广东省不同区域农田土壤酸化时空变化及其影响因素

基于广东省1980s、2010年以及2015年3期土壤数据,对全省不同区域农田耕作层土壤pH值的时空变异特征进行分析,并初步探讨了可能导致土壤pH变化的因素.结果表明: 不同时期广东全省土壤pH值空间分布格局变化显著. 全省农田土壤在1980s—2010年间,pH整体下降了0.3,呈酸化趋势,2010—2015年,土壤pH上升了0.09,但不均匀势态有所增强,酸碱分化趋势较明显. 从各区域看,1980s—2010年,各区域土壤均呈现酸化趋势;2010—2015年,珠三角地区农田土壤pH均值上升了0.27,而东、西两翼土壤pH均值分别下降了0.05、0.15,山区土壤pH变化不明显. 分析表明:广东省各地区土壤酸化除受土壤自身及降水等自然因素影响外,酸雨、不合理施肥以及高产作物高复种的种植结构等人为因素也是导致土壤酸化的主要原因;工业化、城市化、矿山开发和测土配方施肥的推广导致局部地区土壤pH值有所上升. 研究结果可为不同区域控制缓解土壤酸化、提高耕地质量提供理论指导.     

控释尿素条施深度对鲜食玉米田间氨挥发和氮肥利用率的影响

为提高鲜食玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响,通过田间试验,以不施氮处理为对照(CK),研究了控释尿素不同条施深度(0、5、10、15、20 cm)对鲜食玉米田间土壤氨挥发特征、鲜穗产量和氮肥利用率的影响. 结果表明: 玉米种植带和宽行非施肥带的土壤氨挥发主要发生在施肥后的前2周,而窄行施肥带的土壤氨挥发在施肥后持续约1个月. 与CK相比,控释尿素表施(0 cm)处理不仅大幅度地提高了窄行施肥带的氨挥发损失量,同时也显著增加了玉米种植带和宽行非施肥带的氨挥发损失量. 不同深度施肥处理全生育期土壤氨挥发损失总量差异较大,为3.1～25.5 kg N·hm^-2,占施氮量的1.7%～14.2%.其中控释尿素条施10、15和20 cm深度处理的全生育期土壤氨挥发损失总量相差不大,分别较表施(0 cm)和浅施(5 cm)处理显著降低了85.9%～87.8%和67.0%～71.6%. 在一定范围内增加控释尿素条施深度有利于提高鲜穗产量、植株氮积累量以及氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥表观利用率,各指标均以15 cm深度处理最高. 综上所述,控释尿素合理深施可以显著降低氨挥发损失,提高鲜穗产量和氮肥利用效率,本研究条件下控释尿素的最适宜施用深度为15 cm.     

南方滨海地区盐雾沉降的时空分布——以福建古雷半岛为例

研究滨海地区盐雾沉降的时空分布及其影响因素,以期为滨海绿化植物的选择与配置提供依据.以福建省古雷半岛为研究站点,设置盐雾沉降缸研究离海岸线距离和防护林对盐雾沉降量的影响;同时模拟不同生活型植物的高度,研究不同高度盐雾沉降量的差异.结果表明:春夏秋冬四季,盐雾沉降量均表现出随离海距离的增加逐渐降低的趋势,冬季盐雾沉降量在离海岸线500 m内快速下降,在500 m以外则下降速度趋缓;防护林的存在能减少盐雾沉降量,这种效果在盐雾危害严重的冬季更明显,可使盐雾沉降量降低15.4%;在无防护林遮挡条件下,盐雾沉降量在不同高度上差异不显著;主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)显示,离海距离、平均风速和东北风向频率是3个影响盐雾沉降量的主要环境因子.南方沿海地区盐雾沉降量存在明显的时空变化,离海500 m范围为盐雾危害重点防范区域,防护林或类似遮挡物的存在,可以显著减少盐雾沉降量.     

