松前水稻(Oryzasativa cv.Matsumae)对土壤菲污染的生理生态响应

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种子引发对养分缺乏与非生物胁迫下水稻幼苗生长、离子平衡及氧化代谢的影响

种子引发对养分缺乏与非生物胁迫下水稻幼苗生长、离子平衡及氧化代谢的影响植物在生长过程中会遇到许多不同的非生物胁迫。

水稻作为维系着世界上半数以上人口生存的重要粮食作物,对非生物胁迫的忍耐机制组合和敏感性也会不同于其它作物。

尤其是在早期生长阶段的水稻对低温、干旱或盐胁迫会非常敏感。

在自然条件下,水稻通常会同时遇到多种不同的非生物逆境胁迫。

因此,对于多重逆境环境因素的调查研究具有重要的生态学意义。

水稻对多重逆境的反应具有独特性,因此不能简单地理解为其单个逆境因子下的反应叠加。

植物应对特定的胁迫条件需要能量和足够的资源。

然而,养分的限制也会制约着植物对逆境环境的适应过程。

种子引发是在控制条件下使种子缓慢吸水,为萌发提前准备的一种播前处理技术,可以促进种子萌发、提高幼苗活力和保障许多大田作物特别是在不利环境下的正常生长。

目前有关逆境环境下如何进行有效地种子引发处理的报道较少,但在考虑多重逆境胁迫因子方面鲜有报道。

因此,本文通过在人工气候箱进行了一系列的溶液培养试验,研究了不同非生物胁迫(低温、盐分、干旱、镉毒)与不同养分供应条件(完全养分、缺N、缺P 和缺K)交互作用下种子引发处理和非引发处理水稻的生理、生化及矿质营养响应机制。

本研究的假设理论是种子引发处理可能会通过调节代谢过程、调控产生渗透物质和次生代谢物、提高抗氧化防御系统以及维持植物正常养分状况来获得抵抗逆境环境的潜力。

得到的主要结果如下:(1)在18?C低温胁迫条件下会导致水稻出苗缓慢且不整齐,水稻幼苗生长衰弱,水稻体内生理代谢、淀粉代谢和呼吸速率的降低,同时会使脂质过氧化反应增强,水稻秧苗H2O2的积累量增加。

种子引发处理均能明显减轻低温胁迫伤害,其中以化学硒Se处理和水杨酸SA处理的效果更好。

在低温胁迫条件下种子引发处理能促进水稻种子发芽和幼苗生长,与其能够提高淀粉代谢和呼吸速率、维持膜结构完整性、促进代谢合成以及增强抗氧化物活性有关。

(2)在低温胁迫与缺N、缺P或缺K情况下,水稻幼苗的生长都会明显受到影响。

低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

草能力增强主要是由于酚类代谢途径关键酶基因表达上调，导致酚类代谢途径旺盛，分泌出更多的酚类物质，进而破坏受体稗
草保护酶系统，抑制了稗草的正常生长。关键词：水稻；化感作用；低钾胁迫；因表达；酚酸基
文章编号：０００３（０８１ —２９０中图分类号：９８文献标识码：１０．９３２０）２６１ —９Ｑ４Ａ
ＡｔｃｌｉａＳｎｃ２０，８１）６１ｃＥｏｏｃｉｉ０８２（２：２９—６２．ａｇａ，２７Ａｂｔａｔｎｏｄｒｔｘｌｒｈｈｎｉｇｍｅｈｎｓｏｉｅａｌｌｐｔｉｏｅｔｌｕｄｒｐｔｓｉｍｅｃｅｃｓｒｃ：Ｉｒｅｏｅｐｏｅｔｅｃａｇｎｃａｉｍｆｒｃｌｅｏａｈｃｐｔｎｉｎｅｏａｓｕｄｆｉｎｙ，ａｌｌｐｔｉａｉｌｏａｈｃｅ
收稿日期：０７０．２修订日期：０８０－５２０－８１；２０ —３２作者简介：海斌（９３～）男，建人，士生，王１８，福硕主要从事植物化感作用及其分子生物学研究．－ｉ：３９０４４＠ｓａｃｍ．Ｅｍａｗ１５９８８５ｉ．ｏｌｎ￥讯作者Ｃｒｓｏｄｎｕｈｒ－ａ：ｅｘｏｇ８＠１３ｔｍ通ｏｒｐｎｉｇａｔｏ．Ｅｍｉｗｎｉｌ１６．ｏｅｌｎ
分泌物中酚类物质的ＨＰＣ分析结果表明，Ｌ低钾胁迫下，化感水稻Ｐ３２７Ｉ１７７根系分泌物中，所检出的酚酸类物质总量是正常营养条件下的２３，．０倍而非化感水稻Ｌｍｎ则是正常营养条件下的０９倍。综合分析认为低钾胁迫下，ｅｏｔ．１化感水稻Ｐ３２７Ｉ１７７抑

中国普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）原生保护与未保护居群的遗传多样性比较

近年来, 由于普通野生稻栖息地日益遭受破坏, 普通野生稻正面临着野外灭绝的威胁, 通过原生境保护(in-situ conservation)方式进行普通野生稻保护已引起各国政府及科学家的高度关注[6-7]。鉴于中国普通野生稻资源的濒危状况, 农业部于 2001 年启动了普通野生稻原生境保护工作, 截至 2007 年底, 已建立普通野生稻原生境保护点 15 个, 通过保护普通野生稻原有的生态环境而保存其完整的遗传多样性和其固有的遗传进化途径, 可在未来的研究中源源不断地发掘其潜在的有利基因[7]。然而, 目前已建立的普通野生稻原生境保护点主要是依靠科学家的经验判断和各省上报材料进行选择的, 这些被选居群是否合理尚未进行科学验证。
Comparison of Genetic Diversity between in-situ Conserved and Non-conserved Oryza rufipogon Populations in China
WANG Jia-Xiang, CHEN You-Tao, HUANG Juan, QIAO Wei-Hua, ZHANG Wan-Xia, and YANG Qing-Wen*
本研究由国家科技支撑计划项目“热带亚热带优势农作物品种繁育技术研究与示范”(2007BAD68B01), 农业部财政专项“农业野生植物保护与可持续利用”(2130135)资助。 * 通讯作者(Corresponding author): 杨庆文, E-mail: qwyang@; Tel: 010-62122851 第一作者联系方式: E-mail: wang12081208@ Received(收稿日期): 2009-02-23; Accepted(接受日期): 2009-04-21.

三亚水稻田不同形态氮的含量调查

※农业科学2018, V ol.38, No.031农业与技术氮肥的施用显著性增加了作物的产量，为追求经济效益及产量而大量施用化学氮肥和有机肥，提高了作物的经济效益。

氮肥施用过量其利用率下降，当剩余的氮肥不能被植物吸收和土壤吸附，便会流向环境中，加剧氮的淋失，造成地下水中硝酸盐浓度不断升高，污染环境，破坏生态[1]。

国内外学者围绕稻田氮素损失及氮素平衡问题开展了大量的科学研究，并取得了许多宝贵的成果和经验[2]。

水稻田氮素的分布情况损失受灌水、农事活动、土壤性状、栽培方式和水肥条件等综合影响，土壤中氮素的含量和损失都不容易确定。

在提高氮肥利用效率和保证作物稳产高产条件下，减少农田氮素流失和对环境的压力，协调好作物、资源和环境间的矛盾，是农业可持续发展面临的重要课题。

三亚市水田水稻种植集约化程度高，因不合理施肥引起的农田面源污染较为严重。

因此通过测量稻田土壤剖面全氮、NO3—N、NH4+-N及地下水硝态氮的浓度变化，了解水稻田土壤氮素分布现状，寻找出适合三亚市水田的施肥调控措施，对控制氮素淋失、提高肥料利用效率以及保护区域生态环境有着重要的科学价值和现实意义。

1材料与方法1.1 试验材料实验地点主要分布在三亚市吉阳区的部分水稻田。

试验地地势平坦且肥力均匀、地下水浅。

土壤为砖红壤水稻土，30cm土壤土层土壤呈酸性，pH为4.67~5.16，有机质含量较低19.04~32.67g·kg-1，土壤基础肥力中等。

供试水稻（Oryza sativa L.）品种为“粤杂922”。

1.2 试验方法试验田的种植制度为：一年三熟常规施肥水稻田，每季水稻的施肥量为尿素300 kg·hm-2；还有一块水稻田最后一季水稻不施肥作对照，具体的田间栽培管理为当地常规种植管理方法。

