纳米银对四种不同性质土壤微生物量及酶活性的影响

为研究纳米银在土壤中的微生物毒性,采用室内培养方式,探究纳米银(0、10、50、100 mg·kg~(-1))对4种不同性质土壤中微生物数量、多样性、呼吸作用及酶活性的影响。结果显示,低剂量(10 mg·kg~(-1))纳米银对土壤微生物影响较小,中高剂量(50、100 mg·kg~(-1))纳米银处理下土壤可培养微生物数量显著降低。随着纳米银剂量的增加,黄褐土酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝菌门(Cyanobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、厚壁菌门(Firmicutes)群落丰度显著下降;变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)群落丰度显著增加。纳米银处理土壤呼吸作用减弱,土壤脲酶、蔗糖酶活性显著抑制,而荧光素二乙酸酯酶(FDA酶)、过氧化氢酶活性受纳米银剂量影响没有显著变化。同剂量纳米银处理下黄褐土、砖红壤中微生物性状因子对纳米银的响应强于水稻土和黄棕壤。多变量主成分分析显示,纳米银对真菌、FDA酶、过氧化氢酶的抑制与土壤有机质、砂粒含量正相关,对脲酶、蔗糖酶、呼吸作用的抑制与土壤pH值、阳离子交换量(CEC)正相关。综上分析,纳米银进入土壤后会对土壤微生物产生毒性作用,抑制微生物的生长繁殖,但不同门类微生物对纳米银的敏感程度不同,且纳米银的毒性受土壤性质的影响。     

高通量测序助力地质封存CO2泄漏情景下土壤细菌群落信息的挖掘

CO_2地质封存过程复杂,存在CO_2泄漏风险,进而会影响土壤生态系统,为研究地质封存CO_2泄漏应对措施,以玉米为研究对象,采用人工控制释放CO_2系统研究了玉米对地质封存CO_2泄漏的响应特征,并应用高通量测序技术分析了玉米土壤细菌群落结构及遗传多样性。结果表明:土壤CO_2浓度为30×104μL·L~(-1)(30 cm埋深处CO_2浓度)时,玉米表现出较好的适应能力,当CO_2泄漏量增加到40×104μL·L~(-1)以上时,玉米叶片等各项生长指标均表现为受胁迫特征;高通量测序结果显示试验共获得4个土壤样本的70 948个OTUs,但仅3.32%为4种泄漏条件下土壤所共有;遗传信息表明土壤细菌多样性和丰富度变化与CO_2泄漏浓度密切相关;变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门等为土壤优势菌群,而酸杆菌门在土壤CO_2浓度达40×104μL·L~(-1)下相对丰度大幅增加,暗示其可用作地质封存CO_2泄漏对土壤生态系统影响的指示菌。可见泄漏的CO_2会影响农作物生长及土壤细菌群落特征,而变化的土壤细菌多样性会影响农田生态系统功能等。     

UV-B辐射对元阳梯田稻田土壤活性有机碳含量与温室气体排放的影响

大田原位条件下,种植元阳梯田地方水稻品种白脚老粳,研究UV-B辐射增强(0、5.0 k J·m-2)对水稻生长期稻田土壤活性有机碳含量及其转化相关酶活性、温室气体排放量的影响,结果表明:UV-B辐射增强导致稻田土壤多酚氧化酶和蔗糖酶的活性显著降低,降幅为10%~17%;纤维素酶活性分蘖期和拔节期显著增加,分别增加了2.7 U·g~(-1)和5.5 U·g~(-1)。UV-B辐射增强显著降低水稻孕穗期、抽穗期和成熟期稻田土壤微生物量碳和易氧化有机碳的含量,降幅分别为10%~36%和9%~31.5%;增加拔节期、孕穗期和成熟期土壤溶解性有机碳的含量,分别增加了123.0、79.5 mg·kg~(-1)和57.8 mg·kg~(-1)。UV-B辐射增强显著降低水稻生长期稻田CH4的排放通量,降幅为23%~42%;但显著增加CO2和N2O的排放通量,分别平均增加418.9 mg·m-2·h-1和3.7μg·m-2·h-1。相关分析发现,稻田土壤多酚氧化酶活性与微生物量碳、易氧化有机碳含量呈显著正相关,且土壤微生物量碳含量与CH4排放通量呈极显著正相关。因此,UV-B辐射通过改变稻田土壤碳转化酶活性与活性有机碳含量,进而影响稻田温室气体排放。     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO_2和CH_4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO_2和CH_4的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO_2和CH_4排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m-2·h~(-1),平均值分别为445.8和0.42 mg·m~(-2)·h~(-1),低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO_2和CH_4排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势(GHGs,含N2O)降低了29.6%。相关性结果显示,CO_2排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH_4排放通量与6种土壤酶活性显著负相关(P0.05)。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO_2和CH_4的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

