不同品种荷包豆在云南高寒山地的镉铅累积差异

【目的】为降低高寒矿区荷包豆(Phaseolus coccineus L.)的镉(Cd)和铅(Pb)含量,筛选适合该区域农田种植的低累积、高品质荷包豆品种。【方法】采用云南主栽的10个荷包豆品种,在兰坪矿区周边选取具有代表性的农田进行大田试验,通过测定氮(N)、磷(P)、钾(K)、维生素C、蛋白质、总淀粉及Cd、Pb的含量等指标,分析不同品种间荷包豆的矿质养分、籽粒品质及Cd、Pb累积量差异。【结果】不同品种荷包豆的生物量、矿质养分含量、籽粒品质及Cd、Pb累积特征均存在显著差异。生物量和产量的最大差异分别为3.88倍和1.42倍,籽粒N、P、K含量的最大差异分别为1.42倍、1.48倍和1.40倍,籽粒Cd、Pb含量和累积量的最大差异分别为1.93倍、5.71倍和3.76倍、4.29倍,还原糖、维生素C、蛋白质、可溶性糖、总淀粉含量的最大差异分别为1.98倍、2.09倍、1.43倍、1.31倍、1.42倍。YN10表现出高产(2050 kg/hm^(2))、低Pb(0.17 mg/kg)性状,YN03表现出高产(2048 kg/hm^(2))、低Cd(0.23 mg/kg)性状。相关性分析表明:籽粒Cd含量与叶片N含量以及根、茎、叶K含量呈显著或极显著负相关,与籽粒总淀粉、维生素C含量呈显著或极显著正相关;籽粒Pb含量与蛋白质含量呈极显著正相关。【结论】荷包豆Cd、Pb吸收与矿质养分、籽粒品质密切相关。兼顾籽粒产量、重金属累积量、品质等因素,荷包豆品种YN10和YN03更适宜在兰坪Cd、Pb轻度污染区推广种植。

UV-B增强后秸秆还田分解对土壤氮转化微生物及酶活性的影响

为明确UV-B辐射增强对水稻秸秆化学成分的影响,阐释UV-B辐射增强后秸秆还田分解特征及其对稻田土壤氮素转化的间接效应,本研究在元阳梯田(海拔1600 m)开展大田试验,以当地水稻品种白脚老粳为研究对象,研究UV-B辐射增强(5.00kJ·m^(-2))对水稻秸秆化学成分及其还田后秸秆降解、土壤氮素转化的影响。结果表明:UV-B辐射增强显著降低水稻秸秆纤维素含量,增加木质素含量,提高秸秆木质素/氮;并导致秸秆纤维素、木质素、总氮的降解速率总体降低,最大降幅分别达38.7%、18.1%、25.8%。与自然光照秸秆相比,UV-B辐射后的秸秆还田显著降低土壤固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量,增加土壤蛋白酶、氨单加氧酶、硝酸还原酶活性,提高土壤硝化和反硝化速率。相关性分析表明,秸秆木质素/氮与秸秆降解速率呈极显著负相关;秸秆纤维素、木质素、总氮降解速率与硝酸还原酶活性呈显著正相关,后者又与N_(2)O排放通量呈显著正相关;硝化细菌数量与NO_(3)^(-)-N含量呈负相关。研究表明,UV-B辐射增强通过提高秸秆木质素/氮,抑制秸秆纤维素、木质素、总氮降解,减少土壤氨化细菌数量,增加氨单加氧酶和硝酸还原酶活性,从而促进土壤NH_(4)^(+)-N向NO_(3)^(-)-N转化,导致N2O排放通量增加。