第三季水稻收获后进行测产，并采用“S”形取样法、取水稻田土样，每30cm 1层，直至取到地下水。

土壤样品带回实验室进行土壤氮素含量的测定。

植物生长调节剂与氮肥对盐胁迫下水稻幼苗生理特性的影响

核农学报2024，38（3）：0561~0573Journal of Nuclear Agricultural Sciences植物生长调节剂与氮肥对盐胁迫下水稻幼苗生理特性的影响王亚新1冯乃杰1， 2， 3， *赵黎明1， *郑殿峰1， 2， 3沈雪峰1， 2， 3刘美玲1杜有为1（1广东海洋大学滨海农业学院，广东湛江524088；2国家耐盐碱水稻技术创新中心华南中心，广东湛江524088；3广东海洋大学深圳研究院，广东深圳518108）摘要：为探讨植物生长调节剂（PGRs）和氮肥对水稻（Oryza sativa L.）幼苗生长和耐盐性的影响，以常规水稻品种黄华占为试验材料，在盆栽条件下，设置施氮及盐胁迫处理：N1（0.1 g N/盆）、N2（0.15 g N/盆）、N1S（N1+0.3%NaCl）、N2S（N2+0.3%NaCl），以及调节剂效应处理：N1A［N1+40 mg·L-1 5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）］、N1D［N1+30 mg·L-1乙酸二乙基氨基乙酯（DTA-6）］、N1AS［N1+40 mg·L-1 5-ALA+0.3%NaCl］和N1DS［N1+30 mg·L-1 DTA-6+0.3%NaCl］，于三叶一心期叶喷DTA-6和5-ALA，24 h后按土量进行0.3% NaCl（盐的质量/土的质量，W/W）处理，测定各处理幼苗形态、抗氧化酶活性以及丙二醛、过氧化氢和光合色素含量。

结果表明，与N1相比，N2、N1A和N1D处理均能促进幼苗生长，增加光合色素含量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量并促进还原型谷胱甘肽（GSH）合成。

以N1A处理效果最显著，N1A处理的地上干重、壮苗指数较N1处理增幅分别为15.37%~41.02%和29.17%~69.31%，过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量较N1处理分别显著降低25.90%~51.61%和4.10%~14.45%。

不同土壤pH对普通野生稻生理特性的影响

不同土壤pH 对普通野生稻生理特性的影响喻崎雯1，马祖陆1，伊文超1，2，梁晓1，2（1．中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林541004；2．广西师范大学，广西桂林541004）摘要［目的］研究不同土壤pH 对普通野生稻生理特性的影响。

［方法］以雁山普通野生稻为试验材料，通过盆栽试验设置不同土壤pH 栽培，比较不同pH 下普通野生稻的生理特性变化。

［结果］在pH 为6．8的中性条件下，普通野生稻叶片叶绿素相对含量和可溶性糖含量最高，脯氨酸含量和MDA 含量维持最低水平，且CAT 和POD 活性均为最高。

［结论］雁山普通野生稻对中性偏碱环境的适应性较强，适宜的环境pH 范围为6．0 7．4。

关键词普通野生稻;土壤pH ;生理特性中图分类号S511文献标识码A 文章编号0517－6611(2013)02－00473－03Effects of Soil pH on Physiolovical Characteristics of Oryza rufipogon Griff．YU Qi-wen et al (Institute of Karst Geology ，Chinese Academy of Geological Sciences ，Guilin ，Guangxi 541004)Abstract ［Objective ］The research aimed to study the effects of soil pH value on physiolovical characteristics of Oryza rufipogon Griff．［Meth-od ］Using O．rufipogon as test material ，the physiolovical characteristics of O．rufipogon were analyzed through pot experiment under different soil pH value culture．［Result ］The chlorophyll content and soluble sugar content were highest ，while the proline content and MDA were the low-est at pH =6．8．CAT and POD showed strongest activity at pH =6．8．［Conclusion ］O．rufipogon adapt to the pH range form 6．0to 7．4．Key words Oryza rufipogon Griff．;Soil pH ;Physiolovical characteristics基金项目地调项目“西南岩溶石漠化遥感调查与地面监测”(1212011220958);岩溶所所控项目。

日本水稻化肥减量施用的经验与启示

关键词：水稻；化肥减量；日本；中国中图分类号：￥５１１．０６２文献标识码：Ａ文章编号：１００６—８０８２（２０１８）０ｌ一０００６—０５
我国是世界最大的水稻生产国，总产位居世界第一，有近２６％的耕地用于种植水稻【１Ｊ。水稻生产对我国的粮食安全起着至关重要的作用。自２０世纪６０年代以来，我国的水稻生产取得了非凡的成绩，矮秆、耐肥水的高产水稻以及杂交水稻育种的成功使得粮食单产水平大幅提高，随之而来，我国稻田的施肥量也急剧增加，出现了氮肥投入过量、利用效率低等问题。目前我国水稻平均氮肥施用量为１８０ｋｇ，ｈｍ：，比世界水稻氮肥平均施用量高出７５％，而氮肥平均农学利用率（ＮＡＥ，单位施氮量增加的产量）不足１２ｋｇ／ｋｇ，不到发达国家的一半［２１。发达国家自２０世纪８０年代末以来，开始重视化肥施用行为及其引发的农业面源污染问题的研究和治理，对农业生产中过量施用化肥作了相应的调整。发达国家化肥施用量呈现出先快速增长、达到峰值后保持稳中有降或持续下降的趋势，逐步走上了减肥增效的可持续发展之路１３１。日本是全球十大稻米生产国之一，在２０世纪９０年代之前，水稻生产也是通过高化肥投入获取高产，之后氮肥投入量一直在下降，而水稻产量略有增长，氮肥利用率明显提高。这表明水稻产量与化肥使用效率协同提高是可能的。本文梳理了日本水稻生产化肥减量背后的社会经济环境的变化、政策的驱动和技术的推进，并针对我国水稻生产现状，分析了推动化肥减量的主要因素及可能实现的途径，为实现农业部提出的“力争到２０２０年，主要农作物化肥使用量实现零增长”的目标提供借鉴。

干旱、盐胁迫下LaCl3和CPZ对稻苗脯氨酸积累的影响

第27卷第2期作　物　学　报V o l.27,N o.2 2001年3月A CTA A GRONOM I CA S I N I CA M ar.,2001干旱、盐胁迫下LaCl3和CPZ对稻苗脯氨酸积累的影响Ξ宗　会　刘娥娥　郭振飞　李明启(华南农业大学生物技术学院,广东广州510642)提　要　干旱、盐胁迫下水稻幼苗丙二醛(M DA)含量增加、质膜透性增大,同时脯氨酸(P ro)积累;以质膜Ca2+通道阻断剂L aC l3和钙调素(Ca M)拮抗剂氯丙嗪(CPZ)对水稻幼苗预处理以阻碍Ca2+ Ca M 信使传导后,加剧逆境下,水稻幼苗M DA含量的增加、质膜透性的增大和P ro积累,且P ro含量与M DA含量和质膜透性呈极显著正相关。

表明干旱、盐胁迫下阻碍Ca2+ Ca M信使传导后,水稻幼苗P ro积累加剧,P ro积累的多少,可反映水稻幼苗的伤害程度。

关键词　水稻幼苗;干旱和盐;L aC l3和CPZ;脯氨酸Effects of LaCl3and CPZ on Prol i ne Accu m ula tion of R ice Seedl i ng under D rought and Sa lt StressesZ ON G H u i　L I U E′e　GU O Zhen2Fei　L IM ing2Q i(Colleg e of B iotechnology,S ou th Ch ina A g ricu ltu ral U niversity,Guang z hou510642,Ch ina)Abstract U nder drough t and N aC l stresses,M DA con ten t and cell m em b rane p erm eab ility w ere increased,at the sam e ti m e the p ro line in rice seedling w as accum u lated.B lock ing Ca2+ Ca M m essenger system by p retreating rice seedling w ith CPZ(a k ind of Ca M agon ist),o r L aC l3(a k ind of Ca2+2channel b locker),no t on ly the M DA con ten t and m em b rane p erm eab ility bu t also the p ro line accum u lati on in rice seedling w ere enhanced sign ifican tly under the stresses.P ro line con ten t w as po sitively co rrelated very sign ifican tly w ith M DA con ten t and m em b rane p erm eab ility resp ectively.T he resu lts suggested that b lock ing calcium m essenger system tran sducti on cou ld affect p ro line accum u lati on in rice seedling,and the p ro line accum u lati on seem s to be a sym p tom of rice seedling in ju ry.Key words R ice seedling;D rough t and salt;L aC l3and CPZ;P ro line目前植物对逆境反应的信号传导机制受到关注。

