荒漠盐生植物根际土壤酶活性的变化

利用根袋法研究了荒漠盐土和灌耕灰漠土中6种不同荒漠盐生植物根际养分和酶活性特征.结果表明:两种土壤中,根际土全氮含量比非根际土高,但全磷却比非根际土低.根际土有效态养分的变化则与全态相反,6种植物的根际土有效氮含量均显著低于非根际土,除芦苇外,根际土有效磷含量均高于非根际土.6种植物中,钠猪毛菜根际土有效氮亏缺最高,有效磷富集也最少.分析测定了根际土和非根际土转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性及其与土壤养分的关系.结果表明:过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶在两种土壤的植物根际表现出相反的变化,荒漠盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而灌耕灰漠土的根际土3种酶活性均低于非根际土.荒漠盐土碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶与几种主要养分含量有很强的相关性,较好地体现了荒漠盐土根际的养分状况,也说明盐生植物对荒漠盐土酶活性有较大的影响.     

氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响

【目的】 氮能够促进冬小麦根系对锌的吸收及在籽粒中的积累。研究氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收锌的可能机制,为合理施用氮肥来提高冬小麦籽粒锌含量提供一定的理论依据。 【方法】 以冬小麦为试材进行了根箱培养试验。分别设置三个氮水平 (0、0.2和0.4 g/kg) 和两个锌水平 (0和10 mg/kg),分析了冬小麦地上部锌含量、根际土和非根际土有效锌含量、pH以及六种锌形态含量。 【结果】 氮锌配施 (N_0.2Zn₁₀和N_0.4Zn₁₀) 处理显著提高了冬小麦地上部干物质重和锌含量。在不施锌 (Zn₀) 条件下,N_0.4处理显著提高根际土壤的有效锌含量;在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土有效锌含量,却提高了非根际土有效锌含量。无论施锌与否,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土壤的pH,但对非根际土壤的pH影响不大。在Zn₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著降低了根际土壤交换态锌、碳酸盐结合态锌及非根际土氧化物结合态锌含量,提高了非根际土交换态锌、根际与非根际土壤残渣态锌含量。在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著提高了根际和非根际土交换态锌、非根际土松结有机态和紧结有机态锌及根际土残渣态锌含量,降低了根际土松结有机态、碳酸盐结合态锌及根际与非根际土壤残渣态锌含量。 【结论】 氮锌配施提高冬小麦锌含量,促进冬小麦锌的吸收,可能是由于氮锌配施与冬小麦根系共同作用降低了根际土壤pH,促进土壤中锌从松结有机态和碳酸盐结合态向交换态转化,从而提高了土壤锌的有效性。      

养殖废水灌溉下施用生物质炭和果胶对土壤养分和重金属迁移的影响

【目的】 养殖废水中含有丰富的养分,但也含有一定的重金属。本文研究了生物质炭和果胶对养殖废水灌溉下的土壤–植物系统养分和重金属迁移规律的影响,以利用养殖废水中的养分,并对其重金属进行调控。 【方法】 选取新乡市郊区农田土壤为供试土壤,采用根箱试验方法种植玉米。设置根箱土壤中添加1%的生物质炭和果胶,分别灌溉蒸馏水和养殖废水发酵产生的沼液。测定了土壤中养分和重金属的含量,探讨了其在土壤–植物系统的迁移规律。 【结果】 沼液灌溉的植株地上部生长与蒸馏水灌溉无显著差异。果胶相比于生物质炭可以促进植株生长。沼液灌溉时,果胶处理的根系和地上部生物量分别比对照增加了25.38%和31.21%。沼液灌溉普遍降低了根际和非根际土壤的pH,生物质炭处理和果胶处理与对照根际和非根际土壤的pH均无显著差异。沼液灌溉增加了非根际土壤的电导,生物质炭相比于果胶增加了土壤的电导。沼液灌溉增加了土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量。果胶根际土壤的全磷、碱解氮、有效磷、有效Fe、有效Mn均高于生物质炭处理,生物质炭处理根际和非根际土壤的全钾和速效钾含量均高于果胶处理。沼液灌溉相比于蒸馏水灌溉,增加了植株根、茎中N含量和Ca含量。生物质炭处理植株根茎叶N含量、根茎P含量、茎K含量、根茎叶Ca含量、根茎Mg含量高于果胶处理,但果胶处理养分的转运系数较高。养殖废水灌溉增加了根际和非根际土壤中有效Cu和Zn尤其是Zn的含量。与对照相比,生物质炭降低了根际土壤Cu、Pb、Ni的含量,而果胶增加了它们的含量。沼液灌溉增加了植株根茎叶中Cu、Zn、Pb含量,果胶处理植株根系Cu、Zn、Pb、Cd、Ni含量最高,但向地上部转运较少。 【结论】 在北方碱性土壤灌溉养殖废水发酵产生的沼液时,施用生物质炭和果胶可以提高土壤肥力和植株养分含量,生物质炭通过减少土壤中有效态重金属含量以减少重金属在植物体内累积,果胶虽然增加土壤有效态重金属含量,但可以降低其向地上部的转运,避免了重金属在植物体内的累积。      

