多氯联苯对两种红树植物光合作用和相对生长速率的影响

研究了多氯联苯(PCBs)对红树植物秋茄和桐花树的光合作用及相对生长速率的影响。结果表明,在所设PCBs浓度范围内,秋茄和桐花树能保持相对正常的光合色素水平,桐花树幼苗叶片的叶绿素a+b含量降低的幅度要小于秋茄,而叶绿素a/b值升高的幅度也小于秋茄;各浓度组秋茄和桐花树幼苗根和茎的干物重与鲜重的比值与对照相比均无显著性差异,桐花树幼苗茎的干物重与鲜重的比值小于秋茄,而根的干物重与鲜重的比值大于秋茄;各浓度PCBs对秋茄和桐花树幼苗的相对生长速率均具有促进作用,桐花树幼苗的相对生长速率小于秋茄。研究表明:两种红树植物在所设PCBs浓度范围内,均能正常生长,对PCBs均具有较强的耐性,而且桐花树幼苗对PCBs的耐性要强于秋茄。     

三苯基锡对假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)的生长抑制及温度的影响

在我国近岸海域环境中,三苯基锡分布十分广泛。本研究以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为目标物种,研究了4个不同温度条件下(10℃、15℃、25℃与30℃)三苯基锡暴露对其细胞生长以及光合作用参数(Fv/Fm与ФII)的影响。结果表明,假微型海链藻的细胞生长速率在高温与低温条件下均显著下降,而光合作用参数仅在30℃条件下受到显著影响。在暴露温度为10℃、15℃、25℃与30℃时,三苯基锡(triphenyltin,TPT)对假微型海链藻的生长抑制IC50值分别为1.81、1.69、1.09与0.73μg·L-1。TPT对假微型海链藻光合作用抑制的IC50随着温度的升高呈降低趋势。Two-way ANOVA分析结果显示,温度与三苯基锡的相互作用显著影响假微型海链藻的光合作用。上述研究结果可以为了解不同温度下三苯基锡对海洋微藻的毒性效应提供科学依据。     

叶面喷施硫对镉污染土壤中水稻累积镉的机制研究

Cd（镉）污染稻田已成为影响全球农田土壤环境安全的重要问题,叶面喷施技术可以提高水稻对Cd的抗性,减少其对Cd的累积,保证农产品质量安全、维护土壤生态功能、防范环境和人体健康风险.通过两年四季的湖南省长沙县田间试验,探索叶面喷施S（以Na₂S计）在中轻度Cd污染稻田中的降镉、增产效果及其可推广性,进而设计水培试验,探究相关机制.结果表明:田间试验中,叶面喷施S可以将水稻产量提高6%~30%,水稻籽粒w（Cd）降低28%~50%.叶面喷施S能够增加水稻叶片的捕光能力和电子传递速率,与对照组相比,净光合速率提高2%~25%、气孔导度提高7%~25%、胞间CO₂浓度提高2%~10%、蒸腾速率提高1%~11%;实际光化学效率提升3%~21%,也可在一定程度上减缓光合系统结构和功能受到的损伤,同时提高光合作用碳同化的效率,提高水稻产量.傅里叶变换红外光谱图显示,叶面喷施S通过增强有机大分子类物质（如有机酸、多肽类等）的生成,可能直接与Cd发生螯合,区隔在细胞壁或者液泡上,降低Cd的侵害.研究显示,叶面喷施S在Cd胁迫水稻中积极参与生化过程的特定光合作用和蛋白质合成的调节,减轻了水稻Cd胁迫,可以尝试在同类型重金属污染农田土壤中推广.      

