稗草根系分泌物诱导下水稻化感抑草潜力及根际土壤微生物多样性变化

采用土壤抑草圈法研究水稻/稗草共培下,稗草种植液诱导对水稻化感抑草潜力及根际土壤微生物多样性的影响.结果表明,稗草种植液诱导显著提升了化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont对稗草生长的抑制作用. PI312777对稗草株高、鲜重和干重的抑制率分别增加5.17%、5.03%和5.77%;Lemont分别增加7.18%、5.49%和1.99%.诱导处理后2种水稻根际土壤细菌、真菌和放线菌数量均没有显著变化,但诱导后非化感水稻Lemont根际真菌/细菌比率更接近化感水稻PI312777.诱导处理提高了2种水稻根际微生物碳源利用率,化感水稻PI312777根际土壤微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类和多聚物类碳源的利用程度都显著提高,分别提高1.16、1.44、1.1倍和1.33倍;非化感水稻Lemont根际土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类和胺类碳源的利用程度都显著提高,分别提高1.80、1.90、2.54和1.61倍.相关性分析表明,水稻根际土壤微生物对酚酸类、羧酸类和胺类碳源的利用程度与稗草抑制率呈显著正相关.本研究结果表明诱导提高水稻化感抑草潜力与根际土壤微生物的变化密切相关,诱导提高水稻酚酸类物质分泌释放引起了土壤微生物变化,对水稻化感抑草作用起重要的调节作用.(图3表3参36)     

外源脱落酸对水稻苗期根系形态建成及其诱导化感作用的影响

外源添加化学物质诱导可提高水稻化感潜力,是一种可被开发利用的可持续除草模式.在透明玻璃根箱中进行水稻/稗草共培种植,研究外源脱落酸对化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont的根系形态建成及其诱导化感作用的影响.结果表明,3μmol/L脱落酸诱导后的化感水稻PI和非化感水稻Le对稗草株高的总化感作用（TA）值较遗传化感作用（GA）显著提高,且Le的诱导化感作用（IA）占其TA的比值（23%-31%）趋近于PI的占比（24%-35%）.诱导处理后两种水稻在地下的根系行为均由躲避模式变为侵入模式,且两种水稻的根系总根长、总表面积、总体积都显著提高.此外,诱导处理后化感水稻PI和非化感水稻Le水稻叶片中8种酚酸总含量均显著增加,分别提高了20.22%、20.47%.化感水稻PI32777根系总根长、总体积、叶片中8种酚酸总含量与稗草抑制率呈显著正相关,非化感水稻Lemont总根长、总根尖数、叶片中8种酚酸总含量与稗草抑制率呈显著正相关.上述研究结果表明外源脱落酸诱导促进了水稻的根系形态建成,提高了水稻酚酸类物质分泌释放,增加了水稻的化感潜力,更重要的是使非化感水稻的诱导化感作用趋于化感...     

低磷胁迫下不同品种水稻秧苗生长的分子生理特性

以国际上公认的化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont(均引自美国)为材料,采用水培方法研究了不同水稻品种响应低磷(0.5 mg/L,以P计)胁迫的分子生理特性.结果表明,低磷胁迫促进PI312777根的生长,对株高和干重具有微弱的抑制作用.而Lemont相应形态指标均受到较大的抑制,与PI312777相比,均达到极显著差异.低磷胁迫对PI312777相应生理生化指标的影响均低于Lemont,且达极显著水平.此外,低磷胁迫下,PI312777植株氮(N)、磷(P)、钾(K)含量均不同程度高于Lemont,具体表现为两种水稻植株N含量差异不显著,而P、K含量差异达极显著水平.N、P、K吸收利用相关的12个关键酶的基因差异表达进一步证明了前述结论.研究显示,低磷胁迫下,PI312777比Lemont具有更强的适应性能力.     

田间直播下化感水稻抑草作用及其根际土壤微生物生理特性动态

在人工除草与不除草的田间种植模式下,研究化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont苗期对田间杂草的抑制作用、根际土壤的化感潜力以及根际土壤微生物生理特性动态.结果显示,PI312777的田间抑草率在7叶期达85.82%.土壤-琼脂三明治法实验表明,5叶期的PI312777根际土壤对稗草干重抑制率显著高于3叶期,不除草处理下5叶期比3叶期增加了20.16%.在相同叶期下,PI312777的根际土壤微生物生物量碳及呼吸强度、细菌数量和土壤酶(脲酶、蛋白酶和蔗糖酶)活性均远高于Lemont,且不除草处理下显著高于除草处理.PI312777根际土壤抑草率和土壤微生物生理指标均表现为3叶期到5叶期之间的增幅最大.不除草处理下,化感水稻PI312777根际土壤微生物生物量碳、呼吸强度、细菌数量、脲酶活性、蛋白酶活性和蔗糖酶活性,5叶期比3叶期分别增加了53.11%、51.56%、38.97%、44.83%、60.00%和41.92%.本研究结果表明水稻化感作用与根际土壤微生物活动关系紧密,水稻化感物质引起土壤微生物变化,水稻化感作用是一个植物-土壤之间的相互作用过程.     

