石油污染土壤的生物修复研究

通过田间试验研究了玉米和向日葵两种植物对石油污染土壤的修复作用,考察了外源菌（OX-9）对植物修复的强化和协同效应,对“外源菌一植物”修复效果进行了初步评价。结果表明,在10000mg·k-1污染浓度下,150d玉米、向13葵试验区土壤中石油降解率分别为42．5％和46．4％,较对照区提高了100．5％和118．9％。外源节细菌的施加可使生物修复速度显著加快,150d“DX-9-玉米”和“DX-9-向日葵”试验区石油烃降解率分别达到72．8％和76．4％,较同期单独植物修复的降解率提高了71.3％和64．7％。500d各试验区土壤中石油烃降解率分别为95．5％、96．1％、97．6％和98．9％,土壤中石油烃含量均低于国家标准规定限量（〈500mg·kg-1）;土壤主要理化性质、生物群落分布、呼吸强度及植物不同部位中石油烃的残留量与对照无显著差异。结果表明：玉米、向日葵与节细菌对石油污染土壤的联合生物修复效果显著;经过两年修复,污染土壤恢复健康状态。     

生物表面活性剂强化微生物修复多环芳烃污染土壤的初探

通过温室盆栽实验,单独或联合接种多环芳烃专性降解菌(DB)和添加生物表面活性剂-鼠李糖脂(RH),研究了生物表面活性剂强化微生物修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果。结果表明,添加RH和接种DB能明显促进土壤中PAHs总量和各组分PAHs的降解。经过90 d培养后,添加RH、DB和RH+DB处理的PAHs的降解率分别为21.3%、32.6%、36.0%,较对照分别提高了333.0%、563.3%、633.0%。此外,随着苯环数的增加,土壤中15种PAHs平均降解率逐渐降低。同时也发现DB、RH+DB处理土壤中脱氢酶活性、多酚氧化酶活性和PAHs降解菌数量显著高于CK、RH处理,但是CK与RH处理没有显著差异,说明DB、RH在促进土壤中PAHs的降解方面有不同的机制。     

集约经营下南方竹园土壤酸化特征与缓冲容量研究

高强度集约经营下竹园土壤质量退化是制约竹笋持续丰产高效的主要障碍因素。通过研究集约经营雷竹林典型土壤剖面的酸度特征、养分变化以及土壤酸碱缓冲容量,以期探明集约经营下雷竹林衰退的可能因素。结果表明,雷竹种植后,表层土壤呈现明显的酸化现象,表土的最低pHH2O值达到了3.75;表土的有机质和速效磷含量明显提高,表土(0~20 cm)速效磷含量最高可达350 mg kg-1;竹林土壤铝的形态分析表明,有机配合态铝在表土中的含量较高,并随剖面深度的降低而降低;土壤交换态铝含量与pHH2O和pHKCl呈极显著负相关,有机配合态铝含量与有机质和速效磷含量呈极显著正相关;竹园土壤的酸碱缓冲容量在8.58~14.31 mmol kg-1之间,有机质含量是影响竹园土壤缓冲容量的主要因素。     

城市污水再生水灌溉对黑麦草生长及土壤磷素转化的影响

为了进一步明确城市污水再生水的农业利用价值,在温室条件下采用盆栽试验方法种植黑麦草,以自来水(clean water,CW)灌溉为对照,分别进行全再生水(reclaimed municipal wastewater,RW)和混合再生水(自来水+再生水,CW+RW,1∶1)灌溉处理,研究了再生水灌溉对黑麦草生长和土壤磷素的转化特征。结果表明,城市污水再生水灌溉显著增加了黑麦草地上部和根系的生物量,CW+RW处理黑麦草地上部和根系生物量在播种55 d后分别较对照(CW)增加18.92%和6.42%,RW处理分别增加26.79%和10.55%;黑麦草地上部磷含量分别显著增加8.48%和10.93%。再生水灌溉土壤全磷含量变化不大并有减少趋势,但土壤速效磷含量CW+RW和RW处理分别较对照(CW)增加29.15%和43.80%;CW+RW和RW处理显著增加了土壤有机磷组分中的活性有机磷和中活性有机磷,与对照CW相比,其中活性有机磷增幅分别为50.30%和81.57%,中活性有机磷增幅分别为7.66%和13.68%;也显著增加了无机磷组分中的Ca2-P和Ca8-P,CW+RW和RW处理Ca2-P含量由对照的12.90 mg·kg-1分别增加到16.42 mg·kg-1和15.49 mg·kg-1,与对照相比,增幅分别为27.29%和19.38%,Ca8-P增幅分别为19.94%和16.03%。再生水灌溉显著降低了土壤pH并显著增加了土壤有机质含量,这可能是增加土壤磷活性的原因之一。再生水灌溉对提高土壤磷素利用率有促进作用。     

