丛枝菌根对菲芘污染土壤中几种酶活性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mosseae和Glomus etunicatum对菲芘复合污染土壤中3种酶活性的影响.宿主植物为三叶草(Trifolium repens L.)和黑麦草(Lolium multiflorum Lam).土样中菲和芘起始浓度分别为203.4mg·kg-1和107.5 mg·kg-1.结果表明,植物增加了土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性.接种Glomus mosseae和Glomus etunic atum使三叶草根际土壤多酚氧化酶活性20～60 d分别增加19.6%～72.0%和29.7%～90.6%,过氧化氢酶活性分别增加3.3%～12.2%和7.8%～34.7%,酸性磷酸酶活性总体呈增加趋势;接种Glomus mosseae使黑麦草根际多酚氧化酶活性增加18.0%～43.1%.过氧化氢酶活性总体上呈降低趋势,酸性磷酸酶活性先升高后降低.供试的两种AMF对三叶草根际酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响30 d前有显著差异.AM真菌作用的性质与宿主植物特性有关.     

芘胁迫对菠菜生长、叶片叶绿素和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验研究土壤中不同施芘水平对菠菜(Spinacia oleracea L.)生长、叶片叶绿素和抗氧化酶活性的影响.结果表明:50～200 mg·kg-1施芘水平下菠菜幼苗叶片的各项叶绿体色素含量、不同时期的根长与对照均无显著差异;施芘浓度大于50 mg·kg-1,菠菜苗期的株高、根和茎叶的鲜重显著降低;芘大于100 mg·kg-1时,菠菜收获期的根和茎叶干重显著受到抑制;芘胁迫导致菠菜幼苗叶片的丙二醛累积量提高,可溶性糖含量增加;同时叶片的APX、CAT、POD活性和非酶抗氧化剂AsA含量均随芘浓度增加而显著增加.     

黑麦草对多环芳烃污染土壤的修复作用及机制

采用盆栽试验方法,研究了黑麦草(LoliummultiflorumLam)对土壤中菲和芘的修复作用。供试污染土壤中菲和芘的起始浓度分别为0￣456.5和0￣488.7mg·kg-1。结果表明,黑麦草可明显促进土壤中菲和芘的降解。45d后,种植黑麦草的土壤中菲和芘的去除率分别为85.80%￣90.79%和44.32%￣89.21%,均显著高于无植物对照;而残留浓度则比对照约低53.6%和78.3%。修复过程中,尽管黑麦草本身可吸收积累菲和芘,且根和茎叶中菲和芘的含量均随土壤中菲和芘浓度的提高而明显增大,但植物吸收积累并不是黑麦草促进土壤中菲和芘降解的主要原因,其贡献小于0.54%;与微生物对照相比,植物修复效率明显提高,主要是植物促进了土著微生物对土壤中菲和芘的降解作用。     

蔬菜根际环境钒的形态变化及植物有效性

通过盆栽试验和Tessier连续提取法,研究了蔬菜根际和非根际土壤中钒的形态分布与植物有效性.结果表明,钒在根际和非根际土壤中主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,钒的含量随其形态不同而变化:当土壤中钒添加量从25 mg·kg-1增加到200mg·kg-1时.根际土壤交换态钒的百分率增加了9.89%,碳酸盐结合态钒增加了9.38%,铁锰氧化物结合态钒增加了9.99%,残渣态钒的百分率下降了33.6%.土壤添加的钒最增加时,钒的迁移能力增强,使蔬菜的生物最显著降低,蔬菜对钒的吸收作用增强:钒添加量从0增至200mg·kg-1时,蔬菜鲜质量降低了41.65%,而蔬菜中85%以上的钒积累在根部.根际土壤中碳酸盐结合态钒含量对植物的根、茎叶中钒含量有显著影响,碳酸盐结合态钒与蔬菜鲜质量呈显著负相关.     

多环芳烃对黑麦草体内过氧化物酶和多酚氧化酶的影响

以萘、菲和芘为供试多环芳烃(PAH8),采用水培试验方法,研究了PAHs污染下黑麦草(Lolium multiflorum Lam)体内过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的响应.结果表明,菲处理浓度为0～1.8 mg·L-1,144h后,黑麦草根和茎叶中POD、PPO活性均随菲处理浓度的增加先升高后降低;表明低菲污染可激发供试植物酶活性,高污染则对酶活有抑制作用.萘、菲或芘处理后,植物不同部位酶的表达存在差异,黑麦草根中POD活性整体上高于茎叶,而茎叶中PPO活性则高于根.黑麦草根或茎叶中POD、PPO对供试3种PAHs的敏感性响应顺序为萘菲芘,与污染物自身毒性强弱顺序一致.     

