111 resultados para NP-dur
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以22 a定位试验为基础,在黄土高原旱地研究了长期施用氮磷化肥,对不同种植体系土壤有效硫在剖面上分布与累积状况。结果表明,在60-80 cm土层各处理出现第一个累积峰,累积峰值为:玉米-小麦(2 a)+糜子轮作27.07 mg/kg,豌豆-小麦(2 a)+糜子轮作25.42 mg/kg,小麦(2 a)+糜子-玉米轮作24.23 mg/kg,豌豆-小麦(2 a)+玉米轮作22.61 mg/kg,小麦连作16.56 mg/kg,红豆草-小麦(2 a)轮作15.14 mg/kg;在120-180 cm土层又出现有效硫的第二个累积峰,累积峰值为:小麦(2 a)+糜子-玉米轮作34.20 mg/kg,豌豆-小麦(2 a)+糜子轮作32.16 mg/kg,豌豆-小麦(2 a)+玉米轮作31.00 mg/kg,红豆草-小麦(2 a)轮作30.32mg/kg,玉米-小麦(2 a)+糜子轮作29.16 mg/kg,小麦连作26.22 mg/kg。0-200 cm土层有效硫总累积量玉米-小麦+糜子轮作高达559.64 kg/hm2,其次是小麦+糜子-玉米轮作为538.88 kg/hm2,豌豆-小麦+糜子轮作为514.34 kg/...
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为了在实时气象条件下确定旱塬区适宜的肥力水平和产量水平,在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原长武旱塬地1957~2001年期间不同肥力水平下连作冬小麦田产量效应。模型验证结果表明CK、N、NP处理产量模拟值与观测值之间的相关系数分别为0.740、0.764和0.740,均达到显著水平,WinEPIC模型对不同肥力处理下冬小麦籽粒产量模拟较为准确。模拟结果表明,无肥、低肥、中肥和高肥处理下连作冬小麦的产量均呈现波动性降低趋势,其平均值分别为1.055、1.422、2.405和3.170t/hm2,不同肥力处理间差异显著,以中肥和高肥处理增产效果最好。为黄土高原南部沟壑区旱地小麦生产的可持续发展提供了科学依据。
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为了给黄土旱地经济合理施肥、粮食增产提供科学依据。[方法]在长期定位试验的基础上,研究了不同施肥对小麦产量、各生育期钾素营养和肥料利用率的影响。[结果]不同施肥小麦增产效果差异显著。单施氮肥小麦增产75.3%,单施磷肥小麦产量则降低24.7%,NM、PM、NPM配施小麦增产75.9%~92.9%;小麦钾素的吸收主要集中在生长发育前期,孕穗期以后因泌钾现象多表现为负吸收,施用有机肥,特别是无机肥与有机肥配施,促进小麦吸钾作用明显,小麦植株各器官含钾量明显提高;单施N肥、NP配施小麦钾素的吸收量、吸收速率较高,单施有机肥及有机无机肥配合施用小麦钾素吸收量和吸收速率比对照也有明显提高;单施N肥小麦氮肥利用率较高为76.73%,单施P肥小麦磷肥利用率较低仅为14.20%,NP配施与单施P肥相比,吸磷量、吸钾量分别增加112.53%和79.36%。施用有机肥可以显著提高作物氮、磷、钾吸收量,但肥料利用率却不高。[结论]施用有机肥以及有机无机肥配合施用,可以明显促进小麦对氮、磷、钾养分的吸收,提高小麦产量。
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场发射平板显示器(Field Emission Displays, FED)是一种新发展起来的平板显示器,由于其在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面具有优良的特性,成为近年新型显示器研究的热点之一。为实现高效的FED红、绿、蓝全色显示,荧光粉在其中起着十分重要的作用。制备性能优良的场发射用彩色荧光粉是决定将来FED技术成功与否的关键因素之一。 本论文研究的内容包括场发射(FED)用荧光粉的研制和改性工作。在场发射(FED)用荧光粉研制方面,采用溶胶-凝胶方法,制备了一系列新型场发射(FED)用荧光粉,包括稀土离子激活的镓酸镧 [(LaGaO3: Re3+ (Re = Eu, Tb, Dy, Tm, Sm)]体系、铟酸钙[(CaIn2O4: Re3+ (Re = Eu, Pr, Tb, Dy,)]体系、铟酸锶[(SrIn2O4: Re3+ (Re = Pr, Tb, Dy)]体系、镓酸镥[Lu3Ga5O12:Re3+ (Re = Eu, Tb,Pr)]体系,并研究了Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Tm等稀土离子在这些基质中的光致发光、低压阴极射线发光性质和能量传递等性质。