稀土元素钇对土壤微生物活性的影响

通过室内培养实验研究了稀土元素钇对土壤中细菌、真菌、放线菌三大微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:在低浓度的情况下,钇对细菌、真菌、放线菌均表现为刺激作用,最大刺激率,细菌为16.8%,真菌为31.1%,放线菌为41.8%,在高浓度下表现为抑制作用,外源稀土对三大微生物起抑制作用的临界浓度分别为1 000 mg/kg、500 mg/kg、500 mg/kg。而在土壤酶活方面,钇对过氧化氢酶的作用只表现为抑制作用,并且在低浓度时下降的更为显著;钇对蛋白酶活性的影响表现为低浓度促进,最大刺激率达到了54.8%,而在高浓度抑制,最大抑制率为23.3%,且产生抑制作用的临界浓度为1 000 mg/kg;而钇对脲酶的影响不是很明显。因此微生物指标可以用作稀土环境风险的判断指标。     

紫外辐射增加对春小麦根际土壤微生物种群数量的影响

研究了大田栽培和自然光条件下,模拟紫外辐射（UB-B,280－315nm）增加对春小麦根际土壤微生物种群数量的影响。UV－B辐射能显著降低细菌总数以及放线菌和真菌数量;UV－B辐射对好氧性自生固氮菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、好氧性纤维素分解菌和解磷细菌数量也有显著的影响,但这种影响具有生育期之间的差异,春小麦根际土壤微生物种群数量与土壤营养成分有关。     

草甸棕壤中镉、铅、油含量对微生物类群和生化活性的影响

本研究以重金属化合物(CdCl_2、PbCl_2)和矿物油作为土壤的污染物,分析土壤中镉、铅、油的含量对土壤微生物类群与生化活性的影响。结果表明,镉、铅、油对水旱田中的细菌抑制作用比较明显,对放线菌、真菌抑制作用较差。小剂量的镉、铅、油对固氮菌有刺激作用,大剂量则有抑制作用。对尿酶和硝化细菌的代谢有明显抑制作用,对其它酶类不明显。 从含重金属的平板培养基上反映出土壤对重金属的掩蔽作用。污染物对微生物的生化活性的临界毒害浓度分别为:镉 5—60ppm;铅 300—500ppm;油 500—5000ppm。     

不同相伴阴离子对镉污染红壤微生物区系及群落功能多样性的影响

通过外加醋酸镉和氯化镉的室内培养试验研究了不同相伴阴离子对镉污染红壤中微生物区系及群落功能多样性的影响 .结果表明 :在相同镉浓度下相伴OAc-对镉污染红壤的细菌、放线菌和真菌数量及微生物群落功能多样性的抑制作用大于相伴Cl-.统计分析显示 ,在供试红壤中OAc-与Cl-对其微生物区系及微生物群落代谢剖面 (AWCD值 )、Shannon指数的影响均达到显著差异 (P <0 0 5 ) ,且在红砂土上表现更为明显 .外加醋酸钾和氯化钾的培养试验结果表明 ,阳离子为钾时 ,相伴OAc-与Cl-对红壤微生物区系结构及群落功能多样性没有产生明显抑制作用 ,相伴OAc-甚至存在一定的刺激作用 .可见 ,相伴OAc-对镉污染红壤微生物的毒害作用大于相伴Cl-,其原因并非是阴离子本身的毒性效应 ,而镉的生物有效性变化可能是不同相伴阴离子镉盐导致毒性差异的原因之一 .     

不同退耕还草方式下宁夏南部山区土壤氮素转化速率与微生物变化的耦合关系

为了明确不同退耕还草方式下土壤养分转化的机理及其影响因素,以宁夏南部山区(下称宁南山区)天然草地、人工草地和撂荒地土壤为研究对象,运用PVC顶盖埋管法对3种类型草地土壤中氮素的净转化速率、微生物区系和氮素微生物生理群进行了研究,探讨土壤氮素净转化速率与微生物的关系. 结果表明:①在培养过程中,3种草地类型土壤中细菌、放线菌和真菌数量平均值分别为9.6×105、3.8×104和4.0×101 CFU/g(以干土计),氮素微生物生理群数量表现为氨化细菌(4.5×104 CFU/g)>自生固氮菌(4.3×103 CFU/g)>硝化细菌(6.5×102 CFU/g)>反硝化细菌(3.9×102 CFU/g)>亚硝化细菌(1.7×102 CFU/g),其中,人工草地土壤中微生物数量最高;②细菌、真菌、反硝化细菌与亚硝化细菌数量的峰值均出现在培养第120天,放线菌和自生固氮菌数量的峰值均出现在第240天,硝化细菌数量的峰值出现在第60天,而氨化细菌数量在各类型草地土壤中出现峰值的时间不统一;③各类型草地土壤氮素的净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率均在61~120 d内最低,净矿化速率与净硝化速率在181~240 d内最高,净氨化速率在241~360 d内最高,微生物固氮速率的峰值出现在121~180 d,最低值出现在241~360 d. 在该区土壤氮素转化速率与微生物数量紧密相关,土壤温度、土壤水分通过影响微生物数量而成为影响土壤氮素矿化的主要因素;土壤氮素的生物固持过程比有机氮矿化过程更为活跃;种植苜蓿的人工草地比天然草地和撂荒地更有利于微生物的繁殖与土壤氮素的矿化.      

