稻菜轮作制下汞胁迫的土壤微生物学和酶学效应

通过盆栽试验研究了稻菜轮作下不同浓度汞污染对土壤微生物和酶活性的影响,从而为稻菜轮作体制下土壤重金属污染防治、诊断提供科学理论依据.结果表明:青菜收获后,不同浓度汞处理后土壤各微生物学指标和酶学指标均表现为在较低浓度汞处理(<2 mg/kg)时有促进作用.在较高浓度汞处理(≥2 mg/kg)时表现出抑制作用.综合比较,土壤代谢商是对汞处理比较敏感的微生物学指标.青紫泥不同浓度汞处理的土壤酶活性大于小粉土.脲酶是对土壤汞胁迫比较敏感的生化监测指标.且汞对小粉土脲酶和脱氢酶活性的生态毒性强于青紫泥.     

水旱轮作后免耕水稻土微生物数量和生物量的变化特征研究

土壤微生物数量和生物量能迅速反映土壤肥力和土壤质量的演变趋势。通过野外调查和室内分析,研究了水旱轮作后,不同免耕年限土壤微生物数量和生物量的变化特点。结果表明:水旱轮作后,免耕耕层(0～20cm)土壤微生物数量、生物量P和生物多样性显著低于常规耕作,而微生物生物量C和N显著高于常规耕作;随着免耕年限延长,生物多样性、微生物生物量C和N在免耕7～8年时最低;免耕0～5cm土壤微生物数量和生物量显著高于5～10cm,而常规耕作0～5cm和5～10cm土壤微生物数量和生物量无显著差异。     

太湖水旱轮作条件下施用氮肥的环境和经济效益

本文报道了太湖地区稻麦轮作和不同氮肥施用水平条件下，田间原位测定和模型计算了ＮＯ＾－３淋溶污染和经济效益分析结果。土壤溶液中，ＮＯ＾－３－Ｎ含量几乎均低于饮用水标准，高于富营养化水南标准。麦季当地氮肥施用量减少３１．８％，末显著降低作物产量，作物未利用氮减少５０％左右，且具有经济效益；水稻季节减少氮肥施用量４０．１％，虽然显著减少氮素淋溶和作物未利用氮，但减产８．５％，经济上略有损失。     

保护性耕作对土壤微生物特性和酶活性的影响

保护性耕作是以秸秆覆盖地表、免少耕播种、深松及病虫草害综合控制为主要内容的现代耕作技术体系。大力提倡和推行保护性耕作,对提高土壤质量和改善生态环境具有重要意义。本文回顾了保护性耕作的发展历程,概括和分析了保护性耕作对土壤微生物活性和垂直分布、微生物群落结构以及土壤酶活性的影响,也探讨了保护性耕作的发展前景。     

臭氧污染对水稻土物理结构和氮磷钾含量的影响

利用中国稻-麦轮作O3FACE(Free-air O3 concentration enrichment)试验平台,研究了连续3年大气O3浓度升高(比周围大气高50%)对稻田表层(0~20 cm)土壤团聚体、土壤容重及孔隙度和氮磷钾养分含量的影响。结果表明,大气O3浓度升高显著增加耕层土壤0.25~0.053 mm团聚体23.5%和降低<0.053 mm团聚体24.6%。O3污染具有增大0~10 cm土层和降低10~20 cm土层土壤容重的趋势,0~10 cm土壤中气体孔隙度显著减小39.8%,10~20 cm土壤中毛管孔隙度显著增加9.1%和气体孔隙度显著减小32.4%,改变了固、液、气三相比。长期O3污染显著降低土壤全氮含量10.5%和速效钾13.3%,显著增加有效磷40.8%,但对有效氮未产生显著影响。结果表明,长期臭氧污染将改变土壤物理结构和养分物质的生物地球化学循环。     

