施用生物菌剂对油水淹地污染土壤的修复研究

从油水淹地污染土壤中获得石油降解菌,筛选出产表面活性剂降解菌1株(H-6)和优势菌6株(H-1、H-17、H-18、H-19、H-20、H-23),以H-6为中心,再任选3株优势菌株构建菌群,最终得到高效石油降解菌群C5(H-1、H-6、H-18、H-19),以秸秆为载体将C5菌群制备成固体生物菌剂(MA),通过室内培养试验和田间试验测定油水淹地污染土壤的石油含量、盐碱性指标及微生物性质,探究MA菌剂对油水淹地污染土壤的修复情况。室内培养试验和田间试验结果表明,污染土壤中石油的降解效果都很显著,MA菌剂中的细菌具有嗜盐菌的特征,使污染土壤的p H、电导率、全盐量、钠吸附比(SAR)和总碱度(TA)显著低于未添加菌剂处理,添加菌剂后污染土壤的微生物数量、微生物量碳、可溶性盐离子组成也都优于未添加菌剂处理。因此,MA菌剂对油水淹地这种油盐复合污染土壤具有较好的生物修复效果,为油水淹地污染土壤的大规模修复提供了技术支持。     

有机肥与尿素配施对设施土壤盐分含量与组成变化的影响

通过室内模拟培养试验,研究了有机肥与尿素配施对设施土壤盐分的影响.结果表明:(1)设施土壤的含盐量和电导率均随着施肥后培养时间的延长,呈先升高后降低再升高的趋势.培养15～30 d较高,30～60 d降低,60 d后又缓慢升高.设施土壤含盐量与有机肥施用量旱极显著正相关,而与尿素用量无明显的相关性;电导率则与尿素和有机肥施用最均有极显著正相关.(2)施用尿素不同程度增加了K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-的含量,施用有机肥显著增加了K+、Na+、Cl-的含量,设施和露地土壤盐分总量和离子组成差异不显著.另外研究了土壤盐分总量和电导率分别与K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等含量的相关性,均呈极显著正相关.     

厌氧还原土壤灭菌法抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌

西瓜枯萎病是由西瓜专化型尖孢镰刀菌引起的世界性土传病害,目前尚未找到抑制尖孢镰刀菌的最有效方法。本研究用厌氧还原土壤灭菌法处理西瓜连作土壤,试验设8个处理:不添加物料不加水处理(对照)、只淹水处理、少量稻草+淹水处理、高量稻草+淹水处理、少量玉米秸秆+淹水处理、高量玉米秸秆+淹水处理、高量稻草+饱和水处理、高量玉米秸秆+饱和水处理,测定处理后土壤的理化性质及土壤中可培养微生物数量。结果显示:添加有机物料加水处理的土壤氧化还原电位、尖孢镰刀菌数及NO-3-N、SO2-4含量均显著低于对照,且其p H值均显著高于对照,而电导率和NH+4-N含量与对照相比变化不显著。可见,厌氧还原土壤灭菌法可有效调节土壤理化性质,抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌。     

黄河三角洲盐碱地土壤性质与微生物对石油污染的响应

土壤理化性质与微生物组的变化是田间土壤污染风险评估和修复的重要指标。然而,土壤理化性质及微生物组如何响应石油污染尚不清楚。本研究以山东省某油田为研究对象,从运行中和长期废弃的油井附近采集石油污染土壤。研究了土壤理化性质、微生物组和土壤微生物共现网络变化。结果表明,土壤总石油烃、总碳、总氮、总硫和总磷的含量因石油污染而增加。相比对照,两种石油污染持续时间都会降低土壤pH值。另外,石油污染还降低了细菌和真菌的α多样性。同时,细菌α多样性与土壤总石油烃含量和电导率呈负相关,而真菌α多样性仅与土壤电导率呈负相关。此外,石油污染增加了土壤中变形菌门、子囊菌门、油杆菌属和镰刀菌属的相对丰度。最后,石油污染土壤微生物网络的节点数、连接数和模块化系数均下降。短期的重度石油污染会导致土壤理化性质和微生物组发生变化,并驱动形成低复杂程度和脆弱的土壤微生物网络。且自然恢复很难还原土壤性质和微生物网络结构。     

