陆地生物配体模型（t-BLM）初探：镁离子降低铜离子对小麦根的毒性

生物配体模型(BLM)同时考虑了水中金属离子的化学形态以及阳离子与金属离子在生物配体(BL)上的竞争对其毒性的影响,能成功预测水体金属的生物毒性/有效性.最近,BLM呈现出向土壤环境中拓展的趋势,发展能预测重金属对土壤生物毒性的陆地生物配体模型(t-BLM)正成为最新的国际研究热点.论文模拟土壤溶液,以土壤溶液中的主要阳离子Mg2+为例,通过单因素浓度控制-恒pH营养液培养-陆生植物根伸长抑制试验,定量探讨了不同浓度Mg2+存在下,铜离子(Cu2+)对小麦(Triticum aestivum)根的毒性.结果表明,Mg2+浓度升高显著减弱了Cu2+对小麦根的毒性,即呈现出保护效应.证实陆地生态系统中也存在阳离子对重金属植物毒性的保护效应,支持了BLM中阳离子和重金属离子在生物配体上存在竞争结合的假设,即BLM概念适用于陆生植物.定量分析表明,小麦根生长抑制的毒性效应指标EC50(以自由铜离子活度表示)与自由镁离子活度间存在良好的相关性,线性回归方程为:pEC50(Cu2+)=-0.36(Mg2+)+6.47(r2=0.9976),Mg2+对Cu2+毒性的影响强度可以通过该方程进行预测.论文积累了重金属铜对典型陆生受试植物小麦的毒性数据,探讨了t-BLM的构建方法学,并为其发展提供了思路.联合了土壤理化性质、金属形态及生物积累和毒性效应的t-BLM,将提供一个环境风险评价和制定土壤质量标准的新工具.     

糯小麦回交改良群体中Wx基因的遗传和品质效应

在基因型鉴定的基础上,利用糯小麦杂交后代BC5F2代回交改良群体研究了各基因缺失对降低直链淀粉含量的效果和各基因合成直链淀粉的能力,以及直链淀粉含量与农艺性状、品质性状、淀粉糊化特性等的相关性。研究发现,在Wx基因的所有8种基因型之间,直链淀粉含量差异显著;研究单缺失基因型发现,对直链淀粉含量减少效应最大的是Wx-B1b,减少效应最小的是Wx-A1b,而Wx-B1b和Wx-D1b没有显著差异;研究双缺失基因型发现,Wx基因合成直链淀粉的能力以Wx-B1a最高,Wx-A1a最低,而Wx-B1a和Wx-D1a差异很小.直链淀粉含量与株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状相关不显著,表明淀粉品质育种可以与高产育种实现有机结合.直链淀粉含量与SDS-沉降值呈显著负相关(r=-0.726),说明直链淀粉含量降低在一定程度上有利于提高小麦营养与加工品质.全糯类型的淀粉糊化特性与其他类型显著不同,具有最高的峰值粘度和稀懈值,最低的低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间、糊化温度、起始糊化温度,表明糯小麦淀粉在食品和工业上具有特殊用途;稀懈值与直链淀粉含量呈极显著负相关(r=-0.969),其它粘度参数与直链淀粉含量呈显著正相关(最终粘度r=0.797,低谷粘度r=0.910、反弹值r=0.954、峰值时间r=0.970、糊化温度r=0.962、起始糊化温度r=0.932).表5参37     

还田秸秆配施外源纤维素酶效应研究

为探求促进秸秆降解的新途径,采用室内培养法研究了外源纤维素酶对秸秆降解速率及土壤速效养分的影响。结果表明,整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理降解率都存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10%～11.86%,玉米秸秆高出8.01%～14.04%;整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理间土壤速效氮、磷、钾含量都存在极显著差异(p<0.01),培养结束时,小麦秸秆最优处理速效氮、磷、钾含量高出对照4.15mg·kg-1,3.60mg·kg-1,32.35mg·kg-1,玉米秸秆高出6.50mg·kg-1,4.27mg·kg-1,47.97mg·kg-1。结果说明添加外源纤维素酶能够提高秸秆降解速率,促进秸秆养分矿化。     

苯达嗪丙酯在土壤和小麦中的田间残留试验

建立了土壤和小麦种子、茎杆中苯达嗪丙酯的残留分析方法.研究了高剂量施药条件下土壤中的消解动态,并测定了土壤、小麦种子和茎杆中的最终残留.苯达嗪丙酯的最低检出限为10ng,在土壤和小麦中的最低检出浓度为0.05mg·kg-1.方法的平均添加回收率为88.7%—103.3%,变异系数为4.3%—16.4%.苯达嗪丙酯的消解动态试验表明:高剂量施药条件下苯达嗪丙酯在土壤中的半衰期分别为2.5d(北京)和3.1d(石家庄);当按推荐剂量施药时,小麦收获前10d,在土壤、小麦种子和茎杆中,北京和石家庄两地均未检出苯达嗪丙酯.     