淹水厌氧培养对水稻土中酶活性的影响

An incubation experiment with soil water content treatments of 0.15 （W1）, 0.20 （W2）, and 0.40 （W3） g g^-1 soil was carried out for two months to investigate the activities of important enzymes involved in C, N, P, and S cycling in a paddy soil from the Taihu Lake region, China, under waterlogged and aerobic conditions. Compared with air-dried soil, waterlogging resulted in a significant decrease （P ≤ 0.05） of fluorescein diacetate （FDA） and /3-D-glucosidase activities, and this effect was enhanced with increasing waterlogging time. Waterlogging also significantly inhibited （P ≤ 0.05） arylsulfatase as well as alkaline and acid phosphatase activities, but did not decrease the activities with the increase in waterlogging time. Short-term waterlogging did not affect urease activity, but prolonged waterlogging decreased it markedly. In contrast, the aerobic incubation （W1 and W2 treatments） significantly increased （P ≤ 0.05） FDA, alkaline phosphatase, and /3-D-glucosidase activities. With aerobic treatments the activities of FDA and alkaline phosphatase increased with incubation time, whereas /3-D-glucosidase activity decreased. A significant difference （P ≤ 0.05） was usually observed between the W1 and W2 treatments for the activities of FDA as well as alkaline and acid phosphatase; however,/3-D-glucosidase and urease were usually not significant （P ≤ 0.05）. No activity differences were observed between waterlogging and aerobic incubation for arylsulfatase and urease.     

稻菜轮作制下土壤有效态汞提取剂和提取条件研究

选择长三角地区代表性人为耕作土——青紫泥为研究对象,通过网室盆栽和室内试验,选用CaCl2,HCl,DTPA(二乙烯三胺五乙酸)和NH4OAc共4种提取剂,研究了水稻—小白菜—萝卜作物轮作系统中土壤有效态汞提取剂的选择与提取条件的优化问题。结果表明,不同提取剂提取的有效态汞含量随提取时间的延长而逐渐增加,30min可作为提取剂提取土壤有效态汞的最佳平衡时间;随土水比的减小,提取剂提取的土壤有效态汞量明显提高,1∶5为较适宜的土水比;不同提取剂的提取能力不同,对供试土壤,提取剂提取能力的大小顺序为:CaCl2>HCl>NH4OAc>DTPA。提取剂提取的土壤有效态汞量之间存在显著正相关,其中CaCl2和NH4OAc之间相关性最高;在土壤—水稻系统和土壤—萝卜系统中作物可食部位汞含量与提取剂提取的土壤有效态汞含量之间存在显著正相关关系,但在土壤—小白菜系统中相关性不强。综合分析,确定CaCl2为供试土壤汞有效态的最佳化学提取剂。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质,而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视.本文系统综述了水稻土重金属污染的来源,重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响,并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向,指出:①加强水稻–重金属–微生物三者相互作用、相...     

太湖地区水稻土优势反硝化细菌的数量、组成与酶活性

本研究结果表明太湖地区主要水稻土中反硝化细菌常在百万/克干土以上,占细菌总数的50—80%。同一类型土壤中,肥力高者含菌数多于肥力低者。各类土壤中反硝化细菌数与细菌总数呈显著正相关。其优势种中,以巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌和施氏假单胞菌等出现的机率最高,占反硝化细菌的10—50%;地衣芽孢杆菌及坚强芽孢杆菌等出现的机率较少。具有使NO₃^-还原为N₂O的菌株和使N₂O还原为N₂的菌株,分别占供试菌株的67%和56%;使¹⁵NO₃^-异化还原为¹⁵NH₄⁺的菌株占供试菌株的92%,其中以蜡质芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的这种能力特别强。     

水旱轮作下根区与非根区黄褐土钾素动态研究

采用分室根箱试验,研究了油菜–水稻轮作条件下黄褐土根区与非根区土壤钾素动态变化特征,以期为土壤供钾机制研究及合理的根际养分调控提供依据。结果表明,轮作前季（油菜季）前期,根区土壤水溶性钾和交换性钾首先出现相对亏缺;随着油菜生长和吸钾强度的增大,根区非交换性钾含量也显著降低,非根区内、中、外区土壤水溶性钾向根区迁移,交换钾和非交换钾向水溶钾转化,含量均逐渐降低,且距根区越近,降低幅度越大。轮作后季（水稻季）前期,淹水促进了水溶性钾向根区的扩散,非根区外区水溶钾和交换性钾含量明显降低;随着水稻生长和吸钾强度增大,根区与非根区土壤水溶钾和交换性钾含量降低至一定程度时就不再减少,而非交换性钾显著降低。说明作物吸收的钾主要来自于根区,并由非根区钾逐渐向根区迁移,距根区越近,对作物吸钾量的贡献越大。在一个轮作期内,非交换性钾是黄褐土主要供钾形态,其次是交换性钾和水溶性钾。     

