翅碱蓬栽培对原油污染土壤理化性质的影响

为研究植物对原油污染土壤的生物修复作用,以中国北方滩涂优势种植物翅碱蓬Suaeda heteroptera为试验对象,将其在含不同原油浓度(0、4000、8000、12 000、16 000、20 000 mg/kg)的土壤中进行盆栽试验,测定翅碱蓬栽培前后土壤的p H、总有机碳(TOC)、全氮、全磷含量和脱氢酶活性,分析翅碱蓬对原油污染土壤理化性质的影响。结果表明:翅碱蓬能够降低偏碱土壤的p H值,使之趋近中性,能使土壤TOC值略升高,使脱氢酶活性明显提高,全氮含量明显升高,而低浓度原油试验组土壤全磷含量基本正常。研究表明,翅碱蓬对轻度原油污染土壤有较好的修复功能。     

盐度、铜离子及草甘膦对翅碱蓬发芽率和生长的影响

为探究辽宁盘锦红海滩湿地翅碱蓬Suaeda heteroptera死亡的原因,采用水培方式在实验室条件下进行了不同盐度(5、10、15、20、25、30)、铜离子浓度(0、0.1、0.5、2.0、5.0 mg/L)和草甘膦浓度(0、1、5、10、20 mg/L)对翅碱蓬种子发芽率及其幼苗生长的影响试验。结果表明:低浓度铜离子(≤0.1 mg/L)对翅碱蓬发芽率和幼苗生长具有促进作用,与对照组相比发芽率提高了7.3%,随铜离子浓度的增大,翅碱蓬种子发芽率和幼苗生长逐渐下降,且二者间存在显著的剂量效应关系;盐度对翅碱蓬发芽率具有显著的抑制作用(P0.05),随着盐度的增加发芽率不断降低,低盐度(≤15)对翅碱蓬幼苗生长具有一定的促进作用,而高盐度(20～30)对其幼苗生长均有一定抑制作用,但浓度间影响差异不明显(P0.05),由此验证了翅碱蓬对盐的高耐受性;草甘膦对翅碱蓬的发芽率和幼苗生长均具有显著的抑制作用(P0.05),说明翅碱蓬对此类除草剂极其敏感。本研究结果可为盘锦红海滩翅碱蓬生态退化原因调查提供参考依据。     

种植耐盐植物对赤泥堆场有机质及微生物数量的影响

氧化铝赤泥堆场是一个典型的矿山荒地,种植耐盐植物可以促进赤泥土壤化,其是赤泥堆场植被重建和生态修复的基础。试验针对赤泥特点添加改良剂和种植不同耐盐植物,3 a后测定赤泥土壤化后植物根际土壤的有机质含量和土壤微生物数量,并分析土壤有机质含量与微生物数量之间的相关性。结果表明,土壤中有机质含量大小顺序为竹子碱蓬赤泥空地柽柳菌草,其中,竹子和碱蓬根际土壤的有机质含量分别比赤泥(原状土,CK)提高103.80%和101.27%;根际土壤中微生物总数大小顺序为碱蓬竹子空地柽柳赤泥菌草,其中,种植碱蓬的土壤中细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数分别比CK提高164.90%、942.94%、244.01%和179.59%。相关性分析结果表明,有机质含量与细菌、真菌、放线菌的数量及微生物总数呈正相关,相关系数分别为0.893、0.397、0.755和0.875,其中,与细菌、微生物总数呈显著正相关。种植耐盐植物后,土壤有机质含量和微生物数量总体上高于CK,提高最为明显的是种植碱蓬和竹子的土壤。研究结果对指导该地区植被恢复、土壤修复和改善生态环境具有重要意义,也可为我国其他地区氧化铝赤泥堆场的植被恢复提供一定的理论基础和参考依据。     