马铃薯连作对土壤盐分积累及离子组成的影响

为了探明马铃薯连作的土壤障碍机理,减轻连作对块茎产量和植株生长的影响,通过大田试验,研究马铃薯连作年限对土壤表层(0~20cm)盐分积累和水溶性盐离子组成的影响.结果表明:马铃薯连作显著增加了土壤的全盐含量,连作3a(CP3)、4a(CP4)和5a(CP5)的土壤总盐量分别比对照(轮作,RP)增加了89.9%、155.6%和157.6%.随连作年限延长,土壤的电导率(EC)也随之升高,CP3、CP4和CP5分别比RP增加了41.7%、41.7%和56.3%.马铃薯连作增加了表层土壤中K+、Na+、Mg2+、Cl-和HCO3-的含量,其中以Na+和Cl-的增加最为显著,CP3、CP4和CP5处理的Na+含量分别比RP增加了47.6%、52.4%和57.1%,最快,CP3、CP4和CP5的Cl-分别比RP增加100.0%、150.0%和455.0%.马铃薯连作降低了表层土壤Ca2+的含量,CP3、CP4和CP5分别比RP降低了23.3%、32.1%和48.2%.连作3a(CP3)是马铃薯"大西洋"块茎产量大幅度下降的阈值点,同时也是表层土壤中全盐量超过3.0g/kg的起始点.表层土壤中盐分的积累及其组成的相对变化可能是导致甘肃中部沿黄灌区马铃薯"大西洋"连作障碍的重要原因之一.     

氮磷钾肥交互作用对设施土壤盐分含量与离子组成的影响

通过室内模拟培养实验,研究了氮、磷、钾肥交互作用对设施土壤盐分含量与离子组成变化的影响。结果表明:①氮磷钾肥配施,土壤含盐量与钾肥的施用量呈显著正相关,而氮肥和磷肥施用量对土壤含盐量的影响不显著;②土壤电导率与含盐量呈极显著正相关,相同磷肥和钾肥用量时,设施土壤电导率随氮肥施用量增加呈升高的趋势,而不同磷肥用量对设施和露地土壤的电导率影响不显著;③施用氮肥可增加土壤溶液中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-的含量;施用钾肥可增加土壤溶液中K+、Ca2+、Mg2+含量,磷肥对土壤盐分离子含量变化无显著影响。     

添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤的影响

[目的]研究添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤中Cu、Zn、Pb和Cd的改良效应。[方法]以采自江西贵溪铜尾矿污染红壤为样品,通过室内恒温培养试验,设5个处理(添加钠基蒙脱石0、1%、2%、4%、8%),测定处理后各样品的土壤有效态重金属含量、水浸提液的Na+、电导率及pH值,分析它们之间相关性。[结果]添加4%和8%的钠基蒙脱石能显著降低重金属污染红壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd的含量,与对照相比,分别降低33.8%和40.2%、33.2%和37.2%、28.4%和32.7%、35.7%和34.5%;随钠基蒙脱石添加量的增加,土壤水浸提液的Na+和电导率以及土壤的pH值逐渐升高。[结论]钝化机理分析表明,重金属污染土壤添加钠基蒙脱石使土壤的pH值升高,增加土壤的吸附性能,使重金属离子与钠基蒙脱石中的Na+发生了置换反应。     

