Studies on metal complex formation of environmentally friendly aminopolycarboxylate chelating agents

Aminopolykarboksyylaatteja, kuten etyleenidiamiinitetraetikkahappoa (EDTA), on käytetty useiden vuosikymmenien ajan erinomaisen metalli-ionien sitomiskyvyn vuoksi kelatointiaineena lukuisissa sovelluksissa sekä analytiikassa että monilla teollisisuuden aloilla. Näiden yhdisteiden biohajoamattomuus on kuitenkin herättänyt huolta viime aikoina, sillä niiden on havaittu olevan hyvin pysyviä luonnossa. Tämä työ on osa laajempaa tutkimushanketta, jossa on tavoitteena löytää korvaavia kelatointiaineita EDTA:lle. Tutkimuksen aiheena on kuuden kelatointiaineen metalli-ionien sitomiskyvyn kartoitus. EDTA:a paremmin luonnossa hajoavina nämä ovat ympäristöystävällisiä ehdokkaita korvaaviksi kelatointiaineiksi useisiin sovelluksiin. Työssä tutkittiin niiden kompleksinmuodostusta useiden metalli-ionien kanssa potentiometrisella titrauksella. Metalli-ionivalikoima vaihteli hieman kelatointiaineesta riippuen sisältäen magnesium-, kalsium-, mangaani-, rauta-, kupari-, sinkki-, kadmium-, elohopea-, lyijy- ja lantaani-ionit. Tutkittavat metallit oli valittu tähtäimessä olevien sovellusten, synteesissä ilmenneiden ongelmien tai ympäristönäkökohtien perusteella. Tulokset osoittavat näiden yhdisteiden metallinsitomiskyvyn olevan jonkin verran heikompi kuin EDTA:lla, mutta kuitenkin riittävän useisiin sovelluksiin kuten sellunvalkaisuprosessiin. Myrkyllisten raskasmetallien, kadmiumin, elohopen ja lyijyn kohdalla EDTA:a heikompi sitoutuminen on eduksikin, koska se yhdistettynä parempaan biohajoavuuteen saattaa alentaa tutkittujen yhdisteiden kykyä mobilisoida kyseisiä metalleja sedimenteistä. Useimmilla tutkituista yhdisteistä on ympäristönäkökulmasta etuna myös EDTA:a pienempi typpipitoisuus.

Structure and Bonding in N-Methylacetamide Complexes of Alkali and Alkaline Earth Metals

A detailed crystallographic investigation of N-methylacetamide complexes of Li, Na, K, Mg and Ca has been made in view of its importance in the coordination chemistry and biochemistry of alkali and alkaline earth metals. The metal ions bind to the amide oxygen causing an increase in the carbonyl distance and a proportionate decrease in the central C-N bond distance. The decrease in the central C-N distance is accompanied by an increase in the distance of the adjacent C-C bond and a decrease in the adjacent C-N bond distance. The metal ion generally deviates from the direction of the lone pair of the carbonyl oxygen and also from the plane of the peptide, the out-of-plane deviation varying with the ionic potential of the cation. The metal-oxygen distance in alkali and alkaline earth metal complexes of a given coordination number also varies with the ionic potential of the cation, as does the strength of binding of the cations to the amide. The amide molecules are essentially planar in these complexes, as expected from the increased bond order of the central C-N bond. The NH bonds of the amide are generally hydrogen bonded to anions. The structures of the amide complexes are compared with those of other oxygen donor complexes of alkali and alkaline earth metals. The structural study described here also provides a basis for the interpretation of results from spectroscopic and theoretical investigations of the interaction of alkali and alkaline earth metal cations with amides.

LIBS Based Screening of Glycemic Elements of Ficus religiosa

The effectiveness of various trace element concentrations in medicinal plants in the cure of various diseases can be determined by their quantitative estimation. Elemental concentrations of aqueous extract of F. religiosa leaves were measured by Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS is a very powerful and efficient analytical tool for determining elemental constitution. The present study deals with the LIBS-based validation of elements responsible for the glycemic potential of aqueous extract of F. religiosa leaves in streptozotocin-induced diabetic models. The significant decrease in blood glucose level and marked improvement in glucose tolerance test of diabetic models is correlated to the concentration of elements present in the extract as revealed by LIBS spectra. Elements such as Mg and Ca have been observed in the LIBS spectra of F. religiosa.

Feasibility of laser-induced breakdown spectroscopy for the study of the temporal distribution of trace elements trapped in snow collected from greater himalayan range

The potential merit of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been demonstrated for detection and quantification of trace pollutants trapped in snow/ice samples. In this technique, a high-power pulsed laser beam from Nd:YAG Laser (Model no. Surelite III-10, Continuum, Santa Clara, CA, USA) is focused on the surface of the target to generate plasma. The characteristic emissions from laser-generated plasma are collected and recorded by a fiber-coupled LIBS 2000+ (Ocean Optics, Santa Clara, CA, USA) spectrometer. The fingerprint of the constituents present in the sample is obtained by analyzing the spectral lines by using OOI LIBS software. Reliable detection of several elements like Zn, Al, Mg, Fe, Ca, C, N, H, and O in snow/ice samples collected from different locations (elevation) of Manali and several snow samples collected from the Greater Himalayan region (from a cold lab in Manali, India) in different months has been demonstrated. The calibration curve approach has been adopted for the quantitative analysis of these elements like Zn, Al, Fe, and Mg. Our results clearly demonstrate that the level of contamination is higher in those samples that were collected in the month of January in comparison to those collected in February and March.

