现代农业技术的环境影响

事实和数据自五十年代以来,世界农业由于推广高产作物品种和现代化农业技术,不论发达国家与发展中国家都实行了“绿色革命”。全世界约有5500万公顷(相当于发展中国家耕地的35%)土地种植了高产小麦与稻谷。新的作物品种使印度的小麦产量由1964年的1140万吨增加到1980年的3500万吨;印尼的稻子由1970年的1220万吨增加到1981年的2200万吨。     

不同作物对土壤中Cd的富集特征及低累积品种筛选

为探究镉(Cd)污染土壤中农作物的食用安全性,以上海市常见农作物(青椒、黄瓜、豇豆、菠菜、花菜、西红柿、水稻和小麦)为实验材料,采用温室盆栽土培实验方法研究了不同土壤Cd含量梯级(0. 23、0. 6、1. 2、1. 8、2. 4和3. 0 mg·kg-1)下不同作物生物量变化以及可食部分Cd富集特征,建立不同种类作物与土壤Cd含量相关关系,探讨不同作物对应的土壤Cd安全限量值,筛选Cd低累积作物品种.结果表明:①随着土壤中Cd含量增加,作物地上生物量表现为先增加后减少,青椒耐受性最强,西红柿、菠菜耐受性最差.②不同作物可食部位Cd的富集系数由大到小依次为小麦菠菜水稻青椒花菜西红柿黄瓜豇豆.③作物可食部分Cd含量与土壤中Cd含量都呈显著正相关(P 0. 05),相关系数大小依次为菠菜小麦西红柿黄瓜青椒水稻花菜豇豆.④不同作物对应的土壤Cd安全限量值大小依次为:豇豆黄瓜花菜青椒西红柿水稻菠菜小麦.依据作物对土壤中Cd的耐受性、富集能力及食用安全限量值,筛选出黄瓜、豇豆、花菜为Cd低累积品种.     

江苏省丹阳市水稻土自然生产潜力的初步研究

本文借助作物生长模型与模糊数学的方法对江苏省丹阳市的两种种植制度的土壤自然生产潜力进行了初步的分析研究。结果表明,模拟的小麦/玉米-晚稻种植制度的气候生产潜力比小麦-单季稻高3000kg/ha 左右。指出丹阳的小麦生产应以挖掘、提高土壤自然生产潜力为主,而单季稻的生产则应以提高品种的气候生产潜力为方向。     

不同作物根系多环芳烃吸收特征差异的比较研究

为选育不/少或超量吸收多环芳烃(PAHs)的植物品种进而进行农产品的安全生产和PAHs污染环境的植物修复,以菲为PAHs的代表物,比较了水培条件下3种常见农作物(大豆、小麦、胡萝卜)根系吸收菲的动力学特征差异.结果表明,3种作物根系对水培液中的菲有明显的吸收和累积作用,且菲的吸收量随时间延长而增加,整个吸收过程可分为快速吸收和慢速吸收2个阶段;3种作物根系菲吸收能力的大小为大豆>胡萝卜>小麦;作物根系吸收菲量与吸收时间的关系可以用Elovich方程拟合,大豆、胡萝卜和小麦根系菲吸收速率常数分别为4.31、4.10和2.84 mg.(kg.h)-1;作物根系菲吸收的动力学曲线可用米氏方程表征,大豆、胡萝卜和小麦根系菲的Km值分别为0.117、0.124和0.540 mg.L-1;根系菲吸收会导致营养液pH升高,pH升高的趋势和吸收速率常数k与Km值相对应,且与3种作物根系吸收能力的大小一致.因此可用根系吸收速率常数k、米氏常数Km值和水培液pH的变化表征作物根系吸收PAHs的能力差异,且从受影响因素的多寡角度考虑,吸收速率常数k和米氏常数Km较pH变化更适合.     

