丛枝菌根(AM)真菌对土壤中阿特拉津降解的影响

于盆栽高粱(Sorghum,龙杂一号)条件下研究了丛枝菌根(AM)真菌根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)降解土壤中阿特拉津的效用。结果表明,阿特拉津(浓度为50 mg/kg)污染土壤中,供试AM真菌都能够侵染高粱根系形成菌根,而且GM比GI侵染效果好,最高侵染率可达到90.5%,显著提高了植株的生物量。接种AM真菌后土壤中阿特拉津的残留浓度显著低于不接种对照处理,并且接种GM比GI对阿特拉津的降解效果显著。接种GM处理的土壤中阿特拉津最高降解率达到了91.6%,其中菌根效应占22.6%。接种AM真菌的宿主植物根际土壤中微生物数量多于不接种处理,且GM优于GI处理,说明AM真菌能促进根际微生物的繁殖。此外,接种AM真菌后能显著增加土壤中脲酶活性,但对过氧化氢酶活性影响不显著。认为GM是一株比较理想的修复阿特拉津污染土壤的AM真菌。     

坡耕地草篱系统中土壤阿特拉津残留的迁移规律

为探索坡耕地中等高草篱对土壤阿特拉津残留迁移的影响,采用模拟降雨试验,研究华北地区不同坡度(15%和20%)条件下草篱系统中土壤阿特拉津残留迁移分布特征。结果表明:降雨后,土壤阿特拉津残留纵向迁移占主导地位。草篱处理篱带区阿特拉津残留量远低于无草篱对照的对应区域,篱带区各土层阿特拉津残留量相近,而无草篱对照残留量随土层深度增加而降低,且表层(0-10cm)显著高于其他层。草篱系统中不同篱域土壤阿特拉津残留量差异显著,篱带区沉降区作物区。最优尺度回归分析结果表明,草篱系统中各因素对土壤阿特拉津残留量影响程度从大到小依次为草篱土层深度土壤含水量篱域坡度坡位,草篱的重要性超过其他因素。草篱显著影响坡耕地土壤阿特拉津的横向扩散和纵向迁移,可作为控制坡耕地农药流失的首选措施。     

Arthrobacter sp. AG1菌株降解土壤中阿特拉津研究

在阿特拉津浓度为50mg/kg干土的黄棕壤、潮土和红壤接种1.5×106CFU/g干土的降解菌Arthrobacter sp. AG1,10天后土壤中的阿特拉津分别降解至1.5、6.6和10mg/kg干土。阿特拉津的降解速率受到土壤性质的影响,但AG1仍能在不满足其生长繁殖要求的pH值的土壤中有效降解酸性土壤中阿特拉津;土壤中水分含量对降解效果影响较大,>20%时降解效果较好;土壤低含水量和低pH值会导致AG1降解阿特拉津的活力下降。不同的接种量对降解效果有一定影响,但105～107CFU/g干土接种量的AG1都能有效发挥降解作用。AG1降解完土壤中的阿特拉津后,在土壤含水量分别为5%和15%的情况下能长期保持降解活性,对60天后第2次施入黄棕壤和潮土中的50mg/kg阿特拉津4天时降解效率在65%以上。     

除草剂阿特拉津的环境毒理研究进展

叙述了阿特拉津的应用概况及其在生产实践中所存在问题；阿特拉津在生物体内和环境中的降解代谢过程。综述了近年来国内外在阿特拉津的残留分析方法、环境毒理学和微生物降解等方面的研究进展。     

田间土壤剖面中阿特拉津的迁移试验

为了评价阿特拉津的污染风险,采用原位试验法研究了土壤剖面中阿特拉津、Br-与水分耦合迁移特征.结果表明,施用阿特拉津24 h后,模拟降雨1 h,降雨量为40 mm的处理(Ⅰ)和80 mm的处理(Ⅱ)的土壤含水率随土层深度增加先减小后增加;而施用阿特拉津前模拟降雨1 h,降雨量为10mm,施用24 h后,模拟降雨1 h,降雨量为40 mm的处理(Ⅲ)和80 mm的处理(Ⅳ)的则呈"S"形变化.Br-与阿特拉津在0～10 cm土层的残留浓度最大,分别为1.40、1.09、0.62、0.52 mol/kg和0.82、0.74、0.54、0.29 靏/g.处理Ⅰ、Ⅱ的各土层中Br-与阿特拉津的变异较小.土壤溶液中阿特拉津的浓度随土层深度的增加而降低,表层(20 cm)土壤溶液中阿特拉津残留浓度为:处理Ⅰ＞处理Ⅲ＞处理Ⅱ＞处理Ⅳ.     