在荧光粉的改性方面,采用喷雾热解法制备了Sr2CeO4球形场发射用荧光粉,研究了喷雾前驱体溶液中,聚乙二醇浓度、金属离子浓度、烧结温度对形貌及发光性能的影响;采用溶胶-凝胶方法成功将SiO2表明包覆一层CaTiO3:Pr3+, Y3Al5O12:Ce3+/Tb3+荧光粉,得到单分散,球形形貌,分布均匀,具有核/壳结构的球形荧光粉;另外研究了不同的制备方法对Ga2O3:Dy3+荧光粉的发光性能的影响。所得样品用XRD、FTIR、SEM、TEM、漫反射光谱、光致发光(PL)光谱、荧光寿命曲线、低压阴极射线(CL)光谱等进行表征。 在紫外光激发下,稀土离子激活的镓酸镧彩色荧光粉有基质(LaGaO3)的发射和稀土离子(Eu3+, Tb3+, Dy3+, Tm3+, Sm3+)的特征发射,研究表明在基质和稀土离子之间存在能量传递,其能量传递效率因离子而异。在阴极射线激发下,样品仅有稀土离子(Eu3+, Tb3+, Dy3+, Tm3+, Sm3+)的特征发射。如:LaGaO3: Eu3+发红光,LaGaO3: Dy3+发白光,LaGaO3: Tm3+发蓝光,LaGaO3: Sm3+发黄光,LaGaO3: Sm3+,Tb3+发白光。LaGaO3: Tb3+的发光颜色可通过不同Tb3+的掺杂浓度从蓝光到绿光进行调控。在相同的激发条件下,所制备的蓝光发射的LaGaO3: Tb3+和LaGaO3: Tm3+荧光粉与商业FED用蓝粉(Y2SiO5: Ce3+,日亚化学工业株式会社,NP-1047)相比具有更好的色纯度和更高的发光效率;所制备的黄光发射的LaGaO3: Sm3+荧光粉与商业低压黄色荧光粉((Zn,Cd)S: Ag,日亚化学工业株式会社,NP-1020)相比,色纯度接近,但具有更高的发光效率。并首次实现了单一基质中白光发射(LaGaO3: Sm3+,Tb3+), 所制备的稀土离子激活的镓酸镧彩色荧光粉[(LaGaO3: Re3+ (Re = Eu, Tb, Dy, Tm, Sm )]在场发射器件有潜在的应用。 在稀土离子掺杂的Sr/CaIn2O4荧光粉体系中,在基质Sr/CaIn2O4和掺杂离子Pr3+/Tb3+/Dy3+存在高效能量传递。基质Sr/CaIn2O4吸收能量向激活离子Pr3+/ Tb3+/Dy3+传递,发射为稀土离子Pr3+/Tb3+/Dy3+的特征发射,发光强度、荧光寿命等符合应用要求,在低压电子束激发下,Sr/CaIn2O4: Pr3+/Tb3+/Dy3+荧光粉为稀土离子的特征发射,其低压阴极射线发光(CL)光谱与光致发光(PL)发射光谱一致,CL强度随激发电压,电流密度增加而增强。 对于CaIn2O4:Eu3+荧光粉,进一步研究表明CaIn2O4:Eu3+荧光粉的光致发光和阴极射线发光颜色可以通过掺杂不同浓度的Eu3+从白光,黄光,到红光进行调控。低浓度掺杂发白光,高浓度掺杂发红光,适当的浓度发黄光。 在Lu3Ga5O12:Re3+ (Re = Eu, Tb,Pr)荧光粉体系中,在紫外(UV)和低压阴极射线激发下,所制备的荧光粉Lu3Ga5O12: Eu3+, Lu3Ga5O12: Pr3+为稀土离子Eu3+, Pr3+的特征发射,分别发黄光和绿光。Lu3Ga5O12:Tb3+的发光颜色因Tb3+掺杂浓度不同而不同,低浓度掺杂发蓝光,高浓度发绿光。 Sr2CeO4荧光粉在UV及低压阴极射线激发下发出强烈蓝光,源于配体到金属离子电荷迁移带跃迁(Ce4+-O2-)。其阴极射线发光强度与电压及灯丝电流呈良好的线性关系。 采用溶胶-凝胶方法的核壳结构的SiO2@CaTiO3:Pr3+和SiO2@Y3Al5O12: Ce3+/Tb3+荧光粉, FESEM和TEM结果表明这种核壳结构的发光材料表面致密,厚度均匀,保持了单分散SiO2微球的形貌特征。在UV及低压阴极射线激发下,SiO2@CaTiO3:Pr3+呈强红色发射,源于Pr3+ 的1D2—3H4 (612 nm)跃迁;SiO2@Y3Al5O12:Ce3+和SiO2@Y3Al5O12:Tb3+ 分别发黄绿光和绿光,源于Ce3+的5d-4f和Tb3+的5D4-7FJ (J = 6, 5, 4, 3)跃迁。PL强度可以通过包覆次数调控,CL强度随激发电压及灯丝电流增加而增强。 在Ga2O3:Dy3+荧光粉体系中,采用了溶胶-凝胶,氨水共沉淀,和高温固相法制备了Ga2O3:Dy3+荧光粉并比较了他们的结晶行为,形貌,光致发光和低压阴极射线发光性能。溶胶-凝胶法制备由于原料在分子层次上混合,可以得到纯相,氨水共沉淀和高温固相法原料不如溶胶凝胶法混合均匀,很难得到纯相。溶胶-凝胶和氨水共沉淀所得荧光粉为纳米级别大小,分别呈球形和玉米棒形状;高温固相法微米级别且呈不规则形状。Ga2O3向Dy3+传递能量效率依次按溶胶-凝胶,氨水共沉淀,和高温固相法逐渐降低。在紫外光激发下,分别发白光,蓝白光,蓝光。其低压阴极射线发光与光致发光类似。相比之下,溶胶-凝胶法制备Ga2O3:Dy3+荧光粉比氨水共沉淀和高温固相法制备要好。