旱作小麦─玉米垅种沟盖地膜带田集水调水与增产效应研究

旱作垅种（小麦）沟盖（玉米）地膜带田优于目前推广的沟种（小麦）垅盖（玉米）带田种植形式。在作物共生期相互调水作用更趋合理,平衡了小麦、玉米不同生育阶段对水分的供需矛盾,作物的生态条件更加适宜,群体结构更加协调,提高了作物的生产量,前者比后者增产９０％～１２５％。     

不同叶菜对砷的累积差异研究

通过盆栽试验,研究了4个叶菜类(23个品种)对砷的累积差异.结果表明,不同叶菜对砷的累积不同,同种叶菜不同品种对As的累积也不同.高产匙梗白菜、穿山柳菜心、尖叶中花芥菜和黄心白芹菜等品种含砷量相对较低.根据叶菜生物量和含砷量等指标综合评价,认为在此砷污染土壤上不宜种植叶菜类,可考虑种植食用部位污染物累积少的作物,如瓜果类蔬菜和果树等.     

化感资源在农作物生产中的合理利用研究

论文论述了植物化感的特点及温、光、肥、水、微生物等环境因素对化感作用的影响,从自然资源可持续利用的角度系统地分析了化感资源在农作物生产中的应用潜力,提出选育化感品种以提高作物的资源利用和抗逆能力,利用植物化感原理合理作物类型搭配和指导农作物的种植、耕作、水肥管理和病虫草害防治,以及开发对环境污染较轻的化感农药等观点,旨在推进农作物的优质、高产、高效、安全生产和农业的可持续发展。     

汞对蔬菜幼苗生长及氧化酶同工酶的影响

汞是城市污水中的一种主要有毒物,郊区农民常用这种污水灌溉农作物,造成减产。含汞工业污水对水稻、小麦种子萌发、幼苗及胚根生长的毒性影响及体内某些酶的变化已有一些报道,但对蔬菜幼苗期形态变化与体内某些酶变化的关系则很少有人探讨。我们用不同浓度汞溶液处理番茄等6种作物种子,探讨其对幼苗生长的影响及体内氧化酶同工酶变化的关系,为生产上早期检测作物受汞害的程度、选择抗汞害的作物品种提供依据。     

旱作小麦─玉米垅种沟盖地膜带田集水调水与增产效应研究

旱作垅种（小麦）沟盖（玉米）地膜带田优于目前推广的沟种（小麦）垅盖（玉米）带田种植形式。在作物共生期相互调水作用更趋合理，平衡了小麦、玉米不同生育阶段对水分的供需矛盾，作物的生态条件更加适宜，群体结构更加协调，提高了作物的生产量，前者比后者增产９０％～１２５％。     

土壤-作物系统中重金属元素吸收、迁移和积累过程模拟

土壤-作物系统是重金属危害生态环境和人类健康的重要途径,研究和了解土壤-作物系统中重金属元素的吸收、迁移和积累过程,对重金属污染的防控与管理以及人类的健康具有重要意义.本文建立作物吸收重金属的模型,计算小麦根、茎、叶以及籽粒中的重金属含量,分析在小麦生长周期中,根、茎、叶以及籽粒的重金属积累随时间变化的过程,并将预测值与实测值作对比来检验模型的精确度.结果表明,小麦的不同部位对重金属的吸收能力不同,根的吸收能力最强,叶片次之,茎和籽粒重金属的吸收能力较弱.小麦的各部位中不同重金属的含量也存在明显的差异,Cu元素的含量最高,Ni次之,Pb元素和Cd元素的含量较小.在小麦生长过程中,茎、叶和籽粒中的重金属积累速度分别在小麦生长90、60和135 d左右开始减缓,重金属含量逐渐达到最大值,而根部重金属积累的速度则呈现不断增长的趋势.本文利用数值模拟技术研究了重金属在土壤-作物系统中的吸收、迁移和积累过程,可为防范重金属污染的生态和健康风险提供科学依据.     

