气候变化主要因子对马铃薯生物量积累及产量和品质的影响

利用新型开顶式气室(OTC)开展CO_2浓度升高和大气增温试验,分别为模拟增温2.0℃,模拟增温2.0℃且CO_2浓度增加到650μmol·mol-1,对照CO_2浓度约410μmol·mol^-1,对马铃薯叶片、叶柄和茎等地上生物量、根和块茎等地下生物量积累过程及其特征参数的协同影响研究,分析气候变化对马铃薯产量形成和品质的影响,为半干旱区适应气候变化提供科学依据。结果表明,模拟增温2.0℃且CO_2浓度增加到650μmol·mol^-1,马铃薯茎和地上部生物量积累显著比对照高35.8%—53.4%;生物量较单独增温处理显著增加24.4%—34.4%。马铃薯茎和地上部生物量最大积累速度出现时间推后,最大积累速度加快,生物量快速积累间隔日数较单独增温处理和对照均延长。大气增温加CO_2浓度升高复合处理试验中,马铃薯块茎鲜质量积累在块茎膨大中期略低于单独增温处理外,在其余积累时段均高于单独增温处理以及对照。马铃薯成熟期块茎在复合处理下,鲜质量显著高于单独增温处理24.1%;高于对照3.4%。马铃薯块茎鲜质量最大积累速度出现时间也推后,快速积累期间隔日数较单独增温处理延长,但与对照接近。增温与CO_2复合处理使马铃薯叶片净光合速率提高,水分利用效率提高,干物重积累增多,经济产量增加。     

水华束丝藻与铜绿微囊藻净化水体氮磷及其脂质积累过程比较

选取水华束丝藻与铜绿微囊藻作为典型水华蓝藻,探索水华蓝藻净化水体及合成生物柴油的潜力.采用氮磷浓度为NH4-N 7.5 mg/L,PO43--P 1.0 mg/L的模拟污水,重点考察了在光照强度与温度不同的条件下2种微藻对氮磷的去除率,并利用尼罗红荧光染色法测定了微藻中的中性脂含量.结果表明,2种藻对PO43--P的去除率均较高,最高达到98％,对NH4+-N的去除率稍低,最高为52％.水华束丝藻及铜绿微囊藻均具有较强积累中性脂的能力,适宜的温度与光照条件有利于微藻对氮磷的去除及细胞中脂类的积累.2种藻均在光照强度为12 000 lx时中性脂含量更高.水华束丝藻在温度为18 ～22℃条件下,生长更优,氮磷净化效果较好,中性脂积累能力更强.而铜绿微囊藻在温度为22～ 26℃时表现更好.     

硒、砷及重金属在苏州地区水稻中分布特征及风险评价

2016年11月在苏州地区布设9个采样点采集稻田土和水稻,分析As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni、Sb、Se和V等元素在土壤和水稻根、茎、叶、籽实中的积累分布特征,并评估当地人群食用该稻米的暴露风险。结果表明:苏州地区土壤和稻米综合质量指数IICQ均值为4.57,属于中度亚污染。大多数元素集中分布在根系中,籽实中较少。籽实对元素富集系数由高到低依次为CdZnSeCuNiAsVCrSbPb。虽然不同人群通过食用稻米籽粒摄入每种元素的目标危险系数THQ均1,但综合危险指数THI均1,表明人群通过食用当地糙米将会遭受潜在的风险。     

交流电场联合有机物料强化东南景天修复重金属镉污染土壤

针对土壤重金属污染植物修复效率低的问题,采用盆栽实验,通过施加多种强度的交流电场(0、0.5、1.0 V·cm~(-1))和不同种类的有机物料(黄腐酸钾、紫云英),研究了交流电场及其与有机物料联合对重金属超积累植物东南景天修复重金属镉污染土壤效率的作用。结果表明,交流电场促进了东南景天的生长和对重金属的吸收,以0.5 V·cm~(-1)作用最佳,在电场处理组20 d后东南景天地上部Cd积累量比不施加电场的处理组提高了48.1%。交流电场和有机物料联用可以进一步提升东南景天对土壤镉的累积,施加黄腐酸钾处理组有利于土壤酸可提取态Cd的提高,比对照组提高了16.35%。在交流电场为0.5 V·cm~(-1)条件下,以0.3%施用效果最佳,施加黄腐酸钾和紫云英分别是对照组(施加交流电场,不施加有机物料)的3.65倍和1.73倍。有机物料和交流电场的共同作用极大地促进了东南景天镉的积累。     

