我国富硒农产品与土壤标准研究

硒是人和动物生命活动必需的微量元素,缺硒可影响人体健康并导致诸多疾病。通过富硒农产品补硒是一种简单而有效的方法。本文从硒对人体的健康功效、居民硒的摄入量状况、土壤硒分布与作物硒吸收特征、富硒土壤研究现状、富硒农产品标准、富硒农产品中硒摄入量安全性评估等方面,进行了系统研究,阐述了研制富硒土壤分类标准的必要性。     

土壤原生生物的生态功能及其影响因素

【目的】土壤原生生物是指土壤中除植物、动物和真菌以外的所有真核生物,具有明显的系统发育和功能多样性特征,是地下生态系统的关键组成部分之一。与原核生物(细菌与古菌)和真菌相比,原生生物在土壤食物网中的作用常被忽视。本文系统论述了土壤原生生物的多样性及其生态功能,并综述了土壤养分、水分、pH、温度、重金属、微塑料等因子对土壤原生生物的影响,旨在阐明原生生物对土壤养分转化、土壤食物网和植物健康的生态作用及对主要环境因子的响应。【进展】土壤原生生物的数量、大小与形态各异,且营养级类群多样性丰富,它们可作为光合藻类、微生物捕食者、植物与动物的寄生者,在土壤食物网中扮演重要角色。光合型原生生物除潜在提高土壤氧浓度外,对陆地生态系统的碳储存具有重要贡献。消费型原生生物可通过捕食改变微生物群落,推动土壤微生物环,抑制植物病害,并提高植物性能。寄生型原生生物常被认为对宿主具有负面效应,如改变动物多样性,并引起植物病害。然而,寄生型原生生物对推动养分(如磷)循环也有贡献,且对植物的叶际细菌具有生防功能。总的来看,原生生物推动了陆地生态系统物质循环与能量流动向更高营养级的转移,并在土壤食物网中占据中心位置,...     

L-半胱氨酸对水稻根系吸收亚硒酸盐的影响

硒是人和动物体内必需的微量营养元素。许多地方性疾病如克山病、大骨节病等均与环境中硒水平低有关[1]。硒对人和动物健康从有益到有害的范围很窄[2-4],摄入过量硒会引起人畜中毒[5-6]。由于人体内的硒主要通过植物性食物获得[7-8],因此探讨根外环境中影响植物吸收硒的因素,进一步通过施肥措施调节植物对硒的吸收以及调控植物性产品可食部分硒含量,确保食用安全和人体健康是非常必要的。在土壤中,硒主要以元素硒(Se0)、硒化物(Se2-)、亚硒酸盐(SeO32-)、硒酸盐(SeO42-)和有机态硒[(CH3)Se]五种形态存在。其中可以被植物根系直接吸收利用的无机硒主要有硒酸盐和亚硒酸盐[8]。研究表     

电子垃圾影响区多氯联苯污染农田土壤的生物修复机制与技术发展

电子垃圾中含有大量多氯联苯等有毒有害物质,对电子垃圾的不当拆解可造成土壤、水体和大气的污染,进而对生态环境和人体健康构成潜在的威胁。生物修复是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程。根据修复所用的主体,生物修复又可分为植物修复、微生物修复、动物修复及其联合修复等。本文结合笔者的研究工作,综述了我国东南沿海某典型电子垃圾拆解区土壤多氯联苯的污染特征,并介绍了当前国内外对多氯联苯污染土壤的微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复技术及其机理研究的现状,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复的深入研究、保障污染区的农产品质量安全和人体健康提供理论参考。     

土壤中铅的来源及生物有效性

土壤中铅有自然来源和人为来源。植物对铅的吸收和积累,决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物种类、叶片大小和形状等。饮用水中的铅主要来自河流、岩石、土壤和大气沉降。在生物圈循环过程中,铅污染通过呼吸、饮用水、食物等途径到达食物链的终端,最终使人体受到铅的危害。土壤铅全量与作物产量及铅吸收量的相关性要低于土壤有效铅。影响土壤铅的植物有效性的因素包括土壤铅全量、土壤理化性质、土壤微生物、高等植物等。目前,评价土壤中金属植物有效性的方法主要有:化学提取法、植物吸收试验、微生物和酶活性试验及同位素法。     

