聚乙烯微塑料对玉米根际土壤微生物群落结构的影响

为了研究聚乙烯类微塑料对玉米根际土壤微生物群落结构的影响,以玉米为试材,以平均分子量为2000、5000、10万的聚乙烯粉末模拟土壤中的微塑料污染,设置5个处理:不添加聚乙烯(CK)、添加分子量为2000(T1)、5000(T2)、10万以上(T3)的聚乙烯且种植玉米、未添加聚乙烯未种植玉米(CK0),分析玉米抽穗期各部位矿质元素代谢和根际土壤微生物群落结构差异。结果显示,矿质元素含量在玉米各部位存在差异,Fe、Cu主要集中在玉米根部, Ca、Mn、Mg在叶中分布最多, K主要集中在茎中;添加不同分子量聚乙烯微塑料后,不同部位的矿质元素较CK增加,且T1处理下增加最多。微生物多样性分析显示,不同分子量聚乙烯微塑料对玉米根际微生物群落组成影响不同。T1处理下除变形杆菌纲、伯克氏菌科细菌丰度增加外,其他细菌丰度较CK均减少;T3处理下,细菌和真菌的丰度较CK都有较大幅度的增加。总体来看,添加聚乙烯后,玉米不同部位矿质元素含量较CK显著增加, 2000分子量聚乙烯能够显著降低土壤中细菌和真菌的丰度, 10万以上分子量聚乙烯使得土壤中细菌和真菌丰度增加,各处理中与环境污染物降解相关的微生物增多。     

微塑料污染现状及其对土壤生态系统的影响

塑料在全球范围内大量使用,产生的微塑料对环境系统构成了潜在的威胁和不可预测的风险。土壤中微塑料的研究由于受到土壤基质复杂和微塑料来源多样的制约,面临很多困难。通过回顾有关微塑料污染及其对土壤生态系统的影响,解析了现在所面临的土壤微塑料污染问题,并针对土壤中微塑料的来源、分析检测方法,以及微塑料对土壤生态系统的影响进行了总结汇总。在此基础上对土壤微塑料污染研究进行了展望,并探讨分析了未来该领域的主要研究方向和防控措施。     

聚乙烯微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响

  目的  微塑料会与土壤颗粒及团聚体相互作用而影响土壤的稳定性,探究微塑料浓度对黑土团聚体特征及其稳定性的影响,以期为农田土壤（微）塑料污染及土壤健康评价提供数据基础。  方法  通过大豆盆栽实验,研究自然条件下不同微塑料浓度（0%、0.1%、0.5%、1%、2%、5%）对黑土团聚体组成、团聚体稳定性（大团聚体含量R _{> 0.25}）、土壤团聚体特征指标（平均质量直径MWD、几何均重直径GMD、分形维数FD）的影响。  结果  不同微塑料浓度处理中,< 0.25 mm的机械稳定性团聚体含量比例最小,且 > 2 mm和 < 0.25 mm的团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加;> 2 mm的水稳性团聚体含量比例最小,< 0.25 mm的水稳性团聚体含量比例随着微塑料浓度的增加而增加;但在1%浓度时,机械稳定性和水稳性团聚体含量比例均与其他浓度的趋势相反;无植物种植的团聚体变化与种植物的相似。土壤大团聚体（R _{> 0.25}）的含量比例随着微塑料浓度的增加而显著减小,当微塑料浓度为1%时,其含量比例略低于对照试验（CK）。不同采样期,大豆成熟期的土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的MWD、GMD均比花期的小,而花期的团聚体分形维数比成熟期高,表明随着大豆生长及微塑料的作用,土壤团聚体稳定性降低。通过相关性分析表明,MWD与GMD呈极显著正相关关系,且二者均与FD值呈极显著负相关,即土壤团聚体MWD和GMD总体显著增大,FD值则显著减小,从而表征土壤颗粒团聚性下降。此外,当土壤中微塑料浓度为1%时,土壤团聚体分形维数最小,即土壤团聚作用增强。  结论  土壤中微塑料累积浓度越高,对土壤团聚体产生的破坏作用越强,导致土壤颗粒间聚合能力减弱,土壤中微塑料浓度为1%是否可作为影响黑土团聚体稳定性变化的阈值还有待后续研究,以期为全面评估微塑料对土壤质量的影响提供依据。     

淮北气候条件对夏大豆生长的影响

利用淮北地区宿州站1994-2007年14a的夏大豆生长发育和农业气象观测资料,采用C值逼近法和决定系数(R2)最大化法拟合夏大豆的生长曲线,分析了影响夏大豆生长的关键气象因子和生育阶段。结果显示:夏大豆开花-鼓粒期对气象因子的变化最敏感,生长量与气象因子间的拟合效果达到极显著水平;平均气温日较差、降水量和降水天数是开花-鼓粒期的主导影响因子。其它时期对气象因子不很敏感。     