Crecimiento y curvas de acumulación de nutrientes en frutos de café (Coffea arábica L.) cultivar CATRENIC con riego complementario, San Marcos, Carazo Nicaragua, 2013

Para determinar el crecimiento y la acumulación de nutrientes en frutos de café (Coffea arábica L.) cv. CATRENIC, se evaluaron tres láminas de riego por goteo: 10 mm, 20 mm y 30 mm más un testigo (0 mm). El ensayo se realizó en un periodo comprendido entre marzo de 2013 a enero de 2014 en la finca San Dionisio, ubicada en San Marcos, Carazo, Nicaragua. El diseño experimental utilizado fue una distribución de bloques completos al azar (BCA). El análisis de varianza no mostró efecto de los tratamientos para el diámetro polar, diámetro ecuatorial y peso seco del fruto al finalizar el ensayo. La correlación entre los diámetros evaluados fue 98.87 % y la correlación entre el peso fresco y peso seco de los frutos fue 93.15 %. En cuanto a la acumulación de nutrientes el orden de los macro elementos fue: K > Mg > P > Ca > Ny respecto a la concentración el orden fue: Mg > K> P > Ca > N. Los modelos utilizados para el ajuste de curvas fueron el no Lineal Exponencial para el crecimiento del fruto y para el peso seco el modelo probit normal.

Aspects of mineral composition of male and female Heterobranchus bidorsalis adults exposed to different concentrations of Bonny-light crude oil

Studies were carried out to assess some macro and trace elements of mineral composition of the male and female Heterobranchus bidorsalis adults exposed to graded concentrations (1.00-8.00m/L-1) of Bonny-light crude oil (BLCO). The experiment was monitored for 4 days (toxicity) and 42days (recovery) periods. Significant decreases (P < 0.05)in the sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), phosphorus (P), zinc (Zn), iron (Fe), vanadium (Va), lead (Pb) and manganese (Mn) contents of the male H. bidorsalis corresponded with the increasing concentrations of BLCO. In contrast, the female fishes recorded significant increases (P < 0.05) in the values of the above elements in their tissues as the concentrations of BLCO increased. Furthermore, the values of Na, K, Mg, Ca, P, Zn, Fe, Va, Pb and Mn recorded in the male fishes where generally lower than those of their female counterparts and the control fish. Increased values of these elements were also recorded during the recovery periods (days 14, 28 and 42) of this study in the magnitudes of 15% at day 14, 20% at day 28 and 20% at day 42. This implied that the removal of crude oil stress during this period improved the quantity of these minerals deposited in the fish tissues. The highest percent proportion of Zn and the lowest proportion of Pb recorded in both male and female H. bidorsalis adults agreed with the report of other workers for other fish species. KEYWORDS: Heterobranchus bidorsalis, Mineral composition, Bonny-light crude oil, Toxicity, Recovery.

