外源硒在土壤中的老化特征及其对作物硒吸收累积的影响

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingxiaodong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硒元素(Se)是人体必需的微量营养元素,适量摄入硒对人体有益,摄入过量或不足均对人体有害。粮食作物是人体摄入硒的重要来源,作物硒含量与土壤中硒的有效性密切相关。通常将金属或类金属进入土壤后有效性随时间衰减的过程称为“老化”。外源硒施入土壤后有效性会随着时间而改变,进而影响作物硒吸收累积效果。为进一步了解外源硒进入土壤后有效性变化过程及其对作物硒吸收累积的影响,首先,采集我国不同地区19种理化性质各异的农田土壤,通过室内培养试验研究外源亚硒酸钾在土壤中的老化特征,运用动力学方程拟合硒老化过程,分析影响硒老化进程的关键因子,结合土壤理化性质和老化时间建立经验模型。进一步选取6种典型外源硒肥(硒酸钾、亚硒酸钾、EDTA螯合硒肥、粉煤灰、硒矿粉、富硒秸秆),通过小麦盆栽试验研究不同种类外源硒在土壤中的有效性变化及其对小麦生长、硒吸收分配的影响。最后,通过水稻田间试验,研究不同种类外源硒肥、施用时间、施肥方式对水稻籽粒硒吸收累积的影响。主要研究结果如下:(1)以亚硒酸钾溶液的形式外源添加1 mg kg-1 Se至19种土壤中进行好氧培养,各土壤有效硒比例均随时间逐渐降低,土壤有效硒比例从老化1天后的52.8%下降至第60天的32.0%,在老化60天后接近平衡。准二级动力学方程拟合土壤硒老化动力学过程效果最佳(R~2>0.989,P<0.01),据此预测不同土壤中有效硒含量达到老化平衡的时间在8~131天之间。逐步回归分析结果发现,土壤p H、速效磷、黏粒、游离态铁氧化物含量均会对亚硒酸盐老化过程产生影响。硒老化速率主要与土壤游离态铁氧化物、速效磷含量有关。土壤p H、黏粒含量、速效磷含量和老化时间建立的经验模型能较好预测外源亚硒酸盐在好氧条件下的老化特征(R~2=0.87,P<0.01)。(2)不同外源硒进入土壤后有效性的变化规律不同,硒酸盐、亚硒酸盐与EDTA螯合硒处理土壤有效硒比例显著高于对照(CK)处理,其它外源硒处理与CK处理无显著差异。小麦生育前期,硒酸盐、亚硒酸盐与硒矿粉处理土壤有效硒比例逐渐降低,降幅分别为36.4%、21.5%、7.84%,至生育后期则趋于稳定,其他外源硒处理土壤有效硒比例则呈现先下降再升高的动态变化。土壤有效硒含量显著影响小麦硒吸收,两者呈显著正相关关系(R~2>0.560,P<0.01)。施用硒酸盐显著提高了小麦籽粒和叶生物量,增幅可达12.4%和6.4%,但其它外源硒肥对小麦生长无显著影响。小麦对不同外源硒的累积能力顺序为:硒酸盐>亚硒酸盐、EDTA螯合硒>硒矿粉、粉煤灰、富硒秸秆,硒矿粉、粉煤灰、富硒秸秆处理与CK处理无显著差异。施用硒酸盐后硒更易向茎、叶转运,而施用亚硒酸盐与EDTA螯合硒后硒更易向籽粒转运累积。(3)设置基施、分蘖期土施、孕穗期土施、分蘖期叶施、孕穗期叶施硒肥(硒酸钾、亚硒酸钾)处理开展水稻田间试验,结果表明,整个水稻生育期施用硒肥时间越晚,水稻成熟期土壤硒有效性越高。不同生育期土施亚硒酸钾,成熟期土壤有效硒含量大小顺序为:孕穗期>分蘖期>基施,相比CK处理分别提高了560%、426%和132%;同一时期土施硒酸钾或亚硒酸钾,成熟期土壤有效硒含量大小顺序为:硒酸钾处理>亚硒酸钾处理,相比CK处理分别提高了350%和132%。水稻成熟期土壤有效硒含量与水稻籽粒硒含量呈显著正相关关系(R~2=0.918,P<0.01)。不同硒肥种类、施用时期、施用方式下水稻籽粒硒富集效果有所差异,基施外源硒酸钾效果优于基施亚硒酸钾,孕穗期和分蘖期土施效果优于基施,孕穗期或分蘖期土施亚硒酸钾的效果均优于叶面喷施。
其他文献
水库调度是管理水资源的重要手段,有利于防洪、抗旱和水电能源开发。径流预报能够为水库调度提供未来的径流信息,具有重要的指示作用。然而,大部分陆面水文模型难以细致刻画水库调度对河流流量的动态影响,限制了水文气象集合预报在梯级水库流域的应用。另一方面,机器学习方法可以基于数据建模,近年来被广泛用于径流模拟,但其预见期有限,需要与物理模型有机结合。鉴于此,本论文利用气象集合预报驱动陆面水文模型进行流量模拟
学位
