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     

水稻根际芽孢杆菌抗砷胁迫作用及其微生物机制

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性，对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响，然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土中筛选出一株砷甲基化功能芽孢杆菌Bacillus sp. LH14，探究该菌株的砷甲基化效率、砷抗性和促生相关特性，和菌株接种对土壤砷形态、水稻生长和根际微生物相互作用的影响。结果表明，菌株LH14具有砷甲基化和挥发能力，34 h内将三价无机砷转化为甲基砷的效率为54.9%，主要形态为二甲基砷和三甲基砷。LH14接种显著提高了土壤中砷甲基转移基因(arsM)丰度，增加土壤溶液甲基砷浓度，表明LH14参与了土壤砷形态转化。LH14能在砷胁迫下产生吲哚-3-乙酸(IAA)，菌株浸染显著增加高砷条件下种子萌发率、根和芽长及生物量。接种LH14对砷污染土壤中水稻植株生长有促进作用，可能与根际有益菌(例如Burkholderiaceae和Gemmatimonadaceae)相对丰度增加有关。所以，水稻根际存在砷甲基化功能植物促生菌，接种该菌改变水稻根际砷形态，并能产生植物激素和富集根际有益菌从而直接和间接地促进水稻生长，有利于缓解水稻砷胁迫，为砷甲基化功能菌应用于砷污染土壤修复和缓解植物砷胁迫提供理论支撑。     

复合矿化稳定剂对土壤中砷稳定效果的研究

采用模拟砷污染土壤为研究对象,利用有机无机稳定药剂对污染土壤进行稳定化处理,通过单因素实验和复配实验,分析稳定后土壤砷的浸出毒性及形态变化。单因素实验结果表明:Fe S、Ca O及有机肥对砷的最佳稳定效率分别为73.54%、76.86%和39.56%,Fe S≈Ca O有机肥;复配实验结果表明:在总投加量为2%,Fe S、Ca O质量比为1∶3的Fe S+Ca O复配基础上,分别投加质量比为2%、4%、6%、8%、10%的有机肥,对砷的稳定效果分别达到95.09%、96.11%、96.40%、97.55%、97.37%。形态分析表明砷的稳定处理主要将土壤中的砷从可交换态转化为难移动态的Fe-As结合态、Ca-As结合态,Al-As结合态和残渣态变化不大。     

零价铁固定稻田土壤砷的持久性研究

通过水稻盆栽试验,用零价铁固定湖南郴州污染稻田土壤中砷,分析水稻种植前和收获后水稻土中各形态砷、浸出砷及各形态铁含量的变化,研究零价铁固定稻田土壤砷效果的持久性,并从形态作用方面初步探讨固定机理。结果表明,零价铁显著降低水稻种植前和收获后土壤易溶型砷(WE-As)含量。在最大添加量8.00g/kg时,零价铁使种植前和收获后土壤中WE-As分别比对照降低77.5%和74.7%。零价铁亦显著降低种植前土壤砷浸出量(p0.05),但收获后土壤砷浸出量的降低未达显著水平。尽管收获水稻后砷浸出量的降低效果有所减弱,但总体上在一个水稻生育期内,零价铁固定土壤砷的效果有较好的持久性。从形态方面解释,零价铁固定土壤砷的机理主要是零价铁在土壤中转化为无定形铁(AO-Fe)、碳酸盐结合态铁(C-Fe)、氧化锰结合态铁(Mn-Fe)等能强吸附砷或与砷共沉淀的形态铁,与土壤中WE-As、铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)反应,使其主要向稳定性强的残渣态砷(RS-As)转化。     

不同基因型水稻根际硅、铁、锰的分布状况及其与植株抗渍性的关系

本文研究了抗渍性强弱不同的水稻品种在渍水还原条件下的生长情况及其与根际Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ等元素的分布状况的关系。结果表明，不同基因型水稻对铁、锰毒害的耐（抗）性存在明显差异，表现为远诱１号〉科长８９－１１３〉科长８９－１１２，水溶态Ｓｉ、Ｆｅ在根际土壤中的含量显著低于非根际土，而无定形态Ｆｅ、Ｍｎ含量则呈根际高于非根际土的趋势。从植物基因型来看，远诱１号根际水溶态和无定形态Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ均明显高于     

