不同作物对外源硒动态吸收、转运的差异及其机制

查明作物硒吸收、转运随生育期的动态变化,有助于更好地了解硒在土壤-植物系统中的迁移进而对其有效性进行调控.本文采用盆栽试验,研究了6种不同作物在8周生长期内对外源硒酸盐和亚硒酸盐的动态吸收和转运差异及可能机制.结果表明,作物对硒酸盐和亚硒酸盐的动态吸收规律显著不同.硒酸盐处理作物地上部和根部硒含量从种植3周后持续下降;而亚硒酸盐处理作物根部硒含量随生长逐步上升,地上部硒含量随生长呈先上升后平稳或下降的趋势.两种硒处理在整个作物生长期内都有硒的累积,但植物体内80%的硒源于前6周的吸收.6种作物相比,硒酸盐处理芥菜地上部和根部硒含量最高,小麦地上部次之,亚硒酸盐处理,胡萝卜地上部硒含量最高,地下硒含量最小,而相同硒处理菜薹、紫甘蓝和绿菜花地上部和根部硒含量相近.绿菜花、紫甘蓝、菜薹、芥菜和小麦对硒酸盐的转运明显高于亚硒酸盐,胡萝卜对两种硒的转运能力相当.生物稀释作用影响作物硒含量的动态变化,尤以硒酸盐处理最为明显,供试植物硒含量与其干重呈显著负相关,但生物量改变引起的稀释作用并不能解释其对两种价态硒截然相反的吸收规律.进一步分析发现,硒酸盐处理6种作物硒累积量与作物生长期土壤有效硒改变量呈显著正相关（P<0.05）,但亚硒酸盐处理却未发现此结果;6种作物硒累积量仅占亚硒酸盐处理土壤有效硒的0.5%~18.1%,而硒酸盐处理除胡萝卜外5种作物硒累积总量为土壤有效硒量的1.1~4.5倍,由此可见,作物对外源硒酸盐和亚硒酸盐动态吸收的差异是作物硒吸收和转运能力、土壤供硒能力及生物稀释综合作用的结果,在作物硒的强化中应该综合考虑.     

城市垃圾填埋场覆盖蚓粪土对作物生长的影响研究

试验研究了在城市垃圾填埋场上覆盖蚓粪土、紫色土、垃圾渣土对三种作物的主品质的影响，结果表明三种作物在三种覆盖物中均可生长，且生长状况好，而万以覆盖蚓粪 土中作物生长快、生物产量和蛋白质含量高，作物可食部分的重金属含量未超标，作物品质好，但覆盖紫色土和垃圾渣土中，作物可食部分的重金属含量部分或大部分超标，尤以覆盖垃圾渣土中超标最严重可见蚓粪土宜作垃圾埴埋复垦的覆盖材料。     

滇池流域农业废弃物资源化利用研究

应用国家重大科技专项"滇池流域面源污染控制技术研究"成果"双室堆沤肥系统",设计使用双室堆沤肥不同的4种处理方式施肥.对施肥前后的作物产量、作物品质、土壤肥力进行对比研究,选出双室堆沤肥和无机肥配施的还田应用的最优施肥处理.处理B施肥方式(双室堆沤肥,化肥减施30%)对增加作物产量、提高作物品质、增加土壤肥力效果最好.     

滇池流域农业废弃物资源化利用研究

应用国家重大科技专项“滇池流域面源污染控制技术研究”成果“双室堆沤肥系统”,设计使用双室堆沤肥不同的4种处理方式施肥。对施肥前后的作物产量、作物品质、土壤肥力进行对比研究,选出双室堆沤肥和无机肥配施的还田应用的最优施肥处理。处理B施肥方式（双室堆沤肥,化肥减施30％）对增加作物产量、提高作物品质、增加土壤肥力效果最好。     

不同植物与玉米间作对玉米吸收多环芳烃和重金属的影响

采用野外田间原位修复的方式,研究了苜蓿、籽粒苋和黑麦草3种间作作物对玉米吸收多环芳烃和重金属的影响。结果显示,3种间作作物没有显著提高玉米对PAHs的吸收量,表明植物对PAHs的吸收并不是间作模式减少土壤PAHs污染的主要原因,土壤植物和微生物的相互作用才是其显著提高土壤PAHs污染修复效率的主要作用机制。3种间作作物对玉米吸收重金属的量有显著影响,其中苜蓿、黑麦草与玉米间作能显著提高玉米对Cd、As的吸收和累积量;而籽粒苋与玉米间作时,玉米茎叶Cd、As的吸收和累积量显著低于玉米单作。不同间作作物对玉米吸收重金属的效果不同,在应用于实际生产时,要充分考虑并结合当地的条件。     