施苯菌灵抑制丛枝菌根真菌对污染土壤-玉米系统镉迁移的影响

为探讨土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对污染土壤–作物系统Cd迁移行为的影响,采用云南兰坪铅锌矿周边重金属污染的土壤,开展室内试验,施杀真菌剂(苯菌灵)特异性抑制土壤土著AMF,研究抑制AMF对玉米生长、Cd含量与累积量、土壤Cd淋溶流失的影响。结果表明:(1)施苯菌灵显著抑制土壤AMF生长,导致AMF侵染率、孢子数、土壤球囊霉素相关蛋白(Glomalin related soil protein,GRSP)含量显著降低;并显著影响玉米生长与矿质营养,玉米地上部生物量、叶绿素与磷含量增加,而地上部氮钾含量降低。(2)施苯菌灵促进Cd向玉米根部和地上部迁移,主要富集在玉米地上部,导致玉米地上部的Cd含量和累积量显著增加。(3)施苯菌灵导致10cm和20cm壤中流的Cd浓度显著增加。此外,土壤GRSP含量与玉米地上部Cd累积量和壤中流的Cd流失浓度均呈极显著负相关。研究结果表明,土壤土著AMF有助于抑制土壤Cd向植株地上部迁移,减少壤中流Cd的流失浓度,降低污染土壤–作物系统Cd的环境迁移。

UV-B辐射对元阳梯田水稻根系LMWOAs分泌量和根际微生物数量的影响

在元阳梯田地方水稻品种——白脚老粳的拔节孕穗期、抽穗扬花期和成熟期,通过小区实验研究不同UV-B辐射强度(0、5.0、10.0 k J·m^(-2))对水稻根系低分子量有机酸(LMWOAs)分泌量和根际7个类群微生物数量的影响,并对水稻LMWOAs分泌量和根际微生物数量进行相关分析。结果表明:UV-B辐射增强导致水稻根系草酸和琥珀酸分泌量增加,酒石酸和苹果酸分泌量下降。水稻根际细菌、真菌、自生固氮菌、纤维分解菌、无机磷细菌和钾细菌的数量均在成熟期最大,拔节孕穗期次之,抽穗扬花期最小;但放线菌数量在拔节孕穗期最大,抽穗扬花期次之,成熟期最小。UV-B辐射增强不改变根际微生物数量随生育期进程的动态变化规律,但导致水稻根际7个类群微生物的数量显著或极显著增加。水稻根系草酸分泌量与根际自生固氮菌、纤维分解菌数量呈显著正相关,琥珀酸分泌量与自生固氮菌数量呈显著正相关,与细菌、真菌、纤维分解菌、无机磷细菌和钾细菌数量呈极显著正相关。综上可知UV-B辐射增强影响大田水稻根际微生物的数量,与其改变水稻根系低分子量有机酸的分泌量密切相关。

大田条件下UV-B辐射对元阳梯田2个地方水稻品种硅、类黄酮和总酚含量的影响

云南元阳梯田稻田被认为是持续稳定稻田生态系统的典型代表。在元阳梯田原生环境中,通过大田试验,研究UV-B辐射(0、2.5、5.0、7.5kJ·m-2)增强对元阳梯田地方水稻白脚老粳和月亮谷的茎与叶硅含量、叶类黄酮和总酚含量的影响。结果表明:(1)UV-B辐射处理下,白脚老粳拔节期茎和叶的硅含量、月亮谷抽穗期茎的硅含量、拔节期和抽穗期叶的硅含量均显著增加。(2)UV-B辐射导致白脚老粳(除2.5kJ·m-2)和月亮谷抽穗期叶的类黄酮含量显著增加。(3)UV-B辐射导致白脚老粳分蘖期(除2.5kJ·m-2)、拔节期(除2.5kJ·m-2)和抽穗期叶的总酚含量均显著增加;月亮谷分蘖期和抽穗期(除2.5kJ·m-2)叶的总酚含量显著增加。(4)2个水稻品种叶的硅含量与类黄酮、总酚含量均呈极显著正相关。总体来看,UV-B辐射增强促进白脚老粳茎与叶硅含量、叶类黄酮和总酚含量的增加,其增加百分率高于月亮谷,表明白脚老粳和月亮谷对UV-B辐射的抗性有所不同。