不同施肥对雷竹林土壤肥力及肥料利用率的影响

于2009年,在浙江省临安市的雷竹林中进行田间试验,以比较对照(不施肥)、常规施肥、缓释肥、竹笋专用肥和微生物肥对雷竹林土壤肥力质量、养分利用率和竹笋产量的影响。结果表明,雷竹林因施肥引起的土壤速效氮磷钾含量的过量积累和土壤酸化的程度按以下次序递减:常规施肥>专用复合肥≈缓释肥>微生物肥。常规施肥的肥料农学利用率最低,氮、磷和钾农学利用率分别为鲜笋4.7 kg kg-1、23.6kg kg-1和14.2 kg kg-1。与常规施肥处理相比,专用复合肥和缓释肥2个处理的氮、磷、钾农学利用率分别提高40.4%～53.2%、50.8%～90.7%和35.5%～39.5%,而微生物肥处理则分别提高38.9倍、67.8%和2.0倍。与对照相比,常规施肥处理的竹笋产量和经济效益分别提高了29.6%和14.3%,而专用复合肥、缓释肥、微生物肥3个处理的竹笋产量和经济效益分别提高了27.5%～29.0%和14.6%～17.8%。     

绿肥翻压对烟地红壤微生物及土壤养分的影响

为探讨绿肥对烟地红壤改良培肥的生物机制,试验以冬闲地为对照,研究了紫花苕绿肥翻压及麦茬翻压对烟地红壤微生物、土壤酶活性及养分含量的影响。结果表明,绿肥翻压处理的土壤细菌、放线菌、土壤酶活性、土壤有机质及养分含量均高于麦茬翻压地和冬闲地,变化差异达到显著(p<0.05)或极显著水平(p<0.01),而真菌数均以麦茬地较高。绿肥翻压地分别与麦茬翻压地和冬闲地比较:在越州试验区的土壤细菌分别提高1.74×106、2.61×106cfu.g-1,放线菌提高1.35×104、0.65×104cfu.g-1,土壤脲酶提高1.5、1.68 mg.g-1,酸性磷酸酶提高2.9、3.09 mg.g-1,过氧化氢酶提高1.2、2.54 mL.g-1,多酚氧化酶提高1.91、7.58 mg.kg-1,土壤有机质提高16.36、26.22 g.kg-1,土壤碱解N提高42.52、54.31 mg.kg-1,土壤速效磷(P2O5)提高6.22、7.57 mg.kg-1;在晋宁试验区的土壤细菌分别提高2.52×106、3.95×106cfu.g-1,放线菌提高1.17×104、1.62×104cfu.g-1,土壤脲酶提高1.77、2.0 mg.g-1,酸性磷酸酶提高1.13、1.24 mg.g-1,过氧化氢酶提高1.45、2.19 mL.g-1,多酚氧化酶提高4.81、11.34 mg.kg-1,土壤有机质提高10.18、19.43 g.kg-1,土壤碱解N提高41.34、54.43 mg.kg-1,土壤速效磷(P2O5)提高4.79、5.86 mg.kg-1。     

真菌对污染水稻土中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对水稻土中苯并[a]芘（B[a]P）的共代谢降解。结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力。当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大。灭菌土壤中的B[a]P几乎没有降解。添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,其中菲浓度为100 mg kg-1处理效果最显著。与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解。白腐真菌能有效地降解B[a]P,但高浓度菲抑制了白腐真菌对B[a]P的降解,同时邻苯二甲酸对促进白腐真菌降解B[a]P的效果不明显。     

