第一篇:石油污染胁迫下油菜素内酯对刺槐生长的作用论文
陕北黄土丘陵区是我国重要的石油开采基地,在我国能源建设中占据着重要地位并做出着巨大贡献,然而在开发过程中不可避免地对周边环境造成石油污染危害[1]。植物修复具有处理成本低、吸收污染物的生物量大、兼顾美化环境等优点[2],因此成为治理环境污染的常见措施之一。刺槐是陕北常见造林树种,但在土壤石油污染立地存在生长不良甚至死亡问题,不利于植物修复[3]。所以提高刺槐在石油污染下的生长,对陕北石油污染区的治理具有重要意义。
油菜素内酯(BR)被称为植物的第6大类激素,能加速根系生长,促进光合作用[4],最突出的生理作用就是促进植物生长[5—6]和增加抗逆性,并且获得非常容易,无毒廉价[7],可广泛用于生产实践中。目前,国内外针对BR的研究主要集中在干旱[8—9]、寒冷[10]、盐碱[11]、重金属[12—13]条件下对植物的影响,而对于石油污染下的植物影响却鲜有研究。本研究用不同浓度的BR对刺槐进行蘸根和叶面喷施后,用不同石油污染浓度的土壤进行盆栽试验。在测定生长动态、根系发育、生物量累积等基础上,分析BR对刺槐在石油污染胁迫下各指标的影响,评价土壤石油污染下BR对刺槐的影响,以期为陕北石油污染立地的植被恢复和植物修复提供科学依据和指导。
1材料与方法
试验于2013年在陕西杨陵西北农林科技大学苗圃基地进行。
1。1试验材料与处理盆栽试验用土来自陕北安塞县化子坪镇人为活动稀少的荒草地0~20cm无污染土壤。石油污染物为当地油井出产的原油。油菜素内酯选用成都新朝阳生物激素研究所生产的硕丰481乳剂,浓度0。007 5%。根据对陕北当地土壤的实际调查,其土壤石油浓度为10~20g·kg—1,所以设计3个土壤石油污染浓度水平:10、15、20g·kg—1(土壤干重)。具体配制方法为土壤风干后,过4mm筛,按设计的石油污染水平添加原油,人工混合,先用少量土与石油混合,均匀后,再将拌好的土与剩余土混合;设计4个油菜素内酯浓度处理:0、0。1、0。3、0。5mg·L—1。
配制时先用少量温水(50~60℃)稀释激素乳剂,再用清水配成上述浓度,共12种处理。选择1年生、长势基本一致刺槐苗,购自陕北安塞化子坪镇苗圃。先用不同浓度油菜素内酯溶液浸泡根部30min后,栽入不同土壤石油污染浓度的桶中,每种处理栽5桶。至苗木展叶期,叶面进行对应浓度油菜素内酯喷施处理。至6月下旬置于可移动式防雨棚内进行控水,采用称重法[14]将土壤水分统一控制在土壤田间持水量75%的水平。
1。2测定指标与方法
于7月2日至10月2日每隔半月测定1次株高地径,共测定7次。10月2日对各处理进行清桶,对干物质量、主根长和一级侧根和二级侧根进行统计。
1。3数据处理
采用SPSS17。0软件对试验数据进行统计分析,用平均值±标准误表示测定结果,Duncan法进行多重比较(p<0。05)。使用Origin9。0软件进行绘图。
2结果与分析
2。1油菜素内酯对土壤石油污染胁迫下刺槐苗高、径生长的影响
如图1所示,在3个石油浓度下经不同浓度BR处理后,其株高在整个测定期均高于对照;同一石油浓度水平经不同BR处理的株高增长幅度存在差异,0。3mg·L—1增长最显着。在生长末期最后测定时,不同石油浓度下0。3mg·L—1的BR处理对株高的增长效应均是最佳的,株高最大提高了9。39%。
如图2所示,刺槐苗在石油浓度为10g·kg—1和15g·kg—1时,不同浓度BR处理下的地径在整个测定期均是一直高于对照;石油浓度为20g·kg—1时,0。1和0。3mg·L—1的BR处理下的地径显着高于对照(p<0。05),而0。5mg·L—1的BR处理下的地径增长不显着;同一石油浓度水平经不同BR处理的株高增长幅度存在差异,0。3mg·L—1增长最显着。在生长末期最后测定时,不同石油浓度下BR0。3mg·L—1处理对地径的增长效应均是最佳的,地径最大提高了19。15%。
2。2油菜素内酯对土壤石油污染胁迫下刺槐苗生物量和根系生长的影响
如表1所示,刺槐苗在3个石油浓度下经不同浓度BR处理后,与对照相比,地上干物质量均显着增大(p<0。05),较对照增加了60。37%~121。62%,同一石油污染浓度经不同BR处理后其地上干物质量基本持平(除15g·kg—1石油污染浓度);主根长也都显着增大(p<0。05);一级和二级侧根数目有所增多,而且其长度也显着增大(p<0。05)或有所增大(仅出现在石油浓度15g·kg—1时的0。1mg·L—1的BR处理),因此最终影响其根系干物质量也呈增加趋势(仅在石油浓度20g·kg—1下0。1mg·L—1的BR处理时增加不显着),增加了19。33%~158。63%,同一石油污染浓度经不同BR处理后其根系干物质量基本持平(除10g·kg—1石油污染浓度)。