青藏高原(简称高原)低涡是在高原复杂地形、动力、热力作用以及大气环流的共同影响下形成的中尺度天气系统。高原低涡不仅是夏季高原地区主要的降水系统,在有利的环流背景下还能够增强并移出高原,引发高原下游地区的暴雨和强对流等灾害性天气。2013年7月19日至21日的一次高原低涡过程生命史较长,在高原上的活动时间长达56 h,并引发高原上的明显降水。低涡移出高原后向东北方向移动,维持时间近20 h,造成了西
学位
地表臭氧(O3)浓度持续升高,已成为全球作物生产和食品安全的主要威胁。小麦作为我国主要粮食作物,较其它农作物对O3更敏感。Ethylenediurea(EDU),中文名称为乙二脲,是现阶段缓解臭氧胁迫的一个主要的有效化学物质,但是其作用机制还未阐明清楚。植物相关微生物组在植物适应各种生物胁迫、非生物胁迫、维持植物健康等方面有着不容忽视的作用。本研究在O3污染严重的长三角地区,依托课题组构建的O3熏
学位
青海省地处青藏高原东北部,是我国太阳辐射资源最大,大气气溶胶污染最轻的区域之一,大气气溶胶对太阳辐射存在一定影响,进而影响到农作物光合作用过程。目前关于大气气溶胶对农作物影响的研究多集中在我国中东部粮食产区,但此类研究区域也受大气气溶胶污染严重,无法全面评价大气气溶胶对农田生态系统的影响。本研究基于多元遥感数据,设计了青海省主要农作物产区的识别和提取方法,提取了2003-2017年青海省主要农作物
学位
陆面模式BCC_AVIM是国家气候中心研发的大气-植被相互作用模式,在设计时通常对植被进行简化,模拟的结果可以满足基本需求,但也导致了部分地区模拟的不足。东北、华北,都是我国主要的粮食产区,其特殊的农业下垫面使该地区陆气之间物质和能量交换与其他地区存在巨大差异,对陆面模式模拟结果有较大的影响。目前BCC_AVIM缺乏对植被功能类型中作物的细分,下垫面数据也较为陈旧,影响到了在典型农区的输出结果,尤
学位
农业与环境各种介质(如土壤、水等)中重金属和异源性污染物分布极其不均匀,土壤与水中重金属痕量物质的浓度常低于检测方法的检测限(limit of detection/LOD),而不能准确知晓其含量;此类包含低于检测限信息的数据被称作删失数据,且以左删失为主。同时,由于分布不均匀该类数据经常呈偏态分布,这对单变量的参数估计与多变量之间的相关性估计造成挑战。本研究对两种典型偏分布的左删失数据进行了概率密
学位
PM2.5浓度是衡量空气质量的重要参量,大量研究主要聚焦于对流层的环流状况对区域PM2.5浓度的影响。然而,鲜有研究建立平流层环流异常和区域大气颗粒物污染之间的联系。本文首先研究探讨了 2018年和2019年两个分裂型的SSW事件和2021年偏心型的SSW事件对京津冀地区PM2.5浓度次季节变化的影响。本论文进一步使用1981—2021年的历史资料综合分析了 SSW事件期间气溶胶光学厚度(AOD)
学位
氮是组成动植物生命体的基本的元素之一,是对植物的生长及发育影响力最大的重要营养元素,也是影响生物地球化学循环的关键元素。近十年来,我国经济在迅速发展,人口的不断增加导致对食品氮的需求也在不断增长。现阶段,我国正处于世界最大的城镇化和工业化阶段中,农业生产面临着资源与环境的双重压力。因此,把握氮素流动的特征,提高氮素利用效率对我国是氮素管理具有重要的意义。本研究以南京市为研究区域,以作物生产系统—畜
学位
气象数据可视化是气象服务中的重要一环,也是气象信息呈现的最终载体。基于WebGIS的三维气象数据可视化一直是气象数据可视化的重要形式之一,但随着气象实况监测、气象预报技术的快速提升,气象数据观测密度、频率越来越高、气象预报越来越精细,进而使得气象数据体量增加、时间序列更新频率加快。现有WebGIS三维引擎无法实现大体量气象时空数据的流畅、高效渲染展示,在加载后或导致浏览器崩溃,或者致使整个交互场景
学位
多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类持久性有机污染物,对土壤生态风险、农产品质量安全和人体健康构成严重威胁。活性炭因具有良好的吸附性在PAHs污染土壤阻控中具有潜在优势。因此,本研究以PAHs为研究对象,利用加速溶剂萃取技术(ASE)和羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取方法,调查污染场地不同深度PAHs污染状况及生物有效性变异特征,探究活性炭对土壤中PAHs生物有效性以及生态风险的阻控作用。
学位