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叶面喷施蔗糖降低水稻幼苗镉含量机制

农业环境科学学报 2024年

作者：孔维勇王晓丽王常荣薛卫杰郎耀臻火兴宇黄永春农业农村部环境保护科研监测所

为降低镉在水稻中累积且易随食物链迁移给人体健康造成的威胁。本文利用水培试验探讨了叶面喷施蔗糖调控水稻幼苗镉吸收和转运的潜在机制。结果表明：连续喷施3次浓度为1.0 g·L-1蔗糖后幼苗地上部和根部Cd含量分别显著降低了26.7%和22... 详细信息

为降低镉在水稻中累积且易随食物链迁移给人体健康造成的威胁。本文利用水培试验探讨了叶面喷施蔗糖调控水稻幼苗镉吸收和转运的潜在机制。结果表明：连续喷施3次浓度为1.0 g·L-1蔗糖后幼苗地上部和根部Cd含量分别显著降低了26.7%和22.0%。同时，地上部和根部丙酮酸含量分别显著增加11.8%、23.6%，α-酮戊二酸含量分别显著增加27.5%和35.3%，谷氨酸含量分别显著增加165.3%和40.3%。幼苗地上部和根部难溶态Cd分别显著增加63.7%和33.0%。幼苗根部与镉吸收、转运相关的基因OsNramp1、OsNramp5、OsHMA2分别显著下调19.0%、78.8%、16.3%。此外，喷施蔗糖后水稻幼苗地上部SOD、CAT、POD活性分别显著提高66.9%、21.4%和23.6%。结果表明，喷施蔗糖促进了幼苗地上部和根部丙酮酸和α-酮戊二酸生物合成，增加了谷氨酸生物含量。谷氨酸与根部和茎叶中镉螯合增加了幼苗中难容态镉含量，减少了镉从根部向地上部转运缓解了镉胁迫。

关键词：水稻镉蔗糖基因表达氨基酸

中国生物多样性保护政策的共同要素、不足和优化建议

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生物多样性 2024年第5期32卷 31-39页

作者：鄢德奎福州大学环境与资源保护法研究所福州350108

中央政府已经推出了多项生物多样性保护政策,对全面提升生物多样性保护水平起到了良好的规范作用,但是关于生物多样性保护的内容规定相对宏观。对此,部分地方政府相继出台了各自的生物多样性保护政策。通过梳理40份地方生物多样性保护... 详细信息

中央政府已经推出了多项生物多样性保护政策,对全面提升生物多样性保护水平起到了良好的规范作用,但是关于生物多样性保护的内容规定相对宏观。对此,部分地方政府相继出台了各自的生物多样性保护政策。通过梳理40份地方生物多样性保护政策的文本内容发现:(1)各地政策的共同要素包括调查、监测、评估,优化保护空间,监督管理和保障措施;(2)部分省市的规定具有一定的特色,为生物多样性保护提供了具体的实施方案;(3)多数省市的政策还存在着调查、监测、评估避重就轻,保护与发展对立思路主导空间划定,监督管理措施相对单一,保障措施缺乏针对性和有效性。基于此,建议未来完善生物多样性保护政策时考虑:(1)建立有效的生物多样性调查、监测、评估机制;(2)生物资源保护空间划定融入可持续发展理念;(3)构建多元完善的生物多样性监督管理机制;(4)因地制宜建立完善保障措施。

关键词：生物多样性保护监督管理自然保护地生态廊道可持续发展

镁渣基多孔材料的制备及其对废水中Pb^(2+)的吸附性能

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化工进展 2024年第4期43卷 2126-2134页

作者：路广军韩晋钢陈英马志斌山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006

以镁渣为原料,通过添加复合激发剂与发泡剂制备镁渣基多孔材料(MSBPM)。首先,研究了水玻璃模数、碱掺量、发泡剂掺量和焙烧温度对MSBPM力学性能及吸附性能的影响,利用扫描电子显微镜对MSBPM的表观形貌和孔隙率进行了观察和分析。其次,... 详细信息