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近年来,纳米杂化技术,尤其是溶胶-凝胶技术为发光材料的发展开辟了一个崭新的途径,但目前这些工作尚处于研究的初始阶段,还有许多问题有待克服,例如:有机染料的热稳定性差,稀土有机配合物在溶胶体系中的溶解性、分散性差,以及发光基质在杂化体系中具有浓度淬灭效应、渗出效应等。为此,我们从分子设计角度去有目的的合成一类新型Sol-gel前体,以此制备出系列有机/无机杂化发光材料,取得了一批有意义的结果。1.经γ-射线辐照原位制备有机/无机纳米杂化材料基于Sol-gel方法及γ-射线辐照技术发明了一种制备有机/无机杂化材料的新方法,并制备了两类有机/无机杂化材料,一类是有机/无机两相间无强相互作用(共价键)的杂化材料,一类是两相间有弱相互作用(氢键)的杂化材料。从材料制备上看,反应条件温和,易控制,解决了长期困扰的样品开裂问题,制备工艺简单,易操作,易于工业化。从材料的结构表征上看,经γ-射线辐照聚合的样品的聚合比较完全,紫外-可见光谱及透射电子显微镜观察结果表明杂化样品中有机相、无 机相分散性良好,杂化是在分了水平上进行的。无机网络的限制不仅提高了杂化样品中聚合物的热稳定性和相转蛮温度,还提高了杂化样品中聚合物的机械力学性能。所发明γ-射线辐照原位制备有机/无机纳米杂化材料技术可以作为相关材料制备的通用方法。2.含有机染料有机/无机纳米杂化发光材料 设计并合成了一种官能化有机染料(可作Sol-gel前体),采用所发明的γ-射线辐照技术制备了两类有机/无机杂化发光材料,一类是相间有强相互作用(共价键)有机/无机的杂化发光材料(HEMA/KH570),一类是两相间只有弱相互作用(氢键)有机/无机杂化发光材料(HEMMTEOS)。所得杂化发光样品透明性良好,在可见光范围内透光率在90%以上,在紫外光下能发射出较强的蓝色(偏紫)荧光。在所研究体系中,随着有机染料浓度的增加,样品的发光强度在逐渐增大,有机/无机组分、组成的变化对杂化材料的荧光行为:荧光发射、荧光激发、荧光寿命影响不大;同有机溶液相比,杂化基体的限制使得有机染料的荧光发射波长发生红移,纯无机基体使之红移位置更大。杂化材料的最强荧光发射波长较染料本体杂化材料的短,表明了有机染料是均匀分散在杂化基体中的。3.含稀土有机/无机纳米杂化发光材料通过所合成的含酰亚胺键的有机芳香羧酸化合物(NP)的稀土配合物的紫外-可见、荧光、磷光光谱探讨了稀土配合物中有机配体与稀土衷心离子的能量传递与能级匹配的关系。钆配合物的低温磷光光谱结果表明,所合成的酰亚胺类芳香羧酸化合物(NP)的最低三重态能级为24690cm~(-1),与稀土铕和铽的能级差分别为7426cm~(-1)和4190cm~(-1)。荧光光谱表明所合成芳香羧酸配体与稀土离子铽的能级匹配性好,与铕离子则较差,即铽的二元配合物的相对荧光效率比铕的高,荧光寿命则几乎相同在2ms左右。在芳香羧酸化合物(NP)的三元稀土配合物中,第二配体1,10-邻菲罗啉(Phen)是能量吸收,传递的主体。同相应二元配合物相比,铕的三元配合物的相对荧光效率提高了三倍,而铽的则降低了一半,三元配合物的荧光寿命为4ms,比二元的长近一倍。所研究稀土配合物的表现的均是基于中心稀土离子的特征跃迁的特征发光,即:Eu~(3+)的5D_0→7F_j (j = 0, 1, 2, 3, 4)跃迁,Tb~(3+)的~5D_4 → ~7F_j (j = 6, 5, 4, 3)跃迁。基于小分子模型配合物的研究,设计并合成了一种新型有机芳香羧酸Sol-gel前体(TAT),从而原位合成了含稀土有机/无机纳米杂化发光材料。荧光光谱表明所制得的有机/无机杂化膜的发光谱带较窄,色纯度较高。在含稀土有机/无机杂化膜中,随着稀土离子浓度的增加,样品相对荧光强度增大,浓度淬灭效应及发光基质的渗出效应在所研究体系中未出现。同小分子稀土配合物相比,含稀土杂化膜的荧光发射谱带窄化、不劈裂、对称性好,而且荧光寿命普遍变小,发光中心趋于单一.透射电镜结果表明所制备含稀土有机/无机杂化膜,不仅有机/无机基体杂化在分子水平上,稀土离子在杂化基体中的聚集结构也在纳米层次上,一般在50~100nm,随着稀土离子浓度的增加,这种聚集结构尺寸略有增大,但小于100nm。通过三基色原理成功地制备了发白色荧光有机/无机杂化材料,该杂化材料在紫外光的激发下可同时发出红、绿、蓝三种荧光,色坐标测试结果为:X = 0.314,Y = 0.316,该位置已接近等能量白光色坐标的理论值X = 0.33,Y = 0.33,又接近实际显示的需要,有一定的理论及实践意义。