阿特拉津在土柱中的淋溶规律研究

通过室内土柱淋溶试验,对阿特拉津在2种供试土壤中淋溶规律及其影响因子进行了研究.结果表明,淋溶速度由1.8 ml/min增至4.4 ml/min,阿特拉津的土壤残留量降低,淋出量分别增加10.8%(黑土),8.2%(草甸黑土);同时,增加土壤有机质含量,适当降低淋溶液中H+离子浓度,均有利于抑制土壤中阿特拉津的迁移与流...     

竹炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

采用环境友好材料竹炭为主要载体,壳聚糖和海藻酸钠为辅助载体,固定从污泥中分离出的阿特拉津降解菌株,研究不同固定材料对降解菌生长的影响,以及固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解效果.结果表明,竹炭对阿特拉津降解菌具有较强的吸附固定能力,且竹炭粒径越小,固定化效果越好.利用壳聚糖和海藻酸钠交联并加固阿特拉津降解菌,增大了固定化空间,显著增加了降解菌的生物量,并提高了阿特拉津的降解效率.1％壳聚糖+5％海藻酸钠+竹炭+降解菌颗粒对阿特拉津降解菌的固定化效果最佳,施用该微生物固定化颗粒28天后,砂姜黑土及红壤中阿特拉津残留率分别为48.07％和47.23％.     

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。     

节杆菌AD26的分离鉴定及其与假单胞菌ADP对阿特拉津的联合降解

用富集培养法,从农药厂的工业废水中分离到高效降解除草剂阿特拉津的AD26菌株,通过16SrRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为节杆菌（Arthrobacter sp.）。降解基因的PCR分析表明,AD26含有阿特拉津降解基因trzN和atzBC,它能以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖或柠檬酸钠为碳源生长,将阿特拉津降解成氰尿酸,降解速度快但降解不完全。假单胞菌（Pseudomonas sp.）ADP是Wackett实验室分离的阿特拉津降解菌株,含有阿特拉津降解基因atzABCDEF,能以阿特拉津为唯一氮源、柠檬酸钠为碳源（不能以蔗糖为碳源）生长,将阿特拉津降解成NH3和CO2,降解完全但降解速度慢。在阿特拉津浓度为200mg·L^-1的无机盐培养基中进行的AD26和ADP混合培养表明,它们对阿特拉津的降解发生了互补和增强作用,两个菌株能在以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖为碳源的培养基中生长,而且生长和降解速率都好于单个菌株,培养72h后阿特拉津去除率达到99.9%,其中76.7%的阿特拉津被降解成NH3和CO2。这表明由节杆菌AD26和假单胞菌ADP组成的混合菌株在阿特拉津废水处理和污染土壤的生物修复中有很好的应用潜力。     

土壤中阿特拉津生物降解的研究进展

阿特拉津是农田土壤中广泛使用的除草剂之一,大面积使用可对植物、鱼类以及包括人类在内的哺乳动物造成危害,因此对阿特拉津降解行为的研究是预防和缓解其对生态环境危害的主要途径。本文综述了国内外近20年有关阿特拉津危害和降解方式的研究,阐述了利用植物、微生物以及植物与微生物共生修复阿特拉津污染土壤的最新研究进展,并对每种技术目前存在的问题以及未来研究发展方向进行探讨与展望。通过对各种修复途径特点的比较和分析,认为利用植物与微生物共生即丛枝菌根修复阿特拉津污染土壤的方法是一种绿色、高效、理想的修复技术。     

菌渣生物炭对镉污染土壤性质及小白菜吸收镉的影响

为探讨以菌渣为原料制备的生物炭修复重金属镉污染土壤的可行性。采用盆栽试验,以香菇菌渣生物炭(SC)和平菇菌渣生物炭(PC)为研究对象,设置0.5%,1%,2%的生物炭施用量(w/w,%),研究其对镉污染土壤理化性质、土壤各形态镉分布、小白菜生长及镉吸收的影响。结果表明:施用SC和PC均能显著提高土壤pH和有机质(SOM)含量。与对照相比,2%的生物炭处理,土壤pH分别提高1.05和1.10个单位,SOM含量分别提高80.6%和61.2%。施用SC和PC使土壤可交换态镉降低,而提高残渣态镉含量。相关分析表明,土壤可交换态镉与pH、SOM和蔗糖酶呈显著负相关。与对照相比,2%处理下SC和PC显著降低小白菜镉含量,分别降低57.5%和54.1%;1%用量下小白菜产量分别提高53.4%和41.6%,表明高投加量菌渣生物炭对小白菜生长有不利影响。总体看来,SC和PC均有利于改善土壤性质,减轻镉对植物的毒害,促进小白菜生长。     