增施生物炭对烤烟成熟期根际土壤酶活性的影响

田间试验向土壤中增施不同量的生物炭,再对烤烟成熟期根际土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶、多酚氧化酶活性进行了分析。结果表明:增施生物炭可显著提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,但对根际土壤转化酶和多酚氧化酶活性影响不显著;生物炭与有机肥配施比与无机肥配施改善土壤酶活性的效果更好。     

增施生物炭对烤烟成熟期根际土壤酶活性的影响

田间试验向土壤中增施不同量的生物炭,再对烤烟成熟期根际土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶、多酚氧化酶活性进行了分析。结果表明:增施生物炭可显著提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,但对根际土壤转化酶和多酚氧化酶活性影响不显著;生物炭与有机肥配施比与无机肥配施改善土壤酶活性的效果更好。     

黑麦草根系抗氧化系统和细胞质膜透性对土壤中芘胁迫的响应

采用盆栽试验研究土壤中添加不同浓度芘对黑麦草根系抗氧化系统和细胞质膜透性的影响。结果表明:芘对黑麦草根系抗氧化系统和细胞质膜透性的影响主要表现在试验20d时,100～400mg.kg-1芘浓度下黑麦草根系的CMP、MDA和SS含量显著增加,膜脂过氧化严重;同时CAT活性和非酶抗氧化剂GSH含量相应显著上升,以保护根细胞免受伤害。另外2种抗氧化酶POD活性和SOD活性则明显下降,其中POD活性下降显著。     

植物根际微生物和酶活性对铅污染的响应

通过根际袋法土培试验研究了铅污染下不同植物根际微生物数量和酶活性变化。结果表明,随着土壤中添加Pb浓度升高,根际土壤微生物数量总的趋势增加,其所构成的三大类菌数的趋势也因植物根系环境的不同而有所区别:细菌数量增加,黑麦草和早熟禾根际土壤放线菌数量降低,翦股颖根际土壤放线菌数量呈现波动起伏;真菌数量均增加。4种植物根际土壤中过氧化氢酶活性、淀粉酶活性和中性磷酸酶活性与土壤铅含量都表现出负相关性,与淀粉酶活性负相关达到极显著,铅对黑麦草和狗牙根根际土壤脲酶活性表现出低浓度下激活高浓度下抑制,早熟禾和翦股颖根际土壤脲酶活性与土壤铅含量表现出正相关。     

大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响

[目的]研究大蒜长期连作对其根际土壤微生物数量和酶活性的影响.[方法]采用大蒜连作0(CK)、5、10、15和20年的土壤再分别盆栽大蒜,以大蒜根际土壤为研究对象,分别测定根际土壤微生物区系和酶活性的变化以及两者间的相互关系.[结果]随连作年限的增加,根际真菌数量持续上升,连作20年的土壤约为对照的2.88倍.而其它微生物类群的数量及土壤酶活性只在短期内(5-10年)呈上升趋势.与对照相比,连作10年的大蒜根际土壤中的细菌、放线菌各增加了8.72%和25.81%,氨化细菌,硝化细菌和芳香族化合物降解菌分别为对照的5.63、11.60和3.35倍.连作10年的大蒜根系分泌物对过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等土壤酶活性具有促进作用,比对照分别增加了26.67%、41.67%、203.13%、23.73%和43.65%,但长期连作(15-20年)后均呈现下降趋势.相关分析表明,氨化细菌与脲酶、多酚氧化酶均呈显著正相关;芳香族分解菌与脲酶、过氧化氢酶呈极显著正相关;细菌、微生物总量分别与磷酸酶呈显著,极显著正相关.[结论]大蒜连作5-10年,根际土壤微生物数量和土壤酶活性上升,未发生连作障碍;但连作15-20年,根际土壤微生物结构失调,土壤酶活性下降,连作障碍明显.     

不同生物有机肥与烟草专用复合肥配施对烤烟根际土壤微生物及土壤酶活性的影响

采用田间试验,以烟草专用复合肥为对照,研究4种不同生物有机肥与烟草专用复合肥配施对烤烟根际土壤微生物及酶活性的影响.结果表明,与CK相比,施用生物有机肥明显增加了根际土壤中细菌、放线菌、真菌数量,提高了脲酶、过氧化氢酶活性,其中生物有机肥A在整个烟叶生长进程中对细菌数量影响更显著,并且显著增加了旺长期细菌、真菌、放线菌数量,且对烟叶生长中期脲酶活性影响较大;生物有机肥D显著增加了旺长期放线菌数量;从移栽35 d到50 d,生物有机肥A,生物有机肥D增加了多酚氧化酶活性,促进更多的有机质分解并被烟叶吸收;生物有机肥C显著增加烟叶生长进程中过氧化氢酶活性;生物有机肥B仅对烟叶生长前期放线菌、脲酶、多酚氧化酶影响较大.A无论对烤烟根际土壤微生物数量还是土壤酶活性、生物有机肥作用均最明显.     