纳米银对土壤固氮微生物群落结构及固氮活性的影响

为评估纳米银在土壤环境中的风险,采用土壤培养方式,比较了不同浓度10 nm的纳米银(10、25、50 mg·kg~(-1))和50 nm的纳米银(25、50、100 mg·kg~(-1))暴露对土壤固氮微生物数量、群落组成以及固氮作用的影响。结果表明:纳米银暴露下土壤固氮微生物的种类减少,且慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、流行杆菌属(Vulgatibacter)和厌氧黏细菌属(Anaeromyxobacter)的相对丰度降低,而固氮弧菌属(Azoarcus)的丰度上升,群落组成发生明显变化;10 nm的纳米银暴露7 d对固氮微生物群落结构的影响最大,50 nm的纳米银暴露90 d固氮微生物群落结构变化最小;10 nm和50 nm的不同剂量纳米银暴露28 d,土壤自生固氮菌数量下降18.96%～47.28%和17.42%～27.78%;土壤固氮活性随着纳米银暴露时间的延长而降低,10 nm和50nm的不同剂量纳米银暴露90 d后,土壤固氮酶活性下降了14.55%～27.47%和17.87%～21.79%。研究表明,纳米银对土壤固氮微生物及固氮作用具有负面影响,且影响程度与其尺寸、剂量以及暴露时间有关。     

苦参碱对土壤酶活性的影响

土壤酶活性是影响土壤代谢的重要因素,为探讨植物源农药对土壤酶活性的影响,本文以苦参碱为试材,在实验室条件下探究其对土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性的影响。结果表明:随着苦参碱处理时间的延长,各处理土壤脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的变化趋势基本与对照一致;但同一处理时间不同浓度苦参碱处理相关酶活性的表现并不一致。至苦参碱处理14 d时,各浓度对土壤脲酶活性均表现为促进作用,且随着处理浓度的降低呈先升后降的趋势,在10 mg·kg~(-1)处理最高;不同浓度的苦参碱及其对土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的影响率存在剂量-效应关系,均以500 mg·kg~(-1)处理时促进效应最大。综上所述,在土壤酶活性基本上趋于稳定的14 d时,苦参碱在一定的浓度范围(50～500 mg·kg~(-1))内,有助于提高土壤脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性。     

阿特拉津对黑土酶活及其微生物多样性影响研究

以黑土为研究对象,采用室内培养方法,研究阿特拉津对黑土脲酶、转化酶、多酚氧化酶影响,采用RAPD技术分析土壤微生物群落。结果表明,低浓度(25 mg·kg-1)阿特拉津对黑土脲酶活性有促进作用,中、高浓度(50~125 mg·kg~(-1))阿特拉津对黑土脲酶活性具有抑制作用且浓度越高抑制越明显;阿特拉津抑制土壤转化酶活性,培养结束时(35 d),抑制作用仍然存在;阿特拉津对多酚氧化酶活性表现为抑制-促进-恢复规律;阿特拉津输入改变土壤微生物群落结构,浓度越高变化越明显。     