森林生态系统的养分循环-一个温带落叶阔叶林生态系统的研究

l、有机质和全N在草甸土壤的不同层次之间呈现明显的差异，表现力随着土壤深度的增加，含量逐渐降低。无机N包括NH4+-N和No3--N在土层之闻的差异并没有象全N和有机质那么显著。NH4+-在表面30Cm的土壤中明显高于NO3--N的。全P在各层土壤中的含量差异并不显著，但有效p在三层土壤中表现出明显的差异，表现为随土壤深度的增加而降低。 K、Na、Ca、Mg、Fe和AI等6种金属元素的可交换成分在革甸土壤中的含量除K表现出明显的土层间的差异外，在表层30cm的土壤中并没有明显的随土壤深度变化的趋势。 有机质和全N在东灵山地区主要森林土壤中的含量以0~lOcm土层中的显著高于10~20cm的土层中的。20cm的土层中无机N中也以NH4+-为主，这与草甸土壤中的一致。全p和有效P在两个土层之间的差异并不十分显著，而以0^lOcm土层略高于10～20Cm土层的。 K、Na、Ca、Mg、Fe和AI等6种金属元素的可交换成分在不同土层间的差异以K和Ca较为明显，K和Ca在O—1Ocm的土层中要高于lO-20cm的。 森林土壤中的有机质、全N（包括NH4+-N）、全p（包括有效P)都表现为低于亚高山草甸土壤中的，主要原因是亚高山革甸分布于海拔1800cm至2300m，而主要森林类型则基本分布在海拔120m至1500m，亚高山草甸较为恶劣的气候条件明显不利于有机质的矿化，因而分解速率较低，积聚了较多的有机质．而森林土壤中较低的NH4+-N和有效P则可能是由于森林中旺盛的生命活动，尤其是微生物的活动，而大量被植物和微生物固持，因而，即使在森林土壤中有较高的矿化速率，但仍具有较低的NH4+-N和有效p的含量． 不同类型的森林土壤之间各化学成分并没有发现有明显的变化趋势，即使森林类型差异较大的落叶阔叶林和针叶林之间也并没有发现十分显著的差异，这说明各森林类型土壤之间养分特征的一致性。两种针叶林均为人工林，林龄不超过30，而在这之前推测也是以落叶阔叶林为主，森林土壤在这30年间并没有发生十分明显的变化。 在l100m至I500m之间的各种森林类型的土壤也没有表现出十分明显的与海拔高度的相关性。同一森林土壤在不同时间的采样之间，各化学成分也没有表现出明显的差异。 2、降水引起的树干茎流水分中全N的含量在降水季节的初期的含量略高于大量降水期间的。而在降水季节后期，随着每次降雨量的减少，降水间隔时间的增加，树干茎流中N的含量明显地有很大幅度的升高。NO3-N在树干茎流中的含量也同样受到了降水量的影响，表现在后期也发生显著的升高，但升高的幅度没有全N的大。受到降水量影响的元素还有S。 全p在树干茎流水分中含量随降水时间的变化，在各个树种之间有很大的差异。 其它几种元素的可交换态在茎流水分中的含量以K的含量为最高;其次是S、ca、Mg，AI在所有分析的元素中含量最低。不过，AI在降水初期(6月22日)的取样中，含量在几个树种的茎流水分样品中普遍较高，Ca和Mg也被发现有类似的情形。 穿透雨中全N的含量在降水初期略高于降水中期的，而至降水末期时又略有升高，这种格局与树干茎流水分中的具有一致性。全P、K、Ca、Mg、S．ＡＩ等包括全N及其无视成分与树干茎流中的含量的差异并不显著． 地表径流中的全N含量在去除枯枝落叶层的径流场的变化格局与树干茎流和穿透雨中的较为一致．表明这三者之间存在一定的相关性．但与未去除枯枝落叶层的径流场的径流水分中全N和NO３－Ｎ的含量并不十分一致，全N和NO３－N的含量有时较高． 取自马牙石沟流水堰口的集水区水样中全N和NO３-N的含量均变化在l～3ｍｇ／L之间;而取自南沟流水堰口的集水区水样中的全N和N03-N的含量均在l～2mg／L之间，但在这两者之间并没有十分显著的差异，说明取自两个集水区溪流水分中的全N和N03-N的含量基本一致。 3、通过对三个森林立地乔木层生物量的两次调查（相隔6年），发现尽管以辽东栎为主要优势树种的暖温带落叶阔叶混交林（91- 03）第一次调查的生物量低于辽东栋林（91 - 02）和桦木林（91 - 04)的，但在生长6年后，该立地的乔木层生物量已明显超过桦木林的，其增长速率在三个样地中为最高。 根据两次调查的结果，三个样地中出现的11种乔木树种胸径的增加可以分成两组，第一组包括北京花楸、糠椴、白桦和辽东栎，另一组则由山杨、五角枫、棘皮桦、大叶白蜡、蒙椴、黄花柳和沙涞组成。6年中，第一组树种的胸径增加量在1.O～l.4em之间，而第二组的增量在0.2~O.9cm之间，两者之间具有显著的差异。 常用的生物量预测模型包括两个因子，即胸径(D)和树高(H)。D通常可以实测得到，但H大部分只能估计得到。本研究通过比较6年前后两次树高的实际估测结果，证明用D和H共同建立的模型预测结果可能会产生较大的人为误差，建议改用D的单因子预测模型。 无论是实测结果还是树木年轮分析结果，都表明处于目前径级水平的暖温带地区分布的这几个树种还处在不断生长的过程中，随着年龄的增加，表现为胸径还有很大程度的增加，因为这些树种目前的大径级个体的年平均增加速率大于小径级的． 树木年龄与胸径的相互关系的分析结果表明，树木年龄和胸径可以很好地用饱和模型Y=a-be－ｃｘ来拟合． 4、通过近5年对辽东栎枝条( D<0.5cm)和叶片凋落物分解的观察和分析，发现辽东栎枝条的总失重率达到了43%，分解速率常数k为2.713x10－3／周，而叶的总失重率则可以达到70%，分解速率常数k为6.234xl0-3/周. 枝条分解过程中的有机质含量变化可以分为三种类型，一种是单调上升型的，如蛋白质，其含量从3.5%增加到约6%;-种是单调下降型的，如半纤维素，约从15%降低至7%;另一种则是相对变化不大，如粗纤维（包括纤维素和木质素），粗纤维的含量变化在58％±3%，木质素变化在56%±2.5%，纤维素则变化在1%～3%之间。 用Olson指数方程拟合，结果表明粗纤维、木质素和半纤维素三者的分解以半纤维素为最快，分解速率常数为5.693xl0-3／周，其次是木质素和粗纤维，分别为2.461x10-3/周和2.352xl0-3／周．而蛋白质和纤维素的拟合结果较差或根本无法拟合． 用Olsoｎ指数方程拟合的结果表明，有些元素在凋落物分解过程中可以很好地用该方程拟合，如K，Na、Mn和C，p和N，Mg，Zn，而一些元素如Ca和Cu没有取得很好的拟合效果。 几种元素在叶片凋落物分解过程过程的丢失速率也以K为最快，其它元素的顺序为，e，N，p，Na，Mn，Mg和Ca（Ca的拟合效果较差），而Cu、Zn也不能很好地用Olson指数方程拟合。 5、根据对东灵山地区6年(199l~1997)的气象观测结果，可得到该地区的年平均降水量和总降水量，用1994年分析的降水中养分含量的数据可以近似计算得东灵山地区每年通过降水进入该暖温带落叶阔叶林生态系统的几种养分输入量。同理可以计算降水输入养分在树干茎流和穿透雨中的分配，还可以计算养分从地表径流中的输出。通过对这几个水分循环的主要环节中养分输入或输出量的计算，发现每年通过降水而进入系统的养分，大部分将积累在系统中，而输出份额只占很小的一部分。 K和Mg两种养分元素在降水通过林冠和树干表面时，将产生大量的淋溶，而Ca的淋溶较小．N、P和AI则产生少量的吸附或吸收。对于S来说，淋溶和吸收或吸附作用相当，或两者都很小。 通过生物量的年平均增量和生物量中的养分含量可以计算得到每年积累在生物量中的养分量即存留量，同理可以计算年凋落物中的养分量、归还量及生物系统从土壤中吸收的养分量，每年养分的存留率．通过以上计算，发现该落叶阔叶林对养分的存留率较低，这可能是由于该落叶阔叶林森林生态系统每年具有较高的养分归还量，对于一些元素来说，还具有较高的淋溶量，尤其是K和Mg．

