微囊藻毒素降解菌的筛选、鉴定及其胞内粗酶液对藻毒素MCLR的降解

【目的】从巢湖底泥中分离筛选高效的藻毒素降解菌,并初步研究其胞内粗酶液降解藻毒素-LR(MC-LR)的特性,为水体中藻毒素污染的微生物治理提供有效的菌源与理论依据。【方法】利用富集驯化培养技术,以MC-LR为唯一碳源,分离筛选MC-LR降解菌,通过形态观察、生理生化实验及16S rRNA序列分析鉴定菌株,并考察其胞内粗酶液在不同条件下对MC-LR的降解特性。【结果】分离得到1株能高效降解MC-LR的菌株M6。分子鉴定结果表明,该菌株为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。其降解MC-LR的活性物质为胞内酶,而且至少有3种酶参与了MC-LR的降解,它们是菌体本身的组织酶而非诱导酶。当反应体系pH值为8.0,胞内粗酶液浓度为404.9 mg/L,MC-LR的初始浓度为10 mg/L时降解率最高,16 h可达98.7%。【结论】分离出的MC-LR降解菌为蜡状芽胞杆菌,该菌株对MC-LR有较高的降解能力,并且酶促反应受到反应体系的pH值、胞内粗酶液浓度以及藻毒素初始浓度等因素的影响。     

除草剂氟磺胺草醚在不同土壤中的环境行为

利用液相色谱分析法,研究了氟磺胺草醚在不同类型土壤(白浆土、草甸土、黑土)中的残留和淋溶动态。结果显示,氟磺胺草醚以有效成分1350 g·hm-2的剂量施用时,在3种类型土壤中的降解符合一级动力学反应,半衰期分别为:草甸土25.7~26.7 d,白浆土16.9~19.3 d,黑土26.7~30.1 d;在120 d内,氟磺胺草醚在不断降解代谢的同时,逐渐向深层土壤中淋溶,但多数氟磺胺草醚滞留在表层土壤中。在白浆土中,施用氟磺胺草醚30 d后淋溶深度达到30 cm,第60天10~30 cm土层的氟磺胺草醚浓度达到最大;在草甸土和黑土中,氟磺胺草醚施用后第5天的淋溶深度即达30 cm,第14天10~30 cm土层的氟磺胺草醚浓度达到最大。结果表明,氟磺胺草醚在有机质含量较高的土壤环境中不容易降解,土壤理化性质是影响氟磺胺草醚淋溶作用的主要因素之一,在草甸土和黑土中氟磺胺草醚对后茬作物的残留药害及对地下水的潜在污染大于白浆土。     

估测水稻叶层氮浓度的新型蓝光氮指数

基于不同氮素水平与品种类型的多个田间试验,综合分析了水稻冠层高光谱植被指数与叶层氮浓度的定量关系.结果表明：对氮反应最敏感的波段为红光665～675 nm、蓝光490～500 nm和红边区域波段680～760 nm.400～2500 nm波段范围内两波段植被指数与水稻叶层氮浓度相关性最好的是550～600 nm与500～550 nm,属绿光波段组合,决定系数（R²）最高的是比值指数SR(533,565).以3个蓝光波段构建的光谱参数R₄₃₄/(R₄₉₆+R₄₀₁)（蓝光氮指数）与水稻叶层氮浓度呈极显著的直线相关关系,与SR(533,565)相比,该参数显著提高了对叶层氮浓度的预测性.独立资料检验结果显示,R₄₃₄/(R₄₉₆+R₄₀₁)对水稻叶层氮浓度具有较好的预测性,检验根均方差（RMSE）和相对误差（RE）值分别为9.67%和8%,是一种适合于水稻叶层氮浓度估测的良好高光谱植被指数.     

水分管理模式对水稻吸收累积镉的影响及其作用机理

利用盆栽试验研究了不同水分管理模式（全生育期淹水,WF;分蘖期晒田,TP;乳熟期晒田,MP;分蘖-乳熟期两次晒田,TMP;湿润灌溉,WI）对Cd污染红黄泥和潮泥田水稻吸收累积Cd的影响.结果表明：两种土壤Fe²⁺含量均以WF处理最高,TMP处理最低;潮泥田和红黄泥WF处理的Fe²⁺含量分别比TMP增加了585.4%和1316.3%(P<0.01).不同处理的两种土壤有效S和有效态Cd含量顺序均表现为：WF2+和有效S含量变化对两种Cd污染土壤水稻吸收累积Cd产生显著影响,其中有效S的影响程度显著大于Fe²⁺.     

