生物炭施用的固碳减排潜力及农田效应

气候变暖及粮食安全是保证人类可持续发展的重要课题。生物炭具有较高的稳定性、较高碳含量等特点,能增加土壤碳储量,提高土壤物理及化学性质,提高农田产出,能应对高温胁迫及土壤退化双重压力,具有一举多赢的生态环境效益,在缓解温室效应及粮食危机方面展现出巨大的潜力。综合前人研究成果,分析了生物炭固碳减排潜力及农田效应影响因素(包括:生物炭原料、制备温度、施用量、土壤类型等)。综合固碳减排及提高产出两方面因素,提出了较合适的生物炭施用标准,即300—700℃制备的农林废弃物生物炭,且施用量不超过5%。对生物炭固碳减排及田间效应领域未来的研究方向进行了展望。     

钝化处理对Cd污染水稻种植系统影响的能值效益分析

将能值分析理论和方法应用于土壤重金属污染修复研究中,对伤残调整寿命方法进行整合,从能值角度评价出优势的钝化修复技术,以期为其优化提供依据。本研究在重金属Cd轻度污染农田上开展水稻种植田间试验,以常规种植(CK)为对照处理系统,设石灰(LI)、海泡石(SP)、石灰+海泡石(LS)、秸秆生物炭(SC)、有机肥(OF)钝化处理种植系统,分析各系统能值投入产出、能值损失率及可持续发展指数等指标。结果表明:6种处理系统在可更新有机能值、总辅助能值和总能值投入方面均表现为LSCKOFLISPSC,化肥能值以复合肥为主,不可更新资源能值投入以土壤磷素为主,能值产出表现为CKSCLISP LSOF;与CK相比,钝化处理系统能提高系统能值自给率,降低能值损失率,增大能值投产比,减少对人体健康损害。综合来看,石灰+海泡石(LS)钝化处理为最优土壤重金属污染钝化修复技术,其能值效益最佳;为防止施用钝化材料造成土壤养分失衡,需合理配施钾肥、磷肥及有机肥;另外,需提高系统机械现代化水平,坚持"减量化、资源化、无害化"的生产原则,减少能值投入,进一步提升能值投入率,降低系统环境负载率,增强可持续发展能力。     

铅胁迫下植物抗性机制的研究进展

综述了近10多年来国内外研究重金属铅对植物的伤害机理,以及植物对铅的耐性机制的研究进展.首先从细胞分裂、细胞膜透性、光合作用和抗氧化酶系统等生理生化方面讨论了铅对植物的伤害机理,其次分析了铅离子跨膜运输、根系分泌物、金属配位体、铅离子区域化分布与植物抗性的关系.     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示,随着Pb浓度的增加,鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量,而在高浓度Zn胁迫下,叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT 3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加,SOD和CAT也是先上升后下降, POD则是逐渐上升。Pb-Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量,对SOD和POD活性具有抑制作用,对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明,单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用,其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大,而当溶液Pb处理浓度达到400mg/L时,鱼腥草仍能正常生长,说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示，随着Pb浓度的增加，鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量，而在高浓度Zn胁迫下，叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加，SOD和CAT也是先上升后下降，POD则是逐渐上升。Pb—Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量，对SOD和POD活性具有抑制作用，对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明，单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用，其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大，而当溶液Pb处理浓度达到400mg／L时，鱼腥草仍能正常生长，说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

四川甘洛铅锌矿区优势植物的重金属含量

通过野外调查采样,分析了四川凉山州甘洛县铅锌矿区土壤的重金属含量,以及矿区生长的13种优势植物对Pb、Zn、Cd、Cr、Cu的吸收与富集能力及其富集特性.结果表明,矿区土壤受Pb、Zn、Cd 3种重金属污染严重,13种植物体内的Pb含量均高于普通植物10倍以上,具有修复矿区土壤铅污染的潜力,其中植物1的转运系数和富集系数都大于1,满足Pb超富集植物的基本特征.Zn在凤尾蕨、细风轮菜、大火草、蔗茅、小飞蓬和牛茄子中含量较高.小飞蓬和紫茎泽兰的Cd含量较一般植物高出17～61倍,其中,紫茎泽兰的转运系数与富集系数均大于1,其对Cd的吸收特性值得进一步研究.