生防菌XG1对西瓜根际微生物群落及酶活的影响

通过分离计数西瓜根际微生物的种群数量及测定根际土壤酶活的变化,研究了生防菌XG-1对西瓜根际的生态效应。结果表明,接种生防菌XG-1后20d内,西瓜根际土壤的真菌数量普遍低于对照;细菌数量显著高于对照,后期差距略有缩小;放线菌的数量无显著变化。土壤酶活的测定结果表明,接入生防菌XG-1后50d内,根际土壤脱氢酶活性变化较小,处理土壤的脱氢酶活性稍高于对照土壤;土壤脲酶活性在前期低于对照,30d后超过对照;土壤过氧化氢酶活性几乎不受影响,处理土壤与对照土壤的酶活变化曲线都比较平稳。     

不同耕作方式对半夏产量和品质及根际土壤酶活性的影响

【目的】探明半夏连作障碍的机理,为克服半夏连作障碍提高其产量及品质提供科学依据.【方法】以半夏为研究对象,采用大田对比试验法,研究轮作及连作对半夏产量、品质及根际土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响.【结果】连作使半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性下降,而多酚氧化酶活性显著增加,在半夏生长后期,连作较轮作半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性分别降低6.21%、18.80%和21.49%,多酚氧化酶活性连作较轮作高62.96%.轮作和连作半夏根际土壤过氧化氢酶活性随半夏的生长均逐渐升高,脲酶和磷酸酶活性先增加后降低,多酚氧化酶活性先降低后增加.连作半夏块茎直径、百粒质量、产量和浸出物含量均显著低于轮作,分别较轮作下降25.00%、32.82%、87.77%和20.75%.【结论】连作半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性降低,而多酚氧化酶活性显著升高;连作显著降低了半夏产量和浸出物含量.     

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.     

镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征

[目的]为明晰镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征,以期为开发简便高效的桑树原位修复镉污染增效措施提供支撑.[方法]以桑树"粤桑11号"为供试植物,设置不同Cd胁迫浓度(0,2,3,5 mg/kg)进行盆栽试验,分析镉胁迫下桑树根际土壤环境演变特征.[结果]桑树中Cd富集含量随桑树生长而呈上升趋势,且85％的Cd存在于根部;3种镉污染水平下(2,3,5 mg/kg)桑树3个时期的根际土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量均低于对照,但根际土壤速效磷、全钾和速效钾、土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、微生物生物碳和生物氮、土壤呼吸强度、土壤硝化作用强度则显示中度(3 mg/kg)和轻度Cd(2 mg/kg)污染水平下均高于对照,且中度污染条件下最高,而重度Cd(5 mg/kg)污染水平则低于对照;相关性分析显示桑树根际土全镉含量与土壤中pH和微生物生物量氮含量呈显著负相关,与土壤有机质、碱解氮和速效钾含量呈极显著负相关,与土壤脱氢酶和氧化还原酶呈极显著正相关和显著正相关;PCA分析显示镉污染水平下的桑树土壤微环境特征与对照差异很大.[结论]不同镉污染胁迫下引发的桑树根际土壤微环境应激响应不同,桑树根际土壤微环境可良好适应中度和轻度Cd污染胁迫,但其在重度Cd污染胁迫下被显著抑制.     

镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征

[目的]为明晰镉胁迫下桑树根际土壤微环境应激响应特征,以期为开发简便高效的桑树原位修复镉污染增效措施提供支撑.[方法]以桑树"粤桑11号"为供试植物,设置不同Cd胁迫浓度(0,2,3,5 mg/kg)进行盆栽试验,分析镉胁迫下桑树根际土壤环境演变特征.[结果]桑树中Cd富集含量随桑树生长而呈上升趋势,且85％的Cd存在于根部;3种镉污染水平下(2,3,5 mg/kg)桑树3个时期的根际土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量均低于对照,但根际土壤速效磷、全钾和速效钾、土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、微生物生物碳和生物氮、土壤呼吸强度、土壤硝化作用强度则显示中度(3 mg/kg)和轻度Cd(2 mg/kg)污染水平下均高于对照,且中度污染条件下最高,而重度Cd(5 mg/kg)污染水平则低于对照;相关性分析显示桑树根际土全镉含量与土壤中pH和微生物生物量氮含量呈显著负相关,与土壤有机质、碱解氮和速效钾含量呈极显著负相关,与土壤脱氢酶和氧化还原酶呈极显著正相关和显著正相关;PCA分析显示镉污染水平下的桑树土壤微环境特征与对照差异很大.[结论]不同镉污染胁迫下引发的桑树根际土壤微环境应激响应不同,桑树根际土壤微环境可良好适应中度和轻度Cd污染胁迫,但其在重度Cd污染胁迫下被显著抑制.     

