土壤接种棘孢木霉菌降低小油菜砷胁迫及其可能机理

农田土壤中砷的过量累积会影响作物生长,砷可通过食物链影响人体健康。缓解土壤砷对作物生长的胁迫和累积是亟待解决的科学问题之一。本文以具有高耐砷和砷形态转化能力的棘孢木霉菌为研究材料,通过盆栽试验研究了棘孢木霉菌对外源砷胁迫下小油菜生长的影响及其可能机理。结果表明:120 mg·kg-1外源砷污染土壤上小油菜生长受到显著抑制,接种棘孢木霉菌可显著促进小油菜生长;接种棘孢木霉菌降低了小油菜对砷的吸收及富集系数,与未接菌污染土相比,小油菜地上部和地下部砷含量分别降低了12.4%和20.2%,砷富集系数降低了7.8%。接种棘孢木霉菌使土壤有效态砷含量降低了15.7%,土壤和小油菜地上部均检测到一甲基砷和二甲基砷,表明接种棘孢木霉菌促进了土壤中砷的甲基化,降低了土壤中砷有效性和小油菜体内砷的毒性。此外,外源砷胁迫下小油菜超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,以及谷胱甘肽、抗坏血酸及丙二醛含量显著升高,而接种棘孢木霉菌可降低小油菜部分抗氧化胁迫相关酶活性,表明接种棘孢木霉菌有效缓解了砷对小油菜生长的胁迫。研究结果可为今后砷高风险农田的安全利用与风险调控提供材料与技术参考。     

贵阳市城区土壤重金属分布特征及污染评价

调查了贵阳市不同功能区表层土壤中重金属含量及其分布特征,以基线为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法对重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明,贵阳市城区土壤重金属(Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn)主要来源于工业、交通以及燃煤等活动,其平均含量分别为0.108、0.320、20.53、22.17、35.71、64.87、48.65、217.90mg/kg,除Cr外,均显著高于相应基线。工矿区土壤中Pb、Zn含量显著高于其他功能区(p0.05)。Hg和Cd是主要的生态危害因子,其污染已达强生态危害水平,其余均显示为轻微生态危害水平;不同功能区土壤重金属污染均已达强生态危害水平,且污染程度依次是:商务区工矿区文教区居民区城市绿地交通区。     

洞庭湖区水稻侧条施肥技术应用与展望

环保型农业在我国已呈雨后春笋之势,将环境效益列为首位的水稻侧条施肥技术也在洞庭湖区得以较为广泛的应用,但这一技术在进一步深入推广过程中仍然存在一些问题,如农户认知程度不高,技术壁垒制约,缺乏相应补偿机制等。从当前推广现状人手,结合国外先进经验,分析了洞庭湖区水稻侧条施肥技术推广中存在的问题,并针对性地提出解决对策,旨在为当地环保型农业技术的推广应用探索方向。     

不同施肥模式对设施菜地细菌群落结构及丰度的影响

【目的】研究设施菜地不同施肥处理下细菌群落结构和丰度的变化。【方法】利用16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析（T-RFLP）技术与实时荧光定量（Real-time）PCR 相结合的方法,研究了不施肥（CK）、1/2量氮磷钾化肥+1/2量有机肥（1/2 MNPK）、氮磷钾化肥+有机肥（MNPK）、有机肥（M）、氮磷钾化肥（NPK）5种不同施肥处理对土壤中细菌群落结构和丰度的影响。【结果】147个阳性质粒测序结果显示设施菜地土壤中细菌主要包括厚壁菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、蓝藻门、硝化螺旋菌门及浮霉菌门10个门。其中变形细菌（26.53%）、拟杆菌（14.97%）和放线细菌（10.88%）是优势菌,共52.38%。Shannon-Wiener、Simpson’s diversity、Margalef指数均是在1/2 MNPK 处理下0—20 cm表层土壤中达到最高,分别为3.14、0.945、4.31,Evenness指数则以NPK处理0—20 cm土层最高,为0.941。不同施肥处理细菌的主要类群种类及丰度明显不同。RDA分析显示pH（P=0.002）和有机质含量（P=0.006）是造成群落结构差异的主要原因。定量PCR结果显示1/2 MNPK 处理下0—20 cm和20—40 cm土层中细菌的16S rRNA基因丰度最高达5.26×109和4.96×109拷贝数/g,比CK处理增加90.8%和197.5%。【结论】施用有机肥处理的土壤中细菌的优势种群明显不同于单施化肥和不施肥,适量化肥和有机肥配合施用（1/2 MNPK）可以显著增加土壤中细菌的丰度。     