冶炼厂污灌区土壤-水稻系统重金属积累特征的研究

冶炼厂对周围的农田土壤造成了污染,其中Cu的污染最严重,100m处的全量和提取态Cu分别是182.45mg/kg和81.91mg/kg,是对照的10.3倍和35倍。污灌区水稻各器官重金属Cu、Zn的分布规律:Cu为根>茎叶>籽粒;Zn为茎叶>根>籽粒,Zn在水稻体内的移动能力大于Cu,Cu主要累积在水稻的根部;水稻茎叶中Cu的浓度和土壤中Cu的浓度密切相关。     

不同质地小麦根际土壤有机碳、氮含量及特性研究

测定了两种不同质地土壤小麦根际土及非根际土中不同形态有机碳、氮的含量及特性。结果表明,粘壤土及砂质壤土两种不同质地土壤小麦根际土中有机碳、可溶性有机碳(WEOC),土壤全氮、可溶性有机氮(WEON)、游离氨基酸及硝态氮和铵态氮均显著高于非根际土;根际土及非根际土中WEON的含量均高于硝态氮及铵态氮含量,其在根-土界面氮素转化中的作用值得关注。不同质地土壤相比,粘壤土中各指标的含量均显著高于砂质壤土。根际土有机碳矿化累积量及矿化率均高于非根际土;培养期间粘壤土释放的CO2量明显低于沙质壤土,这可能与粘壤土粘粒含量高,对土壤有机碳的保护作用有关。     

湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性的影响因素研究

【目的】 揭示湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性影响因素的作用机理,为人工湿地修复重金属污染水体提供理论指导和依据。 【方法】 通过根箱法研究了五种挺水湿地植物 (大叶皇冠草、黑籽荸荠、圆币草、草龙、小婆婆纳) 根际 pH、氧化还原电位 (Eh)、Fe2+ 和 Fe3+ 浓度、铅 (Pb) 的化学形态及移动性的变化。 【结果】 与非根际相比,五种植物根际pH下降,Fe2+ 和 Fe3+ 浓度显著下降,Eh显著升高,Pb的移动性显著降低 (P<0.05)。与非根际相比,根际pH下降幅度为 0.1～0.4个单位,根际Fe2+和 Fe3+浓度下降幅度为0.6～2.7 mmol/kg。土壤中铅的存在形态主要以残渣态为主 (36.39%～47.54%),其次是铁锰氧化物结合态 (30.16%～41.64%)、有机质结合态 (8.85%～15.08%) 和碳酸盐结合态 (6.89%～12.46%)。五种湿地植物根际Pb的移动性降低的主要原因是根际碳酸盐结合态Pb含量显著下降,其中大叶皇冠草受根际pH、Eh、Fe3+和Fe2+的影响导致其根际Pb移动性降低效应最为显著。 【结论】 五种供试植物Pb主要分布在根部;根表富集的铁膜数量显著高于锰膜数量;供试植物根际Fe3+含量与Pb的移动性因子呈极显著正相关,湿地植物根系铁氧化能力对降低其根际重金属的移动性有重要作用。本研究为人工湿地修复重金属污染水体提供了有力的理论依据。      