碱蓬属植物对根际土壤理化性质和酶活性的影响

土壤盐渍化是影响全球农作物减产的主要因素之一，而盐生植物可以在高盐环境中生长，是研究植物适应盐碱环境的优良模式物种。以东北林业大学安达市盐碱地试验基地中的碱蓬属植物(盐地碱蓬和角碱蓬)为材料，分析其土壤理化性质和相关酶活性，评价碱蓬属植物对盐碱地的改良效果。结果表明：与非根际土壤相比，植物覆盖的土壤pH和重金属离子均显著降低，且富集了更多的盐分；土壤脲酶、硝酸还原酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶的活性在根际土壤中较高，土壤含水量和pH是影响该盐碱地区土壤酶活性的主要因素。在角碱蓬根际土壤中，有机质、蔗糖酶、葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、脱氢酶等指标显著高于盐地碱蓬根际土壤，而其它各指标差异未达到显著性，说明角碱蓬更适合用于改良盐碱地土壤。     

马铃薯/燕麦间作对根际土壤微生物数量的影响

在宁夏南部山区,通过田间小区试验,研究马铃薯/燕麦间作模式对根际土壤微生物数量的影响。结果表明,除苗期外,在其他生育时期,间作处理的根际土壤细菌数量均显著高于燕麦单作(OM)(P0.05);在块茎膨大期、收获期间作各处理根际细菌数量与马铃薯单作(PM)差异显著(P0.05),其他时期差异不显著(P0.05)。间作处理的根际土壤真菌数量在开花期显著高于OM(P0.05),与PM差异不显著(P0.05)。收获期不同间作方式下土壤微生物总量P4O2(马铃薯、燕麦行数比为4∶2)处理最大,显著高于PM和OM(P0.05)。收获期土壤微生物区系中细菌为优势种群(平均为84.77%),放线菌次之(平均为13.41%),真菌最少(平均为1.82%);间作处理的土壤微生物总量及细菌所占比例均高于单作。这表明合理间作在一定程度上可促进作物根际土壤微生物生长发育,表现出较单作更加明显的根际效应。     

环丙沙星高低累积菜心根际土壤酶活性和微生物学特性差异研究

为查明环丙沙星高、低累积菜心根际消除环丙沙星(CIP)高低差异的微生物学机理,通过室内土壤盆栽实验,研究了这两种菜心根际土壤中酶活性和微生物学特征差异。结果表明:种植高、低累积菜心均促进土壤CIP的消除,在高污染水平时,高累积菜心对土壤CIP的消除效果显著高于低累积菜心,其降解率分别为48.7%和39.4%(P0.05);高累积菜心根际土壤的可培养细菌数量和细菌群落结构多样性与丰富度(尤其含CIP特异降解菌Beta proteobacteria的相对丰度),以及过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于低累积菜心。研究结果初步揭示了高累积菜心根际去除CIP能力更强且体内吸收累积CIP更多这一初步机理。     