杂草对不同水稻品种化感作用的诱导效应

以高脚子粳稻、DV86、HG1和扬稻6号4个水稻品种和稗草、异型莎草、鸭舌草为材料，研究了不同水稻品种单栽或与杂草共栽时，水稻叶片水浸提液对稻田主要杂草稗草的化感作用。结果表明：在正常单栽条件下，高脚子粳稻抗稗草的化感潜力显著大于：HG1和DV86，三者的化感潜力均显著大于非化感品种扬稻6号。不同水稻品种与杂草共栽时，其化感作用均由不同程度的变化，HG1在与稗草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制作用显著大于高脚子粳稻；DV86在与鸭舌草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制最强。研究表明不同杂草对不同水稻品种的杂草化感作用的诱导效应存在显著差异。     

水稻化感品种和非化感品种对稗草伴生的响应差异

利用作物自身的化感作用控制农田杂草是生态安全条件下农田杂草综合防治的有效途径,但在水稻Oryza sativa和稗草Echinochloa crusgalli的种间关系研究中化感作用对资源竞争的影响常被忽略。通过研究田间稗草伴生条件下,水稻化感品种和非化感品种生物量及形态特征的变化,结合水稻和稗草植株养分含量及根区土壤养分含量,分析水稻化感品种和非化感品种对稗草竞争的响应差异。稗草混种后,水稻化感品种根系生物量提高、叶面积增大;非化感品种生物量、株高、叶面积显著下降。与水稻化感品种混种,稗草株高、生物量、叶面积与单种对照差异不显著;而与非化感水稻混种,稗草株高、生物量、叶面积显著升高。水稻化感品种和稗草混种,水稻植株磷含量和根区土壤铵态氮含量增加,稗草根区土壤养分含量降低;而水稻非化感品种和稗草混种,水稻根区土壤铵态氮含量和植株氮含量下降,稗草茎叶氮含量增加,根区土壤养分含量与单种差异不显著。水稻化感品种对稗草的相对总产量和养分竞争比例显著高于非化感品种。可见,水稻化感品种和非化感品种对伴生稗草的响应和影响不同,水稻和稗草伴生系统中化感品种较非化感品种对稗草更具有竞争优势,二者形态特征及其对稗草根区土壤养分影响的差异,影响了其自身对伴生稗草的竞争能力。     

大气CO2浓度增高对不同供氮水平下水稻生长和化感物质释放的影响

利用开放式空气CO2浓度升高(free air carbon-dioxide enrichment,FACE)平台中的水培试验,研究了低氮(LN:10 mg·L-1)和高氮(HN:30 mg·L-1)水平下,大气CO2浓度升高对化感与非化感水稻(Oryza sativa L.)品种的生长、碳氮比(C/N)和化感物质含量的影响,并分析了CO2浓度升高条件下水稻C/N和化感物质含量间的相互关系.结果表明:CO2浓度升高对化感(PI)与非化感水稻品种(秀水)的生长均有极显著促进作用.CO2浓度升高后,LN条件下水稻C/N显著增加,HN条件下则无显著变化.CO2浓度升高后化感水稻品种次生代谢物质含量增加,特征化感物质含量增加,非化感品种的这种变化不显著.化感水稻品种C/N分别与次生代谢物质含量和特征化感物质含量之间呈显著正相关关系.     

豆科牧草对4种农田常见杂草和水稻化感作用的研究

采用室内生测试验评价了白三叶、紫花苜蓿和毛苕子等3种豆科牧草新鲜茎叶的水浸提液对狗牙根、稗草、马唐和牛筋草等4种农田常见杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用。利用盆栽试验研究3种豆科牧草的茎叶按不同比例与土混匀后对水稻秧苗生长的影响。结果表明：供体豆科牧草茎叶的水浸提液对狗牙根、稗草、马唐和牛筋草等的萌发率和幼苗生长均有不同程度的抑制作用,且随着水浸提液质量浓度的增加其抑制作用增强。浸提液质量浓度为0.1 g.mL-1时,毛苕子对稗草种子萌发的抑制作用强于其它3种,抑制率达50.8%;毛苕子对牛筋草幼苗根的抑制作用最强,抑制率达59.9%;白三叶对稗草幼苗茎的抑制率达54.3%。同时将豆科牧草的m（新鲜茎叶）-m（土）为1%和2%时,对水稻的苗高和地上部分的生物量有促进作用,3%时则抑制了水稻的生长。研究表明：施用适量的豆科牧草可以促进水稻生长,同时可有效控制稻田杂草。     