不同化感潜力水稻秧苗响应低钾的光合生理特性

不同化感潜力水稻秧苗响应低钾的光合生理特性王海斌;何海斌;叶陈英;邱龙;方长旬;林文雄【期刊名称】《中国生态农业学报》【年(卷),期】2008(16)6【摘要】本研究以化感水稻"PI312777"和非化感水稻"Lemont"为材料,采用水培方法研究低钾(5 mg K·L-1)和正常钾(40 mg K·L-1)条件下,两水稻品种的光合生理及其响应机制.结果表明,低钾条件对非化感水稻"Lemont"的根长、株高、干重有显著的抑制作用;而对化感水稻"PI312777"的根长有促进作用,对其他指标的影响较小.低钾条件下,两种水稻光合作用参数--净光合速率、胞间CO2 浓度、蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值、叶绿素含量等均下降,但非化感水稻"Lemont"下降的幅度较大,且与化感水稻"PI312777"差异显著.水稻光合作用相关酶的分析结果表明,低钾条件下核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和乙醇酸氧化酶的活性及其基因表达强度均降低,但化感水稻"PI312777"的下降幅度显著小于非化感水稻"Lemont".可见低钾条件下,化感水稻"PI312777"比非化感水稻"Lemont"具有更强的光合作用能力及耐营养匮乏能力.【总页数】4页(P1474-1477)【作者】王海斌;何海斌;叶陈英;邱龙;方长旬;林文雄【作者单位】生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002;生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002;生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州,350002;福建农林大学生命科学学院,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】Q945.11【相关文献】1.低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响 [J], 王海斌;何海斌;熊君;邱龙;方长旬;曾聪明;严琳;林文雄2.田间旱育条件下不同化感潜力水稻根际土壤酚酸类和萜类物质分析 [J], 孙小霞;王海斌;何海斌;陆锦池;林文雄3.不同化感潜力水稻品种对低钾的生理与分子响应 [J], 何海斌;王海斌;曾聪明;蔡志祥;熊君;邱龙;方长旬;林文雄4.稗草种植液诱导对不同化感潜力水稻生长和土壤酶活性的影响 [J], 张奇;张清旭;汪鹏;林舜贤;陈尧;李家玉;何海斌5.套作不同化感潜力分蘖洋葱对番茄幼苗生长的影响 [J], 刘淑芹;吴凤芝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

脯氨酸代谢途径在调控水稻phyB突变体干旱胁迫耐性中的作用

脯氨酸代谢途径在调控水稻phyB突变体干旱胁迫耐性中的作用作者：尹静静等来源：《山东农业科学》2014年第03期摘要：本研究分析了水稻野生型和phyB突变体中脯氨酸代谢途径关键基因的表达水平。

结果显示，干旱处理能够诱导脯氨酸生物合成相关基因OsP5CS1和OsOAT的表达，抑制脯氨酸生物降解基因OsP5CDH的表达。

且phyB突变体中OsP5CS1基因的表达水平明显高于野生型，据此推测phyB负调控OsP5CS1基因的表达。

为了分析OsP5CS1基因的高水平表达是否与phyB突变体较强的干旱胁迫耐性有关，本研究进一步培育了转OsP5CS1基因烟草。

离体叶片失水速率结果表明，转基因烟草的失水速率小于野生型；盐胁迫条件下，转基因烟草的分化率明显高于野生型。

综上所述，phyB对脯氨酸代谢途径的调控是phyB突变体具有较强干旱胁迫耐性的重要因素之一。

关键词：水稻；phyB突变体；脯氨酸；干旱；盐胁迫中图分类号：Q786：Q945.79 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）03-0001-04AbstractThe expression levels of key genes involved in proline metabolic pathway were compared in rice wild type （WT） and phyB mutant. The results showed that dehydration treatment induced the expression of proline biosynthetic gene OsP5CS1 and OsOAT， but suppressed the expression of proline catabolic gene OsP5CDH. And the expression level of OsP5CS1 gene in phyB mutant was obviously higher than that in WT， which suggesting that phyB negatively regulated its expression. To explore the relation between high OsP5CS1 transcript level and stronger drought tolerance in phyB mutant， the OsP5CS1 transgenic tobacco was obtained. Water loss rate assays of detached leaves revealed that transgenic tobacco showed a slower water loss rate compared to non-transgenic tobacco. In addition， the leaf disk differentiation rate under high salinity of transgenic tobacco was higher than that of non-transgenic tobacco. These findings suggested that the regulation of phyB on proline metabolic pathway was one of the important factors contributing to stronger drought tolerance in phyB mutant.Key wordsRice； phyB mutant； Proline； Drought； Salt stress植物受到非生物胁迫后，能够诱导许多基因的表达，其中一类基因编码参与渗透调节物质合成和解毒作用的酶及转运蛋白[1]。

不同官能团聚苯乙烯纳米塑料和菲对水稻的毒害作用

不同官能团聚苯乙烯纳米塑料和菲对水稻的毒害作用祝玮泽;路思远;张洋婕;何春光;边红枫;王平;王隽媛【期刊名称】《环境生态学》【年(卷),期】2022(4)9【摘要】微塑料(MPs)分布广泛,是当前被关注的全球污染物之一,其分解会导致纳米塑料(NPs)的产生,从而引发环境问题。

纳米塑料可以吸附多种持久性有机污染物,且其表面电荷可以影响其生物效应。

不同官能团、不同电荷的纳米塑料对高等植物的影响机制仍不清楚,与有机污染物的复合污染是如何对植物产生毒性效应的还未见报道,均需要进一步研究。

通过探究2种聚苯乙烯纳米塑料(PS-COOH、PS-NH_(2))和菲(Phe)在单一及联合暴露下对水稻幼苗的毒性作用,发现纳米塑料和菲的存在均会抑制水稻生长,激发水稻的抗氧化防御系统,PS-NH_(2)对水稻幼苗的毒性作用较强。

纳米塑料和菲的复合污染对水稻具有一定的毒害作用,与PS-COOH 相比,复合污染增加了对水稻生理层面的毒害作用,抑制水稻SOD、POD活性,增加膜脂过氧化程度;与菲和PS-NH_(2)单独处理相比,复合污染减轻了对水稻生长的损害,减缓了对水稻抗氧化系统的压力。

研究结果有助于评估纳米塑料和多环芳烃对作物毒性效应,加深对不同官能团纳米塑料导致农作物产生毒性效应的理解。

【总页数】8页(P61-68)【作者】祝玮泽;路思远;张洋婕;何春光;边红枫;王平;王隽媛【作者单位】东北师范大学环境学院【正文语种】中文【中图分类】X171.5;X173【相关文献】1.通过调变碳纳米管大π体系与含氧官能团的共轭作用以改变碳纳米管的催化性能2.水稻(Oryza sativa L.)铝毒害与耐性机制及铝毒害的缓解作用3.聚苯乙烯微塑料和纳米塑料对萼花臂尾轮虫有性生殖的毒性影响4.聚苯乙烯微塑料促进纳米氧化锌对大型蚤的毒性效应与生物积累5.不同塑料餐具中典型毒害物质的暴露评估因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

浙江省考试院2023届高考仿真模拟生物试卷含解析

2023年高考生物模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。

每小题只有一个选项符合题目要求）1．研究发现，癌细胞的细胞膜上分布着多药抗性转运蛋白（MDR），MDR能利用ATP水解释放的能量将多种药物从细胞内转运到细胞外。

下列有关叙述错误的是（）A．通过抑制癌细胞MDR的合成可能有助于治疗癌症B．癌细胞合成MDR可能需要内质网和高尔基体的参与C．当胞外药物浓度较高时，MDR不能将药物转运到细胞外D．若抑制线粒体的功能，则MDR对药物的运输速率会减慢2．下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述不正确的是（）A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因B．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极C．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极D．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上3．下列以新鲜洋葱为实验材料的生物学实验中，叙述正确的是（）A．以鳞片叶内表皮为材料，盐酸处理后经健那绿染色可观察DNA的分布B．以鳞片叶为材料，捣烂取其汁液加入斐林试剂经水浴加热可检测蔗糖的存在C．以鳞片叶外表皮为材料，用1．3g/ml蔗糖溶液处理可观察细胞的质壁分离和复原D．以根尖为材料，经低温等处理显微镜下观察到分生区少数细胞染色体数目加倍4．下列有关细胞中酶与ATP的叙述，错误的是（）A．有些酶分子的组成元素与ATP相同B．酶的合成离不开ATP、ATP的合成也离不开酶C．动物小肠中消化蛋白质需要酶和ATP参与D．线粒体和叶绿体既能合成酶也能合成ATP5．2020年新型冠状病毒在全世界开始蔓延，造成数十万人感染。

