外源H2O2对镉胁迫下裸燕麦叶绿素荧光参数和镉积累特性的影响

镉(Cd)是最具生物毒性的重金属污染物之一,过氧化氢(H_2O_2)是参与植物逆境响应调节的信号分子。为探讨H_2O_2对Cd胁迫下植物生理响应的调控机制,以裸燕麦品种‘定莜6号’为材料,采用砂培方法研究了H_2O_2外源喷施对50 mg·L~(-1 )Cd~(2+)胁迫下幼苗生长、叶片叶黄素循环、叶绿素荧光参数和植株Cd积累特性的影响。结果表明:与单独Cd胁迫相比,喷施5 mmol·L~(-1) H_2O_2使Cd胁迫下的裸燕麦幼苗根系和地上部干重分别提高了18.5%和26.9%,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)、光系统Ⅰ激发能分配系数(α)和吸收光能用于光化学反应的份额(P)分别提高了15.7%、98.6%、61.6%、40.9%和98.6%,叶片叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)、PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非调节性能量耗散Y(NO)、PSⅡ激发能分配系数(β)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)、吸收光能用于天线热耗散的份额(D)和PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额(E_x)分别下降了11.2%、7.9%、13.9%、12.2%、12.7%、55.2%、19.1%和10.6%。同时,喷施H_2O_2还使Cd胁迫下裸燕麦幼苗根系Cd含量及根系和地上部Cd积累量分别提高了52.0%、92.4%和25.2%,Cd由根系向地上部的转运率下降了34.4%,但地上部Cd含量没有显著变化。由此表明,外源H_2O_2可能一方面通过提高PSⅡ光化学效率而非依赖叶黄素循环的热耗散减轻了Cd胁迫诱导的光抑制,另一方面通过增强根系对Cd的滞留和降低Cd由根系向地上部的转运,从而缓解了Cd胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制,提高了裸燕麦对Cd胁迫的耐性。     

盐基离子对土壤持水及收缩特性的影响

不同盐离子对土壤持水能力具有不同程度影响,且在土壤水分特征曲线测定过程中,土体随失水发生收缩和开裂。在已获取研究成果基础上进行扩展,进一步探索8种低浓度盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-))对土壤持水能力和收缩特征的影响。选取陕西粉黏壤土并分别采用含有此8种离子的盐溶液(浓度均约为1 g·L~(-1))对土样进行饱和处理,以无盐离子处理作为对照(CK);采用离心机法获取土壤水分特征曲线,使用游标卡尺测定离心过程中的土体轴向沉降高度,编写MATLAB程序对裂缝图像提取裂隙度量指标,据此对各处理土壤持水能力和收缩特征进行对比分析及评价。结果发现,在此浓度条件下:(1)K~+、Na~+及4种阴性盐离子在一定程度上均可提高土壤持水能力,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和K~+效果最显著,分别较CK提高35.81%和3.68%;(2)Mg~(2+)、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)有利于减小土体轴向收缩度,且阴阳盐离子的作用效果分别表现为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)CO_3~(2-)和Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+);(3)Na~+、Mg~(2+)及4种阴性盐离子在一定程度上均有利于减轻土壤开裂程度,可同时减小土壤裂隙总长度、总面积以及长度密度和面积密度,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和Na~+效果最显著。研究可为不同类型盐碱土壤持水能力评价及其干缩开裂机理认知提供理论指导。     

HEC固化剂对土壤渗透性的影响

研究了HEC固化剂对黄土干密度和渗透性的影响,通过不同掺配比例的对比试验确定了HEC固化剂的最佳用量。结果表明,HEC固化剂对黄土干密度和渗透性能有很大改善作用。     

