低分子量有机酸对土壤有效磷及重金属释放影响的研究进展

农药化肥的过量施用、重金属矿产开发冶炼、污水灌溉等导致土壤磷素养分降低和重金属污染,对生态环境、粮食安全和人类健康带来一定的风险隐患。土壤低分子量有机酸是一类重要的土壤有机活性物质,在土壤质地、养分循环和重金属毒害等方面起重要作用,但低分子量有机酸对土壤磷素和重金属释放影响的研究尚没有系统归纳。本文结合国内外研究进展,综述了土壤低分子量有机酸的来源、浓度、功能及其影响因素,举例说明了低分子量有机酸种类、浓度等对土壤磷及重金属释放的影响。系统总结了低分子量有机酸对土壤磷活化及重金属释放的机制。低分子量有机酸与其他物质协同提升土壤磷素有效性和降低重金属污染,这些结果为土壤磷素有效性的提升和重金属污染土壤修复提供科学依据和技术支撑。     

土壤中低分子量有机酸在物质循环中的作用

本文为近三十年来有关土壤低分子量有机酸研究的扼要回顾。主要综述了森林和农业土壤中低分子量有机酸的组成特点、数量、来源及影响因素;侧重阐述了其在土壤矿物风化与形成、养分活化与迁移、土壤酸化与铝毒、以及与重金属相互作用等一系列物理和化学的影响机制;并提出了进一步研究需关注的问题。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

集约经营下雷竹林土壤低分子量有机酸的初步研究

低分子量有机酸对养分循环与植物生长起着重要作用,雷竹具有发达的鞭根系统,因此了解其土壤中的有机酸状况显得尤为重要。本研究采集了雷竹主产区浙江省临安市太湖源镇不同种植年限的雷竹土样,通过高效液相色谱法对其中的低分子量有机酸进行初步的定性和定量分析。结果表明:雷竹林土壤中主要含有马来酸和丁二酸,并含有少量富马酸;随着雷竹种植年限的增加,土壤中有机酸总量有增加的趋势。     

低分子量有机酸对土壤中铝的化学行为的影响

本文从Al在土壤中的水解-沉淀、吸附-解吸、活化、迁移、降低毒性以及对含Al矿物的表面性质的影响等方面综述了低分子量有机酸对Al的化学行为的影响,并提出了今后需要进一步加强研究的一些方面。     

低分子量有机酸强化烟草修复镉污染土壤的适用性研究

采用盆栽试验,以0.125mmol/kg EDTA为对照,研究3种低分子量有机酸(酒石酸、柠檬酸和草酸)在强化烟草修复镉污染土壤中应用的可行性。3种低分子量有机酸(LMWOA)均可显著降低土壤pH,提高镉的有效含量,酒石酸和草酸对镉在烟草中转运有抑制作用,柠檬酸在酸性土壤中促进镉在烟草中转运,在中性土壤中则起抑制作用。31.25mmol/kg LMWOA对烟草地上部的生长有一定的促进作用,该浓度的柠檬酸和草酸使酸性土壤中烟草地上部镉累积量分别提高42.95%和28.67%,柠檬酸还使中性土壤中烟草地上部镉的累积量提高40.91%,所有酒石酸处理镉在烟草地上部的累积量均降低,EDTA使酸性土壤中烟草地上部镉的累积量提高24.56%,对中性土壤中烟草地上部镉累积量的影响不显著。表明柠檬酸和草酸具有强化烟草地上部对镉的吸收、提高烟草提取土壤镉效率的作用,但要获得与EDTA相当的效果,需大大提高其用量,这必然导致修复成本大大提高,故不宜用于强化烟草修复镉污染土壤。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响

根据植物在缺磷胁迫下,根系分泌的有机酸种类的数量,用流动法研究了柠檬酸、苹果酸、草酸和酒石酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响。结果表明：有机酸均能明显降低土壤对磷的吸附,不同有机酸降低磷吸附的能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸≥酒石酸。     

低分子量有机酸对砖红壤表面电荷的影响

本文研究了4种低分子量有机酸对砖红壤表面电荷性质的影响,结果表明存在于体系中的有机酸增加了表面负电荷量,同时减少表面正电荷的量。在低有机酸加入量下,有机酸对正电荷的影响程度比其对负电荷的影响程度大得多。4种酸对土壤表面电荷影响的大小顺序为:柠檬酸>苹果酸>草酸>醋酸。有机酸对表面电荷的影响随体系pH而变化,它们对正电荷的影响程序随pH的增加而减小,而对负电荷的的影响呈相反的变化趋势。有机酸主要通过其阴离子在土壤表面的吸附来影响土壤的表面电荷性质。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附性氟解吸的影响

低分子量有机酸可增加可变电荷土壤中吸附性F的解吸,4种有机酸对F解吸影响的大小顺序为:草酸>丙二酸>柠檬酸>苹果酸。有机酸对F解吸的增加作用随有机酸浓度的增加和pH的升高而增加。有机酸可以通过两种机制来增加F的解吸量,一是有机酸阴离子与F对土壤表面吸附位的竞争作用;另一机制是有机酸通过促进土壤氧化铝的溶解来增加F的解吸量。从短程反应看,第一种机制是主要的。     

