Zn、Pb与草甘膦复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳及酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.采用培养实验,研究了重金属Zn、Pb与草甘膦复合污染对这些生物学指标的影响.结果表明:培养期前后相比,土壤微生物生物量碳及过氧化氢酶、脲酶活性普遍降低,而转化酶活性普遍增加;Zn、Pb与草甘膦对微生物生物量碳和酶活性的影响在复合污染作用中与单独作用时差异较大;在复合污染条件下,Zn对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及转化酶活性均表现为负效应,而对脲酶活性则表现为一定的正效应;Pb对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及脲酶活性的影响为正效应,尤其对过氧化氢酶激活作用显著,其对转化酶则表现为负效应.在三者中,草甘膦对微生物生物量碳与酶活性的影响最大,尤其对过氧化氢酶表现为极显著抑制作用;Zn、Pb、草甘膦对土壤微生物生物量碳与酶活性的效应大小顺序为:草甘膦,Pb,Zn.     

镉与苄嘧磺隆除草剂单一污染和复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸以及土壤酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.研究了镉与苄嘧磺隆除草剂的单一污染和复合污染对这些生物学指标的影响随时间的动态变化,结果表明,无论是单一污染还是复合污染对土壤微生物生物量碳和氮、基础呼吸、磷酸酶和蔗糖酶活性的影响均随时间的推移表现为先增加后减小的趋势.镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染之间存在很明显的交互作用,对土壤生物学指标的影响依次为:镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染＞苄嘧磺隆除草剂＞镉.     

不同Zn化合物对东南景天根圈土壤微生物特征的影响

采用盆栽试验的方法，研究了土壤中添加1000mg·kg^-1不同Zn化合物（ZnS、ZnO、Zn3（PO4）2、ZnSO4和ZnCO3）对两种生态型东南景天根圈土壤微生物特征的影响。结果表明，对于Zn3（PO4）2、ZnS和ZnSO4处理，两种生态型东南景天的根圈土壤中的可培养细菌数量、微生物生物量碳、土壤微生物商、脲酶和脱氢酶活性均显著降低，而土壤微生物代谢商均显著增加；同时，超积累生态型东南景天的根圈土壤微生物生物量氮显著增加，但非超积累生态型东南景天的根圈土壤微生物生物量氮无明显变化。ZnO处理后，两种生态型东南景天的根圈土壤中的可培养细菌、放线菌和真菌的数量均没有明显变化，但微生物生物量碳、土壤微生物商、脲酶和脱氢酶活性均显著降低，土壤微生物代谢商显著增加。ZnCO3处理后，超积累生态型东南景天根圈土壤中的可培养细菌的数量、微生物生物量C和土壤微生物商显著降低，微生物代谢商显著增加，可培养的放线菌和真菌的数量、微生物生物量N和土壤基础呼吸速率均无明显变化；然而，非积累生态型东南景天根圈土壤中的可培养细菌、放线菌和真菌的数量、土壤微生物生物量C、微生物生物量N、土壤微生物商和微生物代谢商均无明显变化。     

外源铀胁迫对铀矿区土壤环境质量生物学指标的影响

[目的]考察二次铀污染下铀矿区土壤功能的变化情况。[方法]对铀矿区的土壤样品进行不同浓度外源铀胁迫处理,对相关生物学指标进行测定。[结果]原土壤主要受砷、镉、铀的复合污染,外源铀胁迫浓度增加,使土壤微生物数量减少,对土壤葡萄糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性具有不同程度的抑制作用,与土壤代谢熵呈显著正相关,而与微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵均呈显著负相关。[结论]土壤环境质量生物学指标可以表征重金属胁迫下土壤环境质量的变化情况。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和P(MBP)、土壤基础呼吸、代谢商(qCO2)及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

重金属污染对土壤微生物及土壤酶活性影响的研究进展

土壤微生物是地球土壤的重要组成部分,其整体状态对地球物质循环与化学能量转换具有极其重要的生态学意义,是全球学者十分关注的土壤系统因子。现有研究结果显示,土壤微生物生物量与群落结构、基础呼吸、微生物商、CO2代谢商、营养物质矿化作用、土壤酶活性等都受到了重金属污染的影响。本文针对近年来该领域取得的一些新研究进展作一综述,目的在于对寻找可行的土壤重金属污染的环境监测指标研究有所裨益。     

