冬小麦吸收重金属特征及与影响因素的定量关系

冬小麦是我国主要粮食作物之一,保障农产品质量安全是农业生产的重要环节.冬小麦吸收重金属受多种因素的影响,为明确田间条件下冬小麦吸收重金属特征及小麦籽粒中重金属含量与土壤理化性质及土壤重金属含量的定量关系,在小麦收获时通过对我国华北小麦主产区50个不同重金属污染程度田块的土壤和小麦进行点对点采样,分析土壤重金属含量、土壤pH、土壤有机质(OM)、土壤阳离子交换量(CEC)、小麦籽粒和秸秆中重金属的含量,研究小麦吸收重金属特征及土壤理化性质对小麦吸收重金属的影响,并通过多元回归分析研究土壤重金属和理化性质与小麦籽粒重金属间的定量关系.结果表明,所采麦田土壤Cd含量范围为0.150～2.66 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒Cd含量范围为0.033～0.39 mg·kg~(-1);土壤Pb含量范围为4.68～371 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒Pb含量范围为0.27～2.4 mg·kg~(-1);土壤As含量范围为3.00～21.3 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒As含量范围为0.044～0.18 mg·kg~(-1);小麦Cd、 Pb和As的超标率分别为55%、 100%和0,与之对应的土壤Cd、 Pb和As的超标率分别为52%、 13%和0.土壤Cd含量与小麦籽粒Cd含量呈极显著正相关(P0.01),相关系数r=0.663(n=50);土壤全Pb含量与小麦Pb含量呈显著正相关(P0.05),相关系数r=0.348(n=50);土壤As含量与小麦As含量相关性不显著;小麦籽粒对土壤Cd、 Pb和As的富集系数均值分别为0.17、 0.027和0.008 9,转移系数均值分别为0.52、 0.27和0.22;小麦对重金属的富集系数和转移系数均表现为CdPbAs.小麦秸秆中重金属含量高于对应籽粒中重金属含量2～5倍.土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)也影响小麦籽粒Cd含量.将土壤Cd含量、土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)与小麦籽粒Cd含量进行多元回归分析,得到4个小麦籽粒Cd含量预测方程,其相关系数r均达到极显著水平(P0.01),其中包括全部变量在内的预测方程的相关系数最高,r=0.810(n=50),可以较好地预测小麦籽粒Cd含量.     

基于贝叶斯理论的小麦籽粒镉铅超标风险预测

对农作物污染风险进行预测具有重大意义.基于贝叶斯定理及数据分布特征,建立了贝叶斯风险预测模型,并使用区域大田调查土壤-小麦重金属含量数据,预测小麦籽粒Cd和Pb超标风险并验证该模型的准确度.结果表明,该模型预测小麦籽粒Cd超标风险时相对偏差较小,以小麦籽粒Cd含量为变量的预测相对偏差仅为(2.66±1.87)%,以土壤DTPA-Cd含量和土壤Cd全量为变量时预测相对偏差则分别为(5.11±3.77)%和(5.88±3.87)%, 3个变量均能使预测结果与真实超标概率的平均相对偏差小于10%.预测小麦籽粒Pb超标风险时,仅小麦籽粒Pb含量的预测相对偏差小于10%.数据来源、数据分布特征和变量的选择是影响贝叶斯风险预测模型预测相对偏差的重要因素.该模型基于大田数据的先验分布,能够有效反映大田生产条件下小麦籽粒重金属与土壤因子间的相互关系,预测较准确,具有应用潜力.     

用ALMANAC作物生长模型模拟冬小麦生长

冬小麦是黄淮海地区的主要农作物。精确模拟冬小麦产量能够帮助生产者获得更好的经济效益。根据实验资料调整了ALMANAC作物生长模型部分参数后,用其对该地区的冬小麦生长进行了模拟,结果显示ALMANAC模型能够较好地模拟冬小麦的叶面积指数和产量。叶面积指数的模拟结果与实测结果的比值为1.0552,可决系数R2为0.7021;生物量模拟的最大误差为-6.01%,经济产量模拟的最大误差为-5.41%。模型还可以揭示影响冬小麦生长的主要胁迫因素。     

种植密度和降水对冬小麦田N2O排放的影响

为研究种植密度对农田N2O排放的影响和探讨N₂O排放季节性波动的原因,于1999～2000年小麦生长季在南京市郊江宁县进行了不同播种量(0、90、180和270kg/hm²)的大田试验.观测分析结果表明:在相同的气象条件和田间管理下,播种～越冬阶段的N₂O排放不受播种量的影响,返青～成熟阶段的N₂O排放通量与播种量成正比.裸地条件下的N₂O排放与播量为90kg/hm²下的排放无明显差异.造成该生长季内N₂O排放季节性波动的主要原因是降水,返青～成熟阶段的N₂O排放通量随观测日前6d的加权平均降水量呈指数增加.     

