镉不同积累型作物品种对镉吸收、转运和积累特性的研究进展

农田土壤镉污染问题日趋严重,利用可食部位低积累镉的农作物品种成为保障食品安全的有效策略之一。镉在作物可食部位的累积与镉的吸收转运有关。分析了根系对镉的吸收、镉向地上部的运输和分配及镉在细胞内的分布和结合形态与作物积累镉的关系,指出作物品种间的镉积累差异受以上多种因素的调控,但不同作物之间影响镉积累的主要因素存在差异。同时提出在对低镉积累作物品种的筛选和机制研究方面还有很多工作需要开展。     

沈阳张士灌区六种蔬菜的镉污染

在张士cd污灌区蔬菜种植地采集了6种季节性蔬菜(莴笋、辣椒、茄子、花椰菜、西红柿和大葱)及土壤样品,进行了Cd含量分析,采用超标倍数法评价了蔬菜可食部Cd的吸收积累,采用富集系数和转移系数法评价了cd从土壤至蔬菜的吸收转运能力.结果表明:在6种蔬菜中,莴笋、辣椒和茄子的可食部Cd较高,分别为4.01、1.78和1.24 mg·kg-1DW;其可食部Cd分别超标1.92、2.28和2.01倍(叶菜类标准0.20 mg·kg-1FW,茄果类标准0.05 mg·kg-1FW);西红柿、花椰菜和大葱可食部cd未超标,分别为1.02、1.20和0.83 mg·kg-1DW;花椰菜、大葱和西红柿的富集系数分别为0.28、0.36和0.52,符合低积累蔬菜标准,莴笋的富集系数1.26,在张士及类似污染水平土壤中种植将产生较大生态风险.     

不同硝酸盐含量菠菜品种的生理差异分析

采用营养液栽培方式,以4个硝酸盐含量有显著差异的菠菜品种为材料,测定其生长指标（株高、主根长、株幅、柄长、干鲜重和叶面积）、光合色素（叶绿素a、b及类胡萝卜素）含量、光合作用参数(实际光化学量子产率、表观光合电子传递率、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数)、硝酸根吸收速率和硝酸还原酶活性等,研究不同硝酸盐含量基因型品种的生理差异。结果显示：（1）不同基因型菠菜叶片的硝酸盐含量始终存在着巨大差异,且硝酸盐含量与生物量之间没有明显的相关关系,在同样的栽培条件下,生物量大的品种并不代表其硝酸盐含量低。（2）高硝酸盐含量基因型菠菜品种的光合色素含量较低,光合作用效率较差,硝酸吸收速率较高,硝酸还原酶活性较低;而低硝酸盐含量基因型菠菜品种的光合色素含量较高,光合作用较强,硝酸吸收速率较低,硝酸还原酶活性较高。（3）低硝酸盐含量基因型品种SL 06 13的综合评价最好,可以作为选育低硝酸含量菠菜品种的材料。研究表明,菠菜硝酸盐含量的基因型差异产生的原因可能是受硝酸盐吸收和转运的共同影响。     

‘新选七叶’油菜对土壤3种重金属的吸收和累积特征

以‘新选七叶’油菜为研究对象,采用土培方法,研究在不同浓度重金属(镉、铅、汞)胁迫下,油菜对重金属的吸收和积累特征,并探讨重金属在土壤—蔬菜间的迁移情况。结果表明:不同重金属在植物不同部位的分布和积累规律存在差异,镉和汞在植株上的积累规律为根叶茎,而铅在植株上的积累规律为根茎叶。油菜根部对重金属的累积能力远高于茎和叶,根部对三种重金属的吸收富集能力为镉汞铅。油菜各部位重金属含量与土壤重金属浓度呈显著正相关(r20.859)。以蔬菜可食部位重金属含量的最大限量为标准(GB 15201-1994、GB 14935-1994、GB 2762-1994),计算得出土壤中对应的镉、铅、汞临界值分别为0.362、43.62、2.892μg/g。     