施加有机肥下木质素对平邑甜茶根系活力及根际土壤微生态的影响

本试验以1年生平邑甜茶为试验材料,通过盆栽试验及室内分析,探究在施用有机肥条件下,木质素对平邑甜茶根系活力、根际土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响。结果表明:(1)不论在10%或40%有机肥条件下,两种浓度木质素均不同程度的提高平邑甜茶的根系活力,其中2.5 g·kg~(-1)处理提高最多。(2)10%有机肥下,木质素抑制了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,2.5 g·kg~(-1)处理表现最为显著,1.5 g·kg~(-1)处理显著提高了土壤纤维素酶活性;40%有机肥下,两种浓度木质素均提高了土壤纤维素酶活性,2.5 g·kg~(-1)处理显著提高了蔗糖酶活性。(3)木质素某种程度上增加了根际土壤微生物数量,有利于土壤微生物活性的提高。10%有机肥下,1.5 g·kg~(-1)处理显著提高土壤微生物细菌、真菌及放线菌数量;40%有机肥下,2.5 g·kg~(-1)处理提高微生物数量最为显著。木质素改善了土壤微生物多样性,改变了土壤酶活性,2.5 g·kg~(-1)处理显著提高了平邑甜茶根系活力。研究结果为根系土壤环境的调控提供了理论依据。     

不同麦秸还田模式对稻田土壤微生物活性和微生物群落组成的影响

为探讨典型稻麦轮作区土壤微生物活性和群落组成对麦秸还田的响应规律,开展大田试验研究了麦秸直接还田、麦秸与氮肥配施、麦秸泡田还田三种模式下,稻田土壤微生物量碳和微生物量氮含量、酶活性和微生物群落组成的变化响应规律。结果表明:三种麦秸还田模式均显著提高稻田土壤微生物量碳(251 mg·g^-1vs 263~282 mg·g^-1)、氮(16.9 mg·g^-1vs 24.6~27.6 mg·g^-1)含量,降低微生物量碳氮比(14.9 vs 8.58~10.7),提高土壤中多酚氧化酶活性(16.7 mmol·g^-1·h^-1vs 21.5~24.8 mmol·g^-1·h^-1),但对于酸性磷酸酶活性并无显著影响。稻田土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性的变化在不同麦秸还田模式下存在显著差异,秸秆直接还田和麦秸与氮肥配施还田显著提高过氧化氢酶活性;麦秸泡田还田对过氧化氢酶活性无影响,但显著提高蔗糖酶活性;而秸秆直接还田和麦秸泡田还田则显著降低脲酶活性。基于高通量测序,稻田土壤中优势细菌是绿弯菌门(Chloroflexi,24.2%~25.5%)、放线菌门(Actinobacteria,21.5%~24.1%)、变形菌门(Proteobacteria,18.2%~21.1%)、酸杆菌门(Acidobacteria,9.5%~11.1%)和厚壁菌门(Fimicutes,7.1%~8.4%)。与未施用麦秸土壤相比,麦秸还田显著提高了土壤中变形菌门的相对丰度,提升幅度为13.9%。非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,与未施用麦秸还田相比,麦秸直接还田和麦秸与氮肥配施还田改变了土壤中细菌群落组成,而麦秸泡田还田则未能改变土壤中细菌群落组成。综合分析认为,麦秸还田为微生物提供了充足的碳源和能源,提高了土壤微生物量,而酶活性和土壤细菌群落组成对不同秸秆还田模式的响应不同。     

外源Cd胁迫对红壤性水稻土微生物量碳氮及酶活性的影响

研究外源Cd对红壤性水稻土微生物学指标的影响。采集湖南长沙红壤性水稻土,设置外源Cd胁迫浓度梯度为0、1、3、5、7 mg·kg~(-1)和10 mg·kg~(-1),进行室内模拟土壤Cd污染培养实验,测定土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性指标。结果表明:土壤微生物生物量碳、氮含量随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先上升后降低的趋势,当外源Cd胁迫浓度为1 mg·kg~(-1)时,土壤微生物生物碳、氮含量达到最大值;土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶的活性随着外源Cd胁迫浓度的增加而显著降低;而土壤蔗糖酶活性随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先下降后上升再下降的趋势。由通径分析可知:外源Cd胁迫可以直接影响土壤微生物生物量,也可以通过酶活性间接影响土壤微生物生物量,Cd污染对酶活性的影响也有同样的作用机制;其中Cd胁迫对微生物生物量碳的直接抑制作用系数最大(-1.110),与脱氢酶的相关系数最大(-0.952~(**))。综上,外源Cd胁迫对土壤微生物生物量和酶活性均有不同程度的抑制作用,其中对脱氢酶活性抑制作用最为明显。     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