重金属铅对土壤微生物活性的影响

以南京市近郊菜园土壤为材料,采用室内培养方法,系统地研究了在一定时间段(1、3、7、14、28、42和56 d)不同浓度铅(0、20、100和500 mg·kg-1)污染对土壤微生物生物量碳、土壤呼吸强度及土壤酶(脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶)活性的影响.结果表明:在污染初期,高浓度铅(500 mg·kg-1)污染对脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶活性均有激活作用,而低浓度铅(20 mg·kg-1)污染则产生抑制作用;随着时间的推移脱氢酶和过氧化氢酶酶活性均逐步下降;脲酶活性随着时间的推移先减弱后增强;受铅污染的土壤蔗糖酶活性与对照相比没有显著性差异.与对照相比高浓度铅污染使土壤呼吸强度增加而微生物生物量碳减少,低浓度铅污染则使呼吸强度减小而微生物生物量碳却增大.     

沈阳张士污灌区4种杂草不同阶段富集Cd的研究

通过在沈阳张士Cd污染区不同阶段(每月月底)采集4种生物量较大的杂草、土壤和水,研究杂草镉富集数量及其富集量最大的时期。在杂草Cd吸收量最大时期收获杂草,可从土壤中带走更多的Cd。结果表明,4种杂草根Cd富集数量最大值的顺序为,稗草(Echinochtoacrusgalli)(84.48mg·kg-1)>藜(Chenopodium)(71.39mg·kg-1)>芦苇(Phragmites)(29.77mg·kg-1)>蒲草(Typha)(7.56mg·kg-1);芦苇、藜和稗草所有测定时期Cd含量都是根>茎叶,蒲草在8月份和9月份测定Cd含量为茎叶>根。藜根和茎叶在8月份达到最大值;芦苇根8月份吸收Cd量最大,茎叶5月份Cd含量最大;蒲草根7月份吸收Cd量最大,茎叶8月Cd含量最大;稗草根和茎叶在6月份Cd含量最大。土壤Cd含量有随温度增加而增加的趋势,最大值为29.44mg·kg-1;水的Cd含量均小于植物和土壤。杂草Cd含量变化与土壤和水Cd含量变化有一定的相关性。     

含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响

采用2年大田试验,研究低镉(Cd)磷肥不同施用量对水稻产量及地上部Cd累积的影响。结果表明,施低Cd磷肥显著增加水稻稻谷和稻秆产量,但不同施磷量间稻谷产量差异不显著。随施磷量的增加,稻谷Cd含量呈先增加后下降的趋势,但均在国家粮食卫生控制标准0.2 mg·kg-1规定内。当施磷(P2O5)量为63 kg·hm-2时,稻谷Cd含量及稻谷、茎叶和地上部Cd累积量最高,显著高于对照;但施磷量增至252 kg·hm-2时,稻谷Cd含量与对照相当,而茎叶Cd含量显著下降。水稻对磷肥中Cd的吸收率随施磷量的增加而显著下降。当施磷量低于81 kg·hm-2时,水稻地上部对磷肥中Cd的吸收率超过100%。指数回归方程表明,随磷肥进入土壤的Cd含量基本被水稻地上部完全吸收时的磷肥施用量早、晚稻分别为116.6、174.6 kg·hm-2。因此,生产上按当前适宜施磷量施用,既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷和土壤生态安全。     

甜菜与牧草间作对多环芳烃污染土壤的修复作用

通过盆栽试验方法,选择经济作物甜菜和牧草类黑麦草、苏丹草、香根草为供试植物,研究了甜菜与3种牧草分别间作及各自单作对多环芳烃(PAHs)菲、荧蒽、芘和苯并[a]芘污染土壤修复作用。结果显示:经6个月连续两茬种植试验后,所有种植植物的处理中土壤PAHs的去除率均高于无植物种植组,间作种植土壤PAHs的去除率高于单作,黑麦草、苏丹草、香根草与甜菜间作对土壤PAHs的去除率分别达到84.85%、79.96%、84.11%;在土壤污染条件下,间作模式更有利于甜菜生长;种植植物增强了土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性,间作模式下二者活性高于单作4.37%~43.07%,过氧化氢酶较多酚氧化酶对PAHs土壤污染更敏感,可作为关键酶用于评价土壤PAHs污染状况。在不影响农业生产的前提下,修复植物牧草和经济作物甜菜间作种植模式显著提高了土壤PAHs的降解率。