丁布的分离、纯化和结构鉴定及其对麦长管蚜

从玉米苗中分离、纯化得到丁布，利用纸层析，紫外分光光度扫描和核磁共振^1H NMR等技术对其作结构鉴定。结果与文献报道基本一致，且纯度在96.7%以上，以纯化的丁布为标样，用HPLC方法分析了不同抗性级别的小麦品种中丁布的含量。结果表明：品种之间丁布的含量差异显著，丁布的浓度与小麦的抗蚜级别呈显著负相关，与麦长管蚜的内禀增长率rm亦呈显著负相关，借助麦长管蚜全纯人工饲料研究表明，丁布对麦长管蚜有明显的拒食性作用。图3表2参13。     

小麦对14CO2 的吸收和积累动态

为探明14CO2在环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了小麦对14CO2的吸收和积累动态.结果表明,通过叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向小麦其他部位组织输送并形成积累趋势.各部位组织的14C比活度在14CO2引入期间(0～28d)随时间呈线性增长,积累特征明显,增长速率为50.3～84.6 Bq/(g·d),大小顺序为根＞茎＞叶,尽管各组织14C比活度随时间的增长速率不同,但各组织中14C的比活度均有趋向于平衡的趋势.小麦对14CO2具有强烈的富集作用,富集系数最大值为23.1～25.8,平均为24.5±1.3.小麦对空气中14CO2的较高富集特性可用来作为监测大气14CO2污染的指示作物.     

污泥施肥时重金属镍对农作物的毒害研究

采用盆栽和小区试验,研究了在石灰性土壤中镍污染对小麦和水稻的影响;两种作物对土壤中镍的吸收、迁移和累积规律。建议农田污泥施肥时镍的控制标准为330PPm。     

四效蒸发处理小麦淀粉／谷朊粉生产高浓度有机废水

采用四效蒸发处理小麦淀粉／谷朊粉生产高浓度有机废水，回收废水中的有机物作为饲料，不仅能够使废水达标排放，而且能够提高生产线的总体经济效益，在废水治理中实现“变废为宝”。     

施加磷元素后对小麦抗重金属铜毒性的影响

将小麦幼苗放在含有不同浓度磷元素（1 mmol/L和10 mmol/L）和铜元素（0.16μmol/L、100μmol/L和1 mmol/L）的培养液中处理12 h后,观察植物体内铜元素的含量、叶绿素含量、抗坏血酸循环的变化.结果表明,当培养液中施加的铜元素浓度相同时,施加较高浓度的磷（10 mmol/L）能促进植物根部吸收和积累铜,并能促进铜元素从根部向地上部的运输.此外,实验结果还表明,当培养液中都含有较少量的铜（0.16μmol/L）元素时,比较磷浓度对植物体内生理反应的影响时,发现在含有高浓度磷的培养液中培养的小麦体内的受到较少的膜质过氧化损伤,光合色素的含量保持稳定.但是,当培养液中有较高浓度的铜元素（100μmol/L和1 mmol/L）时,施加高浓度的磷反而加剧了植物体内的膜质过氧化损伤和引起光合色素的分解,从而不利于植物正常的生长发育.     

黄河下游开封段引黄灌区小麦中重金属污染特征及健康风险评价

为探究引黄灌区小麦对人体健康的影响,以黄河下游引黄灌区开封段为研究区,对其中水稻乡、柳园口乡、西郊乡和北郊乡的小麦进行采样调查,采用内梅罗综合指数法、健康风险评价模型对研究区小麦重金属污染状况及其对成人和儿童的健康风险进行评价.结果表明,研究区小麦籽粒中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg平均含量分别为0.034、0.428、0.279、5.363、29.605、0.305和0.003 mg·kg~(-1).除Pb和Zn外,其他重金属均未超出国家食品卫生标准限制值.研究区小麦籽粒中Pb和Zn的污染指数大于1,Cd、Cr、Cu、Ni和Hg的污染指数均小于1,小麦综合污染指数为1.9851,各乡区小麦的综合污染指数介于1.116~1.847之间.非致癌重金属(Pb、Cu、Zn、Hg)对成人和儿童的健康风险指数分别为1.055 8和0.545 0;致癌重金属(Cd、Cr、Ni)对成人和儿童的健康风险指数均值均高于USEPA推荐的最大可接受风险水平1×10-4,可能存在引发癌症的风险.