不同镉积累类型小麦根际土壤低分子量有机酸与镉的生物积累

采用土壤培养方法研究低镉积累小麦烟 86103和高镉积累小麦莱州 953不同生育期土壤低分子量有机酸含量与组成 ,及其与镉生物积累的关系。结果表明 ,不同镉积累类型小麦在高镉土壤中其根系镉含量差异不显著 ,但地上部镉浓度烟 86103显著低于莱州 953,而在低镉土壤中根系和地上部镉浓度烟 86 10 3均显著低于莱州 95 3。根际土壤有机酸 (柠檬酸、酒石酸、乙酸和丙酸 )含量及有机酸总量均为低镉品种烟 86103显著低于高镉品种莱州953。两个品种不同生育期有机酸含量均表现为柠檬酸 酒石酸 丙酸 乙酸 ,且各有机酸含量占有机酸总量的百分数表现稳定。小麦镉的生物积累与有机酸种类没有特异性关系 ,但与有机酸的总量有关。根际不同有机酸的水平对于土壤镉的复合或螯合溶解 ,在引起两品种地上部镉生物积累的差异方面起重要作用。     

根系分泌物的化感作用及其对土壤微生物的影响

总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统是收集根分泌化感物质的常用而可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还列举了一些作物根分泌的化感物质对根际微生物产生的影响,阐明了根分泌的化感物质所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

不同作物根际环境对土壤重金属形态的影响

采用根垫法研究了玉米、大豆和小麦根际环境对污灌土壤中铜、镉、铅、锌形态的影响。研究结果表明：根际土壤中交换态铜含量呈现增加趋势,碳酸盐态和铁锰氧化物态金属则表现为减少趋势,有机态几无变化。形态变化的幅度与植物种类有关,其中大豆根际土壤中金属形态的变化比小麦和玉米显著。     

玉米根际土壤中不同重金属的形态变化

采用根垫法研究了不同生长时期的玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌和铬的形态变化。结果表明 ,玉米生长 1 0 0d内不同重金属的形态变化有显著差别。交换态铜 ,碳酸盐态铜和锌 ,铁锰态铜、铅和铬 ,有机态铜、铅和铬都有明显变化。在 1 0 0d生长期间 ,不同重金属在根际土壤中的相对变化有较大幅度的波动。植物吸收主要影响根际土壤交换态铜和碳酸盐态铜和锌的变化 ,对镉和铅形态变化影响不大。     

田间旱育条件下不同化感潜力水稻根际土壤酚酸类和萜类物质分析

酚酸类和萜类是水稻化感作用研究中研究较多、争议较大的2大类化感物质,但目前有关水稻根系分泌物的研究多在实验室条件下进行。本文以国际公认的强化感水稻‘PI312777’和弱化感水稻‘Lemont’为材料,以未种植水稻的土壤为对照,研究了其在田间旱育条件下,不同土壤水分状态(旱地和湿地)时,根际土壤酚酸类和萜类物质的差异。结果表明,不同水分条件下不同化感潜力水稻品种和对照根际土壤中酚酸类物质和萜类物质的组成较为相似,但各物质含量存在一定差异。适度旱胁迫下,各处理根际土壤中所检测到的咖啡酸、对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸和肉桂酸5种酚酸类物质及总量均有提高,其中强化感水稻‘PI312777’根际土壤中5种酚酸类物质提高最显著,比CK湿地处理提高2.84倍;在各处理根际土壤共检测到的27种萜类物质中,17种是含氧单萜;干旱胁迫导致各处理根际土壤单萜烯、含氧单萜、含氧倍半萜和总萜变化程度和变化趋势不同,单萜烯相对含量在强化感水稻‘PI312777’根际土壤中明显提高,而在弱化感水稻‘Lemont’和对照根际土壤中则降低。本文在此基础上讨论了由此导致2种水稻田间化感抑草效果差异的原因与机制。     

Etude de la nutrition potassique du sorgho II‐ incidence du remplacement du potassium par le sodium sur la teneur en acides organiques des feuilles

Abstract

An Investigation was conducted to determine the content and distribution of total and DTPA‐extractable Zn in the genetic horizons of 72 agriculturally important soils from the six major mineral soil areas in Louisiana.

The concentration of total Zn appeared to vary more with the clay constituents of the soils and the amount of the element in the parent materials than with soil depth. The majority of the soils had the largest amounts of total Zn in the subsurface horizons. The range in total Zn for all soils and horizons was from 7.0 to 150.0 ppm.

The DTPA‐extractable Zn in all of the soils and horizons ranged from 0.08 to 4.22 ppm. In the majority of the soil profiles the highest concentration of extractable Zn was in the surface horizons. There was a decrease in the extractable Zn with increasing soil depth. The alluvial soils along the Ouachita and Mississippi Rivers, and the Mississippi Terrace soil areas contained relatively large amounts of DTPA‐extractable Zn.