神农架地区米心水青冈林和锐齿槲栎林的格局与过程

本文对神农架地区广泛分布的米心水青冈林和锐齿槲栎林的种群和群落学特征、干扰历史、更新策略、生物量、生产量及元素循环特征进行了研究。得到如下结论： 1 米心水青冈林是神农架地区山地垂直分布的地带性植被类型，主要群落学特征为：（1）建群种明显，该区域主要有2种类型，即米心水青冈林和米心水青冈、锐齿槲栎林;（2）群落结构简单，但物种组成丰富，在6600m~2样地中出现高等植物（不含苔藓植物）77科150属271种，组成种类以蔷薇科、百合科、忍冬科、虎耳草科、樟科、杜鹃花科和壳斗科为主;（3）群落乔木层（占重要值的12％）和灌木层（占盖度的15％）中含有一定比例的常绿树种;（4）群落生活型以高位芽植物（70.89%）占绝对优势，其次为地面芽植物（15.50%）和地下芽植物(12.92%)。 2 米心水青冈是多主干的树种，萌枝现象普遍，但萌枝数量不同地点差异较大。通过萌枝产生的枝群体平均密度为257 ± 99.3n•hm~(-2)。枝群体的年龄结构表现为“幼龄个体数目较多型”和“中国年龄阶段数目较多型”，并且有较多的枝群体表现出一致的年龄结构。从整个群落米心水青冈的年龄结构来看，表现出发展型种群的特点。枝群体的分布格局为随机分布。9丛米心水青冈完整的年轮分析结果表明，它们萌枝的时间不是边疆的，而与森林的受干扰有关。根据83个圆盘和生长锥芯资料，米心水青冈在萌枝后成长为乔木层或林冠层的过程中，径向生长表现为5种模式。这是丛株内竞争的结果。萌枝在米心水青冈林的维持和发展过程中，具有重要的生态学作用。 3 锐齿槲栎林是神农架地区山地垂地分布的地带性植被类型，主要群落学特征为：（1）建群种明显，该区域主要有2种类型，即锐齿槲栎林和锐齿槲栎、米心水青冈林;（2）群落乔木层和灌木层中含有一定比例的常绿树种，和暖温带的落叶栎林有较大差异;（3）群落物种组成丰富，不仅具有典型的温带科属，还有典型亚热带分布的科属，组成种类主要以蔷薇科、百合科、忍冬科、虎耳草科、山茱萸科、杜鹃花科、壳斗科和樟科;（4）生活型以高位芽植物（66.32%）占绝对优势，其次为地面芽（23.51%）和地下芽（9.47%）植物。 4 通过样地调查、树干解析及直径分析法，对米心水青冈林和锐齿槲栎林受压和释压历史及更新策略进行了研究。米心水青冈直径生长表现为5种模式。而锐齿槲栎只表现为2种模式。85.9 ± 6.9%的米心水青冈有过受压过程，平均受压2.1 ± 0.8次，平均受压时间为47 ± 24.1a，最长受压时间73a，平均释压次数为1.6 ± 0.7次，平均释压时间为23 ± 21.5a，而60.83%的锐齿槲栎都均有1次受压。平均受压时间为19 ± 14a，受压后没有表现出释压过程。结合高生长和径向生长，认为米心水青冈是耐阴树种，它的更新策略是在林下形成苗性萌枝，在有林窗形成时释压生长进入乔木层;而锐齿槲栎是不耐阴树种，它的更新策略是通过产生大量种子，当有大的林窗时，幼苗在林窗内生长逐步进入乔木层。 5 神农架地区102-130a成熟米心水青冈林的生物量在251.31-358.63T•hm~(-2)之间，平均为288.70 ± 48.30T•~(-2)，20-60a锐齿槲栎林群落生物量在134.85-301.20T•hm~(-2)，平均为231.60 ± 78.10T•hm~(-2)。虽然米心水青冈林和锐齿槲栎林灌木层草本层及藤本植物组成很丰富，但二种类型森林生物量的95％以上集中在乔木层。乔木层生物量主要集中在少数优势种中。在米心水青冈林生物量从大到小的序列中，前5种植物分别占乔木层总生物量58.67%-96.37%不等，同样锐齿槲栎林前5种植物占群落生物量的68.13%-95.26%。常绿植物占乔木层生物量的比例变化较大，米心水青冈林中占2.85-18.70%，锐齿槲栎林中一般常绿植物占0.8-9.98%，只有1个锐齿槲栎林样地常绿植物（主要是粉白杜鹃）占乔木层生物量的44.04%。米心水青冈林生物量根冠比为0.27 ± 0.05，锐齿槲栎林为0.21 ± 0.06。神农架地区米心水青冈林的生物量，在成熟的欧洲水青冈林及日本的水青冈林生物量范围之内，而锐齿槲栎林生物量远远大于我国温带落叶栎林的生物量。 6 神农架地区102-130a米心水青冈林生产量范围在1857-2786g•m~(-2)•a~(-1)，平均为2330 ± 397 g•m~(-2)•a~(-1)。20-60a锐齿槲栎林的生产量范围在1319-2521 g•m~(-2)•a~(-1)，平均为1930 ± 498 g•m~(-2)•a~(-1)。米心水青冈林和锐齿槲栎林乔木层生产量占群落总生产量的95％以上，乔木层各器官生产量大小顺序为叶> 树干> 枝和根，其中叶生产量占乔木层的一半以上，达53.87 ± 2.72%（米心水青冈林）和57.31 ± 6.23%（锐齿槲栎林）。在乔木层生产量从大到小的序列中，前5种植物平均占乔木层总生产量的81.03 ± 13.94%（米心水青冈林，范围在62.75%-92.66%）和84.23 ± 9.68%（锐齿槲栎林，范围在68.54-95.11%）。米心水青冈林和锐齿槲栎林群落地下部分生产量占总生产量的比例分别为11.29 ± 1.02%和9.22 ± 2.72。和我国其它地区地带性植被类型相比。米心水青冈林和锐齿槲栎生产量是较高的，和亚热带绿阔叶林生产量接近，但在器官分配上两者差异较大。 7 米心水青冈林和锐齿槲栎林土壤均呈酸性。其中锐齿槲栎林地土壤酸性更强。土壤元素特征表现为Al>C>K>Mg>Ca>N>S、P的特点，富铝化作用明显。8种元素在群落优势植物不同部位含量差异较大，N、P、K、Ca、Mg基本上是以叶片含量最高，树干或根中最低。仅从叶片来看，元素特征表现为C>Ca、N>K>Mg>S>P、Al。优势植物的C/N和C/P显著高于暖温带落叶阔叶林优势植物。8种元素在米心水青冈林和锐齿槲栎林中积累量分别为147.09 ± 25.60和116.00 ± 37.63 Mg hm~(-2)a~(-1)，其中97％以上积累在群落乔木层。两种森林类型各元素的积累量都表现为C>Ca, N> K> Mg> P> S> Al的特点。米心水青风林和锐齿槲栎林8种元素的年存留量分别为6263 ± 90.8和5946 ±246 kg hm~(-2)a~(-1),其中N、P、K、Ca、Mg 5种主要营养元素的存留量分别为179.7 ± 18.2和169.4 ± 23.5kg hm~(-2) a~(-1)。两种森林类型各元素的存留量都表现为C> N> Ca> K> Mg> S> P> Al。

