根系分泌物及其对土壤污染物的作用

根系作为植物和土壤的重要界面,是强大的分泌器官。根系分泌物组成和含量的变化是植物响应环境胁迫最直接、最明显的反应,这对实现污染根际的生物修复及植物受毒害症状的减轻和恢复均具有积极的意义。就根系分泌物对土壤中主要污染物的作用在近年来的研究进展进行了简要评述,并指出其存在问题以及今后的研究方向。     

根系分泌物在土壤有机污染物降解中的作用

根系分泌物在土壤有机污染物的根际修复过程中发挥着重要作用。研究表明．根系分泌物主要通过3种方式有效促进土壤中有机污染物的降解：根系分泌的酶直接参与有机污染物的降解：根系分泌物通过改变根际微生物数量和活性或提供共代谢基质影响有机污染物的降解;根系分泌物改变土壤有机污染物的生物有效性,从而促进其降解。     

根表功能细菌生物膜及其在土壤有机污染控制与修复中的潜在应用价值

土壤中的有机污染物可从根系进入植物体内,并可进一步通过食物链富集,从而威胁人群健康。植物根际微生物种类繁多、数量巨大,其中很多根际细菌可通过成膜作用在植物根表形成细菌生物膜,协助植物抵抗外界的不良环境或促进植物生长。有机污染物在被植物根系吸收的过程中,多需经过根表细菌生物膜这一特殊界面。综述了根际细菌在植物根表的成膜作用,以及根表功能细菌生物膜对污染物根际环境过程的影响及作用机理,分析了利用根表功能细菌生物膜调控植物吸收有机污染物的可行性,试图为防治土壤有机污染、降低作物污染风险、保障农产品安全等提供理论依据。     

人参根际微生态研究进展

人参根际微生态与土壤养分利用、外源污染物的毒性及土传病害的发生和调控有密切关系，影响人参的产量和质量。综述调控人参根际微生态措施，对提高人参质量和产量是十分重要的。     

异丙甲草胺对根际土壤微生物数量的影响及其在根际环境中的降解研究

为探明根际微生物数量变化与有机污染物消解之间的关系,揭示根际环境中农药快速降解的机理,通过根际袋法土培试验,研究了异丙甲草胺对芹菜根际与非根际土壤微生物数量的影响及异丙甲草胺在根际与非根际土壤中的降解特性。结果表明,在试验初期,异丙甲草胺对细菌数量有一定的抑制作用,7d后土壤细菌数量增加,并高于对照土壤。异丙甲草胺对真菌的生长有一定的刺激作用,而且这种刺激作用随所用药剂浓度的提高而增强。在整个试验周期内,无论是处理土壤还是对照土壤,根际土中的微生物数量均要高于非根际土。各浓度处理条件下根际土中异丙甲草胺的半衰期均小于非根际土,1、2.5、5mg·kg-1浓度下根际土中异丙甲草胺的半衰期分别缩短为非根际土的86.22%、78.95%、77.97%,相应的降解速率常数分别为非根际土的1.16、1.27、1.28倍。在根际土壤中,异丙甲草胺更易降解。     

近20年来生态修复中根际微生物的研究进展

采用文献计量方法,对近20 a生态修复中根际微生物的研究进行梳理和总结,重点阐述国内典型生态脆弱区(青藏高原、黄土高原和喀斯特地区)生态修复中根际微生物的研究现状,并提出今后根际微生物在生态修复研究中的重点。结果表明,生态修复中根际微生物的研究进展可分为3个阶段,即初步发展阶段（2000-2006年）、缓慢发展阶段（2007-2017年）和快速发展阶段（2018-2019年）,不同阶段的研究重点不同。在初步发展阶段,国外学者研究了根际微生物对土壤有机化合物的矿化作用,国内学者重点关注重金属、有机污染物等污染土壤的相关问题;在缓慢发展阶段,多环芳烃的降解问题受到广泛重视。随着测序技术在第3阶段的快速发展,根际微生物的研究进入快速发展阶段,主要集中在植物修复和生物降解方面。总的来说,国外重点关注根际微生物与植物对退化土壤的联合修复,而国内主要侧重于对有机污染物的降解。近20 a来,我国典型生态脆弱区的相关研究主要集中在根际微生物对全球变化（增温、降雨）的响应、有机污染物降解、对植物促生等方面,尚缺少根际微生物之间及其与植物、土壤的互馈研究。今后,生态修复中根际微生物的研究应重点关注功能微生物群、微生物共存网络以及植物-土壤-微生物协同作用等方面。     