重庆市蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐含量及其与环境的关系

在重庆市的主要蔬菜中,硝酸盐含量依次为根菜类＞叶菜类＞葱蒜类＞瓜类＞豆类＞茄果类,前３类的硝酸盐含量超标,但各种蔬菜的亚硝酸盐含量一般较低,未超过卫生标准。就同一种蔬菜的不同样品而言,硝酸盐和亚硝酸盐含量的差异很大,说明品种或环境条件可显著影响其含量。重庆市多雾少光,冬春低温,土壤含氮量和钠高子含量较高,有效钾含量较低可能是导致蔬菜大量积累硝酸盐的环境因素。蔬菜不同器官硝酸盐和亚硝酸盐含量各异,根＞茎＞叶柄＞叶片。     

高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异

在桶栽条件下,利用¹⁵N示踪技术,选用20个基因型花生为供试材料,研究了高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异.结果表明:高肥力土壤条件下花生氮素营养以土壤氮为主,根瘤固氮次之,肥料氮最低.不同基因型间花生对全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的吸收和积累均存在显著差异,基因型间遗传变异以根瘤固氮最大,肥料氮和土壤氮相当.氮素荚果生产效率和氮肥利用率基因型间差异显著,最高值分别为最低值的3.6和2.1倍.全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的氮素收获指数基因型间均存在显著遗传变异,且以根瘤固氮的氮素收获指数基因型间遗传变异最大.花生荚果产量与不同氮源氮素积累量及氮素收获指数、氮素荚果生产效率和氮肥利用率呈显著或极显著正相关.依据花生对不同氮源氮素吸收积累和荚果产量筛选出全氮高积累高产型、肥料氮高积累高产型、土壤氮高积累高产型和根瘤固氮高积累高产型四大类型花生,其中四大类型特征兼有的有4个花生基因型.     

锌肥对不同基因型大麦吸收积累镉的影响

对土壤添加不同Zn、Cd条件下两种基因型(Sahara和Clipper)大麦对Zn、Cd的吸收积累研究表明,在本实验条件下土壤添加Zn、Cd对植物地上部生物量没有显著影响,但土壤添加Zn抑制植物根系生长,在土壤不缺Zn情况下添加Zn<20mg·kg^-1时并没有对大麦体内Cd浓度产生显著影响;当土壤Zn添加量达到40mg·kg^-1时,植物体内Cd浓度明显降低,植物吸收Cd的总量随着土壤添加Zn的增加而显著下降,这主要是由于根系生物量的下降所致,两个基因型大麦品种Zn效率存在显著差异,但这一差异对植物吸收Cd的总量没有影响,Zn高效品种Sahara根部Cd浓度显著低于Clipper。     

菜地土壤氮磷面源污染现状、机制及控制技术

为了提高蔬菜产量,菜农大量施用化肥,菜地氮磷肥用量在一些地区已超过蔬菜实际需求量的数倍;而大多数蔬菜是浅根系和没有庞大根系的作物,菜地土壤已出现明显的氮磷累积现象,从而导致蔬菜作物营养失调,硝酸盐含量严重超标、品质下降,并引起菜地土壤理化性状恶化、地下水硝酸盐污染及地表水富营养化等一系列环境问题.本文综述了菜地土壤氮磷面源污染现状(氮磷累积特征、对水环境及蔬菜污染现状)、污染机制(氮磷来源、转化特征及损失途径)及包括施肥控制技术、应用化学添加剂技术、填闲作物技术、种植制度优化技术、汇源景观组合和生态草带拦截技术等污染控制技术,旨在为菜地土壤氮磷面源污染的深入研究提供借鉴.     

无公害蔬菜营养与施肥研究进展

本文综述了无公害蔬菜定义、卫生评价标准及生产环境评价标准。对无公害蔬菜生产中常用的氮肥在土壤中转化、种类和形态、用量和时期与硝酸盐关系,过量氮肥对蔬菜体内硝酸盐累积影响,对地下水质污染和人体健康的影响,磷肥过量引起流失造成水体富营养化和磷肥中镉对土壤生态环境污染的影响,以及畜禽粪肥、城市垃圾和污泥堆肥对蔬菜品质及环境影响进行了评述。对近二十年来土壤栽培条件下应用于无公害蔬菜营养诊断与平衡施肥研究的     

