四环素类抗生素对土壤-生菜系统的生物效应及其迁移降解特性

四环素类抗生素（TCs）会随畜禽粪便的施用而残留在农田土壤,对蔬菜生长和土壤生态带来风险.本文通过温室土壤盆栽试验,外源添加3种不同水平的土霉素（OTC）、四环素（TC）和金霉素（CTC）,研究了TCs对生菜的生理毒性和在生菜中的吸收转运特性,同时研究了TCs在土壤中的降解和对土壤酶活性以及土壤微生物数量的影响.结果表明,OTC、TC和CTC降低了生菜的生物量,减少了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,抑制了净光合速率,提高了SOD、POD和CAT活性;生菜对TCs的吸收量根系>地上部分,随土壤施加的TCs增加吸收量增加,而生物富集系数和转运系数降低;通过人体预测每日摄入量（EDI）和人体每日允许摄入量（ADI）的比值计算TCs暴露引起的人体健康潜在风险值（HQ）,当土壤中OTC、TC和CTC含量低于150 mg·kg^-1时,生菜可食部位的健康风险较低（HQ<0.1）;TCs在不同土壤中的降解速率：对照土 > 根际土 > 非根际土,OTC在土壤中的降解速率显著低于TC和CTC;高含量的TCs（150~1350 mg·kg^-1）处理显著抑制土壤脲酶和根际土的过氧化氢酶活性,减少土壤细菌和真菌的数量.     

田间条件下生物炭与化肥配施对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响

为探讨生物炭对农田化肥面源污染的防控效果,本文以北运河流域（北京段）下游"上壤下砂"、施肥量大、易漏水漏肥菜田为研究对象,分析了田间条件下不同用量生物炭配合化肥底施和施炭基肥对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响.结果表明：与单施化肥（T1）相比,①化肥配施生物炭750 kg·hm^-2（T2）、2250 kg·hm^-2（T3）、4500 kg·hm^-2（T4）和施炭基肥（T5）处理20~40 cm土壤硝态氮含量分别降低41.20%、39.60%、24.20%和13.78%,0~20 cm土壤有效磷（Olsen-P）含量分别提高26.30%、24.70%、32.60%和11.20%,40~60 cm土壤Olsen-P含量分别减少27.30%、26.10%、33.50%和41.30%,T3和T5处理20~40 cm土壤Olsen-P含量分别减少19.90%和12.50%,表明农田配施生物炭或者施炭基肥可提高耕层土壤供磷量,并有效阻控耕层硝态氮和Olsen-P向下层土壤淋溶迁移;②化肥配施生物炭（T2~T4）对结球生菜产量、维生素C（Vc）和硝酸盐含量均无显著影响,施炭基肥（T5）处理结球生菜生物产量显著增加了14.36%（p<0.05）,Vc含量显著提高了20.00%（p<0.05）;③T4和T5处理土壤细菌数量分别减少57.49%和47.50%（p<0.05）,且T5处理土壤真菌数量减少46.67%（p<0.05）.综合考虑不同土层氮磷、结球生菜产量品质及土壤微生物数量变化,推荐生物炭配施量为750~2250 kg·hm^-2,并建议进一步加强生物炭对农田土壤微生物群落的影响监测.     

生菜水培系统对养鳖废水的净化与利用

将工厂化养鳖废水加1次硝酸,调节NO-3 N与NH+4 N含量的比例及初始pH后用作生菜(Lactucasativavar.romana)水培试验。结果表明,该处理系统在22～28℃运行2周,废水的SS与CODCr分别降至20与100mg·L-1以下,pH为6～9,达到GB8978—1996《污水综合排放标准》(一级标准),NH+4 N与TP含量分别降至22.1～30.3mg·L-1与0.64～0.69mg·L-1,接近或达到GB8978—1996《污水综合排放标准》(二级标准),且培养液中生菜长势良好,生物量增长率达19.9%～25.1%。     

废塑料再生产品对生菜种子萌发及根伸长影响

通过室内培养试验研究了三种废塑料再生产品对生菜种子萌发及根伸长的影响。结果表明:在生菜种子发芽阶段,再生塑料和再生建材对生菜种子发芽率影响都不大,但低浓度的再生油就已对生菜种子发芽率产生了很大的抑制效应,如500mg/kg处理时,发芽率为对照的61.5%,极显著地低于对照(P0.01)。在生菜生长阶段,随着废塑料再生产品处理浓度的增加,对生菜根长和芽长的抑制作用都呈上升趋势。其中,再生塑料和再生建材对生菜种子发芽率及根、芽长受抑制的敏感性依次为根长芽长发芽率,而对于再生油,根、芽长受污染胁迫抑制明显,当污染浓度为15000mg/kg时,根长抑制率已达到了67.1%±2.1%,芽长抑制率高达77.8%±2.2%,三项指标对再生油胁迫的敏感性则表现为发芽率芽长根长。     

叶面喷施铈硅复合溶胶抑制生菜砷积累效应研究

采用水热合成法,利用正硅酸乙酯和硝酸铈分别制备了二氧化硅和二氧化铈溶胶。通过土培盆栽试验,在广东省汕头市莲花山钨矿区砷污染土壤上种植意大利生菜,研究了叶面喷施不同浓度二氧化硅、二氧化铈以及不同掺杂比的铈硅复合溶胶对生菜地上部生物量、叶绿素含量、砷含量以及生菜地上部砷积累量的影响。结果表明：叶面喷施不同浓度铈、硅溶胶及不同掺杂比的铈硅复合溶胶均可以缓解生菜砷毒害,表现为生菜的地上部鲜重升高了9%～58.8%,砷含量降低了23%～48%。叶面喷施低浓度的二氧化铈掺杂5mmol·L-1二氧化硅复合溶胶可以增加生菜叶片叶绿素含量,进一步提高二氧化硅缓解生菜砷毒害效果。其中以叶面喷施5mmol·L-12%铈掺杂二氧化硅复合溶胶生菜地上部鲜重最高为对照的1.6倍;砷含量最低为对照的51.4%。叶面喷施铈、硅复合溶胶不仅可以降低生菜可食用部位砷浓度,而且可以减少生菜地上部吸收积累砷总量,从而降低了砷通过食物链对人体健康的危害。与传统土壤施用硅肥相比,叶面施用硅溶胶具有经济高效的优点,为土壤砷污染控制提供了一种新的选择。     