水文情势和外源铅锌对根际微生物群落的影响

根际微生物对维持土壤根际微域环境的活性和土壤有机污染物的自净、有毒重金属的迁移转化等发挥重要的作用。文章选用鄱阳湖优势湿地植物芦苇和苔草进行不同水文情势和外源铅锌下的室内试验,通过测定根际土壤微生物数量,探讨了水位和重金属Zn2+和Pb2+对湿地植物芦苇和苔草根际土壤微生物群落的影响。结果表明:外源锌(≥5 mg/kg)对芦苇根际细菌和真菌数量的影响表现为刺激作用,对放线菌数量的影响较为复杂;微生物对锌的敏感性大体上表现为放线菌细菌真菌。锌(≥5 mg/kg)对苔草根际细菌数量的影响表现抑制作用,对苔草根际放线菌和真菌的生长有刺激作用,但浓度高时(100 mg/kg)受到抑制,数量减少。总体上苔草根际细菌、放线菌和真菌较芦苇对锌更为敏感,表现为细菌真菌放线菌。水位对微生物数量的影响较大,相同铅离子浓度下淹水状态的细菌、放线菌和真菌数量显著高于湿润状态组;湿润状态处理组对铅的耐性大于淹水状态处理组;苔草根际细菌对铅的耐受性大于芦苇,芦苇根际的放线菌和真菌对铅的耐性大于苔草。     

镧对红壤转化酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性的影响

通过室内培养和盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤转化酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性的影响.镧对土壤转化酶活性有不同程度的刺激作用;对土壤过氧化氢活性有轻微的抑制作用;对土壤脱氢酶活性有强烈的抑制作用,当镧浓度为30mg/kg时,抑制作用达到显著水平.随着浓度的升高,镧对土壤脱氢酶和过氧化氢酶活性的抑制作用不断增强.随着培养时间的延长,镧对土壤脱氢酶的抑制作用有降低的趋势.土壤脱氢酶活性是评价稀土元素污染土壤环境的敏感指标.     

关帝山不同海拔土壤碳矿化和微生物特征

以山西省关帝山不同海拔的8个样地土壤为研究对象,分析不同海拔土壤碳氮含量、土壤碳矿化和细菌、真菌、放线菌、固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌6类微生物量的变化.结果表明,海拔为2163m时,土壤有机碳和活性碳1（LC1）最高,分别为74.41和6.72g/kg,在海拔2700m总氮含量最高为6.54g/kg.土壤碳矿化累积量和碳矿化速率因海拔的升高而显著增加（P<0.05）,土壤碳矿化累积量和活性碳2（LC2）之间有显著正相关.土壤细菌、放线菌和固氮菌的数量在海拔为1791m时最高,分别为3.41×10⁶、1.90×10⁶和1.21×10⁶个/g,细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量随着海拔的升高而逐渐下降,与海拔之间呈显著负相关;相反,硝化细菌和反硝化细菌数量却逐渐增加,在海拔为2700m时最高,分别为1.37×10⁴和6.02×10³个/g,它们与海拔和总氮之间的关系呈显著正相关（P<0.01）.总之,土壤有机碳、总氮、碳矿化累积量、硝化细菌和反硝化细菌随海拔显著增加,而细菌、真菌、放线菌和固氮菌随海拔的变化呈相反的趋势.     