黄土丘陵区纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

基于1938-2007年黄土丘陵区纸坊沟流域的调查资料,通过建立生态环境与社会经济综合评价指标体系和耦合模型,对该流域的耦合态势进行了分析.结果表明：研究期间,纸坊沟流域农业生态经济系统经历了经济系统对生态系统的初级再生阶段-消耗阶段-促进阶段-协调阶段以及生态系统对经济系统的初级响应阶段-滞后阶段-恢复阶段-协调阶段的耦合过程.依据耦合度拟合曲线及所划分的耦合类型,目前纸坊沟流域农业生态经济系统仍处于不断协调过程中,有望形成良性耦合态势.     

UV-B辐射增强对小麦秸秆化学成分及其施用后土壤N2O排放的影响

在室外试验的基础上,研究了地表UV-B辐射增强条件下小麦秸秆成分的变化,及在室内不同培养条件下施用UV-B辐射处理后小麦秸秆对土壤N₂O排放的影响.室外试验结果表明：地表UV-B辐射增强减少了小麦地上部分生物量,显著增加了小麦秸秆木质素和全氮含量,增幅分别达94.2%和12.3%,降低了其C/N.室内培养试验结果表明：与常规小麦秸秆相比,UV-B辐射处理后的小麦秸秆显著提高了旱地和淹水条件下N₂O的排放量;施用秸秆同时伴施硝态氮条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆显著促进了旱地条件下N₂O的排放,其排放量为常规秸秆处理的3.2倍,但在淹水条件下对N₂O排放无显著影响;无论何种培养条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆对土壤呼吸都未产生显著影响.     

不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响

以黄土高原9年生红富士果园生态系统为对象,研究不同地表覆盖模式（清耕、生草覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖）对果园土壤性状及果树生长和产量的影响.结果表明：生草覆盖土壤水分剖面分异最低,砂石覆盖土壤水分剖面分异最高;砂石覆盖提高了根层水分含量,有利于果树对水分的利用.不同地表覆盖模式土壤热量状况变化显著,处理间差异明显,极端最高温度下降,但地膜覆盖处理夏季地温超过果树根系生长的上限温度,对果树根系生长和生理功能发挥不利.除地膜覆盖外,其他地表覆盖模式均能提高土壤CO₂释放速率,其中生草覆盖的效果最为显著.不同地表覆盖模式对果树枝条类型比例及产量影响较大,砂石覆盖处理的中短枝比例和果实产量最高;生草覆盖处理的果实产量最低.因子分析结果表明,对于黄土高原沟壑区盛果期果园,砂石覆盖处理是较为适宜的地表覆盖模式.     

不同耕作方式和秸秆还田对麦田土壤有机碳含量的影响

通过两个生长季试验,研究了不同耕作方式和秸秆还田及其交互效应对小麦全生育期0～20 cm土壤有机碳含量的影响.结果表明：小麦不同生育时期0～20 cm土层有机碳含量呈明显的动态变化;秸秆还田各处理的有机碳含量都高于无秸秆还田处理;保护性耕作措施土壤有机碳增加量显著高于传统翻耕.除传统翻耕处理外,各处理0～10 cm土层的有机碳含量都高于10～20 cm土层,秸秆还田各处理0～10 cm土层有机碳含量表现为深松(PS)＞旋耕(PR)＞免耕(PZ)＞耙耕(PH)＞传统翻耕(PC),而10～20 cm土层表现为传统翻耕(PC)＞深松(PS)＞旋耕(PR)＞耙耕(PH)＞免耕(PZ),说明保护性耕作措施能提高0～10 cm土层的有机碳含量.多因素方差分析表明：耕作因素、秸秆因素和两者交互效应在不同生育期对0～20 cm土层的有机碳含量都有显著影响.