水稻不同生育期土壤微生物生物量及生物活性对模拟Cr（Ⅵ）污水灌溉的响应

分析了模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉对水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性的影响,结果表明:(1)微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸作用、脲酶活性以及反硝化活性均与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的负相关性,过氧化氢酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的正相关,氨化作用在低浓度Cr(Ⅵ)(10mg·L-1)污灌下明显增强而在高浓度Cr(Ⅵ)(50mg·L-1)污灌下明显减弱;其中微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及脲酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度负相关性较好且在水稻各生育期均比较稳定,是水稻土Cr(Ⅵ)污染评价灵敏的生物学指标.(2)水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性对Cr(Ⅵ)污灌处理的敏感性存在差异,其中微生物生物量碳、生物量氮、反硝化活性、过氧化氢酶以及脲酶活性对Cr(Ⅵ)污灌敏感性总体上表现为生育前期高于生育后期.(3)加Si处理明显缓解Cr(Ⅵ)对土壤生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及反硝化作用的抑制,但促进了Cr(Ⅵ)对土壤脲酶活力的抑制以及对土壤过氧化氢酶活力的刺激作用.     

重金属镉对农田土壤生物学特征的影响

[目的]探讨低浓度重金属镉对农田土壤生物学特征的影响,为建立土壤中可以表征重金属镉污染程度的生化指标平台提供试验依据。[方法]通过测定受不同程度重金属镉污染的农田土壤的理化性质、生物活性,研究重金属镉对农田土壤生物学特征的影响。[结果]在一定范围内,有效态镉含量的增加促进了微生物活性,增加了微生物的呼吸作用和代谢,当有效态镉含量超过0.6 mg/kg时则产生抑制作用;在所研究范围(pH 4.42～7.58,有效态镉含量0～1.860 mg/kg)内,有效态镉含量对过氧化氢酶活性影响较小;脲酶活性与有效态镉含量呈负相关;微生物量随有效态镉含量的增加呈对数增加。[结论]选择土壤酶活性指标来表征土壤受重金属污染的程度是合理的。     

鱼腥草土壤养分与微生物特征分析

分析不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分状况、微生物特性,以了解鱼腥草的土壤条件,提高栽培鱼腥草的品质。结果显示,不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分、p H、酶活性、微生物生物量碳、氮,微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)以及其群落特征存在差异;鱼腥草根际土壤p H显著低于非根际土壤,而有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,微生物生物量碳、氮,微生物总PLFAs含量,微生物群落的多样性和均匀度指数显著高于非根际土壤。微生物总PFLAs含量与碱解氮、有效磷、有机质、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶呈显著或极显著正相关;微生物生物量碳与有效磷和蔗糖酶呈显著极显著正相关;微生物生物量氮与有效磷、碱解氮、有机质和多酚氧化酶呈极显著正相关。结果表明,鱼腥草的广泛生长适应性,是鱼腥草的根系分泌物及其残体适合多种微生物生长繁殖,增强酶活性,促进土壤酶和微生物对有机质及氮、磷转化,提高土壤养分的有效性,改善根际土壤理化性质,有益鱼腥草适应不同的土壤条件。     

不同程度重金属污染土壤对东南景天根际土壤微生物特征的影响

    通过盆栽试验研究不同程度重金属污染土壤对2种生态型东南景天根际土壤微生物特征的影响.研究结果表明,不同污染土壤中,2种生态型东南景天根际细菌、放线菌和真菌的数量及微生物生物量碳都大于非根际.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天的根际土壤微生物区系和主要生理类群没有显著差异,而在矿山土壤和重污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤中的细菌和真菌数量、主要生理类群数量及微生物生物量碳显著高于非超积累生态型.东南景天根际微生物对重金属胁迫的敏感性为放线菌＞细菌＞真菌,硝化细菌＞自生固氮菌＞氨化细菌＞磷细菌＞纤维分解菌.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商差异不显著,而在矿山土壤和重污染土壤中,非超积累生态型东南景天的根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商显著高于超积累生态型.     

茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征

 【目的】弄清茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征,以期反映退耕还茶模式对土壤团聚体及其养分循环的影响,为协调区域土地利用及退耕还林（茶）工程的实施提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,以撂荒地和桉树人工林为对照,就茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征进行了研究。【结果】（1）茶园和对照撂荒地、桉树人工林土壤团聚体中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于＜0.25 mm团聚体中;（2）茶园及对照地土壤微生物量碳、氮含量则基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮含量最大值分布于5—2 mm团聚体中,茶园土壤除了＜0.25 mm团聚体外,其微生物量碳、氮的含量均高于撂荒地和桉树人工林同直径团聚体;（3）茶园及对照地土壤团聚体微生物熵基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体微生物熵最大值分布于5—2 mm团聚体中,其分布规律与微生物量碳、氮基本一致。【结论】与撂荒地、桉树人工林相比,茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮较为丰富,大团聚体中的含量尤为突出,表明退耕还茶是研究区一种较为理想的退耕模式。     

