重金属的土水分配行为研究——根际土壤溶液采样器的应用

采用根际土壤溶液采样器(Rhizon-SMS)原位采集河南平原耕地土壤溶液.用土壤溶液中重金属浓度对数作为因变量、土壤溶液理化性质作为自变量,进行多元线性逐步回归,结果表明:只有有机碳进入Cu的相关方程,pH进入Cd的相关方程.土壤溶液pH和土壤中的Zn都作为自变量进入Zn的相关方程.土壤溶液中的Cu与pH没有线性关系,而Cd和Zn与土壤溶液pH有显著的线性关系(p＜0.01).计算了土壤中Cu、Cd、Zn在土壤与土壤溶液中的分配系数Kd.本研究中,3种重金属的Kd大小顺序为:Cu＞Zn＞Cd.根据Freeze 和Cherry模型,联合log(Kd-Cd)、log(Kd-Zn)与pH的线性关系,估计了Cd和Zn在土壤中的迁移速度.     

大气CO2浓度升高和氮肥施用对小麦生长期间土壤溶液阴离子含量的影响

在中国稻/麦轮作 FACE(Free-Air CO2 Enrichment)平台上,采用根际土壤溶液取样器来研究大气CO2 浓度升高和不同 N 肥水平对小麦生长期间土壤溶液离子组成的影响。结果表明,高 CO2 浓度条件对土壤溶液pH 值无显著影响,但却普遍降低土壤溶液中 Cl-、NO3 和 SO4 3 种主要阴离子含量;相对于 N 150 kg/hm2 施 N - 2-水平,N 250 kg/hm2 施用量显著降低土壤溶液中 NO3 含量,同时也明显降低 Cl-和 SO4 含量。 - 2-     

土壤溶液采样技术进展

土壤溶液已成为土壤，植物营养，生态环境等学科的重要研究内容。虽然现有的采样方法很多，但各有其优越性和局限性。迄今为止，没有一种普遍适用的采样方法。选用采样方法时应综合考虑研究目的，精度要求，研究对象特征、经济等因素。本综述了土壤溶液采样技术的研究进展。     

介绍一种采集土壤溶液的方法

本文介绍了一套用于收集剖面不同深度土壤溶液的装置，它适用于采集饱和运动状态下的土壤溶液。     

土壤溶液中重金属离子的浓度

测定了正常土壤和污染土壤溶液中Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ和Ｐｂ的浓度，分别计算了土壤溶液中这些重金属离子的浓度占该元素全量浓度的比率，并讨论了土壤ＰＨ与土壤溶液离子浓度与土壤全量Ｃｕ，Ｚｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｒ和Ｐｂ的比率的关系。     

秸秆还田对稻田土壤溶液中溶解性有机质的影响

研究了麦秆不同方式还田、施用无机氮肥及不同移栽时间对水稻田土壤溶液中溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）浓度的影响。结果表明，淹水后土壤溶液中DOC浓度在淹水初期明显增加，而后逐渐下降。添加麦秆这一有机物料，在水稻生长期前2个月内显著提高了DOC，对DON在一段时间内也表现出促进作用，其后差异不显著。施用无机氮肥降低了土壤溶液中DOC、DON浓度。DON的浓度与施肥量呈负相关。水稻推迟移栽，土壤溶液中溶解性有机质（DOM）均显著降低。     

原位土壤溶液采样及可溶性有机碳(DOC)的紫外吸收光谱直接测定探讨

首次采用管壁过滤孔径为微米级(0.1~0.3μm)的水处理用多孔聚丙烯(腈)空心纤维细管,与注射器或真空管相连,自制成土壤溶液采样器,将空心纤维管埋置或插入土壤中抽取层面土壤溶液,所得溶液无须过滤即可进行各种理化分析和测定,且可连续采样,提出了一种价廉实用的原位土壤溶液取样方法。并根据可溶性有机碳(DOC)在紫外光区的吸收特征,将土壤溶液在254nm波长处的吸光度(UVA254)与DOC浓度(TOC仪法)进行比较,发现两者有较好的相关性(DOC=38.84×UVA254,n=37,R2=0.82),即直接测定土壤溶液的UVA254,再乘以系数38.84可以估算DOC浓度。与复杂的氧化-比色和昂贵的TOC仪测定法对比,UVA254能快速便捷地估计土壤溶液中DOC的浓度。UVA254也适用于水体DOC的估计。     