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人和猕猴T淋巴细胞能与树鼠句红细胞(tree shrew red blood cell, TRBC)形成结合力特强的玟瑰花结(T-花结),这种花结有与E-花结不同的物理和化学特性(贲昆龙 等,1985)。T细胞表面的这种TRBC受体及其配体不同与CD2、E2分子及其配体(Ben and Zheng, 1991)。为了进一步探讨TRBC受体与已知粘附分子的关系,我们用抗CD2、CD11a、D29、CD44、CD56、E2和CAM'S的单抗,用抗原调变、花结形成的阻断等试验研究了TRBC受体与这些分子的关系。继而选择了既能调变E-受体又能调变TRBC受体的六种单抗,以免疫转印技术,比较了NP-40,毛地黄皂苷,超声和高渗KCL四种方法装取的膜抗原中CD2和TRBC受体的特性。
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采用UHV/CVD系统,在Si衬底上生长了具有渐变Si_(1-x)Ge_x缓冲层结构的弛豫Si_(0.76)Ge_(0.24)虚衬底和5个周期的Si_(0.76)Ge_(0.24)/Si多量子阱。在渐变Si_(1-x)Ge_x缓冲层生长过程中引入原位退火,消除了残余应力,抑制了后续生长的SiGe中的位错成核。透射电子显微照片显示,位错被有效地限制在组份渐变缓冲层内,而SiGe上层和SiGe/Si量子阱是无位错的。在样品的PL谱中,观察到跃迁能量为0.961eV的Ⅱ型量子阱的无声子参与(NP)发光峰。由于Ⅱ型量子阱中电子和空穴不在空间同一位置,较高光功率激发下引起的高浓度载流子导致能带弯曲严重。NP峰随激发功率增加向高能方向移动,在一定激发条件下,电子跃迁或隧穿至弛豫SiGe层弯曲的导带底后与处于同一位置的空穴复合发光,所以NP峰积分强度随光激发功率先增加后减小。
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Photoluminescence (PL) of strained SiGe/Si multiple quantum wells (MQW) with flat and undulated SiGe well layers was studied at different temperature. With elevated temperature from 10K, the no-phonon (NP) peak of the SiGe layers in the flat sample has firstly a blue shift due to the dominant transition converting from bound excitons (BE) to free excitons (FE), and then has a red shift when the temperature is higher than 30K because of the narrowing of the band gap. In the undulated sample, however, monotonous blue shift was observed as the temperature was elevated from 10 K to 287 K. The thermally activated electrons, confined in Si due to type-II band alignment, leak into the SiGe crest regions, and the leakage is enhanced with the elevated temperature. It results in a blue shift of the SiGe luminescence spectra.