3结论与讨论
石油污染会使土壤含水率、pH值、硝态氮、速效磷、全钾和速效钾含量显着降低[3],研究表明,植物的生长与环境的水分和环境因子有显着关系[15],导致植物生长所需的水分和营养元素有所欠缺,从而影响其正常生长。山宝琴[16]等通过研究得出,刺槐的株高、干重与石油污染浓度呈负相关关系。有研究指出,BR能促进树木在逆境时的生长[17]。BR可以通过各种机制(XET、微管)使植物细胞壁松弛,扩大细胞体积来促进对水分和养分的吸收摄入,同时BR还可以通过促进光合作用来提高植物的核酸和蛋白质,从而促进植物生长[18]。本研究中,无BR时,石油浓度与刺槐苗的株高、地径、地上干重和根系干重呈负相关,污染浓度越大,刺槐生长所受影响越大。对土壤石油污染胁迫下(10、15、20g·kg—1)的刺槐苗施用不同浓度(0。1、0。3、0。5mg·L—1)的油菜素内酯后,BR促进植物对水分和养分的吸收,缓解了石油污染导致的水分和养分的不足,同时BR促进了细胞的分裂,通过提高光合作用使核酸和蛋白质含量提高,促进刺槐的生长,从而普遍使刺槐苗生长状况较不施油菜素内酯的对照得到有效的改善,表现在提高了苗木株高和地径,促进了苗木根系发育和生长,最终使刺槐苗干重显着增加,其中在3个石油浓度下均以0。3mg·L—1的BR处理表现最佳。苗木整体生长的改善增强了其在土壤石油污染胁迫下的生存能力及生长潜力,尤其是对根系的促进有利于根际土壤微生物的生长并进一步发挥对土壤中石油污染物的直接和间接降解作用。
综上所述,不同土壤石油污染浓度下,相比清水对照,不同浓度的油菜素内酯均能促进刺槐苗株高、地径生长,最大分别提高了9。39%和19。15%,根系干物质量积累提高19。33%~158。63%,地上干物质量积累提高了60。37%~121。62%,有效地缓解石油污染胁迫对刺槐苗生长的影响。综合10~20g·kg—1土壤石油污染浓度下,油菜素内酯对刺槐苗生长的促进效应,最佳的施用浓度为0。3mg·L—1。
参考文献:
[1] 孙铁珩,周启星,李培军。污染生态学[M]。北京:科学出版社,2001:309—368。
第二篇:干旱胁迫下两种AMF接种对羊草生理的作用论文
旱灾因影响面广、造成经济损失大等原因被公认为世界上最严重的自然灾害类型之一[1].我国为旱灾频发型国家,特别是2006-2010年以来,已有10余个省份发生了较为严重的旱灾,极大地破坏了当地的生态环境。因此,干旱条件下植物的生长状况成为未来生态环境变化趋势的决定因素[2].丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF)是一类重要的共生微生物,通过与宿主植物根系形成互惠共生体而增强植物根系对水分和矿质元素的吸收,进而提高宿主植物的抗逆性[3,4].前人在香椿[5]、大豆[6]、柑橘[7]等植物上的研究结果表明,与未接种丛枝菌根真菌的植株相比,菌根苗在苗高、生物量、植株根系活力、矿质营养物质吸收和积累、植株光和特性、渗透调节物质含量等方面具有显着的优势。因此认为丛枝菌根真菌接种可以增强植物对干旱胁迫的抗性。
羊草(Leymus chinensis)是禾本科多年生草本植物,为典型草原群落的主要建群种之一,具有产量高、营养价值高、耐牧性能好、粗纤维含量低等特点,是控制水土流失以及家畜重要饲料品种。由于近20年来草地过度利用导致草原退化严重,羊草作为重要的恢复植被被广泛研究利用[8,9].水分因子成为限制羊草生长发育的主要因素之一[10].前人研究干旱条件下羊草生理特性的较多[11-14],对羊草接种AMF的研究主要在生物量、耐牧性等方面,而鲜有生理特性方面的研究[15,16].文中拟通过对干旱胁迫条件下两种AMF接种对羊草侵染率、生物量、生长速度、脯氨酸、丙二醛、还原糖等生理指标的分析,以期为AMF在羊草抗旱性评价、推广栽培方面提供理论依据和技术支撑。
1材料与方法
1.1试验材料
供试羊草为吉生1号,来源于吉生羊草种子站。菌剂选择摩西球囊霉(Glomous mosseae),记作G;地表多抱囊霉(Dive.versiforme),记作D;混合接种摩西球囊霉和地表多抱囊霉,记作E;同时设不接菌空白对照,记作C.菌种均购自北京农林科学院植物营养与资源研究所“丛枝菌根种质资源库”(BBG)。培养植物用基质为河沙,其最大持水量为25:,使用之前高温高压(121℃,141k Pa)灭菌20min,以确保基质中不含任何土着AMF.1.2试验方法