4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响

中国环境科学 2003,23(3)：305~310 China Environmental Science 4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响　陈中云1,闵航1＊,张夫道2,赵秉强2,陈义3(1.浙江大学生命科学学院,浙江杭州 310029；2.中国农业科学院土壤和肥料研究所,北京 100081；3.浙江省农业科学院土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)摘要：在实验室条件下,研究Cd2+、As5+、Cu2+和Pb2+处理黄松稻田土、紫色稻田土和红壤稻田土后,4周内重金属污染对反硝化细菌种群数量及其反硝化活性的影响.结果表明,在1kg干土中加入0.5mg Cd2+、30mg As5+、50mg Cu2+和200mg Pb2+时,对稻田土反硝化细菌种群数量及其活性有促进作用,加入Cd2+、As5+、Cu2+和Pb2+分别超过1.0,60,500,400mg/kg干土时,对稻田土反硝化细菌种群数量及其活性有明显抑制作用.但反硝化细菌种群数量及其活性能逐渐恢复并接近对照水平,重金属污染越重,恢复所需的时间也越长.同一种重金属元素对不同水稻田土的反硝化细菌种群数量及其活性的影响也有差异.关键词：反硝化细菌；反硝化活性；重金属污染；水稻田土壤；污染临界值中图分类号：X172 文献标识码：A 文章编号：1000－6923(2003)03－0305－06Effect of four kinds of heavy metal contamination on denitrifying bacteria in paddy soils. CHEN Zhong-yun1, MIN Hang1, ZHANG Fu-dao2, ZHAO Bing-qiang2, CHEN Yi3 (1.College of Life Science, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China；2.Institute of Soil and Fertilizer, Chinese Agricultural Academy, Beijing 100081, China；3.Institute of Soil and Fertilizer, Zhejiang Academy of Agricultural Science, Hangzhou 310021, China). China Environmental Science, 2003,23(3)：305~310Abstract：Effects of heavy metal contamination on the population and its denitrification activity of denitrifying bacteria (DNB) were investigated after Huangsong, purple and red paddy soils were treated with Cd2+、As5+、Cu2+ and Pb2+ for four weeks under laboratory conditions. The population and its denitrification activity of DNB were promoted by adding 0.5mg Cd2+, 30mg As5+, 50mg Cu2+ and 200mg Pb2+ into 1kg dried soil; while it was inhabited markedly by adding more than 1.0mg Cd2+, 60mg As5+, 500mg Cu2+ and 200mg Pb2+ into 1kg dried soil. But the population and its denitrification activity of denitrifying bacteria could gradually recover or close to the levels of the control soil; and the higher the contamination of heavy metal, the longer the time needed. The effect of one kind of heavy metal element on the denitrifying population and its activity in various paddy soil was also different.Key words：denitrifying bacteria；denitrification activity；heavy metal contamination；paddy soil；contamination critical value污灌、农药和化肥施用过程中重金属元素进入水稻田土壤后,与土壤中其他化学物质进行一系列的物理、化学作用,并被生物尤其是微生物富集固化,在土壤中固定和积累,积累到某种限度就会对土壤——植物系统造成危害,并可能通过接触和食物链等途径直接或间接地危害人类[1].水稻—稻田土—微生物之间存在着相互依赖、相互作用的复杂的生态系统.从根际土壤中分离的细菌约65%具有反硝化能力[2].反硝化作用的活性取决于土壤中反硝化细菌(DNB)的种群数量和环境条件,直接关系到水稻田土壤的氮素损失和包括土壤、地表水和地下水在内的环境污染.作者通过在紫色稻田土、红壤稻田土和黄松稻田土中加入不同浓度的4种重金属元素,研究重金属污染对水稻田土壤的DNB及其活性的影响,以利用反硝化活性的变化来阐明重金属污染的生物效应.收稿日期：2002－09－16基金项目：国家自然科学基金资助项目(30170030);国家科技部社会公益研究专项资金资助项目(177-2-3)* 通讯联系人306 中国环境科学 23卷1 材料与方法 1.1 土样采集与处理浙江农业科学院国家黄松土肥力与肥料效益监测基地的黄松稻田土(杭州)发育于湖积相过渡地带浅海沉积物母质,西南农业大学国家紫色土肥力与肥料效益监测基地的紫色稻田土(重庆北碚)发育于侏罗纪沙庙组中性紫色砂页岩母质,江西省进贤县文港乡的红壤稻田土发育于冲积土母质.采取0~20cm 的表层耕作土.理化性质见表 1.土样去除碎石、有机残留物后,称取若干土(相当于1000g 干土)放置于1300mL 塑料盒内,然后加水至盒口,28℃培养.表1 稻田土壤的主要理化性质　Table 1 Main physicochemical properties of soilsamples土壤类型项目黄松稻田土红壤稻田土紫色稻田土 0.01~2mm 54.9760.18 40.80 0.001~0.01mm 23.5425.76 31.72 机械组成(%)<0.001mm 21.49 14.06 27.48 全氮(g/kg) 1.81 1.61 1.13 全磷(g/kg) 2.69 1.05 0.58 全钾(g/kg) 16.7 47.55 20.4 有机质(g/kg) 29.8 25.4 30.6 pH 值 7.1 5.9 7.7 容重(g/cm 3) 1.17 1.08 1.36 孔隙度(%) 55.7 59.1 48.7 有效氮(mg/kg) 136 126 105 有效磷(mg/kg) 41.36 5.89 4.0 有效钾(mg/kg) 124 525 99 CEC(cmol/kg)13.7011.0920.301.2 土样的重金属处理土样置塑料盒,分别加入Cd 2+(分析纯CdCl 2·5H 2O,北京双环化学试剂厂); As 5+(分析纯Na 2HAsO 4·7H 2O,北京化工厂); Cu 2+(分析纯CuSO 4·5H 2O,广东西陇化工厂)和Pb 2+(分析纯Pb(CH 3COO)2,温州市化学用料厂),不同重金属元素的处理量见表2.加入重金属元素后土样充分搅拌混均,在28℃培养.分别在培养0,7,14,21, 28d 时,取样测稻田土的DNB 种群数量、反硝化活性.在整个培养期内,随时补水,使水位始终保持在盒口.表2 重金属处理浓度和土壤环境质量标准　Table 2 Concentration of heavy metals and environmental quality standard for soils重金属元素(mg/kg 干土)处理 Cd 2+ As 5+ Cu 2+ Pb 2+ 处理1 0 0 0 0 处理2 0.5 30 50 200 处理3 1.0 60 500 400 处理4 1.5 90 1000 1600 国标*1.030400500注: * 三级土壤环境质量标准值[3]1.3 DNB 种群数量计数培养基的配制组成(g/L):酒石酸钾钠20,K 2HPO 40.6, KNO 3 2,MgSO 4·7H 2O 0.2,蒸馏水100mL,pH 值7.2. 每支厌氧试管内先倒放一支杜氏小管,再分装9mL 厌氧培养基,试管用异丁基橡胶塞密封,排除杜氏小管内的气体,灭菌后杜氏小管内应无气泡.1.4 培养与计数每种土样按处理要求的时间,分别(在取样前充分搅拌土样)取5g 稻田土,加入装有45mL 无菌生理盐水的血清瓶中,振荡10min,以10倍系列稀释法将土样悬液稀释.分别取1mL 10－1, 10－2,10－3,10－4,10－5,10－6,10－7,10－8,10－9的土样稀释液,接种于3支装9mL DNB 计数培养基中,28℃培养14d,以杜氏小管内有无气泡为MPN 法计数指标.1.5 反硝化活性的测定和计算反硝化活性的测定和计算参照文献[4]. 2 结果与分析2.1 Cd 2+污染对稻田土DNB 及其活性的影响由图1可见,0.5mg/kg 干土的Cd 2+能刺激水稻田土壤的DNB 种群数量及其反硝化活性,其3期陈中云等：4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响 307中红壤稻田土增幅最大,分别达49%和12%,黄松稻田土中增幅最小.当加入Cd 2+量达1.0mg/kg 干土时,DNB 生长及其反硝化活性受到抑制,黄松稻田土的DNB 种群数量约为对照的60%,红壤稻田土的DNB 种群数量约为对照的80%,而反硝化活性却以红壤稻田土降幅最大(18%),紫色稻田土降幅最小(10%).但随着时间的延续, Cd 2+对DNB 种群数量及其活性的影响逐渐减弱.第21d 时,DNB 种群数量及其活性都基本恢复到未处理土壤的水平,可能和耐Cd 2+的DNB 生长有关.当加入Cd 2+量达1.5mg/kg 干土时,对DNB 的种群数量和反硝化活性的抑制作用分别超过70%和30%.图1 Cd 2+污染对水稻田土DNB 的影响 Fig.1 Effect of Cd 2+ on DNB in paddy soila, b 黄松稻田土 c, d 红壤稻田土 e, f 紫色稻田土—◇— 0mg/kg 干土 —□— 0.5mg/kg 干土 —△— 1.0mg/kg 干土 —○—　1.5mg/kg 干土2.2 As 5+对稻田土DNB 及其活性的影响As 5+对稻田土DNB 种群数量及反硝化活性的影响结果见图2.从图2可见,30mg/kg 干土的As 5+对水稻田土壤的DNB 种群数量及反硝化活性有微弱促进作用.加入60mg/kg 干土的As 5+时,红壤稻田土、紫色稻田土和黄松稻田土的DNB 种群数量和反硝化活性都明显受到抑制,抑制作用分别为15%,25%,40%,11%,7%,14%.当加入As 5+量达90mg/kg 干土时,DNB 种群数量及反硝化活性受到更大的抑制,分别大于55%和20%.2.3 Cu 2+对稻田土DNB 及其活性的影响图3表明50mg/kg 干土的Cu 2+能增加红壤稻田土中的DNB 的种群数量和刺激反硝化活性,培养7d 时分别增加27%和8%,而对紫色稻田土和黄松稻田土的DNB 种群数量及其活性有抑制作用,抑制率分别为16%、26%和4%、9%.当加入Cu 2+量达500mg/kg 干土时,在21d 时,红壤稻田土的DNB 种群数量和反硝化活性抑制率分别为23%和11%. Cu 2+加入量为1000mg/kg 干土时,DNB 的种群数量和反硝化活性的抑制率已分别超过60%和30%.D N B (104c f u /g 干土)反硝化活性(%)308 中国环境科学 23卷图2 As 5+污染对稻田土DNB 的影响 Fig.2 Effect of As 5+ on DNB in paddy soilsa, b 黄松稻田土 c, d 红壤稻田土 e, f 紫色稻田土—◇— 0mg/kg 干土 —□— 30mg/kg 干土 —△— 60mg/kg 干土 —○—　90mg/kg 干土图3 Cu 2+污染对稻田土DNB 的影响 Fig.3 Effect of Cu 2+ on DNB in paddy soilsa, b 黄松稻田土 c, d 红壤稻田土 e, f 紫色稻田土—◇—　0mg/kg 干土 —□— 50mg/kg 干土 —△— 500mg/kg 干土 —○—　1000mg/kg 干土D N B (104c f u /g 干4反硝化活性(%)3期陈中云等：4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响 3092.4 Pb 2+污染对稻田土壤DNB 及其活性的影响图4显示加入200mg/kg 干土的Pb 2+时能促进红壤稻田土和黄松稻田中DNB 种群数量和反硝化活性,而对紫色稻田土似乎没有明显影响.当加入Pb 2+量达400mg/kg 干土时,14d 时,对黄松稻田土、红壤稻田土和紫色稻田土的DNB 种群数量和反硝化活性的抑制作用分别为18%、53%、33%和15%、26%、19%.土壤中加入Pb 2+的量愈大,对DNB 种群及其反硝化活性的抑制作用也愈大.高浓度的Pb 2+对紫色稻田土种群和反硝化活性的影响大于黄松稻田土和红壤稻田土,加入1600mg/kg 干土的Pb 2+时,紫色稻田土壤的DNB 种群数量和反硝化活性仅为对照的8%和47%,但14d 后,DNB 种群数量和反硝化活性分别增加了143%和35%,这可能暗示耐Pb 2+的DNB 的生长.图4 Pb 2+污染对稻田土DNB 的影响 Fig.4 Effect of Pb 2+ on DNB paddy soilsa, b 黄松稻田土 c, d 红壤稻田土 e, f 紫色稻田土—◇—　0mg/kg 干土 —□— 200mg/kg 干土 —△—　400mg/kg 干土 —○—　1600mg/kg 干土3 讨论　不论是微生物生长必须的重金属元素,还是非必须的重金属元素,在一定的浓度范围内,对土壤微生物都有一定的促进作用[5].不同重金属元素对DNB 种群数量及其活性影响的最低浓度(LOMC)不同,Cd 2+的LOMC 最低,其次为As 5+,最高为Pb 2+.同一种重金属元素在不同土壤中对不同微生物类群及其活性的污染临界值不同,如Cd 2+和Cu 2+对红壤稻田土DNB 种群和反硝化活性的影响大于黄松稻田土和红壤稻田土,这与土壤的重金属生物有效性(BOHS)有关.土壤中各种因子对不同重金属的修饰不同,不同微生物对不同重金属的敏感性不同,造成了不同重金属元素最低作用浓度的差异[6].以本研究结果为计算基础,将DNB 种群数量下降大于20%和抑制反硝化活性大于5%,DNB 的种群数量和反硝化活性在一定时间内(如30d)自己不能恢复至对照水平,作为判定重金属元素污染水稻田土壤的生物学指标,获得的Cd 2+、As 5+、Cu 2+和Pb 2污染临界值分别为 1.0,60,500,400mg/kg 干土左右.其中Cd 2+、Cu 2+和Pb 2+的污染临界值与国家三级土壤4反硝化活性(%)310 中国环境科学 23卷环境质量标准值(表2)相近似,但As5+的污染临界值比国家标准值高1倍.因此是否可利用DNB及其反硝化活性作为判断水稻田土壤是否受到重金属污染及其污染程度的一个生物学指标,值得进一步研究.4 结语　每kg干土中加入的0.5mg Cd2+、30mg As5+、50mg Cu2+和200mg Pb2+能促进稻田土DNB种群数量及其活性.当Cd2+、As5+、Cu2+和Pb2+加入量分别超过1.0,60,500,400mg/kg干土时,对稻田土DNB种群数量及其活性有明显抑制作用.但随着时间的推移,DNB种群数量及其活性能逐渐恢复并接近对照水平,且重金属污染越重,恢复所需的时间也越长.DNB种群数量下降大于20%和抑制反硝化活性大于5%,DNB的种群数量和反硝化活性在一定时间内(如30d)自己不能恢复至对照水平,可以作为评判重金属元素污染水稻田土壤的生物学指标. 参考文献：[1] 丁园.重金属污染土壤的治理方法[J]. 环境和开发,2000,15(2):25－28.[2] 李振高,李良谟,潘映华.根际微生物生物的研究及反硝化细菌的生态分析[J]. 土壤,1993,266－270.[3] GB5084-92,国家土壤环境质量标准 [S].[4] 李阜棣,喻子牛,何绍江.农业微生物学实验技术 [M]. 北京:中国农业出版社,1996.[5] Raina M M, Ian L P, Charles P G. Environmental Microbiology[M]. San Diego, California, USA: A Harcourt Science and Technology Company, 2000.403－423.[6] Speir T W, Kettles H A, Percival H J, et al. Is soil acidificationthe cause of biochemical response when soils are amended with heavy metal salts [J]. Soil Biology and Biochemistry,1999,31: 1953－1961.作者简介：陈中云(1963－),男,浙江嘉善人,浙江大学生命科学院讲师,主要从事微生物教学和科研工作.发表论文14篇.致谢：供试的浙江黄松水稻土、江西红壤水稻土、重庆紫色水稻土及其基础理化性状资料分别由浙江省农业科学院王胜佳副研究员、江西红壤站赖涛副研究员和西南农业大学石孝均副教授提供,在此致以诚挚的感谢.欧洲委员会提出限制海船燃料中的硫含量欧洲委员会(EC)已提出减少航行中船舶产生的空气污染的法规.如经批准,它将是第一个关于海事排放的法规.一份EC的报告说,如不加控制,到2010年欧洲海域上空的二氧化硫排放将会是陆地排放量的3/4,氧化氮排放量将会是陆地排放量的2/3.EC官员说优先考虑将欧盟海域船舶SO2排放每年减少50万t. EC建议所有在北海、英吉利海峡和波罗的海航行的船舶燃料的硫含量限制在1.5%以内,而目前海洋船舶燃料的平均硫含量在2.7%.为改善港口和海岸带的空气质量,对欧盟范围内所有进出港口的车辆实行同样限制.泊在欧盟港口的船舶用油的含硫量限制在0.2%.EC正对国际海事组织(IMO)施加压力,要求加快批准其关于船舶空气污染的MARPOL公约.为减少NO2排放,EC还将通过IMO要求实施更严格的发动机标准,鼓励船主采用减少NO X排放的技术.江年摘自《Environmental Science & Technology》, February 1,54A (2003)。