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0-1背包问题是经典的组合优化问题与NP完全问题,具有重要的应用价值与理论意义.本文使用PAR(Partition and Recurrence)方法形式化推导了0-1背包问题的高效动态规划算法程序.通过类比分析,该问题的若干变形问题的算法也可推导得到,算法通过PAR平台的自动生成系统转换成可执行语言程序并运行通过,保证了该类0-1背包问题算法的正确性和可靠性.本文主要的贡献是将PAR方法推广到能处理带约束条件的组合优化类问题,大大扩展了PAR方法的应用范围,为形式化开发高效高可信组合优化类算法开辟了一条新途径.
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图的划分问题(GPP)是具有广泛应用背景的典型NP-难解问题,高效启发式算法一直是该领域的研究热点.作为设计启发式算法的有力工具,GPP的骨架分析存在理论分析结果匮乏、骨架规模过小等缺陷.文中采用构造偏移GPP实例的技巧,不仅在理论卜证明了获取GPP的骨架是NP-难解的,并且利用一般GPP实例与偏移实例的关系,实现了骨架规模的提高.在此基础上,文中对于目前求解GPP问题最好的算法之一的IBS进行了改进,提出了基于偏移实例的IBS算法(BI-IBS).算法BI-IBS首先构造偏移GPP实例,然后再利用局部最优解交集对它进行归约,最后再求解归约后的规模更小的新实例.实验结果表明,BI-IBS比现有算法在解的质量上有了较显著的提高.文中的工作较完善地解决了GPP的骨架研究存在的问题,所采用的构造偏移实例的技巧对于其它NP-难解问题的骨架理论分析及启发式算法设计亦具有较高的参考价值.
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普适计算(Pervasive Computing)的出现改变了传统的以计算机为中心的资源和信息获取模式,提出一种以人为本的计算方式,为人们提供随时随地、适应环境变化的资源和信息的获取方法,成为下一代网络的主流发展方向之一。普适计算具有环境异构并且动态变化的特点,在这种网络环境中信息的开发和集成打破了传统的模式,软件变服务的观点被普遍接受,并且得到了广泛的应用。因此,面向服务的计算(Service-oriented Computing)和普适计算的结合,是未来信息技术的下一阶段,也成为目前研究的热点问题。 一方面针对普适计算的特点,研究其动态变化、移动性和用户相关性等;一方面针对面向服务的计算,研究其体系结构、服务的描述、查询、组合、部署等问题。普适计算的特点决定了在该环境下的服务组合需要适应环境的动态变化;服务部署需要满足资源约束条件,提高网络资源利用率。基于研究背景以及对目前存在问题的分析,本文进行普适计算环境下服务组合及部署的研究,主要工作包括以下四个方面: (1)提出了一种规则驱动上下文相关的服务组合方法 服务组合是面向服务的计算中经典问题,研究成果包括组合模型、语言、方法和系统等,根据需求提出基于工作流、基于形式化方法、基于语义以及基于服务非功能属性等多种服务组合方法,但这些方法难以解决普适计算中的服务组合问题。因为在普适计算环境下,服务组合不仅需要满足功能性要求,而且要适应环境的异构和动态变化,能够根据环境变化自动的构建组合路径并动态的绑定服务。本文使用上下文刻画普适计算的动态变化性,提出一种基于本体的上下文模型和描述语言,并扩展服务描述,将上下文引入服务组合,提出服务组合算法,实现了规则驱动上下文相关的服务组合路径的建立。 (2)提出一种基于上下文协商的动态服务选取方法 服务组合路径建立了服务执行的先后顺序,在服务的执行期间需要动态的绑定实例,绑定服务实例过程称为动态的服务选取。考虑到普适计算中设备资源有限性以及提高网络资源利用率,本文提出一种基于上下文协商的服务选取方法。首先从已有的上下文本体中获取与动态服务选取相关的上下文,并根据其内容的不同分为用户上下文、设备上下文和服务上下文;然后给出上下文协商的约束条件,基于约束条件提出了上下文的协商算法,进行服务的选取绑定,实现动态服务组合。