酚酸类自毒物质微生物降解转化研究进展

自毒作用是一种发生在种内的生长抑制作用,尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用,并连同植物根系分泌的自毒物质一起影响植株代谢,最后导致自毒作用的发生。酚酸类化合物是多种农作物根系土壤中常见的自毒物质,由其导致的自毒作用日益制约现代农业增产增收。利用微生物降解自毒物质成为防治自毒作用的研究热点之一。然而,要达到实践应用的目标,阐明微生物降解转化酚酸类物质的规律与机制是重要前提。本文总结了近年来微生物降解酚酸类化合物的已有研究成果,发现目前已积累了多种具有降解效能的微生物资源;在微生物的作用下,酚酸类化合物常发生脱羧、氧化和羟基化等生化反应,进而转变成小分子含苯环有机化合物或者彻底矿化,不同微生物对酚酸类物质的代谢转化程度差异较大。在此基础上,本文分析提出该领域研究还需进一步挖掘新型具有高效降解性能的微生物资源、阐明微生物降解转化酚酸类化合物的选择性和环境安全性等基础科学问题。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata L.）挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明：三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草（Echinochloa crusgalli（L.）Beauv.）、三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）和青葙（Celosia argentea L.）叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论：三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

《生态毒理学报》主编简介

<正>王子健,男,1953年10月出生,博士,研究员,博士生导师．1976年中国科技大学毕业后到中科院生态环境研究中心工作．1983-1985年在瑞士留学,从事水质污染化学规律研究;1987年在日本从事生物样品生理活性物质分析方法研究． 1992-2000年担任中科院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室副主任、主任,兼环境模拟与污染控制国家重点联合实验室学术委员会委员,国家863计划污染控制技术主题专家组副组长,国家自然科学基金委员会地球科学部第二届咨询专家委员会委员,国际环境地球化学与健康学会亚太分会理事,全球环境基金专家库成员等．同时担任环境科学学报(副主编)、过程工程学报、环境化学、湿地研究、地球与环境、美国Environmental Science and Health(A)等杂志的编委．王子健领导的研究小组主要研究天然水体和水处理过程中的水质转化、相关毒性和毒理变化以及健康和生态风险．内容包括发展新的环境监测技术,离体和活体生物毒性测试方法,污染物水体多介质过程,水质安全性评价以及水污染的健康和生态风险的指标和方法．在开发新型生物模拟采样技术和生物毒性测试方法体系、生活饮用水和再生水的安全性评价、持久性有毒污染物污染及其生态与健康影响等方面取得了丰硕的成果,相当一部分成果得到推广应用．     

1株微小杆菌对4种蓝藻的生长影响

利用过滤的天然珍珠养殖水参照BG11配制加富培养液,将1株能促进鱼害微囊藻生长的微小杆菌属菌株(Exiguobacterium sp.013,简写为E.sp.013)进行纯化扩大培养后与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flosaquae)、平裂藻(Merismopedia sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)按一定菌、藻密度比例同时接种后进行为期24 d的培养试验,利用特定生长率和细胞密度等指标观察并检验E.sp.013菌株对4种蓝藻生长的影响,同时检测培养液中优势菌群的数量变化趋势.结果表明:E.sp.013菌对铜绿微囊藻、水华微囊藻和惠氏微囊藻具有显著促生长和延长稳定生长期作用,对平裂藻不具有显著促生长作用,但对延长其稳定生长期具有显著效果;试验培养过程中E.sp.013菌落数量占所有菌落总数的比例始终高于46％,处于绝对优势地位,表明E.sp.013菌具有调控其他菌群的能力.     

Induction of metamorphosis of two species of sea urchin from Sea of Japan

The induction of metamorphosis in mature larvae by selected chemical compounds and natural substrata was investigated in two species of sea urchins from the Sea of Japan, Strongylocentrotus intermedius and Scaphechinus mirabilis. Glutamine in crystalline form was added directly to water containing mature larvae, and this compound, at a final concentration of 10 g ml^-1, was an inducer of metamorphosis in S. intermedius (100% activity) and S. mirabilis (50% activity). Gutamine, or its natural mimetic molecules, may be an active component of the exogenous cue that induces metamorphosis of S. intermedius larvae. This exogenous cue was produced by the epiphytic calcareous algae, Melobesia spp. that colonized the older sea grass Zostera marina. Glutamic acid was also used as an inducer of metamorphosis for S. intermedius and S. mirabilis larvae (50 to 60% activity), but it was toxic to the larvae.     

