油松、辽东栎混交林中生化他感作用的研究

研究了油松（ＰｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓＣａｒｒ．）、辽东栎（ＱｕｅｒｃｕｓｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓＫｏｉｄｚ．）混交林中的生化他感作用，结果表明：油松、辽东栎纯林及松栎混交林下的枯落叶、半分解枯落叶及表层土壤水浸液对油松及其它植物的种子发芽和幼苗胚根、幼茎生长有显著的影响，一般在高浓度下表现为强烈的抑制作用，低浓度下作用不显著或起促进作用。其中辽东栎枯落叶水浸液的抑制作用最为强烈，混交林中枯落叶的抑制作用有所下降。说明在某些条件（干旱、混交比例和混交方式不当）下，两树种混交可引起林地生化他感物质富积，从而导致油松生长不良，林地生产力下降。解释了实际林地的现象，为营造松栎混交林提供了依据。     

Characterization of organic phosphorus in leachate from a grassland soil

The degree of eutrophication in fresh water ecosystems may be influenced by the forms of phosphorus (P) leached from agricultural systems. Physico-chemical fractionation of P in leachate from a grassland soil carried out over a two year period indicated that the majority of the P loss from the Lismore soil occurred in unreactive particulate (55-76%) P forms. ³¹P nuclear magnetic resonance analysis of a selected leachate sample indicated that unreactive P was mainly comprised of monoester and diester forms of organic P. The presence of phosphomonoesterase (20-200 μg p nitrophenol l⁻¹ h⁻¹) and phosphodiesterase (68 μg bis-p nitrophenol l⁻¹ h⁻¹) activity in leachate resulted in hydrolysis of 10-21% of total unreactive P (TUP), indicating that some of the monoesters and diesters can be eventually hydrolyzed into inorganic P forms during P transport. Enzyme hydrolysis showed that 23% of the TUP was present as labile monoester P (LMP), followed by 20% as inositol hexakisphosphate (IHP) and 14% as diesters (phospholipids and nucleic acids). The findings of this study suggest that LMP, IHP and diesters are an important component of organic P leaching from the grassland soil.     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

不同稀释强度的垃圾渗滤液对草木樨种子萌发的影响

[目的]了解垃圾渗滤液作培养液时草木樨种子的发芽情况。[方法]将取自调节池和氧化沟的渗滤液稀释成强度为原液、50%、33%、25%、20%溶液用于发芽试验,观察草木樨种子的发芽情况。[结果]随着调节池渗滤液稀释强度的减小,草木樨种子的发芽势、发芽指数和活力指数增加,稀释强度为33%时发芽率最高,达96.7%。氧化沟渗滤液作培养液时可促进草木樨种子萌发,提高种子的发芽指数和活力指数。氧化沟渗滤液作培养液时,草木樨种子的发芽势略高于调节池渗滤液,调节池渗滤液对种子活力指数的影响比氧化沟渗滤液大,后续试验选用调节池渗滤液进行灌溉。[结论]渗滤液原液具有强烈的毒害作用,经过稀释后,草木樨种子都能发芽。     

PRB修复垃圾渗滤液污染地下水过程中NH4+ 的变化规律

实验模拟地下水修复,以被垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,分别用沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、钢渣、粉煤灰、零价铁作为填充材料,设计6种可渗透反应墙（PRB）,分别为反应器1、2、3、4、5和6。分3个试验阶段对PRB技术修复污染地下水中NH4+ 变化规律进行实验模拟研究,分析了反应器NH4+ 变化原因并探讨了NH4+ 变化机理。实验结果表明：NH4+ 去除率普遍较低,含沸石反应器脱氮效果最好,也仅为49.8%,部分反应器甚至出现负值;水解酸化作用,产生一定量NH4+ 和有机酸,造成反应器出水pH值降低和填充材料NH4+ 相对去除率偏低。PRB技术治理渗滤液污染地下水具有一定可行性,但技术有待继续深入研究。     