油水淹地石油降解菌群的筛选和鉴定及高效菌群的构建

从油水淹地污染土壤中获得26株石油降解菌,筛选出表面活性剂产生菌1株(H-6)和优势菌6株(H-1、H-17、H-18、H-19、H-20、H-23),结合菌株形态观察、革兰氏染色和16S r DNA序列同源性分析,鉴定表面活性剂产生菌H-6为堀越氏芽孢杆菌(Bacillus horikoshii)。以表面活性剂产生菌H-6为中心,再任选3株优势菌株构建石油降解菌群,得到高效石油降解菌群C5(H-1、H-6、H-18、H-19),通过正交试验得到菌群C5各菌种的最佳接种量。结果表明:接种量15%(H-1)、15%(H-6)、20%(H-18)、10%(H-19),温度25℃,石油含量2 000 mg/L条件下,7 d时石油降解率达到78.87%。这说明高效降解菌群C5对石油具有较好的降解效果,可应用于油水淹地污染土壤的修复。     

新疆南疆核桃叶缘焦枯病成因分析研究

[目的]研究新疆南疆核桃叶片边缘焦枯症状的发生原因.[方法]应用对比研究法,在和田地区和喀什地区选择叶缘焦枯病严重的核桃树为研究对象,以健康生长的核桃树为对照,多点分别采集叶片和根区土壤样品,测定元素含量,统计分析病树与健康树元素含量及比值的差异,结合当地土壤水土状况判断核桃叶缘焦枯病的形成原因.[结果](1)经过比较核桃叶片中N、K、Ca、Na、Cl、Na/K、Na/Ca、Cl/N发现,发病树体叶片中Cl-和钠离子含量显著高于正常树体,有叶缘焦枯病症状叶片边缘Cl-和Na+显著高于叶芯,而钙离子 含量下降.发病叶片离子之间比例失衡,Cl-/N、Na+/K+、Na/Ca比值较正常叶片显著升高.(2)发生叶缘焦枯病的核桃根区土壤中Cl-、Na+含量高于未发病核桃树根区土壤.[结论]核桃叶缘焦枯症的发生与叶片中Na+、Cl-的富集有关,发病区域土壤Cl-含量偏高.     

铜污染胁迫条件下农田土壤酶活性及微生物多样性对大气CO2浓度升高的响应

在开放式大气CO2浓度升高平台上(Free-AirCO2Enrichment,简称FACE).采用盆栽实验,研究了不同浓度Cu污染胁迫条件下,稻麦轮作土壤中土壤酶活性及土壤微生物多样性对大气CO2浓度升高的响应.结果表明,大气CO2浓度升高显著诱导了清洁土壤中蛋白酶、脲酶、尿酸酶活性以及微生物多样性;正常大气和大气CO2浓度升高条件下,3种酶活性都随着土壤Cu污染胁迫的增加而逐渐降低;低浓度Cu污染胁迫条件下(50 mg·kg-1),FACE圈中的土壤脲酶和蛋白酶活性显著高于正常大气(Ambience)圈,尿酸酶活性无显著变化;高浓度Cu污染胁迫条件下(400mg·kg-1),土壤脲酶与蛋白酶活性无显著变化,尿酸酶活性则显著降低,其原因可能与不同酶系对铜污染胁迫的敏感差异性以及大气CO2浓度升高对土壤中铜的活化作用有关.与清洁土壤相比,低浓度Cu污染(50mg·kg-1)对微生物生长具有一定的刺激作用,Ambience圈和FACE圈土壤微生物多样性都有所增加,FACE圈中这种现象更为明显;高浓度Cu污染胁迫(400 mg·kg-1)对土壤微生物表现出了明显的毒害作用,微生物多样性有所降低,但在FACE圈中土壤微生物多样性的降低程度要低于Ambience圈,其影响机制有待进一步研究.     