无公害蔬菜营养与施肥研究进展

本文综述了无公害蔬菜定义、卫生评价标准及生产环境评价标准。对无公害蔬菜生产中常用的氮肥在土壤中转化、种类和形态、用量和时期与硝酸盐关系,过量氮肥对蔬菜体内硝酸盐累积影响,对地下水质污染和人体健康的影响,磷肥过量引起流失造成水体富营养化和磷肥中镉对土壤生态环境污染的影响,以及畜禽粪肥、城市垃圾和污泥堆肥对蔬菜品质及环境影响进行了评述。对近二十年来土壤栽培条件下应用于无公害蔬菜营养诊断与平衡施肥研究的养分平衡法、肥料效应函数法、NPK比例法、土壤测试指数法、植物营养外观及测试指标诊断法、DRIS作物营养诊断施肥综合法,植株硝酸盐速测反射仪法等进行了综述。     

农田土壤硝酸盐积累与淋失研究进展

农田土壤硝酸盐淋失是导致地下水硝酸盐污染的主要原因。影响农田土壤中硝酸盐积累的淋失的因素很多。主要有施肥、降水、灌溉、土壤性质以及耕种制度等,过量施用氮肥,不论是单独施用无机肥、有机肥还是有机、无机混施都能造成硝酸盐在土体中大量积累;耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移;降水和灌溉带来的下渗水流是累积在土壤中的硝酸盐向下迁移直至淋失的必要条件,也是运载工具,而土壤中的大孔隙则是下渗水流的主要通道,农田土壤硝酸盐的积累与淋失是多种因素综合作用的结果,模型是研究和预测硝酸盐淋失的理想工具,近年来发展很快,并且得到了很好的应用。     

烤烟硝酸盐含量与土壤养分的关系

采用多元统计分析方法研究了湖南烤烟叶片硝酸盐、亚硝酸盐含量与土壤养分之间的关系,结果表明：（1）典型相关分析证实烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量与土壤主要含氮养分（土壤全氮、碱解氮、铵态氮）及有机质含量的关系密切,与土壤其他养分含量的相关性较小,反映出在一定范围内,随着土壤含氮养分及有机质含量的增加,烟叶（亚）硝酸盐含量呈现增加的趋势,且土壤含氮养分及有机质含量与烟叶硝酸盐含量关系的密切程度高于与亚硝酸盐含量的相关;（2）根据烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量及其相应的植烟土壤养分（有机质、全氮、碱解氮、铵态氮）含量的大小,通过聚类分析把同一等级的烟叶样品分为高、中、低3类,不同类别相比较,有机质含量越高的土壤,其土壤全氮、碱解氮、铵态氮含量以及相应的烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量也越高,说明土壤有机质的高低,直接影响了土壤氮素的供应状况,进而影响了烟叶硝态氮含量的积累;（3）根据聚类分析结果建立了不同等级烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量高低的判别函数,可作为烟叶硝态氮含量在不同土壤肥力条件下判别归类的参考依据。     

Relay cropping for improved air and water quality

Using plants to extract excess nitrate from soil is important in protecting against eutrophication of standing water, hypoxic conditions in lakes and oceans, or elevated nitrate concentrations in domestic water supplies Global climate change issues have raised new concerns about nitrogen (N) management as it relates to crop production even though there may not be an immediate threat to water quality. Carbon dioxide (CO2) emissions are frequently considered the primary cause of global climate change, but under anaerobic conditions, animals can contribute by expelling methane (CH4) as do soil microbes. In terms of the potential for global climate change, CH4 is approximately 25 times more harmful than CO2. This differential effect is minuscule compared to when nitrous oxide (N2O) is released into the atmosphere because it is approximately 300 times more harmful than CO2. N2O losses from soil have been positively correlated with residual N (nitrate, NO3-) concentrations in soil. It stands to reason that phytoremediation via nitrate scavenger crops is one approach to help protect air quality, as well as soil and water quality. Winter wheat was inserted into a seed corn/soybean rotation to utilize soil nitrate and thereby reduce the potential for nitrate leaching and N2O emissions. The net effect of the 2001-2003 relay cropping sequence was to produce three crops in two years, scavenge 130 kg N/ha from the root zone, produce an extra 2 Mg residue/ha, and increase producer profitability by approximately 250 dollars/ha.     