农药浓度、共代谢底物和接种量对Sphingobium indicum B90A降解六六六效率的影响

有机氯农药六六六曾被广泛用于卫生防疫和对抗农业病虫害,但由于其毒性和持久性引发了一系列环境问题。鉴于微生物降解方法在农药污染场地的修复中具有重要作用,采用摇瓶培养法研究了在α-、β-、γ-和δ-六六六（HCH）异构体混合体系中,农药浓度、共代谢底物和接种量对Sphingobium indicum B90A降解4种HCH异构体的影响。研究结果表明：S.indicum B90A对α-和β-HCH的利用较好,其次是γ-和δ-HCH。在10mg·L-1混合HCH的无机盐培养液中,30℃下反应72h,S.indicumB90A对α-、β-、γ-和δ-HCH的降解率分别为99%、86%、53%和33%。随着HCH浓度的增加,S.indicum B90A对4种HCH异构体降解率均逐渐降低。在共代谢底物的研究中,添加葡萄糖或酵母粉均能明显地提高S.indicumB90A对HCH的降解能力,在10mg·L-1混合无机盐培养液中,添加100mg·L-1葡萄糖或添加50mg·L-1酵母粉,30℃下反应84h,S.indicum B90A对α-、β-、γ-和δ-HCH的降解率均接近100%。S.indicum B90A对HCH的降解率随着菌体接种量的增加而相应提高,适宜接菌量为5%。     

稻壳及稻壳生物炭对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

【目的】长期种植雷竹(Phyllostachys praecox)会导致土壤酸化加剧,土壤结构破坏。我们比较了施用不同量稻壳和稻壳生物炭对土壤理化性状和团聚体组成的影响,以寻求实现雷竹的可持续生产的有效措施。【方法】采用盆栽方法进行雷竹幼苗试验,供试土壤长期种植雷竹,pH为5.3。设置分别施用稻壳、稻壳生物炭10 t/hm² (10H、10B)和30 t/hm² (30H、30B)处理,以不施稻壳和稻壳生物炭的处理为对照(CK)。雷竹幼苗生长262天后,采集土样测定土壤基本理化性质,采用湿筛法筛分不同粒级土壤团聚体,测定各粒级团聚体中有机碳和全氮含量。【结果】30H和30B处理均显著降低了<0.053 mm粒级团聚体含量,显著提高了水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)以及>0.25 mm粒级团聚体(R0.25)含量;10H和10B处理对水稳性团聚体的MWD、GMD以及R0.25含量均无显著影响。30B处理显著增加了>2 mm、0.25～2 mm、0.053～0.25 mm粒级团聚体中有机碳含量,其中增...     

藻、菌配合施用对水稻土磷有效性及微生物群落的影响

解磷菌和微藻广泛用作生物肥料,影响土壤养分循环及微生物群落的组成和活性。本研究以巨大芽孢杆菌 (Bacillus megaterium)、小球藻 (Chlorella vulgaris)、句容水稻土为试验材料,通过室内培养实验,设置只施用小球藻 (A)、只施用巨大芽孢杆菌 (B)、小球藻和巨大芽孢杆菌配合施用 (A+B)、对照 (CK) 4个处理,探索巨大芽孢杆菌和小球藻配合施用对水稻土磷有效性和微生物群落的影响。结果表明,培养第30天,巨大芽孢杆菌和小球藻配施的处理土壤有效磷含量 (15.92 mg·kg-1) 显著高于对照和单独施用小球藻的处理 (A: 14.46 mg·kg-1, CK: 14.61 mg·kg-1),比对照土壤 (14.61 mg·kg-1) 提高9.0%。巨大芽孢杆菌和小球藻配施还可以显著提高水稻土的pH、全氮以及总有机碳含量。巨大芽孢杆菌和小球藻配施的处理,土壤中芽孢杆菌属的相对丰度 (1.70%) 比单独施用巨大芽孢杆菌的处理 (1.33%) 提高27.9%,小球藻在绿藻门中的相对丰度 (3.14%) 比单独施用小球藻的处理 (3.04%) 提高3.18%。巨大芽孢杆菌和小球藻配施也显著提高了土壤微生物的代谢活性和增殖速率。综上,本研究表明巨大芽孢杆菌和小球藻配合施用可以显著提高水稻土磷有效性,提高土壤微生物的活性,为藻、菌复合生物肥的开发和利用提供了理论基础,为提高水稻土磷有效性、缓解磷积累及其环境风险提供了新的视角。     