以镁渣为原料,通过添加复合激发剂与发泡剂制备镁渣基多孔材料(MSBPM)。首先,研究了水玻璃模数、碱掺量、发泡剂掺量和焙烧温度对MSBPM力学性能及吸附性能的影响,利用扫描电子显微镜对MSBPM的表观形貌和孔隙率进行了观察和分析。其次,研究了MSBPM对Pb^(2+)的吸附性能,探究吸附剂投加量、溶液初始浓度、pH、吸附时间以及温度等参数对吸附性能的影响。结果表明:当发泡剂掺量为8%、碱掺量为10%、模数为1.3时,MSBPM对Pb^(2+)的吸附性能最佳,饱和吸附量达到303.95mg/g,相较于原镁渣提高了27%,此时抗压强度为2.84MPa。当Pb^(2+)初始浓度为500mg/L时,每升废水仅需3.4g吸附剂即可使Pb^(2+)的去除率达到99%以上,吸附过程为单层化学吸附,符合拟二级动力学模型。

关键词：镁渣碱激发多孔材料吸附性能

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府河-白洋淀河湖系统沉积物重金属生态风险评估

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环境科学学报 2024年第3期44卷 167-176页

作者：张覃赵亚娴杨永郭伟臣岳亚萍徐静生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所国家生态环境保护污染物计量和标准样品研究重点实验室北京100029

河湖交错区是白洋淀流域重金属输入湖泊的主要通道,也是流域内重金属富集的高风险区,明晰河湖系统梯度下沉积物重金属污染情况的空间分布特征对白洋淀的水生态安全至关重要.本研究于2022年7月采集白洋淀河湖系统不同区域(府河下游、河... 详细信息

河湖交错区是白洋淀流域重金属输入湖泊的主要通道,也是流域内重金属富集的高风险区,明晰河湖系统梯度下沉积物重金属污染情况的空间分布特征对白洋淀的水生态安全至关重要.本研究于2022年7月采集白洋淀河湖系统不同区域(府河下游、河湖交错区及淀区)共18份沉积物样品,测定了6种重金属(Cd、Pb、Cu、Cr、Ni和Zn)含量,采用BCR三步提取法对各区域6种重金属元素进行赋存形态分析,并利用地累积指数法(Igeo)、潜在生态风险指数法(RI)和风险评估编码法(RAC)对白洋淀河湖系统各区域进行污染评估及生态风险评价.结果显示,府河-白洋淀河湖系统沉积物重金属含量由高到低依次为Zn>Cr>Ni>Cu>Pb>Cd,且6种重金属含量均呈现出河湖交错区最高,府河次之,淀区最低的趋势,这可能是由于河流流速相对较高,重金属无法在此大量沉积,流经河湖交错区后水流速度降低,大量由河流输入的重金属在此沉降汇集至表层沉积物.Cd元素的弱酸提取态(F1)占比最高,其含量虽低,但生物有效性较高.Pb元素的可还原态(F2)占比最高,其余4种重金属元素均以残渣态(F4)为主,生物有效性低.多种风险评价结果均显示,白洋淀河湖系统整体污染水平较低,其中,淀区的潜在生态风险水平为低风险,而河湖交错区为高风险;Cd元素潜在生态风险水平和生物有效性较高,其余5种重金属元素潜在生态风险和生物有效性为中等和偏低水平.研究结果表明,白洋淀河湖系统重金属污染治理应关注重点区域河湖交错区,且重视金属元素Cd的生态风险.

关键词：白洋淀河湖交错区重金属空间分布风险评估

四溴联苯醚通过溶酶体-内源性和外源性凋亡通路诱导褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)细胞凋亡

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中国环境科学 2024年第1期44卷 528-536页

作者：王钊宁曹赛刘倩崔馨逸周斌王悠周仲元中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 青岛市环境保护科学研究院山东青岛266003 崂山实验室山东青岛266071

实验生态条件下研究褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)对四溴联苯醚(BDE-47)胁迫的响应.从转录组水平分析差异基因和富集通路,并对关键基因蛋白进行验证,以期揭示胁迫-响应的机制与途径.结果表明:(1)经0.08mg/L BDE-47胁迫24h的处理... 详细信息