兰州市日光温室土壤盐分积累及离子组成变化特征

为探讨兰州市日光温室土壤盐分积累和离子组成变化特点,通过对不同耕地利用方式和种植年限条件下土壤的取样调查,分析了盐分积累特征及耕层土壤盐分离子组成变化特点,结果表明:耕地利用方式、种植年限、土壤通透性、农户经营管理水平等,都会影响日光温室土壤盐分积累和离子组成变化,普通粮田改为日光温室种植后,0~100 cm土层含盐量普遍增加,增幅达到了17.56%~29.77%,盐分表聚现象明显,耕层(0~20 cm)土壤含盐量平均增加了40%以上;随着种植年限的延长,日光温室耕层土壤盐分含量持续增加,累积量最大的离子是NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Na~+,阴离子的积累量显著高于阳离子,阴离子的组成从以HCO_3~-为主变为以NO_3~-和SO_4~(2-)为主,阳离子的组成始终以Ca~(2+)为主,同时K~+和Na~+的含量大幅度增加。盐分的大量累积,以及NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+等离子的相对富集,不仅会对蔬菜生长造成生理毒害、养分供需失衡、品质下降,还会引起土壤酸化、地下水污染等环境问题。     

天津市塘沽区不同土地利用状况下土壤盐分变化特征

以天津塘沽区农田、菜地、果园、湿地、人工草地5种土壤利用类型为研究对象,对不同类型土壤中盐分组成和含量进行分析比较。结果表明,该研究区表层土壤总体含盐量较高,且盐渍化程度差异较大。研究区内土样61%为盐土, 11%重度为盐渍化,11%为中度盐渍化,18%为轻度盐渍化。土壤盐渍化类型主要为氯化物（占68%）、氯化物-硫酸盐（占25%）和硫酸盐-氯化物（占7%）。在不同土地利用条件下,农田、菜地、果园和人工草地中总盐分含量较低,而湿地中的较高。土壤中水溶性阴离子表现为湿地Cl^-比例最高、菜地SO₄^2-比例最高及果园中HCO₃^-比例最高的特征。5种土地利用类型中,Na⁺含量明显大于K⁺,而Ca²⁺与Mg²⁺含量相近。总体上表现出湿地Na⁺比例最高,果园K⁺比例最高的特征。     

不同类型离子对铅在(土娄)土微团聚体中吸附解吸的影响

采用等温平衡吸附法研究((土娄))土不同粒径微团聚体在Na+和Ca2+作为共存离子条件下对Pb2+的吸附和解吸特点。结果表明,Freundlich方程能够较好地拟合不同共存离子条件下各粒径微团聚体对Pb2+的吸附特征,Na+作为共存离子的环境下,更有助于(土娄)土微团聚体对铅的吸附,并且最大吸附量随比表面积、CEC及有机质含量增加而增大,而在共存离子为Ca2+的情况下无此现象。在中偏碱的土壤环境下,Ca(NO3)2作为解吸液比NaNO3更能大量地解吸(土娄)土微团聚体中吸附的Pb2+。随着Pb2+吸附量的增加,以NaNO3为解吸液的微团聚体对Pb2+的解吸率不断下降,但以Ca(NO3)2为解吸液时解吸率不断上升。所以土壤环境中,共存离子为Ca2+时,(土娄)土微团聚体对Pb2+的吸附率低,解吸率却高;共存离子为Na+时,对Pb2+的吸附率高,解吸率却低。     

不同盐碱化土壤对NH4+吸附特性研究

为探求NH₄⁺在不同盐碱化土壤中吸附特性的变化规律,采用平衡吸附法分别从吸附行为与影响因素探究氮素在轻度、中度、重度盐碱化土壤中的吸附效果。结果表明： 3种供试土壤对NH₄⁺的吸附量随盐碱化程度的加深而增大,平衡吸附量为：重度盐碱化土壤 > 中度盐碱化土壤 > 轻度盐碱化土壤,吸附过程符合Langmuir吸附模型;准二级动力学方程能更好地描述不同盐碱化程度土壤对铵态氮吸附过程,吸附平衡时间为720 min;3种供试土壤对铵态氮的吸附反应均是自发、放热及混乱度增加的过程;背景液pH（3.0~9.0）范围内,3种供试土壤对铵态氮的吸附量随pH值上升而增大;添加不同浓度的Na⁺、Ca²⁺、Al³⁺溶液,3种供试土壤对铵态氮的吸附量随离子浓度的增加而减少。研究表明,提高溶液pH值能增强盐碱土对铵态氮的吸附能力;温度、离子价态增加则不利于吸附,土壤盐碱化程度提高,对铵态氮的吸附能力有所增强,限制了铵态氮的迁移,污染风险有所降低。     

