重金属污染降低水稻土微生物商并改变PLFA群落结构——苏南某地污染稻田的案例研究

重金属污染可能影响土壤中微生物生物量与活性及群落结构.但这种影响随土地利用和土壤类型、污染物类型而异.采集了江苏南部某市金属冶炼产业区周边重金属污染的稻田和未明显污染稻田的表土样品,分析了重金属复合污染下土壤微生物生物量以及PLFA群落结构的变化.结果表明,重金属污染下稻田土壤的微生物生物量碳、氮及微生物商比未明显污染的土壤显著降低(约20%);PLFA分析显示,重金属污染下土壤微生物群落结构发生了明显的变化,细菌和真菌PLFA的变化幅度达到30%以上,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的脂肪酸比值升高,而真菌/细菌的比例降低了约70%.这种改变可能进一步影响到土壤中C、N等养分的生物地球化学循环,这有待深入的研究.     

福建沿海水稻Cd、Pb、Hg等重金属含量变化规律

文章研究了福建沿海重金属高含量的水稻样品的区域分布规律,分析了不同品种的水稻对重金属吸收的差异.以该区10个流域两侧的水稻种植区为研究对象,系统采集了福建沿海水稻样品185件,采用干灰石墨炉原子吸收光谱法和原子荧光光谱法,分析了籽粒中的Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn等重金属元素的含量,结果表明其平均值分别为0.005、0.08、0.33、0.17、2.94和14.62 mg·kg-1,显著高于台湾地区稻米的平均含量.对比大米国家食品限制值,有16.8%的样品的Pb超标;有11.4%的样品Cd超标.Hg、As的超标率相对较低,均只为0.5%.Cd、Pb含量高的样品主要集中分布在漳州、福州、福清等工业发达的城市周边地区.不同的水稻品种对重金属的吸收率完全不同,昌优964对Cd、Cu、Zn和Pb表现出高的吸收率,而糯米、803A1527等则表现出对Cd、As、Pb等低的吸收率.这些结果的获得为水稻安全标准评价和品种的优选提供了理论基础.     

氧化与还原条件下水稻土重金属形态特征的对比

还原状态下的水稻土被风干处理后氧化还原等性质发生明显变化,对重金属的形态特征产生影响,进而影响对作物有效性的评价.利用BCR连续萃取法研究了张家港市南部不同pH水稻土在还原和氧化条件下Cu、Pb、Ni和Cd的形态变化状况.结果显示,氧化还原对重金属形态分配具有显著影响,而pH对Ni在还原状态下的形态分配有显著影响,对Cu、Pb和Cd形态分布影响不显著.样品经风干氧化处理后,氧化物结合态重金属均表现为不同程度的降低;Cu残渣态比例增加25%,氧化物结合态和有机结合态比例有所降低;Pb有机结合态比例增加33%,残渣态减少33%,酸可提取态和氧化物结合态变化不大;Ni受氧化还原条件影响更为强烈,表现为酸可提取态所占比例降低超过25%,氧化物结合态亦明显降低,残渣态提高超过60%;对Cd的影响主要表现为有机结合态所占比例降低约15%,残渣态提高约35%,酸可提取态和氧化物结合态变化不明显.氧化状态下的重金属形态并不是重金属在田间的真实状况,可能高估了Pb,低估Cu、Ni和Cd重金属在土壤中的危害性.     

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...     

灭多威在水稻上的残留检测及降解动态研究

利用气相色谱-火焰光度法(GC-FPD)研究了灭多威在水稻田田水、土壤、水稻植株和水稻糙米中的残留及降解动态. 当灭多威的添加量为0.045～0.450 mg/kg时,其在水稻糙米、植株、土壤和田水中的平均回收率分别为82.8%～91.0%,84.4%～98.1%,83.7%～90.3%和85.9%～86.9%,变异系数分别为5.2%～8.1%,6.8%～9.0%,3.7%～7.7%和6.4%～8.3%. 测定了灭多威在湖南长沙、湖北罗田、江西樟树和浙江杭州4个水稻主产区的水稻植株、土壤及田水中的降解动态. 结果表明,灭多威在湖南长沙、湖北罗田、江西樟树和浙江杭州的水稻植株上的降解半衰期分别为16.08,4.47,15.93和22.87 h,在湖南长沙、湖北罗田和江西樟树水稻田田水中的降解半衰期分别为6.74,3.88和28.06 h. 灭多威在浙江杭州水稻田田水中未被检出,其在4个研究区稻田土壤中也未被检出. 按照推荐剂量的倍量施药,在施药14 d后,灭多威在水稻糙米中的残留量均低于日本肯定列表制度规定的在稻米上的最大残留允许量(0.5 mg/kg).      

盐胁迫下外源硅对硅突变体与野生型水稻种子萌发的影响(Effects of Silicon on the Germination of Si Mutant Rice and Wild Rice Seeds under Salt Stress)

为深入了解盐胁迫下外源硅(Si)对水稻种子萌发的作用,采用溶液培养法研究了外源Si对盐胁迫下野生型和硅突变体水稻(不能正常吸收Si)种子萌发各指标的影响.结果表明,随着NaCl浓度的提高(0～150mmol·L-1),两种水稻的芽长、发芽势、发芽率均不断降低.在150mmol·L-1NaCl胁迫下,野生型和硅突变体水稻的芽长分别为0.33cm和0.55cm,仅为对照的8.0%和11.1%;发芽率仅为对照的29.7%和53.7%;发芽势则分别降低至0%和2%.外源Si可以提高盐胁迫下两种水稻的发芽指标,且对硅突变体水稻的影响显著大于野生型水稻.2mmol·L-1Si浸种+2mmol·L-1Si处理可使野生型水稻芽长、芽重和发芽率分别比对照增加127.27%、169.23%和55.17%,发芽势则由对照时的0%提高至23.33%;硅突变体水稻芽长、芽重和发芽率分别比对照增加307.27%、285.71%和80.29%,发芽势则由对照时的2%提高至82.22%.     

