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离子组学挖掘影响小麦镉吸收和转运的关键营养元素

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生态与农村环境学报 2025年

作者：王羽茜史高玲樊广萍范新会姜海波陈未童非刘丽珠李江叶高岩周东美南京农业大学资源与环境科学学院国家农业环境六合观测实验站/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室/江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏省耕地质量与农业环境保护站南京大学环境学院

为解析影响小麦镉（Cd）吸收和转运的关键营养元素，通过水培试验，研究了不同浓度Cd处理下10个品种小麦幼苗体内离子组（Cd、Fe、Mn、Cu、Zn、P、S、K、Ca、Mg）的变化特征、及其与小麦Cd吸收和转运的关系。结果显示，与对照相比，5 μ... 详细信息

为解析影响小麦镉（Cd）吸收和转运的关键营养元素，通过水培试验，研究了不同浓度Cd处理下10个品种小麦幼苗体内离子组（Cd、Fe、Mn、Cu、Zn、P、S、K、Ca、Mg）的变化特征、及其与小麦Cd吸收和转运的关系。结果显示，与对照相比，5 μmol/L Cd（低浓度）处理9天对小麦根系和地上部生长无显著影响，而20 μmol/L Cd（高浓度）处理则显著抑制小麦生长。小麦根系Cd吸收及根系向地上部Cd转运均存在显著的品种间差异，低浓度Cd处理下，小麦根系Cd吸收和转运的品种间最大差异分别为1.58倍、1.95倍，且这种差异在高浓度Cd处理下进一步扩大至2.15倍、2.44倍。与低浓度Cd处理相比，高浓度Cd处理不同程度地改变了部分小麦品种根系和地上部营养元素的含量，且小麦Cd吸收和转运与营养元素间的相关性在低浓度和高浓度Cd处理间存在差异，表明Cd胁迫干扰了植物体内离子网络构成。相关性分析和冗余分析得出，5 μmol/L Cd处理下，植物体内Zn、P、Mg三种元素是影响小麦Cd吸收和转运的主要营养元素，而20 μmol/L Cd处理下，除了Zn、P、Mg之外，S、Mn、Fe、K等元素也对小麦Cd的吸收和转运具有显著贡献。这些结果表明，影响小麦Cd吸收和转运的关键营养元素种类与小麦受到的Cd胁迫程度相关，除了Zn、P、Mg三种关键元素之外，高浓度Cd处理还会引起植物体内S、Mn、Fe、K的变化，以调整小麦体内生理生化过程适应Cd胁迫环境。

关键词：小麦镉离子组学吸收转运

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铁锰硅对凤眼莲生物质结构的影响

光谱学与光谱分析 2011年第4期31卷 1087-1091页

作者：武少伟朱端卫周文兵邓丽华中农业大学微量元素研究中心植物营养与生态环境研究室农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室湖北武汉430070

分析了Fe,Mn,Si元素培养条件下凤眼莲(Eichhornia crassipes)秸秆不同部位的Fe,Mn,Si元素含量、吸附位点数以及重要官能团组成。结果表明,Mn和Si能提升生物质的酸性位点数,Mn的作用尤其明显,而铁降低生物质的酸性位点数;在铁、锰及其组... 详细信息

分析了Fe,Mn,Si元素培养条件下凤眼莲(Eichhornia crassipes)秸秆不同部位的Fe,Mn,Si元素含量、吸附位点数以及重要官能团组成。结果表明,Mn和Si能提升生物质的酸性位点数,Mn的作用尤其明显,而铁降低生物质的酸性位点数;在铁、锰及其组合处理后,凤眼莲秸秆三个部位的酸性位点数顺序为根>茎>叶,Si处理的效果与前者相反,为叶>茎>根。各处理碱性位点数总体小于酸性位点数,且在根、茎、叶三部位的分布差异不大。Mn和Si处理能促使凤眼莲秸秆含更多的木质素、果胶、木聚糖(半纤维素)等非晶型物质,这些物质含量的提高会导致相应的生物质材料具有更多的—OH,—COOH等官能团,提高其酸性位点。