中轻度砷污染土壤-水稻体系中砷迁移行为研究

通过土-砂根袋培养生物学模拟试验,运用砷形态分级的连续提取方法研究了水稻整个生育时期内砷在中轻度砷污染土壤-氧化性根际-水稻体系中的时空分布规律。结果表明:(1)该品种水稻(远诱一号)生长旺期(第三生长时期和第四生长时期)由于根系活化作用产生明显根际效应,根际土壤中各砷形态总量、无定形态砷含量均显著高于非根际土(p0.05),而有效性最低的残渣态则低于非根际土。(2)水稻根表铁氧化物膜(简称:铁膜)主要以无定型态铁和结晶态铁为主(90%),在生长旺盛期老化程度最高,且对砷富集能力与第一时期相比降低60%,与第二时期相比降低10%;根表铁膜对砷的富集作用并不完全随铁膜数量的增减而变化,还与铁膜中铁的组成形态(尤其无定形态铁)密切相关。(3)砷在土壤-根际-水稻(远诱一号)体系中迁移规律:砷随铁氧化物的还原由非根际向根际迁移并在氧化性根际富集,由于铁膜的缓冲层作用,砷很少进入作物根系,迁移至地上部的砷含量低于根中砷含量;生育初期(前两个生长时期),水稻根表铁膜主要起富集库作用,具有很强的富集砷能力,但富集的砷易解吸进入作物根系,生育后期(后三个生长时期),铁膜逐渐老化,主要起缓冲层作用,使根系砷含量与生育初期相比降低50%～90%。     

磷影响下根际无机砷的形态分布及其对水稻生长的影响

两种有代表性的紫色土的水稻盆栽试验结果表明 ,磷的加入可减轻受砷污染的红紫泥中砷对水稻的毒害 ;但磷的加入会加剧受砷污染的红棕紫泥中砷对水稻的毒害。根际无机砷的形态分布研究表明 :试验土壤上 ,根际砷各形态都比非根际高 ,砷在根际呈富集状态 ;在根际环境的作用下 ,红紫泥中 ,磷的加入加剧了砷由有效态砷 (Al As、Fe As)向相对无效态砷 (O As)转化 ,砷对水稻的毒性减弱 ;红棕紫泥中 ,磷的加入加剧了砷由相对无效态砷Fe As和Al As向有效态砷Ca As和A As(表示水溶态砷及松结合态砷 )的转化 ,砷对水稻的毒性增强     

氮肥对油菜在不同土壤中吸收积累Cd的影响

以三种不同程度Cd污染土壤为材料,通过盆栽试验研究NH_4Cl和(NH_4)_2SO_4两种氮肥对土壤Cd有效性及油菜吸收、转运Cd的影响,评价油菜对Cd的生物累积量,以期为油菜修复Cd污染土壤的优化施肥措施提供理论支撑。结果表明:施加NH_4Cl和(NH_4)_2SO_4均显著降低了土壤的pH,(NH_4)_2SO_4处理土壤pH低于施加NH_4Cl处理的土壤,施肥处理下生长期非根际土pH低于根际土,成熟期非根际土pH高于根际土。施加(NH_4)_2SO_4和NH4Cl均使土壤中有效态Cd含量增加。(NH_4)_2SO_4处理有效态Cd的浓度高于NH_4Cl处理。油菜成熟期土壤中有效态Cd的浓度低于生长期,生长期和成熟期整体表现出根际土中Cd的总量高于非根际土。施加(NH_4)_2SO_4和NH4Cl均增加油菜各部位Cd的含量,提高油菜的富集系数和转运系数,油菜从根到叶对Cd的转运系数最高。研究表明油菜作为Cd污染土壤的修复植物有一定安全保障。     

玉米幼苗对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响

通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响。结果表明,玉米加快了土壤中芘的降解,提高了芘在土壤中的降解速率。试验期间,根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土,根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性均高于非根际土,代谢熵低于非根际土。脂肪酸（FAME）分析结果表明,与非根际土相比,芘污染玉米根际土微生物群落结构发生了显著的变化,主要表现在真菌特征脂肪酸以及真菌/细菌的比值显著升高,细菌和GN^-细菌特征脂肪酸显著降低,且这种效应随着培养时间的推移在P〈0.01水平显著。根际土和非根际土中丛枝菌根真菌、GN^＋细菌和放线菌特征脂肪酸差异随着培养时间的延长逐渐加大,45 d时其差异均在P〈0.05水平显著。     