强降雨下农田径流中溶解态氮磷的输出特征 ——以崂山水库流域为例

在崂山水库流域建立了种植5种代表性作物玉米、大豆、花生、红薯和黄瓜的径流小区,对2009~2010年10次强降雨(大雨或暴雨)产流中溶解态氮磷浓度进行了定位观测,同时记录了降雨基本特征和径流小区各类型作物的种植生长信息.结果显示,5种作物所在径流小区产流中氨氮、硝氮和水溶性磷的事件平均浓度(EMC)均存在较明显的差别,施肥条件和作物类型是造成这种差异的主要原因.玉米、黄瓜所在径流小区产流中溶解态氮磷浓度明显高于其他作物,是由于这两种作物施肥量相对较大,而叶面积指数相对较小.各径流小区的溶解态氮磷流失量与作物叶面积指数存在明显负相关(P<0.05).降雨特征与径流小区溶解态氮磷物质迁移的相关性分析表明,迁移量与次降雨量、小时最大雨强呈现显著正相关(P <0.01).     

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。     

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.     

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％。     

酸雨对农作物叶片活力、叶绿素及叶汁pH的影响

通过模拟酸雨实验,研究了酸雨对玉米和绿豆的叶片活力、叶绿素含量及时汁pH的影响,结果表明:叶片活力、叶绿素含量及叶汁pH与模拟酸雨pH成正相关。随着2种作物生育期进程,作物对模拟酸雨的敏感性逐渐减弱。     

O3和UV-B共同作用对大豆干物质和产量的影响

为揭示O₃和UV-B共同作用对大豆干物质和产量的影响,以大豆“八月黄”为供试材料,利用OTC(开顶式气室)和紫外灯模拟O₃和UV-B共同作用环境,研究大豆干物质和产量的变化. 结果表明:与对照组相比,T1(UV-B辐射增强10%左右)、T2(100nL/L O₃与增强10%左右的UV-B复合)和T3(150nL/L O₃与增强10%左右的UV-B复合)处理下,成熟期大豆株高分别降低了12.73%、12.78%和14.15%;w〔Chl(a+b)〕分别减少了-1.16%(P>0.05)、34.20%(P<0.05)和57.38%(P<0.05);净光合速率(P_n)分别下降了11.50%、46.65%和48.58%;单株干物质质量显著降低(P<0.05),分别减少了31.02%、61.35%和67.53%;大豆产量分别减少了4.13%、54.09%和79.34%. O₃和UV-B对大豆的生长和干物质累积均有不利影响,并且存在一定的协同影响,2个因子共同作用对大豆生长和干物质累积更为不利;O₃和UV-B共同作用下大豆产量的降低主要是由粒数和粒质量降低所致.      

Effects of UV-B radiation on the growth interaction of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense

Enhanced UV-B(280-320nm) radiation resulting from ozone depletion is one of global environmental problems. Not only marine organisms but also marine ecosystems can be affected by enhanced UV-B radiation. The effects of UV-B radiation on interaction of macro-algae and micro-algae were investigated using Ulva pertusa Kjellman and Alexandrium tamarense as the materials in this study. The results demonstrated that UV-B radiation could inhibit the growth of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense when they were both mono-cultured, and the growth inhibition of algae was more significant with increasing doses of UV-B radiation. Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa in mixed culture, and the growth inhibition was more significant when increasing the initial cell density. However, Ulva pertusa could inhibit the growth of Alexandrium tamarense in early phase and stimulate the growth in latter phase when they were grown in mixed culture. Lower initial cell density(10^2 cell/ml) of Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa under UV-B radiation treatment,however, with the initial cell density increasing( 10^3 and 10^4 cell/ml), the growth of Ulva pertusa was stimulated under lower dose of UV-B radiation and inhibited under higher dose of UV-B radiation by Alexandrium tamarense. Compared with that in mixed culture, Ulva pertusa showed more positive inhibition to the growth of Alexandrium tamarense under UV-B radiation treatment.     

UV-B辐射增强与秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响

利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸,研究了UV-B辐射增强和秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响.结果表明,UV-B辐射增强20%使土壤呼吸速率降低了30.31%,秸秆施用使土壤呼吸速率提高了14.51%,UV-B辐射增强+秸秆施用复合处理对土壤呼吸速率没有显著影响.UV-B增强提高了施用秸秆的碳转化率.对照、UV-B增强、秸秆施用和UV-B增强+秸秆施用4种处理的土壤呼吸与土壤温度都存在极其显著的指数关系(p0.01),拟合方程的决定系数R2分别为0.434、0.563、0.451和0.513.土壤呼吸温度敏感系数Q10值分别为1.55、1.91、1.80和1.71.可见,UV-B辐射增强、秸秆施用和UV-B辐射增强+秸秆施用提高了大豆田土壤呼吸的Q10.     