两种生态型东南景天根际与非根际土壤微生物特征的差异性

超积累植物具有很强地忍耐和吸收土壤重金属的能力,导致其根际环境中重金属的平衡和微生物活性及其群落结构发生改变,其原因主要有以下几方面:第一,由于超积累植物快速地吸收土壤中的重金属,可能会导致其根际土壤溶液中的重金属浓度降低,从而缓减重金属对根际土壤中微生物的     

酸沉降影响下庐山森林生态系统土壤溶液溶解有机碳分布

采用土壤溶液提取法及TOC仪测定法分析了庐山森林生态系统土壤中溶解有机碳 (DOC)的含量及其与植被因素和季节动态的关系。结果表明 ,供试土壤中DOC的含量为 289.85 111.0 4mgkg-1,其剖面分布相对平缓 ,除表层外 ,底部土壤含量也较高 ;针叶林和根圈土中表层土壤DOC含量分别高于阔叶林和非根圈土 ;土壤溶液DOC浓度的季节分异明显 ,冬、秋季偏高 ,夏、春季偏低 ;土壤溶液DOC与溶解铝间呈极显著正相关关系     

森林土壤阳离子特性对土壤溶液离子动态的影响

<正>1 前言要掌握土壤溶液的溶解元素的移动特性,重要的是要搞清溪流的水质特性,以及明确森林土壤对酸性降落物等外部影响的净化机能和森林生态系统的物质循环机理。一般来说,阴离子比阳离子难被粘土矿物吸附,所以土壤溶液的离子动态受不稳定的阴离子制约。据研究,pH值低的土壤,随着土壤溶液阴离子浓度的上升,土壤溶液的A1~(3+)浓度也上升。坡位和土壤深度不同,土壤的交换性阳离子量不同,土壤溶液的离子动态也随之变化。于是,在柳杉、扁柏林撒施NH_4Cl,使土壤溶液的NO_3~-和Cl-浓度增加,依此研究土壤的交换性阳离子量与土壤溶液的阳离子     

氮磷钾肥料对茶园土壤溶液中氟含量的影响

在室内模拟条件下,设置茶园土壤单施不同水平及形态的氮肥以及配施不同水平氮、磷、钾肥料处理,根据各处理施肥后土壤中的肥料浓度向土壤中添加相应肥料溶液,测定不同时间段后土壤溶液的pH值和氟含量,分析氮肥水平和形态,氮、磷、钾配施对茶园土壤溶液中氟含量的影响。结果表明:(1)单施氮肥条件下,施用铵态氮和硝态氮增加了土壤溶液中氟含量,酰胺态氮则降低了土壤溶液中氟含量,且三者对氟含量的增加或降低作用均随施肥时间和氮肥水平的增加而增加;施肥后48 h土壤溶液中氟含量与土壤溶液pH值呈负相关(r=-0.658~(**)),氮肥形态通过影响土壤溶液pH进而影响土壤溶液氟含量。(2)氮、磷、钾配施时,随着施肥时间的增加,土壤溶液中氟含量增加,不同处理的差异显著性则降低;相同磷、钾水平下,土壤溶液中氟含量随氮肥(硫酸铵)水平的增加而显著增加;磷肥可显著降低土壤溶液中氟含量,钾肥可以增加土壤溶液中氟含量,同样施氮条件下,土壤溶液中氟含量的大小基本为N+KN+P+KNN+P;施肥后48 h土壤溶液中氟含量与氮水平高度正相关(P0.01),与土壤溶液pH值高度负相关(P0.01),氮、磷、钾配施茶园土壤溶液中氟含量主要受氮肥水平和土壤溶液pH的影响。可见,在茶园中施用适量的酰胺态氮,或者配施磷或磷钾,在一定时间内可以提升土壤pH值,进而降低土壤溶液氟含量,为合理施肥,降低茶园土壤有效氟提供了理论依据。     