苹果园改种粮食作物渭北旱塬深层土壤水氮变化特征

黄土高原退耕还林(草)工程实施20年来,长期苹果种植导致了普遍的土壤干层和大量的硝态氮累积,严重制约了农业和区域经济可持续发展。因此,明确不同树龄苹果园改种粮食作物后对深层土壤干层恢复(土壤水分变化)、土壤硝态氮累积与运移的影响,对于黄土高原土壤质量改善和农业可持续发展具有重要意义。以渭北旱塬为研究区,选取10、15、20、30 a树龄的苹果园以及对应树龄苹果园改种为2、5 a和6 a粮食作物为研究对象,通过对比分析各样地0—10 m剖面的土壤含水量、土壤储水量和硝态氮含量的差异,基于空间换时间的方法定量评估苹果园改种为粮食作物后对于深层土壤水氮的影响。结果表明：(1)不同林龄苹果园改种粮食作物后土壤水分迅速恢复,在2年之内均可恢复到7.0 m左右深度。(2)改种后土壤储水量对于改种后土壤硝态氮累积量的直接影响最显著,不同林龄苹果园改种粮食作物后,土壤剖面中硝态氮随着土壤水分的恢复发生了不同程度的淋失。改种前苹果园种植年限对于改种后土壤硝态氮累积量起决定性作用,改种前林龄越长,改种后硝态氮累积量越大、淋失深度越浅。(3)土壤累积硝态氮的淋失滞后于土壤水分的向下运动。可见,不同林龄苹果园...     

渭北旱塬矮砧密植苹果园土壤矿质氮积累与空间分布特征

随着苹果矮砧密植栽培模式的迅速发展,揭示矮砧密植苹果园土壤矿质氮的积累与分布特征对果园科学施肥具有重要意义。本研究以不同树龄(6 a、9 a、12 a)的矮砧密植苹果园为对象,在树下、株间、行间以及树干与行间的中间点位置采集土样,分析土壤硝态氮、铵态氮和矿质氮的积累与分布特征。结果表明:0～300 cm土层土壤硝态氮累积量随果园树龄的增大而增加,不同树龄的果园之间差异显著,表现为6 a＜9 a＜12 a,硝态氮累积量由1729 kg·hm^-2增长到3771 kg·hm^-2;而各树龄果园的铵态氮含量较低,对矿质氮的积累与空间分布特征基本不构成影响。在垂直方向上,硝态氮存在两个累积峰,第2个累积峰所在的土层深度随果园树龄的增大由180 cm下移到220 cm;在水平方向上,行间位置的硝态氮含量随果园树龄的增大由27 mg·kg^-1增长到138 mg·kg^-1,涨幅超过400%,各树龄果园之间差异显著。综上,各树龄果园均存在氮肥施用过量和硝态氮淋溶严重的问题,生产中应减少果园的氮肥施用量,同时应在施肥位置布设防渗措施阻止硝态氮向土壤深层淋溶。     

城市化梯度上亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及其组分特征

以珠江三角洲城区(广州)、近郊(鼎湖山)及远郊(怀集)梯度上的亚热带常绿阔叶林为对象,研究不同土层土壤总有机碳、惰性有机碳、活性有机碳(易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳)沿城市化梯度的变化,分析城市化对森林土壤有机碳的影响.结果表明: 0～5 cm土层土壤总有机碳和惰性有机碳含量均在城市化梯度上差异不显著,在5～60 cm土层,土壤总有机碳含量在远郊森林显著高于近郊和城区森林,而惰性有机碳含量在近郊森林最高,城区与远郊森林差异不显著.易氧化有机碳含量在近郊森林显著低于远郊(0～60 cm)和城区(0～10 cm)森林,微生物生物量碳含量在城区森林显著低于近郊和远郊森林,而水溶性有机碳含量在近郊森林(0～10 cm)显著低于城区森林.在0～20 cm土层,城区、远郊森林土壤活性有机碳占总有机碳的比例显著高于近郊森林,而惰性有机碳占总有机碳的比例在远郊森林最低;近郊与城区森林惰性有机碳占总有机碳的比例仅在5～10 cm差异显著.城市化增加了土壤活性碳组分,降低稳定性碳组分,不利于总有机碳积累,远郊森林土壤对城市化的响应更敏感.     