最后通过实验验证了算法的效率和有效性,分析了上下文数目和服务数目的变化,对服务组合成功率、资源利用率、服务选择冲突率等的影响。 (3)提出普适计算环境下的服务动态部署问题及算法 某些特定的应用(如数字家庭等)需要将服务部署在一个普适计算环境中,部署时需要考虑网络中负载均衡,提高资源利用率。本文针对普适计算中设备异构、资源有限的特点,给出组合服务动态部署问题的描述,并说明该问题是一个NP问题,提出一个启发式算法,能够在多项式时间内找到近似最优解,最后通过算法模拟和实验验证了算法的有效性以及时间性能,说明该方法适用于设备或者原子服务数目较多的普适计算环境。 (4)实现了一个服务组合原型系统 本文在国家八六三项目和国家科技攻关项目研究的基础上,实现了一个服务组合原型系统,该系统是“Web服务计算平台”的一部分,并以分布式文档管理系统为例,给出了服务组合的实现效果。
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1990~2004年在下辽河平原进行的长期定位试验,对不同施肥制度下作物(玉米、大豆)产量及潮棕壤钾素收支和肥力变化进行了研究;同时用两种不同的方法研究了作物(玉米和大豆)的土壤缺钾临界值。 研究结果表明,不同处理对土壤K素收支状况产生不同的影响:N肥或NP肥并用加剧了土壤K的收支赤字;保持系统中养分的循环再利用,可以缓解但不能从根本上消除土壤K素的收支赤字,只有在K素循环回田的基础上配施K化肥能保持系统内部K素平衡。 未施K肥的各处理土壤速效钾和缓效K浓度均有明显的下降,其中NP和N处理土壤缓效K浓度下降幅度最大;施NPK肥的处理,土壤速效钾和缓效K浓度有所提高;K肥配合循环猪圈肥的施用,能明显提高土壤速效钾和缓效钾浓度。 根据历年试验结果进行统计,用十字交叉法得出玉米的土壤速效K临界值为78mg∙kg-1,大豆的土壤速效K临界值为74mg∙kg-1。将土壤速效K与作物相对产量进行相关分析,根据回归方程计算,玉米和大豆土壤速效K的临界值分别为82.59mg∙kg-1、81.56mg∙kg-1。 K肥对玉米和大豆的增产有一定的效果;施加循环猪圈肥的处理也能在一定程度上提高作物产量,且循环猪圈肥有稳产的作用;化学钾肥配合循环猪圈肥能显著提高玉米和大豆的籽实产量(p<0.01)。
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仅以污染物浓度定义土壤污染并评价其潜在风险,缺乏对其生态毒性效应的综合考虑,不能反映土壤污染对生物及人体健康的潜在危害。传统的生态毒理研究仅局限于依据宏观生理指标,如半致死剂量,产茧量等,这些指标对环境浓度(亚致死浓度)土壤污染的响应较差甚至不响应,无法应用于环境浓度的污染土壤诊断。土壤生物微观生理、生化指标,作为一种较为敏感的土壤生态毒理效应及毒性诊断手段,近几年来成为研究热点。 本文以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为供试生物,草甸棕壤为供试土壤,以国际标准组织(International Standard Organization-ISO)方法指南为参考,以蚯蚓微粒体细胞色素P450含量、抗氧化酶系(超氧化物歧化酶-SOD、过氧化氢酶-CAT和过氧化物酶-POD)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性为指标,进行了的典型多环芳烃污染物-苯并(a)芘和内泌干扰物-壬基酚在土壤中暴露的动态量效关系研究,试验浓度范围为0.1-2 mg•kg -1。 研究结果如下:1)苯并(a)芘与细胞色素P450含量具有动态响应关系。总体上,诱导效应明显,诱导时间对P450活性影响显著(P<0.05);2)在试验浓度范围(0.1-2 mg•kg-1)内, GST对试验浓度的BaP未产生生态毒性响应;3)CAT 和POD酶活性对低浓度的BaP暴露响应具有延时性(即第7d开始响应)和阶段性(即第7d前无明显响应、第7d后响应消失)特征;4) 在BaP胁迫下,蚯蚓体内SOD产生明显响应,苯并(a)芘暴露1~3d,SOD酶活性整体升高,最大升幅30%,与对照差异显著。