清水和渗滤液对2种黄土垫层的渗透对比试验

[目的]探讨清水和渗滤液各自的渗透性能以及对入渗的影响。[方法]以马兰黄土、垃圾渗滤液、自来水为试验材料,对清水和渗滤液通过变水头渗透试验和一维垂直连续渗透土柱模拟对比试验,分别测定了清水、渗滤液在2种黄土垫层中的非饱和入渗率和饱和渗透系数。[结果]清水和渗滤液在非饱和黄土中的入渗率随着时间变化与温度大致呈同步性变化。对最优含水率16．2％,最大干密度为1．76×10^3kg/m^3的轻型击实黄土样品,进行饱和变水头渗透试验,清水与渗滤液在渗透系数出现稳定的时间上相差较大。后者天数是前者的2倍。饱和与非饱和渗透时,清水的渗透系数和入渗率都大于渗滤液的。[结论]最优含水率下的击实马兰黄土可以作为填埋场人工防渗膜下的保护层。     

长期施磷稻田土壤磷素累积及其潜在环境风险

应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0(不施磷)、30 kg.hm 2.a 1(低磷)、60 kg.hm 2.a 1(适磷)、90 kg.hm 2.a 1(高磷)]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引发的环境风险。在本试验区土壤环境条件下,可能发生稻田磷素淋溶及径流的土壤耕层(0~15 cm)Olsen-P临界值分别为26.0 mg.kg 1和24.8 mg.kg 1。连续13年适磷、高磷施肥,土壤耕层Olsen-P含量分别达到26.9 mg.kg 1和33.2 mg.kg 1,均高于临界值浓度,且已导致稻田田面水与30 cm渗漏水中总磷浓度显著升高,大大提高了稻田磷素淋溶及径流的风险。低磷施肥土壤Olsen-P长期稳定在(10.1±2.0)mg.kg 1水平,并且每年的稻麦产量与高磷、适磷处理相比并无显著差异,而长期低磷施肥土壤磷的流失风险也较小。因此,在太湖地区稻麦轮作体系下,磷肥不宜以常规适磷水平长期施用,建议以低磷水平(30 kg.hm 2.a 1)长期施用或以适磷水平(60 kg.hm 2.a 1)间歇式施用。     

太湖地区氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮和地下水的影响

利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4 N和NO3-N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3-N含量的峰值期,NO3-N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4 N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4 N含量在0.2mgL-1以下。     

城市生活垃圾填埋场的环境问题及其治理研究

随着城市化进程的快速发展,生活垃圾填埋场的数量不断增加,垃圾填埋场产生的填埋气和渗滤液给周边生态环境带来了不同程度的污染。因此,城市生活垃圾填埋场的治理与恢复已成为生态环境保护的重要内容。该文介绍了我国生活垃圾填埋现状,分析了填埋气和渗滤液对生态环境的危害,并结合国内外研究现状提出了相关的防治对策,最后总结了我国生活垃圾填埋场治理与恢复的技术原则和发展趋势。     

Minimal direct contribution of arbuscular mycorrhizal fungi to DOC leaching in grassland through losses of glomalin-related soil protein

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have multiple influences on ecosystem C cycling, but most research has focused on ecosystem C gains. We explore here the possibility of direct contributions of AMF to ecosystem C losses, namely via leaching of glomalin-related soil protein (GRSP). We tested the hypothesis that GRSP, an operationally defined SOM pool to which AMF contribute (especially as evidenced with monoclonal antibody MAb32B11-based detection), is mobile in soils and can be lost in leachate. For two New Zealand soils, we showed that only insignificant amounts of GRSP were lost: a maximum of 0.03% of MAb32B11-immunoreactive GRSP present in soils was lost during the week-long experiment, representing a minute fraction of total leachate dissolved organic carbon (0.06%). Our data showed that this pathway of C loss may be relatively unimportant in many soils. However, other indirect contributions of AMF to soil C losses remain yet to be explored.