镁-锌-稀土系合金的组织和性能研究

　　制备了Mg-4.5wt%Zn-1～5wt%RE系合金（RE元素包括轻稀土：La、Ce、Nd、Sm；重稀土：Gd和Y），研究了铸态和热处理态合金的组织和性能。（1）适量的稀土元素均可细化合金晶粒，其中轻稀土元素的细化效果好于重稀土元素；（2）含轻稀土元素合金中的析出相主要为(Mg,Zn)17RE2和Mg4Zn7，而含重稀土元素的合金中的析出相主要为MgZnxREy(Mg3Zn6RE, Mg3RE2Zn3)和Mg4Zn7；（3）加入稀土元素后，合金的强度提高；稀土含量相同时，含轻稀土元素的强化效果较好。Mg-4.5Zn-1Ce合金具有最高的强度。T5处理态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为236 MPa、111 MPa和15.8%，T6处理态合金分别为233 MPa、131 MPa和8.9%。强度提高的主要原因是合金中生成了大量的纳米级Mg4Zn7强化相，以及晶界沉淀相的连续性降低；（4）含重稀土元素合金的时效硬化效果高于含轻稀土元素的合金，经T6处理后，含重稀土元素合金的断裂强度和屈服强度均提高，而含轻稀土元素合金只有屈服强度提高。 　　研究了挤压变形Mg-4.5Zn-1Ce合金的组织和性能。473 K时效后峰值态合金具有较高抗拉强度和屈服强度，其值分别为291 MPa和239 MPa，比铸态分别提提高了55 MPa和128 MPa。高强度产生的原因是合金中生成了大量棒状和点状混合结构的纳米级Mg4Zn7强化相和晶粒的细化。 　　应用Edge-to-edge匹配模型成功预测了MgZn2/α-Mg体系中的位相关系，扩大了该模型的应用范围。并对模型进行了改进，主要体现在：1)确定匹配方向的平面上所有原子的中心位置需在平面上；2）匹配方向之间可任意配对。应用优化后的模型预测了Mg17Al12/α-Mg体系中的位相关系，预测结果与实验结果的吻合率为4/6，好于原模型预测的吻合率4/8。另外，使用优化后的模型，成功的预测出了理想的Burgers位相关系，从而证实了该位相关系是确实存在的，而不是near Burgers位相关系测定的误差。使用优化后的模型还成功的解释了该合金体系中稀土元素的晶粒细化机制和沉淀强化机制。