砷及重金属对土壤微生物的影响

砷及重金属污染土壤中微生物变化的模拟试验证实,土壤受砷及重金属污染后,细菌总数降低,随着砷及重金属浓度的递增而明显减少。本试验条件下,土壤砷浓度为10ppm、Hg为0.7ppm、Cd为3ppm、Cr为50ppm、Pb为100ppm时,细菌总数即开始减少。 砷及重金属对几种有益土壤微生物影响的纯培养试验表明,三价砷为5ppm、五价砷为10ppm时,对土壤固氮细菌(花生根瘤菌、大豆根瘤菌、紫云英根瘤菌、含脂刚螺菌、圆褐固氮菌)、解磷细菌(大芽孢杆菌、枯草杆菌)及纤维分解菌(木霉)均有抑制作用,其中三价砷的抑制作用尤为明显。不同菌种对砷的敏感性不同,紫云英根瘤菌和花生根瘤菌对亚砷酸钠敏感,木霉和大芽孢杆菌对砷酸氢二钠敏感。 Cd、Cu、Pb、Cr对大芽孢杆菌和枯草杆菌均有明显抑制作用,其中对大芽孢杆菌的抑制作用更为显著,低浓度Cd对枯草杆菌有刺激作用。 土壤受砷污染后,土壤呼吸强度降低,其CO_2的产量与土壤细菌总数呈正相关关系。     

螺螨酯对土壤微生物及土壤酶的毒性效应

为明确螺螨酯对土壤微生物数量和酶活性的毒性效应,采用室内培养方法,研究了经1.0、5.0和10.0 mg/kg 3个浓度螺螨酯处理后供试土壤中微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明,各浓度螺螨酯对细菌数量具有抑制作用,浓度越高,抑制作用越强,而螺螨酯对土壤真菌数量有刺激作用,其中低浓度(1.0 mg/kg)处理对真菌刺激作用最大;随着时间的延长,各浓度螺螨酯处理对土壤微生物数量影响有减弱趋势。螺螨酯对土壤脲酶、蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶活性表现为抑制作用,并随浓度升高而增强;脱氢酶活性对螺螨酯表现为刺激-抑制-逐渐恢复的变化趋势;低浓度(1.0 mg/kg)螺螨酯处理14 d后,4种土壤酶活性均可恢复至对照水平,而中浓度(5.0 mg/kg)和高浓度(10.0 mg/kg)螺螨酯处理土壤酶活性恢复则需较长时间。该研究结果可为螺螨酯对土壤微生物的安全性评价和合理使用提供科学依据。     

城市污泥和粉煤灰配施影响砂化土壤微生物区系的实验研究

目前,对利用城市污泥和粉煤灰改良土壤的研究大多集中在二者对土壤理化特性、作物产量以及重金属累积的影响等方面,而对土壤微生物区系进行研究的相对较少。为了了解城市污泥和粉煤灰改良砂化土壤对土壤微生物区系的影响,文章对包头试验田改良前后土壤微生物区系进行了比较,研究发现,刚刚改良后,土壤中微生物数量较对照组明显增加;在改良后的最初2个月内,细菌和放线菌的数量有所减少,真菌数量少量增加;改良后2～5个月内,改良后土壤中微生物数量较对照组增加幅度显著,细菌、放线菌和真菌数量分别增加79.53%～589.76%,46.53%～270%,61.92%～143.59%,且微生物数量增加的幅度随着时间的延长,呈上升的趋势。     

镧-铅复合污染下AM真菌对玉米生长和镧、铅吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,模拟不同程度的镧-铅复合污染土壤(50、200、800 mg·kg~(-1)),研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)、真菌Claroideoglomus etunicatum(CE)和Rhizophagus intraradices(RI)对玉米(Zea mays L.)菌根侵染率、生物量、矿质营养元素吸收、C∶N∶P生态化学计量比、稀土镧(La)和重金属铅(Pb)吸收、转运的影响,旨在为稀土-重金属复合污染土壤的治理和修复提供科学依据.结果表明,AM真菌CE和RI均与玉米建立了共生关系,平均菌根侵染率为26.7%~95.8%;随着La-Pb复合污染含量的增加,玉米植株菌根侵染率、地上部和根部生物量以及N、P、K、Ca、Mg这5种矿质营养元素含量显著降低,而玉米植株C∶P和N∶P以及地上部和根部La、Pb含量显著增加.接种2种AM真菌使玉米植株生物量显著提高了17.8%~158.9%,地上部和根部P含量显著提高了24.5%~153.8%,降低了C∶P和N∶P,符合生长速率假设.在3种程度La-Pb复合污染含量土壤上,AM真菌使玉米植株根部Pb含量显著增加了51.3%~67.7%,地上部Pb含量显著降低了16.0%~67.7%,Pb从玉米根部向地上部的转运率降低了31.5%~54.7%;同时,接种AM真菌显著增加了轻度LaPb复合污染土壤上玉米植株的La含量,在中度La-Pb复合污染土壤上却显著减少了玉米地上部的La含量,增加了玉米根部的La含量,抑制了La从根部向地上部的转运,重度La-Pb复合污染土壤上均没有显著影响.试验结果初步证明,AM真菌具有促进稀土-重金属复合污染土壤植物修复的潜力,对于稀土-重金属复合污染土壤生态系统的植被恢复具有潜在应用价值.     

