铝在土壤-青菜系统中迁移分配及对微生物生态的影响

通过温室盆栽试验，研究了长江三角洲地区3种典型土壤类型中Pb在土壤-青菜系统中的转运及Pb污染对青菜Pb含量、土壤硝化细菌和微生物多样性的影响。结果表明，Pb在土壤-青菜系统中的转运是非线性的。青菜地上部Pb含量与0．43mol／LHNO3和0．05mol／LEDTA提取态Pb显著相关，青菜Pb含量与0．01mol／LCaCl2提取态Pb相关性不显著。研究认为，0．43mol／LHNO3和0．05mol／LEDTA提取态Pb可成为土壤Pb植物有效性的评价指标。青紫泥和滩潮土中添加Pb浓度为125—625mg／kg，对土壤硝化细菌数量和土壤微生物多样性影响不明显。以基于人体健康风险、国家食品卫生标准和植物毒性为依据，计算得出的总Pb临界浓度分别为：黄泥砂土140、59和12263mg／kg，青紫泥790、292和13902mg／kg，滩潮土1266、418和30422mg／kg。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程，生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因素导致生态系统功能衰退，植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响。土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升，其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加，也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的，由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响，微生物生物量将可能减少，因为在大多数陆地生态系统中，有机碳源限制着土壤微生物的活性。     

六种有机污染物对土壤微生物的影响

为排除实验误差的干扰，得出较为可靠的分析，本文用数理统计中“方差分析”方法研究了苯乙烯、间-二氯苯、邻-二氯苯、氯苯、邻苯二甲酸二丁酯、十六烷等六种有机污染物对自行分离鉴定的褐球固氮细菌（Azotobacter chroococcum）、纤维单胞菌（ Cellulomonas sp.)以及土壤中放线菌、霉菌、酵母菌的影响。结果表明，邻苯二甲酸二丁酯在10ppm、50ppm 两种浓度均使纤维单胞菌无一存活，其它五种污染物在两种受试浓度对土壤微生物效应各不相同。有的无显著影响，有的刺激土壤中霉菌，有的使酵母菌数量增加，有的则有一定的抑制作用。     

接种微生物对土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性的影响

针对提高植物修复土壤重金属污染的效果,以印度芥菜作为重金属富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂(A处理)和黑曲霉发酵液(B处理)对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用效果。结果表明:巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂,不仅可以促进富集植物的生长,使其印度芥菜的生物量提高24.73%,并且可促进土壤Cd、Pb、Zn的活化,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量分别提高15.02%、7.65%和2.23%,增强富集植物对土壤的Cd、Pb、Zn富集吸收,使印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的提取量分别提高52%、121%和23%,显著提高其植物修复效果。从对植物生理生化指标的影响来看,A处理对植株的伤害程度要低于B处理,它是一种有助于植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的微生物制剂,在植物修复领域有较高的利用价值。然而,黑曲霉混合发酵液不适于促进植物修复应用。     

阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响

采用实验室培养试验研究了阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响。结果表明：阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理释放的CO2与对照无明显差异,根据危害系数法的分级方法,其属于无实际危害级农药;阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理在初始阶段,明显降低土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,随培养时间推移土壤微生物生物量碳和生物量氮有所恢复,随后又有所下降,30d后土壤微生物生物量变化趋于平缓;阿特拉津除草剂对土壤微生物多样性产生一定影响．其影响随培养时间而异。在一定程度上反映出土壤微生物生态特征指标可作为除草剂污染土壤环境质量变异的参考指标。     

土壤和叶面铅污染对铅在水稻体内的分布和积累的影响

分别采用土壤添加和叶面喷施Pb(OAC)2·3H2O的方式,进行了黄棕壤盆栽水稻Pb污染试验.结果发现:当土壤添加的Pb量为2000 mg/kg时,水稻地上部分干重与对照相比下降显著,产量无显著变化.叶面Pb污染对水稻地上部分干重和产量均无显著影响.无论是土壤Pb污染还是叶面Pb污染,随着外源Pb污染浓度的增高,水稻植株各部分Pb含量也相应增高,其大小顺序在土壤污染时依次是根＞叶＞茎＞籽粒,叶面污染时是叶片＞根＞茎＞籽粒;不管是土壤Pb污染还是叶面Pb污染,水稻叶片的Pb含量与籽粒Pb含量之间的相关性显著.通过计算得出了水稻籽粒Pb含量与外源Pb污染浓度之间的相关性拟合曲线,从而进一步计算得出黄棕壤总Pb含量毒性临界值是95.7 mg/kg, 叶面污染溶液Pb的毒性临界值在实验条件(喷施9次,每次200 ml)下为46.2 mg/L.     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法,研究了土壤中不同浓度重金属铅（Pb,0-800 mg.kg^-1）、镉（Cd,0-50 mg.kg^-1）单一及其复合处理对玉米（Zea mays L.）生长及土壤微生物（细菌、放线菌、真菌）数量的影响。结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响。重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb（≤300 mg.kg^-1）、Cd（≤10 mg.kg^-1）单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度（Pb≥800 mg.kg^-1、Cd≥50 mg.kg^-1）则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量。玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著。     