干湿交替对土壤磷素迁移转化影响的研究综述_任文畅

影响也很大
［33 － 35 ］
。干湿交替会引起土壤理化性质
［36 － 37 ］，和功能结构的改变进而导致土壤磷吸附性能的改变，影响磷素在土壤中的迁移转化。［38 ］王里奥等研究了三峡库区消落带土壤，运用 Langumir 等温吸附方程对磷的吸附行为进行了拟合
研究结果表明：淹水—落干后吸磷能力增强，分析，最大吸附量增加，土壤磷的解吸率降低。 Zhang 等在室内研究了 2 种水稻土在淹水和风干条件下的磷吸附、解吸及其有效磷的差异，结果表明：在
［24 ］［23 ］［22 ］
等
，影响土壤磷素的迁移转化。此外，土壤中留有大量植物残体，土壤水分条件影响其矿化分解过程
［ 26 ］
［ 25 ］
，不同水分条件不同程度地刺激植物残体的破［ 22 ］碎分解，产生有机酸促进土壤磷的溶解和活化；淹水条件下可致使铁铝化合物还原，随着水分的增加和还原作用的加强，使吸附在其表面甚至部分蓄闭态磷得以释放
［44 － 45 ］，泽土壤和耕地土壤磷的吸附但是对湿地及湖［46 － 50 ］ / 。从吸附机理泊土壤沉积物磷的吸附量减少
交替对澳大利亚新南威尔士州土壤磷素脉冲和微生物量的影响，在第 1 次干湿交替后土壤微生物量骤减，但微生物量中磷仍然比潮湿条件下低；再湿润后，树脂交换磷释放超过了 7 mg / kg，相当于有效磷增加了 35% ～ 40% ，但是树脂磷的这种脉冲现象在 7 d 湿润培养后就消失了；与干湿交替下微生物磷减少不同，树脂磷在随后的干湿交替后增加，这说明树脂磷脉冲可能不是来源于微生物量；此外还指出，干湿交替减少了细菌但增加了革兰氏阳性细菌。总之干湿交替导致了磷素脉冲现象，但是这与微生物量改变无