有机配体EDTA对土壤吸附和解吸稀土元素行为的影响

研究了有机配体EDTA对土壤吸附和解吸稀土元素La、Gd、Y的影响．结果表明,吸附作用在加入有机配体和稀土元素后0.5h便达到平衡,当存在单一稀土元素时,土壤对La、Gd、Y吸附量随EDTA浓度增加而减少,而在混合稀土元素条件下,土壤对各稀土元素的吸附与稀土－EDTA配合物稳定常数呈负相关,并且观察到竞争吸附现象．EDTA可促进稀土元素从土壤中解吸下来,解吸量与EDTA配体浓度呈正相关,其相关方程可用 1nX＝n 1n c＋1nK来描述     

洛克沙胂在青菜及土壤中的残留及降解特性

通过向土壤中施加含洛克沙胂有机肥的田间试验,研究有机肥中的洛克沙胂在土壤-蔬菜中的降解、迁移转化及残留.结果表明,土壤中施加低浓度的洛克沙胂对青菜的生长具有一定的抑制作用,相比于对照组减产15%~32%;青菜对土壤中砷具有一定的富集作用,且其根部为砷主要蓄积部位;土壤中总砷含量与施入洛克沙胂的量成正相关,并且随着种植时间的延长先升高再下降,最高达12.94 mg·kg-1,土壤无机砷含量随着种植时间的延长先升高并于30 d后趋于稳定,占总砷的66.75%~98.56%;青菜中总砷含量与土壤总砷含量及青菜砷富集系数之间均存在一定的正相关;洛克沙胂在土壤中的降解速率缓慢,含洛克沙胂有机肥量添加量高于5 000 kg·hm-2时,45 d后土壤中有洛克沙胂残留;施入一定量的洛克沙胂能显著提高土壤中细菌的数量,对于霉菌和放线菌的生长,较低浓度的洛克沙胂具有一定的抑制作用,较高浓度的洛克沙胂具有一定的促进作用.     

Microbial activity related to N cycling in the rhizosphere of maize stressed by heavy metals

A greenhouse experiment was carried out to compare differences in potential activities of ammonification, nitrification and denitrification in rhizosphere and bulk soil in a heavy-metal-stressed system. Exchangeable fractions of Cd, Cu and Cr were all higher in the rhizosphere of maize than in bulk soil. Results showed that the mineralization of N in soil was stimulated by low concentration of Cd.Addition of Cd at low levels stimulated the ammonifying and nitrifying activity in soil, while inhibitory influences were shown at high levels.Nitrifying bacteria was proved to be the most sensitive one, whilst the effect on denitrifying bacteria was very limited. Comparing Cd, Cu and Cr(Ⅵ) at 20 mg/kg soil, Cd was the most effective inhibitor of ammonification and denitrification, while Cr(Ⅵ) had the strongest influence on nitrifying activity. Root exudates played important roles on the different exchangeable metal fractions and bacterial activities between rhizosphere and non-rhizosphere. Nitrate was the main form of mineral N in soil, as well as the main form of N absorbed by plants, but the formation and relative absorption of ammonium were promoted in response to high Cd exposure.     

骨炭、磷矿粉和生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响

通过土柱淋溶实验研究了骨炭、磷矿粉与生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响.结果表明:土壤中添加骨炭、磷矿粉和生物调理剂均显著地提高了淋溶液的p H值.不管是高钇型重稀土土壤还是富镧少钇型轻稀土土壤,添加骨炭均显著地降低了淋溶液中稀土元素的浓度,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理降低10.4%~86.7%(重稀土土壤)和4.6%~87.8%(轻稀土土壤),铈、镧、钇、钕、镝、钆等稀土元素浓度降低最明显.培养时间越长稀土元素淋溶量越少,骨炭的降低作用越小.在轻稀土土壤中添加磷矿粉7 d和14 d后,淋溶液中稀土元素浓度均比对照处理有所降低,而在重稀土土壤中添加磷矿粉7~28 d后,均导致淋溶液中稀土元素浓度比对照升高(除了个别元素外).土壤中添加生物调理剂均导致淋溶液中稀土元素浓度急剧提高,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理提高0.86~123.4倍(重稀土土壤)和5.4~250.2倍(轻稀土土壤),在重稀土土壤中钇、铒、镱、镝、钆、钕等浓度提高最明显,而在轻稀土土壤中浓度提高最明显的为铈、镧、钕、镨、钆等.另外,还研究了骨炭、磷矿粉和生物调理剂对土壤总稀土元素淋溶的影响.研究表明,骨炭是可以用来修复稀土元素污染土壤的潜力改良剂,而磷矿粉和生物调理剂的应用将提高环境污染的风险.