播种前对宿主材料种子进行表面消毒、洗净。培养容器为内径16cm、深14cm的聚乙烯塑料花盆,在装基质前内衬塑料袋。播种之前用0.5:的高锰酸钾溶液浸泡1h,用自来水冲洗干净。试验设有4个处理,分别为C、G、D、E,播种于含有5g菌剂的花盆中后浇透,不接菌空白对照加入等量的烘干的基质。45d后进行试验,除正常水分外设4个干旱梯度,分别为干旱2d、4d、6d、8d.进行测定前,显微镜下观察各个处理,确定其已经或并未被侵染,并对菌根侵染率进行统计[17].羊草生物量,采用称重法; 生长速度在干旱开始后每10d测量一次植株高度,每盆10株; 脯氨酸含量用酸性茚三酮法测定[18];丙二醛含量用硫代巴比妥酸法测定[19];还原糖含量采用蒽酮法测定[20],试验重复3次。
1.3数据分析
用Excel 2003进行数据统计及初步分析,SAS 9.0进行方差分析,隶属函数法对不同处理羊草的抗旱性进行排序。
2结果与分析
2.1 AMF对羊草根系的菌根侵染结果
AMF对羊草根系形成了有效侵染,并且菌根侵染情况有所差异,其中G菌根侵染率为17:;D菌根侵染率达到56:;E菌根侵染率为50:;C未接菌对照没有菌根侵染。
2.2干旱胁迫下羊草菌根苗生物量的变化
生物量是植物在特定条件下的生长情况的综合表现。无论正常、干旱条件下,未接种处理生物量始终为4个处理中的最低水平(图1)。正常水分下D处理羊草地下部生物量显着高于C与E处理,而接种AMF的地上部生物量显着高于未接种羊草(P < 0.05)。干旱8d后,所有处理地上部、地下部生物量均增加,未接种处理的地上部、地下部生物量处于最低水平,且显着低于接种E型菌生物量(P< 0.05)。
2.3干旱胁迫下羊草菌根苗生长速度的变化
随着干旱胁迫时间的延长,羊草生长速度下降(图2),干旱0-10d,接种AMF的处理均显着高于未接种处理羊草的生长速度(P< 0.05),其 中 最 高 的 是G处 理,值 为3.12mm / d.干旱10-30d,羊草生长速度由低到高均为D > E > G > C,且D处理显着高于C处理(P < 0.05)。干旱后期,C处理基本停止生长。
2.4干旱胁迫下羊草叶片脯氨酸含量变化
羊草叶片脯氨酸含量由正常水分条件下的不足50μmol/g增加到干旱8d的600μmol/g以上,增加了10倍(图3)。正常水分条件下,未接种AMF羊草叶片脯氨酸含量低于接种的处理,且E处理显着高于其他3个处理的脯氨酸含量(P < 0.05)。干旱2d,羊草叶片脯氨酸含量明显升高,D、G处理显着高于未接种处理的脯氨酸含量(P < 0.05)。干旱4d,G处理脯氨酸含量显着高于E、C处理(P < 0.05)。干旱6d,C处理脯氨酸含量低于另外3个处理,无显着差异。干旱8d,接种AMF的3个处理脯氨酸含量均高于C处理,且D、E显着高于C处理(P < 0.05)。
2.5干旱胁迫下羊草叶片丙二醛含量的变化
随着干旱时间延长,羊草叶片丙二醛含量持续增加(图4),从 开 始 不 足40mmol/g增 加 到120mmol / g以上。正常水分条件下C处理羊草丙二醛含量显着高于另外3个处理材料(P < 0.05)。在干旱2、4和8d时,C处理丙二醛含量始终高于另外3个处理,但仅有D处理与其出现显着差异(P < 0.05),含量分别为38mmol/g、50mmol / g、81mmol / g.干旱6d时,C处理显着高于其他3个处理(P < 0.05),其含量为121mmol/g.2.6干旱条件下羊草叶片可溶性糖含量的变化
干旱胁迫下,羊草可溶性糖含量整体呈现出升高后降低的趋势(图5)。正常水分条件下,4个处理对羊草叶片可溶性糖含量差异显着(P < 0.05)。干旱2d,C、E处理的可溶性糖含量显着低于G、D处理,其中最低的是C处理,值为7.4:,最高为G处理,值为10.5:.干旱4d,3个接种AMF的处理可溶性糖含量均在15:左右,显着高于 未接 种 处理,值为11:(P < 0.05)。干旱6d,C处理羊草叶片可溶性糖含量升高不明显,且显着低于另外3个处理(P < 0.05),在接种AMF的3个处理中,D显着高于E处理的可溶性糖含量(P < 0.05),最高值较最低值高出13:.干旱8d,4个处理比干旱6d的可溶性糖含量降低了59:,G、D处理显着高于C处理(P < 0.05)。
2.7菌剂接种效果综合评估
不同AMF接种对羊草抗旱性的影响有差异,通过隶属函数法对4个处理的3个指标(相同干旱梯度)进行分析并排序,结果表明(表1),抗旱性强弱顺序为:D > E > G > C.3讨论
生物量是体现植物抗旱性的最直观表现形式,成为评价植物抗旱性的可靠标准。贺学礼、刘婷等研究AMF对民勤绢蒿以及杨树幼苗的生长状况时发现AMF接种菌提高了其生物量[21,22].本试验中,接种AMF羊草的生物量显着高于未接种处理,说明相同干旱条件下接种AMF能够促进植物的生长。菌剂间也表现出了一定的差异,可能是由于不同类型的菌种与宿主植物的亲和性不同,这与李重祥在紫花苜蓿上的研究一致[23].生长速度是植物在一定时间内幼苗生长状况的表达,在干旱胁迫下保证较高的生长速度可维持植物的正常生长。本试验中接种AMF的羊草生长速度高于未接种苜蓿,说明接种AMF后有利于羊草的生长,且与侵染率呈正相关。