微生物影响稻田土壤中砷转化研究进展

稻田砷污染是一个全球性环境问题。稻米是以大米为主食的人群砷暴露的主要途径，稻米砷含量超标，会对动物和人体健康造成威胁。微生物是影响砷环境生物化学行为的重要角色，在植物-土壤-微生物系统的砷循环中发挥着重要作用。了解微生物对砷在土壤-水稻系统中的生物化学循环的影响，能够为稻田砷污染的有效治理提供理论基础。本文综述了砷氧化微生物、砷还原微生物以及砷甲基化微生物分别对砷氧化、还原和甲基化过程的影响（直接作用），并总结了微生物通过间接影响铁、硫的环境生物化学循环，进而影响稻田-水稻系统中砷的赋存形态及其转化与迁移的过程。最后，本文归纳了砷污染农田微生物修复技术的相关研究进展，并提出了研究展望。     

植物根系与叶片吸收硒的关键过程及影响因素

硒元素具有抗癌、抗衰老、提高人体免疫力等功能,经植物吸收转化后,可以更加安全高效地被机体吸收利用。富硒植物产品是时下功能性农业的主要产品之一,经济器官富集较高的硒是该产品的核心。然而,目前市面上富硒植物产品的硒含量却参差不齐且普遍偏低。因此,系统研究植物吸收硒元素的途径、关键过程与影响因素对提高植物的富硒效率具有十分重要的意义。本文总结了植物根系和叶片吸收硒的主要过程,地理位置、土壤成分及其理化性质等因素对植物根系吸收硒的影响,以及硒源种类、浓度、叶片结构及叶龄、生育时期、助剂等因素对植物叶片吸收硒元素的影响。据此,提出未来还需要加强植物吸收硒的影响因素、调控机制,建立相对标准的试验模式和富硒产品评价体系等建议,以期尽快补足研究与生产之间差距,推动以富硒为导向的功能性农业科学健康发展。     

内蒙古武川县土壤硒分布特性研究

北方农牧交错带是我国重要的生态类型区,也是我国典型缺硒区,对于该地区土壤硒含量和分布进行研究,有利于生产优质农产品和保障人体健康。对代表性农牧交错带——内蒙古武川县进行了等距离、大密度采样,并对采集到的237个土壤样品进行测定分析,探讨海拔高度、p H和土壤有机质对于土壤硒含量的影响。研究表明,武川县境内土壤表层全硒含量变幅为0.020~0.711 mg kg~(-1),几何平均值为0.141 mg kg~(-1),远低于全国平均水平,其中71.7%以上属于低硒土壤,土壤含硒0.175 mg kg~(-1)。各乡镇中,二份子乡土壤硒的几何平均值最高,为0.174 mg kg~(-1),壕赖山乡最低,为0.104 mg kg~(-1)。对于不同利用方式的土壤,武川县草地土壤硒水平最高,其次是耕地和林地。对于武川县境内土壤,p H对土壤全硒含量无显著影响,而土壤有机质和海拔高度与土壤硒含量则呈显著正相关关系。研究表明,今后还应结合更多的地质和土壤特性以及植物吸收过程,全面、准确的分析硒在土壤-植物系统中的迁移转化特征。     

土壤硒与硒中毒的防治

在已知的生命所必需的微量元素中,硒是较引人注目的一种,人体缺硒或富硒都会引起疾病。在硒含量特别高时,可导致硒中毒,硒中毒分地方性中毒和职业性中毒两类。前者系由于某些地区的土壤、食物中硒含量过高而引起的,其症状为毛发脱落,指甲、皮肤和神经系统受损害,最后发展为四肢瘫痪。     

土壤中硒含量、形态及有效性分析

近年来,硒(Se)对于植物以及人体的有效性逐渐得到重视,越来越多的富硒土壤被发现和利用,但目前人们对于土壤中硒的含量、形态、转化及其有效性还没有形成系统、全面和准确的认识。本文通过对国内外硒研究文献的整理和分析,认为当前对土壤中硒总量有较全面的数据,但对于硒的植物有效性与其他影响因素之间的关系认识不一,主要原因在于研究前提(土壤类型、气候等)的差异以及不同因素之间的掩盖。今后应在相对控制某一变量的前提下,采用定量模型技术,分析土壤硒有效性的真实影响因素和定量规律。在区域大气-土壤-水-植物系统的硒平衡方面,针对大气沉降、硒甲基化(挥发)、硒的淋失等途径的定量规律和影响因素,应开展大尺度范围的监测和分析。利用硒同位素技术(自然丰度和加富标记),更加准确地追踪硒在土壤、植物等子系统的转化规律,从而为提高硒的利用效率提供科学依据。     