不同污灌区两种小麦对土壤Pb吸收的主控因子与预测模型

采集我国北方5个典型污灌区0~20 cm土壤,添加250 mg·kg~(-1)的Pb进行盆栽试验,测定不同污罐区土壤中两种不同敏感性小麦对Pb吸收、转化特征,同时利用离子色谱仪及WHAM 6.0化学模型对污灌区土壤溶液性质及自由Pb~(2+)进行测定,探究污灌区土壤中小麦对Pb吸收的主控因子及其预测模型。结果表明,不同污灌区土壤中两种小麦对Pb的富集系数(BCF)及Pb的根-茎叶转运系数(TF)均有显著(P0.05)差异,Pb敏感性品种轮选987根与茎叶的富集系数均明显高于耐Pb品种白麦126。山东棕壤中小麦对Pb的富集系数最大,而天津潮土的最小,最大相差255.9%;Pb污染土壤中小麦对Pb的富集系数及根-茎叶转运系数(TF)均大于相应的对照处理土壤。小麦根、茎叶中Pb含量与土壤溶液中自由Pb~(2+)含量呈极显著正相关(P0.01),线性拟合方程分别为:y=0.772x+54.805(R~2=0.904),y=0.087x+12.980(R~2=0.897);基于土壤主控因子的小麦Pb吸收模型表明,不同污罐区土壤小麦中Pb和土壤溶液自由Pb~(2+)含量与土壤pH、OC含量呈负相关,而与土壤溶液Cl~-、Na~+离子含量呈正相关。除了受土壤主要因子影响外,土壤中Cl~-、Na~+含量升高将增加污灌土壤中Pb的环境风险。     

土壤盐分离子对乌鲁木齐小白菜Pb含量的影响研究

为研究土壤中盐分离子对小白菜Pb含量的影响,采取正交试验L₁₆ 4⁵和盆栽试验方法,分析了5种阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Pb²⁺）和3种阴离子（SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-）对小白菜地上部和根系中Pb含量的影响。结果表明,试验条件下小白菜地上部Pb含量为0.215~0.930 mg·kg^-1,根系中Pb含量为1.648~24.33 mg·kg^-1,可食用部分超标率达81.3%。土壤盐分离子对小白菜地上部Pb含量影响顺序为： Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > Pb²⁺ > K⁺。根据相关性分析,土壤中Ca²⁺与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540 3,P<0.05）,Na⁺和Pb²⁺呈正相关但不显著。Mg²⁺和K⁺呈负相关,也不显著。Cl^-和NO₃^-与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540,P<0.05）,SO₄^2-呈正相关,但不显著。对小白菜根系Pb含量影响顺序为： Pb²⁺ > K⁺ > Na⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺,土壤中Pb²⁺对小白菜根系Pb的含量呈显著正相关（r=0.483,P<0.05）,Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、SO₄^2-、Cl^-和NO₃^-相关性不显著。乌鲁木齐土壤中固有的盐分离子对小白菜可食用部分Pb的吸收没有抑制作用。     

黄河三角洲滨海棉田土壤盐分特征研究

采用相关分析和主成分分析方法对黄河三角洲棉田试验区土壤盐分特征进行研究,结果表明,试验区土壤为中度盐渍化,且盐分呈现一定的表聚现象;土壤各层盐基离子中,阳离子以Na⁺为主,阴离子以Cl^-为主,这两种离子对棉花生长的毒害作用尤为突出;土壤盐分含量与Na⁺、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺、NO₃^2-、HCO₃^2-离子含量均呈极显著正相关;Na⁺、Cl^- 及SO₄^2-是影响试验区棉田盐渍化的主要特征因子。本研究结果可为黄河三角洲地区盐渍化土地科学管理和农业可持续发展提供理论基础和实践依据。     