水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶参与外界胁迫应答的研究进展

水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶参与外界胁迫应答的研究进展邵瑛瑛;魏宇桑;周露;赵晨霞;王晓平;查笑君【摘要】Rice is an important food crop in China. However,with the expanding of the world's land salinization scope,decreasing of the precipitation,and the aggravating of the pest and disease damage,the product of rice was threatened severely. Plants receptor protein kinase,as a kind of membrane protein,which plays an important role in adjusting transduction process of the plant growth hormone signal and the stress response of biological and non-bio⁃logical. Therefore,it aroused wide attention and has got some research results. In this paper,I will have a brief sum⁃mary of the stucture and function of the leucine-rich repeat receptor-like kinases(LRKs)as well as the relationship between rice leucine-rich repeat receptor-like kinases family and the environment stress. And I hope it can provide some reference for this experiment in researching the relationship between the rice LRK gene family and resistance in rice.%水稻是我国重要的粮食作物，随着外界环境条件的恶化和降水的减少，水稻生产遭到严重威胁。

不同施肥处理对长期不施肥区稻田土壤微生物生态特性的影响(1)

3 通讯作者 Tel : 0571 - 86971957 , E2mail : ghwang @zjuem. zju. edu. cn
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施肥处理土壤微生物试验称取 CK区和 NPK 区土壤 500 g ,分别设 : 不施肥 ( - F) 、NPK 化肥 (CF) 、秸秆 (RS) 和猪粪 ( PM) 4 个处理 ,进行培养试验 ,重复 3 次。氮、磷、钾化肥用量分别为 N 89 mg/ kg (尿素) ,P 22 mg/ kg ( 磷酸二氢钙) , K 67 mg/ kg ( 氯化钾) ,相当于施 N 200 ,P 50 , K 150 kg/ hm2 (按土重约为 2250 t/ hm2 计) ; 秸秆为粉碎的水稻秸秆 ,用量为 10 g/ kg ; 猪粪用量 413 g/ kg。各处理为等养分量 , 秸秆和厩肥处理 N 、P、K 不足部分别用化肥补足。肥料与土壤充分混匀后 ,置于塑料烧杯中在 25 ℃下淹水培养 9 周。定期用特制的注射器多点采样 ,制成混合土样用于土壤酶活性、微生物量碳和微生物多样性分析。 112 测定项目与方法 11211 土壤酶活性测定分别于培养后第 2 、5 、9 周采集土样 ,调节土壤含水量为 20 %～25 %。用苯酚钠比色法测定土壤脲酶 , 磷酸苯二钠比色法测定酸性磷酸酶活性[7 ] 。 11212 土壤微生物生物量和可培养微生物种群数
Subtropic Soil and Plant Nutrition , Hangzhou 310029 , China)
Abstract : The effects of different fertilizer treatments on soil ecological characteristics of microorganism of fertilizer omis2 sion plots (CK) and whole NPK plots (NPK) in a long2term fertilization experiment for rice were investigated. The re2 sults show the soil enzyme activity and microbial biomass C were significantly increased under the fertilization , and organic manure has much larger effect than that of the pure chemical fertilizers (CF) . The application of organic manure in the CK soil and the NPK soil has similar effect on enzyme activity and microbial biomass C. The results of PLFAs show the composition of the microbial community of the CK soil is changed by different organic fertilization treatments. Organic manure application has substantial impact on the microbical diversity of the soil . It mainly increased the mole percentage of the PLFA biomarker unsaturated fatty acids , cyclopropane cy19∶0 for bacteria and fungi , and reduced the 10 Me18∶0 mole percentage of the PLFA for actinomycetes. Key words : fertilization ; paddy soil ; microorganism ; enzymatic activities