土壤灭菌和杀真菌剂对紫花苜蓿生长和重金属累积的影响

以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,研究土壤灭菌和杀真菌剂(苯菌灵)对紫花苜蓿的生长、光合色素含量、部分抗氧化生理、重金属含量与累积量的影响。结果表明:土壤灭菌显著影响苜蓿的抗氧化生理,导致巯基含量减少54%,丙二醛含量增加44%;显著降低光合色素含量和植株的生长,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降27%、23%和30%,株高降低45%,地上部和地下部生物量分别减少74%和85%;土壤灭菌和施用苯菌灵均显著增加土壤有效Pb含量和苜蓿地下部Pb的含量,减少苜蓿地下部Zn的含量;土壤灭菌还显著增加苜蓿地上部Cd的含量;土壤灭菌极显著减少苜蓿对重金属的累积,植株Pb、Zn、Cd和Cu的累积量分别下降74%、78%、68%和76%;施用苯菌灵对苜蓿生长、抗氧化生理及重金属累积的影响均不显著。总之,完全消除土壤微生物明显降低了苜蓿对重金属的耐性与累积能力,土壤微生物对植物耐受重金属有重要作用。

水稻对UV-B辐射响应的敏感性差异

综述了UV-B辐射对水稻(Oryza sativa L.)的影响和水稻对UV-B辐射的抗性机制。UV-B辐射对水稻生长、叶片形态、生物量、产量、光合系统、病害等产生一定的影响。水稻对UV-B辐射的敏感性因子主要有CPD光解酶、UV-B吸收物质、抗氧化酶等。UV-B辐射使水稻叶片中产生了ROS,导致Rubisco酶降解,光合色素含量变化,抑制了光合作用,最终影响水稻籽粒形成和产量。水稻对UV-B辐射响应存在着品种差异,CPD光解酶编码基因的自然突变会引起水稻UV-B敏感性的差异,CPD光解酶活性是水稻对UV-B敏感性的关键因素。通过建立响应指数公式,对水稻UV-B响应敏感性的品种差异进行评估,存在品种差异的原因主要是基因、生长、生理、生育期和环境背景的差异。最后对UV-B辐射对水稻的影响、水稻对UV-B响应的差异及机理有待深入研究的方向进行了展望。

镉和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响

通过种子萌发和盆栽试验研究了镉(Cd)与UV-B辐射增强单独和复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响,结果表明:(1)Cd与UV-B单独或复合胁迫对冬小麦种子萌发率没有显著影响,但明显抑制冬小麦幼苗的生长,复合胁迫的抑制效应明显大于单一胁迫;(2)UV-B辐射增强导致冬小麦叶片的叶绿素含量显著或极显著下降,类黄酮含量极显著增加,Cd胁迫没有显著影响,且复合Cd胁迫后不加剧UV-B辐射对冬小麦叶片叶绿素和类黄酮含量的影响;(3)Cd与UV-B单独胁迫均导致冬小麦叶片的细胞膜透性极显著增大,Cd胁迫导致冬小麦叶片的MDA含量显著增加,且UV-B辐射加剧Cd胁迫对冬小麦叶片MDA含量的影响;(4)Cd+UV-B复合胁迫冬小麦植株地上部的Cd含量显著高于Cd单独胁迫。可见,Cd和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦生长和生理的影响存在协同效应。

灯盏花产黄酮内生真菌的筛选及其产黄酮能力的初步研究

通过黄酮类物质特异颜色反应和可见分光光度法,筛选产黄酮的灯盏花内生真菌,研究灯盏花产黄酮内生真菌在PDA和查氏培养基上的产黄酮能力。结果表明,28株灯盏花内生真菌中,7株菌的镁粉+浓盐酸、氯化铝、浓氨水3种颜色反应均呈阳性,能够产生黄酮。灯盏花产黄酮内生真菌的生长、菌丝体黄酮含量和产量在PDA培养基上均高于在查氏培养基上。7株灯盏花产黄酮内生真菌中,菌株ELF3-1和ERF3-1的生长较好,菌株ELF′3-1、ELF3-2和ERF3-1菌丝体黄酮含量较高,菌株ERF3-1菌丝体黄酮产量最高。

镉对铅锌矿区小花南芥根际真菌氢离子分泌的影响

采用液体培养法,研究镉(Cd)处理对云南会泽铅锌矿区小花南芥根际真菌氢离子分泌的影响,结果表明:(1)铅锌矿区小花南芥根际真菌氢离子分泌能力及其对Cd处理的响应在不同菌株间存在明显差异。(2)没有施加Cd处理,产酸能力强的真菌培养液pH值低至4.02,产酸能力弱的pH值高至8.45。(3)Cd处理导致产酸能力较弱的真菌培养液pH值显著下降(P<0.05),降幅最大达到3.81,培养液pH值与Cd浓度呈极显著负相关(P<0.01),表明Cd处理显著促进铅锌矿区小花南芥根际真菌分泌氢离子。