有机无机复混肥对旱地作物水分利用效率的影响

农业废弃物进行无害化处理和肥料化资源利用后,获得有机无机复混肥,为了明确有机无机复混肥在旱地作物上的施用效果,2000～2002年在陕西渭北旱地夏玉米、冬小麦上进行了田间试验。结果表明,有机无机复混肥可以改善夏玉米、冬小麦产量结构,提高夏玉米产量874.5～1144.5kg/hm2,冬小麦产量756.0～901.5kg/hm2,提高夏玉米水分利用效率2.784～3.399kg/(mm·hm2),冬小麦水分利用效率1.311～1.695kg/(mm·hm2)。在旱地可以通过施用有机无机复混肥提高作物产量和水分利用效率。     

CTMAB-膨润土对水溶液中4种农药的吸附特性

用溴化十六烷基三甲铵(CTMAB) 制得改性膨润土, 研究了CTMAB-膨润土吸附水中甲萘威、甲基对硫磷、克百威、多菌灵的性能和适宜条件。结果表明: CTMAB-膨润土对水溶液中4 种农药有较强的吸附能力, 且与CTMAB 在膨润土上的实际交换量有关, 随着表面活性剂浓度的增大而增大; 但CTMAB 浓度≥4% 时, 实际发生吸附的农药就不再随着加入量的增加而增大。4 种农药的吸附等温线呈线性, 表明分配模式是主要的吸附形式。有机膨润土对4 种农药的吸附很快, 大部分农药在10 m in 内被吸附。pH 值变化对吸附有不同的影响, 并与农药性质有关: 低pH 值会降低有机农药的吸附量, 4 种农药在pH4～ 10 时吸附量较稳定,高pH 值导致多菌灵的吸附量增加, 而甲萘威、甲基对硫磷和克百威有分解现象。     

羧甲基纤维素钠与土壤复合后对吸附磷素的影响

用不同浓度的羧甲基纤维素钠处理土壤(土),研究土被处理前后对磷素的吸附特性特征。结果表明:土壤经0.1%、0.2%CMC处理后,与对照相比,在低加入磷浓度(小于50μg/ml)时,增加了磷的吸附量,在高加入磷浓度(大于50μg/ml)时,减小了磷的吸附量;0.4%CMC处理土样,总体增加了磷的吸附量。吸附热力学参数显示,CMC处理土壤后(0.4%CMC处理除外),土壤对磷的最大吸附量(Xm)降低,但吸附强度和最大缓冲容量(MBC)呈增大趋势。     

土壤中添加蚯蚓及秸秆对油菜积累镉的影响

采用盆栽试验,在不同镉(Cd)污染浓度的灰漠土中分别添加蚯蚓和新鲜秸秆,研究了添加蚯蚓和秸秆还田条件下油菜(Brassica rapa L.spp.Chinenesis)-土壤体系中Cd的分布情况.结果发现:(1)添蚯蚓可有效增加土壤中Cd向油菜体内转移;蚯蚓可以在Cd污染的土壤中生存,蚯蚓体内Cd浓度随土壤环境中Cd...     

混合盐碱胁迫对燕麦幼苗矿质离子吸收和光合特性的影响

为探讨燕麦新品种定莜6号在低、高浓度盐碱胁迫下的生理响应机制,采用盆栽试验研究了25 mmol·L-1和75 mmol·L-1混合盐碱胁迫对幼苗生长、矿质离子吸收和光合特性的影响。结果表明,25 mmol·L-1混合盐碱胁迫10 d并未引起燕麦幼苗干重的明显改变,但75 mmol·L-1混合盐碱胁迫显著降低了幼苗干重。25 mmol·L-1混合盐碱胁迫下,燕麦根系和地上部K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+显著降低,根系选择吸收K+、Ca2+、Mg2+及由根系向地上部运输K+、Ca2+的能力明显增强,但由根系向地上部运输Mg2+的能力下降,从而使地上部K+/Na+、Ca2+/Na+高于根系,而Mg2+/Na+低于根系;75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下的上述变化大于25 mmol·L-1。25 mmol·L-1混合盐碱胁迫使燕麦幼苗叶片总叶绿素含量下降,叶绿素a/b和类胡萝卜素含量提高,而净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)变化不大;与25 mmol·L-1混合盐碱胁迫相比,75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下燕麦叶片总叶绿素和类胡萝卜素含量、Pn、Gs、Tr、Ls明显下降,Ci显著提高,而叶绿素a/b无明显差异。25 mmol·L-1混合盐碱胁迫下,燕麦幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ)明显下降,保护性热耗散(ΦNPQ)显著提高,而初始荧光(Fo)、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(q L)、非调节性能量耗散(ΦNO)、光系统I和光系统II之间激发能分配的不平衡性(β/α-1)和叶绿体Hill反应活性无显著变化;与25 mmol·L-1混合盐碱胁迫相比,75 mmol·L-1混合盐碱胁迫下Fo、ΦNO、β/α-1显著提高,Fv/Fm、ΦPSII、q L、NPQ、ΦNPQ和叶绿体Hill反应活性明显下降。上述结果表明调控矿质离子吸收和运输以保持地上部K+/Na+、Ca2+/Na+高于根系是燕麦适应盐碱的重要机制,高浓度盐碱胁迫造成PSⅡ反应中心受损是燕麦Pn降低的主要因素,而过剩光能耗散是保护光合机构的重要途径。     

