南京大气臭氧浓度的季节变化及其对主要作物影响的评估

近年来,近地面O_3浓度呈不断上升趋势,高浓度O_3会影响作物的生长导致产量降低.本文利用2014~2016年南京市近地面O_3浓度的连续观测数据,分析了O_3浓度的变化特征及其对冬小麦和水稻产量与经济损失的影响.结果表明,2014~2016年南京市O_3年平均浓度分别为62.9、68.6和69.1μg·m-3,O_3浓度和超标日数均呈现逐年增加的趋势.季节平均的O_3浓度大小的顺序为:夏季、春季、秋季和冬季.四季O_3浓度的日变化均为明显的"单峰型",峰值出现在15:00~16:00,谷值出现在07:00~08:00.2014~2016年冬小麦生长季期间AOT40的数值分别为10.5、14.4和9.4μL·L~(-1)·h,水稻生长季期间AOT40的数值分别为8.5、20.0和25.6μL·L~(-1)·h.近地面O_3对冬小麦的影响要高于水稻,其中,2014~2016年O_3造成冬小麦减产范围为21.4%~32.8%,每年的经济损失达15 076.6~27 799.6万元,造成水稻减产范围为8.1%~24.3%,每年的经济损失达19 747.2~68 075.7万元.     

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.     

13C脉冲标记法定量冬小麦光合碳分配及其向地下的输入

研究冬小麦生长向地下部分的输入对于土壤固碳和作物生产具有重要意义.分别在分蘖期、拔节期、花期和灌浆期,用~(13)CO2对冬小麦进行脉冲标记7 h,标记结束后28 d(示踪期)破坏性取样,测定冬小麦地上部、根、土壤和土壤呼吸中的~(13)C含量等指标.研究结果表明,在各标记时期,冬小麦光合固定的~(13)C大部分保留在地上部(51.6%~90.8%),且随小麦生长的进行而逐渐向地上部分配,向地下部分(根系、土壤和根际呼吸)的转移随生长进程的延续而降低.转移到地下部的~(13)C中,有22.9%~65.3%被根际呼吸消耗,24.3%~59.3%在根部保存,10.4%~17.8%通过根际沉积转化为土壤有机碳.示踪期28d内最后2 d呼吸产生的~(13)C只占整个示踪期根际呼吸~(13)C量的0.7%~2.7%,说明28 d的示踪期可以确保光合碳在各系统分配完全.在整个生育期内,冬小麦净吸收的光合碳分配到地上部、根部、土壤有机碳和根际呼吸的比例分别为78.5%、6.0%、3.1%和12.4%.结合当地生产方式估算,冬小麦在整个生育期内输入到地下的总碳量为1.72 t·hm~(-2),其中有0.99t·hm~(-2)被根际呼吸消耗,根部固持碳量为0.48 t·hm~(-2),0.25 t·hm~(-2)以有机碳沉积的形式进入土壤.     

一组小麦秸秆好氧分解菌系的构建及组成多样性

采用"外淘汰法"在常温、好氧条件下构建了一组稳定、有效降解小麦秸秆的复合系.复合系分解能力的研究表明,在100mL改良CMC培养基(液面深度2 cm和直径9 cm)中,分解的前6 d复合系保持较高分解能力,减重率达到66.1%,6 d后复合系分解能力逐渐减弱,到第10 d时减重率达到77.0%.1.86 g秸秆各成分中,纤维素分解0.78 g,半纤维素分解0.16 g,木质素分解0.24 g.复合系组成多样性的研究表明,通过克隆文库构建和单菌株分离共确定出13个菌属的微生物,优势菌属有Hydrogenophaga、Pseudomonas、Bacteroides和Clostridium,占100个阳性克隆子的78%.系统发育关系表明,克隆文库和单菌分离技术分别所确定的微生物种类及亲缘关系存在一定的差异;Isolated 7(FJ439527)和Clone 86(EU834839)与假单胞菌属中的厦门藻(Pseudomonas xiamenensis)亲缘关系较近.     

青海省扎日根结扎群火山岩形成时代及构造背景分析

青海扎日根结扎群火山岩中基性岩以贫硅、钾,高钛、钙,中性岩类以低硅、中钾、钛、钙,酸性岩类以高硅、钾,中钛,低钙为特征.根据Fe*/MgO-TiO2图解上显示出本区火山岩绝大多数火山岩落在岛弧区.微量元素中Th/Nb=0.9>0.11,Nb/Zr>0.04显示出其构造背景为陆-陆碰撞形成的岛弧区.扎日根结扎群火山岩时代Rb-Sr同位素等时线给出的年龄为231±28 Ma 和225±8 Ma,属晚三叠世.另外Sr同位素的初始比值ISr=0.70522±0.00023,小于0.719,表明岩浆(原始)来源于上地幔,并且在上升的过程中受到地壳的混染.     

