稀土工业区土壤中钍形态的植物可利用性评价

土壤中钍的生物可利用性与其对生态环境的危害密切相关.分别采用小麦盆栽培养实验和连续萃取方法研究(Triticum aestivum L.)对土壤中钍的吸收及根际土壤和原质土壤中钍形态差别.结果表明,根际土壤中钍的质量分数较原质土壤低,根际土壤和原质土壤中钍的形态分布存在一定差别,根际土壤中非残留态量较原质土壤中高.利用吸附了钍的高岭土、蒙脱土、碳酸钙、无定形氧化铁、无定形氧化锰和腐殖酸等作为小麦水培实验基质材料,并采用连续萃取方法对钍各形态的植物可利用性进行了考察.吸附材料中钍对小麦吸收的贡献指数由大到小的顺序为:高岭土、碳酸钙、腐殖酸、无定形氧化铁、无定形氧化锰、蒙脱土.由各模拟材料结合的优势钍形态,钍各形态的小麦可利用性由大到小的顺序为:离子交换态、碳酸盐结合态、有机质吸附态、无定形铁锰氢氧化物共沉淀态、晶形铁锰氢氧化物结合态.     

炼金区土壤中汞形态分布及其生物有效性

采用修正的Tessier方法和回归、偏相关等分析技术,研究了某金矿附近土壤中汞的赋存状态及其相互转化关系和生物可利用性.结果显示该区土壤中各形态汞的含量趋势为:有机结合态残渣态可交换态铁锰氧化态碳酸盐结合态,其中有机结合态汞所占比重最大在60%以上,是最重要的赋存形态;土壤中各形态汞不是独立存在的,内部存在一定的转化关系,如碳酸盐结合态汞可以转化成铁锰氧化态、残渣态的汞,而铁锰氧化态的汞与残渣态的汞之间却存在着一定的竞争关系,这种转化关系在外界条件的影响下处于一种动态平衡状态;土壤中的可交换态和有机结合态是较容易被植物吸收利用有效态的汞,其他形态汞被植物吸收较少.     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法(BCR法),中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法(DD2005-03)进行耕地中重金属元素(Cu、Cd、Zn)的形态分布,结果表明:Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55.80%和67.35%。Cd以离子交换态为主,占全量的27.30%。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu:残渣态弱有机结合交换态铁锰氧化态碳酸盐结合态强有机结合态水溶态离子交换态。Cd:离子交换态弱有机结合交换态强有机结合态残渣态碳酸盐结合态铁锰氧化态水溶态。Zn:残渣态铁锰氧化态弱有机盐结合态离子交换态强有机结合态碳酸盐态水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

北京市表层浮土和水体底泥中汞的赋存形态及其相互关系

应用分级萃取法测定了12个北京市表层浮士和3个水体底泥中汞的赋存形态,并应用多元统计分析对其相互关系进行了研究.北京市表层浮土中汞的含量分布变异较大,但其趋势为:残渣态>强有机结合态>水溶态>其它形态.各形态汞含量主要取决于上壤和底泥中汞含量的大小,其次才是环境因素.强有机结合态和残渣态是主要的赋存形态,对汞在土壤和底泥中的固定起着重要的作用.较易移动的水溶态、FA结合态和交换态对汞在环境中的迁移转化也有一定的影响.盐酸提取态汞主要包括水溶态、交换态、FA结合态和碳酸盐结合态.     

粤东凤凰山茶区土壤锰、锌赋存形态特征及对茶叶的有效性

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个茶园土壤Mn和Zn的5种赋存形态特征及对茶叶的有效性进行了研究。结果发现,茶区土壤Mn平均含量为337 mg.kg-1,Zn平均含量为166.0 mg.kg-1,Mn和Zn的形态分布规律均表现为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态>可交换态>碳酸盐结合态。土壤铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态Mn含量以及碳酸盐结合态、有机束缚态和铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤pH值呈显著正相关,可交换态Mn含量与土壤pH值呈显著负相关;有机束缚态Mn、Zn含量以及铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤有机质含量呈显著正相关,而铁锰氧化物结合态Mn含量与土壤有机质含量呈显著负相关。茶区茶叶Mn平均含量为1 046.3 mg.kg-1,Zn平均含量为42.0 mg.kg-1。茶叶Zn含量分别与土壤可交换态、有机束缚态、碳酸盐结合态Zn含量以及有机质含量呈显著正相关;茶叶Mn含量分别与土壤可交换态、碳酸盐结合态、有机束缚态Mn含量呈显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。土壤pH值和有机质含量对茶区土壤Mn和Zn的化学形态分布及茶叶中Mn和Zn的累积有重要影响。     

