丛毛羊胡子草修复尾矿坝铅镉污染的初步研究

采集广西南丹长坡尾矿坝自然定居植物优势种丛毛羊胡子草及其根际土,利用原子吸收光谱法测定样品中的铅和镉含量,以完全没有植被覆盖的尾矿裸地作为对照,对铅、镉转运系数、富集系数及修复系数进行比较,分析丛毛羊胡子草对重金属元素铅和镉的吸收特性,探讨利用丛毛羊胡子草修复土壤铅镉污染的可能性,为南丹长坡尾矿坝等重金属异常区的植物修复提供理论依据。结果表明,丛毛羊胡子草具有较强的重金属耐性,其地上部分铅和镉平均含量分别为205.77 mg/kg和7.57 mg/kg,地下部分铅和镉的平均含量分别为643.66 mg/kg和21.30 mg/kg,铅和镉的转运系数均<1,富集系数镉>铅,修复系数镉>铅,说明丛毛羊胡子草清除镉污染的效果比铅好。丛毛羊胡子草虽不是铅和镉的超富集植物,但其耐性强,对铅和镉的吸收量较大,所以,可以作为尾矿坝等重金属复合污染区植物修复的先锋物种使用。     

广西锰矿区废弃地优势植物重金属含量及富集特征

调查了广西全州、板苏、下雷3个锰矿区废弃地植物,并对20种主要优势植物及其土壤重金属含量进行了对比分析.结果表明,3锰矿区土壤中Mn、Cd是主要的污染因子.矿区植物体内的Mn含量较高;商陆、油茶表现出很强的Mn累积特征,是Mn污染土壤植物修复的理想物种;芦竹是矿渣堆、尾矿坝等严重污染区良好的恢复植物;五节芒、飞蓬对重金属有很强的耐性,在贫瘠、干旱环境下生长良好,可作为废弃地早期恢复的先锋种.优势植物对土壤重金属元素的富集能力普遍较低,部分植物对特定金属元素的转移能力较强.板苏矿区种植的玉米、木薯食用部分重金属含量不符合食品安全限量标准,因此不宜在废弃地恢复早期采用农业利用恢复模式.     

不同植被对广西石漠化地区土壤有机质的影响

为了客观评价不同植被在石漠化生态恢复中的作用,以便为先锋物种的选择提供理论依据.作者在大量野外调查和试验研究的基础上,利用数理统计方法,对广西石漠化地区不同植被恢复样地土壤有机质含量及其与其他土壤肥力因子的相关性进行了比较分析.结果表明:不同植被及恢复模式对土壤有机质含量影响的效果不同,植被类型与土壤有机质含量的相关性极为显著.乡土物种在石漠化生态恢复过程中具有极重要的作用,青檀样地土壤有机质含量明显高于原始森林及其他样地,侧柏、任豆、青冈、黄荆等乡土树种样地土壤有机质含量也高于外来物种湿地松和桉树样地.随着恢复年限的增加,土壤有机质含量有增加的趋势,但恢复50年后的森林样地土壤有机质含量却稍有下降.石漠化治理必须合理配置物种,重视乡土植物,充分考虑生态经济效益.     

宿鸭湖人工湿地植物物种多样性和群落演替初探

宿鸭湖湿地生态系统湿生带、交错带、旱生带物种多样性指数,丰富度指数、多样性指数和均匀性指数变化规律基本一致,丰富度指数交错带最大,其次是旱生带,最小的是湿生带.湿地草甸植被植物优势度的排序为:狗牙根群落>苔草群落>莎草群落>鳢肠群落,狗牙根群落、苔草群落构成湿地草甸植被的核心区,且狗牙根群落的分布密度大于苔草群落.莎草群落单位面积的生物量大,狗牙根群落次之,苔草群落和鳢肠群落的生物量变化较小.     