免耕水稻土固定CO2自养微生物多样性

使用13CO2为标记物,采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)技术和微宇宙模拟的方法,对两种南方免耕水稻土中的固定CO2自养微生物群落结构和多样性进行了研究.实验结果表明,经80d的培养后,从13CO2标记处理的土样提取的DNA经氯化铯密度梯度离心后其浮力密度显著区分于12CO2对照组,表明土壤样品中的固定CO2自养微生物对CO2具有同化利用.RT-PCR结果表明两种标记土样DNA密度梯度离心分层的cbbLR基因的拷贝数最高分别为1.36×105拷贝/g干土和2.21×105拷贝/g干土.克隆文库分析和系统发育分析表明两种土壤中的固定CO2自养微生物群落结构具有一定差异.Bradyrhizobium和Rubrivivax是为FG土壤中的主要类群, 占全部克隆数的60.40%和13.86%.而TF土壤的主要类群是Rhodopseudomonas、Rhodospirillum、Methylibium和Variovorax,分别占全部克隆数的20.90%、11.94%、16.42%和10.45%.两种13CO2标记土样的cbbLR基因文库OTU类型、多样性指数均高于12CO2对照文库,其群落结构也有明显的变化.因此,免耕水稻土存在高度多样性的二氧化碳固定自养微生物,在农田土壤碳素循环方面具有重要作用.     

土壤水分对稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性影响

采用室内模拟方法,在35%、65%和110%最大饱和持水量（WHC）条件下,系统地分析了稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性变化规律.结果表明：砷污染稻田土壤后有效砷含量随砷污染浓度增加而增大,随培养时间延长逐渐降低,15d后趋于稳定;淹水降低了土壤有效砷含量及碱性磷酸酶活性;采用U=A/（1+B×C）模型较好拟合了不同水分下土壤碱性磷酸酶活性（U）与砷浓度（C）关系,表明碱性磷酸酶活性在一定程度上可表征不同水分下稻田土壤砷污染程度;计算得到稻田土壤砷轻度污染临界浓度（ED₁₀）为总砷67mg/kg和有效砷11mg/kg.研究表明适当调控土壤水分含量是控制稻田土壤砷毒性的有效方法之一.     

砷-硒交互作用对水稻吸收转运砷和硒的影响

采用溶液培养法,研究了两种形态无机As与四价Se交互作用对水稻吸收转运As和Se的影响.结果表明,不同形态As与Se交互作用对水稻吸收转运As和Se影响较大,Se(Ⅳ)显著地提高水稻根系而降低水稻茎叶对As的吸收积累.与对照处理相比,在1.0μmol·L-1As(Ⅲ)和As(Ⅴ)处理下添加1.0μmol·L-1Se(Ⅳ)分别导致水稻根系As含量提高59.5%和21.3%,而水稻茎叶As浓度减少10.4%和21.9%.As(Ⅲ)或As(Ⅴ)处理显著降低水稻茎叶对Se的吸收积累,但As(Ⅴ)处理对水稻根系积累Se没有影响.在1.0μmol·L-1Se(Ⅳ)处理下,添加1.0μmol·L-1As(Ⅲ)和1.0μmol·L-1As(Ⅴ)导致水稻茎叶Se浓度分别比对照处理降低41.9%和30.3%.Se(Ⅳ)与As(Ⅲ)或As(Ⅴ)对水稻转运As、Se的能力具有交互拮抗作用.研究结果表明,在As污染农田中,可通过施用Se肥来提高植物的Se营养,降低植物对As的吸收积累,从而降低As对人体健康的危害.     

水稻与水芹间作栽培对水稻病虫草害和产量的影响

通过田间对比试验,研究了水稻(Oryza sativa)常规单作栽培(CR)、水芹(Oenanthe javanica)常规单作栽培(CO)、水稻与水芹常规间作栽培(CRO)和水稻与水芹有机间作栽培(ORO)4种处理对水稻病虫草害和水稻产量的影响效应.结果表明,两种间作栽培处理水稻主要病虫草害均显著低于CR处理;在水稻分蘖初期,CRO和ORO处理叶瘟病病丛率分别比CR处理降低45.12％和47.58％;在水稻分蘖末期,CRO和ORO处理叶瘟病病叶率分别比CR处理降低41.38％和6.80％.在水稻孕穗期和成熟期,CRO和ORO处理稻飞虱数量分别比CR处理减少69.77％、44.39％和82.80％、78.08％.在稻田杂草防控方面,CRO和ORO处理杂草密度较CR处理分别降低48.36％和39.34％.CRO和ORO处理的土地当量比分别为1.11和1.33,较CR处理分别增产11.31％和33.11％.认为水稻与水芹间作栽培模式能有效控制水稻病虫草害的发生,并能起到良好的增产效果,其中水稻与水芹有机间作栽培的综合效益更为明显.