有机污染物根际胁迫及根际修复研究进展

根际环境及根际微生物是植物降解有毒有害有机污染物的基础。污染土壤植物修复的纵深研究产生了根际修复新技术。通过总结近20年来有机污染物胁迫的根际效应的研究,探讨了有机物污染士壤根际修复的可能性,为加强有机污染物在环境中的迁移、调控研究及土壤有机物污染的原位修复提供有利信息。     

丛枝菌根真菌在植物修复砷污染土壤中的作用

丛枝菌根真菌能增强植物对矿质元素的吸收、提高植物的抗逆性、增强抗病性、改善植物根际微环境,减轻重金属对植物的毒害,影响植物对重金属的吸收和转运,在重金属污染土壤的植物修复中显示出极大的应用潜力。近年来,As污染已成为全球非常突出且急需解决的环境问题之一,对As污染土壤的生物修复也因而成为研究热点。本文主要从丛枝菌根真菌改变土壤pH和酶活性、增强植物对As的耐性和影响植物对As的吸收方面综述了丛枝菌根在As污染土壤修复中应用的研究进展,揭示出菌根应用在As污染土壤中的作用潜力和研究方向。     

植物修复多环芳烃污染土壤的根际效应机制研究进展

多环芳烃类有机污染物在土壤中可长期存在,进而通过食物链对人类健康产生重大潜在风险。对多环芳烃污染土壤进行植物修复是一种环境友好且经济有效的污染补救策略。进行植物根际效应机制研究对于开发可持续性多环芳烃污染土壤的植物修复技术具有重要指导意义。对近年来的相关研究工作进行了总结,结果表明:多种禾本科植物具有较强的多环芳烃污染耐受性和较好的修复效能,利用多植物混植的联合修复方式表现出优于单一植物的修复优势。低分子量有机酸类根系分泌物通过与土壤中多环芳烃污染物形成反馈回路决定植物修复体系中多环芳烃的命运。修复植物根系分泌物可塑造特定的根际微生物区系,根际微生物可通过多种机制来降解土壤环境中的多环芳烃。针对在植物修复多环芳烃污染土壤研究过程中尚存在一些问题,提出了未来植物修复根际效应机理研究中应该关注的重点和方向,旨在为优化多环芳烃污染土壤植物修复技术提供科学依据与理论参考。     

植物对污染土壤修复作用的研究进展

利用植物修复污染土壤是一种被人们认为安全可靠的方法.植物修复技术不仅能修复被石油污染的土壤,而且对更多品种污染的土壤修复有效,植物降解高分子有毒化合物的基础是根际环境及根际微生物,与无植物土壤不同.对根际区微生物降解和转化有机化合物的研究,更多的集中于植物对杀虫剂和除草剂的降解.事实证明,生物修复污染土壤是一项实用性和有效性很强的技术.     

多氯联苯污染土壤植物修复的机理、遗传缺陷及转基因技术

综述了多氯联苯污染土壤植物修复研究的主要进展,包括植物提取、植物转化和根际效应等方面的修复机理,自然植物及其根际微生物在多氯联苯污染修复功能方面存在的遗传缺陷,采用转基因技术对植物和根际微生物的修复功能进行遗传改造。同时对相关研究进行了评述,探讨了今后的发展趋势和重要研究方向。     

菌剂-菌根联合修复石油污染土壤的实验研究

植物根际是一个能降解土壤中污染物的生物活跃区。本文应用菌根修复技术对某污灌区石油烃污染土壤进行了处理。在污染土壤中种植玉米和黄豆,通过施加不同的菌剂,采取菌剂和菌根强化修复措施,在运行一个生长季节后,土壤中石油类污染物降解率可达53%~78%。本研究为该地区石油污染土壤的治理提供了有力的技术保证。     