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%。     

2种含铁物质对底泥中砷的固化效果

研究通过向砷污染底泥中添加FeCl3和Fe(OH)3作为稳定剂,通过五步连续提取法来评鉴其固化效果。结果表明:(1)0.5~5g/kg的FeCl3(以Fe计)使底泥的pH降低了0.01~0.65个单位,而0.5~5g/kg的Fe(OH)3使底泥pH升高0.05~0.11个单位。(2)FeCl3和Fe(OH)3均能降低底泥中交换态砷(A-As)含量,与对照相比,最大添加量(5g/kg)分别使A-As降低了85.71%和10.38%。此外,FeCl3显著降低了底泥中Al-As和Ca-As含量,增加了Fe-As含量,对R-As的影响不明显。而Fe(OH)3降低了底泥中Fe-As含量,增加了Ca-As和R-As含量,对Al-As的影响不明显。(3)FeCl3明显降低了底泥中As的TCLP毒性浸出量,而Fe(OH)3却使底泥中As的TCLP毒性浸出量微略增加。综上,FeCl3对固化底泥中的砷具有较好的效果。     

拉巴豆在不同土壤上的结瘤效应、饲用品质

选择重庆市4种具有代表性的土壤（灰棕紫泥两种、红棕紫泥和灰岩黄壤各一种）,接种促生根瘤菌,研究了拉巴豆的结瘤性能、生长情况、光合速率、营养品质及矿质养分等。结果表明,在微酸性和酸性灰棕紫泥土壤上,拉巴豆的生长、生理、光合、产量和品质显著优于灰岩黄壤和红棕紫泥。在微酸性灰棕紫泥（pH 6.14）和灰岩黄壤（pH 6.45）上,接种根瘤菌能形成根瘤,但在酸性灰棕紫泥（pH 4.09）和碱性红棕紫泥（pH 7.50）上,形成根瘤极少或不形成根瘤,说明土壤酸碱度过高和过低均抑制根瘤形成。接种根瘤菌形成根瘤之后,不同程度地改善了拉巴豆氮、磷营养,提高了其净光合速率,促进了生长,增加了生物量,改善了品质。拉巴豆生物量,氮、磷吸收量,收获后土壤有效氮、磷含量与根瘤重量呈显著正相关,故根瘤重量可反映根瘤活性。此外,在微酸性灰棕紫泥土壤中,拉巴豆的根瘤数量虽然比灰岩黄壤少53.32%,但根瘤体积较大,根瘤重量为灰岩黄壤上的1.66倍,接种效应总体上优于灰岩黄壤。所以,在重庆市的拉巴豆栽培中,选择微酸性和酸性灰棕紫泥,并接种根瘤菌有益于高产优质。     

有机酸对三峡库区消落带土壤无机磷形态转化和有效性的影响

以三峡库区分布最广的紫色潮土、灰棕紫泥为对象,采用室内土柱模拟淋洗试验,研究了淋溶液中3种简单有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)对三峡库区2种典型土壤无机磷形态转化及有效性的影响。结果表明:紫色潮土和灰棕紫泥2种土壤中磷均以Ca10-P为主,分别占无机磷总量的48.93%和28.20%,活性磷(Al-P、Fe-P、Ca2-P和Ca8-P)总量分别占无机磷总量的13.12%和36.91%。添加50mg/kg的外源无机磷经陈化后,磷主要向Al-P形态转化,2种土壤中Al-P分别增加了1.49倍和0.71倍,活性磷总量分别占无机磷总量的19.53%和43.51%。淋溶过程中,有机酸的存在对于土壤无机磷形态转化具有显著影响,有机酸促进了土壤磷向高活性形态转化,从而增加了土壤磷的淋出风险。灰棕紫泥土壤上,草酸、柠檬酸和酒石酸添加量同Fe-P和Ca10-P呈极显著负相关关系[r(Fe-P)分别为-0.938,-0.865,-0.935,r(Ca10-P)分别为-0.933,-0.896,-0.916,P0.01,N=12],有机酸对Fe-P和Ca10-P的活化效应显著。2种土壤有机酸对无机磷的活化能力为灰棕紫泥紫色潮土。灰棕紫泥上,草酸和酒石酸处理土壤有效磷与Fe-P和Ca10-P之间呈极显著负相关(r≤-0.795,P0.01,N=12),而柠檬酸处理下灰棕紫泥有效磷与各形态无机磷之间的相关性规律不明显。     