实验生态条件下研究褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)对四溴联苯醚(BDE-47)胁迫的响应.从转录组水平分析差异基因和富集通路,并对关键基因蛋白进行验证,以期揭示胁迫-响应的机制与途径.结果表明:(1)经0.08mg/L BDE-47胁迫24h的处理组中出现582个差异基因;差异基因主要富集在核糖体、凋亡等信号通路;其中抑制凋亡的核糖体、雌激素信号通路的差异基因显著下调,与凋亡相关的MAPK信号通路、凋亡通路的差异基因显著上调,表明BDE-47诱导轮虫凋亡.(2)褶皱臂尾轮虫溶酶体膜通透性升高,溶酶体内的组织蛋白酶L(Cathepsin L)表达量上升(P<0.05),表明溶酶体受损.促/抗凋亡因子比值Bax/Bcl-2升高(P<0.05)､Caspase家族被激活;在加入Cathepsin L抑制剂后,Bax/Bcl-2以及Caspase家族活性受到显著抑制.此外,轮虫体内活性氧(ROS)含量和过氧化物酶(POD)基因表达出现显著升高.

关键词：四溴联苯醚(BDE-47) 褶皱臂尾轮虫转录组学凋亡溶酶体损伤新污染物

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保护农业生物多样性建设集约化生态田园

农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 741-743页

作者：张艳军王慧杨殿林农业农村部环境保护科研监测所天津300191

农业集约化引发的农业生物多样性下降及农田系统生态功能失衡退化是农业绿色高质量可持续发展的重要威胁。破解集约化农田系统所存在的问题已成为国内外研究的热点,更是我国农业现代化能否如期实现的关键。本文从我国农业现代化的任务出... 详细信息

农业集约化引发的农业生物多样性下降及农田系统生态功能失衡退化是农业绿色高质量可持续发展的重要威胁。破解集约化农田系统所存在的问题已成为国内外研究的热点,更是我国农业现代化能否如期实现的关键。本文从我国农业现代化的任务出发,结合农业生态科技发展趋势,从集约化农田系统生态功能减弱、生物多样性维持农田生态系统功能和集约化农田生物多样性保护意识欠缺三个方面分析了集约化农田生物多样性保护现状及存在的问题。针对目前集约化农田系统存在的不可持续的问题,提出了四点工作建议,旨在打造新阶段具有中国特色的集约化生态田园建设范式,向世界提供基于农业生物多样性保护的集约化农业可持续绿色发展的中国智慧和中国方案。

关键词：农业集约化生物多样性生态系统功能可持续发展绿色高效

加强气候变化背景下植物病原真菌控制技术的创新和突破

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农业环境科学学报 2024年第3期43卷 473-475页

作者：姚彦坡朱永官褚海燕农业农村部环境保护科研监测所天津300191 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院南京土壤研究所南京210008

全球气候变化是现代农业生态系统目前面临的主要威胁之一。一方面,气候变化正在重塑植物与微生物的互作,诱导某些共生微生物转变为病原微生物,提升植物真菌病害发生的频率和程度;另一方面,气候变化降低植物的免疫力和抗病性,导致植物更... 详细信息

全球气候变化是现代农业生态系统目前面临的主要威胁之一。一方面,气候变化正在重塑植物与微生物的互作,诱导某些共生微生物转变为病原微生物,提升植物真菌病害发生的频率和程度;另一方面,气候变化降低植物的免疫力和抗病性,导致植物更严重的真菌病害。本文将重点讨论气候变化如何影响共生真菌与作物的互作,如何驱动植物真菌病害的发生和传播,以及采取何种调控措施从源头上预防病原真菌的危害。

关键词：气候变化主要作物条件致病菌生态调控

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生物炭与含硫化合物联合施用对水稻镉累积和土壤微生物群落的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：胡韬唐彬湖南省环境保护科学研究院湖南省环境保护科学研究院