黑麦草（Lolium perenne）根际细菌多样性对Ni污染沉积物修复效果的响应

应用黑麦草（Lolium perenne）对某滨海城市南排污河的重金属污染沉积物——底泥进行植物修复,并结合变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析了黑麦草根际土壤的重金属Ni含量和细菌多样性的关系。结果表明,黑麦草对Ni的修复效果较好,种植黑麦草后根际土壤Ni浓度降低了11.8%。根际土壤中Ni有效态含量与根际土壤pH值的变化呈较好的正相关关系,相关系数为0.968 8。对根际土壤细菌多样性进行分析,重金属Ni含量变化能够影响土壤细菌的多样性,根际土壤细菌多样性随黑麦草的生长而不断演变,且与根际土壤中Ni浓度变化有密切联系。对DGGE电泳后回收的部分片段进行测序并建立了进化树,结果表明,测序片段与非培养方法得到的菌种的同源性较高,且其均在土壤或河道底泥的相关研究中被发现。不同时期细菌群体组成和Shannon指数随着修复时间而变化,并与细菌总数有正相关关系。     

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。     

植物根际促生菌辅助红麻修复铅污染土壤

通过盆栽实验研究土壤Pb浓度对经济作物红麻（Hibiscuscannabinus）生长、富集及转运Pb的影响,并将具有较强Pb抗性的植物根际促生菌（PGPR）DBM1（Arthrobactersp．）接种至红麻根际,考察Pb胁迫下PGPR对红麻的促生作用,以探索利用PGPR辅助重金属耐性植物红麻对Pb污染土壤进行植物稳定修复的可行性。结果表明,土壤Pb浓度和接菌处理均显著影响红麻的生长。红麻对Pb具有较高耐性,可通过将Ph富集在根部,并抑制其向地上部转移,从而在中低Pb（Pb400和Pb800处理）污染土壤中良好定植和生长。土壤Pb浓度达到1600mg·kg^-1时,红麻生长开始受到Ph胁迫的抑制,红麻通过自身胁迫抵抗机制缓解Pb毒性。接种DBM1可有效促进红麻的生长,提高红麻叶绿素含量。DBM1对红麻的促生作用是由胁迫诱导的特性,在高Pb胁迫下促生效果更显著。因此,可利用植物根际促生茵DBM1辅助红麻对高Pb污染土壤进行植物稳定修复,在促进红麻生长的同时,有效抑制Pb向红麻地上部的转移。     

砷污染土壤的生物修复研究进展

土壤As污染已是全球性问题,我国也不例外,对As污染土壤的生物修复已是研究热点,但相关机理仍不完全清楚.本文综述了国内外微生物、蚯蚓、植物在As污染土壤中吸收转化As及其解As毒机理,以及微生物-植物复合系统修复As污染土壤方面实验室内研究情况.目前广泛认为植物修复土壤重金属/非金属污染较有应用前景,可限于甚至是使用超富集植物单一作用下仍有较多缺陷,如通过微生物技术及蚯蚓调节根际微生态,以利于植物在污染土壤中存活或/和吸收更多的As,将极具应用前景.     

黑麦草-耳葡萄球菌对水体中Cu的联合修复效应研究

采用水培实验方法模拟不同程度的Cu污染状况,研究了黑麦草与耳葡萄球菌联合修复作用对Cu的去除效果。结果表明,联合修复作用对Cu的去除效果明显优于单一的黑麦草修复,Cu初始浓度在5-30mg.L-1时,联合修复对Cu的去除率均达85%以上。耳葡萄球菌对Cu表现出较强的耐受性和吸附性,Cu浓度为100mg.L-1时其干重积累量达到40.6mg.g-1。耳葡萄球菌的存在降低了黑麦草根系及茎叶中Cu的积累量,联合修复组的黑麦草的生物量和叶绿素含量明显高于单一黑麦草修复组。该菌在一定程度上减轻了黑麦草所受Cu的毒害性,提高了水中Cu的联合修复效果。     