基于酶生物传感器法检测果蔬中毒死蜱残留的提取工艺研究

使用自主研制的酶生物传感器型农残检测仪进行农药残留检测,通过筛选可测果蔬种类、调整优化样品处理大小、样品加标后静置时间、样品与提取液比例和振荡提取速度,提高检测用酶对农药的抑制敏感性,从而达到降低农药检出限、提高回收率的目的。主要设置的参数如下:样品处理方式分为打碎、切碎(切成1 cm×1 cm和1. 5 cm×3 cm大小);加标后静置时间为5 min、15min、30 min、60 min和90 min;料液比为1∶1、1∶2. 5、1∶5、1∶7. 5和1∶10;振荡提取速度为0 r/min、110 r/min、190 r/min和225 r/min;主要测定的农药为毒死蜱。结果发现,不同果蔬品种对固定化酶的抑制率影响小,样品大小为1 cm×1 cm、加标后静置时间为5 min、料液比为1∶1、加入提取剂后的振荡速度为190 r/min为最佳前处理方式组合。酶生物传感器农残检测仪能够满足快速检测果蔬中有机磷农药残留的需要。     

黔产青钱柳化学成分及α-葡萄糖苷酶抑制活性研究

为了阐明青钱柳中的降血糖功效成分,实验对黔产青钱柳进行了系统化学成分研究和α-葡萄糖苷酶抑制活性评价。利用各种色谱学手段和波谱学方法,从青钱柳叶80%乙醇提取物中分离鉴定出13个化合物,分别为阿福豆苷(1)、山柰酚3-O-(4″-O-乙酰基)-α-L-吡喃鼠李糖苷(2)、juglanoside J(3)、1α,2α,4β-3羟基-1,2,3,4-四氢萘酮(4)、青钱柳苷III(5)、青钱柳苷J(6)、黄体酮(7)、去酰基萝藦苷元(8)、20-乙酰氧基-4-烯-3-酮(9)、齐墩果酸(10)、5-O-P香豆酰奎宁酸甲酯(11)、亚麻酸甲酯(12)、软脂酸(13)。其中,化合物9为新天然产物,化合物2~4、7、8、11、13均为首次从该植物中分离得到。用PNPG法对化合物1~10进行了α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选,结果显示,化合物1、2有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性,表明黄酮类成分是青钱柳降血糖功效的物质基础之一。     

民勤绿洲-荒漠过渡带梭梭人工林净碳交换及其影响因子

基于涡动相关系统观测的民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林生态系统通量资料,定量分析了2018年生长季(5—10月)碳通量变化特征及其影响因子,为民勤梭梭人工林生态系统碳源/汇的评估提供基础数据.结果表明: 生长季净碳交换量在日尺度上呈对称的“U”型曲线变化;在季节尺度上,呈双峰曲线变化规律,各月均为碳汇,总固碳量为34.38 g C·m^-2,且9月固碳量较高,为12.31 g C·m^-2,7月最低,为0.89 g C·m^-2.白天生态系统净碳交换随光合有效辐射的增加而增加,符合直角双曲线关系,但当饱和水汽压差大于2.5 kPa时,增加程度减弱.生态系统呼吸与气温呈较好的指数关系,其温度敏感性系数为1.7.整个生长季期间,白天和夜间的净碳交换量均与土壤温度呈显著相关     