有机物料还田土壤碳、氮及微生物量动态影响研究

为探究长期覆膜滴灌条件下不同来源有机物料还田对土壤有机碳、全氮、微生物量碳和氮及微生物熵的影响,在玉米生育期,设置空白（CK）及施加秸秆（MS）、牧草（FG）和羊粪（SM）共4个处理,分析比较不同处理土壤中碳、氮含量的变化。结果表明,在玉米生育期内,物料的施用使土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）含量提高了2.78%~19.83%,土壤生物量碳（microbial biomass carbon,MBC）和土壤生物量氮（microbial biomass nitrogen,MBN）含量分别提高了6.64%~39.91%和4.05%~112.00%;有机物料的施用导致微生物碳熵（quotient of microbial biomass carbon,qMBC）、微生物氮熵（quotient of microbial biomass nitrogen,qMBN）高于CK,表明物料的添加能提高微生物量在土壤碳氮中的占比;土壤代谢熵随生育期呈现波动性变化。在3种有机物料中,MS处理有利于提高土壤qMBC和qMBN,较好地增加MBC和MBN含量;SM处理qMBC、qMBN值较低,但SOC、TN含量较高。综上所述,物料还田有利于土壤中碳、氮贮存,为当地有机物料还田提供了理论依据。     

有机肥中重金属对菜田土壤微生物群落代谢的影响

基于慈溪掌起镇的蔬菜施肥试验,结合常规理化分析和Micro RESPTM方法,在2年4次施肥后,分析不施肥(CK)、重金属达标商品有机肥(T1)和Pb-As-Cu-Zn添加有机肥(T2)施用土壤的基本理化性质、重金属累积以及微生物群落代谢特征,探讨重金属对施用有机肥土壤微生物群落代谢特征的影响。结果表明,T1和T2显著提高了旱地蔬菜轮作土壤有机质和部分养分含量,且二者无显著差异。但从重金属含量上看,T2土壤Cu、Zn全量以及有效态Cu、Zn、As含量显著高于T1和CK土壤。基于Micro RESPTM的微生物群落代谢特征分析指出,与CK相比,T1显著促进了土壤基础呼吸作用和微生物代谢功能多样性,T2却无类似的促进效果,可见T2土壤Cu、Zn和有效态As含量的大幅增加削弱了有机肥中有机质等养分对土壤微生物的促进作用。主成分和聚类分析进一步表明,T1与T2土壤的微生物群落水平生理指纹图谱(CLPP)存在明显差异,T2土壤中重金属及其有效性的增加诱导柠檬酸、苹果酸和草酸等羧酸代谢利用增强。综上,畜禽粪便有机肥对菜田土壤微生物群落代谢的作用同时受到有机肥本身及其残留重金属的影响,有机肥中过高的重金属残留会改变有机肥养分对土壤微生物代谢的影响。     

不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与土壤和植株养分的关系

【目的】 研究不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同时期枣园土壤和植株养分的关系,为南疆红枣高产提供土壤管理的理论依据。【方法】 选取南疆高中低3种不同产量水平的枣园为研究对象,采用田间试验,研究不同时期不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同土层和植株氮、磷、钾养分含量之间的关系。【结果】 土壤碱解氮、速效磷含量随着土壤深度的增加逐渐降低,而速效钾含量逐渐升高。土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBD)含量之间呈极显著正相关,相关系数为0.836 7;土壤微生物量碳与骏枣展叶期0~20 cm土层速效钾含量呈显著正相关,与果实膨大期20~40 cm土层速效钾含量呈显著正相关关系。【结论】 枣园土壤微生物量碳、氮及各养分含量均保持在良好水平,土壤养分及植株养分能对微生物量碳、氮产生显著影响。     