Gehalte von Baumwurzeln an chemischen Elementen einschließlich Schwermetallen aus Luftverunreinigungen

Concentrations of chemical elements in tree roots including heavy metals from air pollution Total concentrations of P, S, Na, K, Mg, Ca, Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb were measured in roots from beech, spruce, ash, maple and a forest herb (Mercurialis perennis). The root samples were taken from a site with an acid soil type (Saure Braunerde) and from a site with calcareous soil (Rendzina). All elements except Mn, Zn and Pb (on acid soils) and Ca (on calcareous soils) showed higher concentrations in finest roots (<1 mm diameter) compared to fine roots (1–2 mm). In the case of the toxic heavy metals, this is interpreted as a consequence of reduced root uptake due to physiological processes or to organic complexing, followed by an accumulation at the root surface. Compared with aboveground plant parts, roots show accumulation of Al, Pb, Cd and Zn, indicating reduced translocation from roots to shoots. Roots from acid soil show higher concentrations of P, Mn, and Pb than in calcareous soil. The concentrations of Al and heavy metals in the roots are considered to be a consequence of the contamination of the investigated forest sites by long-range transported air pollutants, i.e. acid precipitation and deposition of heavy metals.     

一株在微生物燃料电池中可以利用喹啉发电的产电假单胞杆菌Q1的产电特性研究

A rhizobox experiment was conducted to compare iron (Fe) oxidation and changes of pH, redox potential (Eh) and fractions of zinc (Zn) and lead (Pb) in rhizosphere and non-rhizosphere soils of four emergent-rooted wetland plants (Echinodorus macrophyllus, Eleocharis geniculata, Hydrocotyle vulgaris and Veronica serpyllifolia) with different radial oxygen loss (ROL) from roots. The results indicated that all these wetland plants decreased pH and concentration of Fe(Ⅱ) but increased the Eh in the rhizosphere soils. Pb and Zn were transformed from unstable fractions to more stable fractions in the rhizosphere soils, so decreasing their potential metal mobility factors (MF). Among the four plants, E. macrophyllus, with the highest ROL and root biomass, possessed the greatest ability in formation of Fe plaque and in the reduction of heavy metal MFs in the rhizosphere soil. Wetland plants, with higher ROLs and root biomass, may thus be effective in decreasing potential long-term heavy metal bioavailabilities.     

间作五指毛桃土壤和根主要中微量元素含量及其相关性

为了解在成龄胶园间作的五指毛桃根际与非根际土壤及其根中主要中、微量元素含量情况，测定了实验区根际与非根际土壤各30个和对应五指毛桃根的钙、镁、铁、锰、铜和锌含量，分析了两者之间的关系，并评价了根际与非根际土壤中、微量元素丰缺状况。结果表明，非根际土壤钙、镁、铁、锰含量的平均值都高于根际土壤的，而铜、锌含量的平均值都低于根际土壤的。土壤钙、镁含量80%以上处于缺水平，而铁、锰含量处于丰或很丰水平，铜和锌含量处于适中水平。五指毛桃根际与非根际土壤中、微量元素存在空间上的广泛变异。五指毛桃根中、微量元素的平均值从大到小的排序是钙>镁>锰>铁>锌>铜。土壤中、微量元素与五指毛桃根中相对应的中、微量元素的相关性不强，且表现复杂。本研究结果揭示，在成龄胶园间作五指毛桃应当适量施用钙肥、镁肥和喷施一些铜元素叶面肥，并实行科学施肥，减少养分淋失。     

工业和农业污染稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移比较

[目的]稻田土壤重金属污染是当前农产品安全生产关注的重要问题.本文比较分析工业和农业污染源稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移,以期为稻田土壤重金属污染控制提供参考.[方法]在长江中下游地区调查选取工业源和农业源重金属污染稻田各27块,在水稻成熟期使用抖根法采集根际土壤及水稻根系和籽粒样品,采用Tessier七步提取...     