铅污染对青紫泥微生物活性的影响

土壤微生物量碳、基础呼吸作用、土壤代谢商是表征土壤质量的重要指标,并且与土壤本身的理化性质有关。脱氢酶活性是土壤微生物种群及其活性的重要敏感性指标之一。通过室内培养,研究了不同铅添加水平(200~1 200 mg/kg)对青紫泥田微生物生物量碳及土壤基础呼吸作用、土壤代谢商、土壤脱氢酶的影响。研究表明:随培养时间延长,青紫泥田生物量碳呈下降趋势,基础呼吸作用随铅浓度升高而加强。土壤代谢商随培养时间延长变化趋势不同。外源铅胁迫下土壤脱氢酶活性随铅处理浓度升高明显受抑制。相关分析表明,土壤铅含量与土壤微生物生物量碳、脱氢酶在不同培养时期相关性不同。     

长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响

研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据.选择持续了37 a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采用微孔板荧光法测定了土壤胞外酶活性,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物...     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,并采用盆栽试验研究了重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,距离矿口越近,土壤有机质、有效N、P、K的含量、土壤pH值亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量C和N受到的抑制程度也增强,其中土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。盆栽试验中,Cd、Zn、Cu、Pb复合污染使白菜(Brassica rapapekinensis)生物量明显下降,且随复合污染程度的增加,白菜生物量下降幅度增加。Cd与Zn、Cu、Pb,Zn与Cd、Cu、Pb,Cu与Cd、Zn、Pb的复合效应机制为协同效应,而Pb与Cd、Zn、Cu的复合效应机制为拮抗效应。重金属Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性显著降低,但低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了细菌、真菌、放线菌、微生物生物量C和N。重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤酶活性和土壤微生物数量及微生物生物量C和N的复合效应机制表现出协同和拮抗效应。     

采矿活动对稻田土壤重金属累积与酶活性的影响

湖南省矿产资源丰富,是著名的有色金属之乡。为了研究采矿活动对稻田重金属累积和生态环境的影响,对湘北某县H镇硫铁矿冶炼厂附近稻田和灌溉溪流进行监测分析,并以无矿业开发的T镇稻田作为对照。结果表明,受采矿废水排放影响,H镇溪水重金属污染严重,尤其Cu、Zn、Cd含量远超农田灌溉水质量限值。受污染溪流灌溉影响,H镇稻田土壤Zn、Cd、Fe、Ni、Pb等污染严重。而T镇灌溉水和稻田土壤无重金属污染现象。受重金属污染影响,H镇稻田土壤酶活性显著降低。尤其溪流北侧长期受污染溪流灌溉的重污染稻田,土壤脱氢酶、脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶的活性,分别只有对照稻田土壤的14.3%、30.0%、22.8%、51.2%、73.2%。表明稻田土壤重金属污染已产生严重的生态毒害,其中土壤脱氢酶受重金属抑制最敏感,可作为反映土壤重金属污染的生态指标。     

吊兰生长对锌污染土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

选用观赏植物吊兰进行盆栽试验,通过测定吊兰根际、非根际以及未栽培吊兰的空白组土壤微生物数量、土壤酶活性及化学性质,研究吊兰对重金属锌污染土壤的修复作用.结果表明:土壤微生物数量、土壤酶活性、有机质含量及土壤呼吸作用强度均表现为吊兰根际组＞吊兰非根际组＞未栽培吊兰的空白组.而土壤锌总量、pH、电导率及氧化还原电位均表现为未栽培吊兰的空白组＞吊兰非根际组＞吊兰根际组.土壤锌浓度为200mg/kg时,细菌、真菌的数量最多,土壤呼吸作用强度、脲酶及磷酸酶的活性也达到最高值;土壤锌浓度为500 mg/kg时,放线菌数量最多,且蔗糖酶活性达到顶峰.三类微生物对锌的敏感性顺序为真菌＞放线菌＞细菌.土壤酶对重金属锌的敏感性顺序为蔗糖酶＞脲酶＞磷酸酶＞过氧化氢酶.通过微生物数量与土壤酶活性的双变量相关性分析可知,放线菌的变化对土壤酶的影响最大,其次是真菌,细菌影响最小.吊兰生长能够有效改善土壤环境,在重金属锌污染修复方面有广阔的应用前景.     