微塑料对农田土壤碳转化影响研究进展

近年来,微塑料的生态环境风险受到国内外广泛关注。地膜覆盖、有机肥施用、灌溉和包膜控释肥料使 用等农田管理措施导致微塑料在农田土壤中持续累积。微塑料在土壤中经过物理破碎、化学分解和生物降解等作 用发生迁移和转化,可能影响土壤碳周转,进而影响土壤碳储存和含碳气体排放。因此,通过对国内外有关文献 进行总结和整理,系统地梳理了农田土壤中微塑料的种类和来源,分析了微塑料通过提供碳源影响土壤植物呼吸, 改变酶活性和微生物群落结构,进而直接或间接影响土壤碳排放和碳转化过程,包括以下几个方面:(1)微塑料 是长碳链分子结构,进入农田对土壤有机碳含量和转化及土壤团聚体、孔隙度和含水量等理化属性造成影响; (2)土壤中真菌和细菌对不同类型微塑料的分解和碳周转作用不同;(3)微塑料通过影响植物生长、改变相关功 能基因丰度、酶活性和微生物群落组成进而影响土壤碳转换过程。基于分析微塑料在土壤中的碳转化过程,为评 估微塑料对土壤碳库的影响提供参考。     

含硝基苯废水灌溉对大豆生长及品质的影响研究

采用温室盆栽方法,研究了硝基苯废水灌溉对大豆生长及品质的影响。结果表明,当硝基苯浇灌浓度为5、25、50、100、200mg·L-1时,1粒荚数分别比对照组增加5．61％、25．51％、46．94％、37．76％、22．45％,2粒荚数分别比对照组增加5．20％、6．58％、7．57％、9．54％、11．51％,3粒荚数分别比对照降低41．67％、59．09％、42．42％、53．03％、54．55％,4粒荚数分别比对照组减少86．36％、93．18％、88．07％、96．59％、93．18％,总荚数分别比对照减少18．51％、23．08％、27．40％、22．36％、26．92％,瘪荚数分别比对照增加14．20％、53．41％、51．70％、65．34％、70．80％,单株总粒数分别比对照减少33．34％、33．11％、36．57％、43．69％、45．92％,百粒重分别比对照减少12．62％、16．42％、19．24％、25．85％、36．63％。5、25、50mg·L-1硝基苯浇灌后,大豆籽粒中蛋白质含量处理组比对照组增加0．41％、1．81％、0．22％,油分含量处理组比对照组分别增加2．56％、4．65％、1．76％;当浇灌浓度为100、200mg·L-1时,籽粒中蛋白质含量处理组比对照组分别减少了1．68％、2．32％,籽粒中油分含量处理组比对照组减少3．46％、6．15％,水分含量处理组分别比对照组增加32．17％、39．92％、36．82％、17．83％、17．83％、19.38％。     

微塑料对抗生素污染土壤中氮素转化功能基因与抗生素抗性基因丰度的影响

农田土壤中微塑料与抗生素因有共同来源而存在复合或混合污染，成为一类新污染问题。本论文以磺胺甲恶唑（SMZ）和四环素（TC）污染土壤为对象，研究低密度聚乙烯（LDPE）微塑料对土壤中抗生素降解的影响，以及微塑料和抗生素复合污染情况下，铵态氮和硝态氮组成、氮功能基因（nifH、amoA、amoB、 nirK和nirS）和抗生素抗性基因（sulI和tetA）的丰度变化。研究结果表明：（1）LDPE微塑料添加未显著改变土壤中四环素和磺胺甲恶唑的降解特征；但显著降低了土壤中sulI和tetA抗性基因的丰度。（2）微塑料的添加对土壤铵态氮含量的影响要高于对硝态氮含量的影响，其中，0.05 %（w/w）添加量的LDPE微塑料显著增加了土壤中铵态氮的含量，并且在培养15天时影响最为显著。（3）LDPE微塑料添加显著降低了土壤氮功能基因nifH、nirK和nirS的丰度，改变了氨氧化过程功能基因amoA和amoB的组成，但随着微塑料添加量的增加，两个氨氧化功能基因的丰度差异缩小。本研究对进一步认识土壤环境中微塑料-抗生素复合/混合污染体系下氮素形态变化和耐药性风险均具有重要意义。     