有机肥和生物炭对重金属污染农田土壤肥力的影响

为了揭示有机肥和生物炭施入对重金属污染农田土壤肥力和修复植物生长的影响,采用田间定位试验的方法,以山西忻州金矿周边重金属污染土壤为研究对象,检测施用有机肥、生物炭之后,不同修复植物根际土壤的pH值、有机质含量、阳离子交换量及酶活性等的变化。结果表明,施用有机肥和生物炭后,重金属污染土壤中的有机质含量、阳离子交换量、全氮及全磷含量、脲酶和过氧化氢酶活性都有不同程度的提高,土壤pH值、全钾含量均有下降。与对照相比,施用生物炭之后,黑麦草根际土壤的阳离子交换量、全氮含量、过氧化氢酶活性分别提高了12.40%、7.35%、16.21%,施用有机肥后,苜蓿根系的有机质含量显著增加了73.81%。施用有机肥和生物炭可以提升重金属污染土壤的肥力,有助于修复植物的生物量积累和修复效果的提高。     

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。     

深淹胁迫对三峡库区狗牙根谷胱甘肽代谢途径的影响

以三峡库区自然消落带野生狗牙根为研究对象,进行自然条件下不同水位深度(0、5、10、15、20、25、30 m)的深淹胁迫以及胁迫后恢复试验,对谷胱甘肽合成、循环代谢关键酶及物质含量进行分析。结果表明,深淹胁迫后,狗牙根可以通过增强谷胱甘肽合成及循环代谢关键酶:谷胱甘肽还原酶和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的活性,维持植物体内谷胱甘肽水平及氧化还原状态,从而抵御深淹造成的氧化伤害。深淹恢复生长30 d后,狗牙根谷胱甘肽、总谷胱甘肽含量、谷胱甘肽还原酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性恢复至未淹对照水平。从植物对深淹胁迫的生理响应上,表明狗牙根作为禾本科植物在遗传上具有一定的耐淹能力,可以作为三峡水库消落带植被恢复的物种。     

EDTA对铅胁迫下狗牙根根际土壤质量及微生物的影响

为研究螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)对狗牙根根际土壤理化性质、土壤酶及微生物群落结构的影响,本研究以耐性植物狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,在铅污染土壤中施加不同浓度的EDTA[0(对照)、2.5、5.0、7.5、10.0mmol·L^-1]进行盆栽实验。结果表明:施加2.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤pH最低,为6.80,土壤有效磷含量、土壤酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性最高,分别是对照组的2.24、1.57、1.41倍;施加7.5mmol·L^-1EDTA时,根际土壤有效钾、铵态氮、硝态氮含量最高,分别为96.22、262.00、15.90mg·kg^-1,分别是对照组的1.09、1.30、6.41倍。施加7.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤微生物多样性以及OTU数量最高,且绿弯菌门(Chloroflexi)、嗜酸杆菌属(Acidibacter)、土微菌属(Pedomicrobium)、曲霉属(Aspergillus)相对丰度较对照组分别增加了7、3、10、8个百分点。施加EDTA后,狗牙根根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)最高相对丰度较对照组增加了9个百分点,枝孢属(Cladosporium)最高相对丰度是对照组的4.05倍。土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性和有效磷含量均与曲霉属、Gibellulopsis呈正相关,同时土壤脲酶活性与耐重金属污染的菌群[芽孢杆菌属、毛壳菌属(Chaetomium)]呈正相关,表明耐重金属铅污染的微生物有助于提高土壤有效氮和有效磷含量。研究表明,在铅污染土壤中,施加适量浓度的EDTA有助于提高植物根际土壤中酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高微生物多样性及丰富度,改善根际土壤微生态环境,提高耐性植物对重金属的修复效果。     

广东大宝山矿区尾矿库植被演替分析

对广东大宝山4个尾矿库环境特点和植物群落进行了调查和分析.结果表明,广东大宝山尾矿库区内植物种类总体上较为稀少,不同尾矿库区内植物群落组成差异比较大,其中禾本科植物种类较多,其次为菊科植物和豆科植物,表明这3个科的植物较其他科植物更容易适应尾矿库环境,特别是禾本科的五节芒(Miscanthus floridulus)、类芦(Neyraudia reynaudiana)和狗牙根(Cynodon dactylon)表现出较强的适应能力.从样地1到样地4,物种多样性指数也依次增加,表现出由较少先锋物种种类组成的简单群落向稳定复杂群落方向演替的趋势,反映了植物群落结构随演替时间的延长越来越趋向复杂化.研究还表明物种多样性与有机质、有效磷、碱解氮含量显著正相关,与重金属含量(Cd、Cu和zn)显著负相关,尾矿库区的高浓度Cd、Cu和Zn是影响植物群落物种多样性进一步恢复的主要限制因子.     