被农药污染的土壤植物修复研究进展

随着农药施用量的增加,农药污染土壤给生态环境造成了极大的危害,并引起了人们的普遍关注。传统的修复方法因其价格昂贵不能普遍采用,植物修复是近年来兴起的一种利用植物积累、吸收、降解等去除土壤、水、和沉积物中污染物的新方法。综述了农药污染土壤的植物修复国内外研究进展,讨论了植物吸收、植物提取、植物稳定、植物挥发、根际降解以及根际区酶的作用,同是指出了植物修复存在的不足。植物修复技术以其独特的优点必将成为污染环境修复研究热点之一。     

精异丙甲草胺胁迫下烟草根际土壤微生物的动态响应及其降解

为了探明除草剂在烟草根际的降解与其根际微生物数量之间的关系,揭示烟草根际环境中除草剂快速降解的机制,采用室内模拟法研究精异丙甲草胺胁迫下烟草根际土壤微生物的动态响应及其降解动态。结果表明:在整个试验周期内,无论是处理土壤,还是对照土壤,根际土壤微生物区系数量、土壤呼吸作用均高于非根际土壤,存在明显的根际效应;真菌是精异丙甲草胺胁迫下的优势菌群,能够在该除草剂污染的根际土壤中旺盛生长;精异丙甲草胺在烟株根际土壤中更容易降解,与非根际土壤相比,根际土壤中精异丙甲草胺的降解速率提高了1.23倍,半衰期缩短了18.77%。     

根际效应下镉在土壤中的吸附与解吸

根际微区是联系植物与土壤之间的纽带,控制着重金属等污染物从土壤向植物的迁移.以黑土为研究对象,采用根际箱装置培养根际土壤,研究了不同强度玉米根际效应下,土壤对Cd的吸附与解吸.结果表明,相比于非根际土壤,根际土壤中的可溶性有机碳（DOC）含量显著增加,不同处理下根际土壤DOC含量与根系的干物质重量二者呈显著正相关（P＜0.001）;根际土壤pH显著提高.根际土壤对Cd的吸附量显著高于非根际土壤,且在较高的Cd浓度下这种差异表现的更明显,不同pH下土壤吸附试验表明,根际pH的升高是造成这种现象的主要原因.可以用Freundrich方程来描述Cd离子在根际效应下黑土中的吸附特征.根际土壤的解吸量显著低于非根际土壤,相关分析表明,平均的解吸百分数与根际土壤DOC含量呈显著负相关（P=0.011）,说明根系分泌的可溶性有机物质与Cd离子的络和作用,是导致根际土壤中Cd较难解吸的重要原因.     

根系分泌物与根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用(综述)

我国土壤重金属污染形势严峻,对粮食安全与人体健康构成严重威胁,土壤重金属污染修复是目前急需解决的环境问题之一。植物修复作为一种绿色安全、环境友好的生物修复技术,近年来备受关注,其发展取得显著成效。根系分泌物是利用生物修复重金属污染土壤过程中的关键物质,是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫及污染修复中扮演重要角色。研究根系分泌物和根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用,揭示两者动态协同作用机制,对深入了解植物修复重金属污染土壤的过程与机理具有重要意义。本文归纳梳理了根系分泌物的影响因素与现有研究方法,系统总结了多种草本植物根系分泌物和根际微生物在重金属胁迫下的响应与主要修复机制,以及根系分泌物-根际微生物互作对重金属污染土壤的修复作用;并对根系分泌物介导下植物-根际微生物协同修复重金属污染土壤研究过程存在的难题和未来研究方向进行讨论与展望。结果表明,在重金属胁迫下,根系分泌物的组成和数量均发生显著变化;根系分泌物对重金属污染土壤的修复机制主要包括活化与固化;根系分泌物是影响根际微生物群落形成的重要因素,根际微生物对根系分泌物也具有一定调控功能,两者...     