苯并(a)芘暴露的第7d和14d, 除0.1 mg•kg -1外,0.5~2 mg•kg-1 BaP处理组中SOD酶活性均显著降低(P<0.05),这表明BaP造成了抗氧化防御酶系的损伤。以上结果表明: 5项指标中, 代谢解毒酶系指标P450和抗氧化酶系指标SOD对BaP暴露响应较为敏感,CAT,POD以及GST的敏感性较差。各指标敏感性总体为:P450>SOD>CAT,POD>GST。综合本试验及其他相关实验结果初步确认,苯并(a)芘生态毒性>芘>菲。 低浓度(0.1~2.0 mg•kg-1)壬基酚(NP)土壤暴露动态关系研究结果表明:1)壬基酚(NP)与细胞色素P450含量具有动态响应关系。1、7、14d时,P450整体表现为低浓度下抑制,而高浓度下诱导的趋势。随着诱导时间的延长P450含量表现出显著的升高趋势;SOD活性在较高浓度3d暴露后降低,而第7、14d时显著升高。NP诱导与P450含量与SOD酶活性两种指标的响应趋势与BaP诱导下的响应趋势大体吻合。CAT的响应较前两者差,随着诱导时间的延长,在第7、14d个别浓度下CAT表现出升高趋势。GST与POD对试验浓度下的NP诱导未产生明显和快速的毒性响应。NP诱导第3dGST出现升高趋势。NP诱导的第14d POD (2 mg•kg-1)有显著降低。总体上,各指标对NP诱导的敏感性顺序依次为:P450,SOD>CAT>GST, POD。 继前期的“蚯蚓P450对土壤菲、芘暴露生态毒理研究”以及“土壤低浓度PAHs胁迫下蚯蚓差异表达基因筛选研究”之后,本论文中所进行的“土壤BaP暴露生态毒性响应研究”作为上述整体研究内容的组成部分,从两个方面获得研究进展:第一,进一步证实P450指标对低剂量多环芳烃污染响应的相对敏感性。第二,从代谢解毒酶系的角度发现苯并(a)芘生态毒性>芘>菲。这一结果与基因水平上论证的细胞色素P450(类似Cyp2R1)对 PAHs胁迫下的研究结果一致。 本论文中进行的土壤NP暴露生态毒性响应研究,首次将内分泌干扰物纳入土壤毒理研究中,丰富了土壤生态毒理学的研究内容。研究进一步证实蚯蚓细胞色素P450指标对多种污染物低剂量暴露诊断的广谱适应性。研究也为内分泌干扰物的生态毒性评价提供了基础依据。
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本研究在潮棕壤上进行长期施肥试验(开始于1990年),涵盖了中国颇具代表性的8种施肥模式:不施肥(CK)、单施循环猪圈肥(M)、单施氮肥(N)、氮肥+循环猪圈肥(N+M)、氮肥+磷肥(NP)、氮肥+磷肥+循环猪圈肥(NP+M)、氮肥+磷肥+钾肥(NPK)、氮肥+磷肥+钾肥+循环猪圈肥(NPK+M)。 对1990年本底和2004年耕层(0~20cm)土壤样品以及1995年、2001年和2007年耕层(0~20cm)土壤样品进行无机磷分级测定。纵观这18年施肥处理,结果表明:有效或缓效态无机磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P)在无磷肥直接投入的情况下皆有不同幅度的下降,导致土壤无机磷收支赤字,在有磷肥直接投入的情况下,这些形态的无机磷不但能满足当季作物需求还有盈余,丰富了土壤P库;而O-P和Ca10-P这两种形态的无机磷的生物有效性很低,但可由盈余的有效态无机磷缓慢转化而来,长期试验结果表明,盈余有效态无机磷会逐渐转变成无效态,肥效降低;所有的施加循环猪圈肥的处理相对于单施化肥的处理能减缓无机磷素的下降,促进磷素缓慢积累,甚至能逐步建立起小规模的P库,可见循环猪圈肥不但能发挥前期供磷作用,也有较好的后期供磷作用。 各形态无机磷与速效P(Olsen-P)之间存在很好的相关性,对土壤中各形态无机磷与速效进行通径分析及逐步回归分析,在全部引入各因子的情况下得出回归方程:Y=15.127+2.158x1+0.152x2+0.265x3+0.168x4-0.128x5-0.247x6 (R2=0.9997,F=571.78,Pr=0.032;Y、x1、x2、x3、x4、x5和x6分别代表Olsen-P、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P的含量),这进一步明确了各因子间的关系。无机磷分级与速效含量测定相结合,可以为评价土壤供磷力提供更科学的理论依据。 