复合氟化物中Eu（II）和某些稀土离子之间能量传递的研究

掺稀土离子的碱土稀土复合氟化物和ABF_3钙钛矿型氟化物是重要的激光和发光材料。Eu(II)是重要的激活离子。利用Eu(II) d→f跃迁的宽带发射和f→f跃迁的锐线发射，Eu(II)作为短波紫外激光材料手荧光材料的激活剂是优良的候选新。因此，如能找到某种敏化剂对Eu(II)产生能量传递，提高d→f或f→f跃迁发射效率，那么对Eu(II)的潜在应用具有重要的实际和理论意义。人们对Eu(II) d-f、f-f跃迁性度和实现f-f跃迁的条件以及Eu(II)对其它离子的纯量传递已进行了许多深入的研究。然而，人们对其它离子对Eu(II)的纯量传递的研究和报道则甚少。本文从研究Eu(II)和Ce(III)在xMF_2-yYF_3 （M = Ca，Sr，Ba；x = 0，1，2，3；y = 0，1，2，3，4，5）和ABF_3（A = K~+，Ba~(2+)；B = Mg~(2+)，Ca~(2+)，Li~+）两体系中的光谱变经规律入手，比较和分析了Eu(II)和Ce(III)的光谱行为及期 影响因素，特别是仔细地考察了氧对Eu(II)光谱的影响。通过比较和分析，指出Ce(III)对Eu(II)产生能量传递的可能性，寻求两新相互敏化的合适的基质。在复合氟化物体系中首次实现了Ce(III)对Eu(II)的能量传递。根据Dexter能量传递共振理论讨论和分析了Ce(III)对Eu(II)能量传递机理和可能传递途径，提出了能量传递模型，估算了各种传递过程的几率，获取了一些有益启示。同时，对Eu(II)和Tb(III)之间的能量传递也做了初步讨论。与某些基质中Tb(III)可对Ce(III)产生能量传递不同，在讨论体系中没有观察到Tb(III)对Eu(II)的能量传递。

落叶松人工林养分循环与养分利用效率研究

通过对抚顺市温道林场20、53和69年生长白落叶松（Larix olgensis）人工林生物量和营养元素的积累与分配、养分利用效率和养分再吸收效率、养分生物循环的研究，探讨了长白落叶松生长发育不同阶段的养分生态学特征；对东北林业大学帽儿山实验林场17年生兴安落叶松（Larix gmelinii）人工林进行5年的施肥（NH4NO3，15 g•m-2•a-1），研究了施肥对人工林养分生物循环的影响。结果表明： （1）20、53和69年生单株落叶松生物量分别为33.14 kg•tree-1、311.42 kg•tree-1和408.46 kg•tree-1，随林龄的增长而增加。各器官生物量的分配格局为：树干>根>树枝>树皮>针叶。树干生物量的分配比例为50.16%~69.20%，随林龄的增长比例增大，而其他器官生物量的分配比例则逐渐减小。20、53和69年生单株落叶松净生产力分别为3.04 kg•tree-1•a-1、9.68 kg•tree-1•a-1和10.21 kg•tree-1•a-1，随林龄的增长而增大。针叶和树干的净生产力最大，分别占整株林木净生产力的40.07%~47.93%和27.32%~40.97%，并且随林龄的增长而增大。树枝、树皮和根的净生产力则表现出随林龄的增长呈抛物线状。 （2）20、53和69年生单株落叶松N、P、K、Ca、Mg等5种营养元素的总贮量分别为308.14 g•tree-1、2021.01 g•tree-1和2485.24 g•tree-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的贮量大小为：Ca>N>K>Mg>P。树干养分贮量的分配比例为19.74%~34.23%，随林龄的增长呈抛物线状。针叶、树枝和树皮的养分贮量占整株林木养分贮量的比例为35.16%~45.59%，建议在采伐木材时实施去皮、打枝等措施，留下针叶、树枝和树皮在林地中，让其自然分解以使营养元素重新归还利用，对于维持林地的养分平衡和长期生产力具有积极作用。 （3）20、53和69年生单株落叶松年吸收养分量分别为35.31 g•tree-1•a-1、97.83 g•tree-1•a-1和100.08 g•tree-1•a-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的年吸收量大小为：Ca>N>K>Mg>P。落叶松的养分利用效率随林龄的增长而增大，但生长到一定年龄阶段后，其养分利用效率逐渐趋于稳定。落叶松的最佳采伐年龄应为养分利用效率保持稳定时的年龄，此时采伐单位干材所带走的林地养分量较少。不同营养元素的利用效率不同，P的利用效率最高，Mg、K次之，N、Ca最低。不同器官的养分利用效率不同，树干的养分利用效率最高，其次是根、树枝、树皮，针叶最低。随着林龄的增长，树干和根的养分利用效率增大，而树枝和树皮的养分利用效率减小。 （4）落叶松叶片的N再吸收效率为50.76%~55.11%，随林龄的增长表现出增大的趋势；P和K再吸收效率分别为64.38%~68.85%和87.85%~90.62%，随林龄的增长表现出减小的趋势。从养分利用效率和养分再吸收效率综合判断，本研究区落叶松生长可能受土壤N、P、K供应的限制，3种营养元素的限制作用大小为：K>P>N。 （5）落叶松人工林养分的年吸收量、年存留量和年归还量分别为51.94~78.35 kg•hm-2•a-1、17.77~29.43 kg•hm-2•a-1和34.18~48.92 kg•hm-2•a-1，均随林龄的增长而减少，这与林分密度逐渐减小有关。5种营养元素的年吸收量和年存留量大小均为：Ca>N>K>Mg>P，年归还量大小为：Ca>N>Mg>K>P。落叶松人工林的养分循环速率为0.624~0.658，随林龄的增长而增大。5种营养元素的循环速率以Mg、N最快，Ca、P次之，K最慢。K的循环速率较低，可能与研究区土壤K含量较低而表现出的K再吸收效率较高有关。 （6）施肥导致落叶松叶片N再吸收效率显著降低，而凋落叶片的N浓度显著增加，从而使凋落叶片的C/N比由80.29降低到60.29。施肥林地凋落叶片C/N比的降低使其分解速率加快，有利于其养分归还土壤，从而加快了系统的养分循环速率，提高了系统的养分利用率。因此，在人工林经营中，施肥不仅能提高林地生产力，而且对于维持林地养分循环具有积极作用。