添加生物黑炭对茶园土壤CO2、N2O排放的影响

采用室内培养试验,研究了不同生物黑炭施用量对两种茶园土壤(红壤和黄壤)CO₂、N₂O排放特征的影响。生物黑炭用量设5个水平:H0(0 g·kg^-1)、H1(3.56 g·kg^-1)、H2(7.11 g·kg^-1)、H3(14.22 g·kg^-1)、H4(28.44 g·kg^-1).结果表明:红壤茶园土壤CO₂排放量显着高于黄壤,N₂O排放总量则低于黄壤;与H0处理相比,施用低量的生物黑炭(H1)对两种茶园土壤CO₂排放无显着影响;高量的生物黑炭处理(H3、H4)则显着增加土壤CO₂排放量,增幅为20%~47%(P<0.05).生物黑炭施用后(H2、H3、H4)明显降低两种茶园土壤N₂O释放速率及反硝化损失率,土壤N₂O排放总量降幅为37%~63%(P<0.05),反硝化损失量降幅22%~54%(P<0.05),且均随着生物黑炭施用量增加而增大。此外,从土壤pH值、无机氮含量和硝化率角度,探讨了生物黑炭影响茶园土壤CO₂和N₂O排放的因素。     

黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化及N2O排放的影响

为了探究黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化以及N2O排放的影响,采用实验室静态培养的方法,通过氮肥配施不同量黄腐酸钾来探究黄腐酸钾对植烟土壤氮转化以及N2O排放的影响。试验设置5个处理:CK,硝酸铵(200 mg N·kg^-1,下同);T1,硝酸铵+2.5 g·kg^-1黄腐酸钾;T2,硝酸铵+5 g·kg^-1黄腐酸钾;T3,硝酸铵+10 g·kg^-1黄腐酸钾;T4,硝酸铵+15 g·kg^-1黄腐酸钾。结果表明:与CK处理相比,添加黄腐酸钾显著降低了土壤中的无机氮含量;当黄腐酸钾添加量≥10 g·kg^-1时,土壤中可溶性有机氮含量显著增加;T1、T2、T3、T4处理的净矿化和硝化速率随黄腐酸钾添加量的增加而减小,且均显著小于CK处理(P<0.05);添加黄腐酸钾显著提高了N2O和CO2的排放速率和累积排放量(P<0.05),N2O和CO2累积排放量随黄腐酸钾添加量的增大而增大。另外,N2O累积排放量与CO2累积排放量之间存在显著的正相关关系(R2=0.97,P<0.001)。分析表明,添加黄腐酸钾促进了微生物对氮素的净同化作用,能够显著降低土壤中的无机氮含量。另外,添加黄腐酸钾也刺激了反硝化作用,提高了N2O累积排放量。CO2累积排放量可作为量化N2O累积排放量的辅助指标。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。     

生物炭与氮肥配施对高粱生长及镉吸收的影响

为探讨生物炭与氮肥配施对高粱生长及镉(Cd)吸收的影响,采用盆栽试验,研究了在中、轻度Cd污染土壤(以YB1、YB2表示)上分别进行0、2%和5%3个生物炭用量(以B0、B2、B5表示)配施0、200、500 mg·kg~(-1)3个施氮水平(以N0、N200、N500表示)对土壤理化性质、有效Cd含量、高粱光合特性及其Cd吸收的影响。结果表明:两种土壤上,增加生物炭用量能提高土壤pH和有机质含量,并在5%添加量时显著降低土壤CaCl_2-Cd含量;氮肥水平仅在YB1土壤上显著影响土壤CaCl_2-Cd含量。YB1土壤上,氮肥水平对高粱净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有显著影响,均有随施氮量增加而增加的趋势;而高粱地上部Cd含量与CaCl_2-Cd含量显著正相关,在B5N0处理中最低(3.87 mg·kg~(-1)),B0N200处理中最高(6.79 mg·kg~(-1))。YB2土壤上,生物炭用量对高粱净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均有极显著影响,气孔导度和蒸腾速率有随生物炭用量增加而降低的趋势;高粱地上部Cd含量与气孔导度、蒸腾速率显著正相关,与生物量显著负相关,在B2N500处理中最低(3.79 mg·kg~(-1)),B0N0处理中最高(5.32 mg·kg~(-1))。研究表明,生物炭与氮肥配施能影响土壤理化性质、高粱光合特性和生长等因素,进而影响高粱地上部对Cd的吸收,不同土壤条件下影响高粱地上部Cd吸收的主要因素存在差异。     