玉米根际土壤微生物群落结构及多样性季节变化特征

【目的】研究玉米根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性季节变化特征。【方法】利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对不同季节玉米根际与非根际土壤中细菌的16S rDNA基因V3～V4区片段和真菌18S rDNA基因V4区片段进行了测序。【结果】①不同季节玉米根际与非根际土壤理化性质随季节变化趋势一致,玉米根际、非根际土壤电导率随季节呈先增加后降低趋势,大致表现为夏季秋季春季冬季,不同季节玉米根际土壤电导率均显著高于非根际(P0.05);由春季到冬季,玉米根际、非根际pH值呈先降低后增加趋势,大致表现为春季冬季秋季夏季,不同季节玉米根际土壤电导率均显著低于非根际(P0.05)。②不同季节玉米根际与非根际土壤养分含量(有机碳、全氮和全钾)随季节变化趋势相一致,由春季到冬季,玉米根际、非根际养分含量均呈先增加后降低趋势,以夏季玉米根际、非根际土壤养分含量最高,冬季玉米根际、非根际土壤养分含量最低,并有所波动。③不同季节玉米根际与非根际土壤细菌和真菌覆盖度、丰富度指数、Shannon-Wiener指数、均匀度Evenness、ACE、Chao 1指数、Simpson指数随季节变化趋势相一致,由春季到冬季,根际、非根际土壤细菌和真菌多样性指数均呈先增加后降低趋势,并且不同季节根际土壤细菌和真菌多样性指数均显著高于非根际。④玉米根际和非根际土壤细菌群落中,优势类群主要是变形菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门,还包括浮霉菌门、放线菌门、拟杆菌门、后壁菌门、绿弯菌门、疣微菌门,其中根际土壤细菌酸杆菌门相对丰度高于非根际,变形菌门相对丰度低于非根际。根际和非根际土壤真菌群落中,优势类群主要是子囊菌门和担子菌门,还包括结合菌门、壶菌门、新丽鞭毛菌门、球囊菌门、芽枝菌门。⑤相关性分析表明:玉米土壤细菌和真菌Coverage、ACE与土壤养分均没有显著的相关性(P0.05);土壤pH与土壤细菌和真菌多样性呈负相关,土壤电导率和全磷与土壤细菌和真菌多样性均没有显著的相关性(P0.05)。【结论】玉米土壤根际和非根际细菌和真菌群落具有很好的相似性,并且根际和非根际细菌群落产生明显的分离效应。     

接种枯草芽孢杆菌和丛枝菌根真菌促进红三叶修复石油污染土壤

在温室内通过盆栽试验的方法,比较对照组(CK)、单纯接种枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,简称Bs)、单纯接种丛枝菌根真菌——地球囊霉(Glomus geosporum,简称Gg)、混合接种Gg+Bs的红三叶种植于石油污染的土壤中后,植株与土壤理化性状差异。实验结果表明,经过60 d修复后,与对照组相比,单纯或混合接种处理均能显著增加红三叶地上和地下干生物量(P0.05),可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著升高(P0.05),叶片CAT、POD活性显著升高(P0.05),丙二醛含量明显减少(P0.05)。在各种接种处理中,红三叶根际与非根际土壤脱氢酶活性和土壤中总石油烃降解率均显著升高(P0.05)。Bs和Gg在红三叶修复石油污染土壤和植物抗石油胁迫的能力方面有协同作用,接种Bs+Gg处理修复效果要优于单独接种Bs或Gg。     

不同园林植物根际和非根际土壤养分的差异

采集乔木(细叶榕、桂花和香樟)、灌木(金叶女贞、小叶黄杨和红叶石楠)和草本(彩叶草、波斯菊和紫茉莉)3大类9种园林植物的根际和非根际土,测定其土壤的p H值、有机质含量、氮含量、磷含量、钾含量,以探讨不同园林植物根际和非根际土壤的养分状况。结果表明:由于不同种植物通过根系调节p H值的能力不同,植物根际和非根际土壤p H值差异显著(P0.05);植物根际和非根际土壤有机质和总氮含量差异显著(P0.05),桂花和波斯菊根际和非根际土壤速效氮含量差异不显著(P0.05),其他作物速效氮含量差异显著(P0.05);金叶女贞、波斯菊和紫茉莉根际和非根际土壤总磷含量,桂花和波斯菊根际和非根际土壤速效磷含量差异不显著(P0.05),其他植物差异显著(P0.05);不同园林植物根际和非根际土壤全钾含量差异不明显,桂花、香樟、金叶女贞、小叶黄杨、红叶石楠及波斯菊根际和非根际土壤速效钾含量差异显著(P0.05);越秀公园园林植物根际和非根际土壤有机质、氮、磷缺乏或中度丰富,而钾很丰富。相关性分析结果表明,土壤p H值和氮、磷、钾与园林植物生长发育存在显著相关性,土壤p H值与氮、钾含量存在负相关性,有机质含量与土壤氮、磷含量存在极显著相关性(P0.01)。     