川西亚高山两种针叶树幼苗对增温和施氮的响应

人类活动引起全球大气中温室气体（CO2、CH4、NOx）浓度不断增加，致使地球表面温度在过去的100 年中已经增长了0.74 ± 0.18℃，预计到本世纪末将会增加1.1-6.4℃。此外，氮沉降也是当今社会的重要环境问题，随着经济发展的全球化, 高氮沉降也呈现出全球化趋势。全球气候变暖和氮沉降给陆地生态系统的地上、地下生物学和生物地球化学过程所带来巨大影响越来越引起人们的关注。 本文以川西亚高山针叶林的两个重要树种云杉和油松幼苗为研究对象，采用红外辐射增温（空气增温2.1℃，土壤增温2.6℃）和根部施氮（施氮量25 g N m-2yr-1）的方法，从生长形态、光合作用、抗氧化能力和矿质营养等方面研究这两种幼苗对气候变暖和氮沉降的响应。该实验为室外控制实验，包括四个处理：(1)不增温+不施氮（UU）；(2) 不增温+施氮（UF）；(3) 增温+不施氮（WU）；(4) 增温+施氮（WF）。本研究旨在从生理生化、物质代谢 、生长及形态等不同水平上研究模拟增温和施氮对两种树苗的联合效应，提高我们对全球变化下亚高山针叶林早期更新过程的理解，同时也为森林管理提供科学依据。具体研究结果如下： 单独增温处理显著提高了云杉和油松幼苗的地茎、叶重、茎重、根重以及总生物量；单独施氮处理也增加了两种幼苗的株高和总生物量。而增温和施氮联合作用对两种幼苗生长的影响并不相同，联合作用对云杉幼苗生长指标的正效应显著低于单独施氮处理，但是联合作用比单独增温或施氮更大程度的促进了油松幼苗生物量的积累。 单独增温和施氮都有利于提高云杉和油松叶片中叶绿素含量、净光合速率(A)、最大净光合速率(Amax)、表观量子效率（Φ）、最大光能转化效率（Fv/Fm）和量子产量（Y）。与对两种幼苗生长指标的影响相似，加氮和增温共同作用下油松幼苗的以上光合指标比在单独增温或施氮处理下有更大程度的提高；而联合作用下云杉幼苗叶绿素含量、净光合速率、最大净光合速率、表观量子效率、最大光能转化效率以及量子产量比单独施氮处理明显地降低。 增温和施氮都显著地降低了云杉和油松幼苗针叶组织中活性氧和丙二醛的积累。交互作用降低了云杉幼苗叶片的抗氧化酶活性、脯氨酸和ASA 的含量，却显著提高了油松幼苗SOD、POD、APX 等抗氧化酶的活性，并且对油松幼苗脯氨酸和ASA 积累的促进作用比单一因子更加明显。因此，增温和施氮共同作用下油松幼苗叶片中O2-产生速率、H2O2 及MDA 含量明显降低，而云杉叶片中只有O2-产生速率出现降低趋势。 增温和施氮都降低了云杉体内的P、Ca、Mg 元素的含量，增加了Cu、Zn、Mn 在各器官内的积累。对油松幼苗而言，增温和加氮单独作用也显著降低了Ca 含量增加了Cu、Zn、Mn 的积累，但是不同于云杉幼苗的是P、Mg 也显著增加。增温和施氮联合作用对云杉幼苗体内元素的影响与单一施氮处理或增温处理相似，不同的是比单一因子作用更为明显降低了P、Ca、Mg 含量，增加了植株中N、Cu、Zn、Mn 的含量，但是油松矿质元素含量在联合作用下并没有产生类似于云杉幼苗的双因子叠加效应。 总之，尽管单独增温或者施氮都有利于云杉和油松幼苗生长指标、光合能力以及抗氧化能力的提高。但是，增温和施氮对云杉幼苗生长生理的促进效应非但没有在交互作用下有更大的提高，反而低于单独氮处理。与此不同的是，增温和施氮联合作用比单因子作用更有利于油松幼苗生长及生理指标的提高。 With the continued increase in atmospheric concentrations of greenhouse gases (CO2、CH4、NOx), the mean global surface temperature has increased by about 0.74 ± 0.18℃ over the past century and is predicted to rise by as much as 6.4℃ during this century. Besides global warming, nitrogen deposition is another serious environmental problem caused by human activities, and high nitrogen load has become globalization as a result of global economy development. Global climate warming and nitrogen deposition have induced dramatic alternations in above - and below- ground biology and biogeochemistry process in terrestrial ecosystems, and more and more attention has been invited to those problems. This experiment mainly studies two important species Picea asperata and Pinus tabulaeformis in subalpine coniferous forest of western Sichuan, China. Infared heaters are induced to increase both air and soil temperature by 2.1℃ and 2.6 ℃, respectively. Ammonium nitrate solution (for a total equivalent to 25 g N m-2 year-1) is added to soil surface. There are four treatments in this study: (1) unwarmed unfertilized (UU); (2) unwarmed fertilized (UF); (3) warmed unfertilized (WU); (4) warmed fertilized (WF). This study is conducted to determine the influences of experimental warming and nitrogen fertilization on physiolchemistry, nutrition metabolism, growth and morphology in the two coniferous species seedlings. The current study is favorable for increasing our understanding on the early phase of regeneration behavior in subalpine coniferous forest, and it also provide scientific direction for forest management under future global changes. The results are as follows: Artificial warming alone significantly increased basal diameter, leaf mass, stem mass, root mass and total biomass for Picea asperata and Pinus tabulaeformis seedlings, and single nitrogen fertilization are also favorable for growth of the two species and stimulate plant hight and total biomass. The two species seedlings respond differently to the combination of elevated temperature and nitrogen addition. Warming combined with nitrogen fertilization weakens the positive effects of nitrogen addition for growth of Picea asperata seedlings. However, the combination of elevated temperature and nitrogen fertilization further increase biomass accumulation of Pinus tabulaeformis seedlings. Both elevated temperature alone and nitrogen fertilization alone can increase photosynthetic pigments contents, net photosynthetic rate (A), maximum net photosynthetic rate (Amax), apparent quantity yield (Φ), maximum photochemical efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and effective quantum yield (Y). Similarly with growth parameters, the combination of warming and nitrogen addition induced more increment of these above photosynthetic parameters for Pinus tabulaeformis seedlings. However, these photosynthetic parameters of Picea asperata seedlings under the combination of warming and nitrogen addition are lower than those under nitrogen fertilization alone. The levels of active oxygen species (AOS) and malodiadehyde (MDA) in needles of the two coniferous species seedling are obviously decreased by experimental warming or additional nitrogen. Warming combined with nitrogen fertilizer reduces the activities of SOD, CAT and APX, and the contents of proline and ASA of Picea asperata seedlings, but the combination significantly increases activities of these antioxidant enzymes in needlels of Pinus tabulaeformis seedlings and further improves the accumulation of proline and ASA compared to either artificial warming or nitrogen addition. Therefore, the rate of O2 - production, the contents of H2O2 and MDA in needles of Pinus tabulaeformis seedlings are remarkably reduced by the combination of warming and nitrogen addition, but the combination only significantly decreased the rate of O2 - production of Picea asperata seedlings. Elevated temperature or nitrogen fertilization decrease the contents of P, Ca, Mg but increase Cu, Zn, Mn contents for Picea asperata seedlings. For Pinus tabulaeformis seedlings, elevated temperature alone and nitrogen fertilization alone decreased Ca, but increased P, Mg, Cu, Zn, Mn contents. The effects of the combination of warming and nitrogen addition on these element contents in needles of Picea asperata seedlings are added or multiplied the effects of warming and nitrogen addition alone, resulting in less contens of P, Ca, Mg and more contents of Cu, Zn, Mn than either elevated temperature or nitrogen fertilization. Howere, these adding or multipluing single-factor effects on contents of these elements are not observed in the case of Pinus tabulaeformis seedlings. In conclusion, growth parameters, photosynthetic capacities and antioxidant abilities of Picea tasperata and Pinus abulaeformis seedlings are improved by experimental warming or nitrogen fertilization. Interestingly, the positive effects of warming and nitrogen addition on growth and physiological performances are not multiplied by the combination of elevated temperature and nitrogen fertilization, even dempened for Picea asperata seedlings. However, for Pinus tabulaeformis seedlings, growth and physiological performances are further improved by the combination.

