邻苯二甲酸二异辛酯在番茄根际土壤中的持留动态

利用分室根箱法模拟根际微域环境的试验结果表明,无论初始浓度高低,邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)在土壤中的持留都可较好地用一级反应动力学方程进行描述,初始浓度越高,持留半寿期越短．土壤中DEHP浓度的增加可引起土壤脱氢酶活性的增加．但在DEHP初始浓度低、中、高3种情况下都表现出在根际土壤(0～5mm)中DEHP的残留浓度比非根际土壤(25～30mm)中的残留浓度稍高,持留的半寿期(t1/2)稍长的趋势,说明植物的生长并没有加速DEHP的降解．不添加DEHP的根室土壤中DEHP浓度始终都维持在一个较低的水平上,处理之间没有显著差异,且植物组织中DEHP的含量很低,处理之间也没有显著差异,说明DEHP在土壤中随水溶液的扩散和由于植物根系生长活动引起的迁移是微不足道的．     

土壤微生物群落对多环芳烃污染土壤生物修复过程的响应

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法,研究了土壤微生物群落多样性对生物表面活性剂强化的植物-微生物联合修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的响应.结果表明,细菌群落的Shannon-Weaver指数修复前为3.17,修复后为3.24～3.45,多样性整体呈上升趋势,其中以植物-菌根真菌-降解菌处理最高,但各处理间无显著差异(P>0.05).聚类分析结果显示,植物、植物-鼠李糖脂、植物-菌根真菌和植物-菌根真菌-鼠李糖脂这4个处理的群落相似度在90%以上,植物-降解菌处理与这4个处理群落结构最近,此外,植物-降解菌-鼠李糖脂、植物-降解菌-菌根真菌-鼠李糖脂群落相似度在80%以上.通过测序比对,DGGE图谱上优势及特征性条带分别为Bacillus、Pseudomonas、Acidobacteria、Sphingmonas、Rhodopseudomonas、Firmicutes和Methylocytaceae等,可能是与PAHs降解密切相关的种属.生物表面活性剂强化的植物-微生物联合修复污染土壤过程中,在提高PAHs生物有效性基础上,改变了土壤微生物群落结构和丰度,从而可以有效提高PAHs的降解率.     

菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃污染土壤

采用植物生物量、多环芳烃含量、土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物功能多样性等多个指标,通过菇渣、鼠李糖脂和植物的单独及联合作用的盆栽试验,评价了菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果.结果表明,60d内,苜蓿单独修复(AL)的降解率仅为14.43%,菇渣、鼠李糖脂联合苜蓿修复(GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL)显著提高了PAHs降解率,达到了32.64%和36.95%,比AL处理提高了115.45%和156.06%.与AL相比,GZ+RH1.0+AL对植物生物量提高程度最大,地上和地下生物量分别达到了1.05g/盆和0.20g/盆.在修复过程,GZ+RH1.0+AL显著提高了土壤细菌和真菌的数量,分别达到了31.37×106CFU·g-1和5.86×106CFU·g-1,特别是多环芳烃降解菌数量达到了39.57×105MPN·g-1,分别是对照(CK)和植物单独处理(AL)的29倍和4倍.就土壤脱氢酶活性而言,菇渣和苜蓿联合作用(GZ+AL)处理的活性最高,GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL的活性次之,分别为90.57、67.56和21.02μg/(g·d).此外,与对照(CK)相比,菇渣、鼠李糖脂和苜蓿的联合作用(GZ+RH1.0+AL)显著提高了土壤微生物群落的功能多样性.因此,菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复PAHs污染土壤达到了比较理想效果,大面积田间试验有待进一步验证该方法的可行性.     

生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿修复多环芳烃污染土壤

在温室盆栽条件下,通过单独或联合添加生物表面活性剂鼠李糖脂(RH)和接种多环芳烃专性降解菌(DB),研究了利用生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿(Medicago sativa L.)修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果.结果表明,添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解.培养90d后,RH、DB处理的PAHs的降解率分别为30.0%和49.6%,均高于对照处理(CK)(21.7%).RH+DB处理PAHs的降解率最高达53.9%,说明鼠李糖脂和PAHs专性降解菌协同作用显著.另外,随着PAHs苯环数的增加,其平均降解率逐渐降低,但是接种PAHs专性降解菌能够提高4环和5环PAHs的降解率.同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAHs降解菌数量越高的处理,土壤PAHs的降解率也越高.所以添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能够有效促进土壤多环芳烃降解.     

植物间作系统在多环芳烃污染农田修复中的应用

采取野外田间原位修复方式,研究经济作物和修复植物单作和问作模式修复多环芳烃污染农田土壤的效果.结果显示,在各试验处理中.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作修复效果均略低于苜蓿单作和黑麦草单作的,但是,从农业生产经济效益角度来看,玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作具有较大的农业经济效益.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作处理对上壤PAHs总量的降解率分别达到了25%～30%,其中高环PAHs的降解率分别达到了26%～35%.这两个处理土壤微生物数量较多,其中细菌、真菌和放线菌的数量分别为9 ×106～12×106 CFU·g-1、7×104～9×104CFU·g-1和4×105～14×105CFU·g-1,同时,PAHs降解荫数量均高于其他试验处理,达到0.3×105～0.8×105MPN·g-1,占细菌总数的6%～8%,是其他处理的2～3倍.修复植物苜蓿或黑麦草和经济作物玉米间作模式在不影响农业生产的前提下,显著提高了土壤PAHs的降解率,在污染农田土壤修复过程中有着广阔的应用前景.     