种植中山杉对三峡水库消落区单优种草本植物群落物种多样性的影响

针对三峡水库消落区植被物种多样性急剧下降等退化趋势,以"狗牙根""牛鞭草"单优种群落为研究对象,通过种植中山杉,采取典型植被随机样方法,分析种植中山杉对三峡水库消落区单优种草本植物群落物种多样性的影响,以期为三峡水库消落区人工生态恢复提供参考。结果表明,2016—2019年,不同植物群落共统计草本植物13科23属24种,以禾本科和菊科植物为主,分别为7和4种;"狗牙根""牛鞭草"群落物种数呈逐年减少趋势,"中山杉+狗牙根""中山杉+牛鞭草"群落物种数呈逐年增加趋势。"狗牙根""牛鞭草"群落优势物种相对盖度和相对重要值呈逐年增加趋势,物种多样性指数呈逐年减少趋势;而"中山杉+狗牙根""中山杉+牛鞭草"群落优势物种相对盖度和相对重要值呈逐年减少趋势,植物群落多样性指数呈逐年增加趋势。"狗牙根""牛鞭草"群落一年生植物相对重要值逐年减少而多年生植物相对重要值逐年增加;种植中山杉后植物群落中一年生植物相对重要值逐年增加而多年生植物相对重要值逐年减少。由此可知,"狗牙根""牛鞭草"单优种群落物种多样性在自然恢复条件下呈逐年下降趋势,而种植中山杉可逐年增加植物群落物种多样性,刺激植被恢复。因此,因地制宜、采取种植中山杉等适宜适度干扰方式,可以成为三峡水库消落区植被生态恢复的有效途径。     

农田栽参根区土壤酶活性与土壤养分的关系

为深入了解农田栽参土壤肥力状况,运用典型相关分析法对农田栽参土壤中主要养分含量与4种土壤酶活性的关系进行了分析。结果表明:农田栽参根区土壤中磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性与有机质、全氮、全磷、速效磷以及有效钾含量显著相关,其中磷酸酶影响土壤中磷的形态,蔗糖酶对土壤有机质转化和氮、磷、钾的含量及形态具有重要作用,过氧化氢酶能够加速土壤有机质分解转化。土壤中锌对上述酶活性有一定的促进作用;土壤脲酶活性影响土壤中碱解氮含量,土壤中铁和铜影响土壤中尿酶活性。结合其他养分因子,综合土壤酶活性指标可以作为评价农田栽参土壤肥力的一个生物活性指标。     

绿肥种植对石灰土脲酶活性与土壤肥力的影响

[目的]探讨绿肥对石灰土的增肥效应。[方法]取桂林毛村常年种植过紫云英绿肥的冬闲田和自然抛荒农田中的石灰土,测定石灰土的脲酶活性和土壤肥力。[结果]绿肥种植大大提高了石灰土N、P、K的有效态、全氮含量及脲酶活性,但对全磷、全钾的增加不明显。石灰土脲酶活性与石灰土氮磷钾全量、碱解氮、速效钾呈显著相关。石灰土脲酶活性呈垂直分布规律,从耕作层到犁底层下降明显,从犁底层到底土层下降缓慢。石灰土肥力在垂直方向上呈明显的递减规律。石灰土速效钾对脲酶活性的直接作用有较强的负效应,但其间接作用使其与脲酶活性在表观上显示正相关关系。[结论]脲酶活性是表征石灰土肥力水平的重要指标。     

乙醇对土壤脲酶活性的影响

通过模拟方法,较系统地研究了乙醇对土壤脲酶活性的影响。结果表明,乙醇可显著增强土壤脲酶活性,二者关系达到显著正相关;随乙醇作用时间延长,土壤脲酶活性增加的幅度减小;随土壤肥力升高,乙醇影响脲酶的定浓抑制率绝对值减小,而脲酶的变浓变化率则差别不大,达到最大表观脲酶活性所需的最适时间缩短。该结果揭示出土壤肥力对外源物质与土壤脲酶活性的关系有重要影响。     

