤Cu浓度的提高,Cu在根部的存在形态中以醋酸提取态为主,其次为盐酸提取态;地上部分的Cu提取态中活性较低的醋酸提取态和盐酸提取态所占比例提高,活性较高的氯化钠提取态和乙醇提取态下降,水提取态变化幅度不是很明显,但总体上以氯化钠提取态和乙醇提取态为主;抗氧化酶系统SOD、POD、CAT在Cu浓度增加时,活性增强,其中CAT、POD与Cu浓度之间的相关系数为0.940*、0.924*,呈现显著的正相关性,这3种酶组成的清除自由基系统对小飞蓬的耐Cu性有很大的影响。     

培养温度和时间对磷肥在黑土中转化的影响

采用室内培养试验研究了培养温度和时间对磷酸二氢钙(MCP)、磷酸二氢铵(MAP)和磷酸氢二铵(DAP)在黑土中转化的影响。结果表明：温度升高增加了黑土对肥料磷的固定,且有利于Al-P的形成;培养50 d后,温度由5℃升至25℃时, We-P在添加MAP和MCP处理的土壤中占外源磷的比例分别降低51%和42%,同时Al-P分别上升110%和45%;在培养初期,温度对Ca8-P和Fe-P形成的影响不显著,但随培养时间的延长,差异显著。25℃时,培养时间对Ca2-P和Ca8-P形成的影响较小;Al-P在培养初期形成速率很快,随培养时间的延长,形成速率下降,而Fe-P的形成速率与之相反;Al-P的增加量与We-P的下降量呈显著线性正相关。与MAP和MCP相比,DAP更适合在黑土中施用。     

苏南经济快速发展区土壤Ni的形态分布影响因素——以昆山市为例

以江苏省昆山市为典型区,通过现场采样及室内分析测定,定量研究了几种因素对农田土壤Ni形态分布的影响。结果表明：（1）土壤有效态Ni含量为1.31 mg.kg-1,土壤全Ni含量为40.95 mg.kg-1,土壤Ni的活化率为3.38%。（2）土壤重金属Ni各形态含量相对大小为残渣态（36.20 mg.kg-1）〉有机质结合态（2.80 mg.kg-1）〉铁锰氧化物结合态（1.31 mg.kg-1）〉可交换态（0.54 mg.kg-1）、碳酸盐结合态（0.10 mg.kg-1）,残渣态含量明显高于其他形态,达88.16%。（3）pH值是影响可交换态Ni含量的最主要因素,达极显著负相关水平;全Ni含量是影响碳酸盐结合态Ni含量、铁锰氧化物结合态Ni含量和残渣态Ni含量的最主要因素,达极显著正相关水平;有机质含量是影响有机质结合态Ni含量的最主要因素,呈显著正相关水平。（4）〈0.01 mm粘粒含量是影响可交换态Ni含量的重要因素,有机质含量是碳酸盐结合态Ni含量的重要影响因素,pH值和有机质含量都是影响铁锰氧化物结合态Ni含量的重要因素,〈0.01 mm粘粒含量、pH值都是影响有机质结合态Ni含量的重要因素,pH值是影响残渣态Ni含量的重要因素。     

沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究

以富营养化类型不同的乌梁素海和岱海为对象,根据水域面积及生态类型进行采样及分析测试,开展了湖泊沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究,对比分析了2个湖泊沉积物微生物量的分布特征及其差异性,初步探讨了2个湖泊沉积物微生物量与含水率、pH及有机碳各形态间的相关性。结果表明,乌梁素海表层沉积物中微生物量介于5.59×10^8～32.46×10^8个·g^-1dw,平均16.36×10^8个·g^-1dw;岱海表层沉积物微生物量介于4.76×10^8～43.66×10^8个·g^-1dw,平均25.04×10^8个·g^-1dw;乌梁素海微生物量的高值区位于湖区东南部,岱海微生物量的高值区位于湖心区;2个湖泊沉积物柱芯中的微生物量均随深度增加而减少,沉积物微生物量与含水率、总氮和活性有机碳呈显著相关性。     

铬在芹菜中的累积、亚细胞分布及化学形态分析

采用盆栽试验,研究了Cr6+处理对美国西芹和日本西芹铬总累积量及器官中铬亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,对照处理（0mg·kg-1 Cr6+）芹菜根部和地上部铬在亚细胞中分布为：F3（可溶部分）＞F2（细胞器及膜部分）＞F1（细胞壁及残渣）;40mg·kg-1Cr6+处理为：F1＞F3＞F2,细胞壁(F1)是铬在芹菜细胞内的主要结合位点。芹菜根部和地上部铬化学形态以醋酸提取态占优势,NaCl和HCl提取态也占较大比例。60mg·kg-1Cr6+处理下2个品种芹菜地上部和根部铬含量均极显著增加（P＜001）;相同浓度铬处理下,铬含量和总积累量为：根＞叶＞茎,日本西芹各器官中铬含量和总累积量相对高于美国西芹。2个芹菜品种对铬的吸收均以根部为主要滞留器官,以细胞壁部位为主要的亚细胞分布区域,铬在芹菜体内以难溶性磷酸盐类、蛋白结合态类和草酸盐类为主要化学形态存在形式。     

黄土高原日光温室黄瓜合理施肥用量及优化施肥模式研究

采用氮(N)、磷(P)和有机肥三因素五水平最优设计,在陕北黄土高原进行了日光温室黄瓜N、P和有机肥用量及其肥效反应模式田间试验,求得日光温室黄瓜N、P和有机肥的肥效反应模式,并分析了N、P和有机肥对日光温室黄瓜产量的影响。研究表明:施用有机肥对日光温室黄瓜产量影响最大,N肥和P肥的影响相当;随着有机肥施肥量增加,黄瓜产量还在不断增加,N、P化肥在一定用量范围内有增产效果,用量继续增大时导致黄瓜产量降低。根据黄瓜N、P和有机肥的肥效反应模式,提出在黄瓜目标产量83000～88000kg/hm2之间的N、P和有机肥优化施肥方案:N肥用量809.2～1313.1kg/hm2,P肥用量(P2O5)583.1～978.6kg/hm2,有机肥用量64.0～151.3t/hm2;N∶P2O5为1∶0.72。