施肥对设施菜地氨氧化细菌群落和丰度的影响

以甘肃武威设施菜地为对象,采用amoA基因末端限制性片段多态性分析(PCR-TRFLP)技术与实时荧光定量PCR(Realtime PCR)相结合的方法,研究了不同施肥处理下土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化.结果表明:设施菜地中氨氧化细菌的优势种群均为Nitrosospira cluster 3属,亦含有少量Nitrosomanas cluster 7属.定量PCR分析发现在当地农民习惯施肥用量一半的处理下(1/2 MNPK),0～20 cm和20～40 cm土层中氨氧化细菌的丰度最大值分别为每克干土9.95×107、6.65×107拷贝数,比不施肥处理增加了105.0％和315.3％.施肥类型、土壤层次均是导致氨氧化细菌群落结构和丰度变化的重要因素.研究结果对进一步探讨设施栽培条件下氨氧化细菌的功能、环境适应机理及其在土壤氮素循环中的作用等,均具有较大的参考意义.     

施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及pH的影响

在甘肃武威市设施栽培条件下,通过田间小区试验研究了不同施肥量及肥料种类（化肥、有机肥、有机＋无机）对设施土壤硝态氮累积、硝态氮在土壤剖面运移及土壤pH值变化的影响。结果表明：施氮量和肥料种类对土壤硝态氮的累积和淋溶均有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20cm土层硝态氮累积量的影响最为显著;在同等施氮量时,单施无机肥处理（NPK）、有机无机肥减半配施处理（1/2MNPK）、单施有机肥处理（M）,在40～150cm土层硝态氮的累积量分别为267.33、211.94、125.72kg.hm-2,表明只施用化肥较有机肥、有机肥与化肥配施更易造成土壤硝态氮淋溶并在深层累积。将农户习惯施肥量（MNPK）减半后施用（1/2MNPK）对蔬菜产量没有影响,并且显著减少了硝态氮在土壤中的累积,表明当地农户设施栽培肥料施用量过高,不仅造成肥料利用率低,栽培成本高,还可能给地下水位较浅的地区带来环境污染的风险。此外,土壤硝态氮含量与pH值呈极显著负相关关系,表明硝态氮在土壤中大量累积会造成土壤pH值的下降。     

应用水培方法筛选砷低吸收生菜的比较研究

为准确、快速比较作物对砷吸收能力的差异,建立适合砷低吸收作物筛选的方法,以5个生菜品种为对象,以土培法为基准,对旺盛生长期水培、全生育期水培和短期胁迫培养等方法下生菜砷吸收能力等进行了比较。结果表明:旺盛生长期水培、全生育期水培所得出的不同品种生菜对砷吸收能力与土培法基本一致,各品种间差异显著,且旺盛生长期以后生菜地上部砷含量不再随时间和生物量的变化而出现显著变化;短期胁迫培养下各品种生菜地上部砷含量尽管有一定差异,且其获得的不同品种生菜对砷吸收能力的顺序与其他方法基本一致,但相互间差异不显著。5个生菜品种中紫罗马生菜对砷吸收的能力最弱,在轻微和中度砷污染土壤中地上部砷含量分别为0.42 mg·kg-1和0.77 mg·kg-1,仅为其他品种生菜的49.8%~72.4%,各品种生菜砷吸收能力的大小排列顺序为耐抽薹生菜绿萝美国大速生罗沙绿紫罗马。综合本研究结果,旺盛生长期水培可以作为砷低吸收生菜筛选的优选方法。     