关键词：凤眼莲铁锰硅吸附位点官能团

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新疆不同连作年限棉田土壤健康评价

植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 112-124页

作者：陈逸朋李鑫王军葛体达薛娜娜李方方黄敏黄亚萍张文菊武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081 宁波大学植物病毒学研究所/省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室浙江宁波315211 新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052

【目的】从土壤性质和微生物群落结构评价新疆地区连作棉花土壤的健康状况,为该区棉花连作生态防治和土壤健康管理提供科学依据。【方法】采集了新疆喀什地区伽师县连作年限在5、7、12、20、25、30年的棉田土壤样品,分析土壤理化性质、... 详细信息

【目的】从土壤性质和微生物群落结构评价新疆地区连作棉花土壤的健康状况,为该区棉花连作生态防治和土壤健康管理提供科学依据。【方法】采集了新疆喀什地区伽师县连作年限在5、7、12、20、25、30年的棉田土壤样品,分析土壤理化性质、胞外酶活性、微生物群落组成和真菌病原体丰度,运用主成分分析法构建最小数据集,以土壤健康指数面积法(SHI-area)评估土壤健康状况,并探讨植物病原体与土壤健康之间的关联性。【结果】随着连作年限的增加,棉田土壤电导率和盐度呈升高趋势,微量元素铁和锰以及与碳、氮和磷循环相关的β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶活性随着连作年限的增加而增加。土壤微生物多样性受连作年限的显著影响,其中在连作7年的棉田土壤微生物α多样性较低。经主成分分析筛选,得到全氮、β-葡萄糖苷酶、有效锰、盐度和真菌α多样性(Simpson指数) 5个指标为土壤健康评价的最小数据集。基于该数据集计算得到的土壤健康指数,随连作年限的增加呈先下降(SHIY7=0.07)再逐渐恢复的趋势,在20年恢复到最高点(SHIY20=0.53),但没有超过连作5年时的水平(SHIY5=0.58)。植物真菌病原体丰度与最小数据集计算的土壤健康指数之间呈显著负相关(y=-0.0727x+0.561,R2=0.46,P=0.002)。相关分析表明,全氮含量是影响植物病原体丰度的极显著因素(R=-0.912,P植物病原体数量受全氮的抑制而降低,全氮含量随着连作年限的增加,是土壤健康指数恢复性提升的最显著影响因子。电导率和盐度的不断提升也是需要关注并检测的一个指标。

关键词：棉花连作土壤养分胞外酶活性微生物群落土壤健康指数

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掺硼铁氧化物在紫外-可见光下的催化性能

环境科学学报 2011年第9期31卷 1894-1899页

作者：胡珊刘广龙朱端卫廖水姣农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室华中农业大学微量元素研究中心植物营养与生态研究室武汉430070

采用溶胶凝胶法制备不同掺硼量的针铁矿和赤铁矿催化剂,并用X射线衍射图谱(XRD)、比表面积(BET法)、紫外可见漫反射光谱(DRS)及电荷零点(盐滴定法)对催化剂进行表征.结果表明:硼掺杂能改变催化剂的晶体结构,增大其比表面积和Lewis表面酸... 详细信息

采用溶胶凝胶法制备不同掺硼量的针铁矿和赤铁矿催化剂,并用X射线衍射图谱(XRD)、比表面积(BET法)、紫外可见漫反射光谱(DRS)及电荷零点(盐滴定法)对催化剂进行表征.结果表明:硼掺杂能改变催化剂的晶体结构,增大其比表面积和Lewis表面酸度,并能提高催化剂的紫外-可见光活性.在紫外光下,掺硼质量分数2%的赤铁矿对甲基橙的降解率最高,达到29.1%;在可见光下,掺硼质量分数为2%的针铁矿对甲基橙的降解率为17.3%,降解效果最好.