两种常用兽药对作物发芽的生态毒性效应

采用室内生长箱培养的试验方法,研究了2种常用兽药磺胺嘧啶钠、环丙沙星对小麦、白菜和番茄种子发芽、根伸长、芽伸长的影响,分析了兽药和作物生长之间的剂量.效应关系,比较分析了小麦,白菜和番茄对2种兽药胁迫的敏感性.结果表明,根长抑制率和芽长抑制率与兽药浓度显著相关(p<0.05);种子发芽抑制率与2种兽药浓度不相关(p>0.05).2种兽药对根伸长和芽伸长的抑制明显强于对种子发芽的抑制.3种作物对磺胺嘧啶钠胁迫的敏感性依次为小麦＞白菜＞番茄;对环丙沙星胁迫的敏感性依次为白菜＞番茄＞小麦;磺胺嘧啶钠对3种作物的毒性效应明显强于环丙沙星.     

青藏高原小麦高产原因的农田生态环境因素探讨

青藏高原小麦高产原因的传统解释认为：高原地区太阳辐射强、温差大、光温配合好，小麦光合作用强度高，呼吸消耗小，有利于更多地积累同化产物。而研究表明：在高产条件下，高原小麦日平均干物质累积速率略低于平原地区。传统观点不能对此作出很好解释。事实上，青藏高原ＣＯ２密度低会严重制约小麦的光合作用；但高原太阳辐射强、群体结构有利，这在一定程度上补偿了ＣＯ２的不足，使得其日平均干物质累积速率仅略低于平原地区。高原年均温低导致小麦的生育期远长于平原地区，因此，单季小麦能够更长时间地利用各种生态条件。略低的干物质累积速率和长得多的生长期决定了青藏高原的干物质单产高于平原地区；收获指数高的小麦在高原获得了创记录的高产。     

作物幼苗Cd含量标征土壤Cd污染的研究

用盆栽试验,以小麦、大豆和油菜为对象,研究了利用作物幼苗Ｃｄ含量标征土壤Ｃｄ污染的可行性。结果表明,在３种作物生长过程中,幼苗Ｃｄ含量均高于生长后期或可食部分Ｃｄ含量。小麦、大豆籽粒Ｃｄ含量与苗期Ｃｄ含量及土壤Ｃｄ投加量成正相关关系,采收期油菜Ｃｄ含量与苗期Ｃｄ含量成正相关关系。这３种作物的可食部分Ｃｄ含量达到我国食品卫生标准时,小麦三叶期、大豆幼苗地上部分及油菜幼苗的Ｃｄ含量临界值分别为０．７２     

黄土高原地区小麦生产潜力模拟研究

分析了作物生产潜力常规研究方法的不足,探讨了作物生长模型模拟方法的优势,在模型验证和气象、土壤和作物数据库组建的基础上,应用DSSAT3中的CERES小麦模型模拟研究了黄土高原地区28个代表点冬小麦和春小麦的光温生产潜力和气候生产潜力,统计计算了各点小麦产量潜力多年平均值、标准差、最高值和最低值,分析了潜力值年际变异与地区分布差异,并计算了小麦的水分满足率。黄土高原冬小麦光温生产潜力、气候生产潜力和水分满足率分别为7970～8647kg/hm²、2219～7545kg/hm²和0.278～0.872,春小麦分别为7436～9127kg/hm²、0～7598kg/hm²和0.192～0.961。     

再生水对作物种子萌发、幼苗生长及抗氧化系统的影响

以小麦、黄瓜、西红柿为供试材料,研究再生水水培对小麦、黄瓜和西红柿种子萌发、生长发育及其活性氧清除系统的影响.结果表明,再生水对小麦种子发芽率有明显的促进作用,对西红柿种子无显著影响,而黄瓜种子表现出一定的抑制作用;对各物种幼苗生长发育有一定促进作用,再生水灌溉对小麦、黄瓜及西红柿叶片活性氧清除系统均无不利影响;作物各叶绿素及蛋白质含量也显著高于对照.研究结果表明,再生水可以替代自来水进行作物灌溉,但灌溉过程中需采取适当的措施,使再生水利用效果最佳.     