连续14年保护性耕作对土壤总有机碳和轻组有机碳的影响

依托于2001年布设在陇中黄土高原半干旱雨养农业区的保护性耕作定位试验,于2014年测定了5种保护性耕作(免耕+秸秆覆盖NTS、免耕NT、传统耕作+秸秆翻埋TS、传统耕作+地膜覆盖TP和免耕+地膜覆盖NTP)和传统耕作T处理下小麦-豌豆双序列轮作中表层土壤(0~5、5~10、10~30 cm)总有机碳(SOC)和轻组有机碳(LFOC)在作物生育期前后的变化。结果表明:土壤总有机碳和轻组有机碳在土壤剖面上均随着土层深度的增加而降低;相比传统耕作T,NTS和TS处理能显著提高0~30 cm土层中SOC、LFOC的含量,在作物播种前较T分别提高了19.51%、64.58%和13.36%、42.08%,在收获后分别提高了28.00%、85.37%和18.61%、77.82%,而SOC、LFOC含量NT和TP处理与T处理间差异不显著;从作物播种前至收获后,各处理下0~30 cm土层SOC含量均有减小趋势,其中NTS和TS处理变化量最小,NT和TP处理加大了作物生育期间SOC和LFOC的消耗;LFOC可以灵敏地反应出土壤有机碳的变化。因此,在该区推行以免耕、秸秆覆盖为主的保护性耕作措施更有利于碳的积累和土壤质量的改善,促进该区农业的可持续发展。     

柳枝稷种植年限对土壤盐分离子的影响

为探明能源植物柳枝稷对盐碱土的改良效果,于2014—2015年,在宁夏大学西大滩盐碱地改良试验站田间条件下,设置1、3、5 a3个不同种植年限柳枝稷处理(T1、T3、T5),以附近未种植柳枝稷的盐碱荒地作为对照(CK),研究了不同种植年限柳枝稷对盐碱土盐分离子的影响。结果表明,随着种植年限增加,柳枝稷对土壤盐分离子的作用效果增强,土壤中的Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-含量随种植年限增加而降低,在柳枝稷生育末期T5处理与CK相比,Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-含量分别下降了52.64%、40.37%和63.68%;土壤中的Ca~(2+)、Mg~(2+)含量与柳枝稷种植年限呈正相关关系,在柳枝稷生育末期T5处理Ca~(2+)、Mg~(2+)含量分别比CK增加了2.22%、48.08%。本试验条件下,柳枝稷种植5年后对土壤Na~+、SO_4~(2-)和Cl~-等盐分离子的降低作用最为明显。     