土壤中铅的来源及生物有效性

土壤中铅有自然来源和人为来源。植物对铅的吸收和积累,决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物种类、叶片大小和形状等。饮用水中的铅主要来自河流、岩石、土壤和大气沉降。在生物圈循环过程中,铅污染通过呼吸、饮用水、食物等途径到达食物链的终端,最终使人体受到铅的危害。土壤铅全量与作物产量及铅吸收量的相关性要低于土壤有效铅。影响土壤铅的植物有效性的因素包括土壤铅全量、土壤理化性质、土壤微生物、高等植物等。目前,评价土壤中金属植物有效性的方法主要有:化学提取法、植物吸收试验、微生物和酶活性试验及同位素法。     

不同土壤质地条件下麦秸、铅对镉在水稻-土壤系统中迁移的影响

通过室外砂土和黏土的大型土柱栽培试验,研究了麦秸、铅对镉在水稻-土壤中迁移的影响。研究结果表明,在砂土和黏土中随着水稻的生长发育,水稻植株镉含量逐渐降低,添加铅和麦秸均促进了水稻对镉的吸收,增加了水稻植株镉的含量,且铅的促进效应大于麦秸处理。添加铅和麦秸有利于镉向籽粒的转运和提高水稻籽粒镉的富集系数,砂土中添加铅、麦秸的处理籽粒镉含量和富集系数比镉单一处理分别增加44.00%、36.00%和41.67%、50.00%;黏土中分别增加58.62%、43.00%和46.15%、61.54%。镉进入土壤后会随着水分流动向下迁移,在砂土中的迁移能力大于黏土。随着土壤深度的增加镉含量逐渐减少,黏土在40～60cm、砂土在60～80cm土层中镉含量与对照含量差异不显著。添加铅和麦秸可以降低镉在土壤中向下迁移的能力,降低幅度黏土大于砂土。     

土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0V·cm^-1的电压梯度下,不同电场切换周期（24h、5h、10min和1min）对土壤微生物群落的影响。结果表明,电压梯度为3.0V·cm^-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量。研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据。     

铅锌矿区污染土壤微生物活性研究

通过野外调查和采样分析，研究了浙江衢州铅锌矿区土壤的微生物、土壤酶活性及植物重金属积累特性。结果表明：矿区污染区土壤Ph、Zn、Cd、Cu全量的平均值分别是对照土壤的267．8倍、132．6倍、41．8倍、17．0倍。矿区植物体内重金属含量与土壤重金属全量和有效态含量呈显著正相关。矿区土壤随着重金属含量的增加，土壤微生物生物量碳逐渐降低，而土壤基础呼吸、微生物代谢商则升高，矿区中心污染土壤微生物生物量碳只有对照土壤的72％，而基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1．6倍和2．3倍。铅锌矿口附近污染区土壤酶活性较低，对照土壤的各种酶活性最高。其中土壤脱氧酶的活性变化最大，作为矿区重金属污染的指标更灵敏。     

不同培肥管理措施对土壤微生物生态特征的影响

本文研究了厩肥区、秸杆区、化肥区和无肥对照区四种不同培肥管理措施对土壤微生物生态特征的影响,结果表明,施入厩肥、化肥或秸杆还田均能明显增加土壤微生物生物量及呼吸量;土壤微生物生物质量、土壤呼吸及代谢商等微生物指标均与土壤有机质的变化呈相同的变化趋势;BIOLOG生态盘测试亦揭示了培肥管理措施能明显影响土壤微生物的群落结构。     