石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展¹⁵N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（9.16 mg·kg^-1·d^-1）均显著低于非根际土（P<0.05）;水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（16.86 mg·kg^-1·d^-1）与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH₄⁺-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH₄⁺-N固定速率为19.75 mg·kg^-1·d^-1,与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO₃^--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO₃^--N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。     

尿素和生物质炭对茶园土壤pH值及CO2和CH4排放的影响

为明确生物质炭对酸化茶园土壤改良及温室气体排放的影响,利用室内培养试验,研究了在施氮(N1)和不施氮(N0)条件下,不同小麦秸秆生物质炭添加量(B1,10 g·kg~(-1);B2,30 g·kg~(-1);B3,50 g·kg~(-1))对茶园土壤pH值、CO_2和CH_4排放的影响。结果表明,添加生物质炭显著提高了茶园土壤pH值(P0.05),生物质炭施加比例越高,土壤pH值提高幅度越大,处理组N0B1、N0B2和N0B3土壤平均pH较对照组CK(氮和生物质炭都不施)分别提高了0.18、0.53、1.06个单位,生物质炭添加量为3%(B2)时,短期内可达到提高土壤pH值、改良酸化土壤的效果;CO_2和CH_4的累积排放量随着生物质炭添加比例的升高而增大,且显著高于对照组CK(P0.05)。施加尿素短期内显著提高了土壤pH值(P0.05),并促进了CO_2的排放,但对CH_4的排放无显著影响。与单施生物质炭相比,生物质炭与尿素共施时土壤pH提高幅度更大,CO_2累积排放量提高程度也更为显著,而CH_4的排放得到抑制,但仍显著高于对照组CK(P0.05)。生物质炭的添加在提高土壤pH值的同时也会增加CO_2和CH_4的排放量,增大环境风险,但当土壤酸化程度较轻时,可适当施加低量生物质炭,在缓解土壤酸化状况的同时尽可能地减少温室气体的排放量。     

马缨丹对铜的生理响应及亚细胞分布特征

通过盆栽试验,分析了不同浓度铜处理下马缨丹(Lantana camara L.)的生物量、抗氧化酶活性及其对铜的吸收、转运和亚细胞分布。结果表明:低于600 mg·kg-1的铜处理下,马缨丹根、茎、叶的生物量分别较对照增加了6%~23%、4%~29%、6%~19%;而高于此浓度时,根系生物量无显著降低,但茎和叶的生物量分别较对照下降了26%~39%和19%~37%。铜处理下,其体内铜含量仅为12.45~59.17 mg·kg-1,且根系中铜含量均高于地上部,根系抑制了铜的吸收和转运;亚细胞分布研究表明,铜主要固定于根的可溶性部分(37%~64%)和茎、叶的细胞壁(40%~43%、29%~38%),具有保护细胞器的分布特征。此外,低于600 mg·kg-1的铜处理下,其根系和叶片中SOD、CAT、APX的活性显著高于对照,植株能够缓解低于600 mg·kg-1铜处理诱导的氧化胁迫;而高于此浓度时,叶片中POD、CAT、APX活性显著下降,抗氧化能力减弱,叶片受到氧化胁迫伤害,但根系受到的影响较小。因此,马缨丹是一种铜耐性植物,且根部的耐性强于地上部,其主要耐性机制是根系对铜的限制、可溶性部分和细胞壁对铜的固定及抗氧化酶对活性氧物质的清除。