土壤硝态氮含量原位检测系统设计

针对现阶段土壤硝态氮测量成本较高、无法长期原位测量等问题,该研究提出了一种使用钛烧结滤芯收集土壤溶液,通过近红外光谱法检测土壤溶液中的硝酸根浓度进而得到土壤中硝态氮含量的方法,并设计了相应的检测装置。通过试验对比陶土头与钛烧结滤芯在不同土壤条件下的土壤溶液收集效果,选用钛烧结滤芯作为土壤溶液采集器收集土壤溶液,以近红外LED作为测量光源,采集人工配置土壤溶液的光谱数据,利用BP神经网络进行预训练建立硝态氮含量预测模型。建立的硝态氮含量预测模型其训练集皮尔逊相关系数、测试集皮尔逊相关系数、预测均方根误差分别达到0.997、0.995、3.43。实地测量土壤溶液并与硝酸根离子电极以及土壤养分速测仪进行对比,最大相对偏差为5.9%,可满足实际测量准确性要求。该套检测设备在深度为10～40 cm、含水率为15%以上的土壤中有较好的土壤溶液采集效果;检测装置的长期测量标准差为0.006,动态响应时间为1.4 s,具有良好的特性。试验结果表明,使用溶液吸光度数据建立的硝态氮预测模型具有较好的预测效果,可以应用于土壤溶液硝态氮原位监测,为长期自动测量土壤硝态氮及水肥一体化系统的搭建提供了一种可行的方案。     

油葵和苦荬菜根际土壤中镉和锌的活化机制及修复潜力比较

  目的  研究油葵和苦荬菜根际土壤固、液相对镉（Cd）和锌（Zn）的活化机制,比较两种植物在轻、中度复合污染农田的修复潜力。  方法  通过大田试验种油葵和苦荬菜,测定成熟期土壤的pH值、有机酸、重金属总量及其生物有效性;测定土壤溶液中的溶解性有机质（DOM）、主要离子、水溶态重金属及其形态分布;测定植物各部位中重金属的浓度及形态,通过计算重金属在植物中的富集系数（BCF）和转运系数（TF）,比较两种植物对土壤重金属污染的修复潜力。  结果  油葵和苦荬菜根系分泌的低分子有机酸均使根际土壤pH值下降明显,显著低于非根际土壤（P < 0.05）;苦荬菜根际土中低分子有机酸及DOM的浓度显著高于油葵根际土（P < 0.05）。两种植物根际土壤溶液中的Cd以离子态和DOM结合态为主,Zn以离子态为主;两种植物根际土壤中有效态的Cd差异不显著,油葵根际有效态Zn显著高于苦荬菜;两种植物根际土壤的Zn和Cd有效态与土壤溶液中Cd-DOM和Zn-DOM呈显著相关。苦荬菜根对重金属的富集能力较强,但油葵地上部分能吸收转运更多的Cd和Zn,并在叶中以毒性较低的不溶性磷酸盐结合态和草酸结合态富集。  结论  两种植物根际分泌的有机酸可以增加根际土壤中的Cd-DOM和Zn-DOM的浓度,提高土壤中的Cd和Zn的有效性,苦荬菜根际对重金属有较强的活化能力,但油葵地上部分对Cd和Zn的吸收转运能力更强。两种植物都具有较强的土壤重金属修复潜力,但从经济角度出发,油葵更适合现阶段我国农田重金属污染的修复。     

沉积物─水界面营养盐释放研究Ⅰ.根际土壤溶液采样器在底泥氮释放研究中的应用

采用根际土壤溶液采样器（Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ）和自制的培养容器对厌氧条件下西湖底泥ＮＨ４＾＋－Ｎ的释放进行了室内模拟研究。结果表明：在厌氧条件下,ＮＨ４＾＋－Ｎ累计通量与时间关系曲线呈现３个阶段,根据通量－－时间曲线中两个线性阶段计算的厌氧条件下ＮＨ４＾＋－Ｎ的释放速率分别为１１．６０和５．１２ｍｇ ｍ＾－２ｄ＾－１。实验表明：Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ具有使用方便、采样时空分辨率高等特点,可能成为间隙水地球化学研究的一种有力工具。     

水稻秸秆还田对土壤溶液养分与酶活性的影响

水稻秸秆还田对于增加土壤有机质,减少碳排放具有重要意义。试验针对寒地水稻,在连续三年水稻秸秆还田条件下,研究了秸秆还田对土壤溶液中氮、磷、钾含量和土壤酶活性的影响。结果表明:水稻生育期间,秸秆还田与不还田处理土壤溶液中无机氮含量均呈现降低升高再降低的变化动态;土壤溶液中磷、钾含量呈逐渐降低的变化趋势;秸秆还田使水稻分蘖期土壤溶液中无机氮含量和整个生育期间土壤溶液中磷含量降低,增加了钾的含量。秸秆还田处理降低了土壤脲酶的活性,提高了蔗糖酶活性,对酸性磷酸酶和过氧化氢酶无明显影响。     