北方常见农作物根际土壤中铅、锌的形态转化及其植物有效性

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了北方地区常见农作物对污染土壤中铅(Pb)、锌(Zn)的形态转化及其植物有效性的影响。土壤Pb、Zn形态分析结果显示,与非根际土壤相比,多数作物根际可交换态、碳酸盐结合态、有机质结合态Pb比例降低,而铁锰氧化物结合态、残渣态Pb则显著增加;Zn则表现为可交换态比例略呈降低趋势,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态与有机质结合态升高,残渣态Zn则大幅下降。这提示,作物根际土壤Pb存在由松结合态向紧结合态转化的现象,从而植物有效性降低;而根际土壤Zn的形态变化则与Pb相反,即由紧结合态向松结合态转化,相应地提高了Zn的植物有效性。     

根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应

采用根袋盆栽试验和连续形态分析方法研究根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应。结果表明，(1)在低Cd质量分数(≤1mg／kg)污染条件下，根际土壤中cd主要以残渣态存在；在较高cd质量分数(≥5mg／kg)污染条件下，cd主要以交换态和碳酸盐结合态存在，即根际土壤中Cd由残渣态向交换态和碳酸盐结合态转化，Cd活性增强。(2)Pb在根际土壤中主要以有机结合态和铁锰氧化物结合态存在，交换态质量分数很低，并随Pb污染水平的提高，其主要存在形态未改变。(3)土壤中Cd、Pb总质量分数及各形态质量分数(残渣态除外)与小麦根、茎叶中Cd、Pb质量分数呈正相关性，而与鲜质量呈负相关性；当w(Cd)添加量≥5mg／kg时，小麦鲜质量明显下降；当w(Pb)≥500mg／kg时，小麦鲜质量下降。     

深圳湾红树林沉积物-植物体系汞的分布规律和形态分配特征

为了解重金属汞在非根际沉积物-根际沉积物-红树植物连续体系中的分布特征和迁移规律,以及沉积物中汞的化学形态特征,于深圳湾福田红树林实地采集红树植物幼苗样品及其林下沉积物样品,采用连续提取法对沉积物中汞的各种化学形态进行提取,通过冷原子荧光光谱仪进行定量分析。研究对象包括福田红树林3种常见红树植物,包括白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)2个本土种和海桑(Sonneratia caseolaris)1个引进种,并以无植被覆盖的光滩作为空白对照。结果表明,在沉积物-红树植物体系中,根际和非根际沉积物中的总汞含量均高于红树植物幼苗。进入植物体后,汞在茎中的含量均小于根和叶。本土种植株表现出较强的汞积累能力。白骨壤幼苗汞积累量最高,质量分数达到45.32 ng·g-1,其次为桐花树幼苗,汞质量分数为23.49 ng·g-1。3种红树植物对汞的生物积累因子在0.02~0.35范围内,迁移因子处于0.4~0.99范围内,均低于1,表明它们从土壤吸收、并向地上部分运输汞的能力较弱,倾向于采取金属排斥策略,以实现植物体的自我保护。非根际沉积物中汞的各个化学形态质量百分比表现为有机结合态可挥发态残渣态可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态,根际沉积物中汞表现为可挥发态机结合态残渣态铁锰氧化物结合态可交换态碳酸盐结合态,总体表现为生物可利用态和潜在可利用态质量分数较高,不可利用态较少。与本土种相比,引进种海桑能够将更多汞以稳定性相对较高的生物不可利用态和潜在可利用态形式固定于土壤中,表现出较好的治理汞污染能力。     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法（BCR法1,中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005．03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布,结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55．80％和67．35％。Cd以离子交换态为主,占全量的27．30％。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu：残渣态〉弱有机结合交换态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉强有机结合态〉水溶态〉离子交换态。Cd：离子交换态〉弱有机结合交换态〉强有机结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉铁锰氧化态〉水溶态。Zn：残渣态〉铁锰氧化态〉弱有机盐结合态〉离子交换态〉强有机结合态〉碳酸盐态〉水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