微塑料污染对土壤环境质量和微生物生态学特性的影响研究进展

微塑料这一新兴污染物已成为全球性普遍关注的重要环境问题,近年来,土壤微塑料污染也越来越受到重视。本文从土壤环境质量和微生物生态学特性的角度,综述了近几年国内外土壤微塑料污染的相关研究进展,主要包括以下几个方面:（1）微塑料对土壤物理性质和养分有效性的影响;（2）微塑料对土壤污染物的吸附和解吸作用;（3）微塑料对土壤酶活性、微生物群落结构和抗生素抗性基因的影响;（4）“微塑料圈”中微生物的群落结构及其与土壤中微生物的生态位分异特征。最后针对土壤微塑料的重点研究方向提出展望,为今后土壤微塑料污染的研究提供了科学思路。     

低密度聚乙烯薄膜微塑料在黄河口海岸带环境中的风化特征

海岸带是受气候变化和人类活动双重影响的陆海交互作用地带,也是环境中微塑料的重要汇集区,目前对这些微塑料在海岸环境中的长期风化特征关注较少.以低密度聚乙烯(Low density polyethylene,LDPE)薄膜为供试微塑料,探究其在黄河口潮上带、潮间带和潮下带等不同海岸环境中的长期风化特征.结果表明,经过长达1...     

不同生育期大豆品种氮素积累特性研究

为研究不同生育期大豆品种的氮素积累特性,以10 个在黑龙江省哈尔滨地区生育期不同的大豆品种为试验材料,利用15N 示踪技术,在框栽条件下分析大豆植株全氮累积规律,以及不同氮素来源,即土壤氮、肥料氮和根瘤氮的积累和分配规律。结果表明:不同生育期大豆品种全株和各器官的全氮积累量,除了根部,均表现为晚熟品种＞中熟品种＞早熟品种,不同生育期品种间差异显著;不同生育期大豆品种土壤氮和肥料氮占全氮比例与生育期负相关,即早熟品种＞中熟品种＞晚熟品种,不同生育期品种营养器官中土壤氮和肥料氮比例高于荚皮和籽粒;不同生育期大豆品种根瘤固氮量和占全氮比例与生育期正相关,即晚熟品种＞中熟品种＞早熟品种,根瘤氮主要积累在大豆荚皮和籽粒中,分配到籽粒中的根瘤氮占全株根瘤氮积累量的76.38% ～ 92.25%。本研究为丰富不同生育期大豆品种氮素积累特性及氮肥调控提供数据支持。     

Effect of simulated acid rain on the growth of soybean

Soybean seedlings (Glycine max) grown in a glasshouse were exposed to simulated acid rain using a solution of deionized water containing sulfate, nitrate and chloride in concentrations and proportions equivalent to those in ambient rain water. Plants were subjected to acid rain treatment twice a week during the growing season, for a 1 hr period at a rate of 5 mm hr^?1. When the acid rain was below pH 3.0, visible symptoms developed in the young trifoliate leaves. However, at a pH above 3.0 there was no evidence of visible leaf injury; also tissue dry weights and leaf areas were not affected even after 7 weeks of exposure. The number of root nodules in plants exposed to acid rain at pH 4.0 tended to be higher than those of control plants maintained at pH 5.6, but decreased subsequently with decreasing pH. Based on our results current ambient levels of rain acidity in Japan should not have an adverse impact on seedling growth in soybean.     

连作对茄子苗期生长的影响研究

盆栽试试验研究连作对茄子苗期生长的影响.结果表明,生长初期45d内重茬茄苗株高、叶面积、主根长和总根长明显低于正茬,导致茄苗地上地、地下部鲜物质量分析比正茬减少32.2%和30.2%,且重茬茄苗随苗龄的增加其根结线虫危害加重.对重茬土壤消毒虽消除线虫危害,但未完全改善重茬茄苗生长状况,且播种后7d重茬土壤茄子出苗率比正茬低15%,表明茄子连作障碍是土传病虫害和化感物质共同作用的结果.通过水培收集的根系分泌物,随添加量的增加而对茄子胚根、胚芽生长的抑制作用增强,进一步表明化感作用是茄子连作障碍的重要因子之一.     