植物受到干旱胁迫时,会加速一些渗透调节物质的积累来保证宿主植物在干旱胁迫下仍能正常的生长。脯氨酸是植物在逆境胁迫下积累的最有效的无毒渗透调节物质,其作用主要是保持原生质与环境的渗透平衡,增加蛋白可溶性,保证膜结构的完整。可用植物组织中脯氨酸含量来推断植物的抗逆性强弱[24-27],逆境条件下其积累量高表明该植物调节能力强,抗逆性强。试验中,干旱胁迫促进了羊草脯氨酸的合成,与其他处理相比D、E处理下的脯氨酸处于较高水平,表明这两个处理具有较强的抗旱性。同时在干旱情况下,植物积累大量的可溶性还原糖,降低细胞水势,增大细胞内外渗透势差,使得外界水分有利于向细胞内扩增,进而维持植株的生长[28].对不同根型苜蓿苗期干旱胁迫下的生理分析试验表明[29],可溶性糖含量随干旱时间的延长而增多,这与本试验结论基本一致。而本试验中干旱2 ~ 6d时可溶性糖含量呈现升高趋势,干旱8d时,可溶性糖含量下降,原因可能为干旱时间过长,羊草幼苗出现膜系统的破坏,甚至已经死亡。其中未接种AMF的羊草可溶性糖含量下降最快,显着低于G、D处理,表明接种AMF可提高羊草可溶性糖的积累,而E处理与C处理并未出现显着差异,可能由于不同菌株对于干旱胁迫的适应性不同[30].植物受到干旱胁迫因失水而影响到正常的生理代谢过程,而MDA是膜质氧化降解的主要产物,有较强的细胞毒性,破坏生物膜的结构和功能,因此,其含量可作为植物膜损伤的指标,来鉴别植物抗逆性的强弱[31,32].本试验中丙二醛含量随着干旱胁迫增强而呈现出升高的趋势,这与范英杰[33]、张永峰等[34]人研究一致,并且接种AMF的羊草丙二醛含量低于未接种羊草,表明接种AMF后能够减少干旱胁迫带来的膜系统的损伤,这与秦子娴等人在干旱胁迫下丛枝菌根对玉米生理生化特性的影响中的研究结果一致[35].4结论
在干旱胁迫下,羊草生物量变化表明接种AMF的3个处理差异并不显着,但总体生物量较高的是混合接种处理; 生长速度差异不显着,总体生长速度情况表明D处理在干旱胁迫下受到影响较小。
在干旱胁迫下,接种AMF后,脯氨酸、可溶性还原糖含量显着升高,且丙二醛含量低于未接种处理,说明接种AMF对羊草的抗旱能力有一定的促进作用。在相同干旱梯度下,菌剂接种效果综合评估结果表明,本研究中利用AMF接种增强羊草的抗旱性,应优先选择D处理,即地表多抱囊霉(D.versiforme)接种,其次为摩西球囊霉(G.mosseae)和地表多抱囊霉混合接种。
参考文献
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第三篇:褪黑素对植物生长调节和抗逆性的作用论文
0引言
褪黑素是一种小分子神经内分泌激素,在绝大多数生物体内有着广泛的分布。长久以来,对于褪黑素的研究主要针对动物,关于植物的研究在近年来才开始。20世纪90年代,科学家逐渐发现了褪黑素对于高等植物的影响。研究显示,大多数的食用植物、药用植物、菊科植物中都有褪黑素。褪黑素有着独特的抗衰老与抗氧化功能,下面就针对褪黑素与植物的相互作用进行分析。
1褪黑素对植物生长调节的作用
1.1增强离体细胞膨大
根据实验结果显示:褪黑素和细胞生长素比不上植物激动素的作用效果,依据子叶干重数据发生的变化可以表明生长素和褪黑素的主要功能是刺激细胞生长来使细胞体积增大来加强作用效果,而激动素基础就是分裂素的一类,可以加速细胞分裂产生更多的细胞数量来加快植物生长。植物生长素和褪黑素拥有一样的生产前体色氨酸,植物体内这两种反应效果基本相同,而且这两种激素可以共同的存在植物的不同组织,有力地说明了这两种激素可以共同参加植物体生化反应的设想。
1.2促进根的生长与再生
在显微研究中,能够观察到在植物生长素的催化下中柱鞘细胞能够生长出新的根原基,适当情况下褪黑素也可以。而且随着时间的推移,不定根可以生长,长度和数量都会渐渐增加,有力地证实了细胞中的褪黑素具有促进根的再生效果。生长素对植物根有促进生长的效果,细胞分裂素能够促进种子出芽的生长。在研究中根据实验数据表明,提高内源褪黑素的浓度或使用大量的褪黑素的运输抑制剂可以在一定程度上使原来的模式发生改变。研究结果表明,在试验中直接加入褪黑素或5-羟色胺对外植体带来的生理反应是相当微小的,根本无法描述。因此,在试验中添加相应的激素与运输抑制剂作对比的方式来进行研究。最终得到实验结果,植物褪黑素和5-羟色胺的相对成分的比值与植物形态发生的变化有着直接的关系。