石油对翅碱蓬生长及生理特性的影响

通过盆栽试验,测定不同石油浓度下翅碱蓬的生长生理指标及土壤中石油含量的变化,研究石油对翅碱蓬萌发、生长、生理特性和抗氧化酶系统的影响及翅碱蓬对土壤中石油的降解.结果表明,随着石油含量的升高,翅碱蓬种子发芽率、苗高、苗重和苗中叶绿素、粗蛋白含量逐渐下降,电导率上升,石油浓度在5 000 mg·kg-1以上,影响显著.石油对翅碱蓬糖的合成有明显抑制作用.当石油浓度为1 000～5 000mg·kg-1时,翅碱蓬抗氧化酶能够快速、长效地提高活性来抵御逆境,使其不受到伤害或减轻伤害,可溶性蛋白保持在高水平;当石油浓度达到10000mg·kg-1时,抗氧化酶系统迅速作出反应.酶活性急剧提高.但因毒性超出了其可以承受的范围,而无法维持较长时间,随后会降至对照组以下,同时可溶性蛋白也急剧下降,仅为对照组的9%.石油浓度为1 000～5 000mg·k-1时,石油去除率在63.53%～83.21%,达到10000 mg·k-1时,则下降到40.14%.     

土壤条件对翅碱蓬生长发育的影响

土壤条件对翅碱蓬生长发育的影响试验结果表明,翅碱蓬的生长发育与土壤条件关系密切。土壤盐分对翅碱蓬的生长发育起着重要作用,水分是决定翅碱蓬生长的又一重要因素,二者共同决定着翅碱蓬的生长变化。土壤水分不足,导致土壤盐分含量高是导致翅碱蓬死亡的主要原因。     

东南景天修复Pb、Zn、Cd复合污染土壤中根际微域微生物的响应特性

目前关于植物修复重金属污染土壤过程中根际微域研究较少,本研究通过6个月根箱试验,研究了超富集植物东南景天修复Pb、Zn、Cd污染土壤中根际不同微域(离根面0～2、2～4、4～6、6～8、8～10 mm)及非根际(离根面10 mm)微生物群落特性.结果显示,根际0～2 mm微域土壤磷酸酶活性、0～4 mm微生物量碳及0～8 mm脲酶和转化酶活性均显著高于非根际土;0～4 mm土壤细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌、真菌及原生动物特征磷脂脂肪酸(PLFA)含量显著高于非根际土;0～2 mm土壤真菌/细菌PLFA比值显著高于非根际,0～4 mm土壤革兰氏阳性/革兰氏阴性菌PLFA比值显著低于非根际.冗余分析显示,土壤微生物量、酶活性及PLFA与可溶性碳(DOC)呈正相关,与pH及有效态重金属呈负相关.东南景天的根际微生物的影响范围为0～4 mm,且土壤pH、DOC及有效态重金属的变化是驱动微生物特性变化的主要因素.     

4种园林绿化植物根际对土壤养分的富集效应

为探讨城市不同绿化植物根际和非根际土壤养分状况,采集了不同绿化植物(大叶女贞、广玉兰、木芙蓉和夹竹桃)根际和非根际土,测定根际和非根际土壤中p H值、有机碳含量、氮素含量、磷素含量、钾素含量和微生物数量(微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量),研究城市绿化植物根际对土壤养分的富集效应。研究结果表明:不同种植物通过根系调节p H的能力不同,植物根际和非根际土壤p H值表现出显著差异(P0.05)。不同绿化植物根际与非根际土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、速效磷、全钾、速效钾的含量以及微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量)均表现为:大叶女贞广玉兰木芙蓉夹竹桃,并且根际土壤养分含量均显著高于非根际土壤,表现出显著的富集作用;土壤全磷含量在根际与非根际土壤中差异不显著(P0.05),表现出显著的亏损作用。相关性分析表明:土壤有机碳和全氮对土壤养分含量影响较大,而p H与土壤养分含量基本呈显著或极显著的负相关关系,全磷对于土壤养分含量基本没有影响。通过以上研究说明不同绿化植物土壤养分含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际p H值可以提高根际养分含量,而放线菌数目对植物根际微小的变化响应更为灵敏,根际土壤养分良好的富集也是绿化植物赖以生长的基础。     