镉污染水稻土中水稻氮素营养的SPAD诊断

治理和安全利用重金属污染水稻土过程中,氮素营养的快速诊断是制定合理施肥措施的基础。叶绿素测定仪SPAD已广泛应用于非污染耕地土壤中玉米、小麦和棉花等作物的氮素营养诊断,然而针对镉污染条件下的不同类型水稻土,SPAD在诊断水稻氮素营养的适应性方面仍然缺乏系统研究。本研究采集了我国水稻主产区的21种典型水稻土,以德农2000为供试水稻品种,设置无镉污染、轻度镉污染、重度镉污染处理的水稻盆栽试验,研究水稻叶片SPAD值对镉污染水稻土氮素供应诊断和水稻产量预测的能力。结果表明:水稻土类型影响了水稻叶片SPAD值对不同水平镉污染的响应,土壤p H是主控因子,其相对影响的平均值为20%。水稻叶片SPAD值与不同生育期水稻籽粒氮素含量显著正相关,其中拔节期的相关系数最大;同时水稻叶片SPAD值与水稻营养生长期(苗期至拔节期)土壤溶液总氮和铵态氮含量呈显著正相关,且不受镉污染程度和土壤类型的影响。总体上,不同生育期(尤其是拔节期)水稻叶片的SPAD值可以表征镉污染条件下不同类型水稻土氮素养分供应对水稻氮素营养的影响。     

粉垄耕作对小麦玉米产量及耕层土壤养分的影响

通过在河南省温县(2013~2014年)和西华县(2014~2015年)小麦、玉米2季作物的试验,研究粉垄耕作对作物产量、土壤养分(碱解氮、有效磷、速效钾、有机质)含量的影响,并分析耕作措施与作物生产、养分吸收的关系,为作物高产和施肥管理提借鉴。小麦播种季,设旋耕(12~16 cm,CK),粉垄耕作(FL1:20~30 cm,FL2:30~40 cm)3个处理,夏玉米在小麦收获后贴茬播种,其它一切农事操作均保持一致。结果表明,FL1、FL2处理小麦当季平均增产幅度分别为18.5%、23.5%,FL2FL1;玉米季,FL1、FL2处理的平均增产幅度分别为10.4%、5.8%。土壤养分方面,与CK相比,FL1、FL2处理能够增加小麦成熟期潮土土壤速效钾含量,平均增加74.49 mg kg~(-1),显著降低土壤碱解氮、有效磷、有机质含量,降低玉米季土壤耕层速效养分含量。FL1、FL2处理显著增加砂姜黑土土壤有效磷含量,平均高2.2 mg kg~(-1),降低土壤碱解氮、速效钾含量,分别平均降低7.54 mg kg~(-1)、13.38 mg kg~(-1)。小麦季,FL1、FL2处理的氮、磷、钾肥偏生产力均显著高于CK,比CK高出5~19个单位;玉米季,偏生产力比CK高出3~15个单位。说明在养分投入、农事操作等保持一致的条件下,粉垄耕作(FL1,FL2)能够增加小麦、玉米两季作物产量,促进作物对养分的吸收,特别是氮的吸收。此外,适当增加耕作层的厚度更有助于当季小麦产量的提高。     

