铁对藻类生长的影响及其光谱识别研究展望

铁(Fe)是藻类生长所必需的微量营养元素,在藻类对氮的吸收、固氮菌对氮的固定、叶绿素合成、卟啉生物合成、光合作用电子传输等生物过程中发挥着非常重要的作用。因此在水体富营养化治理过程中,除了要注意控制氮、磷的输入,还应考虑Fe的调控作用。遥感技术是监测水体富营养化的有效措施,应用遥感技术可以实时、大面积监测水体中藻类的生长分布情况。水体中Fe浓度的波动会使藻类细胞的代谢活动发生变化,进而反映在藻类反射光谱上,而地物特征与其光谱特征的关系是解译遥感影像的关键;研究Fe的藻类光谱效应,对于阐明湖泊中水华爆发与Fe的关系、分析水华爆发的动态过程以及建立湖泊富营养化遥感预警体系都具有重要的意义。文章基于“Fe假说”,综述了Fe对藻类生长的重要作用及藻类光谱研究进展,并对Fe的藻类光谱效应在水体富营养化遥感预警机制研究领域的应用进行了展望。     

Cu污染与小麦特征光谱相关关系研究

研究了水培条件下重金属Cu污染对小麦(TritiZnm aestivum L.)体内Cu含量、叶绿素含量及可见近红外特征光谱的影响,并对三者相关关系进行了探讨。结果表明,随溶液中Cu浓度的升高,小麦体内Cu含量逐渐增加;叶绿素含量降低;叶片光谱反射率在可见光区增加,在近红外光区降低,红边“蓝移”(向短波方向移动)强度逐渐增加;并且相关性均较显著。     

重金属锌胁迫的白菜叶片光谱响应研究

在实验室土培条件下,应用白菜(Brassica Campestris L.)叶片红边位(680～740nm)、可见区光谱(460～680nm)、近红外区光谱(750～1000nm)三种特征光谱因子研究了重金属锌对白菜生长的胁迫响应。随土壤中Zn含量增加,白菜叶片金属Zn富集程度逐渐增大,白菜叶片叶绿素含量降低;随白菜叶片Zn含量增加,白菜叶片光谱的可见区反射率变化程度(A₁)增加,白菜叶片光谱近红外区反射率变化程度(A₂)降低,红边“蓝移”(向短波方向飘移)程度(S)逐渐增强。应用A₁,A₂,S作参数对白菜叶片Zn含量对数值(lnC_L,C_L单位为mg·kg-1)进行定量线性相关分析,三模型复相关系数r2分别为0.942,0.981和0.969,三种特征光谱因子能够用来预测白菜叶片金属Zn含量。     

羟胺浸提-可见分光光度法测定土壤无定形铁

采用羟胺浸提-可见分光光度法测定了土壤无定形铁。与草酸-草酸铵浸提法相比,羟胺浸提法排除磁性铁矿物的干扰,克服了原方法实验结果偏高的缺点。该法相对标准偏差RSD<2.0％,回收率为97.5％～101.5％,实验的精密度稍好于草酸-草酸铵法,且具有快速、简便、显色时间短等特点。同时进行了土壤厌氧恒温培养实验,结果显示铁还原启动期、快速期和稳定期的还原速率分别为0.030～0.053 g·d-1·kg-1,0.186～0.333 g·d-1·kg-1和0.015～0.030 g·d-1·kg-1。回归分析结果表明,羟胺浸提法测定结果与土壤培养实验中测得的快速期铁还原速率显著相关(r=0.990 7,p＜0.01),说明在浸提土壤无定形铁的过程中,羟胺法比草酸-草酸铵法具有更好的选择性。