博斯腾湖西岸湖滨带不同植被类型土壤剖面盐分特征分析

以博斯腾湖西岸湖滨带为研究区,通过野外调查采样和室内实验分析,运用聚类分析、主成分分析和相关分析等方法对5种不同植被类型土壤(柽柳地、芦苇地、裸地、杨树地、辣椒地)剖面盐分类型、含盐量变化特征及盐分离子组成特征进行分析。结果表明:土壤剖面盐分类型可以划分为表聚型、震荡型、均匀型3类。柽柳地与裸地的土壤剖面类型为表聚型,其土壤剖面变异系数为61.28%,表聚系数是底聚系数的4.45倍,表层聚集现象严重;芦苇地的土壤剖面盐分类型为震荡型,变异系数为30.05%;辣椒地和杨树地的土壤剖面盐分类型为均匀型,变异程度最小仅为表聚型剖面的47.65%。5种不同植被类型土壤剖面平均盐质量分数呈现柽柳地裸地芦苇地辣椒地杨树地,其中柽柳地平均盐质量分数为2.67g/kg,与杨树地土壤平均盐质量分数之比为2.45。5种不同植被类型土壤剖面盐分组成以Na~++K~+、SO_4~(2-)、Cl~-为主,阳离子平均质量分数呈现Na~++K~+Ca~(2+)Mg~(2+),阴离子中总体表现SO_4~(2-)Cl~-HCO-3,盐分状况的主要特征因子为Cl~-、SO_4~(2-)、Na~++K~+、总盐(St),土壤剖面盐分以氯化钾钠盐和硫酸钾钠盐为主,Cl~-与Na~++K~+相关系数为0.941,SO_4~(2-)与Na~++K~+相关系数为0.884;盐分状况因子Cl~-、SO_4~(2-)、Na~++K~+、St与电导率均呈显著正相关(P0.05),电导率与Na~++K~+回归拟合效果较好,拟合关系式为y=0.039 5x+0.218 6,R2=0.966 7,P0.05。     

腐植酸淋洗对重金属污染土壤微生物群落结构影响研究

为阐明腐植酸淋洗残留对土壤重金属形态分布、土壤理化性质与微生物群落结构变化的影响，本研究基于室内土壤淋洗实验与高通量测序技术，研究了腐植酸淋洗前后土壤重金属形态、pH、氨氮（NH₄⁺-N）和土壤有机碳（SOC）含量变化特征，揭示了土壤微生物群落结构组成和多样性的变化规律与主要环境影响因素。结果表明，腐植酸淋洗可去除土壤中的Cd和Zn，对Pb的去除效果较差。淋洗后土壤中的Cd和Zn被活化，可迁移性提高； Pb的可氧化态和残渣态比例升高，可迁移性降低。在土壤微生物群落结构变化方面，淋洗后30 d内细菌群落丰富度先降低后升高，群落多样性提高。淋洗后Chloroflexi、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Fibrobacteres、Armatimonadetes等菌群的相对丰度增加，Actinobacteria、Firmicutes等菌群的相对丰度降低。腐植酸淋洗后土壤微生物的相互作用和网络复杂性提高；土壤微生物将会更高效地进行物质传输和利用，同时抵御环境扰动的能力也更强。腐植酸淋洗改变了土壤理化性质，驱动微生物群落结构改变的主要环境因子是酸提取态Pb、Zn含量和NH₄⁺-N含量。腐植酸可以有效淋洗出Cd和Zn，但会活化土壤中残留的Cd和Zn，降低微生物群落多样性；后期培养过程中腐植酸残留可以钝化重金属，并提高微生物群落多样性、改善微生物群落结构。因此，腐植酸淋洗剂具有良好的土壤重金属去除和微生物群落结构改善能力，是一种高效且环境友好的土壤淋洗剂。此外，本研究还可为评价淋洗后土壤的微生态响应提供科学指导。