植物修复受污染土壤中重金属的研究

综述了利用植物修复技术去除受污染土壤中重金属的研究进展。     

浅述利用植物对受污染土壤中重金属的修复

对于土壤中积累的大量有毒有害物质,尤其是重金属污染物,由于其对人类具有潜在的威胁,已经越来越多地引起了人们的关注。目前,处理重金属污染主要是一些物理化学方法,它们虽各有优点,但不同程度地存在投资费用高、操作运行难、易产生2次污染等缺点。近年来出现的植物修复则可以满足这一需要,尽管植物修复会受到植物种类、植物根系分布、污染物种类等影响,但已有研究表明,与传统的处理技术相比,该技术在环境保护中具有重要的理论价值和广阔的实用前景。     

油茶根际土壤真菌群落组成及多样性分析

为明确贵州油茶（Camellia oleifera Abel.）根际土壤真菌组成及多样性,同时探究其根际土壤真菌与土壤环境因子的相关性,以来自贵州贵阳、天柱、玉屏、望谟、威宁、黎平和册亨共7个地区的油茶根际土壤微生物为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对真菌群落的组成结构进行分析,同时测定其土壤理化性质,并与根际土壤真菌群落进行相关性分析。结果表明,油茶根际土壤呈酸性,富含有机质和速效钾,但少氮低磷,且不同地区土壤理化性质差异显著。Alpha多样性分析表明,油茶根际土壤真菌具有丰富的多样性,其中,望谟地区多样性最高;册亨次之;而贵阳最低。Beta多样性分析则显示7个地区间油茶根际土壤真菌组成具有显著差异。7个地区土壤样品中共获得634个OTUs（operational taxonomic units）,隶属于9门、32纲、73目、141科和213属。在门水平,玉屏地区根际土壤真菌的优势菌门为担子菌门（Basidiomycota）,其余6个地区根际土壤真菌的优势菌门均为子囊菌门（Ascomycota）。在属水平,沙蜥属（Saitozyma）、Archaeorhizomyces、被孢霉属（Mortierella）等在不同地区间的分布与相对丰度存在显著差异。相关分析表明,土壤全钾、有效磷、速效钾和有机质含量是影响油茶根际土壤真菌群落组成的主要驱动因子。其中,青霉属（Penicillium）、Cladophialophora、Oidiodendron等部分土壤真菌与土壤环境因子呈显著正相关性;而具有致病特性的Ilyonectria和镰刀菌属（Fusarium）与土壤环境因子呈显著负相关。以上研究结果为开发有益的油茶根际真菌资源,以及通过调控土壤环境因子来预防油茶病害提供了科学依据。     

再生水灌溉土壤污染物运移规律的试验研究——以宁夏回族自治区大武口市森林公园为例

以宁夏回族自治区大武口市森林公园利用再生水灌溉为例,通过室内一维土柱试验模拟土壤的入渗过程,研究了不同灌溉入渗条件下污染物在土壤中的运移规律,结果表明:土壤的吸附作用是影响该地区土壤污染物迁移的主要因素.研究结果为微污染水用于绿化灌溉对土壤环境的影响的进一步研究提供了科学依据.     