有机废液对镉污染土壤上白菜生长和镉积累影响

为探究有机废液在镉污染土壤施用对作物生长和环境健康风险的影响，该研究针对豌豆发酵液、玉米浆浓缩液、鸡粪浓缩沼液、糖蜜液和氨基酸母液5种价格低廉且在农业中应用广泛的有机废液，通过盆栽试验分析了施用2 ml/kg的5种有机废液对白菜生长与镉吸收的影响，并从白菜光合作用及抗氧化酶活性等角度进行了效果对比研究。结果表明，除氨基酸母液处理外，豌豆发酵液、玉米浆浓缩液、鸡粪浓缩沼液、糖蜜液处理较对照均可显著增加镉胁迫下白菜叶片净光合速率（P<0.05），促进白菜生长，其中施用玉米浆浓缩液分别使白菜地上部和地下部干质量提高了21.66%和68.75%。与对照相比，施用玉米浆浓缩液使白菜地上部的镉浓度降低了22.06%，并显著提高了白菜超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性（P<0.05），糖蜜液和氨基酸母液处理没有降低白菜镉浓度。施用玉米浆浓缩液、鸡粪浓缩沼液、糖蜜液和氨基酸母液均可显著降低白菜丙二醛含量（P<0.05），提高土壤有效态镉含量。综上，5种有机废液对镉污染条件下白菜生长和镉吸收转运的影响不同，玉米浆浓缩液促进白菜生长并减少镉积累效果最好，氨基酸母液效果最差。     

Metabolism and persistence of atrazine in several field soils with different atrazine application histories

To assess the potential occurrence of accelerated herbicide degradation in soils, the mineralization and persistence of (14)C-labeled and nonlabeled atrazine was evaluated over 3 months in two soils from Belgium (BS, atrazine-treated 1973-2008; BC, nontreated) and two soils from Germany (CK, atrazine-treated 1986-1989; CM, nontreated). Prior to the experiment, accelerated solvent extraction of bulk field soils revealed atrazine (8.3 and 15.2 μg kg(-1)) in BS and CK soils and a number of metabolites directly after field sampling, even in BC and CM soils without previous atrazine treatment, by means of LC-MS/MS analyses. For atrazine degradation studies, all soils were incubated under different moisture conditions (50% maximum soil water-holding capacity (WHC(max))/slurried conditions). At the end of the incubation, the (14)C-atrazine mineralization was high in BS soil (81 and 83%) and also unexpectedly high in BC soil (40 and 81%), at 50% WHC(max) and slurried conditions, respectively. In CK soil, the (14)C-atrazine mineralization was higher (10 and 6%) than in CM soil (4.7 and 2.7%), but was not stimulated by slurried conditions. The results revealed that atrazine application history dramatically influences its degradation and mineralization. For the incubation period, the amount of extractable atrazine, composed of residues from freshly applied atrazine and residues from former field applications, remained significantly greater (statistical significance = 99.5 and 99.95%) for BS and CK soils, respectively, than the amount of extractable atrazine in the bulk field soils. This suggests that (i) mostly freshly applied atrazine is accessible for a complex microbial community, (ii) the applied atrazine is not completely mineralized and remains extractable even in adapted soils, and (iii) the microbial atrazine-mineralizing capacity strongly depends on atrazine application history and appears to be conserved on long time scales after the last application.     