2褪黑素能够提高植物抗逆性
2.1保持膜完整性,防止叶绿素降解
在动物细胞中,褪黑素具有保护细胞的功能,特别是在生物膜的试验中,褪黑素通过改变细胞膜的流动性来维持细胞膜的稳定性。但是在植物研究中,并没有直接明确的实验结果能够证明褪黑素具有保护效果,但是根据许多相关的数据能够总结出褪黑素具有这项功能,褪黑素的抗氧化反应对动物细胞的抗凋亡具有一定的控制效果。该实验表明褪黑素在植物上抗氧化作用并不能控制凋亡机制,但是可以调整植物细胞中的多胺含量。研究者发现褪黑素预实验明显的提高了亚精胺和腐胺的含量,Lee等人也证实了褪黑素可以降低大鼠脑中由红藻氨酸带来的多胺含量产生的变化。又有其他实验证实褪黑素对大麦叶细胞凋零历程中对叶绿素具有一定的保护效果。这个实验经历了2d以后的叶片细胞中叶绿素含量与细胞中褪黑素含量有着密切相关的联系,数据表明1mol/L的褪黑素来处理,可以有效地解决了叶绿素的流失分解。
2.2抵御不良环境造成的伤害
褪黑素有个重要的作用就是降低不良环境带来的氧化损伤。经过褪黑素处理的豌豆,可以大大提高对铜污染的耐受能力,增加超低温培育下的红景天胚性愈伤的存活率,实验证明褪黑素降低了超低温培育过程对愈伤的氧化损伤。加入一定浓度褪黑素的甘蓝种子在铜离子抑制下的发芽率要远远高于没有经过处理的种子;黄瓜种子在低温环境下的发芽率大大降低,褪黑素的加入解决了这个问题,提高了不良环境下种子的发芽率和幼苗生长速率,在高温环境下,褪黑素降低了黄瓜种子的氧气生产速率和水分的比重,高效消除细胞内的ROS,降低细胞膜的通透能力和MDA比重的增加,提高黄瓜叶片内抗氧化系统酶活性(SOD、POD、CAT等)和可溶性蛋白质含量,降低不良环境给黄瓜带来的氧化损伤。褪黑素是一种自由基清除素,同时还可以充当抗氧化剂,其用来提高植物细胞多种与抗氧化抑制相关的酶(APx、Gx等)活性来增加细胞中抗氧化因子,从而稳定抗坏血酸处理系统的正常工作,来抑制其活力。
3结语
褪黑素在动物中的功能包括清除自由基、增强免疫力、抑制衰老等作用,其生理和药理功能的多样性得到了国内外学者的普遍重视。我国对植物体中的褪黑素功能作用的研究目前还不够清晰,作为细胞内的激素的一种,在植物中的作用受体目前还没有找到。研究褪黑素在植物光周期过程的作用,进一步用来验证该生理活动的核心机制,在植物学上将是一次重大的发现。植物中褪黑素研究是一个新型的、具有活力的、而且发展空间巨大的方向。重点研究药用植物褪黑素的使用含量水平,将会在医学领域取得重大的研究成果。随着实验的深入,一些基因工程的方法将会逐渐运用在生产褪黑素的领域。
参考文献:
[1]徐向东,孙艳,郭晓芹,等。褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响[J].应用生态学报,2010(10)。
[2]王英利,王英娟,郝建国,等。褪黑素对绿豆在增强UV-B辐射下的防护作用[J].光子学报,2009(10)。
第四篇:石油地质类型对石油勘探的作用论文
摘要:
本文拟从石油地质类型的分类出发,分析不同石油地质类型对石油勘探工作的作用与意义。
关键词:石油地质类型 石油勘探
随着工业化建设水平不断提升,石油能源的核心地位日益突出。我国作为石油资源消费大国,庞大的石油消费需求,使得我们必须加强石油勘探工作,只有提升勘探水平,才能做好石油开采工作。做好石油勘探必须强化对石油地质的认识。在石油勘探工作开展过程中,必须了解和弄清楚石油的地质类型。这项工作对探寻石油存储和开采意义重大。
1石油地质类型分析
结合一系列科研结果,以及科学数据我们可以得知各个地区的地质都是丰富多样的,其在形成过程中经历了无数次地下运动,从而构成了一个区域独有的地质状况。石油资源作为一种深藏在地底下的资源,而起分布也有着一定规律性。所以想要弄清某一地区石油储藏情况,就必须着重研究这一地区的地质条件,通过总结规律,从而形成关于含油区域及生油区域的实质性认知。
1.1生油地质层
该层是石油开采过程中,极其重要的岩层。该层中含有油气资源的部分,通常也被称为生油气岩。而结合不同岩石特性,又可以分为碳酸盐岩和泥质岩。这两种岩石都非常适合生物的繁衍生殖,因此该地质层有生油的最佳环境。在油气资源勘探过程中,只要发现了这一地质类型,基本都会蕴含着大量能源。
1.2储集地质层
该层次分布极为广泛,同时又很集中。而想要构成储集层,必须具备两大条件。首先必须有相当数量的孔隙。孔隙是储存液体、气体油气资源的前提。再者还要让油气资源能够在这一层中流动,此外还能对流体进行渗透和有效过滤。而这一储集层中的岩石主要包括碎屑岩石、变质岩和泥岩等等。当前发现的陆相油气储存基地,多为碎屑岩储集层,另外一种则是碳酸盐储集层,其主要分为孔隙和裂缝。一方面能够有效储集油气资源,同时也能帮助储存资源自由流动。