北京市表层浮土和水体底泥中汞的赋存形态及其相互体系

应用分级萃取法测定了１２个北京有层浮土和３个水体底泥中汞的赋存形态，并应用多元统计分析和其相互关系进行了研究，北京市表层浮土中汞所含量分布变异较大，但其趋势为：残渣态〉强有机结合态〉水溶态〉其它形态，各形态汞含量以决于土壤和底泥中汞含量的大小，其次才是环境因素，强有机结合态和残渣态主要的赋存形态，对汞在土壤物底泥中的固定起着重要的作用，较易移动的水溶态、ＦＡ结合态和交换态对汞在环境中迁移转化也有一     

庐山植物园11种植物的根际土壤氮磷有效性和酶活性

通过比较不同种源植物的土壤理化性质与生物学活性的差异及根际效应,探讨不同种源植物对庐山酸性山地土壤的环境适应性。在庐山植物园内选择引种多年的11种不同种源的常绿树种,在生长季节中采集根际土和非根际土,测定有机碳含量、碱解氮及有效磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性,并分析各树种根际土壤氮磷养分及酶活性的根际效应。结果表明,（1）不同树种之间的根际土壤酸性磷酸酶（P〈0.01）、有效磷（P〈0.05）和碱解氮（P〈0.01）存在明显差异,而脲酶没有差异。（2）根际与非根际土壤氮磷有效性和酶活性表现出不同的特征,大部分树种根际土壤有效磷及酸性磷酸酶存在一定的根际效应（R/S〉1）,例如红花木莲Manglietia insignis、桂南木莲Manglietia chingii及云南拟单性木兰Parakmeria yunnanensis的根际与非根际土壤有效磷含量存在显著差异（P〈0.05）,红花木莲、桂南木莲、巴东木莲Manglietia patungensis、红茴香Illicium henryi及红皮糙果茶Camellia crapnelliana与乡土树种云锦杜鹃Rhododendron fortunei根际与非根际土壤酸性磷酸酶存在显著差异（P〈0.05）。但是,根际与非根际土壤碱解氮和脲酶差异不明显,有的甚至出现脲酶的根际负效应（R/S〈1）,如巴东木莲和红花木莲等树种根际土壤低于非根际土壤（P〈0.05）。（3）不同种源树种影响下的土壤有效磷和酸性磷酸酶的根际效应（R/S比值）明显,原产西南地区的树种如桂南木莲、云南拟单性木兰和巴东木莲与华南地区的红花木莲、红茴香等土壤有效磷的根际效应（R/S〉1.5）比原产华东亚热带地区的深山含笑Michelia maudiae和云锦杜鹃更明显,相应的酸性磷酸酶的根际效应也较高。土壤脲酶和碱解氮的根际效应却不明显。（4）土壤有机碳与碱解氮、有效磷和酸性磷酸酶存在显著正相关关系（P〈0.01）,土壤碱解氮与有效磷（P〈0.01）和酸性磷酸酶（P〈0.05）具显著正相关关系,酸性磷酸酶与pH值（P〈0.05）显著负相关,说明根际土壤有机物质的积累对根际微区的理化环境及根际土壤养分活性具有重要影响。     

南亚热带不同植被根际微生物数量与根际土壤养分状况

研究了包括尾叶桉、广东凤丫蕨、柳叶竹、大叶相思、青皮、木荷、湿地松在内的7种南亚热带不同植物植被下土壤根际微生物与根际养分状况及其相关关系。结果表明,根际环境对细菌有明显的正效应,对放线菌和真菌有正、负两方面的影响,但对根际微生物总量具有根际效应明显;在南亚热带森林生态系统中.在植物的某些生长季节,微生物的根际效应与土壤养分的根际效应一致     