镉胁迫下铵态氮对春小麦光合生理特性的影响

为了研究铵态氮肥在缓解镉毒害对植物影响方面的作用,减少镉的危害,试验采用盆栽方法模拟镉污染农田,以辽春10号小麦Triticum aestivum为试材,无氮无镉的处理（H0）作为对照,设置5个铵态氮施用水平,即0（CH0）、75（CH1）、150（CH2）、225（CH3）和300（CH4）kg·hm-2,研究不同施氮量下铵态氮肥对小麦光合生理特性的影响。结果表明：与无氮无镉处理相比,无氮镉胁迫处理极显著地（P〈0.01）抑制了小麦叶片净光合速率（Pn）、叶片气孔导度（Gs）、胞间CO2体积分数（Ci）、蒸腾速率（Tr）和Hill反应活力,但对小麦叶绿素含量和叶绿体Ca2＋/Mg2＋-ATPase活性的抑制作用不显著（P〉0.05）;小麦叶片Gs,Ci和Tr随着施氮量增加逐渐升高,而小麦叶片Pn、叶绿素含量、Hill反应活力和叶绿体Ca2＋/Mg2＋-ATPase活性呈现先升高后降低的趋势,从净光合速率角度看,225 kg·hm-2施氮水平（CH3）氮的解毒作用最佳。     

三嗪除草剂扑草净对海洋浮游植物群落的影响——基于对微藻种群动态、种间竞争和光合能力的分析

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、海水小球藻(Chlorella pacifica)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)为研究对象,设置单藻培养组和双藻1:1(细胞密度比)共培养组,研究了扑草净对3种海洋饵料微藻种群动态、光合能力和种间竞争的影响.结果表明,扑草净对三角褐指藻、海水小球藻和球等鞭金藻的96h-EC50值分别为为7.65,16.67,4.11μg/L,扑草净对3种微藻的毒性大小为:球等鞭金藻>三角褐指藻>海水小球藻;扑草净通过抑制微藻的光合作用使微藻种群数量显著降低;扑草净暴露减弱了海水小球藻对三角褐指藻的竞争抑制且暴露于环境浓度(0.5和5μg/L)扑草净12d后便可导致海水小球藻和球等鞭金藻共培养体系中的敏感种球等鞭金藻全部消亡,最终使得种间作用向着更有利于硅藻的方向发展.研究结果为评估三嗪类除草剂扑草净的海洋生态风险提供了理论支撑.     

延安新造贫瘠耕地适生农作物及其高产品种筛选

2013?—?2017年延安市实施了治沟造地工程,总投资约50亿,新造耕地3.33万hm2,但是研究发现新造耕地土壤贫瘠,改良需要较长时间.因此筛选新造耕地适生农作物及其高产品种,指导农业生产实践显得尤为重要和迫切.为此,本研究开展延安新造耕地适生农作物筛选实验,发现马铃薯为新造耕地适生农业作物,进而从甘肃等地选择有代表性的抗性强、产量高的11个马铃薯品种,在延安安塞区高桥镇南沟村开展了最适马铃薯品种筛选的大田实验.结果表明:(1)从产量、产值以及对土壤改良角度综合考虑,马铃薯为延安新造耕地适生作物,其产量和产值均显著高于其他农作物,且马铃薯有利于降低土壤pH值,改善土壤团粒结构,提升有机质与氮磷含量,适宜于新造贫瘠耕地种植.(2)"新大坪"、"青薯168"、"克新1号"产量均显著高于本地马铃薯品种(P<0.01),且出苗率、水分利用效率、净光合效率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度均高于本地马铃薯品种(P<0.05);"陇薯7号"出苗率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度也高于本地品种(P<0.05),其水分利用效率低(P>0.05),限制了其光合效率(P>0.05),没有表现出高产效果(P>0.05),但是个头大、表面光滑、卖相好.(3)进一步大田验证实验发现,"新大坪"不但产量高,而且出苗率、株高、净光合速率、气孔导度、淀粉、还原糖、蛋白质均优于本地马铃薯品种;"青薯168"产量也显著高于本地马铃薯品种,其胞间CO2浓度、蒸腾速率、PSⅡ实际光化学效率、最大光化学量子产量、PSⅡ潜在活性均优于本地品种;"陇薯7号"与"克新1号"产量也高于本地品种,但无显著性差异(P>0.05).利用模糊数学隶属函数方法综合评价发现,"新大坪"隶属度值最大,为新造耕地最适宜种植推广的品种,其次为"陇薯7号"与"青薯168",而"克新1号"综合评价劣于本地品种.     