两种除草剂的土壤生态效应及其对后茬作物生长的影响

采用盆栽试验,研究了分别施用低剂量和高剂量的苄.丁和二氯喹啉酸对水稻田土壤环境以及紫云英生长的影响。结果表明：施用除草剂苄.丁和二氯喹啉酸均不利于后茬冬季绿肥作物紫云英植株干物质的累积,而且施用量越多,干物质累积越少。低剂量的苄.丁显著降低了紫云英植株中N素累积量,而二氯喹啉酸降低紫云英植株中N和K累积量;施用高剂量苄.丁和二氯喹啉酸则降低紫云英植株中N、P和K累积量。无论是施用低剂量还是高剂量的苄.丁和二氯喹啉酸均降低土壤中N、K养分的有效性。低剂量二氯喹啉酸对土壤中有效P含量影响不显著,而施用高剂量二氯喹啉酸显著降低P素养分有效性。施用低剂量苄.丁对土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和尿酶活性的影响均不显著,而低剂量二氯喹啉酸则显著抑制了过氧化氢酶活性。施用高剂量苄.丁和二氯喹啉酸对土壤中蔗糖酶活性影响不显著,但均抑制了过氧化氢酶和尿酶活性。此外,施用低剂量和高剂量苄.丁增加了土壤中细菌数量,而二氯喹啉酸则正好相反。两种剂量的苄.丁和二氯喹啉酸均减少了土壤中放线菌数量,但对真菌数量变化不显著。由此可见,稻田施用二氯喹啉酸对稻田土壤环境以及后茬冬季紫云英作物的药害大于苄.丁。     

How increasing availabilities of carbon and nitrogen affect atrazine behaviour in soils

 The effect of increasing amounts of glucose and mineral N on the behaviour of atrazine was studied in two soils. One had been exposed to atrazine under field conditions (adapted soil), the other had not (non-adapted soil), resulting, respectively, in an accelerated degradation of atrazine in the adapted soil and in a slow degradation of the herbicide in the non-adapted soil. The dissipation of ¹⁴C-atrazine via degradation and formation of non-extractable "bound" residues was followed during laboratory incubations in soils supplemented or not with increasing amounts of glucose and mineral N. In both soils, glucose added at rates of up to 16 g C kg^–1 soil did not modify atrazine mineralization but increased the formation of bound residues; this was probably due to the retention of atrazine by the growing microbial biomass. Atrazine dealkylation was enhanced when a large amount of glucose was added. In both soils, the addition of the largest dose of mineral N (2.5 g N kg^–1 soil) decreased atrazine mineralization. The simultaneous addition of glucose and mineral N enhanced their effects. When the largest doses of mineral N and glucose were added, atrazine mineralization stopped in both soils, and the proportion of bound residues increased. Glucose and mineral N additions influenced atrazine mineralization to a greater extent in the adapted soil than in the non-adapted one, as revealed by ANOVA, although glucose addition had a greater effect than N. The competition for space and nutrients between atrazine-degrading microorganisms and the total heterotrophic microflora probably contributed to the decrease in atrazine mineralization. Received: 9 June 1998     

紫茎泽兰和黄顶菊入侵对土壤微生物群落结构和旱稻生长的影响

为比较入侵植物与本地植物对土壤微生态影响的差异, 探索外来植物入侵的土壤微生物学机制, 本研究通过同质园试验, 比较分析了2种入侵菊科植物(紫茎泽兰、黄顶菊)和2种本地植物(马唐、猪毛菜)对土壤肥力和微生物群落的影响, 并通过盆栽反馈试验验证入侵植物改变后的土壤微生物对本地植物旱稻生长的反馈作用。同质园试验结果表明: 2种入侵植物和2种本地植物分别对土壤微生态产生了不同的影响, 尤其是紫茎泽兰显著提高了土壤有效氮、有效磷和有效钾含量,紫茎泽兰根际土壤中有效氮含量为39.80 mg·kg^-1,有效磷含量为48.52 mg·kg^-1。磷脂脂肪酸指纹图谱结果表明, 2种入侵植物与2种本地植物相比, 较显著增加了土壤中放线菌数量, 而紫茎泽兰比其他3种植物显著增加了细菌和真菌数量。盆栽结果表明: 黄顶菊生长过的土壤灭菌后比灭菌前旱稻株高增加113%, 紫茎泽兰也使旱稻的株高增加17%。由以上结果可知, 紫茎泽兰和黄顶菊可能通过改变入侵地土壤的微环境, 形成利于其自身生长扩散的微生态环境从而实现其成功入侵。     