铅-苯并[a]芘复合污染在土壤-植物体系的归宿规律研究

通过室内盆栽试验研究了中、低浓度铅（Pb）和苯并[a]芘（B[a]p）复合污染在土壤-植物系统中的归宿规律和相互影响,以考查Pb-B[a]p复合污染的相互作用.采用4因素6水平均匀设计试验方案,w（Pb）范围为0～1 120 mg·kg^-1,w（B[a]p）范围为0～6.4 mg·kg^-1.结果表明,在非根际环境中,Pb的不同结合态未受到B[a]p的影响,而土壤中B[a]p的自然降解过程也未受到Pb的影响;在黑麦草根际环境中,Pb的可交换态和碳酸盐结合态以及Fe/Mn氧化物结合态含量与非根际土壤相比明显降低,有机物和硫化物结合态含量明显升高,这与黑麦草根际分泌物和植物根际的吸收作用有关;玉米和黑麦草地上部和根部Pb含量均与土壤中Pb总量之间呈显著正相关关系,与B[a]p含量间不存在显著相关性;在玉米和黑麦草根际环境中,B[a]p的降解速率比非根际土壤有明显提高,其中黑麦草的促降解作用强于玉米;Pb对玉米和黑麦草根际土壤中B[a]p的降解过程具有一定的抑制作用,这与根际环境对Pb的活化作用进而增加Pb对微生物有效性有关;Pb对植物根部吸附B[a]p的过程也有一定影响.总体而言,在根际和非根际条件下B[a]p与Pb的共存均未影响Pb的归宿,在非根际环境中Pb也未影响B[a]p的归宿,但在根际环境中Pb抑制了B[a]p在土壤中的降解及植物根部对B[a]p的吸收.     

Cd、Pb在根际与非根际土壤中的吸附解吸特点

采用根袋盆栽试验以及平衡法研究根际与非根际土壤对镉、铅的吸附-解吸特性。结果表明，在镉、铅起始浓度分别为Cd 0-0．6mmol／L和Pb0～1mmol／L条件下，根际与非根际土壤镉、铅吸附量差别不大，随镉、铅浓度的提高，根际土壤镉、铅吸附量均比相应的非根际土壤的高。根际与非根际土壤镉、铅解吸量随镉、铅吸附量的增加而增加，但铅解吸率(0．7％以下)明显比镉的(5％-10％)低，根际土壤镉解吸量比非根际土壤的低。     

蕉园土壤因子与香蕉枯萎病发病的相关性研究

香蕉枯萎病（Fusarium oysporum f.cubense）是当前严重威胁我国华南地区香蕉生产的重要土传病害,目前尚未找到有效的防治方法。于2010年采集了3个典型香蕉枯萎病患病样地（尖峰、冲坡、十月田）和2个健康样地（临高、广州）的根际与非根际土壤样品共46份,采用常规分析方法测定了19项土壤理化指标含量。旨在从农艺措施的角度考虑香蕉枯萎病的防治提供理论依据。结果表明：健康蕉园的大多理化性状和养分含量高于患病蕉园。尤以土壤粘粒、有机质、CEC、全N、全P、有效P、有效Cu、有效Fe、有效B和交换性Ca含量表现更为明显,其在健康蕉园中的含量均为患病蕉园的1.5倍以上。同一患病蕉园根际土壤中的pH值随植株感病级别增加而上升,而有效P和有效B含量随植株感病级别增加而降低。由此可以推论,在蕉园适当增施P肥和B肥有助于抑制香蕉枯萎病发生。     

Rhizosphere effect of different aquatic plants on phosphorus depletion

A series of pot experiments with Alternanthera philoxeroides, Typha latifolia, Sagittaria sagittifolia and Phragmites communis were conducted to assess the phosphorus depletion effect in the rhizosphere. The ratio of root to shoot, root morphology, phosphorus uptake efficiency and phosphorus utilization efficiency were analyzed. An obvious variation in phosphorus concentrations between the rhizosphere soil and non-rhizosphere soil was observed. The water-soluble P contents in the rhizosphere soil of A. philoxeroides, T. latifolia, S. sagittifolia and P. communis were reduced by 81%, 42%, 18% and 16%, respectively, compared with that in the non-rhizosphere soil. A. philoxeroides had the highest phosphorus uptake efficiency (1.32 mg/m), while T. latifolia achieved the effective phosphorus depletion by the strong rooting system and the high phosphorus uptake efficiency (0.52 mg/m). T. latifolia not only used phosphorus to produce biomass economically, but also adjusted carbon allocation to the roots to explore the soil for more available phosphorus. A. philoxeroides and T. latifolia were more effective in depleting phosphorus in the rhizosphere than S. sagittifolia and P. communis.     

