不同硝化抑制剂对红壤氮素硝化作用及玉米产量和氮素利用率的影响

本研究分析添加不同种硝化抑制剂及其组合的高效稳定性氯化铵氮肥对红壤硝化作用、玉米产量和氮肥利用率的影响,旨在筛选出适合酸性红壤的高效稳定性氯化铵态氮肥。在氯化铵中分别添加硝化抑制剂2-氯-6-三甲基吡啶(CP)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)及其组合,制成6种高效稳定性氯化铵态氮肥,以不施氮肥(CK)和施氯化铵(N)为对照,进行等氮量玉米盆栽试验。结果表明: 与N处理相比,CP+DMPP和DMPP+DCD处理红壤中铵态氮含量提高56%～62%,显著高于CP、DMPP和DCD处理;土壤表观硝化率显著降低33%～34%。添加硝化抑制剂及其组合的6个处理均显著提高了玉米生物量和氮肥吸收利用率。与N处理相比,单独添加硝化抑制剂处理生物量均显著高于硝化抑制剂组合处理,平均提高1.3倍;添加DCD处理效果最显著,玉米籽粒产量、吸氮量和氮肥吸收利用率分别显著提高4.1、6.3和4.4倍。为了达到既能低成本又能提高产量和氮肥利用率的效果,在红壤上添加硝化抑制剂DCD是最佳选择。     

草地土壤有机质不同组分氮库对长期氮添加的响应

土壤氮库对生态系统的养分循环至关重要。目前多数研究主要关注氮沉降对土壤总氮的影响, 而对土壤不同有机质组分的氮库对氮沉降响应的研究较为缺乏。该研究基于内蒙古典型草地的长期多水平施氮(0、8、32、64 g·m^-2·a^-1)实验平台, 利用土壤密度分级方法, 探究氮添加处理13年后典型草地中两种土壤有机质组分(颗粒态有机质(POM), 矿质结合态有机质(MAOM))氮含量的变化及调控机制。结果显示: 土壤总碳含量、POM和MAOM的碳含量在施氮处理间均没有显著差异。土壤总氮含量则随着施氮水平增加呈显著增加的趋势, 同时施氮处理下POM的氮含量显著上升, 而MAOM的氮含量没有变化。进一步分析发现, 施氮促进植物地上生物量积累, 增加了凋落物量及其氮含量, 从而导致POM的氮含量增加。由于MAOM主要通过黏土矿物等吸附土壤中小分子有机质形成, 其氮含量受土壤中黏粒与粉粒含量影响, 而与氮添加水平无显著相关关系。该研究结果表明长期氮添加促进土壤氮库积累, 但增加的氮主要分布在稳定性较低的POM中, 受干扰后容易从生态系统中流失。为了更准确地评估和预测氮沉降对陆地生态系统的氮循环过程的影响, 应考虑土壤中不同有机质组分的差异响应。     

膜生物膜法在水污染控制及资源回收中的研究进展

传统以达标排放为核心目标的废水处理工艺往往以高能耗、高物耗换取污染物削减,形成了"减排污染物、增排温室气体"的尴尬局面,并不符合可持续发展理念。作为一种新型的膜处理技术,膜生物膜法可利用无泡曝气的方式将气态电子供体(甲烷、氢气)或受体(氧气)提供给附着在膜表面的微生物,从而驱动水体中的污染物去除,并产生一些极具回收潜力的物质,最终实现污染物削减、节能减排及资源回收三大目标的有机整合。本文系统介绍了膜生物膜的传质过程及其去除污染物的微观机制,探讨了膜生物膜法在水处理资源回收方面的研究前景,梳理了膜生物膜反应器在水污染控制方面的实验研究和中试应用现状,并总结了膜生物膜法面临的挑战及发展趋势。     

胚胎植入的调控机理

胚胎植入对于妊娠的建立和维持至关重要,需要活化的胚泡和接受态的子宫之间进行同步。在辅助生殖技术中,子宫接受态的判断仍是制约妊娠率的一个关键限制性因素。已有数据显示,胚胎植入涉及一系列信号分子的激活和失活,进而影响子宫腔上皮细胞的增殖与分化、上皮极性、宫腔闭合、胚胎定位、上皮基质反应、腺体发育等。本文就雌激素、孕酮、白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor, LIF)、microRNA (miRNA)、通道蛋白、信号转导通路等在胚胎植入过程中的作用及其调控网络作一综述,以期为不孕症的治疗及安全有效的避孕药开发提供理论依据。     

水烛的花部形态观察——兼论与长苞香蒲的分类学界定

通过腊叶标本研究、野外观察和文献考证,结合栽培试验,研究了香蒲科水烛（Typha angustifolia L.）花部结构特征,补充描述了该种丝状毛在子房柄上的着生方式、小穗不孕雌花数目等性状特征,观察了在成熟期不同阶段其孕性雌花柱头与小苞片的长度变异。结果显示,水烛孕性雌花小苞片呈宽披针形、匙形或条形,先端褐色,短于柱头,或与柱头近等长或稍长于柱头;子房柄上的丝状毛除少数散生外,多数基部合生呈鞘状或束状,在子房柄下部呈1～4轮排列;小穗不孕雌花常3（～4）枚。研究材料在7月中旬前后雌花小苞片明显短于柱头,随果穗成熟小苞片与柱头近等长。长苞香蒲（T.domingensis Pers.）子房柄上的丝状毛形态和着生方式与水烛中的情况基本一致,但小苞片白色透明,小穗不孕雌花常1（～2）枚。这表明水烛孕性雌花小苞片和柱头的长度比例与不同成熟阶段有关系,不宜作为与长苞香蒲的区别特征,而小穗不孕雌花数目和小苞片颜色等特征对两物种的划分有较重要的意义。     