陕西地区土壤中的硒

硒是人和动物体必需的微量元素之一,早已证明,土壤和饲草中过量的硒会导致牲畜中毒而罹患“碱质病”和“盲跚症”,而土壤和饲草硒含量过低则会引起牲畜白肌病等多种缺硒病^[9]。近年来国外又有资料报道食物和饮水中的低硒容易使人体产生癌症、心血管病、关节炎、婴幼儿碎死症等多种疾病^[6]。鉴于在土壤一植物一动物和人的生态系统中,土壤是最基本的因素,因此对土壤硒的研究在许多国家早已受到人们的重视。国内对土壤硒的研究,始于七十年代对人体地方性疾病的研究,现已证实,地方性克山病、大骨节病的发生与环境和机体缺乏硒有密切关系^[1,3,11]。     

水土保持措施防治非点源污染的作用机制

 进入土壤或水体中的非点源污染物一般可分为化肥、农药和重金属3大类。这3大类污染物在土壤或水体中通过植物吸收、土壤胶体吸附、微生物降解、径流淋失与挥发等途径进行迁移转化。系统阐述水土保持生物措施、工程措施和农业技术措施3大措施对化肥、农药和重金属3大污染物的各种迁移转化途径所具有的促进与抑制作用,可为合理配置水土保持措施,有效防治非点源污染提供重要的理论依据。     

溶磷微生物及其对植物促生作用的研究进展

磷是植物生长发育的必需营养元素之一,主要以难溶性磷化物形式存在于土壤中,难以被植物直接吸收利用。溶磷微生物作为土壤磷循环中的重要组成一员,能通过酸化、酶解等作用将难溶性磷转化分解为可供植物吸收利用的可溶性磷素,进而提高植物对土壤磷素的利用率,被普遍认为是能促进植物生长的一类重要有益微生物。对溶磷微生物的种类、生态分布特征、溶磷能力检测、溶磷影响因素、溶磷机制以及促生应用现状进行了系统综述,并结合目前溶磷微生物在实际应用中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展

有机磷农药是目前我国使用量最大的农药之一,严重污染环境和生态系统,并通过食物链在生物体内富集,进而危害人类健康。微生物降解技术具有降解效率高、代谢途径多、无二次污染的优势,是目前清除环境中有机磷农药的主要手段,能有效降低有机磷农药的危害。目前有机磷农药的降解微生物主要是通过实验室纯培养方法获得,与自然生态环境中存在的降解功能性微生物信息差异较大,而利用不可培养方法识别功能性微生物的技术具有广阔的应用前景。本文从有机磷农药的使用情况及引发的环境问题出发,概述了有机磷农药在土壤中的迁移转化途径,稳定同位素探测技术和磁性纳米材料等不可培养方法对有机磷农药降解功能性微生物的识别,微生物降解有机磷农药污染土壤的功能基因、降解途径及降解机理;探讨了植物–微生物联合修复在有机磷农药污染土壤修复中的作用,并分析了环境因子及农药自身性质对有机磷农药降解的影响;最后,讨论了微生物降解技术存在的问题及今后研究方向。     

农用稀土的生态毒理学效应

稀土农用给中国农业带来巨大经济效益,但环境安全问题也随之产生。本研究从生态毒理学角度,综述了稀土对土壤微生物、植物、动物的影响,指出稀土可以改变土壤微生物的种群结构、种群数量及其土壤酶活性,影响植物的生长发育、生理生化过程及富集规律,并对动物生殖系统、肝脏、儿童智力及人体健康造成损害。稀土对生物的生态毒理作用,可以是稀土对生物的直接影响,也可以是食物链蓄积的间接效应,在稀土农用中应充分考虑其对环境与人体的影响。     

环境硒与健康关系研究中的土壤化学与植物营养学

硒是环境中重要的生命元素，世界范围内的土壤和植物缺硒已导致多达４０多种人畜疾病。综合国内外有关研究表明：１）土壤有效性硒而非土壤全硒是决定食物链硒水平的关键因素。２）硒在植物体内具有多种生理作用，硒可能是高等植物必需的营养元素。３）植物性产品中硒的含量和可利用程度因作物品种而异，在非积聚硒的植物中硒主要以硒蛋氨酸蛋白结合态存在于非可食部位中。４）硒在植物体内有一定的移动能力。向低硒带土壤－植物系统     