几种固沙植物根际土壤微生物特性研究

研究了红柳、梭梭、沙拐3种固沙植物的根际和根外土壤微生物数量、组成、生理群微生物及土壤养分。结果表明：这3种固沙植物具有较强的根际正效应，其R/S在1.69-75.24之间，以梭梭的根际效应最大，沙拐枣其次，红柳最小，固沙植物的种植显著增加了微生物数量，促进有机质的积累和植物有效养分的转化，有利于流沙的成土发育。表7参9     

土壤-苦丁茶树系统中Cu的分布及迁移富集规律

采用火焰原子吸收光谱（FAAS）技术,测定出苦丁茶冬青（Ilex kudingcha C．J．Tseng）的根、茎、叶及其栖息土壤中Cu的含量,并对土壤．苦丁茶树系统中Cu的分布特征进行了研究,以探讨苦丁茶树对Cu的富集规律。结果表明：栖息土壤中Cu的含量不同时,苦丁茶树巾Cu的含量表现出吸收根〉嫩叶〉茎〉主根;茶树对Cu的吸收存在饱和特性,表现为随土壤Cu含量升高,茶树对Cu的富集系数和传输效率降低,使得根际土壤中Cu含量高于非根际土壤。同时对土壤剖面不同深度Cu含量研究表明：苦丁茶栖息土壤中Cu含量呈现出随土层深度增加而增加的垂直分布趋势。本研究旨在认清Cu迁移到苦丁茶树的内在规律,以利于进一步研究其迁移的调控,使苦丁茶产品中元素处在安全有效的利用范围内。     

Microbial community and functional genes in the rhizosphere of alfalfa in crude oil-contaminated soil

A rhizobox system constructed with crude oil-contaminated soil was vegetated with alfalfa (Medicago sativa L.) to evaluate the rhizosphere effects on the soil microbial population and functional structure, and to explore the potential mechanisms by which plants enhance the removal of crude oil in soil. During the 80-day experiment, 31.6% of oil was removed from the adjacent rhizosphere (AR); this value was 27% and 53%higher than the percentage of oil removed from the far rhizosphere (FR) and from the non-rhizosphere (NR), respectively. The populations of heterotrophic bacteria and hydrocarbon-degrading bacteria were higher in the AR and FR than in the NR. However, the removal rate of crude oil was positively correlated with the proportion of hydrocarbon-degrading bacteria in the rhizosphere. In total, 796, 731, and 379 functional genes were detected by microarray in the AR, FR, and NR, respectively. Higher proportions of functional genes related to carbon degradation and organic remediation, were found in rhizosphere soil compared with NR soil, suggesting that the rhizosphere selectively increased the abundance of these specific functional genes. The increase in water-holding capacity and decrease in pH as well as salinity of the soil all followed the order of AR>FR>NR. Canonical component analysis showed that salinity was the most important environmental factor influencing the microbial functional structure in the rhizosphere and that salinity was negatively correlated with the abundance of carbon and organic degradation genes.     

云南松根际与非根际磷酸酶活性与磷的有效性

通过对采集自滇中红壤区域的不同林龄云南松的根际与非根际土，以及不同磷补充量下根袋法培养的距云南松幼苗不同距离土壤的磷酸酶和有效磷的测定，探讨了根际与非根际土的磷酸酶变化及其与有效磷之间的关系。云南松根际及非根际都含有大量的磷酸酶，且这些磷酸酶的活性在根际土中较高。酸性磷酸酶是云南松土壤中的主要酶类，中性磷酸酶次之。培养实验结果显示，无论是根际土、近根际土还是远根际土，外界补充的磷量越低，其酸性和中性磷酸酶的活性越高，反映出磷饥饿对磷酸酶的诱导。但磷酸酶的变化同土壤有效磷的相关性不显著。因而酶数量增加不是云南松对磷饥饿的唯一适应性机制，它的变化或许只是磷胁迫下的一种症状。