红壤和黄褐土根际土壤养分变化的研究

以红壤(可变电荷土壤)和黄褐土(恒电荷土壤)为材料,通过根垫法分组盆栽种植玉米、油菜等作物,获得2类土壤的根际土、近根际土以及非根际土样品,测定了它们的碱解氮、有效磷和有机质等含量。结果表明:在种植玉米、油菜等作物的条件下,均为根际土壤碱解氮含量最高,非根际土壤含量最小,意味着根际能活化或富集碱解氮;红壤、黄褐土非根际的有效磷含量比根际分别高28%~44%和29%~57%,表明根际有效磷存在亏缺;根际土与非根际土的有机质含量有所变化,但差异不明显。     

滴灌条件下不同盐生植物对盐渍化土壤的脱盐效果研究

[目的]研究滴灌条件下种植盐生植物对盐渍化土壤的脱盐效果.[方法]在滴灌条件下种植盐生植物海蓬子和盐地碱蓬.[结果]盐生植物对耕作层土壤特别是0 ～ 20 cm土壤盐分影响显著,可有效降低土壤总盐含量以及盐分离子Na+、Cl-和K+浓度,但对土壤pH值影响不明显.种植盐地碱蓬的土壤总盐量下降幅度要高于海蓬子;种植盐地碱蓬土壤Na+、K+的含量下降较明显,而种植海蓬子土壤的Cl-含量明显降低.[结论]滴灌抑盐+生物脱盐模式在改良盐渍化土壤中效果明显,盐地碱蓬可作为较理想的脱盐植物,对于盐渍化土壤的开发利用具有一定的指导意义.     

黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地土壤磷含量和储量的季节动态变化特征

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地为研究对象,通过在春季、夏季和秋季分别采集0～10 cm和10～20 cm土层的土壤样品,分析了盐地碱蓬湿地土壤磷素的时空动态变化特征。研究结果表明:盐地碱蓬湿地土壤总磷(TP)、有效磷(AP)和AP/TP比值的变化趋势相似,且具有高度的时间异质性,都呈现秋季低、夏季和次年春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP水平较高,已超过生态毒性的最低阈值(600 mg·kg~(-1)),但该区土壤AP/TP比值低于磷的生物利用度的阈值(2%);湿地土壤TP储量随夏季、秋季、次年春季呈依次减少的变化趋势,AP储量也呈现秋季低、夏春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP、AP含量和储量在两个土层之间不存在显著性差异(P0.05)。湿地土壤TP和土壤含水量(P0.05)、Al和Mg(P0.01)均存在显著正相关关系,和土壤盐度呈显著负相关关系(P0.05);AP和土壤含水量及容重显著正相关(P0.05);土壤磷素与土壤有机质、土壤pH的相关性均未达到显著性水平(P0.05)。总体上,黄河三角洲盐地碱蓬湿地土壤磷的垂直变异性不大,但具有明显的季节变异性,其含量与土壤铝镁化合物以及土壤盐度和含水量具有显著的相关性。     

植物间作体系根际修复土壤多氯联苯的效应

以大豆、黑麦草和南瓜为材料,运用盆栽实验,通过3种植物的单作和间作对多氯联苯污染土壤的根际修复效应进行了研究。结果表明,植物不同种植方式均对根际土壤中PCB浓度的降解有促进作用,其中植物单作的去除率比CK提高了10.4%～17.0%,植物间作的去除率比CK提高18.4%～23.9%。南瓜-大豆体系中的大豆根的蓄积浓度显著差异高于其他处理,而与大豆南瓜间作方式下黑麦草根蓄积浓度均比其单作显著提高,大豆-南瓜和南瓜-黑麦草间作系统中的大豆和黑麦草根中PCB蓄积浓度也显著提高(P0.05)。各处理间根际土壤的pH、Eh、电导率的差异性规律性不大。相关分析结果表明,根际土壤PCB去除率与植物吸收量呈显著正相关,而与pH、Eh和电导率没有达到显著相关。     