水稻田的非点源污染的研究

水稻田的非点源污染的研究1 引言随着生产技术的改进和水污染治理措施的实施，工业点源污染得到了一定程度的控制，但在部分地区，农业非点源污染比例增大，超过了点源污染，已经成为了污染地表水和地下水的主要来源.国内的农业非点源污染主要来自种植业、畜禽养殖业和水产养殖业，在2010年《第一次全国污染源普查公报》中公布，农业源中种植业的总氮排放量为159.78万t，居农业源排放量的首位(2010年).种植业中，水稻是我国播种面积最大的粮食品种，水稻生长期间需要保持田面蓄水，与其他作物的生长方式不同，因此，其水量变化和污染物的输出过程比较独特，由降雨出流或者人工管理措施造成的非点源污染也不容忽视.目前，对于农田氮磷负荷的定量研究方法主要有径流池法、同步观测法和模型模拟方法等.其中，径流池法是通过在水稻田出水口建造一定容积的防渗径流池，通过测定经出水口流入径流池的总径流量和污染物浓度来估算场次降雨过程中水稻田非点源污染的流出负荷，估算结果有较高的精度.王静等(2010)在巢湖支流的水稻种植区进行野外试验，在不同田块间建筑水泥挡板防止互相渗漏，并对应建造径流池，雨后产流立即测定径流池水深并收集水样，通过连续几年的观测试验，得到总氮的输出系数最高达到9.2 kg · hm-2，流失系数(流失负荷/施肥量×100%)为5.12%.黄东风等(2013)通过径流池法得到降雨产流情况下水稻田的氮磷流失量，但对由于人工排水或者灌溉不当导致的田面水出流未做讨论.径流池法适用于具有单一出水口的稻田，且需要建造径流池，对于具有多个出水口或者难以建造径流池的野外试验田，应用有一定的局限性.同步观测法是在场次降雨产生出流的同时，在出水口处同步测定径流量和采集水样，根据得到的径流量和水质浓度过程线来求得场次降雨过程中氮磷污染负荷的流出总量.若在降雨同时进水口有水流流入，需要同时测量进水口处的水量和水质，通过水量平衡关系扣除由进水口流入的污染物负荷，从而得到因降雨出流造成的非点源污染.Choi等(2013)在水稻试验基地选取了8个5 m×15 m的试验小区，建造排水渠并安置流速仪，在降雨时同步观测流量并取样测定水质，探讨了在节水灌溉模式下水稻田的非点源污染.Phong等(2006)在东京大学试验田，选取了2块约0.15 hm2(28 m×48 m)的水稻田块，在出水口处建造30 cm宽的矩形排水渠，并在排水渠内安装水位测定仪，降雨产生出流的同时，通过测定流出水流的深度变化计算出流体积，同时采集出流水样测定水质，研究了不同灌溉模式下除草剂等有机污染物的流出规律.黄满湘等(2003)开展模拟降雨-径流实验，在农田试验小区出水口下安装V型量水堰，降雨时收集径流并检测水质，研究了北京地区农田氮素流失机理.同步观测法要求水稻田的出水口固定且唯一，多用于试验站的观测，由于野外试验田的最低田埂高度动态变化且出水口不唯一，很难应用同步观测的方法估算径流负荷量.对于氮磷等污染物流失规律的研究，许多学者采用了模型的方法.如Chahinian等(2011)采用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对法国某一流域内的水量、泥沙运移进行了模拟，发现水量结果比较好，但泥沙运移的结果不是很理想，因而对氮磷运移的模拟造成了影响.另外，还有一些研究采用HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran)模型、AGNPS(Agricultural Non-Point Source)模型(Usery et al., 2004)、DAYCENT(the Daily Version of the Century)模型(Wu et al., 2014)、DNDC(Denitrification-Decomposition Model)模型、WNMM(Water and Nitrogen Management Model)模型(李晓鹏等，2009)等对流域的非点源污染进行了模拟，模型研究大多基于水文径流过程、土壤信息、气象信息等，需要长时间、大范围的监测数据，结果对一定时期内污染物整体的转化迁移规律模拟较好，但对于水稻田这种基于降雨和人工管理措施而造成的非点源污染规律的描述过于简化，无法模拟场次降雨造成的非点源污染.针对野外水稻田生长期内最低田埂高度动态变化且出水口不唯一的特点，本试验采取一种新的原位观测方法，即在不改变水田原有出流特征(如出水口高度及出水口数量)条件下，现场观测水稻田非点源污染流失情况.该方法基于降雨-水位-水质观测，通过采集水位信息得到水稻生长期内的蒸散发和渗漏损失过程，根据水量平衡关系并结合降雨信息推算水稻田产生进水或者出流的日期和径流量，并结合定期观测得到的田面水水质变化过程来估算降雨造成的氮磷流失负荷.2 研究区概况试验区位于北京市海淀区上庄镇的京西稻种植示范基地，示范区面积达到30万m2.海淀区属温带半湿润大陆性季风气候，年均气温12.5 ℃，冬季寒冷干燥，盛行西北风，夏季高温多雨，盛行东南风，平均风速为 2.3 m · s-1.降雨季节分配很不均匀，全年降雨集中在7—10月份，多年平均降水量为619.0 mm，平水年降水量为614.3 mm，枯水年降水量为336.4 mm.本试验选取了位于农田下游的一块面积约为3792 m2(24 m×158 m)的水稻田为试验田块，水稻田水肥管理措施如下：水稻插秧：2013年5月23日;基肥：复合肥 25 kg ·亩-1，尿素3 kg ·亩-1，粪肥1000 kg ·亩-1;追肥：尿素 7.5 kg ·亩-1，2013年6月25日;水稻收割：2013年10月28日;灌溉方式：间歇性灌溉，水层保持在20 mm以上;排水晒田：2013年7月21—26日(分蘖期末期)，2013年9月16日—2013年10月28日(成熟期).3 试验设计和方法3.1 试验设计3.1.1 试验仪器安装试验需要采集降雨信息和水稻生长期田面水水位信息.在水稻插秧时安装雨量计和水位自动记录仪，雨量计安置在试验田边水平地面上，用三脚架平稳固定于地面上，承雨口平面距离地面0.7 m，记录间隔设定10 min.在水稻田中部靠近田埂的出水口位置附近安装水位自动记录仪，为防止仪器探头被底泥或者其它物质挡住而影响记录，探头部分固定在距离水稻田底部2 cm处，定期检测保证探头不被淤泥堵塞，且保持探头安装高度在整个水稻生长期不变.水位计数据记录间隔设定30 min.3.1.2 田面水样品采集和测定试验期间，每周两次采集田面水水样，自水稻田开始蓄水至成熟期水位为零，共进行了31次采样.田面水水质采样点共设定5个，其中4个采样点位于水稻田的4个不同位置，另外1个采样点位于水位记录仪附近.每次采样需采集5瓶1 L的水样，加硫酸酸化调节pH<2后冷藏保存，并在24 h内测定TN、TP浓度.TN的测定采取过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，TP的测定采取钼锑抗分光光度法.3.2 数据分析方法 3.2.1 蒸散发和渗漏损失根据水稻生长规律，本试验将水稻生长划分为4个时期：移苗返青期、分蘖期、拔节孕穗期、成熟期.各个生长期水位变化遵循水量平衡理论，农田水分的变化决定于同一时段内进水和耗水的消长.水稻田进水包括于人工灌溉和自然降雨，耗水包括人工排水、降雨出流及蒸散发和渗漏损失.在没有降雨和人工管理措施干预的情况下，田间水位的下降仅由于蒸散发和渗漏损失造成，呈现平稳下降趋势，因此，可以选定这样的水位曲线段进行拟合求解得到1天或者连续几天的蒸散发和渗漏损失量;在降雨、人工灌溉和排水日，水位变化受到自然降雨或者人工管理措施的影响，无法通过水位曲线求解得到蒸散发和渗漏损失值.但在同一个生长期内，水稻生长状况相差不大，且在相似的天气状况下，蒸散发和渗漏损失接近，因此，在降雨、人工灌溉和排水日的蒸散发和渗漏损失值参照前后几日的值进行拟定.图 1为水稻移苗返青期的一段0.5 h水位变化过程线，5月31日—6月3日、6月10—14日之间，不存在人工灌溉、人工排水和自然降雨的情况，选定图中虚线段水位进行拟合求解，根据斜率得到的0.5 h水位变化量计算日变化量，即为蒸散发和渗漏损失值.6月4—9日间存在降雨，降雨日的水位变化过程线受到影响，表现为两个方面：由于降雨导致湿度、温度等气象因子的改变，水稻蒸腾和田面水蒸发速率受到影响(王卫光等，2012);降雨量较大时，田面水水位逐渐上升，当水面高度达到最低田埂高度时，若降雨持续发生，则田面水水位维持一定高度不变，降雨停止后，水位又呈现下降的趋势.图 1连续6 d的降雨中，6月7日降雨量最大，假定该日的蒸散发和渗漏损失情况与该生长期内非降雨日最不利天气条件相近，即等于该生长期的最低值，其它几日则通过线性插值计算.图1 蒸散发和渗漏损失分析过程线试验区水稻采取间歇性灌溉方式，灌溉频率较高，灌溉日的水位变化过程线呈现先上升后下降的趋势;另外，根据作物生长需求，也会采取人工排水的方式调整田面水水位，这时水位线的下降原因包括：①蒸散发和渗漏损失;②人工排水.以上两种情况下无法直接通过水位变化曲线得到日蒸散发和渗漏损失值，因此，将这几日的蒸散发和渗漏损失取前后两日的平均值.另外，水稻生长期内共进行两次晒田：分蘖期末期和成熟期后期.晒天前进行人工排水，当田面水水位下降至2 cm以下时，水位记录数据为零.参照贾宏伟等(2010)对不同灌溉模式下水稻田的水分利用效率的研究，薄露灌溉模式下水稻田的平均水利用率约为90%.在本研究中，当水稻田进行排水且水位记录为零时，此时实际水位是20 mm以下，若该日水分利用效率以平均值90%进行计算，则发生无效耗损的水量为2.0 mm左右，将该值近似为该日的蒸散发和渗漏损失值，并逐日递减至零由此得到整个生长期的蒸散发和渗漏损失过程线(图 2).图2 日零时水位、蒸散发和渗漏损失过程线3.2.2 田面水出流推算水稻田的非点源污染产生于3种情况：①降雨(图 3)：降雨使得田面水水位上升，直至达到最低田埂高度，若降雨持续发生，则田面水产生出流，若降雨强度很大时，雨水冲刷田埂使得田埂高度降低也会引起出流;②人工排水(图 4)：水位曲线上出现明显水位转折点，直至水位下降为零，这是由人工排水晒田造成，且此时排水量较大;③过量灌溉：在晴天或者当日有少量降雨时，由于灌溉过量直接导致田面水水位上升或者上游田块水流入试验田，水位变化同图 3类似，呈现先上升然后保持稳定后再下降的趋势.图3 降雨-产流水位变化过程线图4 人工排水水位变化线在整个水稻生长期内，田面水符合以下水量平衡关系式：式中，Hi和Hi+1为水稻第i日和第i+1日零时水位(mm);Pi为第i日降雨量(mm);ETi+Fi 为第i日的蒸散发和渗漏损失量(mm);ΔRi为第i日水量改变量(mm).根据已经得到的日蒸散发和渗漏损失值，结合降雨、水位信息，计算可得到ΔRi，再通过公式(2)来判断水稻田的进出水情况.式中，Rin为进入水稻田的水量(m3)，即人工灌水量(包括来自上游田块的出水);Rout为流出水稻田的水量(m3)，即降雨-产流量或人工排水量;ΔRi为第i日水量改变量(mm);S为试验田面积(m2).3.2.3 出流负荷计算根据水量平衡，得到了水稻整个生长季的降雨产流和人工排水情况，试验期间，由于无法准确判定降雨是否产流，所以不能在降雨-产流时采集水样测定污染物浓度.因此，试验期间定期采集水样进行测定，由此得到生长期内TN、TP浓度变化曲线.再根据式(3)和(4)计算整个生长季造成污染的TN、TP负荷量.式中，MTN、MTP为TN、TP降雨出流总负荷量(g);Ri为第i次降雨产生的径流量(mm);S为试验田面积(m2);CiTN、CiTP为第i次出流当日田面水的TN、TP浓度(mg · L-1).4 结果与分析4.1 出流统计根据公式(1)和(2)计算得到水稻田在整个生长期的出流情况(表 1).其中，7月16日和9月9日2 d的出流分别发生在水稻分蘖期末期和成熟期，均由排水晒田造成，第二次的排水量最大，排水深度接近50 mm;8月7日降雨量仅1.1 mm，但产生了14 mm的出流，水位曲线上当日水位呈现先上升后下降的趋势，且上升幅度远高于1 mm，由此可推断当日进行了人工灌溉，由于灌溉过量导致上游田块水进入试验田，使得田面水高度达到最低田埂高度，产生了出流.表1 水稻田出流情况估算生长期内共有37场次降雨，降雨强度等级见表 2(科迪，1995).其中，小雨条件下均未产生出流;中雨条件下有3场降雨未产生出流，其中两场降雨发生在晒田期，在此期间田间水位基本为零，降雨量未达到最低田埂高度，另外一场降雨前田面水水位维持在50 mm左右;大雨条件下，有一场未产生出流，此场降雨前田面水水位不足40 mm.表2 降雨等级划分和出流统计4.2 TN、TP出流负荷每次采样测定后，取5个样品的平均值为当日水稻田田面水中污染物浓度值，由此得到生长季内TN、TP浓度变化曲线(图 5)，其他采样日期的田面水浓度值根据相邻两次采样水质按照线性插值进行估算.根据公式(3)和公式(4)计算得到整个生长季水稻试验田造成的非点源污染中TN和TP负荷量(表 3)，从而得到TN输出系数为8.8 kg · hm-2，TP输出系数为0.47 kg · hm-2.图5 水质变化过程线表3 水稻田生长季出流负荷估算图 5中TN浓度出现了两次峰值，分别是在施用底肥和追施尿素后，底肥施用一定时间后，水中TN浓度升高至最大值，之后随着水稻生长消耗或者降雨的稀释浓度逐渐降低;施用底肥后未追施磷肥，所以TP浓度仅在施用底肥后出现峰值，之后有3次较高值出现，与TN在7月份后出现较高值的日期基本一致.整体来看，TN浓度变化范围远大于TP浓度，浓度在出现峰值后趋于稳定，但都呈现波动性变化，主要是受到水稻生长和肥料释放等的影响.本试验共有12次田面水出流(表 3)，其中，有4次在出流当日采集了水样进行测定，其他8次出流浓度根据产流场次前后观测到的田面水水质数据采用线性插值法估算.对于TN，6月9日和7月1日两次出流均发生在浓度峰值前后浓度相对波动较大的时期，6月9日水质采用6月8日和6月12日两日实测浓度进行线性插值估算;7月1日水质采用6月30日和7月4日两日实测浓度进行线性插值估算.这两日田面水水质采用线性插值法估算会引入一定的误差.其他6次均发生在早期肥料释放较少和后期浓度变化幅度较低(6 mg · L-1以下，平均值为1.92 mg · L-1)阶段，水质浓度波动较小，采用线性插值估算引入的误差不大.对于TP，在6月18日后出现了3次浓度峰值，但在这几日均未产生径流出流，其他日期浓度变化范围不超过0.2 mg · L-1，估算偏差范围较小.5 讨论通过计算得到试验田生长季氮、磷污染输出系数，并与已有研究成果进行了对比(表 4).其中，TN输出系数最高的研究区位于江苏省吴江市，达到38.8 kg · hm-2，该试验区水稻生长季降雨量为470.3 mm，超过40 mm的降雨有5次，且土壤为青紫泥，属于基础肥力高的水稻土，而本研究区生长季降雨总量为242.7 mm，超过40 mm的降雨仅一次，因此，其输出系数远高于本试验区的结果;位于上海青浦农业园区试验点的TN输出系数也很大，主要是由于该试验田进行了两次追肥，每次施用尿素55 kg · hm-2;TP的输出系数较高的是天津市宁河县及上海市青浦农业园区试验点，分别是2.08 kg · hm-2和2.67 kg · hm-2，上海试验点施用控释肥，肥料具有缓释效应，肥料中的磷较长时间的保持在田面水中，使田面水磷浓度偏高，而天津试验点在基肥中施用磷酸二铵187.5 kg · hm-2，磷酸一铵75 kg · hm-2，与其他施用复合肥的试验点相比，磷含量偏高，造成出流中磷负荷较大.受到降雨、不同水肥管理措施的影响，不同试验点的输出系数存在差异，但与其他研究区的结果相比，本试验得出的输出系数在合理范围内.表4 不同方法下水稻田TN、TP输出系数传统观测方法均需保证水稻田出水口唯一，径流池观测法需要建造径流池，同步观测法需要安装观测水量和水质的自动监测装置，且在降雨时进行同步观测.若场次降雨量过大，部分田面水可能从田埂流出，没有流入径流池或集水装置，使得计算结果偏低，特别是对于野外水稻田，可能存在多个出水口，无法采取传统方法进行观测.本试验所采取的的观测方法不需要保证单一的进水口和出水口，主要通过水位变化判断是否产生径流，并根据水量平衡原理估算径流量，因此，对于野外试验田，具有更强的适用性.另外，试验需要的监测仪器只有水位计和雨量计，不需要在试验站点安排人员每日监测，水质数据的测定采取定期采样的方式，无需每次降雨后立即去现场采集田面水水样，这使得本方法应用起来有较方便.由于本试验降雨数据监测不是实时传输的，何时降雨不能提前知晓，只有每月去野外导出雨量计降雨数据时才知道当月降雨的情况，因此，定时采样方式是一种较为灵活的方法.虽然在采取线性插值法估算非采样日田面水水质浓度比降雨前后到现场去采集水样的方式会导致一定误差，但从整体分析来看误差也不会很大.若能采用自动采样的方式测定田面水水质浓度的变化，并结合水位变化曲线，精确对应产生出流前后的水质浓度值进行计算，应该是最理想的方式，但这样会增加自动采样仪器的投入和后续水样测试分析的成本.此外，试验中采集水样时，取样的位置或者取水的深度不同，会对浓度测定结果造成一定的影响，因此，应该在取样时规范操作，并保证每次取样位置和取水深度一致;另外，水位观测仪的记录受到人为活动的干扰，若在水位计附近进行除草等活动，可能会对水位记录产生影响，使记录数据产生波动或者出现异常点，因此，在后续水位数据分析和处理过程中要注意对异常点的识别和剔除.试验采用的水位观测仪通过压力传感器测定水位，监测结果容易受到气压和水生物活动的影响，建议今后的研究对仪器进行改进，增加水位记录的稳定性.本研究只探讨了降雨出流、人工排水及过量灌溉造成的非点源污染，没有考虑渗漏对地下水造成的污染，尚需结合地表径流和地下渗漏进行进一步的研究.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