1.3盖层地质
这一层是指为了有效预防油气资源上溢,从而将其封闭,进行储存的地质层。该层可以及时预防油气资源流失,从而最大限度保存油气资源。而盖层的好与坏,往往也直接影响都石油储集层的保存时间和效果,而这一层的分布范围,直接会影响到整个油气田的分布和具体区域。因此,勘探盖层也是寻求油气资源的重要依据。这一地质层的岩石主要特征就是孔隙度很低,其主要原因就是能够有效抑制油气资源的上溢。
2地质类型特征
结合油气存储状况,可以将油气田存在的地质类型分为常规油气田地质和非常规油气田地质[1]。
2.1非常规油气田地质特征分析
以往在油气资源勘探过程中,往往会僵化思维,而随着科学技术的不断发展,新生代陆相盆地中,也发现了大量的油气资源。在该地质层内部含有大量烃源岩有机质,其整体地层环境比较好,能够对油气资源长期储存。而在盆地的中心,其凹陷部分则是储存油气资源最好的位置。这一类有机质能够大面积的发育。整个盆地的中心部分,含煤层和泥页岩分布在一起,其长期接触和发展,为形成大规模的封闭层和油气资源的持续储藏提供了重要基础。在面积比较大的斜坡区域,便利于发布大规模的沉积构造,从而帮助发育页岩气等,斜坡区域与盆地中心类似的地质状况,也为油气资源发育和储藏提供了重要帮助。
2.2常规油气田地质特征分析
常规油气田是指结合多个油气田储藏状况所作出的系统化归纳,其主要分布在四大区域。即为大陆边缘区域、克拉通正向构造区域和特提斯构造区域,以及前陆冲断区域。其具体特征为:首先,在大陆的边界地带,因为地壳的运动,也成为发育油气资源的最佳地方。由于地壳的运动,使得部分大陆出现锻炼,逐渐形成油气田。其次,是克拉通正向构造区域,该区域构造发育较早,很早就形成了圈闭组合,经过长时间发育,古代隆起这一成熟地貌则成为优质储集层发育的良好载体[2]。此外,特斯提构造区域是结合地质和气候所发育起来的油气资源储藏地。该地质类型是海相油气烃源岩的典型象征。前陆冲断区域则是由于前陆盆地是构成大油田的地质构造。通常构成带状和排状分布,这不仅能便于集聚油气资源,同时也能将资源有效封闭储藏起来。
3结束语
通过提高对石油地质的认识,能够有效帮助我们在开展石油勘探工作之前,结合多样化的地质类型,采用与之相对应的勘探技术。在这一过程中,对石油地质类型的认识是其前提。因此,一旦对石油地质认识不到位,就很难认识到该地质的基本状况,以及对石油勘探的影响,从而影响到石油开采的效果。所以必须区分不同石油地质类型,同时认清不同石油地质类型对勘探的作用和意义。
参考文献
[1]金小方.石油地质类型及其区域特征[J].科技传播,2014,(2):67-71.[2]刘志.石油地质对石油开采难度的影响分析[J].勘探开发,2014,(10):59-62.
第五篇:长期施肥对土壤钾素的作用思考论文(共)
材料和方法
1试验设计
长期定位施肥试验设在山西省寿阳县宗艾村的北坪旱塬上。试验区海拔1130m,多年平均气温7.6℃,≥10℃积温3400℃,无霜期135~140d,年均降雨量501.1mm(年际间变率大),干燥度1.3,属半湿润偏旱区。氮磷化肥与有机肥配施定位试验始于1992年春,到2011年历时20a。试验开始时耕层土壤基本状况为:pH值8.3,有机质23.80g/kg,全氮1.05g/kg,全磷0.79g/kg,碱解氮106.4mg/kg,有效磷4.84mg/kg,速效钾100mg/kg,缓效钾1048mg/kg,全钾17.95g/kg。试验采用氮、磷、有机肥3因素4水平正交设计,另设对照和高量有机肥区,共18个处理,小区面积66.7m2,随机排列,无重复。氮肥、磷肥、有机肥以不同水平施用。本研究选用其中的9个处理,具体配施设计如表1所示。
2供试材料
供试氮肥为尿素(含N46%);磷肥为普通过磷酸钙(含磷14%);有机肥为风干牛粪,有机质90.5~127.3g/kg,全氮3.93~4.97g/kg,全磷(P2O5)1.37~1.46g/kg,全钾14.1~34.3g/kg。供试作物为春玉米,一年一作,管理栽培措施同当地大田生产。秋季结合耕翻将肥料一次性施入,春季播种。1992—1996年供试品种为烟单14号,1997—2003年供试品种为晋单34号,2004—2011年供试品种为强盛31号,密度为4.50万~5.25万株/hm2。2011年玉米收获后取0~20cm土层土样,风干后过1mm筛,用于土壤各分级形态钾的测定;风干土过0.25mm筛用于土壤全钾的测定。每年测产后取植株样用于钾素测定。1.3测定方法土壤有机质用重铬酸钾容量法测定;全氮用凯氏定氮法测定;碱解氮用碱解扩散法测定;速效磷用0.5mol/LNaHCO3-钼锑抗比色法测定;植株钾含量用H2SO4+H2O2消煮,火焰光度计测定。水溶性钾按水土比10∶1用蒸馏水提取[20];非特殊吸附钾用0.5mol/L中性醋酸镁溶液提取,为醋酸镁浸提钾与水溶性钾之差;特殊吸附钾用1mol/L中性醋酸铵溶液提取,为醋酸铵浸提钾与醋酸镁浸提钾之差;非交换性钾用1mol/L硝酸溶液煮沸提取,为硝酸消煮钾与醋酸铵浸提钾之差;全钾用1∶8的氢氧化钠熔融;矿物态钾为全钾与硝酸消煮钾之差。以上提取出来的钾均用火焰光度计测定[21]。土壤钾素表观盈亏量(kg/hm2)=钾素投入总量-作物带出土壤钾素总量。