矿山废弃地植物种植模式对土壤改良效果

为探讨不同植物种植模式对矿山废弃地土壤肥力快速改良的效果,选取8种典型的植物种植模式(黑麦草、草木樨、沙打旺、小冠花、紫穗槐、紫穗槐+小冠花、紫穗槐+黑麦草和草木樨+黑麦草)。通过野外土壤采样与室内养分测定并结合主成分分析方法,对不同植物及种植模式下的土壤肥力进行了相关分析。结果表明:不同种植模式均能较好的改善土壤水分状况,土壤含水率平均值比对照高8.7%;不同种植模式下土壤含水率随着土层深度的增加,总体呈增加—减少—增加—稳定的变化趋势;植物对土壤蓄水保水效果的改良主要体现在0—40cm的土层;土壤中的各养分指标质量分数总体表现为0—10cm土层大于10—20cm土层,呈现出一定的表聚效应;植物生长初期,不同种植模式对矿山废弃地土壤的改良效果依次为沙打旺草木樨黑麦草草木樨+黑麦草紫穗槐+小冠花紫穗槐+黑麦草紫穗槐小冠花,单播种植模式相对优于混播种植模式。研究结果可为今后矿山废弃地重构土壤的水分变化研究、优良种植模式选择及土壤肥力的快速改良提供参考。     

巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复重金属污染土壤的影响

采用盆栽试验方法,研究了接种巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复Cd、Cu污染土壤以及二者复合污染土壤效果的影响。结果表明:在Cd、Cu污染土壤及复合污染土壤中接种巨大芽孢杆菌LY02,可显著提高黑麦草地上部生物量,增幅达65.0%~108.3%;促进了黑麦草在3种污染土壤中对重金属的吸收,其中对Cd污染土壤中黑麦草吸收Cd的影响最为显著,地上部Cd吸收量较对照组增加了45.8%(P0.05);3种污染土壤中黑麦草根际土壤有效磷含量显著升高,较对照组分别增加了18.2%,26.7%,16.2%;黑麦草根际土壤中有效态Fe含量显著提高,Cu单一污染土壤中增幅最大,达到152.5%;3种污染土壤中有效态重金属含量升高,在Cu污染土壤中,有效态Cu增幅达到49.7%(P0.05)。综上所述,巨大芽孢杆菌LY02通过增加污染土壤中生物可利用态P和Fe,促进黑麦草生长;通过提高有效态Cd和Cu的含量,增加黑麦草对其吸收,从而提高了黑麦草对Cu、Cd污染土壤的修复效率。     

蒸散视角下护坡植被滴灌技术评价

为探明以复合型人造土壤为边坡种植土的植物蒸散对于高陡边坡生态恢复评价体系制定及水资源利用的重要意义，以黑麦草、高羊茅、早熟禾和"黑麦草+高羊茅+早熟禾"混合草种为研究对象，采用壤中滴灌技术，通过改进后的Penman-Monteith公式研究草本植物实际蒸散量与作物系数，以此评价壤中滴灌技术的生态效益。结果表明：高羊茅的作物实际蒸散量和作物系数最大，黑麦草其次，早熟禾最小，拟合的决定系数不小于0.847；养护初期各植物蒸散量相差较小，均保持在4.2 mm/d左右；养护结束后混合草种的蒸散量最大，早熟禾最小，分别约6.2、5.7 mm/d；养护前20 d，除早熟禾外，黑麦草、高羊茅、混合草种实际蒸散量均差异不显著，养护20 d后黑麦草、早熟禾、混合草种开始发生显著变化；30 d后各草种蒸散量均差异不显著；4类草本植物蒸散量差值随时间递增，前期混合草种蒸散量低于黑麦草、高羊茅，后期有明显的提升，50 d起混合草种作物系数大于单草种作物系数。以30 d为界，30 d作物系数相近；生长初期的作物系数变幅最明显，且月增幅随时间呈下降趋势，但黑麦草和高羊茅的作物系数在任意时段均相近。边坡模型试验前期，以坡面喷灌方式灌溉的植物生态值较高，植物生长情况优于壤中滴灌方式，但自养护中期开始，壤中滴灌技术在生态效益上凸显优势，比坡面喷灌技术高出40.7%～1 444.0%的生态值。     

黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的关系

采用室内盆栽与原状土冲刷相结合的方法,设置了裸地对照(CK)、低种植密度黑麦草(H1)和高种植密度黑麦草(H2)3种处理,对3种处理在不同生长阶段的土壤理化性质和根系变化进行研究,分析了黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的相关关系。结果表明:(1)处理CK的容重、有机质含量和水稳性团聚体在4个生长阶段波动变化,但变化范围较小;随生长周期的延长,H1和H2处理的土壤容重呈下降趋势,有机质含量、水稳性团聚体、根表面积密度(RSAD,root surface area density)和根生物量密度(RWD,root weight density)呈增加趋势;在4个生长阶段,H1和H2处理各根径的RSAD表现为随根系径级的增大而减小。(2)CK和H2处理的土壤抗冲指数(ASI,anti-scourability index)在4个生长阶段无显著性变化;H1处理的ASI随生长时间的延长表现为逐渐增加的趋势,且在第16周,对ASI的影响最显著。(3)ASI与土壤容重呈幂函数递减关系,与有机质含量、水稳性团聚体呈幂函数递增关系,与RSAD、RWD之间均呈指数递增函数关系。(4)ASI与容重、水稳性团聚体、1.0~2.0,2.0~5.0,5mm径级的RSAD之间均无显著差异,与有机质含量、RSAD及RWD呈显著正相关(p0.05),与1mm径级的RSAD呈极显著正相关(p0.01)。     

土石山区护坡草本植物根系抗拉力学特性

为了解山西省土石山区护坡植物的根系抗拉力学特性,对比选择最适宜的水土保持物种.对其边坡上黑麦草(Lolium perenne L.)、香根草(Vetiveria zizanioides L.)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)3种护坡植物的根系开展抗拉力学试验,研究3种植物根系最大抗拉力、极限抗拉强度以及弹性模量随直径及根长大小变化的规律.研究结果显示:根长一定时,3种植物的最大抗拉力随直径的增加而增加,单根极限抗拉强度随根系直径的增大而减小;而直径一定时,根系最大抗拉力和极限抗拉强度随根系长度的增大而减小;弹性模量值随着根径和根长增大呈下降的趋势.3种植物根系平均最大抗拉力关系为:香根草(16.258 N)＞黑麦草(11.734N)＞百喜草(4.891 N);平均极限抗拉强度关系为:百喜草(116.226 MPa)＞黑麦草(50.839 MPa)＞香根草(49.650MPa);平均弹性模量分别为:百喜草(20.392 MPa/mm)＞香根草(3.257 MPa/mm)＞黑麦草(3.245 MPa/mm).结果表明这3种植物中百喜草根系的固土能力最好,在选择最为适宜的水土保持物种时可优先考虑.研究结果可为土石山区水土保持研究提供一定的科学依据.     

Profiling of PLFA: Implications for nonlinear spatial gradient of PCP degradation in the vicinity of Lolium perenne L. roots