土壤改良剂对冷浸田土壤特性和水稻群体质量的影响

以南方典型冷浸田为研究对象, 在明沟排水的基础上, 通过田间定位试验, 以不施土壤改良剂为对照, 研究了施用不同土壤改良剂(自研的脱硫灰改良剂、生物活性炭, 市售的土壤改良剂石灰、硅钙肥、腐植酸)对冷浸田氧化还原电位、土壤呼吸强度、土壤微生物数量、水稻群体构建及产量构成因素的影响。结果表明, 施用改良剂能够改善土壤理化性状, 提升土壤速效养分和pH,但除脱硫灰处理外, 其他改良剂处理对土壤Eh未产生显著影响。施用不同土壤改良剂在水稻各生育期均能有效增强土壤微生物呼吸强度和放线菌数量, 并且放线菌数量达到差异性显著水平(P<0.05), 生物活性炭处理下土壤呼吸强度和放线菌数量分别较对照增加67.6%和127.6%。各土壤改良剂处理与CK相比较均有助于提高叶片SPAD、茎蘖数、水稻干物质积累量、成穗数、穗粒数、产量结实率和根系伤流速率。其中以脱硫灰和生物活性炭处理改良效果最佳, 抽穗后29 d时,根系伤流速率较CK分别提高45.4%和39.1%, 叶片SPAD分别增加27.4%和22.5%; 成熟期水稻成穗数较对照提高12.1%和10.7%,干物质积累量增加68.8%和50.5%,产量分别增加12.8%和10.3%。综上所述, 土壤改良剂可有效改善冷浸田土壤特性及水稻群体质量, 脱硫灰和生物活性炭处理的改良效果最明显, 增产幅度最大。     

不同土壤类型下重金属Cd对水稻剑叶光合特性和产量构成的影响

以杂交籼稻（K优818）为材料,设置不同Cd浓度水平,采用盆栽试验,研究了不同土壤类型下（潮土和水稻土）重金属Cd对剑叶光合特性和水稻产量及其构成的影响。结果显示,在3mg·kg-1浓度水平下,与对照相比,两种土壤类型下Cd处理均提高了水稻剑叶净光合速率（Pn）,其中潮土条件下Pn提高了6.4%;而当Cd处理浓度达到7mg·kg-1时,两种土壤条件下Pn均显著下降,其中水稻土条件下Pn与对照相比下降了13.8%。Cd在低浓度水平（1～3mg·kg-1）时,两种土壤类型下水稻结实率和单穗重均略有下降;但在高浓度水平（5～7mg·kg-1）下,水稻结实率和单穗重均显著下降（P〈0.05）。不同土壤类型下,Cd的毒害效应差异显著,相同处理水平下水稻土Cd对水稻Pn和单穗重的抑制效应显著高于潮土。     

湖南烟区土壤有效态微量元素含量的分布特点

测定了湖南烟区1347个土壤样本的有效态微量元素含量,对其分布特点进行了评价。结果表明:(1)湖南烟区土壤有效锌含量较高,平均为2.24mgkg-1;有效锰含量丰富,平均为27.89mgkg-1;有效铜和有效铁含量极丰富,平均为3.28mgkg-1和81.30mgkg-1;水溶性氯含量适宜,平均为13.99mgkg-1;但有效硼和有效钼含量较低,分别有97.92%和56.35%的土壤样本含量在烤烟生长的临界值以下,均属缺乏状态。(2)湖南各烟区因有效态微量元素含量不同大致可分为4类,第Ⅰ类由桂阳独自成类;第Ⅱ类包括永州和浏阳;第Ⅲ类包括宁乡和怀化;第Ⅳ类包括常德、张家界、龙山和凤凰,并对各类的特点进行了描述。     

江苏省典型茶园土壤硒分布特性及其有效性研究

通过实地调查,研究了江苏省22个典型茶园表层土样和12个剖面土样的全硒含量,分析了土壤全硒含量分布特性、有效硒含量及其影响因素。结果表明,江苏省典型茶园土壤全硒含量在0.10～1.78mg·kg-1之间,平均为0.50mg·kg-1,高于全国平均值。其中,宜兴地区土壤全硒平均含量为0.88mg·kg-1,明显高于其他地区的0.25mg·kg-1,但前者土壤硒活化率仅为4.94%,明显低于江苏省平均值9.04%。宜兴地区虽然土壤供硒潜力巨大,但要充分利用富硒土壤开发、生产富硒茶必须提高土壤中硒的活化率和可利用度。土壤有效硒与土壤pH值、CEC呈极显著正相关,在实际生产中可通过提高土壤pH值等改善土壤环境条件的方法来提高土壤硒的有效性,从而提高茶叶中硒的含量。研究区内硒在表层土壤中的相对含量趋向增加,生物积累大于淋溶作用。     