结果与分析
1长期氮磷化肥配施有机肥对褐土土壤钾素平衡和产量的影响
单施氮磷化肥和与有机肥配施处理均较对照增加了作物产量和作物地上部吸钾量(表2)。单施氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,玉米地上部吸钾量和作物产量都呈现先增加后降低的趋势,N3P3M0处理达到峰值,而作物产量在N2P2M0处理达到峰值。氮磷化肥配施有机肥处理较其他处理地上部吸钾量和作物产量都明显提高,且随着有机肥施用量的增加,地上部吸钾量和作物产量都呈上升趋势。除单施高量有机肥N0P0M6处理外,其他处理土壤钾素均出现亏损,但随着有机肥施用量的增加,钾素亏损明显减小。可见,氮磷化肥配施有机肥可以补充作物对土壤钾素的吸收,减少土壤钾素的消耗,提高作物产量。
2长期氮磷化肥配施有机肥对褐土耕层土壤不同形态钾素含量的影响依照金继运[10]对土壤存在形态的分类,将土壤钾素形态分为水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾和矿物钾。水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾之和为速效钾,非交换性钾即缓效钾,速效钾、缓效钾和矿物钾之和为全钾。
(1)长期氮磷化肥配施有机肥对耕层土壤水溶性钾含量的影响
水溶性钾是土壤溶液中的离子态钾,可以被植物直接吸收利用,但它占土壤全钾的比例最低[22]。从表3可以看出,单施氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾含量呈先增加后减少的趋势;施低量氮磷化肥N1P1M0处理和农民习惯施肥N2P2M0处理较对照水溶性钾含量均有所增加;较高氮磷施肥N3P3M0和N4P4M0处理水溶性钾含量均低于对照处理。说明适量施用氮磷化肥可以增加土壤水溶性钾含量,但过量施用氮磷肥则会降低其含量,其变化规律与作物产量变化规律基本一致。在氮磷化肥基础上配施有机肥处理,水溶性钾含量较对照明显增加,且随着有机肥施用量的增加而增加。说明有机肥的施用,可以补充土壤有效性钾素的含量,进而提高水溶性钾含量,促进作物生长对钾素的吸收。较高量单施有机肥处理土壤水溶性钾含量明显提高。总的来看,合理施用氮磷化肥或与有机肥配施,可以提高土壤水溶性钾含量,特别是较高量有机肥的施用,可以保证作物对水溶性钾含量的吸收。
(2)长期氮磷化肥配施有机肥对耕层土壤其他钾素形态的影响
土壤非特殊吸附钾是指土壤胶体表面吸附的能被钙、镁等离子所交换的钾[10]。对照非特殊吸附钾含量最低(表3),单施氮磷化肥和与有机肥配施处理非特殊吸附钾含量均比对照处理有不同程度提高,提高幅度在15.4%~710.7%之间。单施氮磷化肥处理无明显规律,其含量大小顺序为N1P1M0>N3P3M0>N4P4M0>N2P2M0。氮磷化肥与有机肥配施处理,非特殊吸附钾含量较单施氮磷化肥和对照都明显提高,且随着有机肥施用量的增加呈上升趋势。特殊吸附钾是指2∶1型黏土矿物楔形位特殊吸附,不能被钙、镁等离子所交换,但却能被铵离子交换或通过水分子之间形成的氢键进行的电子传递过程而释放的钾[10]。含量以N1P1M0处理最低,且随着氮磷化肥施用量的增加,特殊性吸附钾含量没有显著的变化规律,氮磷化肥与有机肥配施处理较单施氮磷化肥和对照明显提高,且随着有机肥施用量的增加呈上升趋势。非交换性钾主要指易风化的含钾矿物(黑云母)晶格内含有的钾和土壤中固钾矿物(如蛭石等2∶1型层状硅酸盐矿物)所固定的钾[9]。非交换性钾又称缓效钾,是土壤速效钾的储备形态,在一定条件下可以转化为速效钾[1]。表3结果表明,对照的非交换性钾含量最低,随着氮磷化肥施用量的增加,其含量呈先增加后减少的趋势,N3P3M0处理达到峰值。氮磷化肥与有机肥配施处理的非交换性钾含量随着有机肥施用量的增加而增加,且都高于氮磷化肥处理。这主要是因为氮磷化肥与有机肥配施,减少了非交换性钾向其他形态钾的转化,有机肥的施用量减缓了这种转化。总的来看,非交换性钾含量在488~728mg/kg之间,说明土壤钾素的储备较为稳定。矿物钾是植物难以吸收利用的钾,对植物的有效性很缓慢,是土壤钾的贮藏库,通过风化作用将钾释放出来供作物利用。表3结果表明,矿物钾含量在15.62~18.05g/kg之间,不施有机肥处理含量较低,因为常年没有向土壤施入任何钾素,而作物每年却源源不断地从土壤携出钾,从而促使土壤矿物钾不断释放。氮磷化肥与有机肥配施处理矿物钾含量明显高于氮磷化肥处理,且随有机肥施用量的增加而增加。这主要是由于有机肥的施用,增加了土壤中作物易吸收的有效性钾,从而减少作物对矿物钾的耗竭。