关键词：针铁矿赤铁矿硼掺杂甲基橙光降解

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林荫银莲花组培苗生根培养基的优化

华中农业大学学报 2010年第4期29卷 508-512页

作者：王俊朱端卫杨特武辛龙耿明建华中农业大学植物营养与生态环境研究室/华中农业大学微量元素研究中心/农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室武汉430070

以药用植物林荫银莲花不定芽组培苗为试验材料,研究培养基添加不同植物激素、不同质量浓度蔗糖和活性炭对组培苗生根的影响。结果表明:以1/2 MS为基本培养基,添加0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA,30 g/L蔗糖作为碳源,另加入1.0 g/L活性炭,培... 详细信息

以药用植物林荫银莲花不定芽组培苗为试验材料,研究培养基添加不同植物激素、不同质量浓度蔗糖和活性炭对组培苗生根的影响。结果表明:以1/2 MS为基本培养基,添加0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA,30 g/L蔗糖作为碳源,另加入1.0 g/L活性炭,培养55 d后,林荫银莲花组培苗的生根率为93.9%,平均根条数为10.5,根长最长达1.73 cm,根较粗且褐化轻微。

关键词：林荫银莲花组培苗生根培养基植物激素蔗糖活性炭

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再生稻稻米品质研究进展

中国水稻科学 2025年第1期39卷 33-46页

作者：肖无为朱辰光王飞熊栋梁黄见良彭少兵崔克辉作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院武汉430070

再生稻是一种绿色高效的种植模式,对提高水稻种植效益和保障我国粮食安全具有重要意义,具有广阔发展前景。再生稻头季和再生季生长环境以及栽培管理措施不同,导致头季和再生季稻米品质有显著差异,再生季稻米品质通常优于头季稻米。再生... 详细信息

再生稻是一种绿色高效的种植模式,对提高水稻种植效益和保障我国粮食安全具有重要意义,具有广阔发展前景。再生稻头季和再生季生长环境以及栽培管理措施不同,导致头季和再生季稻米品质有显著差异,再生季稻米品质通常优于头季稻米。再生特性、环境温度、水肥管理等都可通过调控源库关系、灌浆过程、籽粒营养物质合成、淀粉粒物理化学特征等影响稻米品质形成。目前虽然已经从再生力和产量角度选育了一批适宜作再生稻种植的优质高产水稻品种,但提高再生稻头季和再生季稻米品质仍然是制约再生稻发展的一个重要因子。本文简要介绍了再生稻头季和再生季稻米品质特征及其差异,结合稻米品质形成的过程及影响因素,分析了影响再生稻稻米品质的因素及栽培调控措施,旨在为再生稻优质高产发展提供理论基础。

关键词：再生稻稻米品质再生特性温度栽培措施

有机水溶肥通过有机碳用量调控玉米生长状况的研究

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生态产业科学与磷氟工程 2025年第2期 105-112+122页

作者：邓汪览冯固陈王尊中国农业大学资源与环境学院

在合适的土壤供磷强度下（10～20 mg/kg），以玉米为供试植物，选用9种不同类型的有机水溶肥以及5个碳用量梯度（0、RC （厂家推荐用量）、60、240、600 mg），分析相同类型有机水溶肥在不同碳用量梯度条件下及不同类型有机水溶肥在相... 详细信息

在合适的土壤供磷强度下（10～20 mg/kg），以玉米为供试植物，选用9种不同类型的有机水溶肥以及5个碳用量梯度（0、RC （厂家推荐用量）、60、240、600 mg），分析相同类型有机水溶肥在不同碳用量梯度条件下及不同类型有机水溶肥在相同碳用量条件下玉米生长状况、土壤有效磷含量的变化情况。结果表明：不同碳用量处理对玉米生长均存在促生效应，提高了土壤有效磷含量，改善了玉米氮磷钾营养状况，促进了植物生长。不同类型有机水溶肥在相同碳用量条件下尽管施入土壤的氮磷元素量不同，但对玉米促生作用不存在显著差异，表明有机水溶肥发挥肥效的主要成分并非氮磷元素，而是水溶性有机碳；不同类型有机水溶肥在相同碳用量条件下对土壤磷有效性的影响存在显著差异，表明水溶性有机碳类型影响土壤磷素转化过程。相同类型有机水溶肥在不同碳用量条件下对玉米促生作用存在显著差异，随土壤碳用量升高表现为先增强后不变的趋势，有机碳施用量为土壤有效磷含量的2倍时效果最佳。

