硅酸盐细菌促进玉米生长的生理机制

采用土培与水培试验相结合的方法研究了硅酸盐细菌促进玉米生长的生理学机制。结果表明，硅酸盐细菌可以增加玉米的生物量和含水量；叶片中叶绿素的含量比对照高20％以上。硅酸盐细菌还能提高植物体内的硝酸还原酶(NRA)和ATPase的活性，促进植物对N素的吸收和利用。硅酸盐细菌处理可降低介质中的pH，从而有利于介质中养分的活化与迁移。     

土壤洗脱与光降解技术联合修复氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的研究

探讨土壤洗脱与光降解技术联合修复有机污染土壤的可行性,对于有效控制土壤中的有机污染物有重要意义。针对氯丹和灭蚁灵生产企业场地污染土壤,选取16种洗脱剂对其中的氯丹和灭蚁灵进行增效洗脱,优化了Triton X-100洗脱污染土壤的工艺条件,并进一步研究了采用光降解技术降解洗脱液中氯丹和灭蚁灵的可行性。结果表明,Triton X-100、Tween 80和HPCD对复合污染土壤中氯丹和灭蚁灵均有较好的洗脱效果,由于Triton X-100中的发色芳基可吸收紫外光,促进污染物的光降解,选取Triton X-100作为氯丹和灭蚁灵复合污染土壤的洗脱剂。Triton X-100洗脱氯丹和灭蚁灵复合污染土壤的最佳工艺参数为:浓度10 mmol·L^-1,洗脱时间60 min,固液比1:10,洗脱3次。在此最佳工艺条件下,污染土壤中氯丹和灭蚁灵的累计洗脱率分别为98.7%和45.3%。500 W汞灯照射洗脱液,反应3 h后氯丹完全降解,灭蚁灵在反应1 h后几乎完全降解,这表明土壤增效洗脱与光催化联合处理是一种修复氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的有效技术。     

硅酸盐细菌的生物效应和根际效应

通过土培和水培试验,探讨了硅酸盐细菌的生物效应和根际效应。结果表明,当硅酸盐细菌的处理浓度在0～250g·L-1浓度范围内时,对小麦种子的发芽率几乎无影响。在0～2g·L-1浓度内,促进小麦苗和根的生长,以2g·L-1浓度对小麦苗和根的促生效果最佳;浓度为2～250g·L-1时,生长促进作用逐渐减弱直至抑制小麦的生长。硅酸盐细菌也能促进玉米苗的生长,对玉米根的促生效果优于地上部。硅酸盐细菌处理的小麦根际pH和速效P含量明显低于对照,而速效K则高于对照。     

微生物制剂促进植物生长机理的研究进展

微生物制剂应用于农业生产,能促进植物生长,且无环境污染,因此被广泛开发用作生物肥料,生防制剂及作物和土壤中残留化学物质的降解剂。但是,对微生物制剂促进植物生长的机理研究不多,在一定程度上阻碍了微生物制剂的发展和正确使用。这样,微生物制剂促进植物生长的机理及相关研究就成为迫切需要解决的问题。本文主要阐述了微生物制剂直接和间接促进植物生长的机理研究进展。     

不同条件下小麦根系吸收菲的动力学参数变化

为揭示植物根系吸收多环芳烃(PAHs)的生物化学机制,建立疏水性有机污染物的植物根系吸收数学模型,并为科学预测农作物的污染风险提供依据,采用水培方法研究了不同温度、pH、培养时间以及地上部分去除与否条件下小麦根系吸收菲的动力学参数的变化规律。结果表明,在15~30℃范围内,小麦根系菲吸收的Km(米氏常数)、Vmax(最大吸收速率)随着温度的升高而增大,Km、Vmax与温度的关系满足指数函数关系;当温度达到35℃时,Km和Vmax的值均出现了下降;在pH为3.00~8.00时,小麦根系对菲的亲和力随着pH的升高而降低,pH为5.50时Vmax达到最大值;幼苗期小麦根系对菲的亲和力随着苗龄的增加而增大,Vmax随着苗龄的增加而减小;活体根和离体根的菲吸收动力学差异不明显。研究显示,温度、pH、苗龄均能显著影响小麦根系菲吸收的动力学参数。     

表征复合型有机污染场地土壤污染程度的生态指标研究

以江苏吴江某复合型有机污染场地土壤为材料,用盆栽黑麦草出苗率和生长一段时期的生物量作为土壤可种植性的标准,通过对比分析不同污染程度场地土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性和小麦发芽指数以筛选可用于复合型有机污染场地土壤污染程度指示的灵敏生态指标.结果表明:土壤多酚氧化酶活性和小麦发芽指数可以灵敏表征该复合型有机污染场地土壤污染的程度,且与土壤可种植性存在显著相关关系,其中多酚氧化酶活性与黑麦草出苗率和生物量的相关系数分别为-0.956和-0.938(n=7);小麦发芽指数与出苗率和生物量的相关系数分别为0.936和0.755(n=7);若以黑麦草发芽率大于80%,出苗率大于50%,生长11 d株高大于4 cm作为土壤对植物生长无害的标准,则对应的土壤多酚氧化酶活性应小于0.8 mg·g-1,小麦发芽指数应大于110%.     