地方农业院校大学生环境价值观与伦理观调查与分析

采用问卷调查的方式,对云南农业大学1077名在校大学生的环境价值与伦理观进行了调查与分析,结果表明:(1)云南农业大学学生环境价值观呈多元化,持"人类中心主义"、"动物中心主义"、"生物中心主义"和"生态中心主义"的学生比例分别为24%、25%、21%和31%。(2)50%-87%的学生认同"不同地域公平",67%-100%的学生赞同"代际公平"的可持续发展环境伦理观,54%-83%的学生"非常关心,热爱并敬畏大自然",对环境价值的构成认识较好。(3)部分年级专业的学生中,20%-38%和18%-30%分别持有"地域不公平"和"代际不公平"的环境伦理观,20%-38%和18%-30%的学生持有"不同地域和代际"不公平发展的环境伦理观,20%-32%的学生只关心身边的环境,33%-52%和36%-64%的学生持有"牺牲环境来发展经济"和"不愿意付出自身利益以保护环境"的认识。(4)学生的环境价值观和伦理观存在专业与年级间的差异。

UV-B与植物DNA:损伤与修复

臭氧衰减导致地表紫外辐射增强,而紫外线辐射对植物表皮细胞的DNA具有损害作用,可导致环丁烷嘧啶二聚体和6,4-光产物的形成。植物DNA对UV-B辐射的响应具有一定的敏感性,这种敏感性与不同的UV-B辐射剂量和不同植物细胞的原生质体有关,表现出一定的剂量—效应关系。植物可以通过多种途径来修复紫外诱导的DNA损伤,主要包括光修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复和重组修复等。DNA的修复能力与紫外辐射的剂量在一定程度上呈正相关。概述了对紫外辐射引起的DNA损伤、植物DNA对UV-B辐射响应的敏感性、损伤的修复和未来的研究方向。

灯盏花产黄酮内生放线菌筛选及产黄酮能力的初步研究

通过黄酮类物质特异颜色反应和可见分光光度法,筛选产黄酮的灯盏花内生放线菌,研究灯盏花产黄酮内生放线菌在PDA、高氏1号和淀粉3种培养基上的产黄酮能力。结果表明:59株灯盏花内生放线菌中,8株菌的镁粉+浓盐酸、氯化铝、浓氨水3种颜色反应均成阳性,能够产生黄酮。形态学观察初步鉴定这8株菌均为链霉菌属(Streptomyces)。3种培养基中,在PDA培养基上灯盏花产黄酮内生放线菌的菌丝体生物量、黄酮含量和产量较高。8株灯盏花产黄酮内生放线菌中,菌株RA′1-7生长较好,菌株ELA′3-2和RA2-1菌丝体黄酮含量较高,菌株ELA′3-2菌丝体黄酮产量较高。

地方农科院校环境工程硕士研究生人才培养模式探讨

以地方农科院校云南农业大学的环境工程专业为例,结合该校环境科学与工程学科的特点,从专业主要研究方向、教学内容和课程设置,分析并探讨环境工程专业硕士研究生的培养方案和培养模式。提出导师团队负责制的研究生培养方式,组建研究生学习与讨论团队,建立鼓励硕士研究生积极参加院校学术活动的制度,以提高环境工程专业硕士研究生专业知识、学术修养和综合素质,为国家和地方的经济发展与环境保护输送合格的环境工程专业高级人才。

作物对增强UV-B辐射的响应及调控对策

就增强UV-B辐射对作物生长、生物量、产量、品质等方面的影响,对作物响应的种内、种间差异及相应的调控措施进行了论述。

紫外辐射增强对4个割手密无性系(Saccharum spontaneum L.)叶片附生真菌数量的影响

采用大田试验方法,研究了模拟紫外辐射(UV-B,280～310 nm)增强对4个UV-B辐射敏感性不同的割手密无性系叶片附生真菌数量的影响。结果表明,UV-B耐性割手密无系性92-11叶片附生真菌数量较少,UV-B辐射增强减少了4个割手密无性系叶片附生真菌的数量。