四种砷化合物对藻类生长及光合作用的影响——以三角褐指藻为例

为了给砷对生态系统的影响研究提供参考,利用调制叶绿素荧光技术探讨了自然环境中常见的4种形态的砷对三角褐指藻生长和光合作用的影响.结果表明,在36 h内,亚砷酸盐对藻类生物量的增长和光合活性都有明显的抑制作用;砷酸盐在抑制藻类生长的同时却因为干扰代谢而使藻类表现出光合活性的增强;一甲基砷酸盐和二甲基砷酸盐对藻类在这些方面的影响相对较弱.但对藻类光能利用效率、非光化学淬灭系数等还是产生了较明显的影响.因此,除亚砷酸盐毒性较强之外,其余几种砷化合物在宏观层次上都观测不到明显的生长抑制效应,但是在微观层次上已表现出对光合效应的不同影响.     

桂江流域夏季水-气界面CO2脱气的空间变化及其影响因素

河流具有复杂的流域空间异质性,加之岩溶区河流富钙偏碱高溶解无机碳的特殊环境,使得河流水-气界面CO_2脱气出现显著的空间变化.为揭示岩溶区河流水-气界面CO_2脱气的空间变化特征及其影响因素,利用主要离子、物理化学参数、δ~(13)C_(DIC)等数据以及模型法和浮游箱法分析桂江流域水-气界面CO_2脱气特征.结果表明:(1)桂江流域水文地球化学表现出明显的空间变化特征,HCO_3~-、Ca~(2+)以及电导率、总溶解性固体(TDS)、SIc、p CO_2都表现出中游支流中游下游上游的相似的分布特征;(2)桂江流域在监测期间均表现出CO_2脱气,为大气CO_2的源,脱气通量平均值为237 mg·(m~2·h)~(-1),位于世界河流平均CO_2脱气通量范围内,但桂江流域CO_2脱气在不同的河段表现出明显的空间变化,中游支流和中游明显大于上游和下游;(3)桂江流域中游干流和支流CO_2脱气主要受到碳酸平衡系统的影响,但同时中游支流受到生物光合作用的影响.此外,上游CO_2脱气通量主要受到大气环境因素的影响,而下游CO_2脱气通量则受到诸多因素的共同影响.     

电磁环境胁迫对铜绿微囊藻氧化应激和光合固碳酶的影响作用研究

研究了3种典型电磁环境(射频电磁辐射(RF-EMF)、极低频电磁场(ELF-EMF)、交变电场(AEF))胁迫对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞氧化应激(超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA))和光合固碳酶(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA))的影响作用.结果表明,短期和长期RF-EMF、ELF-EMF及AEF暴露胁迫铜绿微囊藻细胞,总体能极显著提高藻细胞的SOD活性(p0.01).铜绿微囊藻经RF-EMF、ELF-EMF及AEF短期暴露处理后,均极显著提高了藻细胞内MDA含量(p0.01);铜绿微囊藻经RFEMF、AEF长期暴露处理后,藻细胞内MDA含量极显著降低(p0.01).RF-EMF暴露处理铜绿微囊藻,总体能显著提高藻细胞Rubisco酶活性(p0.05).长期RF-EMF、AEF和ELF-EMF暴露下的铜绿微囊藻,总体表现出FBA酶活性极显著降低(p0.01).以上结果说明,RF-EMF、ELFEMF、AEF均能够诱导铜绿微囊藻发生氧化应激反应.而RF-EMF能够对铜绿微囊藻细胞参与光合作用的关键酶(Rubisco和FBA)产生一定的调控作用,表明射频电磁波能够在一定程度上影响铜绿微囊藻细胞的光合作用.     

流体自控振荡的机理及其对水环境维护的有益功能

从真实流体所具粘滞耗散特性出发,以数学解析法严谨地论证了淹没射流因沿程能量通量渐减,加以其动量通量沿程守恒,故其质量通量必然沿程递增,从而衍生出射流卷吸及附壁效应,于是,在专门设计的腔体中就会发生流控振荡现象.发生流控振荡的腔体的两个出口会交替地输出两股非共面动量通量射束并在其后形成顺流螺旋涡,在绕水平轴旋涡的流场中,重于水的沙粒将获得附加的悬浮功增量,而轻于水的气泡或藻菌团的上浮行动将受阻碍.前者会加大河流的挟沙能力,后者的影响将导致水藻所赖以滋长的光合能量锐减而枯萎,从而改善水质.