循环猪圈肥(M)对土壤无机磷形态的影响与矿质磷肥截然不同,对几种有机物料(大豆秸秆粉、玉米秸秆粉、新鲜猪粪和腐熟猪粪)进行无机磷分级测定,研究发现:秸秆粉中各形态无机磷的含量甚微,而新鲜猪粪中含量较高,各种有机物料中Ca2-P、Ca8-P和Al-P的含量明显高于其它组分,新鲜猪粪与秸秆粉混合堆腐,其Ca2-P和Ca8-P含量有所下降,腐熟猪粪中有效态的无机磷组分主要来自新鲜猪粪。循环猪圈肥(M)在施入土壤初期,会提供大量的Ca2-P和Ca8-P,这两部分主要来自新鲜猪粪,并且随着土壤微生物的活动,循环猪圈肥(M)将再次缓慢释放出Ca2-P和Ca8-P,发挥后效作用;循环猪圈肥(M)在施入土壤初期还能提供相当数量的Al-P、Fe-P和O-P,但是,与Ca2-P和Ca8-P不同的是,这三种形态无机磷后期释放较少。 为进一步明确土壤无机磷形态变化除了受施肥影响之外有无其它干扰,对三种茬口(一季玉米茬、大豆茬、连作玉米茬)的无机磷分级与速效P进行相关性分析,发现,一季玉米茬、大豆茬口中二者都表现出良好的相关性,而连作玉米茬口中二者相关性弱于前两者,可以说明不同的茬口对于无机磷组分含量影响是不同的。大豆根茬分解释放出的有效态无机磷素成为翌年植物生长一个重要的速效P库。这为合理地评价土壤供磷力、指导磷肥管理提供了科学的理论依据。 本研究选择8种典型的施肥模式来模拟我国农田土壤供磷力的发展。在早期单施有机肥的条件下,循环猪圈肥(M)能释放部分磷素以供作物生长所需,随着施肥年限的增加,其在土壤中残效累积,能建立起小规模的无机P库,在农业发展中对于提高土壤供磷力极为重要;氮肥的施用,加速了作物对磷素的吸收,使得磷素输出加剧,磷素利用率提高,充分利用土壤磷素,间接地提高土壤供磷力,但是土壤P库仍是入不敷出;氮肥配施循环猪圈肥(N+M),尽管有循环猪圈肥的投入,还是很难满足作物对磷素的需求,土壤供磷力相对低下;磷肥开始施用以后,大大改善了土壤的供磷状况,每年土壤中残存的各无机磷组分有部分盈余,土壤P库逐步扩大,土壤供磷水平大大提高;钾肥的引入,农田土壤供磷水平开始出现转折,因为钾肥能促进磷素的吸收,使得磷素被大量带出农田系统,作物体内磷素含量数据也证明了这一点。
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东北黑土是我国重要的商品粮生产基地,在保证我国的粮食安全中起着重要作用。鉴于东北黑土所具有的重要战略地位及其面临的严峻形势,如何通过化肥合理配施培肥黑土已经成为一个亟待解决的关键问题。 本文以东北黑土为供试土壤,设置CK、C、N、P、NP、CN、CP、CNP,8个养分组合,进行室内恒温模拟培养。通过对黑土呼吸强度的监测,研究黑土微生物活力对不同养分响应的规律;同时采用磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acids, PLFAs)和中性脂肪酸(Neutral Lipid Fatty Acids, NLFAs)为标识物,研究黑土微生物群落结构以及生理生态特性在不同养分条件下的动态变化,揭示黑土微生物活力与群落组成对不同养分响应的规律。 研究结果表明:黑土微生物活力首先受到可利用C源的限制,单加葡萄糖能够使土壤呼吸释放的CO2-C累积量达到对照的10倍以上,使黑土微生物活力显著提高;而在碳限制的状况被缓解后,氮便成为黑土微生物生长的主要限制因素,可利用碳底物充足的条件下,N的加入能够显著提高土壤呼吸强度,使释放出的CO2-C累积量达到对照处理的13倍以上,CN交互作用非常显著;在碳氮养分都充足的条件下,P的施入能更好地刺激微生物生长,提高黑土微生物活力,CNP处理,黑土微生物活力在培养的第3 d即达到峰值。CN和CNP组合能够迅速刺激真菌、细菌生长,使PLFA和NLFA含量、真菌/细菌比值均增加;并且CNP组合优于CN组合。单独加入C和CP组合,不能在短时间内使真菌、细菌的PLFA和NLFA含量显著增加,真菌/细菌比值也处于较低的水平。G+/G-比值在CN条件下,达到最大之后逐渐趋于平稳;而在单加C、CP和CNP条件下,G+/G-比值均在培养时间内达到两次峰值,显示出不同的养分条件下,微生物群落结构发生着内在的动态变化。