不同土壤上水稻旱育秧苗的生长适应性和营养状况研究

采用盆栽试验方法研究了水稻旱育秧苗在四川盆地三种土壤（灰潮土、红棕紫泥、老冲积黄泥）上的生长适应性和营养状况。表明旱秧因受水分胁迫作用，较水秧植株矮小、分蘖弱、生长慢、根系少，但根细而分枝多、根毛多；从生长状况比较，旱秧在老冲积黄泥上适应性最好，灰潮土次之，红棕紫泥最差；施敌克松、硫磺、铁肥和锰肥对旱秧生长有促进作用，但作用大小因土而异。旱秧较水秧锰吸收显著减少，铁吸收也有减少但不如锰显著，严重缺     

根际环境中镉的形态转化

用根际箱或根际根际袋试验研究了红壤,黄棕壤植稻或植麦后根际中镉的形态转化状况,并讨论了与铅复合处理对镉形态的影响。结果表明,红壤根际,非根际镉的主要形态为可交换态,黄棕壤则主要为碳酸盐结合态。水稻根际富集铁锰氧化物结合态镉,根际有机结合太镉远远大于非根际。对铅,镉复合污染的研究表明。     

不同母质土壤-水稻系统Cd吸收累积特征及差异

通过选取土壤有效态镉(Cd)含量相近、母质不同的水稻土河沙泥(河流冲积物发育)和紫泥田(紫色砂页岩母质发育),添加不同浓度的外源Cd(0,0.5,1,2,5mg/kg)模拟Cd污染稻田土壤进行盆栽试验,研究不同母质稻田土壤Cd胁迫条件下水稻不同生育期对Cd吸收累积的差异,并推算出土壤Cd环境安全临界值。结果表明,水稻生育期2种土壤有效态Cd含量均在分蘖期最高,河沙泥有效态Cd含量平均为0.47mg/kg,紫泥田平均为0.36mg/kg,同一外源Cd水平下,河沙泥土壤有效态Cd含量高于紫泥田。对河沙泥而言,随着外源Cd浓度的增加,水稻总生物量呈现先增加后下降的趋势,当外源Cd浓度为1mg/kg时达到最大生物量,为47.11g/pot;而紫泥田水稻生物量呈现逐渐增加的趋势,但各处理间差异不显著(P0.05)。2种土壤中水稻糙米、谷壳、茎叶、根Cd含量均随外源Cd浓度的增加而增加,整体分布特征为根茎叶谷壳糙米,且河沙泥高于紫泥田;河沙泥水稻平均Cd累积量为51.71μg/pot,紫泥田平均Cd累积量为42.56μg/pot,2种土壤成熟期水稻Cd累积量对比分蘖期分别增加1.45,1.07倍。回归分析表明,河沙泥和紫泥田稻米Cd超标的土壤Cd安全临界值分别为2.03,3.14mg/kg。水稻对Cd的吸收累积特征及土壤Cd安全临界值因土壤母质不同而存在显著差异。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴(Nipp)和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明:(1)Os PT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;(2)Os PT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-PFe-PAl-PCa-P;(3)施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36~1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%~26.25%和7.15%~34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%~55.90%和11.76%~29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式(单施、配施)也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm~(-2),降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥(4 000 kg·hm~(-2))与有机肥(1 000 kg·hm~(-2))配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd(超标65倍)、Pb(超标7倍)污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量(GB 2762—2012)。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