铅镉、石油污染和黑麦草种植对土壤微生物活性的影响差异

矿产和石油的生产与使用导致不同程度的土壤重金属和石油污染,已影响到人类健康与安全,土壤污染修复迫在眉睫。本研究采用室内盆栽试验的方法,在铅镉污染、石油污染土壤中种植黑麦草(Lolium perenne),探究土壤基础呼吸(SBR)、微生物生物量碳(MBC)及相关土壤酶活性的变化,揭示铅镉、石油污染对土壤微生物的影响,进而为重金属及石油污染土壤修复及其环境评价提供理论依据。共设置6个处理:未污染土壤(S),未污染土壤+黑麦草(SG),铅镉污染土壤(SH),铅镉污染土壤+黑麦草(SHG),石油污染土壤(SP),石油污染土壤+黑麦草(SPG)。研究发现:与处理S相比,在本研究铅镉及石油污染水平下,处理SH的SBR、MBC、过氧化氢酶活性和脲酶活性分别显著降低22.42%、44.90%、6.35%和44.88%(P 0.05);处理SP的SBR、MBC、脲酶活性和脱氢酶活性分别增加23.06%、52.04%、42.26%和65.37%(P 0.05);处理SG的MBC和过氧化氢酶活性分别降低60.54%和4.55%(P 0.05),SBR和脱氢酶活性分别增加31.51%和94.86%(P 0.05)。土壤受污染后,种植黑麦草处理的SBR和MBC、过氧化氢酶活性、脲酶活性高于对应未种植黑麦草的处理。这一结果表明,在一定含量范围内重金属污染抑制土壤微生物活性,而石油污染初期抑制、后期可以提升微生物活性,种植黑麦草在后期可显著增强污染土壤的微生物活性、提高土壤微生物生物量。     

三种有机物料对稻田土壤汞甲基化及水稻汞积累的影响

施用有机物料是水稻生产过程中提高产量的一条重要途径，明确有机物料的施用对糙米Hg积累的影响，对于Hg污染稻田的安全利用具有重要的指导意义。本研究采用盆栽实验，设置等量（3%，w/w）的油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭，对比分析3种有机物料的施用对水稻产量及其对Hg在稻田系统的迁移转化的影响。结果表明，3种有机物料的施用均显著提高了水稻产量，但对土壤Hg甲基化和糙米Hg的积累影响则并不一致。油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭处理下水稻产量分别提高17.6%、33.0%和39.9%。与相同水平土壤Hg处理相比，施用猪粪提高了土壤Hg的生物有效性，促进了土壤MeHg的生成，提高了糙米THg的富集系数，使糙米THg和MeHg的含量分别提高了34.5%和30.3%；施用油菜秸秆降低了土壤Hg的生物有效性，抑制了土壤Hg甲基化过程和水稻对Hg的富集，糙米THg和MeHg的含量分别降低了34.6%和36.2%；施用水稻秸秆生物炭降低了土壤Hg生物有效性和糙米THg的富集系数，糙米THg和MeHg的含量分别降低了46.9%和48.4%。因此，在Hg污染稻田中应慎重施用猪粪，可选择施用水稻秸秆生物炭和油菜秸秆，达到提高产量和阻控糙米Hg积累的双重效果。     

轮作模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样和设施土壤土壤微生物区系和土壤酶活性分析,研究结果表明,与连作相比,花一花轮作最有利于增加土壤细菌、放线菌数量,降低真菌数量,提高土壤酶活性,花-菜轮作次之,菜-菜轮作模式效果最差。轮作能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落的多样性和稳定性的提高,最终改善了土壤的微生态环境。     

农业有机废弃物发酵后的有机肥对植烟土壤微生物数量及酶活性的影响

在大田条件下,研究了烤烟施用农业有机废物发酵后的有机肥(生物发酵有机肥)各生育期根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量和土壤酶活性的变化。结果表明,微生物数量和酶活性都呈现出随生育时期推进先增加后降低的趋势,其中在旺长期达最大。施入复混肥对根际土壤微生物数量的影响大于非根际土壤微生物。60%的生物发酵有机肥施入量是配施比例上的拐点,有机肥施入比例大于60%的处理,土壤酶活性提高幅度变缓,差异不显著。若再增加有机肥的投入比例效益不明显。从总体上看,施用生物发酵有机肥可以提高微生物数量和酶活性,从而提高土壤肥力。