利用回归分析确定降水入渗补给量

目前常用降水量乘以降水入渗补给系数的方法计算降水入渗补给量,此法不能表现降水特征、蒸发等因素对降水入渗补给的影响．为解决不同时间尺度、不同降水特征和蒸发情况下的降水入渗补给量,在分析郑州地下水均衡试验场地中渗透仪实测入渗量、降水和蒸发资料的基础上,利用均匀设计法选取最优的与降水入渗补给量关系密切的前期降水量和蒸发量的期次,然后利用回归分析建立各岩性和埋深的年、月和日尺度上的降水入渗函数,可以比较准确的计算降水入渗补给量．表3,参9．     

南京城市西部遗产廊道规划

南京城市西部历史时期是城市的重要边界,现在逐渐演变成老城与新区之间的核心地带,成为公共活动的重要地区,保护其自然、文化遗产和生态环境具有非常重要的意义。在对其现状调查分析的基础上,梳理遗产点的历史概况、现状及其分布情况,提出规划遗产廊道的意义,探讨规划的具体思路,为南京遗产保护提供了新的视角。     

Evaluation of adsorption potential of adsorbents: a case of uptake of cationic dyes

Adsorption potential of a commercial activated carbon (FS300) has been evaluated for the uptake of cationic dyes namely methylene blue (MB) and rhodamine B (RB). Though, there are numerous studies in literature which report the sorption of MB (more than 40 studies) and RB (more than 10), however none of these use a common parameter to report the capacity of the sorbent. A protocol, based on the equilibrium dye concentration has been proposed to measure the sorption potential of a sorbent. The Langmuir model can very well describe the experimental equilibrium data for both dyes (coefficient of correlation > 0.999). MB (Qm = 312.5 mg g(-1)) is more adsorbable than the RB (Qm = 144.9 mg g(-1)). Molecular weight and chemical structure of dye molecules seem to affect the dye uptake. The effect of pH on dye uptake has also been evaluated by varyingpH from 3 to 11. Uptake of MB increases with pH, wherein RB removal decreases with pH. Dyes could not be desorbed either by distilled water (0.06 and 0.11% for MB and RB respectively), or by 0.1 NHCl (0.136 and 3.0% for MB and RB respectively) indicating, chemical adsorption type of adsorbent-adsorbate interactions.     

接种污泥源对厌氧氨氧化启动效能的影响

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)菌生长缓慢是影响其实际应用的主要问题之一,选取合适的接种污泥十分重要.本研究采用好氧污泥、厌氧颗粒污泥和厌氧消化污泥3种接种污泥,分别经过61、70和85 d的运行均实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别为82%、92%和91%,总氮去除率达76%、82%和80%.分别接种3种污泥源的厌氧序批式反应器(ASBR)R1、R2、1t3出水pH值最终稳定在8.4、8.5、8.5.好氧污泥呈絮状,但沉降性比接种前好,厌氧颗粒污泥解体后最终形成粒径集中在0.5～1.0 mm的污泥,厌氧消化污泥则呈沙化状态,有细小颗粒出现.根据厌氧氨氧化细胞产率系数及NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数(以1 mol NH4+产生的CH2O0.5N0.15量计)分别为0.080、0.105和0.114 mol·mol-1,说明反应器内厌氧氨氧化菌有不同程度的衰减.总体而言,厌氧颗粒污泥是富集厌氧氨氧化菌的最适污泥源.     

洞庭湖生态环境承载力分析

洞庭湖湖内冬枯水季节，有芦苇面积530km^2，草地面积800余km^2，泥滩地面积367km^2，天然水域面积约993km^2。湖洲之间隔水相望，河沟水系纵横交错，具“水浸皆湖，水落为洲”的地貌特征，呈现出支离破碎的形态面貌和典型的自然湿地景观。文章在大量调查的基础上，从自然和人文两个方面对洞庭湖的生态环境承载力或环境压力进行分析。     

大气甲醛卫生检验方法的分析条件

对《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法分光光度法》(GB／T16129-1995)中实验条件进行了实验研究，研究表明进口和天津显色剂的灵敏度有差别，但对测定结果无影响；最佳显色时间为2-8min；样品在0℃～4℃条件下保存4d对测定无影响。