植物根际碳沉积计量研究的进展

植物-土壤之间的碳素流动是陆地生态系统碳循环的重要环节。总结了营养液培养法、同位素法和分子技术等现有根际碳沉积研究方法的优缺点,着重介绍了同位素计量法和C分配系数估算法两种植物根际碳沉积量的计量方法。但这些方法多数是在受控条件下对根际碳沉积量的计量,与原位条件下的根际碳沉积量有一定的差异,今后还需在研究方法的创新、根际碳沉积的变化动态评估以及植物根际碳沉积与环境因素的相关性等方面加大研究力度。     

石漠化治理区不同优势树种根际土壤酶活性与土壤理化性质和微生物数量的关系

为探究石漠化治理区人工林根际土壤理化性质及微生物数量对土壤酶活性的影响,以通径分析法对建水县小关村石漠化治理区不同树种根际土壤酶活性与土壤理化性质、微生物数量关系进行研究。结果表明:不同树种的根际土壤理化性质指标、酶活性和微生物数量除速效磷和真菌数量外,均存在显著差异(P<0.05)。根际土壤酶活性与理化性质、微生物相关性显著。影响过氧化氢酶活性的重要因子是全钾、放线菌数量、pH;影响脲酶活性的重要因子是pH、放线菌数量、全氮;影响蔗糖酶活性的重要因子是pH、全钾、全氮。综合来看,石漠化治理区人工林根际土壤酶活性受根际土壤理化性质影响较大,受微生物数量影响较小。     

香蕉根际及非根际土壤细菌群落特征及共性规律研究

【目的】探究广西不同地区香蕉种植园的土壤细菌多样性特征及差异,为揭示不同地区香蕉根际细菌的共性特征及制定调控策略提供理论基础。【方法】采集广西3个香蕉主产区（龙州县、隆安县和浦北县）香蕉种植园的根际和非根际土壤样品共48份,利用扩增子测序技术对48份土壤样品的细菌丰度与多样性进行测定,同时对48份土壤样品的pH及全氮（...     

基于科学技术的污染减排研究

从依靠科技进步促进污染物减排、依靠科研院校的技术力量解决减排技术难题、发挥环保系统技术力量为企业减排提供技术服务、建立清洁生产的审计机制,减少生产过程中污染物产生、建立科学监管机制,保证减排目标的实现等方面提出了解决污染物减排的途径,构建了科技支撑节能减排的体系及机制,提出了科技支撑节能减排的对策。在工作实践中验证这些减排方法的可行性,对我国研究科技支撑节能减排的机制与对策具有借鉴作用。     

不同树种对森林土壤可溶性有机碳空间异质性的影响

通过调查同一个森林生态系统不同样地中多个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量,分析和探讨影响森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间异质性的环境因素。本项目在云南哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶原生林生态系统中进行,选择3个山谷样地上游森林生态系统原生土区域中7个主要树种作为研究对象,调查0~10 cm表层土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量。研究结果表明：硬壳柯、变色锥、木果柯、多花山矾和南洋木荷等5个乔木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量显著高于云南连蕊茶和云南越桔2个灌木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量;5个乔木树种中硬壳柯和南洋木荷2个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量明显大于另外3个乔木树种,说明不同树种对土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的空间异质性有明显影响。7个不同树种根际范围内土壤可溶性有机碳含量、土壤有机碳含量和土壤可溶性有机碳含量占土壤有机碳含量的比例在老君山神山谷样地中达到最大值,在三棵树山谷样地中降低为最低值,说明不同山谷样地中的环境条件也可以显著影响土壤可溶性有机碳和有机碳含量及两者之间的比例。本项目研究结果充分证明森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间分布规律的复杂性和环境控制因子的多样性,可为全球各种类型森林生态系统土壤有机碳成分和碳贮量等方面的研究内容提供新的思路和方向。     

根际反硝化作用与N2O释放

对根际反硝化作用及N2O的释放进行了综述。反硝化过程与N2O的产生及释放有密切的关系。反硝化作用产生的N2O量不仅取决于反硝化速率，而且也取决于那些影响反硝化产物N2O／N2比值的参数。在植物根际这一特殊土壤区域中，反硝化作用受NO3^-,C及O2的综合影响，豆科作物根瘤是一个特殊的根际系统，根瘤菌的反硝化作用及N2O释放应引起更大的关注。植物根际不仅对反硝化作用产生影响，而且对N2O释放也起了重要的通道作用，特别是对渍水土壤有重要的意义。文章最后指出了一些尚需深入研究的问题。