为探究生物炭与含硫化合物（硫酸钠和硫酸锰）对水稻镉积累的阻控效果，采用盆栽试验，研究了生物炭和含硫化合物单独施用及其联合施用对水稻的镉吸收、土壤理化性质、酶活性和微生物群落结构的影响。结果表明，与对照（不施加生物炭和... 详细信息

为探究生物炭与含硫化合物（硫酸钠和硫酸锰）对水稻镉积累的阻控效果，采用盆栽试验，研究了生物炭和含硫化合物单独施用及其联合施用对水稻的镉吸收、土壤理化性质、酶活性和微生物群落结构的影响。结果表明，与对照（不施加生物炭和含硫化合物）相比，施用生物炭或含硫化合物均显著降低糙米镉含量，其中生物炭和硫酸锰联合施用的效果最好，糙米镉含量从0.57 mg·kg-1降至0.19 mg·kg-1，达到食品安全国家标准；水稻根系和茎叶中硫和锰的含量分别显著提高了53.42%～68.91%和38.17%～42.62%，同时土壤pH显著上升了0.31个单位，有效态镉含量显著降低了41.56%，有效态硫和锰含量以及脲酶、脱氢酶和蔗糖酶活性均显著上升。此外，生物炭和硫酸锰联合施用增加了水稻根际土壤中优势细菌门Chloroflexi、Firmicutes、Desulfobacterota和Proteobacteria的相对丰度。冗余分析显示，Chloroflexi、Firmicutes、Desulfobacterota和Proteobacteria与土壤有效态镉含量呈负相关。综上，生物炭和硫酸锰联合施用能显著提高水稻体内硫和锰的含量，改善土壤理化性质和细菌群落结构，提高土壤酶活性，降低土壤中镉的生物有效性，从而抑制水稻对镉的吸收和累积。

关键词：水稻镉生物炭含硫化合物细菌群落

矿区Cd污染稻田生物炭生态原位钝化及Cd形态转化

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1010-1016页

作者：蒋鑫林大松胡钧铭李婷婷刘顺翱吴昊韦翔华赵茹广西大学农学院南宁530004 农业农村部环境保护科研监测所天津300191 广西农业科学院农业资源与环境研究所/广西耕地保育重点实验室南宁530007 广西壮族自治区环境保护科学研究院南宁530223

为探究生物炭对矿区Cd污染稻田土壤原位钝化生态修复效果,进行稻田土壤Cd污染修复试验,设置海泡石(BC1)、生物炭(BC2)、空白对照(BC3)3种处理。采用梯度扩散薄膜(DGT)技术研究水稻根际土壤Cd生物有效性,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效... 详细信息

为探究生物炭对矿区Cd污染稻田土壤原位钝化生态修复效果,进行稻田土壤Cd污染修复试验,设置海泡石(BC1)、生物炭(BC2)、空白对照(BC3)3种处理。采用梯度扩散薄膜(DGT)技术研究水稻根际土壤Cd生物有效性,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效性和土壤Cd形态转化的影响。结果表明:生物炭影响矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd形态比率。生物炭改变稻田土壤中Cd形态,明显提高土壤中残渣态Cd含量占比,提高幅度达27.84%,利于其他形态Cd向更稳定的残渣态转变。生物炭改变矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd生物有效性。与空白对照相比,生物炭使水稻收获期的根际土壤Cd生物有效性降低了40.90%,土壤中有效态Cd含量降低了9.53%;海泡石处理的土壤Cd生物有效性比生物炭处理的土壤Cd生物有效性降低了83.90%,海泡石处理的土壤有效态Cd含量比生物炭处理的土壤有效态Cd含量降低了7.73%。生物炭可提升矿区Cd污染稻田土壤质量。生物炭改善了水稻土壤质量;与空白对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了6.75%,土壤阳离子交换量升高了8.44%,土壤pH值提升了7.44%;与海泡石对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了2.95%,土壤阳离子交换量升高了9.22%,土壤pH值降低了13.33%。研究表明,生物炭原位钝化能有效降低矿区Cd污染稻田土壤Cd生物有效性,提升生态修复水平。

关键词： Cd污染稻田原位钝化 Cd形态转化生物炭矿区

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