3长期氮磷化肥配施有机肥对耕层土壤不同形态钾素比例的影响
由表4可知,水溶性钾含量在全钾中的比例处于0.05%~0.47%之间,非特殊吸附钾比例在0.08%~0.55%之间,特殊吸附钾比例在0.25%~0.77%之间,氮磷化肥与有机肥配施处理中,这3种形态钾素的比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势;单施氮磷化肥处理,水溶性钾在全钾中的比例随着氮磷化肥施用量的增加呈先下降后上升的趋势,其他2种形态钾素比例无明显变化规律。高,与水溶性钾变化规律一致。矿物钾比例在94.40%~96.45%之间,对照最高,高量单施有机肥处理最低;单施氮磷化肥处理,矿物钾含量随着氮磷化肥施用量的增加呈先下降后上升,N2P2M0处理降到谷值;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,矿物钾含量呈下降趋势,高量单施有机肥处理N0P0M6矿物钾比例最低,说明施用有机肥可以显著地降低矿物钾在全钾中的比例。因为施用有机肥后,进入土壤中的钾素大部分以速效钾和缓效钾的形态存在,从而削弱了矿物钾的比例[15]。2.4长期氮磷化肥配施有机肥对耕层土壤全钾含量的影响由图1可知,全钾的基础值为17.95g/kg,历时20a,变化幅度不大,除配施有机肥处理N3P2M3,N4P2M2和单施高量有机肥处理N0P0M6外,其他处理全钾含量均下降,下降幅度为0.31~1.72g/kg,对照下降幅度最大,主要因为作物长期不断从土壤携出钾而没有任何的补充。氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加全钾含量增加,除N2P1M1处理外,其余处理全钾含量均高于试验基础值。说明长期氮磷化肥与有机肥配施可以增加土壤有效性钾素,维持作物的吸收,减少土壤钾素的耗竭,提高土壤全钾含量。
结论与讨论
地上部分的作物产量及吸钾量与土壤钾素的平衡存在密切的关系[9,23]。本研究表明,长期单施氮磷化肥和与有机肥配施都可以增加作物产量和作物地上部吸钾量。单施氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,玉米地上部吸钾量和作物产量都呈现先增加后降低的趋势。氮磷化肥与有机肥配施处理较单施氮磷化肥处理地上部吸钾量和作物产量都明显提高,随着有机肥施用量的增加,地上部吸钾量和作物产量都呈直线上升的趋势。除单施高量有机肥N0P0M6处理外,其他处理土壤钾素均出现亏损。钾素的支出大于投入,其亏缺部分显然是土壤提供的,即依靠土壤钾素来维持一定的产量,因而农田土壤钾素的收支状况,将反映在土壤钾素肥力水平的消长上[26]。有机肥的施用可以减缓土壤钾素的耗竭。
本研究结果表明,褐土水溶性钾含量在全钾中的比例不超过0.47%,非特殊吸附钾不超过0.55%,特殊吸附钾不超过0.77%,非交换性钾不超过4%,且最高值均出现在单施较高量有机肥处理N0P0M6。矿物钾比例随着有机肥施用量的增加呈下降趋势,说明有机肥的施用降低了矿物钾的比例。氮磷化肥与有机肥配施处理,增加了耕层土壤各个形态钾素的含量。长期施用有机肥和有机无机配合施用可以促进土壤自然钾素的释放[24-25],维持土壤速效钾的平衡,减缓非交换性钾的下降趋势,同时降低矿物钾在全钾中的比例。谢建昌等[26]研究认为,土壤钾素的充分与否是由土壤速效钾含量和非交换性钾含量及其释放速率共同决定的。长期有机无机配合施用可以促进土壤钾素的释放。
全钾是衡量土壤钾素贮量的一个重要指标。本试验表明,除配施有机肥处理N3P2M3,N4P2M2和单施高量有机肥处理N0P0M6外,其他处理全钾含量较定位时都有不同程度的下降。不施任何化学肥料的对照处理,土壤钾素耗竭最为严重,随着氮磷化肥施用量的增加,耗竭减缓。氮磷化肥与有机肥配施,全钾含量随着有机肥施用量的增加而增加,除N2P1M1处理外,均高于试验基础值。总之,氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤钾素的耗竭,保持土壤钾库的潜力。