山东寿光不同农业利用方式下土壤铬的累积特征

为探讨不同农业利用方式下土壤中重金属铬含量状况及其空间分布趋势,按照基本等距离采样的原则,在山东寿光蔬菜种植基地采集土壤样本进行相关分析,并在此基础上探讨了设施菜地中铬含量随着设施种植年限的累积特征。结果表明,山东寿光农业土壤中铬含量均值为51.17mg·kg-1,与山东省土壤铬背景值66.0mg·kg-1比较,发现其中9.7%的样本含量超过背景值,但均未超过国家土壤环境质量Ⅱ级标准（GB15618—1995）;将4种不同农业利用方式比较,发现设施栽培模式下土壤铬含量最高,达53.04mg·kg-1;其后依次为普通农田、露天菜地和对照。同时,研究区域内土壤铬含量在空间分布上呈现出外周高中间低的趋势。设施栽培模式下,土壤铬含量随设施年限的增加呈现出一定的升高趋势,局部区域设施土壤铬的年累积速率达2.18mg·kg-1·a-1,导致这种结果的原因可能与含铬量较高有机肥的大量施用等有关。总体来说,研究区域内农田铬含量处于土壤标准正常范围,但从长远看,设施菜地中铬累积的现象不容忽视。     

小麦硒敏感性的基因型差异分析

土壤中硒分布不均匀,富硒土壤中硒含量可达1 200 mg/kg,硒含量过高对大多数植物均有毒害作用。小麦是我国重要的主要粮食作物,筛选硒耐性强的小麦品种有利于实现小麦在富硒地区更好的推广。本研究选择99份小麦品种(系)进行盆栽试验,在拔节期进行处理设置(硒处理每盆硒酸钠用量120 mg/L,记作Se120;以硒酸钠0 mg/L处理为对照,记作CK),比较不同品种(系)小麦硒处理下农艺性状的变化。结果表明:与CK相比,过量施硒后小麦籽粒千粒重显著提高(P0.01),株高、有效叶面积、单株叶片数和功能叶片数均显著下降(P0.01),SPAD值(叶绿素相对含量)则没有显著变化。以Se120和CK之间农艺性状的差异作为小麦的耐硒性指标,通过马氏距离综合评估不同小麦品种对硒的耐受性和敏感性差异,结合聚类分析,发现X325、淮麦18、扬麦15号、淮9440、扬麦11是典型的耐硒品种,而扬麦2号和Corrine是典型的硒敏感型品种。     

福建耕地土壤硫肥效应及其临界指标研究

硫是作物生长发育所需的营养元素。根据多年多点田间试验和土壤有效硫测定,研究福建主要粮经作物的硫肥效应、土壤有效硫临界指标和耕地土壤硫肥力状况。64个田间试验表明,福建主要农作物施用硫肥平均增产10.5%,增产幅度是旱作物>水稻>香蕉;水田土壤和旱地土壤有效硫临界指标分别为23mgkg-1和25mgkg-1。根据全省372个耕层土样有效硫测定结果,土壤有效硫含量平均为27.6mgkg-1,低于土壤有效硫临界值的样品数占57.0%,其中,闽东南地区耕地土壤有效硫缺乏程度比闽西北地区高;在土地不同利用类型中,旱地土壤有效硫总体比水田匮乏,旱地土壤有效硫平均含量是茶果园>菜园>农地,其中,农地土壤有效硫低于临界指标的样品占75.3%;水田中不同土种的土壤有效硫含量以埭田最高,灰沙泥田为最低,旱地则以灰赤土最高而风沙土最低。