激光诱导击穿光谱应用于三种水果样品微量元素的分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)在植物样品上面的应用是一个较新的课题.为将LIBS技术能实际应用于与食品安全相关的领域,实验中对三种真空冻干水果样品进行了初步LIBS实验研究,鉴别了其LIBS光谱,并选取典型光谱线,运用统计学方法分析比较了三种水果中Ca,Na,K,Fe,Al,Mg六种元素含量的差别.实验结果表明,苹果中Na的含量最高,Ca的含量最低,三种水果样品中的K,Fe,Mg等元素含量也都有差异.实验结果还表明LIBS技术是一种检测、对比植物样品中微量元素含量的有效手段.

激光诱导击穿光谱应用于三种水果样品微量元素的分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)在植物样品上面的应用是一个较新的课题. 为将LIBS技术能实际应用于与食品安全相关的领域，实验中对三种真空冻干水果样品进行了初步LIBS实验研究，鉴别了其LIBS光谱，并选取典型光谱线，运用统计学方法分析比较了三种水果中Ca，Na，K，Fe，Al，Mg六种元素含量的差别. 实验结果表明，苹果中Na的含量最高，Ca的含量最低，三种水果样品中的K，Fe，Mg等元素含量也都有差异. 实验结果还表明LIBS技术是一种检测、对比植物样品中微量元素含量的有效手段.

耕地土壤交换性钙镁比值的研究

对沈阳市郊区1994个耕地表土(0～20cm)样点和4个典型剖面中交换性Ca/Mg的比值进行了对比研究。结果表明:不同土属耕层土壤中Ca、Mg交换量有较大差别,交换性Ca/Mg的比值主要受母质等成土因素的影响;棕壤的各个土属的Ca/Mg在4左右,石灰性草甸土和草甸沼泽土的Ca/Mg则在8以上。棕壤和草甸土典型剖面不同层次中的Ca/Mg比值有着随深度加深而降低的趋势;由于Ca的植物返还率较Mg高,同一土壤类型中Ca/Mg比值的最大值出现在表土层,母质层中的Ca/Mg则相对稳定。对土壤Ca/Mg进行研究可以丰富土壤离子交换性能研究和土壤发生学特性研究的内容。