稻田土壤氧化亚氮的产生机理分析

稻田土壤氧化亚氮的产生机理分析稻田是我国主要的粮食生产区域之一，而稻田土壤中氧化亚氮（N2O）的排放是造成温室气体污染的主要原因之一。

因此，深入了解稻田土壤氧化亚氮的产生机理，对于减缓全球气候变暖，保护生态环境具有重要的意义。

一、稻田土壤氧化亚氮的来源稻田土壤氧化亚氮的来源主要有两种，一种是土壤微生物的代谢过程，另一种来源则来自于农业生产中施用施肥所带来的氮肥和有机物质。

1、土壤微生物的代谢过程稻田土壤中拥有丰富的土壤微生物，如硝化细菌、反硝化细菌等。

其中，反硝化细菌是稻田土壤中产生氧化亚氮的主要微生物。

反硝化细菌在自然生态环境下，主要通过还原硝酸盐（NO3-）产生氮气（N2）。

而在稻田土壤中，由于水稻生长所需要的高含氧条件，土壤表层产生的氧气是不足的，这就使得氧化亚氮的产生条件逐渐形成。

反硝化细菌体内亚硝酸还原酶的活性也与微气候等环境因素有关，当温度、水分等条件不断变化时，这些细菌代谢的速率会随之变化，从而使得产生氧化亚氮的速度也不断变化。

2、农业生产中施用的氮肥和有机物质我国的农业生产中，氮肥的使用量很大，而草料、有机肥料、秸秆等压缩后也成为秸秆沤肥，这些也是稻田土壤中产生氧化亚氮的主要物质来源。

氮肥和有机物质被输入到土壤中后，有机质的分解及氮素的硝化过程也逐渐开始。

与此同时，土壤中的反硝化细菌会对其进行还原，在这个过程中，氧化亚氮就会大量产生。

二、稻田土壤氧化亚氮产生的影响因素稻田土壤氧化亚氮的产生不仅受土壤微生物活动的影响，同时也受到多种环境因素的影响，例如温度、水分、氧气浓度等。

下面就来详细地探讨这些因素对于稻田土壤氧化亚氮的产生的影响。

1、温度的影响温度是影响复合微生物代谢活动的重要因素之一。

一般来说，稻田土壤表层生物活动强度随温度升高而加强，微生物的生长和代谢速率也随之增加，使氧化亚氮生成率增加。

而当氧化亚氮生成速度高于负责其还原的微生物细胞内酸性气体承载容量时，其生成量就会增加。