不同土壤改良剂处理下连作植烟土壤化学性质及土壤酶活性的耦合分析

为探讨不同土壤改良剂对连作植烟土壤化学性质和土壤酶活性的影响,以及土壤酶和土壤化学性质之间的关系,对烤烟移栽后30 d、50 d、70 d和90 d的根际耕层土壤进行采样分析,并结合简单相关分析、典型相关分析和因子分析来探讨连作条件下土壤化学性质和土壤酶活性之间的关系。结果表明:施用蚯蚓粪和微生物菌肥均可明显改善连作植烟土壤的品质,土壤主要养分元素含量上升,土壤酶活性提高;土壤化学性质与土壤酶活性之间存在较强的简单相关关系;典型相关分析结果表明,对土壤综合肥力影响最显著的土壤环境因子为脲酶活性和碱解氮含量,连作植烟土壤氮素含量水平是影响土壤质量的关键因素;因子分析结果显示,第一主成分上载荷程度较高的脲酶、磷酸酶、碱解氮、过氧化氢酶和速效钾这五个指标一定程度上可以表征土壤肥力,土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。     

土壤脲酶活性与底物浓度定量关系研究

通过对陕西 7种类型 1 9个土样脲酶活性与底物浓度关系的研究 ,表明 Y=a× b×x/ ( 1 b×x)模型能较好地表征二者的关系 ,并得到了最大表观脲酶活性 Umax,同时揭示出酶促反应存在着吸附机制 ;除水稻土和黄褐土外 ,其余土样的 Umax值均呈现高肥力大于低肥力的规律性变化 ,相关分析发现在不同生态区中土壤脲酶特征截然不同 ,其 Umax值有明显差异 ,故在分析时需区分开来 ;只有同一生态区中土壤脲酶的 Umax与肥力密切相关 ,可作为土壤肥力指标之一。     

丘陵红壤不同植被恢复方式下土壤酶活性的研究

对低丘红壤地区7种不同生态系统恢复重建中的土壤酶活性进行了研究,结果表明:不同生态系统对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性影响各异,但均比退化到“谷底”的疏草荒地(CK)高且其表层的酶活性更强。而且土壤酶的活性与有机质、全氮含量的相关性达到显著或极显著的水平,而与土壤pH值的相关性不明显。因此土壤酶活性的高低可以作为衡量土壤肥力高低的重要指标之一。     

不同种植年限日光温室土壤肥力与土壤酶活性的变化规律

【目的】研究日光温室土壤酶活性和土壤肥力随种植年限的变化趋势,为日光温室科学施肥管理提供依据。【方法】选取兰州市皋兰县露地（对照,CK）及种植年限分别为1,3,5,10,15年的日光温室土壤作为供试材料,分析土壤养分含量和土壤酶活性的变化规律及其相互关系。【结果】研究区内温室土壤有机质含量处于中下等水平,而氮、磷、钾的含量较高。随着种植年限的增长,研究区内温室土壤有机质、氮素、磷素、钾素含量基本呈上升趋势,种植年限与土壤全磷、全钾、速效磷含量的相关性达到极显著水平,与有机质、全氮、碱解氮、速效钾的相关性达到显著水平;土壤脲酶和蔗糖酶活性总体呈下降趋势,蛋白酶和过氧化氢酶活性则保持相对稳定水平,种植年限与脲酶活性的相关性达到显著水平,与蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性之间的相关性不显著。土壤脲酶与有机质、全氮、速效磷和速效钾均呈显著负相关关系,蔗糖酶与全磷呈显著负相关关系,蛋白酶和过氧化氢酶与各土壤养分相关性均不显著。【结论】为维持日光温室土壤的可持续高效生产,应多施优质有机肥,同时还应适当减少化肥的施用量。     