关键词：有机水溶肥土壤有效磷水溶性有机碳

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硼掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展

材料导报 2010年第21期24卷 134-138页

作者：胡珊刘广龙朱端卫廖水姣华中农业大学植物营养与生态环境研究室农业部农业资源与环境重点开放实验室武汉430070

硼掺杂TiO2光催化剂已成为非金属掺杂材料研究的热点之一。简要介绍了B掺杂TiO2的制备方法,集中论述了B在TiO2晶格中的掺杂状态、形貌及其光催化活性机理。B掺杂TiO2粉末的制备方法主要有溶胶-凝胶法、机械-化学法、离子植入法、水热合... 详细信息

硼掺杂TiO2光催化剂已成为非金属掺杂材料研究的热点之一。简要介绍了B掺杂TiO2的制备方法,集中论述了B在TiO2晶格中的掺杂状态、形貌及其光催化活性机理。B掺杂TiO2粉末的制备方法主要有溶胶-凝胶法、机械-化学法、离子植入法、水热合成法、电化学沉积法和气溶胶辅助流法。在掺杂状态上,B在TiO2晶格中主要以替代O方式存在。B掺杂后,TiO2的带隙能、晶相都发生了不同程度的变化,由此产生的Lewis酸性位点、氧空位以及电子转移方式的变化可能是导致B掺杂TiO2光催化效率提高的原因。最后指出了B掺杂TiO2研究中有待解决的问题。

关键词：光催化硼掺杂 TiO2 晶体结构

武汉市城郊区集约化露天菜地生产系统硝态氮淋溶迁移规律研究

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植物营养与肥料学报 2012年第3期18卷 637-644页

作者：崔敏胡承孝 Di Hong Jie 孙学成谭启玲张木华中农业大学微量元素研究中心华中农业大学资源与环境学院农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室湖北武汉430070 Center for Soil and Environment Research Lincoln University

以武汉市及其周边区域的典型露天菜地为研究对象,对菜地土壤、土壤溶液及菜地附近井水中硝态氮(NO3--N)含量进行了周年监测分析。结果表明,菜地土壤100 cm内各土层NO3--N平均含量为11.2 mg/kg,其中0—20 cm土壤剖面NO3--N含量为21.1 mg/... 详细信息

以武汉市及其周边区域的典型露天菜地为研究对象,对菜地土壤、土壤溶液及菜地附近井水中硝态氮(NO3--N)含量进行了周年监测分析。结果表明,菜地土壤100 cm内各土层NO3--N平均含量为11.2 mg/kg,其中0—20 cm土壤剖面NO3--N含量为21.1 mg/kg;60 cm深度处土壤溶液中NO3--N含量为27.5 mg/L;井水中NO3--N含量为19.6～39.8 mg/L,其含量是饮用水安全标准的2～4倍。由此说明,武汉城郊菜地土壤NO3--N淋失量较大,已造成地下水NO3--N污染;且硝酸盐淋失量随着氮肥施用量和水分输入量的增加而增大,与种植蔬菜的种类有一定相关关系;由于土壤理化性质不同,土壤硝酸盐含量在正常范围内并且尚能够安全种植作物时,地下水可能已受到严重的污染,这种情况在砂性土壤中表现更为明显。本文的研究为科学评价露天菜地土壤和地下水NO3--N污染提供了科学理论依据。

关键词：硝态氮菜地氮素淋失地下水污染