施用不同种类氮肥对日光温室土壤溶液离子组成的影响

采用土培模拟试验研究了施用不同量的尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵（NH4HCO3）、硫酸铵[(NH4)2SO4]对培养期间日光温室土壤溶液电导率（EC）和不同离子组成及比例的影响。结果表明,不同氮肥种类对土壤溶液电导率（EC）的影响主要表现在培养的前一周左右,之后不同品种间无明显差异。土壤溶液中NO3--N含量随施氮量和培养时间呈明显的上升趋势,不同氮肥种类NO3--N含量无明显差异;不同氮肥种类处理土壤溶液中NH4+-N含量在培养的前7 d有所差异,之后亦无差异。随着氮肥施用量的增加,日光温室土壤溶液的EC及K+、Na+、Ca2+、Mg2+离子的浓度升高;增施氮肥同时提高了土壤溶液中Ca/K、Mg/K的比值,而对土壤溶液钾的活度比（ARK）无显著影响。说明氮肥施用量是影响土－液界面离子交换的重要因素;由此带来的日光温室土壤盐分累积以及K+、Na+、Ca2+和Mg2+离子的淋失等问题值得关注。     

磷钾肥施用对日光温室土壤溶液离子组成的影响

采用土培模拟试验研究了施用磷、钾肥对大田和温室土壤溶液电导率（EC）、离子含量及其比例的影响。结果表明,温室栽培土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-含量以及K+ / Ca2+、K+ / Mg2+摩尔比分别为大田土壤的2.5、95.0、16.6、1.9、3.2、4.0、31.0和39.0倍,说明日光温室土壤离子累积及养分比例失调问题突出。施用磷、钾肥对土壤溶液中不同离子含量的影响不同,增加磷肥施用量,显著降低了大田和温室土壤溶液EC和Ca2+、Mg2+离子含量,而对土壤溶液K+、NO3--N和NH4+-N离子浓度均无显著影响;随施钾量增加,大田及温室土壤溶液EC、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和K+/Ca2+、K+/Mg2+摩尔比均呈显著增加趋势。温室栽培实践中因过量施用磷、钾肥而造成的阳离子养分比例失调而带来的营养及生态环境问题值得关注。     

气体压榨土壤溶液装置的研制

土壤溶液在盐渍土改良与分类、土壤植物营养、离子扩散平衡、土壤环境污染以及海洋沉积物等方面的液相研究中,受到各国科学工作者的极大重视。     

有机污染物根际胁迫及根际修复研究进展

根际环境及根际微生物是植物降解有毒有害有机污染物的基础。污染土壤植物修复的纵深研究产生了根际修复新技术。通过总结近20年来有机污染物胁迫的根际效应的研究,探讨了有机物污染士壤根际修复的可能性,为加强有机污染物在环境中的迁移、调控研究及土壤有机物污染的原位修复提供有利信息。     

水稻根际芽孢杆菌抗砷胁迫作用及其微生物机制

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性，对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响，然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土中筛选出一株砷甲基化功能芽孢杆菌Bacillus sp. LH14，探究该菌株的砷甲基化效率、砷抗性和促生相关特性，和菌株接种对土壤砷形态、水稻生长和根际微生物相互作用的影响。结果表明，菌株LH14具有砷甲基化和挥发能力，34 h内将三价无机砷转化为甲基砷的效率为54.9%，主要形态为二甲基砷和三甲基砷。LH14接种显著提高了土壤中砷甲基转移基因(arsM)丰度，增加土壤溶液甲基砷浓度，表明LH14参与了土壤砷形态转化。LH14能在砷胁迫下产生吲哚-3-乙酸(IAA)，菌株浸染显著增加高砷条件下种子萌发率、根和芽长及生物量。接种LH14对砷污染土壤中水稻植株生长有促进作用，可能与根际有益菌(例如Burkholderiaceae和Gemmatimonadaceae)相对丰度增加有关。所以，水稻根际存在砷甲基化功能植物促生菌，接种该菌改变水稻根际砷形态，并能产生植物激素和富集根际有益菌从而直接和间接地促进水稻生长，有利于缓解水稻砷胁迫，为砷甲基化功能菌应用于砷污染土壤修复和缓解植物砷胁迫提供理论支撑。