不同温度下添加绿肥对旱作农田土壤有机碳矿化的影响

为揭示气候变暖背景下绿肥添加对旱作农田土壤有机碳矿化的影响,采用室内恒温培养法,研究了添加长武怀豆(S)、黑麦草(R)、长武怀豆与黑麦草混合(M)在5℃、15℃、25℃下的土壤有机碳矿化过程。结果表明:培养温度和绿肥种类及其二者交互作用对土壤有机碳矿化速率均具有显著影响。在15℃和25℃下有机碳矿化速率峰值均出现在培养开始后第2天,然后快速下降并分别在第17天和第22天后趋于稳定;而在5℃下有机碳矿化速率峰值则推迟至第8天出现,然后缓慢下降至第42天后趋于稳定。在为期79 d的培养期间,土壤有机碳平均矿化速率和累积矿化量均随着温度升高而增加。与不添加绿肥的对照(CK)相比, S、M和R处理土壤有机碳累积矿化量提高了10.5～11.6倍(P<0.05),绿肥处理间变化趋势为S>M>R,与其本身含碳量相一致。与CK相比,S、M和R处理土壤温度敏感性(Q₁₀)分别降低了11.0%、11.2%和11.8%。绿肥添加和增温同时还提高了土壤有机碳矿化动力学参数,其中S处理在不同温度下均较其他处理具有更高的土壤有机碳矿化速率常数。与CK相比,土壤碳素和氮素水平...     

密度调控对华北落叶松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以华北落叶松人工林为对象,研究不同林分密度下(分别为740、1480、2000和2170株.hm-2)各土层的土壤有机碳含量、有机碳密度、养分特征以及它们之间的相关关系。结果表明:土壤有机碳含量及碳密度随着土壤深度增加而减少,呈明显的垂直分布特征;当林分密度增大到2170株.hm-2时,土壤有机碳含量及碳密度显著增加至最大,分别为25.45g.kg-1和15.68kg.m-2,并与740株.hm-2林地土壤有机碳含量及碳密度差异显著。当林分密度由740株.hm-2增加到2170株.hm-2时,各种养分变化规律不尽一致,但当林分密度为2170株.hm-2时,0-60cm深度的土壤全氮、全磷及速效钾含量均保持在一个相对较高的水平,而土壤全钾和有效磷含量仅在0-20cm土层较高。对于落叶松人工林地整个土壤剖面,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全氮、全磷、速效钾含量均呈显著或极显著正相关。从林地土壤固碳的角度,建议将华北落叶松人工林的林分密度控制在2170株.hm-2。     

土地利用对陕北水土流失区土壤有机碳、水分的影响

通过实地调查和采样,结合室内分析,研究了当地四种土地利用方式(果园、林地、草地、坡耕地)下土壤有机碳分布特征.结果表明:流域内所有土样土壤有机碳(SOC)含量的均值为13.13g·kg-1.其中,坡耕地的土壤有机碳均倩为12.93g·kg-1,与坡耕地相比,果园土壤有机碳均值(12.97g·kg-1)略有升高;草地和林...     

有机污染水灌溉对土壤有机碳状况的影响

以长期采用有机污染型水灌溉的陕西交口灌区的农田土壤作为研究对象,并以气候条件、土壤条件以及耕作制度基本一致,长期采用未污染的地下水灌溉的农田土壤作为对照,分别测定土壤剖面上总有机碳含量、有机碳组成等指标,结合第二次全国土壤普查资料,分析长期采用有机污染水灌溉对土壤有机碳累积速率及有机碳密度的影响,探讨关中土壤"环境碳容量"水平及提升土壤有机碳潜力的途径。结果表明:长期采用有机污染水灌溉,土壤有机碳主要在耕层(0~20 cm)极显著地增加,且增加部分主要是活性有机碳组分,其累积速率是对照灌区的近3倍,非活性有机碳处于相对平衡状态。土壤有机碳的剖面分布发生了明显的分化现象,活性有机碳的变化比总有机碳的变化更为显著。有机污染水灌溉的土壤有机碳密度显著高于对照土壤,尤其在0~40 cm范围内其差异达极显著水平。结果证实渭河水中富含的有机污染物提升了灌溉农田土壤有机碳贮量,关中地区农田土壤环境碳容量仍未达到饱和水平,通过外源有机碳的输入,仍然有增加土壤有机碳含量的可能。     