不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响

为探索烤烟的科学施肥模式,采用根箱培养法研究了不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响。结果表明,有机无机肥配施模式下烟苗的生物量和氮素吸收量比对照分别提高了120.45%和141.35%;铵态氮和碱解氮在土壤中的移动速率低于烟苗根系的吸收速率,施肥显著提高根际土壤中的铵态氮和碱解氮含量,有效增加了土壤氮素的供应强度;硝态氮在土壤中容易向根系表面迁移,施用化肥可提高根际土壤硝态氮含量,施用有机肥则相反;近根区(距根系3mm以内)土壤脲酶活性高于远根区(距根系10mm以外),施用有机肥提高了根际土壤脲酶活性,土壤有机质含量与脲酶活性呈正相关;近根区土壤pH显著低于远根区,单施化肥显著降低了根际土壤pH,有机无机肥配施对根际土壤pH无显著影响,单施化肥容易造成土壤酸化,有机无机肥配施可避免单施化肥产生的负面影响。     

放牧对冷蒿根际微生物区系及土壤酶活性的影响

为了揭示放牧对退化草原冷蒿Artemisia frigida群落阻击草场进一步退化的机制,以小区控制放牧试验(不放牧、轻度放牧、重度放牧)冷蒿根际与非根际土壤为对象,研究了不同程度放牧干扰对冷蒿根际土壤微生物数量、类群和酶活性的影响及其相互关系。结果表明:各放牧区土壤微生物数量均表现为细菌放线菌真菌;各处理之间冷蒿根际土壤微生物细菌、放线菌、真菌数量均显著高于非冷蒿根际土壤(P0.05)。冷蒿根际土壤氨化细菌和好氧纤维素分解菌数量高于非冷蒿根际土壤;轻度放牧区冷蒿根际土壤氨化细菌和好氧纤维素分解菌数量显著增加(P0.05)。冷蒿根际土壤轻度放牧后碱性磷酸酶、脱氢酶、淀粉酶、转化酶、脲酶、硝酸还原酶活性明显高于对照和重度放牧;各放牧区冷蒿根际土壤7种酶活性显著高于非冷蒿根际土壤(P0.05)。相关分析表明,氨化细菌与碱性磷酸酶、脱氢酶、淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶活性存在极显著正相关关系(P0.01),好氧纤维素分解菌与酶活性存在正相关(P0.05)。重度放牧后土壤中微生物数量减少,酶活性降低,轻度放牧使冷蒿根际土壤微生物数量和酶活性显著增加,改善土壤微生态环境。合理放牧有助于冷蒿阻击草原进一步退化。     

接种丛枝菌根对矿区扰动土壤微生物群落及酶活性的影响

【目的】研究接种丛枝菌根后不同时间对植物根际土壤微生物数量、酶活性及矿质养分的影响,为采煤塌陷区生态复垦提供理论依据。【方法】采用田间试验,设接种丛枝菌根和不接种对照两个处理,测定接菌后不同时间菌根侵染率、根际土壤微生物数量、酶活性、矿质养分及其相互关系。【结果】与对照相比,接种菌根显著提高菌根侵染率,菌根真菌与植物建立良好的互惠共生关系;相同时间,接菌处理土壤微生物数量大于对照,两处理种群数量上均为细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少;同一时间,接菌处理磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性显著（P〈0.05）或极显著（P〈0.01,下同）高于对照,随着复垦时间的延长,土壤磷酸酶活性不断增加;随着植物的生长根际土壤速效磷、碱解氮、有机质含量均逐渐显著降低,同一时间条件下,接菌区速效磷含量显著高于对照区。【结论】接种丛枝菌根真菌对矿区扰动土壤微生物群落、酶活性、速效磷含量有促进作用。