In some soils the extractable Zn significantly correlated with total Zn. There was also a close relationship between extractable Zn and organic matter content, especially in the Ap horizons.     

土壤中颗粒状有机质对重金属的吸附作用

为了解土壤颗粒状有机质(POM)对重金属富集机理,用室内分析方法研究了土壤POM对Cu、Cd、Co、Pb、Ni和Zn等6种常见重金属的吸附作用。研究表明,土壤中颗粒状有机质(POM)对重金属有较高的吸附潜力,吸附过程是一个快速反应,在100分钟内可接近平衡。POM对重金属的吸附强度随pH的变化而变化,在pH5￣7范围达到较高水平,pH<5和pH>8均可降低POM对这些重金属的吸附;POM对重金属的吸附明显高于相同粒径的矿物质,也高于或接近于细土(<0.053mm)。重金属元素共存时,POM对重金属的吸附强度由大而小顺次为Cu>Pb>Cd>Cr>Co>Zn>Ni。移去土壤颗粒态有机质将显著降低土壤对重金属的吸附,增加土壤重金属的淋失风险。POM对重金属的强吸附性能可能是土壤中POM重金属富集的主要机理之一。     

药用植物连作障碍研究评述和发展透视

连作障碍作为现代农业生产中较普遍的问题,在药用植物栽培生产中表现尤为严重,据统计约70%以块根类入药的药用植物在种植过程中都存在严重的连作障碍问题。连作障碍已经成为制约药用植物品质和发展的关键性因素。本研究从药用植物连作障碍问题研究现状出发,分析了当前药用植物连作障碍形成的三大共性问题,即根系分泌物诱导根际土壤酸化、根际微生物群落结构失衡和植株病毒病严重,具体体现在:根系分泌物诱导根际土壤微生物差异性演化、土传病原菌的化感互作、根际微生物区系的失衡加大土壤酸化、根际病原菌增多和有益菌减少导致的土存真菌病害加重、病毒病伴生和发展。并分析了土壤灭菌法、功能微生物调控、作物多样性栽培和生物质炭改良的根际调控策略在减缓药用植物连作障碍中的潜在作用。作者呼吁从事连作障碍研究的工作者应重视从根际生态学角度出发,以土壤食物网为切入点,应用现代系统生物学和化学生态学技术与方法,全面系统探究根系分泌物介导下植物-土壤-微生物的相互作用过程与机制,并着重关注土壤线虫和土壤病毒在连作障碍发生发展中的生态位关系,以深入阐明连作介导土壤酸化的生态学机制和病原菌响应根系分泌物的协同进化机理,在此基础上,采用多种根际调控相结合的策略减缓连作障碍问题,全面考虑经济、社会和生态效益,做到\"生态预防为主、综合治理为要\"。     

Influence of humic acid and salicylic acid on yield,fruit quality,and leaf mineral elements of strawberry (Fragaria × Ananassa duch.) cv. Camarosa

A greenhouse experiment was conducted to evaluate the effects of foliarly-applied Humic Acid (HA) and Salicylic Acid (SA) on strawberry (Fragaria × Ananassa cv. Camarosa). On average, HA applications, regardless of concentration, increased overall yield, Soluble Solids Concentrations (SSC), Titratable Acidity (TA), vitamin C, red tone (a*), leaf potassium (K), phosphorus (P), calcium (Ca) and magnesium (Mg) while had no effect on pH and fruit luminosity (L*). In contrast, fruit from the untreated control tended to have higher Total Antioxidant Capacity (TAC) and SSC: TA ratio than HA-treated plants. Application of SA significantly increased yield, vitamin C, SSC, SSC: TA ratio, TAC, a*, leaf P and Ca while had no effect on TA, fruit size, L* and pH. In general, application of either HA at 25 mg L¹ or SA at 2 mM resulted in better strawberry performance than did other rates of these compounds.     

博斯腾湖湿地边缘带农田土壤重金属的污染风险评价

对新疆博斯腾湖湿地边缘带农田土壤中8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)地球化学特征进行分析。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER)对农田土壤重金属污染与环境风险进行评价。结果表明:(1)湿地边缘带农田土壤Pb和Zn呈现重度污染,As、Cd、Cr和Ni轻度污染,Cu轻微污染,Mn无污染。土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量处于轻微风险水平。Cd是污染程度与生态风险等级最高的重金属元素;(2)湿地边缘带农田土壤PLI平均值为1.43,呈现轻度污染,RI平均值为20.62,呈现轻微生态风险状态,IER的平均值为–4.53,呈现无警态势。湿地边缘带PLI、RI与IER空间分布格局基本一致;(3)湿地边缘带农田土壤Pb与Zn来源主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn与Ni来源主要受到土壤地球化学作用的控制,As与Cd受自然因素和人为因素共同影响。