不同栽培方式菜田耕层土壤重金属状况

【目的】评价不同栽培方式(温室、大棚和露地)菜田土壤重金属状况,为菜田土壤质量改善和蔬菜高效安全施肥提供一定的理论依据。【方法】针对我国北方3个区域(东北、黄淮海、西北地区)和南方4个区域(华中、西南、华东、华南地区)主要蔬菜种植区不同栽培方式的典型菜田耕层土壤展开调查,选择的主要菜区不同栽培方式的菜田均为远离城郊的未受到工业“三废”、汽车尾气等污染的农村菜田,取样时间是2013年作物收获后或蔬菜施肥前或生长后期,共采集503个土壤样品,对温室、大棚和露地三种栽培方式下土壤重金属状况进行了研究。【结果】1)采样区设施(温室和大棚)菜田土壤重金属Cu、Zn和Cd总量总体上均高于露地菜田土壤,较露地菜田土壤平均分别高12.2%、21.7%和30.4%。2)随着种菜年限的增加,菜田土壤重金属Cu、Zn和Cd总量呈显著增加的趋势。不同栽培方式菜田土壤中均可能存在几种重金属同时污染的复合污染现象,土壤Cu、Zn、Cd等之间的相关性均达到极显著水平。3)采样区不同栽培方式菜田土壤Cd的二级超标率在19.2%~22.3%之间,温室、大棚和露地菜田土壤Cd的单项污染指数平均分别为0.97、0.98和0.70;土壤Cu、Zn、Pb、Cr、As和Hg的二级超标率在0~14.6%之间,单项污染指数在0.06~0.52之间。【结论】设施菜田N、P2O5和K2O总量及有机肥用量均显著高于露地菜田,可能是造成设施菜田土壤中重金属Cu、Zn和Cd积累显著高于露地菜田的重要原因。采样区设施(温室和大棚)菜田土壤Cd总体上处于污染警戒级状态,露地菜田土壤总体上未受到Cd的污染;设施和露地菜田土壤Cu、Zn、Pb、Cr、As和Hg总体上均未构成对土壤的污染。     

规模化猪场区域农田土壤重金属积累及影响评价分析

为了解长期灌溉猪场废水对农田土壤重金属的影响,采集了河北省京安猪场区域农田清洁区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层(0～20 cm)共52个土壤样品,并测定了样品的pH、养分和Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和As全量和有效态含量,根据背景资料、相关分析和主成分分析确定重金属污染来源,应用富集因子分析重金属积累程度,并应用污染指数进行重金属影响评价分析。结果表明,灌溉猪场废水对土壤主要带来Zn和Cu的富集,对Ni、Cr和As几乎没有富集效应,Pb和As的富集主要由施用化肥引起。尽管灌溉8年猪场废水后土壤的Zn、Cu、Cr、Ni、Pb和As含量在安全范围内,但土壤重金属有效态含量不仅与重金属全量正相关,还与土壤pH负相关,而灌溉猪场废水会降低土壤pH,从而增加土壤重金属有效态含量。因此,长期灌溉猪场废水不但要注意土壤Zn和Cu积累,还需采取措施降低土壤Zn、Cu等重金属有效态含量以防重金属带来环境风险。     

超积累植物东南景天根际土壤酶活性研究

通过野外调查和盆栽试验研究了超积累植物东南景天根际土壤酶活性变化及其与重金属有效态的关系。研究结果表明,在矿山土壤、重度污染土壤和轻度污染土壤上,种植超积累生态型东南景天后,根际土壤有效态Zn分别比非根际减少了14.3%,7.9%和47.4%,有效态Cd分别比非根际减少25.1%,21.9%和20%。在铅锌矿区,东南景天生长地段土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、脱氢酶活性高于其它植物生长地段。在矿山土壤和重度污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤酶活性明显高于非根际土壤,同时也高于非超积累生态型根际土壤。Pb、Zn、Cd、Cu4种重金属对东南景天根际土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性均有抑制作用,而Pb对磷酸酶有一定的刺激作用。东南景天根际土壤脱氢酶、酸性磷酸酶活性与重金属有效态含量呈极显著相关。