猪粪中铜、锌与等量水溶性盐对两种叶类蔬菜的植物有效性比较

选取潮棕壤、红壤和灌漠土为试验用土,采用盆栽试验研究了猪粪中重金属Cu、Zn对空心菜和小白菜的植物有效性,并与添加等量Cu、Zn水溶性盐的植物有效性进行了比较。结果表明:当猪粪施用量为50 g·kg~(-1)时,空心菜地上部Cu、Zn含量均低于等量水溶性重金属盐的处理。猪粪中Cu、Zn在潮棕壤、红壤和灌漠土上种植的空心菜的植物有效系数分别为48.95%、89.77%、67.81%和22.40%、10.1%、54.24%,在第二季作物小白菜上的植物有效系数较空心菜均有较大幅度的提高,分别为91.38%、135.97%、128.32%和59.06%、15.23%、99.94%。当猪粪施用量为100 g·kg~(-1)时,三种土壤上空心菜和小白菜地上部Cu含量均高于等量水溶性Cu盐处理。猪粪中Cu的植物有效系数均大于100%,而Zn有效性系数除个别处理外,均低于100%。猪粪中Cu、Zn有效性系数总体呈现随施用量增加、施用时间延长而显著升高的趋势。此外,猪粪中Cu、Zn的植物有效系数在三种供试土壤之间亦有明显差异,猪粪中Cu有效系数为红壤灌漠土潮棕壤,Zn有效系数则为潮棕壤灌漠土红壤。综上,施用猪粪增加了空心菜和小白菜地上部Cu、Zn的含量。     

土壤腐殖酸与~(109)Cd、~(65)Zn及其复合存在的络合物稳定性研究

 应用同位素示踪法和离子交换平衡法测定了 Ｃｄ、Ｚｎ为单一离子及复合存在时．土壤胡敏酸（ＨＡ）和富里酸（ＦＡ）与Ｃｄ、Ｚｎ的络合稳定常数及配位数。结果表明、Ｃｄ、Ｚｎ为单一离子时．ＨＡ－１０９Ｃｄ（６５Ｚｎ）络合物的稳定常数与配位数均大于ＦＡ－１０９Ｃｄ（６５Ｚｎ）络合物稳定常数与配位数，而ＨＡ（ＦＡ）－６５Ｚｎ的稳定常数与配位数大于ＨＡ（ＦＡ）－１０９Ｃｄ。１０９Ｃｄ、６５Ｚｎ为复合体系共存与单一存在相比较．ＨＡ（ＦＡ）－６５Ｚｎ络合物稳定常数与配位数有明显的提高，ＨＡ（ＦＡ）－１０９Ｃｄ络合稳定常数与配位数则明显降低。研究结果说明，在重金属污染土壤上施用大分子的腐殖酸较小分子的腐殖酸更能有效地降低重金属元素的植物有效性，Ｚｎ污染土壤上施用腐殖酸较Ｃｄ污染土壤上施用腐殖酸更能有效地降低重金属元素对植物的毒害。而 Ｃｄ、Ｚｎ复合存在时与单一离子存在时相比较，施用腐殖酸将增加 Ｃｄ污染的危害，而减少Ｚｎ污染的危害。     

3种土壤对水溶性有机物的吸附和解吸研究

【目的】了解不同类型土壤对水溶性有机物的吸附和解吸差异,为有机肥的合理施用以及进一步研究其化学行为提供参考。【方法】选择普通肥熟旱耕人为土（黑土母质发育）、石灰肥熟旱耕人为土（褐土母质发育）和酸性肥熟旱耕人为土（第四纪红壤母质发育）3种理化性质差异较大的土壤,开展添加水溶性有机物（DOM）后不同吸附时间下土壤对DOM的吸附和解吸试验,并利用相关模型计算了土壤对DOM吸附和解吸的参数。【结果】外源DOM进入土壤后,能很快被土壤胶体吸附,并在1 h内达到平衡;3种土壤对DOM的吸附差异明显,其达到平衡时的吸附量分别为10 236、8 372和10 088 mg•kg-1,即以有机质含量高的普通肥熟旱耕人为土和pH低的酸性肥熟旱耕人为土对DOM的吸附量大;3种土壤对所吸附DOM的解吸量比较,在吸附量达到最大时,解吸量占吸附量的比例分别为63.2%、42.1%和93.3%;3种土壤对所吸附DOM的解吸能力比较,亦为酸性肥熟旱耕人为土＞普通肥熟旱耕人为土＞石灰肥熟旱耕人为土。【结论】土壤性质与其对DOM的吸附和解吸密切相关,因此,不同类型土壤在有机肥施用量和施用方法上也需要相应进行改变。