UV-B辐射对亚历山大藻生长及其生理生化特征的影响

通过生物化学的方法,研究了UV-B辐射对亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长及其可溶性蛋白、叶绿素a、H2O2、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响.结果表明:UV-B辐射会抑制亚历山大藻的生长并对其生理生化特征产生明显的影响;经过UV-B辐射后,可溶性蛋白和叶绿素a含量呈现降低的趋势;H2O2、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活力呈现升高的趋势;UV-B辐射产生过量的活性氧自由基是导致亚历山大藻受损伤的主要原因.     

UV-B辐射增强与1,2,4-三氯苯污染复合胁迫对青菜生长的影响

采用盆栽实验,分析了单一UV-B辐射增强或1,2,4-三氯苯(TCB)污染土壤与两种胁迫复合作用对青菜生长发育、气孔阻力及叶片结构的影响.结果表明,单一1,2,4-TCB污染对青菜生长发育的抑制作用大于两种胁迫复合作用.UV-B辐射增强和1,2,4-TCB污染均显著增加青菜叶片正面和反面气孔阻力.UV-B辐射增强使青菜叶片产生白化现象.1,2,4-TCB污染使叶片颜色变淡,并使青菜叶片表面出现黑斑症状,且UV-B辐射增强使黑斑症状加剧.总之,单一增强UV-B辐射或1,2,4-TCB污染及其复合作用对青菜各生长发育指标的影响结果不同.     

UV-B辐射增强和蒽对3种赤潮微藻生长的相互作用

通过实验生态学的方法,研究了赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的生长对UV-B辐射增强和蒽处理的响应.结果表明:低剂量的UV-B辐射和低浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长有刺激作用,而高剂量的UV-B辐射处理和高浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长均显示出抑制作用.UV-B辐射对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为1.63、2.34和2.58 J/m2,蒽处理对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为0.078、0.119和0.112 mg/L.在刺激浓度的蒽处理的同时,添加刺激剂量的UV-B辐射条件下,3种赤潮微藻的生长同样表现出了抑制作用.     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统呼吸速率和N2O排放的影响

通过室外盆栽实验,用静态箱-气相色谱法测定土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N₂O排放通量,研究了UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N₂O排放的影响.结果表明,相同的气象条件和田间管理下,UV-B辐射增强处理对呼吸速率和N₂O排放的季节变化模式无明显影响.在返青期,UV-B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的呼吸速率,但对N₂O的排放通量没有产生显著影响;在拔节孕穗期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N₂O的排放通量;在抽穗-成熟期,UV-B辐射增强处理对土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N₂O的排放没有显著影响.返青-齐穗期,UV-B增强处理显著降低土壤-冬小麦系统的N₂O累积排放量;但从齐穗开始至小麦成熟,UV-B增强处理对土壤-冬小麦系统的N₂O累积排放量没有显著影响.     

增强UV-B辐射对小麦叶片黄酮类化合物日变化的影响

通过温室盆栽试验,初步研究了UV-B辐射对灌浆期小麦叶片中黄酮类化合物含量日变化的影响.结果发现,UV-B胁迫条件下,黄酮类化合物含量明显上升,而胁迫解除后,其含量下降,与对照组间差异逐渐减小.合成黄酮类化合物的关键性酶--苯丙氨酸解氨酶活性的变化也表现出大致相同的趋势.同时,UV-B辐射对小麦叶片净光合速率没有影响,但使其夜闯呼吸速率显著加强 .这些结果表明,小麦在UV-B胁迫解除前后黄酮类化合物的持续波动可能是植物在UV-B辐射条件下光合能力未受影响而生物量明显下降的一个重要原因.     

UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫种群增殖的影响

运用群体累计培养的方法研究了UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)种群增殖的影响.结果表明:UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫的种群数量、雌体抱卵率和种群增殖率都有显著影响(P<0.05).实验表明,在本实验辐射强度(20μW/cm2)和剂量范围内(0.24、0.48、0.72、0.96和1.20kJ/m2),壶状臂尾轮虫的种群数量和种群增殖率均以对照组最高,各UV-B辐射处理组则随UV-B辐射剂量的增大而呈一致性减小,说明该种群的种群数量和种群增殖率随UV-B辐射的增强显示一致性的影响,两者都可以作为大气UV-B辐射强弱的生物指标.     

气溶胶污染对地面太阳紫外辐射的影响

一、前言太阳光通过大气层时经过了各种影响因素的衰减后到达地面,其中臭氧分子吸收,气溶胶粒子吸收和散射的影响作用最为主要.当臭氧浓度或气溶胶粒子浓度改变时,到达地面的太阳紫外辐射量将改变.据观测,近二十年来,全球范围内臭氧总量已普遍减少了1％—3％.臭氧浓度的降低增加了地面紫外线B辐射(UV-B,280—320nm),从而将给地球生物带来一定的危害作用.尽管臭氧浓度减少对地面UV-B辐射增加的作用很大,但是大气中颗粒物含量的增