植物对土壤高量硝酸钙积累的反应与温室生理障碍机理浅析

硝酸钙在土壤中累积导致植物生长异常是温室栽培中常见的问题之一。高量硝酸钙何以会引起生长异常尚不十分清楚。本文从植物对硝酸根和钙的生理反应方面进行了探讨。植物对硝酸根的吸收与还原可引起根表和根细胞质pH上升,诱导植物缺铁,高量硝酸根对根系细胞质膜硝酸还原酶的诱导可引起亚硝酸根在根表形成,抑制根系尤其是根毛的生长和养分的吸收;细胞质膜硝酸还原酶有可能促进氧化锰在根表还原而利于锰在植物中的累积。高量可溶性钙既抑制其他阳离子的吸收,又通过对液泡膜阳离子/H+交换体的诱导,促进钙、锰、锌等离子在液泡中累积,加剧养分缺乏的程度。高硝态氮引起的高细胞质pH和可溶性有机氮含量等等,既可导致缺素症又可致抗病性下降,可能是病害容易发生的生理学原因。控温不好的温室如塑料大棚,昼夜温差大,易加剧细胞质pH的波动,促进离子或溶质在液泡中的累积,易加剧营养失衡,可能是温室生理障碍易发生的环境因素。     

利用31P核磁共振技术研究污泥中磷在土壤中的形态转换

为了解污泥中磷在土壤中的化学行为,采用NaOH/EDTA浸提和~(31)P核磁共振技术研究了污泥施用到3种典型土壤中后磷的形态变化.结果表明,和传统NaOH熔融法相比,NaOH/EDTA能浸提土壤中54%～93%的磷.酸性土壤磷的NaOH/EDTA浸提率相对高,而有碳酸钙沉积的土壤浸提率相对低.污泥施用到土壤后不但提高了土壤中磷的总量,而且增加了磷的形态,并和污泥本身磷的形态基本一致.磷在土壤中的形态变化主要发生在污泥施用到土壤的14 d之内,之后磷的形态基本稳定.其中无机正磷酸盐含量从55.22%～57.88%增加到80.32%～87.47%,正磷酸二酯完全消失,正磷酸单酯含量从23.80%～28.84%降至15%左右,而无机焦磷酸盐含量从10%左右降至1%以下.污泥施加到土壤中后,有机磷在短期内转化为无机磷,虽然有利于植物对磷的吸收利用,但对水体富营养化的潜在危害加大,建议污泥土地利用时要做到少量多次.就土壤不同性质而言,低pH和粘质土更有利于有机磷同定.     

淋洗法修复铬渣污染场地实验研究

铬渣污染场地已经列为我国土壤污染重点治理对象,急需修复铬渣污染土壤的关键技术.本文通过室内模拟实验,采用振荡淋洗的方法研究了水、EDTA、EDDS、柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、环糊精和十二烷基苯磺酸钠等淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、淋洗时间、土水比、淋洗次数等对淋洗效果的影响,并研究了不同淋洗剂复合对Cr的淋洗效果以及不同浓度柠檬酸淋洗前后重金属形态的变化.结果表明:水、EDTA、EDDS、环糊精和十二烷基苯磺酸钠对Cr的去除率较低,柠檬酸在浓度为0.5 mol ·L-1、土水比1:20、反应时间为24h、淋洗次数为2次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cr的去除率可达到82.8％;SDBS、EDTA与柠檬酸单独组合顺序或者混合淋洗,都没有增加柠檬酸对Cr的去除率.重金属形态分析表明,柠檬酸淋洗有效地改变了Cr的形态从而达到较高的修复效果.当柠檬酸浓度小于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅵ)为主;当柠檬酸浓度大于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅲ)为主.本文的研究结果为异位淋洗修复铬渣污染土壤提供理论依据.     

苏南地区汞污染农田土壤植物套作修复模式的筛选

为探究不同作物-超富集植物套作模式对修复汞污染农田土壤的效果,本研究通过盆栽试验,以小麦、大豆、油菜等作物为研究对象,将其分别与野艾蒿、乳浆大戟、悬钩子等汞富集植物搭配套作,研究不同套种体系修复汞污染农田土壤的效果。结果表明：与富集植物进行套作时,作物根、茎、叶和籽粒的汞含量有不同程度的下降,其中根部汞含量下降最明显,作物与富集植物套作可以降低作物体内汞含量。与小麦单作相比,野艾蒿、悬钩子与小麦套作可以增加小麦地上部生物量,增加幅度分别为49.37%和42.45%。小麦/野艾蒿套作和小麦/悬钩子套作富集植物中汞的转移系数（Transfer factors,TF）接近,但野艾蒿汞的生物富集系数（Bioconcentration factor,BCF）显著高于悬钩子,是其的2.59倍;大豆的两种套作模式下,乳浆大戟的TF、BCF值皆高于野艾蒿,分别是其的1.41倍和1.50倍;油菜的两种套作模式下,悬钩子和野艾蒿的TF值接近。结果分析显示野艾蒿适合与小麦套作,乳浆大戟适合与大豆套作。综上所述,小麦/野艾蒿、大豆/乳浆大戟套作模式可以降低作物体内汞含量,并在一定程度上提高小麦和大豆产量。