施用制革污泥土壤中铬的积累、化学形态及其植物有效性

通过对施用制革污泥土壤中铬的含量和形态、作物中铬积累量的测定,结合小麦幼苗培养试验,对Cr的化学形态与植物有效性的关系进行了研究.结果表明,施用污染后2mol/L HCl浸提态Cr的大幅度增长可能是造成作物Cr含量增加的主要原因,当土壤中Cr含量为220mg/kg时,小麦植株达到最大吸收量23.5mg/kg.高浓度Cr投入2种不同土壤时,小麦与水稻茎叶中Cr含量基本一致,而籽粒中含量则随作物种类有较大变化.     

甘肃省作物布局演变及其对区域气候变暖的响应

根据甘肃省1985-2005年的气候资料和同时期主要作物播种面积等统计资料,利用快速聚类分析方法分析了气候变暖背景下甘肃省主要作物的种植格局和种植界限演变情况。结果表明:过去20 a里特别是进入20世纪90年代,在河西地区,玉米和棉花播种范围扩张趋势明显,种植面积比重显著增加,春小麦种植面积比重快速降低,种植范围大幅向祁连山浅山区退缩,种植结构的这种调整使玉米和棉花逐渐取代小麦成为河西主要作物,并最终导致该区主要作物种植格局从以小麦为主转变为以玉米和棉花为主;在中部地区,春小麦面积逐年缩小,冬小麦和杂粮种植扩张,玉米的种植比例逐年上升,马铃薯种植逐渐形成规模,形成了以小麦和玉米为主的种植格局;在东南部地区,春小麦和冬小麦面积逐年缩小,玉米、冬油菜和其他喜温的经济作物种植比例逐年上升。相关分析表明,上述作物种植格局的变化与气候变暖带来的积温增加及积温带北移东扩密切相关。     

内蒙古河套地区小麦重金属含量与土壤质量的关系研究

依据在内蒙古河套地区采集的小麦茎叶、籽粒及根系土样品,分析了小麦籽粒和土壤重金属污染状况,结果表明:小麦作物中各部位重金属含量大小顺序依次为根系茎叶籽粒,小麦对重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni的吸收能力从大到小的顺序为ZnCuNiCrPbCdHg;小麦籽粒个别土样存在Pb污染问题,需要做进一步的研究和关注;整体上看河套地区为绿色食品基地的土壤,适宜发展AA级绿色食品。     

外加Cd处理下不同作物品种Cd吸收与分配的基因型差异

采用溶液培养法,研究了Cd胁迫下16种云南主栽作物的Cd分配、累积以及根部和地上部对Cd的富集之间的相关性。结果表明:供试作物地上部和根部的Cd含量与溶液中的Cd含量密切相关,供试作物之间对Cd的耐性差异明显。高浓度Cd处理抑制供试作物的生长,其根系能够大量富集Cd。不同供试作物类型对Cd的富集存在差异,各供试作物类型之间对Cd的富集从高到低为烤烟蔬菜类油料类禾谷类,各供试作物品种之间又存在明显的种间差异。低浓度Cd处理5μmol/L时,蔬菜类作物4号作物鲁春白(白菜)地上部分最低Cd的富集浓度为0.31mg/kg,油料作物15号作物花油6号(油菜)地上部分最低Cd的富集浓度为0.30mg/kg,禾谷类作物10号作物云选11-12(小麦)地上部分最低Cd的富集浓度为0.23mg/kg,符合Cd在食品中的国家安全标准,因此上述3种作物在低浓度Cd胁迫下表现出低富集能力,为低Cd污染土壤的安全高效利用提供了依据。     

试论黄淮海地区的自然资源及国家级作物商品基地的建设

根据中国主要农业区——黄淮海地区的自然和社会经济条件,分析了该区小麦、玉米、大豆、棉花等在气候-土壤生态适应性的基础上,采用逐级生产力估算方法,计算出四大作物的商品量,论证了该地区建设为全国性四大作物商品基地的可能性。