盐渍化土壤酶活性及其与微生物、理化因子的关系

为探讨盐渍化土壤酶活性分布特征及其与土壤微生物量、理化性质的关系,选择了土默川平原不同盐渍化程度(轻度、中度和重度盐渍化)土壤为研究对象。运用简单相关、典型相关和主成分分析法,对0~40 cm土层土壤酶活性与土壤微生物量、理化因子两组变量间的相关性进行了分析。结果表明:土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性均随土层深度增加减少,其酶活性变化范围分别为0.65~36.55 mg/g、0.003~0.018mg/g、0.10~0.98 mg/g,土壤过氧化氢酶活性随土层深度增加而增大,其变化范围在2.76~3.35 mg/g之间;随盐渍化程度加重土壤4种酶活性均降低,且不同盐渍化程度土壤4种酶活性月份间差异显著;土默川平原盐渍化土壤酶活性与土壤微生物量、土壤理化性质这两组变量间均有显著的典型相关变量存在,且均能代表变量总体的相关信息;其典型相关主要是土壤p H、有机质、含水量、速效磷、速效钾和4种土壤酶活性引起的。土壤酶活性和土壤微生物量的典型相关主要是由土壤蔗糖酶、脲酶和土壤微生物量中的固氮菌数量、细菌数量、真菌数量引起的;主成分分析认为,土壤有机质、碱性磷酸酶、蔗糖酶、放线菌、纤维素分解菌和土壤含水量等可作为影响土默川平原盐渍化土壤肥力特性的重要因子。     

秦岭太白山区鹿蹄草根际与非根际土壤养分及酶活性研究

【目的】分析秦岭太白山区不同林分下鹿蹄草的根际和非根际土壤养分和酶活性状况,探索其空间变异规律,为野生鹿蹄草资源的保护提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析的方法,对秦岭北坡太白山区4种林分下鹿蹄草根际与非根际土壤养分及酶活性差异及其相互间的关系进行研究。【结果】在鹿蹄草根际和非根际间,土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾均呈现出明显的根际聚集现象,根际平均富集率分别达34.64%,58.29%,126.94%,114.02%,96.38%,土壤全钾含量基本保持不变。土壤酶也表现出根际活性较强的特性,根际土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性比非根际土壤分别高出32.04%,22.40%,30.57%,8.17%。在鹿蹄草根际土壤中,有机质、速效钾含量与脲酶、转化酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性均呈极显著正相关,有效氮、速效磷含量与脲酶呈极显著正相关;而在非根际土壤中,有机质与转化酶、脲酶呈极显著正相关,速效磷含量与 4种酶活性均呈显著正相关。【结论】秦岭北坡太白山区鹿蹄草根际和非根际土壤养分与酶活性密切相关,各土壤酶活性之间也存在不同程度的相关性,较好地反映了鹿蹄草生境的土壤肥力状况。因此,土壤酶活性可以作为评价该区域土壤肥力的指标之一。     

Cr6+的土壤酶效应研究

【目的】研究Cr6+对不同土壤酶活性的影响,为建立土壤重金属铬污染评价的酶学指标提供依据。【方法】以我国主要土壤类型中的酸性红壤、碱性褐土和风沙土不同肥力的土壤为供试土样,采用室内模拟方法,研究添加不同含量Cr6+溶液后,土壤转化酶、纤维素酶、脲酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性的变化规律。【结果】添加Cr6+后,随着Cr6+含量的增加,除褐土高肥力和风沙土低肥力土样,其他土样脲酶活性总体呈降低趋势;除了褐土高肥力土样,其他土样转化酶活性总体呈降低趋势;各土样碱性磷酸酶活性的变化规律不明显;Cr6+的加入,明显抑制了土壤纤维素酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶及总体酶活性,通过拟合模型计算得到,代表酸性土壤的红壤Cr6+污染生态剂量(ED10)最小值分别为:纤维素酶186mg/kg、芳基硫酸酯酶2.6mg/kg、脱氢酶3.8mg/kg,代表碱性土壤的褐土和风沙土Cr6+污染ED10分别为:纤维素酶162mg/kg、芳基硫酸酯酶11.7mg/kg、脱氢酶8.1mg/kg。【结论】土壤有机质对Cr6+含量具有明显的缓冲作用;pH对Cr6+的生态毒性有一定影响,不同土壤酶在酸碱性不同的土壤中表现出对Cr6+轻度污染的敏感程度不一致,其中酸性土壤中芳基硫酸酯酶对Cr6+的毒害反应更敏感,碱性土壤中脱氢酶对Cr6+的毒害反应更敏感,2种酶均可作为表征Cr6+毒害的酶指标。