Phosphate-solubilization activity of bacterial strains in soil and their effect on soybean growth under greenhouse conditions

The efficiency of 13 phosphate-solubilizing bacteria (PSB; four Burkholderia sp., five Enterobacter sp., and four Bradyrhizobium sp.) was assessed in a soil plate assay by evaluating soil phosphorus (P) availability. A commercial argentine strain, Pseudomonas fluorescens, was used for comparing solubilizing activity. Burkholderia sp. PER2F, Enterobacter sp. PER3G, and Bradyrhizobium sp. PER2H strains solubilized the largest quantities of P in the soil plate assay after 60 days as compared with the other strains, including the commercial one. The effect of PSB inoculation on growth and nutrient uptake of soybean plants was also studied under greenhouse conditions. Plants inoculated with Burkholderia sp. PER2F had the highest aerial height and showed an appropriate N/P ratio. However, none of the PSB increased P uptake by plants. This suggests that PSB inoculation does not necessarily improve P nutrition in soybean, nor was there any relationship between P availability in the soil plate assay and P content in the soybean shoot in the greenhouse. We concluded that the selection of efficient PSB strains as possible inoculation tools for P-deficient soils should focus on the integral interpretation of soil assays, greenhouse experiments, and field trials.     

光合细菌菌液对甜椒生长的影响研究

试验研究光合细菌菌液对温室甜椒生长及产量的影响结果表明,光合细菌菌液可增强甜椒光合速率和过氧化氢酶活性,增加叶绿素含量,进而增产。     

基于生长函数的大豆根系生长的三维可视化模拟

植物的可视化模拟与仿真能为植物生长研究提供直观、迅捷的科学研究方法.植物根系在生长介质中的三维空间造型与分布,对水分养分的利用具有十分重要的作用.为了避免植物根系生长环境的不可见性和次要因素的影响,定量地直观地研究根构型的适应性变化,将植物根构型的多个生长函数和植物根系的形态发生模型耦合起来,结合可视化方法,建立了植物根系生长的三维可视化模拟系统.以大豆根系为研究对象,根构型的生长函数采用前期研究已获得的三次多项式形式;形态发生模型采用微分L系统理论编译其生成规则;可视化方法采用一系列连接在一起并平滑处理的圆台代表根轴.系统设计成只需输入三次多项式形式的生长函数的系数,就可直观地、连续地、可控地获得该根系生长的可视化图形和根构型几何参数.     

大豆饼肥对烤烟烟碱积累和含量影响的研究

为了确定黑龙江省黑钙土烟区大豆饼肥的最佳施用比例,试验研究不同大豆饼肥使用比例对烤烟烟碱积累以及分配的影响,从而为大豆饼肥的合理施用提供参考依据。采用田间小区试验,设3个处理,分别为纯施无机化肥(对照)、50%大豆饼肥与50%无机化肥混合施用、100%施用大豆饼肥,3次重复。结果表明:烤烟烟碱总积累量随生育期延后逐渐增加,收获时3个处理积累量分别达到89.80、92.22、117.49 kg.hm-2,50%比例大豆饼肥处理与对照之间无显著差异,100%饼肥处理与对照间存在显著差异;100%饼肥处理茎、下部叶、中部叶的烟碱含量显著高于对照,50%饼肥处理的所有器官烟碱含量与对照均无显著差异;评吸结果表明50%饼肥处理得分最高,为31.50分,对照最低,为29.00分。综合分析认为,黑龙江烟区大豆饼肥氮施用比例50%～100%为宜。     

Sewage sludge effects on soybean growth and nitrogen fixation

The effect of sewage sludge application, as a source of phosphorus, on dinitrogen symbiotic fixation in soybean was evaluated. The experiment was carried out in a greenhouse and included eight different treatments: (1) no fertilization, (2) complete fertilization, (3) inoculation with rhizobia plus phosphate fertilization (IS+P), (4) inoculation with rhizobia without phosphate fertilization (IS-P), (5) inoculation plus dose 1 of sewage sludge (IS+SS1), (6) inoculation plus dose 2 of sewage sludge (IS+SS2), (7) without inoculation plus dose 1 of sewage sludge, and (8) without inoculation plus dose 2 of sewage sludge. The two rates of sewage amendment corresponded to 11.2 t ha^-1 and 22.4 t ha^-1 and were calculated on the basis of the sewage phosphorus content and the amount of phosphorus recommended for soybean fertilization. Results were evaluated 49 and 63 days after plant emergence. Nodule number and weight decreased as follows: IS+P>IS+SS1, IS+SS2>IS-P. No nodules were formed without inoculation. The acetylene reduction activity was highest for the IS+P treatment 49 days after plant emergence. At the 63-day harvest that parameter was similar among IS+P, IS+SS1 and IS+SS2 treatments. The total amounts of nitrogen in shoots were similar for IS+P, IS+SS1 and IS+SS2 treatments at the first harvest but by 63 days after plant emergence, total amounts of nitrogen in above-ground parts (shoot and pods) were higher in IS+P and IS+SS2. This was due to higher pod dry weights. This study demonstrated that soybean growth can be improved by sewage sludge at a low application rate without the necessity of additional phosphorus fertilization.