小麦田中有机硫气体的释放

采用密闭箱法对不同施肥条件下小麦田中羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)和二甲基硫(DMS)的释放情况进行了监测.结果表明,小麦生长过程对COS、CS₂和DMS释放影响显著,小麦对COS有明显吸收作用,DMS和CS₂是麦田中释放的主要含硫气体.COS和CS₂释放速率昼夜变化明显.仅施用有机肥的麦田,硫释放总量高于其它田块.不同施肥条件的田块,硫释放总量范围在-1.40～0.79mg·ml^-2之间.     

6-苄氨基腺嘌呤对江汉平原小麦开花后渍害的缓减效应研究

于2011~2012年度及2012~2013年度开展小麦开花后渍水试验,研究开花后渍水对小麦产量的影响及渍水前喷施6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)对产量的效应。结果表明,2011~2012年度及2012~2013年度江汉平原小麦开花期至成熟期均有持续降水分布,其中2011年4~5月累计降雨量达1941 mm,2012年同期累计降雨量达2855 mm,表明江汉平原小麦生殖生长期有较大渍害风险。本试验研究表明,开花后渍水,小麦植株衰老进程加速,叶片严重早衰失绿,旗叶光合速率降低;渍水前喷施6-BA,可缓减叶片衰老趋势,缩小旗叶光合速率降低幅度。开花后渍水亦导致根系活力降低,渍水前喷施6-BA可缓减根系活力降低,其中至灌浆中期,渍水处理根系活力仅为对照的563%,6-BA+渍水处理根系活力较渍水处理提高66%,差异达显著水平。渍水处理生物产量及籽粒产量均显著低于对照,渍水前喷施6-BA,生物产量、籽粒产量较渍水处理比较均有所提高,其中生物产量较渍水处理提高77%,籽粒产量提高137%。总之,在本试验条件下,开花后渍水导致光合速率、根系活力、生物产量、籽粒产量等显著降低,渍水前喷施6-BA可在一定程度上缓减渍害效应,在渍害发生后促进籽粒产量形成,据2011~2012年度及2012~2013年度产量结果估算,渍水前喷施6-BA相当于每6667 m2可减少427 kg 产量损失,即约1/3以上的田块未发生渍害     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响

由于人口的快速增长,人类活动导致近地层O3浓度不断提高,O3浓度升高将对植物、动物和人体健康产生极大的危害.采用开顶式气室(OTC)原位实验方法,研究O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响,进而分析O3对植物的伤害机制.结果表明,O3浓度升高可导致冬小麦拔节期和抽穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶...     

污染稻、麦籽实中Cd、Cu、Pb的分布及其存在形态初探

采用组织化学及溶剂提取法研究了污染水稻、小麦籽实中Cd、Cu、Pb的分布及存在形态．结果表明,3种金属元素在水稻、小麦籽实各形态结构中的浓度具有明显不均一性,胚中浓度显著高于胚乳,颖壳,皮层中浓度也较高;糙米、麦粒中的Cd、Cu、Pb在去离子水、0.1mol EDTA、1％醋酸、2.5％　NaCl、0.2％NaOH、70％乙醇中的溶出比例有显著差异;综合2项试验结果可以看出Cd、Cu、Pb在籽实中主要与谷物成分结合形成配合物,其优势形态是蛋白质结合态．     

水杨酸对小麦高盐毒害的缓解作用

以盐敏感品种中国春、农大８５０２１和抗盐品种冬６８、茶淀红等４个品种小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）为材料,研究盐分胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的影响以及水杨酸对盐害的缓解作用．结果表明,水杨酸能够相对提高盐分胁迫条件下小麦种子萌发的数量、速度和质量;提高幼苗根和叶内游离脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质的含量,增强其渗透调节能力,同时提高幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,抑制膜脂过氧化作用产物丙二醛的积累,降低叶片质膜透性和盐分胁迫对细胞膜的伤害．所有这些变化都有利于缓解盐害,提高小麦抗盐性