丛枝菌根真菌和两株细菌对土壤中DEHP降解及绿豆生长的影响

采用绿豆为供试植物,通过温室盆栽试验研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌与DEHP降解菌对DEHP污染土壤的修复作用以及对植物生长的影响.试验土壤中添加DEHP含量为100mg·kg-1,试验设AM真菌Acaulospora laelis 90034、降解菌Bacillus sp.DW1和Gordonia sp.DH3单独接种以及互相组合的联合接种处理,同时设置不接种的对照处理(CK).苗后60 d收获植株.结果表明,AM真菌能很好的侵染绿豆的根系,菌根侵染提高了绿豆地上部分的干重,而对根系的干重则没有显著的影响;同时菌根侵染也促进了绿豆的P营养.但接种DW1与DH3对菌根侵染率与绿豆生长都没有显著影响.3种菌剂无论是单独或者联合接种都能显著促进土壤中DEHP的降解,3种菌剂同时接种则对DEHP的降解能达到最好的协同作用,同时也减少DEHP在绿豆地上部分的累积,这为DEHP污染农田土壤的植物修复提供了理论依据.     

长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响

利用中国科学院封丘农业生态国家实验站潮土农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究不同施肥处理对土壤酶活性的影响及其年际变化,以及对土壤养分和微生物生物量的影响。结果发现,土壤脱氢酶、转化酶、脲酶及磷酸酶的活性在长期不同施肥处理之后均产生较大的差异,总体上是施肥高于不施肥,施肥处理间从高到低依次是OM(有机肥)、1/2OM 1/2NPK、NPK、NP、PK、NK。同时,土壤脱氢酶活性随着年限的增加逐渐下降,转化酶与磷酸酶的活性趋于增高,而脲酶活性的年际变化规律在不同施肥处理间互不相同。另外,OM与1/2OM 1/2NPK处理的土壤微生物生物量C、N最高,而施化肥处理中只有NPK处理的微生物生物量N显著高于不施肥对照,其它处理与对照没有显著差异。结果表明,长期施用有机肥更有利于保育土壤生物化学环境质量。     

丛枝菌根真菌与蚯蚓对玉米修复砷污染农田土壤的影响

通过持续3 a的田间小区试验,研究了单独或联合接种丛枝菌根(AM)真菌和蚯蚓对玉米修复砷污染土壤效率的影响.结果表明,接种AM真菌和蚯蚓均显著提高玉米根系的AM真菌侵染率(P<0.05),且双接种处理显著高于单接种处理(P<0.05);接种蚯蚓或蚯蚓与AM真菌双接种能显著提高玉米地上部、地下部生物量(P<0.05),并促进土壤中晶态的水合Fe、Al氧化物态砷含量升高;AM真菌与蚯蚓双接种处理土壤磷酸酶活性显著高于对照(P<0.05);与对照相比,接种AM真菌和蚯蚓均显著降低土壤砷含量(P<0.05),且蚯蚓与AM真菌双接种处理土壤砷含量显著低于单独接种AM真菌或蚯蚓处理(P<0.05).可见,接种AM真菌和蚯蚓可以明显提高玉米对砷污染土壤的修复效率.     

大气CO2浓度升高对几种土壤微生物学特征的影响

利用中国扬州开放式空气CO2浓度升高(FACE)平台,研究大气CO2浓度升高对土壤微生物活性及群落功能多样性的影响.结果表明,在常氮施肥处理中,大气CO2浓度升高有增加微生物量碳的趋势,而在低氮施肥处理中大气CO2浓度升高的影响不大.在常氮、低氮施肥处理中,大气CO2浓度升高对微生物量氮均没有显著影响,有增加微生物C/N的趋势.在常氮施肥处理中,大气CO2浓度升高显著增加脱氢酶活性,而在低氮施肥处理中的影响不显著.在低氮施肥中大气CO2浓度升高显著增加酸性磷酸酶活性,在常氮施肥处理中的影响不显著.除在常氮施肥、大气CO2浓度升高时,Shannon指数、Simpson指数和微生物利用的碳源有显著变化外,其他处理中土壤微生物群落功能多样性的变化很小.     

慈溪市农田表层、亚表层土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征

为了解多环芳烃在土壤中的迁移,研究了慈溪市农田表层土壤(耕层)和亚表层(犁底层)土壤中15种PAHs的含量及分布特征.表层土壤中PAHs的总量在70.4～325.1μg·kg-1之间;含量较高的几种化合物为萘(Nap)、菲(Phe)、荧葸(na)、芘(pyr)和苊(her)等,但主要以4环以上芳烃为主;Fla/(Fla Pyr)与IcP/(IeP BgP)比值分析表明,表层土壤中的PAHs主要来源于草、木、煤等的燃烧和汽车尾气排放.亚表层土壤中,PAHs总量为29.5～232.3μg·kg-1,以2环加3环化合物为主,单体PAH含量与表层土壤中含量的比值与其辛醇-水分配系数(10gKow)显著相关(r=0.923,P＜0.0001),说明亚表层土壤中PAH主要来源于表层土壤的淋溶,根据化合物的logKow值可预测其在土壤中的迁移情况.亚表层土壤中PAHs的含量与有机质的含量极显著相关(r=0.945,P＜0.0001),但表层中二者则无显著相关性(p=0.0887),表明耕作措施可能会对PAH在表层土壤中的分布产生影响.