外源硝态氮水平对长春花生理代谢的影响

以长春花为实验材料,采用珍珠岩为培养基质,设置不同氮素浓度,对其各器官的初生和次生代谢进行了初步研究,结果如下:植株中3种主要生物碱含量均是随着外源氮水平的降低而降低,外源硝态氮水平对长春花文朵灵和长春质碱在不同叶位叶片中的积累特点影响较明显,而对长春碱的积累影响较小。在高氮条件下,植物体内合成和积累较高水平的游离氨基酸,可能为部分生物碱的合成提供了骨架,并能促进生物碱含量的提高。蔗糖含量在不同叶位叶片中也是随着叶龄的增加而缓慢增加。同时,高氮水平下,叶片中蔗糖含量明显高于正常供氮水平下的含量。本研究为提高长春花中具有重要药用价值生物碱的含量提供参考依据。     

露地栽培向设施栽培转变对菜田土壤重金属含量及形态的影响

为了研究露地栽培向设施大棚栽培转变对土壤重金属含量的影响,对武汉市郊区露地和设施塑料大棚两种栽培条件下菜田土壤重金属Cd、Cr和Pb各形态含量及分布特征进行了研究。结果显示,露地和大棚栽培条件下土壤重金属元素Cr和Pb各种形态含量之间没有明显差异,但Cd各种形态含量间有显著差异;从露地到大棚,土壤中Cd酸可提取态含量从露地的0.62 mg/kg上升到大棚的1.19 mg/kg,其次是Cd残渣态、有机结合态、氧化态和碳酸盐结合态;Cd总含量从露地的0.79 mg/kg升高到大棚的1.58 mg/kg,显著超过土壤环境质量标准中的Cd含量标准值(0.3 mg/kg),达到严重污染水平。Cd碳酸盐结合态和氧化态占总量的比例有所降低,而酸可提取态占总量的比例有所升高。说明从露地到设施大棚栽培,促使了土壤中部分Cd碳酸盐结合态和氧化结合态向酸可提取态转变,提高了土壤中Cd的生物有效性。因此,在设施大棚栽培快速发展的情况下,要加强重金属Cd对土壤污染的治理,减少重金属Cd对蔬菜的毒害。     

细菌VBNC态检测技术的研究进展

细菌在一些不良压力条件下会进入"活的非可培养状态"(viable but non-culturable,VBNC),其仍具有活力但不能采用常规的平板培养基进行培养,VBNC态细菌一旦培养条件适宜仍能继续生长繁殖,有些致病菌依旧具有毒力。如果检测方法不当,会造成假阳性或假阴性的结果,需要采取适合的检测方法进行检测。文章概述了几种检测VBNC态细菌的方法,如活菌直接计数法、核酸染料检测法、呼吸检测法、分子生物学法、免疫学法、流式细胞仪检测法等,并对检测方法的应用现状进行了评述。     

皮肤组织模型中吸收和散射系数对单线态氧发光特性的影响

构建由脂肪乳剂和墨水组成的皮肤组织模型,定量研究皮肤组织模型的吸收系数μa和散射系数μs对光敏化单线态氧(singlet oxygen,~1O_2)发光特性的影响。利用~1O_2发光检测系统测量含光敏剂四硫磺基酞菁氯化铝的皮肤组织模型分别在中心波长为1 230,1 270和1 310 nm处的时间分辨发光光谱,对扣除背景信号后的时间分辨~1O_2发光光谱进行积分和拟合,获得~1O_2发光积分强度以及激发三重态寿命τ_T和~1O_2寿命τ_D。结果表明在皮肤组织模型中,~1O_2发光积分强度随着μ_a和μ_s的增大而减小,μ_a对τ_T和τ_D没有影响。τ_T随着μs的增加而增加,τ_D随μ_s的增加先骤降而后缓慢上升。当μ_a1.5 mm~(-1)和μ_s32 cm~(-1)时,~1O_2发光积分强度和τ_T、τ_D均趋于稳定,其中τ_T和τ_D分别为3.4±0.6μs和3.3±0.7μs。     

柚木野螟各虫态形态与发育历期观测

柚木野螟Eutectona machaeralis Walker属鳞翅目Lepidoptera草螟科Crambidae,是危害柚木Tectona grandis的一种主要食叶害虫,目前对其生物学特性的研究仍较少。本研究主要观察了柚木野螟生长发育过程中不同虫态的形态特征,并对其虫龄进行了划分,主要研究结果如下:柚木野螟属于全变态昆虫,各个时期形态和体色均不同。卵初产时为近透明球体,后变浅黄色;幼虫体色变化为乳白色→淡绿色→黄褐色;蛹体色变化为黄绿色→茶褐色→黑褐色;雄成虫腹部细长,末端尖,静止时从背面可见腹部末端,而雌成虫腹面粗短,末端钝,静止时从背面很少看到腹部末端。观察可知,在光暗周期L∶D=14∶10、室温26℃±1℃、相对湿度75%-80%的实验室环境条件下,柚木野螟交尾后产卵前期为3.2 d,产卵期为4.4 d,孵化期为4 d;幼虫期为10-13 d。通过测量柚木野螟各龄幼虫头壳宽度并计算得到Crosby指数,可知幼虫不同阶段头壳宽度存在显著差异,并且得到的Crosby指数小于10%,所以可依据头壳宽度将柚木野螟幼虫划分为5个龄期,1龄幼虫2-3 d,2龄幼虫2 d,3龄幼虫2 d,4龄幼虫2 d,5龄幼虫3 d;预蛹期1-2 d,蛹期6 d,一个世代大约24.5 d。