Absorption and accumulation of nitrate in plants: influence of environmental factors

Plants adopt various strategies to fulfill their nitrogen nutrition requirement, the most important being the uptake of nitrate from the soil and its subsequent assimilation in to amino acids. The uptake of nitrate is energy dependent and is an active process involving high affinity and low affinity transport systems. The net uptake of the anion depends upon both influx as well as on its passive efflux. When the uptake far exceeds over its assimilation in the plant, there is considerable accumulation of nitrate in the plant parts making them unfit for human and cattle consumption. Various environmental factors affect the uptake and accumulation of nitrate, which along with the genetic component of the plant affecting the net uptake and accumulation of the nitrate, need to be considered and carefully manipulated for effective nitrogen management in the plant, soil and aquatic environment.     

生物炭对黄壤中氮淋溶影响:室内土柱模拟

土壤氮素的淋失作用不仅造成土壤营养元素的损失,而且对河流和湖泊等环境水体的富营养化具有重要贡献.采用土柱室内模拟方法,通过模拟降雨淋滤,研究了生物炭对土壤淋溶液体积、pH和电导率以及NH4+-N和NO3--N淋溶的影响.试验中所用的生物炭是以桉树木屑为原料制成,分别按照炭土质量比1％、2％、4％、10％施用于土壤中.结果显示,与对照相比,向土壤添加10％、4％、2％、1％生物炭分别减少土壤水分损失14％、0.03％、0.02％和0.01％;随生物炭添加量增加,淋溶液的pH和电导率也逐渐增加;土壤生物炭添加量为10％、4％、2％时,NH4+-N淋溶量分别增加235％、28.1％、31.6％,NO3--N淋溶量分别增加4.2％、14.5％、25.6％;但生物炭添加量为1％的土柱NH4+-N淋溶量减少15.8％,NO3--N淋溶量减少19.2％.本研究表明,桉树生物炭对土壤氮淋溶与其施用量有关,1％施用量能减少氮淋溶,过量施用将增加氮淋溶,这种作用是否与生物炭种类有关有待进一步研究.     

Denitrification studies in a temperate forest catena soil

Summary Formation of ammonium during the reduction of nitrate under moderate and strict anaerobic incubation of two topsoils of a temperate forest catena, an acid mull and an anmoor was studied. In mull, both conditions of incubation caused reduction of nitrate and release of ammonium. The accumulation of ammonium continued even when there was no nitrate left hence indicating the formation of ammonium apparently through desamination of organic matter. Whereas, in anmoor neither any such formation of ammonium nor any significant reduction of nitrate was observed in the case of moderate anaerobic incubation. But under strict anaerobic incubation, progressive disappearance of nitrate was encountered from the beginning up to 30 days and this was accompanied by an increasing accumulation of ammonium in this soil. Yet this accumulation stopped when there was no nitrate left. Thus, the formation of ammonium is caused by the reduction of nitrate in anmoor.     

不同栽培模式对冬小麦-夏玉米轮作系统产量、氮素累积和平衡的影响

以河北山前平原区秸秆还田条件下小麦-玉米轮作体系为研究对象,设置农民习惯、高产高效、再高产和再高产高效4个模式,通过定位试验探讨各栽培模式对3个轮作周期作物产量、土壤硝态氮累积量及氮平衡的影响.结果表明: 小麦、玉米产量均以再高产模式最高,高产高效和再高产高效模式次之,均显著高于农民习惯模式;小麦季和玉米季氮肥利用效率(PFP)均以高产高效模式最高,显著高于其他模式;0～400 cm土体硝态氮累积量在 768.4～1133.3 kg·hm^-2之间,其中80%～85%累积在根下90～400 cm土层;4种模式的土壤硝态氮均有明显向下淋移现象,120～150 cm和270～330 cm处均出现了累积峰,以270～330 cm土层硝态氮累积量最大;高产高效模式的土壤硝态氮含量整体水平均低于其他模式,浓度基本维持在30 mg·kg^-1以下,在一定程度上能有效缓解环境压力;冬小麦季0～90 cm土体氮素盈余量均小于夏玉米季,并以高产高效模式的氮素表观损失量最低,显著低于其他模式.综合考虑产量、氮肥利用效率、硝态氮累积和氮平衡,以高产高效模式表现最优,但还有一定的提升空间.