夜间增温对小麦吸持铅素的影响

当前非对称气候变暖及部分农业土壤铅富集潜在影响我国小麦生产,揭示夜间增温对小麦吸持铅素及其分配的影响有助于确保粮食安全生产。利用田间被动式夜间增温系统设置不同铅浓度客土盆栽试验,研究小麦产量与地上部组织的生物量、铅含量与积累量、铅富集系数和迁移系数随温度变化的响应。结果表明,夜间增温显著增加小麦产量8.3%,却显著降低茎叶和地上部总干重;铅污染表现为负效应且随污染程度增加而加大。夜间增温显著降低地上部植株、籽粒与颖壳中铅含量,但对茎、叶中铅含量影响不大;分别显著降低籽粒中铅积累量7.6%(轻度污染)和6.8%(重度污染)、颖壳中铅积累量12.0%(无污染)和13.9%(重度污染)和全部污染处理下小麦地上部(14.0%~23.3%)、茎(22.5%~24.9%)、叶(17.9%~31.8%)中铅积累量。夜间增温显著降低无污染处理铅在茎、叶、籽粒和颖壳中的富集系数和轻污染处理铅在茎、籽粒和颖壳中的富集系数,但未显著影响重度污染处理铅在各器官中的富集系统。增温显著降低了全部污染处理中由茎向籽粒、颖壳转移的铅迁移系数。夜间增温有利于小麦生产且能降低铅胁迫农田粮食遭受铅污染的潜在风险。     

土壤、蔬菜的铅污染相关性分析及土壤铅污染阈限值研究

为探求土壤重金属污染和蔬菜污染的相关性,为绿色蔬菜生产提供技术支持,以郑州市常见的5种叶菜类蔬菜[油麦菜（Lactuca sativa var．Asparagina）、荆芥（Schizonepeta tenuifolia Briq）、蕹菜（Lpomoea aquelica）、生菜（Lactuca sativa）、苋菜（Amaranthus hypochondriacus）]为试验材料,采用温室盆栽土培的方法研究了土壤Pb浓度与蔬菜污染的相关性,并对绿色蔬菜生产要求的土壤Pb污染阈限值进行了预测。研究结果表明：低浓度Pb污染的土壤对蔬菜生长、产量无明显影响;随着施Pb浓度的增加,5种蔬菜中的Pb含量均呈增加趋势,且与土壤中的Pb含量相关性显著;模拟得出的Pb阈限值油麦菜为39．9092±2．4469mg·kg^-1,荆芥43．8986±3．5855mg·kg^-1,蕹菜35．2934±1．7872mg·kg^-1,生菜33．6964±2．1512mg·kg^-1,苋菜34．5396±2．4254mg·kg^-1;对Pb富集能力由大到小排序为生菜〉苋菜〉蕹菜〉油麦菜〉荆芥。     

黄绵土铅形态与土壤酶活性关系的研究

采用添加外源铅和室内培养的方法,研究了黄绵土盆栽小青菜后土壤中铅的形态分布规律及土壤酶活性对铅污染的响应,并分析了土壤铅形态与土壤酶活性的关系。结果表明,未污染黄绵土中铅各形态的比例为：可交换态0.77%,碳酸盐结合态6.27%,铁锰氧化物结合态1.82%,有机结合态13.4%,残渣态77.74%。铅污染后黄绵土中各形态铅的浓度随着外源铅浓度的增加而极显著增加,土壤受到铅污染后,各形态铅的比例发生了显著变化,上列各形态所占比例依次为0.346%、18.464%、0.496%、46.532%、34.168%。铅污染对过氧化氢酶和碱性磷酸酶产生极显著影响（[R过氧化氢酶=0.841 1,P过氧化氢酶〈0.001,n=18;R碱性磷酸酶=-0.986 9,P碱性磷酸酶〈0.001,n=18）],二者可以作为土壤铅污染的评价指标;总铅对过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性变化没有任何贡献,进一步说明不能采用总铅含量作为土壤铅污染的评价指标。在铅的各化学形态中除有机结合态外,过氧化氢酶与其余各形态铅含量均呈极显著正相关;碱性磷酸酶与各形态铅均呈极显著负相关;碳酸盐结合态对过氧化氢酶和碱性磷酸酶的直接影响最大,而且铅的其他化学形态通过碳酸盐结合态的间接影响亦最大,表明各形态铅中以碳酸盐结合态对两种酶的影响为主,该两种酶与碳酸盐结合态相结合可作为土壤铅污染评价指标。     

秸秆覆盖对红壤旱地作物生长及土壤质量的影响

为了解红壤旱地秸秆覆盖还田的效应,在江西典型红壤旱地上建立定位试验,以研究秸秆覆盖还田对土壤质量演变及作物产量的影响,为提高红壤旱地的综合生产能力提供依据。4a定位试验的结果表明:(1)红壤旱地作物行间秸秆覆盖还田有利于促进作物根系和地上部生长、提高作物产量,作物单产较对照(不覆盖)提高15%～20%;(2)提高土壤肥力水平,有机质提高1.8g/kg、土壤速效N、K含量分别较对照提高8.0%、8.1%;(3)增加土壤生物活性,土壤真菌、细菌的数量分别较对照增加92.0%、31.1%,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性分别较对照提高37.6%、19.9%和42.1%;(4)改善土壤结构,土壤容重降低了0.022g/cm3,干旱时土壤含水量较对照高出4个百分点左右。而且随着定位时间的延长,作物增产和培肥改土效果更明显。     