喀斯特峰丛洼地土壤剖面微生物特性对植被和坡位的响应

选取广西环江县喀斯特峰丛洼地:草丛(T)、灌丛(S)、原生林(PF)(中坡位)不同植被类型,原生林上、中、下不同坡位,按土壤发生层采集淋溶层(A层,0-10 cm)、过渡层(AB层,20-30 cm,草丛和灌丛;30-50 cm,原生林)、淀积层(B层,70-100cm)样品,研究土壤微生物量碳、氮(Soil microbial biomass carbon (SMBC)、soil microbial biomass nitrogen (SMBN))、微生物碳熵、氮熵(ratio of SMBC to soil organic carbon (qMBC)、ratio of SMBN to soil total nitrogen (qMBN))、土壤基础呼吸(soil basic respiration (SBR))以及代谢熵(microbial metabolic quotient(qCO2))的剖面分异特征及其影响因素.结果表明,植被、土层深度显著影响土壤微生物量及基础呼吸,随植被恢复,SMBC、SMBN、SBR由草丛、灌丛、原生林依次上升,并随土壤发生层位的加深逐渐减少,qCO2在3种植被类型间差异显著:T＞PF＞S;原生林A层SMBC,SMBN在各坡位间均显著高于AB层、B层,SBR在A层由下坡位至上坡位递减,而在AB和B层的上、下坡位间无显著差异,qCO2坡位间无显著差异(P＞0.05);SMBC与SMBN之间存在显著正相关(r=0.825,P＜0.01,n=45),且SMBC、SMBN、SBR分别与有机碳、全氮、碱解氮均呈显著正相关.因此,随植被恢复,土壤质量明显改善,且坡位对A层土壤的影响较AB层和B层更显著,对于维持土壤微生物调节的土壤养分循环功能,调控土壤氮素营养与土壤有机质同等重要,这为合理制订喀斯特生态恢复措施提供了理论依据.     

玉米高产田土壤微生物量碳的肥力特性分析

以松辽平原玉米带高产土壤和平产土壤为研究对象,研究了不同玉米产量土壤微生物量碳的变化特征及其与土壤理化性质、玉米产量的相关性.结果表明:高产培育模式下,土壤微生物量碳、微生物商显著增加;土壤微生物量碳与土壤有机碳、全氮显著正相关(P<0.05),与有效磷、>0.25 mm团聚体数量及平均重量直径极显著正相关(P<0.01),与土壤容重显著负相关(P<0.05),与pH、结构破坏率极显著负相关(P<0.01),与玉米产量极显著正相关(P<0.01).由此可见,土壤微生物量碳是反映玉米高产培育模式下土壤肥力变化的重要指标.     

蚯蚓粪对豇豆根际土壤生物学特征及微生物活性的影响

通过大田试验,研究CK（对照,不施肥）、CF（单施化肥）、VC（蚯蚓粪）和VC+CF（蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮）处理对豇豆根际土壤微生物数量、微生物量碳、根系分级、根系分泌物、微生物呼吸及代谢熵的影响。结果表明：与CF处理相比,VC+CF处理显著增加了根际土壤微生物数量与微生物量碳,其中细菌数分别较CK,CF和VC处理增加124.13%,70.48%和17.83%。施用蚯蚓粪明显促进了豇豆根系的生长,尤其增加了毛细根的数量及在根体系中的比例。同时,VC+CF处理还显著提高了根际土壤中根系分泌物含量,并增强了土壤微生物呼吸作用,但降低了代谢熵,其中,土壤微生物呼吸分别比CK,CF和VC处理增加64.91%,36.23%和16.05%,而代谢熵分别下降10.85%,9.06%和5.32%。与VC+CF处理相比,VC处理对豇豆根际土壤微域的影响较小。综上,施用蚯蚓粪相比单施化肥能明显改善豇豆根际土壤的微生态环境,且能显著增强土壤微生物活性,尤以蚯蚓粪与化肥配施的效果更优。     

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

 【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点，为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域，通过田间采样分析，比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田（菜地）＞竹林＞园（旱）地，0～15 cm、15～30 cm稻田（菜地）土壤有机碳和全N含量平均比园（旱）地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%，0～15 cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园（旱）地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园（旱）地＞林地＞稻田，稻田土壤的代谢熵仅为园（旱）地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田＞竹林＞园（旱）地。土壤细菌数量稻田≥园（旱）地＞林地，但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田＞园（旱）地＞林地。研究还揭示，稻田改种蔬菜5 a后，由于大量施用磷肥，土壤速效磷含量显著升高，但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异；土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%，代谢熵升高了23.6%，土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势；土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著，真菌数量显著增加，而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥，将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减，导致土壤生物质量退化。     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究

在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原,分别以放牧退化梯度和不同植物群落两系列的土壤样品作为研究对象,测定了土壤微生物生物量碳、氮,分析了其与放牧强度和地上植物群落的关系,以及土壤微生物生物量在内蒙古草原的生态分布变化.结果表明,内蒙古草原土壤微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量具有很好的相关性,可以作为评价草原土壤肥力的生物指标.过度放牧会导致土壤微生物生物量降低.不同地上植物群落维持的土壤微生物量不同.内蒙古草原沿东西走向土壤微生物量总体呈下降趋势.