利用毒代动力学模型研究氟虫腈在夹杂带丝蚓体内的手性选择性积累过程

农药的生物积累直接影响其毒性,但是手性农药在生物体内的选择性积累过程仍不明确.本文在恒定环境水浓度的条件下,开展手性农药氟虫腈的外消旋体及其对映体在底栖无脊椎动物夹杂带丝蚓体内的生物积累实验.在96 h和72 h的吸收和消除实验过程中,测定生物体内的氟虫腈的外消旋体和对映体浓度随时间的变化情况,构建毒代动力学模型,获取吸收和消除速率常数.结果表明夹杂带丝蚓对R-氟虫腈的生物浓缩因子(1981 L·kg~(-1)脂肪)比对S-氟虫腈(1748 L·kg~(-1)脂肪)更大.R-氟虫腈和S-氟虫腈的吸收速率常数相当,分别为311±11 L·kg~(-1)脂肪·h~(-1)和313±13 L·kg~(-1)脂肪·h~(-1),而R-氟虫腈的消除速率常数小于S-氟虫腈,分别为0.157±0.006 h~(-1)和0.179±0.008 h~(-1),因此相对较慢的消除是导致R-氟虫腈在夹杂带丝蚓体内更高生物积累的主要原因.研究说明毒代动力学参数可有效阐释手性外源物质在生物体内选择性积累的差异.     

环境绿色修复的地球化学基础与相关理论探讨

在以往20余年系统开展环境绿色修复基础研究与应用实践基础上,进行了成果总结与理论阐述。在补充、完善超积累/修复植物筛选评判标准的基础上,通过大量实践提出了"未污染区也存在超积累/修复植物"的新认识,构建了未污染区与污染区相互印证的超积累/修复植物筛选的新方法并得到验证;在阐明超积累/修复植物与环境介质的交互作用关系基础上,进一步探讨了超积累/修复植物形成的环境介质与植物交互作用机制以及环境修复的生态格局优化与综合强化的理论。这一进展将为今后该领域研究的深入开展和广泛实践打下理论基础,指明发展方向。     

不同受旱胁迫下大豆蒸发蒸腾与地上部生长物质之间响应关系研究

农业旱灾损失形成过程中存在着大量的不确定性,不同受旱胁迫下作物蒸发蒸腾与生物量积累之间的定量响应关系是解析该过程的理论基础,对指导区域抗旱减灾具有重要实践意义。基于淮北平原两季夏大豆盆栽受旱试验,分别构建了收获时植株地上部生物量与籽粒产量之间、受旱当期和受旱后复水各生育阶段蒸发蒸腾量与同期地上部生物积累量之间的函数关系,并对不同阶段受旱胁迫下的产量构成要素响应进行了定量分析。结果表明,不同受旱胁迫下大豆收获时地上部生物量与籽粒产量之间均呈显著正相关（2015、2016季相关系数分别为0.91和0.78）,籽粒产量与其各阶段不断积累的地上部总生物量存在定量转化;大豆某一生育阶段受旱当期的蒸发蒸腾量与该阶段的地上部生物积累量呈显著正相关,且在花荚期更为明显;某一阶段受旱对后续各生育阶段的蒸发蒸腾与地上部生长均产生影响,且两者具有一定的相关性,但距受旱时期越远相关性越弱;大豆在营养生长阶段受旱后复水,鼓粒期的地上部生长机制恢复正常,且这种恢复效应在前期轻度受旱后更为明显;不同阶段受旱造成的籽粒产量损失差异较大,与充分灌溉相比,大豆分别在苗期、分枝期、花荚期和鼓粒期遭受干旱时,2015和2016季的产量分别减少了14.2%和28.0%、18.2%和30.5%、53.1%和56.2%、50.1%和45.2%,花荚期和鼓粒期受旱对籽粒形成的不利影响更为严重;两季鼓粒期受旱胁迫下的收获时地上部生物量和千粒重均为最低。     

土壤pH对东南景天修复镉污染土壤的影响研究

东南景天是一种镉和锌的超积累植物,改变土壤p H能否有效提高其吸收镉的效率,需要进一步验证。采用盆栽实验研究不同土壤p H下东南景天吸收和积累Cd的差异以及对Ca Cl2提取有效态镉的影响。结果表明,降低土壤p H值显著提高了土壤镉的有效态含量。弱酸性土壤即p H接近5.5时东南景天生物量及累积镉的量最大,土壤镉去除率也最高,达6.6%。强酸性即当p H接近4时,虽然植物地上与地下镉含量均最高,但生物量最小,植物去除率较其他处理低。研究证实降低土壤p H是提高植物提取效率的有效办法,这为进一步利用东南景天修复镉污染土壤,提高修复效率提供了科学依据。     

Cd污染土壤的植物修复研究进展

我国农业土壤重金属污染十分严重,在所有的重金属污染中,Cd以其移动性大、毒性高成为最受关注的重金属污染之一。修复Cd污染的土壤,已成为我国农业可持续发展亟待解决的问题。与传统环境修复技术相比,植物修复技术治理成本低廉,土壤破坏力小,安全性高,是目前发展最快的环境友好、经济、高效的治理技术。介绍了Cd污染现状、超积累植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复国内外研究进展,并对其发展趋势进行了分析。