植物叶肉导度的测定及计算方法综述

叶肉导度(g_m)指叶肉细胞内部的CO₂扩散能力,它是叶肉细胞阻力的倒数.光合作用研究的早期,研究者们多将叶肉细胞对CO₂的扩散阻力视为零,即假定g_m无穷大,而忽略了其对光合作用的限制.但近来的研究表明,g_m是有限的,并随着环境条件的改变而发生变化,此外,g_m的大小直接决定了CO₂在叶片内的扩散量,进而影响到植物光合效率的高低.因此,g_m的估算对于植物光合能力的评估意义重大.目前,气体交换与叶绿素荧光相结合法、曲线拟合法以及瞬时碳同位素(¹³CO₂)辨别法已经成为植物g_m估测的3种常用方法,但国内针对这3种方法原理及其优缺点介绍的文献极少,阐述这3种方法的原理、过程并比较分析其优缺点就显得尤为必要.本文综合了相关文献,从原理、推导过程及优缺点3方面对上述3种g_m估测方法进行了详细介绍.结果表明: 曲线拟合法虽然易于理解,便于操作,但其拟合模型因光合作用的发生状态不同而不同,需要研究者对光合作用不同状态进行严格划分,不利于广泛推广应用;瞬时碳同位素(¹³CO₂)辨别法虽然提高了结果的准确性,但其测定过程比较复杂,对试验操作的要求比较严格,同时该方法对试验误差的敏感性较差,可靠性不高.相较上述两种方法,气体交换与叶绿素荧光相结合法的可操作性更强,可靠性更高,更利于多处理多重复的大样本的观测分析,叶绿素荧光技术的使用,既简化了试验步骤,又降低了试验过程的偶然误差,增加了观测结果的科学性;此外,叶绿素荧光技术还能为叶片提供饱和脉冲活化能,从而最大限度地激发叶片的光合潜能,但该方法也存在很多问题,比如,为了提高叶片叶绿素荧光参数的准确程度,试验中需要使用较低的气体流速,而流速的降低又会增大气体扩散泄漏的风险,所以该方法对选择合理气体流速的要求很高. 综合来看,气体交换与叶绿素荧光相结合法在植物g_m的实际测定中的认可度最高,使用最广泛.     

强化植物修复重金属污染土壤的策略及其机制

重金属对生态环境、农业生产、人类健康等诸多方面造成重要危害。植物修复因其具有经济有效、绿色生态等优点,已经成为土壤重金属污染修复研究领域的热点。由于植物重金属毒害、修复耗时过长等因素致使植物修复技术受限于研究阶段而不能广泛应用于实践。采用科学合理的强化措施提高植物修复的效率可能是解决该矛盾的关键之一。讨论了根瘤菌、丛枝菌根真菌、溶磷微生物和内生真菌构建的微生物-植物共生系统在强化植物修复过程中的具体应用;概述了EDTA、EDDS等螯合剂在改变土壤中重金属可溶态,促进重金属从土壤向植株转运的重要作用;介绍了植物中编码金属转运蛋白、金属硫蛋白、植物螯合肽等与重金属转运和代谢相关的基因在植物修复领域的实际应用;归纳了上述强化策略主要机制为微生物促进植物生长、缓解重金属植物毒性以及提高了土壤中重金属生物利用度,从而促进重金属在富集植物中积累和植物生物量的增加;最后总结并展望了植物修复强化技术在今后研究的重点及存在的问题。综述植物修复技术采用的主要强化策略及其机制,旨在为利用植物修复技术治理土壤重金属污染提供重要参考。     

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究进展

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)是一种将人工湿地技术(CW)和微生物燃料电池技术(MFC)结合在一起的新型污水处理系统,其产电机理是产电微生物在底层湿地(阳极)的厌氧条件下生成电子,通过外电路传递到表面湿地(阴极)完成氧化还原反应。但是,近几年来,关于CW-MFC研究的文章较少且研究深度较浅。综述了电极材料、水力条件、湿地植物及微生物等条件对CW-MFC污水处理能力和产电能力的影响。在电极材料方面,选用导电性、吸附性及有效面积大的材料作为电极可有效提高CW-MFC产电与去污能力;在水利条件方面,在HRT为2-3 d的条件下,应选用升流式或升流-降流式的入水方式;湿地植物方面,种植湿地植物的CW-MFC在去污和产电能力上都要优于未种植植物的CW-MFC;微生物方面,阴极与阳极的微生物群落结构存在明显的差异,但存在的产电菌的种类却十分相似。CW-MFC中存在的常见产电微生物主要包括地杆菌属(Geobacter)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、假单胞菌属(Pseudomona)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等。最后对CW-MFC的研究方向进行了分析,以期为CW-MFC的实际应用提供理论依据。