(土娄)土剖面CO_2释放通量的变异特征

采用碱液吸收法,对(土娄)土剖面CO2通量进行连续1年的定位观测研究。结果表明:(土娄)土剖面CO2通量具有明显的、较为复杂的季节变化规律,8月下旬最高,冬季最低;一般情况下观测期间耕作区(土娄)土剖面CO2通量呈现表层低-中部高-底层低的分布特征;休闲区(土娄)土剖面CO2通量的季节变化和剖面变化与耕作区相类似,但是在土剖面CO2通量的变化剧烈程度和复杂性方面,耕作区表现的更为明显。土壤温度是影响土剖面CO2通量的主要因素,二者间存在极显著的指数函数相关关系(P0.01);土壤含水量与土剖面CO2通量之间也有着一定的相关关系,但是与土壤温度相比其属于次要地位。土壤CO2释放通量与土壤含水量之间存在一个最适土壤含水量,随着剖面深度的增加,最适土壤含水量逐渐增大。     

麦后复种绿肥对土壤有机碳及其固持特征的影响

设置不同减施化肥+绿肥处理,分析麦后复种毛叶苕子对土壤有机碳、土壤团聚体有机碳含量、分布、富集系数及贡献率的影响.结果表明:土壤有机碳含量在小麦不同生育期存在差异,复种毛叶苕子后土壤有机碳含量显著增加,绿肥初花期土壤有机碳含量较绿肥播种前提高了11.3％;不同减施化肥+绿肥处理团聚体有机碳含量与团聚体粒级分布有差异,随...     

河西绿洲区保护性耕作对土壤微生物量C和有机质的影响

试验设20 cm留茬压倒(NPS20)、40 cm留茬压倒(NPS40)、40 cm立秆(NS40)、20 cm立秆(NS20)、6 750 kg/hm2覆盖(NSB40)和3750 kg/hm2覆盖(NSB20)和传统耕作(CT)7个处理,研究了不同秸秆覆盖量、留茬高度和秸秆处理对土壤有机质、土壤微生物量C和作物产量的影响.结果表明:土壤微生物量C含量随季节变化表现为播种前最高,收获后最低;不同时期土壤操作措施对土壤微生物量C的影响不同.从播种期开始,保护性耕作土壤有机质含量大于传统耕作,且保护性耕作各处理土壤有机质随土层深度的增加而递减,而传统耕作各层次之间无差异;保护性耕作提高了春小麦的产量:NPS20、NPS40、NS40、NS20、NSB40和NSB20较CT分别增产53.08%、46.59%、40.81%、19.93%、17.33%和4.34%.     

旱地不同施肥对冬油菜产量及土壤水分状况的影响

研究了不同施肥处理下黄绵土区冬油菜产量、土壤水分状况及其水分利用效率的变化。结果表明:有机肥与化肥配施明显提高了冬油菜籽粒产量和水分利用效率,较不施有机肥平均提高了12.95%和10.74%;冬油菜产量以有机肥配施氮磷钾处理最高,为1 180.05 kg·hm~(-2),较对照(不施肥料)提高了369.32%,耗水量和水分利用效率也最高,分别为489.73 mm和2.41 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较对照分别提高了6.40%和338.18%;冬油菜收获后不同处理不同土层土壤含水量较播前大幅度下降,0~20 cm土层土壤含水量较播前下降了8个百分点左右,0~100 cm土层土壤储水量以不施肥处理最大,为244.36 mm。肥料配施提高了作物产量,但也增加了土壤耗水量,土壤干燥化程度也将加剧。     

土地利用方式对东祁连山土壤表层有机碳的影响

在祁连山东段高寒地区,选取天然草地、退耕自然恢复地、坡耕地和人工草地4种土地利用方式,研究了土地利用方式对土壤表层有机碳含量和有机碳密度的影响.结果表明:在4种土地利用方式中天然草地土壤表层有机碳含量最高,坡耕地和退耕自然恢复地土壤表层有机碳含量较低;土壤表层有机碳密度整体上随着土层加深而逐渐降低,在0～30cm土层土...