多环芳烃芘对小白菜生长和元素吸收及营养品质的影响

通过土培试验测定了不同浓度芘处理下小白菜根和茎叶的生物量、芘及其它矿质元素的含量和一些营养品质指标。结果表明:芘对小白菜根干重的影响显著,对茎叶干重和株高的影响不显著,全株干重由于根干重的下降而呈下降趋势;根中的芘含量和土壤中残留的芘含量随土壤中芘浓度增加而显著增加,茎叶芘含量与对照无显著差异,土壤芘降解率随芘浓度增加表现为先上升再下降的趋势;茎叶有机碳和根粗灰分含量随土壤芘浓度的增加而下降,茎叶粗灰分和根有机碳含量施芘处理显著高于对照,芘促进了根对土壤中N、P、K和S的吸收同化,并加速其向茎叶的转移。茎叶粗蛋白含量较对照有所增加,粗纤维和可溶性糖含量则随芘浓度增加而下降,其中可溶性糖含量各个处理与对照之间的差异达显著水平。     

除草剂对不同种植年限柑橘园土壤氮转化过程及温室气体排放的影响

为探讨除草剂施用对柑橘园土壤氮转化及温室气体排放的影响,在实验室培养条件下,研究了0年(林地)、种植10年和30年的柑橘园土壤中分别添加除草剂草甘膦和丁草胺后,尿素态氮含量、硝化和反硝化作用以及温室气体排放的变化。研究结果表明,橘园土壤中尿素第1 d的水解率、氮肥硝化率、反硝化作用损失总量以及N_2O和CO_2排放量显著高于林地土壤(P0.05)。与10年橘园土壤相比,30年橘园土壤显著增加了尿素的水解速率、氮肥硝化率和CO_2排放量(P0.05),但二者的反硝化损失量没有显著差异。施用草甘膦和丁草胺都显著促进了林地土壤的尿素水解(P0.05),第1 d尿素态氮含量分别降低11.20%和12.43%;但对3种土壤氮肥的硝化率均没有明显影响。施用丁草胺显著降低了林地土壤的CO_2排放量(P0.05),对两种橘园土壤的CO_2排放没有明显影响,但明显增加了两种橘园土壤的N_2O排放总量(P0.05),分别比不施除草剂增加56.27%和85.41%;施用草甘膦对3种土壤的N_2O和CO_2排放均没有明显影响。可见,草甘膦和丁草胺的施用不会对柑橘园土壤的氮转化过程产生影响,但丁草胺显著增加了柑橘园土壤的N_2O排放。     

Effects of wastewater irrigation on soil and cabbage‐plant (brassica olerecea var. capitate cv. yalova‐1) chemical properties

The use of wastewater for irrigation is increasingly being considered as a technical solution to minimize soil degradation and to restore nutrient contents of soils. The aim of this study is to increase fertility and minimize degradation of soils irrigated with wastewater exposed to different purification treatments. A field experiment was conducted to investigate the effects of control and irrigation with wastewater, which had undergone different purification treatments, on macro‐ and micronutrient distribution within the soil profile and nutrient contents of cabbage (Brassica olerecea var. Capitate cv. Yalova‐1) in Erzurum, Turkey. Wastewater irrigation and preliminary treatment–wastewater irrigation significantly affected soil chemical properties especially at 0–30 cm soil depth and plant nutrient contents after one year. Application of wastewater increased soil salinity, organic matter, exchangeable Na, K, Ca, Mg, plant‐available P, and micro‐elements and decreased soil pH. Wastewater increased also yield and N, P, K, Fe, Mn, Zn, Cu, B, and Mo contents of cabbage plants. Undesirable side effects were not observed in plant heavy‐metal contents, due to salinity and toxic concentrations of metals from the application of wastewater to soil.     

复垦基质重金属污染的植物修复试验研究

该文研究了粉煤灰加酒糟和粉煤灰加污泥两种基质对甘蓝、小白菜和油菜生长的影响,并通过计算吸收系数、转运系数和吸收模量讨论了甘蓝、小白菜和油菜对基质中重金属Cd、Cu、Zn的修复情况.结果表明:甘蓝、小白菜和油菜3种作物的吸收系数、转运系数和吸收量系数均随着时间的延长而增大,说明作物生长后期对重金属Cd、Cu、Zn的修复要好于前期;从不同作物对重金属Cd、Cu、Zn的修复情况看,甘蓝、小白菜和油菜对Cd具有良好的修复效果,其中小白菜对Cd的修复能力强于甘蓝和油菜,油菜对基质中重金属Cu具有一定的修复潜力,而甘蓝对Zn的吸收要好于小白菜和油菜;由于吸收模量考虑了作物地上部的生物积累量,也考虑了根层中重金属的总量,从而能从对重金属的实际修复效果方面更好地评价植株的吸收能力,是衡量植物修复重金属能力的一个理想指标.