镉-乙草胺胁迫对蚯蚓-土壤-玉米系统的影响

重金属与农药复合型污染成为重要的环境问题之一,然而当前关于两者共同作用对蚯蚓-土壤-植物系统的影响研究还很少。为了探讨镉-乙草胺复合污染对蚯蚓-土壤-玉米农田系统的生态毒理效应和生态过程的影响,本研究通过室内模拟试验,从镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓生理响应、土壤理化性质及玉米形态特征等变化,探讨两者复合污染对玉米生长的影响机制。结果表明:1)随着处理时间的延长,镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓体内SOD活性呈先降低再升高的趋势,而MDA含量呈先升高后降低的趋势;复合胁迫处理第2 d和50 d时,20~30 cm土层的蚯蚓数量占所有土层蚯蚓总量百分比比对照分别增加1.34倍和1.14倍,蚯蚓对镉-乙草胺复合污染作出规避效应而向深层土壤迁移。2)镉-乙草胺复合胁迫下土壤有机质和速效磷含量与处理时间、处理方式、污染物无关,随着处理时间的延长,土壤碱解氮含量呈先显著降低后升高的趋势。3)处理第50 d,30 mg·kg^(-1)镉、200 mg·kg^(-1)乙草胺及30 mg·kg^(-1)镉+200 mg·kg^(-1)乙草胺处理组玉米根数均显著低于对照,抑制率分别为23.21%、42.86%和50.00%,玉米生物量与株高呈相同趋势,即30 mg·kg^(-1)镉处理>200 mg·kg^(-1)乙草胺处理>30 mg·kg^(-1)镉+200 mg·kg^(-1)乙草胺处理。相关分析表明,两种污染物除对蚯蚓SOD活性产生拮抗效应外,对蚯蚓MDA、土壤养分与玉米生长指标均不存在交互作用。本研究得出镉-乙草胺复合污染促进蚯蚓向下迁移影响其垂直分布,并且可以通过改变土壤营养元素含量最终抑制玉米的生长。

蚯蚓介导下镉胁迫对土壤理化性质和玉米生长的影响

为了探讨重金属如何驱动土壤动物的行为(垂直分布)进而影响土壤理化性质与作物生长,以赤子爱胜蚓为研究动物,利用室内模拟实验系统研究了镉胁迫下蚯蚓的生理响应、趋避行为及其对玉米生长的影响.结果表明,土壤镉污染影响了蚯蚓生理特征,总体上造成蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)活性下降而脂质过氧化产物(MDA)含量增加,这种不利效应导致蚯蚓作出了趋避响应,表现出向土壤深层分布的趋势.例如,处理第50 d,10 mg·kg^-1和30 mg·kg^-1镉处理组表层(0—10 cm)蚯蚓数量分别下降19.73%和22.17%,且其垂直分布与蚯蚓体内SOD活性显著负相关、与MDA含量显著正相关.蚯蚓垂直分布还改变了土壤有机质、碱解氮与速效磷含量,处理第50 d,30 mg·kg^-1镉处理组土壤中有机质、碱解氮、速效磷含量较对照组分别增加29.24%、15.50%、17.37%,且与蚯蚓分布数量极显著正相关.此外,玉米生物量和株高与土壤碱解氮、有机质、速效磷含量之间显著正相关.因此,土壤镉胁迫改变了蚯蚓的垂直分布,其行为变化改善了深层土壤营养状况(植物根系主要分布区),促进了玉米苗的生长,本研究成果可为镉污染对土壤生态系统的生态风险性评价提供新的实验依据和数据支撑.

乙草胺胁迫下蚯蚓活动对土壤-作物系统影响研究

随着乙草胺的大量使用,其在土壤中的残留量不断增加,严重危害了土壤动物正常生存,蚯蚓尤其如此。蚯蚓对土壤环境质量和作物生长具有明显的改善和促进作用,而乙草胺通过危害土壤动物可能影响作物的产量。为了验证该假设,本研究建立了土壤-蚯蚓-玉米人工控制系统,探讨乙草胺对该系统蚯蚓生理和行为、土壤理化性质及作物生长的影响。研究表明:随着处理浓度的增加,蚯蚓体内SOD呈下降趋势,而MDA呈上升趋势,且于第25 d呈显著正相关;随着处理时间的延长,蚯蚓表现出从表层(0~10 cm)向深处(10~30 cm)迁移的趋势;蚯蚓分层的行为影响了土壤质量,造成深层土壤有机质和碱解氮含量逐渐上升,表层下降;乙草胺胁迫下土壤营养条件下降,玉米株高随着乙草胺浓度的增加而下降。该研究证实,乙草胺除了通过降低地表杂草生存能力、促进作物生长外,还能通过影响土壤动物的生理和行为最终抑制作物的生长,本研究成果可为乙草胺污染对土壤生态系统的生态风险性评估提供数据支撑。

基于教学–科研有机融合的环境类复合型人才培养模式探讨—以云南大学环境科学专业建设为例

高等院校中教师的科研活动如何有效地融入到教学过程,实现科研反哺教学以提高课程建设的水平,是目前国内创新人才培养、精英(菁英)教育面临的重要任务。本文基于教学–科研有机融合,结合国家大政方针、云南区域发展需求与学校特色、学科建设等方面,从教学内容的优化与整合、多元化案例教学设计的项目导入式教学方式、学生主动性学习模式三个方面探讨教学–科研有机融合在环境科学专业建设中的应用,以期对提高教师教学质量、激发学生学习兴趣有所启示,并为环境类专业复合型人才培养模式提供一定的借鉴。

滇池流域农业虚拟水核算研究

计算比较了滇池流域包括农作物、养殖业、苗圃、科技示范园、休闲农家乐及蔬菜加工等在内的14种农业类型的单位净产值虚拟水。研究发现,单位产值所需虚拟水最多的是休闲农家乐,最少的是蔬菜加工业,其它农业类型单位产值虚拟水消耗量之间差异度较小。运用虚拟水理论核算出不同农业类型的单位产值虚拟水需求量,可以将有限的水资源投入到低耗水的农业产品,进口高水耗农业产品,优化区域农业产业布局,降低水资源的消耗,从而缓解区域水资源压力,实现水资源的优化配置。

煤矸石堆存区砷污染土壤修复效应研究

本文以大青山煤田九峰山矿区煤矸石堆砷污染土壤为研究对象,通过培育乡土种酸模叶蓼与农作物高粱、玉米、大豆进行间种,分析植物中砷含量及土壤中砷含量,探究间作系统对洗煤厂污染土壤的修复效应。研究结果表明:供试土壤砷含量高于区域背景值,邻近《农用地土壤污染风险管控标准》GB15618-2018中风险管控值标准,对农产品质量存在安全风险;砷根是供试植株内最明显的富集器官,不同植物茎叶吸附量存在差异;供试农作物与酸模叶蓼间种能降低农作物对砷的富集量;不同种植方式下土壤铬含量有一定差异,其中酸模叶蓼与玉米间种对土壤中砷的减少效果较为显著。