微生物在植物铁营养中的潜在作用

根据近十多年来相关研究成果讨论了土壤微生物在植物根系吸收铁中可能的作用机理。这种机理可能包括缺铁植物根系分泌小分子有机化合物,如酚类和黄素类等化合物,这些化合物作为抑菌剂和(或)作为微生物生长的碳源物质来影响根际(Rhizosphere)微生物的群落结构,并在植物根际诱导形成特异性微生物种群,此类特异性微生物转而通过分泌高铁载体(Siderophore),增加土壤中铁的生物有效性,从而提高了根系对铁的吸收。此外,与植物根系共生的一些微生物也会改善植物的铁营养,这种作用可能包括:根瘤菌(Rhizobium)的结瘤作用,增强植物耐缺铁的生理响应;根系感染的菌根真菌通过增加植物根系的养分吸收面积和分泌对铁具有螯合作用的物质来改善植物的铁营养。本文在讨论这种可能的微生物作用机制的基础上,指出今后的研究方向和有待解决的问题。     

石灰性土壤难溶态磷的微生物转化和利用

目前农业生产中大多通过施用可溶性磷肥为植物提供有效磷。磷酸根化学性质活泼,施入土壤后能很快与土壤中的其它成分发生反应,使植物对其利用的有效度随时间延长而降低,最终以难溶性磷酸盐或吸附态形式滞留于土壤中,难以被植物直接吸收。据估计,在石灰性土壤中约有80% 的磷肥以难溶性磷酸盐存在。为此人们采用了许多方法提高磷肥的利用率,其中利用植物根际与磷循环相关的生物学系统来调节植物根际磷的有效性是重要的途径之一。这个生物学系统包括植物本身对土壤难溶态磷的吸收与利用以及土壤中某些微生物参与的难溶态磷的释放与利用。本文论述了微生物( 细菌和真菌) 转化和利用石灰性土壤中难溶态磷的研究进展。     

青海东部农田土壤硒分布特征及其影响因素

植物中硒被认为是人体摄入硒的主要来源,而且大多数植物是从土壤中吸收硒。因此,不同地区土壤硒含量的高低直接影响到该地区食物中的硒含量。本研究以青海省平安地区农田土壤为研究对象,用原子荧光光谱法进行了土壤全硒含量和形态及价态的测定,对平安地区农田土壤全硒含量分布特征及其与成土母质、土壤类型的关系进行了研究。结果表明,平安地区土壤全硒含量变化范围为0.089~0.782 mg/kg,平均值为0.418 mg/kg,其中58%的土壤属于富硒土壤范畴。研究区域耕种淡栗钙土全硒含量最高,平均值为0.574 mg/kg;而灌淤黄土全硒含量最低,平均值为0.293 mg/kg。成土母质中,古近–新近系西宁群红色泥岩中硒含量最高,平均值为0.82 mg/kg。平安地区富硒土壤中硒的富集主要来源于古近–新近系西宁群红色泥岩风化。土壤中硒的赋存形态主要以有机结合态为主,铁锰氧化物结合态硒含量最少。可溶态硒和可交换态及碳酸盐结合态硒均以六价硒为主要赋存价态。平安地区富硒土壤中硒含量适宜,供硒潜力较大,且该地区受外界环境污染较少,具有良好的开发利用前景。     

植物对硒的吸收转运和形态转化机制

阐述了植物对不同形态硒的吸收、转运和形态转化机制。植物主要吸收水溶性硒,包括部分有机硒、硒酸盐和亚硒酸盐。多数研究表明植物对硒酸盐的主动吸收是通过高亲和力的硫酸盐转运子完成,最近的研究表明磷酸盐可以调节亚硒酸盐的吸收,磷酸盐转运子在亚硒酸盐的主动吸收过程中有重要作用;植物吸收的硒酸盐很快从根部转移到地上部,在叶片中被还原成亚硒酸盐,进而转化为有机硒化物进入其他组织;而亚硒酸盐及其代谢产物主要积累在根部,极少转移到地上部。进入植物体中的硒转化为含硒氨基酸和硒蛋白参与植物的代谢。