Cry1Ab蛋白在不同土壤中的吸附与解吸

以转cry1Ab基因高粱为材料提取Cry1Ab蛋白，测定了Cry1Ab蛋白在6种土壤中的吸附与解吸，分析了Cry1Ab蛋白溶液浓度、土壤理化性质对Cry1Ab蛋白吸附与解吸的影响。结果表明，不同类型的土壤对Cry1Ab的吸附与解吸存在明显的差异，吸附量表现为红泥土〉灰化土〉青紫泥田〉黄筋泥〉黄松田〉红砂土，解吸量表现为灰化土〉青紫泥田〉红砂土〉黄筋泥〉红泥土〉黄松田；Cry1Ab蛋白溶液的浓度与吸附量和解吸量呈显著正相关，相关系数分别为0．86和0．99；土壤有机质、pH值与土壤吸附Cry1Ab蛋白的能力呈显著正相关，相关系数分别为0．83和0．82；土壤全氮、有效磷的含量与土壤吸附Cry1Ab蛋白呈正相关，土壤全氮、有效磷和速效钾的含量与解吸均呈负相关。土壤吸附、解吸Cry1Ab蛋白是加入Cry1Ab蛋白溶液的浓度及不同土壤的理化性质共同作用的结果。     

两种磷效率小麦在不同土壤上根际特征的差异

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象设计三室根箱试验,通过测定生物量、吸磷量、pH和酸性磷酸酶,对比两种小麦在不同磷水平(P0 mg/kg土、100 mg/kg土)及两种不同土壤上(石灰性黑垆土、酸性红壤)根际特征的差异。试验结果表明,黑垆土上,增施磷肥使小偃54的总生物量增加了14.99%,京411增加了26.53%,总吸磷量二者分别增加了99.29%和83.70%;红壤的速效磷含量高,施肥仅提高了磷低效型小麦京411的生物量。黑垆土上磷胁迫并未造成小偃54与京411各部分生物量和吸磷量的显著性差异,但小偃54的根际pH降低值和酸性磷酸酶的活性却已显著高于京411;P0处理时,红壤上小偃54的地上部和总生物量显著高于京411,虽然红壤的速效磷含量高于黑垆土,但在P0处理时两种小麦在两种土壤上的生物量和吸磷量并无显著性差异。就根际分泌物而言,石灰性黑垆土上,小偃54的根系在低磷胁迫下通过降低pH和分泌酸性磷酸酶来活化土壤中难溶态的磷,而在红壤上小偃54的pH和酸性磷酸酶的活性保持稳定。酸性红壤中两种小麦酸性磷酸酶活性显著高于石灰性黑垆土。由此可见,两种磷效率小麦在两种不同性质土壤上活化机理存在差异。     

生物炭对我国南方红壤和黄棕壤理化性质的影响

为了探讨生物炭对不同土壤的改良效果,采用盆栽试验,研究了施用生物炭对我国南方两种代表性土壤(红壤和黄棕壤)理化性质的影响及其动态变化差异。结果表明:强酸性红壤施用生物炭能明显提高pH而降低其酸度,同时增加土壤的有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量,且随着生物炭施用量(生物炭量/土壤量:0、0.5%、1.0%、2.0%)的增加,改良效果不断加强;弱酸性黄棕壤施用生物炭也提高了土壤pH、有机质、速效磷、速效钾含量,但对该土壤中的碱解氮含量无明显影响。不同生物炭用量的效应存在较大差异,在2.0%时对两种土壤各理化性质影响均表现为最明显,红壤pH平均增加0.61,有机质、速效磷、速效钾、碱解氮分别平均提高203.4%、369.3%、368.0%、30.4%,而黄棕壤pH、有机质、速效磷、速效钾分别平均增加0.55、124.2%、57.5%、50.3%。因而,相同用量的生物炭对红壤的改良效应好于黄棕壤,且施用生物炭对两种土壤速效钾含量影响最大,其次是有机质、pH、速效磷、碱解氮。     

湖南省衡阳盆地土壤中锌的地球化学特征及其与植物生长的关系

衡阳盆地位于湖南省中南部,属于中亚热带湿润季风气候带,是湘南粮食主要产区.近年来,在湖南省衡阳盆地分布的大面积紫色土(约有1112,500亩)上,8万多亩水稻秧苗发生僵苗或死苗现象,僵苗田面积逐年扩大,严重的影响了当地粮食生产.