An investigation was conducted using phospholipid fatty acids (PLFAs) profiles to follow the spatial response of the microbial community at the millimeter scale with the purpose of illustrating the mechanism of nonlinear spatial dependence of PCP degradation on the distance from the root surface in the rhizosphere of Lolium perenne L. A laminar rhizobox was designed to allow the harvest of intact layers of root compartment, near-(1, 2, 3, 4, 5 mm) and far-(>5 mm) rhizosphere soil from root surfaces without the removal of the root material itself. Lolium perenne L. was grown in environmental chambers for 53 days with soil spiked with 8.7 and 18 mg kg⁻¹ PCP. PLFA profiles were found to be affected by the distance from the rhizosphere, indicating a distance-dependent selective enrichment of competent species that may be responsible for efficient PCP degradation. In particular, the five fatty acids 16:1ω5, 16:0, i17:0, a17:0 and 10Me18:0 emerged as microbiological biomarkers that may be used for assessing phytoremediation processes of PCP in soil. Their synergistic effects were shown to be most responsive to the nonlinear spatial patterns of PCP degradation in the vicinity of Lolium perenne L. roots. The results suggest that root exudates induced modifications of microbial communities in the PCP contaminated rhizosphere and spatially modified the dominant species within these communities, resulting in the nonlinear PCP degradation pattern.     

黑麦草幼苗对镉耐性能力及吸收积累和细胞分布特点研究

通过盆栽试验研究了镉（Cd）胁迫下黑麦草（LoliumperenneL.）幼苗的耐性能力（包括生长反应和生理生化特性）以及对Cd的吸收、积累、分布特征。结果表明,当Cd浓度为10mg.kg-1时,黑麦草的生长和发育没有受到明显抑制（P〉0.05）,当Cd浓度为20、60、100mg.kg-1时,黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活性都显著降低（P〈0.05）;超氧阴离子（O2-.）、MDA含量显著增加（P〈0.05）;SOD、POD活性先增加后降低。黑麦草体内Cd积累量随着Cd浓度增加而显著增加（P〈0.05）;Cd在亚细胞内积累量：F1（细胞壁）〉F3（可溶部分）〉F2（细胞器）。黑麦草在Cd浓度为10、20mg.kg-1时,富集系数〉1.0,对Cd有较强的富集能力,转移系数〈1,富集的Cd主要累积在根部,表明黑麦草能够有效富集土壤中的Cd,且富集的Cd主要积累在根部。     

填埋场陈垃圾对黑麦草种子发芽的影响

非正规垃圾填埋场的治理和陈垃圾的资源化利用是环保领域一项重要而迫切的任务。选择黑麦草作为试验对象,采用种子发芽的陆生生态毒理方法,研究陈垃圾对植物发芽的影响,以期为陈垃圾利用和非正规垃圾填埋场治理提供一种新的思路。培养基质中陈垃圾的比例分别为20%、80%和100%,使用蒸馏水和土壤作为对照。试验结果表明：陈垃圾的使用能够显著提高黑麦草种子的发芽势和发芽率,但黑麦草种子的发芽势和发芽率随着陈垃圾用量的增加呈现先增大后减小的特征,陈垃圾在培养基质中的最佳比例为80%,与空白和使用土壤作为培养基质相比,发芽率分别提高了34.3%和20.9%,发芽势分别提高了52.0%和24.0%。培养基质中添加陈垃圾有利于黑麦草种子根、芽的发育和生长,在培养基质中陈垃圾的比例为80%的条件下,黑麦草种子的根长、芽长和芽的鲜质量分别比使用土壤时增加了50.0%、46.9%和74.0%。因此,将稳定后的陈垃圾用于草坪种植是可行的,这为陈垃圾的资源化利用提供了一条新的途径。     

A phenetic analysis and lateral key of the genus Lolium (Gramineae)

88 herbarium specimens of the genus Lolium were scored for 22 characters, comprising 7 vegetative, 8 inflorescence and 7 seed characters. The aim was to review the species relationship and to produce a lateral key to the genus. The data were analysed using principal components analysis, discriminant function analysis and cluster analysis. All analyses separated L. perenne, L. multiflorum and L. temulentum from each other. The 2 varieties of L. rigidum showed varying degrees of separation from each other and from L. multiflorum. Their distinction as a species and as 2 varieties is discussed. L. perenne and L. rigidum were shown to contain the greatest similarity between species and L. temulentum was found to be the most distinct. A lateral key is proposed that separates the species on the basis of 11 morphological characters that are easily scored in the field.