紫外辐射增强对灯盏花内生细菌的影响初探

灯盏花根茎叶表面消毒法后,采用稀释平板法分离灯盏花根茎叶中的内生细菌,对分离菌株进行革兰染色和芽胞染色,结果表明:灯盏花根内生细菌的数量显著或极显著多于叶和茎,紫外辐射极显著减少灯盏花叶和茎中内生细菌的数量。76%和54%的灯盏花内生细菌为G+细菌和含芽胞的细菌,紫外辐射增加灯盏花叶和茎中内生G+细菌和含芽胞细菌的比例。

UV-B辐射和稻瘟病菌胁迫对水稻幼苗苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量的影响

本文通过盆栽试验研究增强UV-B辐射和稻瘟病菌联合作用对水稻幼苗叶片苯丙氨酸解氨酶活性(PAL)和类黄酮含量的影响。试验采用3个UV-B辐射强度(2.5kJ·m-2、5.0kJ·m-2和7.5kJ·m-2)、2个稻瘟病菌生理小种(Y98-16T和Y99-63C)对水稻(品种为"黄壳糯"和"合系41")幼苗叶片进行处理,测定水稻幼苗苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量的变化。结果表明:"黄壳糯"幼苗叶片苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量在2.5kJ·m-2和5.0kJ·m-2UV-B辐射条件下显著增加,而在7.5kJ·m-2UV-B辐射条件下显著降低;2.5～7.5kJ·m-2UV-B辐射导致"合系41"的类黄酮含量显著增加,5.0kJ·m-2UV-B辐射导致"合系41"的苯丙氨酸解氨酶活性显著增加,其他UV-B辐射条件下"合系41"的苯丙氨酸解氨酶活性增加不显著。接种稻瘟病菌Y98-16T导致"合系41"的苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量显著增加,"黄壳糯"的苯丙氨酸解氨酶活性降低,类黄酮含量增加;而接种稻瘟病菌Y99-63C显著降低了"黄壳糯"和"合系41"的苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量。UV-B辐射和稻瘟病菌联合作用导致"黄壳糯"苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量总体表现出降低的趋势,而"合系41"苯丙氨酸解氨酶活性和类黄酮含量一定程度上具有稳定或上升的趋势。总的来讲,UV-B辐射和稻瘟病菌联合作用导致"黄壳糯"敏感性增加,而"合系41"抗性增强。

增强UV-B辐射对作物生理代谢、DNA和蛋白质的影响研究进展

大气平流层的臭氧层逐渐破坏导致太阳辐射中抵达地球表面的UV-B辐射增加,对作物产生不同程度的影响.本文讨论了UV-B辐射增强对作物生理代谢、DNA损伤和蛋白质含量的影响.UV-B辐射增强,作物叶片类黄酮含量增加、叶绿素含量降低、光合作用减弱,同时UV-B辐射诱致基因活性变化,导致DNA损伤和蛋白质含量的改变.

镉胁迫对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌物的影响

通过盆栽试验,研究了不同Cd质量分数(0、50、100、200 mg.kg-1)对续断菊Sonchus asper L.Hill.根系分泌总有机酸、游离氨基酸、可溶性糖的影响,旨在探明根系分泌物对续断菊超积累Cd的影响。结果表明:Cd胁迫下续断菊根系分泌总有机酸、游离氨基酸和可溶性糖的质量浓度显著增加,同时,总有机酸、可溶性糖和游离氨基酸又促进了植株对Cd的吸收。随着Cd处理质量分数的增加,续断菊地上部和根部镉质量分数显著增加,90 d时续断菊地上部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度呈极显著正相关,相关系数分别为0.999(P<0.01)和0.995(P<0.01),根部镉质量分数与可溶性糖、游离氨基酸的质量浓度也呈显著正相关,相关系数分别为0.998(P<0.01)和0.987(P<0.05);Cd对续断菊根系可溶性糖的分泌、游离氨基酸的合成有刺激作用,根系分泌的可溶性糖和游离氨基酸可能在续断菊累积镉的过程中有重要作用。