连续秸秆还田对稻麦轮作农田土壤养分及碳库的影响

为探索苏中地区适宜的秸秆还田量对土壤肥力和产量的影响,本文通过开展大田定位试验,研究了稻麦轮作条件下,不同秸秆还田量对农田土壤养分、碳库以及作物产量的影响。经过连续5季秸秆还田定位试验,结果表明:1不同秸秆还田量能不同程度地增加土壤全氮、有效磷和速效钾含量,且以连续5季75%还田量对土壤养分含量增加效果最为显著,分别比对照提高了3.54%、3.97%和10.28%;2连续5季75%秸秆还田量显著提高了土壤总有机碳含量,而水溶性有机碳和易氧化有机碳含量则以50%和75%还田量表现出明显优势,其对土壤碳素有效率以及碳库管理指数的影响亦是如此;3不同秸秆还田量处理对周年粮食产量均有不同程度的提高,表现为稻麦秸秆均还田仅稻秸或麦秸还田稻麦秸秆均不还田,且以连续5季75%还田量影响最为显著,增幅为10.01%。综合考虑,在该地区稻麦轮作条件下,以75%秸秆还田量为宜,可显著提高土壤肥力,增加作物产量。     

长期施肥下土壤性质变化及其对微生物生物量的影响

在对长期施用化肥以及与有机肥配施处理的红壤稻田土壤水分特征曲线研究的基础上,考察了土壤性质变化及各种孔隙分布特征,探讨了不同大小孔隙分布和有机碳含量以及微生物生物量的关系。结果表明：长期施用有机肥增加了土壤有机碳含量,提高了土壤保持水分的能力。相比于不施肥处理(通气孔隙度0.121 m3/m3),施用有机肥增加了土壤的通气孔隙(通气孔隙度0.156 m3/m3),施用化肥减少了土壤的通气孔隙(通气孔隙度分别为NK 0.11 m3/m3,NP 0.115 m3/m3,NPK 0.082 m3/m3,2NPK 0.113 m3/m3),长期施用有机肥的土壤中大孔隙度和中孔隙度分别是施用化肥和不施肥处理的 1.45 ~ 1.68倍和1.22 ~ 1.43倍,小孔隙度在0.39 ~ 0.41 m3/m3之间,且所有施肥处理之间无显著差异。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与土壤总孔隙度和中孔隙度均极显著相关(P<0.01),与土壤大孔隙度显著相关(P<0.05),土壤微生物生物量碳和呼吸强度与大孔隙度显著相关(P<0.05),说明长期施用有机肥是通过提高土壤有机碳来改善土壤中、大孔隙比例,最终提高土壤总孔隙度,增加土壤大孔隙的数量,有利于土壤微生物的活动的。     

不同磷肥调控措施下红壤磷素有效性和利用率的变化

南方红壤区磷肥当季利用率仅为10%～25%,提高磷肥利用率是亟待解决的问题。通过两年田间试验,分析了不同磷肥品种（过磷酸钙、猪粪、钙镁磷肥、磷酸一铵、磷酸二铵）、磷肥梯度（常规施磷、减磷20%、减磷30%）以及调控措施（石灰、钙镁磷肥配施磷酸二铵、钙镁磷肥配施秸秆）对红壤磷素有效性和作物生长的影响,探索提高磷肥利用率的途径。结果表明,各磷肥品种间,以猪粪处理土壤有效磷、地上部生物量、磷肥累积利用率等指标最高,土壤有效磷较不施磷处理两年分别提高了32%和241%,地上部生物量较不施磷处理两年分别提高了73%和510%,两年的磷肥累积利用率分别为16.4%和26.5%;伴随磷肥用量的减少,土壤有效磷含量显著降低,而对油菜生长、磷肥利用率及磷肥农学效率无显著影响;与单施钙镁磷肥相比,钙镁磷肥配施磷酸二铵能显著提高油菜籽粒产量、土壤有效磷含量、磷肥累积利用率、磷肥农学效率、土壤磷素盈余量等指标。添加石灰可提高作物产量及土壤有效磷含量。油菜产量与土壤有效磷呈极显著正相关关系。上述结果表明,猪粪替代化学磷肥可达到减施增效、促进作物生长的目的,且以减磷30%为宜;钙镁磷肥配施磷酸二铵可推荐为磷肥调控...