Ecotoxicological effects of polycyclic musks and cadmium on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum)

Single and joint toxic e ects of polycyclic musks including 1,3,4,6,7,8-hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta[g]-2- benzopyran (HHCB) and 7-acetyl-1,1,3,4,4,6-hexamethyl-1,2,3,4-tetrahydronapthalene (AHTN) and cadmium (Cd) on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum) were investigated. The results showed that the toxicity sequence of HHCB toxic to wheat seed germination and seedling growth was similar to that of AHTN, that is, germination rate > shoot elongation > root elongation, while the toxicity of Cd was in the sequence of root elongation > shoot elongation > germination rate, according to the LC50 and EC50 values. It is suggested that polycyclic musks and Cd had di erent toxicological mechanisms. Root and shoot elongation of wheat might be good bioindicators for the contamination of polycyclic musks and Cd in soil. The mixture of polycyclic musks and Cd had synergistic e ects on T. aestivum according to the equi-toxic mixture approach when root elongation was selected as the toxicological endpoint. Thus, the joint toxicity of HHCB and Cd was significantly higher than the single toxicity of HHCB or Cd, which was also confirmed by the EC50 mix value of the mixture (EC50 mix = 0.530 TUmix). The EC50 mix value of the mixture of AHTN and Cd was 0.614 TUmix, which indicated that the mixture toxicity was strengthened when AHTN coexisted with Cd.     

Yield and Water Productivity of Winter Wheat under Various Irrigation Capacities

The Agricultural Production Systems sIMulator model validated in a prior study for winter wheat was used to simulate yield, aboveground crop biomass (BM), transpiration (T), and evapotranspiration under four irrigation capacities (ICs) (0, 1.7, 2.5, and 5 mm/day) with two nitrogen (N) application rates (N1, 94 kg N/ha; N2, 160 kg N/ha) to (1) understand the performance of winter wheat under different ICs and (2) develop crop water production function under various ICs and N rates. Evaluation was based on yield, aboveground crop BM, transpiration productivity (TP), crop water productivity (WP), and irrigation WP (IWP). Simulation results showed winter wheat yield increased with increase in N application rate and IC. However, the rate of yield increase gradually reduced with additional irrigation beyond 2.5 mm/day. A 5 mm/day IC required a total of 190 mm irrigation and produced a 5%–16% yield advantage over 2.5 mm/day. This indicates it is possible to reduce groundwater use for wheat by 50% incurring only 5%–16% yield loss relative to 5 mm/day. The TP and IWP for grain were slightly higher under IC of 1.7 mm/day (15.2–16.1 kg/ha/mm and 0.98–1.6 kg/m³) when compared to 5 mm/day (14.7–15.5 kg/ha/mm and 0.6–1.06 kg/m³), respectively. Since TP and IWPs are relatively higher under lower ICs, winter wheat could be a suitable crop under lower ICs in the region. Relationship between yield–T and yield–ET was linear with a slope of 15–16 and 9.5–10 kg/ha/mm, respectively. Editor's note : This paper is part of the featured series on Optimizing Ogallala Aquifer Water Use to Sustain Food Systems. See the February 2019 issue for the introduction and background to the series.     

不同组成木质陶瓷对去除城市生活污水二级出水中有机物及氮磷的研究

以小麦秸秆、凹凸棒石、针铁矿为原料,以酚醛树脂为黏结剂,通过复合、热压、烧结等工艺过程制备出不同成分的木质陶瓷,并利用该系列木质陶瓷对城市二级出水中的有机物及氮磷进行吸附实验研究。结果表明,900℃下的木质陶瓷[m(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶1∶1]COD及NH_3-N的吸附效果最佳,2 h可达吸附平衡,投加量为8 g/L时COD去除率达66.48%,投加量为6 g/L时氨氮去除率为69.72%,且酸性条件不利于COD的吸附,NH_3-N的最佳吸附p H范围是2~11。800℃下的木质陶瓷[(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶2∶0]P的吸附效果最佳,15 min可达吸附平衡,投加量为6 g/L时总P去除率可达99.69%,p H值、转速、温度对吸附磷影响不大。     

单嘧磺隆在小麦田中的残留试验研究

研究了单嘧磺隆的残留分析方法 ,单嘧磺隆在土壤中的消解动态和在土壤、小麦中的最终残留 .土壤经甲醇 /氨水混合液提取 (小麦用丙酮 /水混合液 ) .液液分配及C1 8小柱净化、用带紫外检测器的高效液相色谱仪测定 .单嘧磺隆的最低检出量为 4ng ,在土壤和小麦中的最低检出浓度为 0 0 2mg·kg- 1 .本方法的平均添加回收率为 91 1 7— 1 0 3 8% ,变异系数为 1 47— 1 1 8% .应用上述方法 ,测定了单嘧磺隆在北京、山东两地土壤中的消解动态以及在土壤、小麦中的最终残留 .结果表明 :在北京土壤中的半衰期为 9 2 4d ;在山东土壤中的半衰期为 1 3 5 9d;当按推荐剂量施药 ,小麦收获时 ,在土壤和小麦中 ,北京、山东两地均未检出单嘧磺隆     

UV-B辐射增强对小麦籽粒化学组分的影响

在自然光照射条件下 ,研究了UV B辐射增强对小麦籽粒中可溶性糖、淀粉、赖氨酸、蛋白质等化学组分及其相互转化的影响 .结果表明 :增加 0 2 5W·m- 2 的UV B辐射使灌浆期的小麦籽粒中可溶性糖含量显著高于对照 ,淀粉含量变化幅度增大 ,赖氨酸含量下降速度较快 ,成熟期总蛋白质含量增加 .增加 0 75W·m- 2 的UV B辐射能降低成熟籽粒中可溶性糖和淀粉的含量 ,增加赖氨酸及总蛋白质的含量 .