酸雨对生菜和上海青的产量、品质及生理特性的影响

蔬菜在饮食结构中至关重要,维持着人体正常的生理功能。酸雨的频发会影响蔬菜正常生长,降低产量和品质。以生菜（Lactuca sativa L.）和上海青（Brassica chinensis L.）为研究对象,采用盆栽方法,以自来水（pH 7.0,CK）为对照,设计3个不同酸雨强度（pH 5.0,3.5,2.5）处理,研究不同酸雨强度对这两种叶菜产量、叶片叶绿素的荧光特性及其质量分数以及营养品质的影响。结果表明：pH 5.0酸雨对生菜和上海青的产量无显著影响,pH 3.5和p H 2.5酸雨分别引起生菜产量下降31.3%和41.6%,上海青产量下降12.2%和27.6%。在不同酸雨处理下,供试蔬菜的叶绿素荧光参数总体变化趋势为：pH5.0>CK>pH3.5>pH2.5,且非光化学淬灭系数分别下降21.4%-25.3%和15.6%-19.1%,说明它们的最大光能转换效率在受到弱酸性酸雨作用时会升高,强酸性酸雨胁迫时降低。在收获期,两种叶菜的光合色素质量分数变化规律为：p H 5.0>CK,p H 3.5>pH 2.5和CK>p H 5.0>pH 3...     

高赖氨酸蛋白基因在转基因生菜中的表达和遗传转化

以生菜(LactucasativaL.)为受体材料,将含有高赖氨酸蛋白基因的植物表达载体pLBI用农杆菌介导法进行遗传转化,获得47株转基因生菜植株.PCR和Southern-blotting检测证实目的片段在T0代的整合,RT-PCR检测表明目的基因的转录.T0代植株赖氨酸(Lys)含量的测定分析表明,赖氨酸有不同程度的提高,比对照提高最高的可达9.46%.T1代植株PCR检测证明,目的基因能够遗传.图5表1参25     

肥料组合对生菜硝酸盐和重金属的影响

通过田间试验研究了不同肥料组合处理对生菜硝酸盐和重金属累积的影响。结果表明，加施复合剂的3个处理对生菜硝酸盐的降低效果较好，其中施用双氰胺的组合处理在3个生长时期的降低幅度分别为24％、20．1％、65．4％，降低作用均为最大；施用植物材料处理的生菜Hg质量分数最大，高磷组合处理生菜的Cr、Cd、As和Pb质量分数最大，过磷酸钙增加了Cr、Cd、As和Pb的有效性，氯化钾对重金属影响不明显；仅加施微量元素和施用双氰胺组合处理的卫生品质最好，高磷组合处理卫生品质最差。     

外源水溶性有机物对生菜积累重金属Pb、Cd的影响

以城市生活污泥及其蚓粪(蚯蚓处理过的污泥)中提取的水溶性有机物(DOM)为研究对象,研究了DOM对土壤吸持重金属Pb、Cd的影响,同时进行盆栽试验,研究污泥和蚓粪水溶性有机物存在下生菜对重金属Pb、Cd的积累。结果表明:与对照相比,外源DOM的加入可以降低土壤对重金属Pb、Cd的吸附能力。不同来源的DOM对土壤吸附重金属的影响存在差异,相同DOM浓度下,源于蚓粪的DOM比源于污泥的DOM更能抑制土壤对重金属Pb和Cd的吸附。外源DOM的加入可增强土壤重金属Pb、Cd的活性,促进植物对重金属的吸收与积累。     

重金属钝化剂阻控生菜Cd吸收的功能稳定性和适用性

利用重金属钝化剂阻控蔬菜吸收重金属是治理中轻度重金属污染菜地和保障蔬菜安全生产的重要举措.以重金属固定细菌Bacillus megaterium N3（N3）、稻壳生物炭（BC）、羊粪有机肥（SM）、菌株N3联合生物炭（BC+N3）和菌株N3联合羊粪有机肥（SM+N3）为重金属钝化剂,采用盆栽试验连续种植生菜3次,而只在种植第1次时施重金属钝化剂,研究不同处理对生菜吸收Cd的影响及其功能的稳定性,并利用动态加权综合函数评估这几种钝化材料的综合适用性.结果表明,第1次种植生菜时,与对照相比,所有重金属钝化剂均能显著降低（61.2%~81%）生菜可食用部分Cd的含量.而在第3次种植生菜中,只有菌株N3联合羊粪有机肥的处理能显著降低生菜对Cd的吸收,这表明菌株N3联合羊粪有机肥阻控生菜Cd吸收的功能稳定性最好.利用动态加权综合函数,从新鲜生菜可食用部分Cd含量、土壤有效态Cd含量、每亩产量和每亩修复成本等4个方面进行综合评价.结果显示,菌株N3联合羊粪有机肥的综合适用性最好,其次是羊粪有机肥、菌株N3联合生物炭和生物炭,而菌株N3的综合评价效果最差.本研究结果为重金属污染菜地钝化修复提供理论依据和技术支撑.