锰矿尾渣污染土壤商陆根际和非根际土壤酶活性

对湘潭锰矿尾渣库地区商陆根际和非根际土壤酶的活性特征进行了研究，结果表明，商陆根际土壤各种酶的活性显著大于非根际土壤。商陆根际环境对土壤酶活性的影响表现为：蔗糖酶>脲酶>脱氢酶>酸性磷酸酶>过氧化氢酶，根际效应值（R/S）分别为：1.622、1.598、1.586、1.485和1.328。除过氧化氢酶活性外，土壤各种酶活性与重金属复合污染程度显著负相关，表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应。商陆可有效改善土壤环境，提高土壤各种酶的活性，是锰污染土壤植物修复的理想植物。     

湿地植物根际土壤磷酸酶活性变化规律研究

以野鸭湖湿地中3种典型湿地植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、芦苇(Phragmites communis)和茭白(Zizania aquatica)为研究对象,测定分析了植物根际和非根际土壤中磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和植酸酶的活性随植物生长的变化规律,探讨了影响不同磷酸酶活性的主要因素。结果表明,3种植物根际磷酸酶活性均高于非根际磷酸酶的活性,表现出酶的根际效应;比较整个研究周期不同植物根际磷酸酶活性均值,磷酸单酯酶活性均值在芦苇根际土壤最高,为1.5 mg PhOH/(g·h),磷酸二酯酶和植酸酶活性均值都在扁秆藨草根际表现出最高活性,分别为170.5μg PN/(g·h)和7.44μg P/(g·min);磷酸酶活性一般在植物衰亡期达到最高值,因为衰亡期枯落物的增加导致微生物数量及代谢程度达到峰值,也说明微生物所分泌的磷酸酶发挥着重要作用。此外,磷酸酶也受土壤理化性质的影响,3种土壤磷酸酶与pH值均成不同程度的负相关,pH的降低有利于提高磷酸酶活性。磷酸单酯酶、植酸酶的活性又分别与土壤有机质、总氮含量呈显著正相关,有机质、总氮含量升高分别有利于磷酸单酯酶、植酸酶活性的提高。     

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。     

Cd2+、Pb2+在根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为

采用1次平衡法对Cd2 、Pb2 在小麦根际和非根际土壤中的吸附-解吸行为进行比较研究.结果表明,根际土对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于非根际土,2类土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可由Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述根际、非根际土Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Cd2 、Pb2 的解吸存在滞后现象,相比于非根际土,根际土吸附态Cd2 、Pb2 的解吸率更低,Cd2 、Pb2 的解吸量与其初始吸附量之间的关系符合2次幂方程.2类土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而不断降低.描述根际和非根际土Cd2 、Pb2 的解吸动力学过程的最优模型均为双常数方程,其次为Elovich方程,一级动力学方程拟合效果不佳.     

磺胺嘧啶在作物根际土壤中的吸附/解吸特性研究

采用根际袋盆栽实验,研究了在小麦和玉米根际效应作用下,土壤对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)吸附/解吸热力学与动力学特性.结果表明,小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附/解吸均较快,描述2种作物根际与非根际对SD吸附过程最优动力学方程皆为Elovich方程,其次是双常数方程和抛物线方程.在实验所采用的SD浓度范围内,不同处理小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附量均随着SD浓度的增加而增加,但根际对SD的吸附能明显高于非根际.用Freundlich方程描述小麦和玉米根际与非根际对SD等温吸附行为最为适宜.SD在小麦和玉米根际与非根际的解吸过程都是非线性的,且在根际的解吸能力明显低于非根际.此外,将小麦和玉米根际与非根际的平均吸附常数(Kf-ads)及平均解吸常数(Kf-des)与土壤有机质、pH、黏粒3种理化性质关系进行逐步回归分析发现,有机质是影响根际SD吸附/解吸行为的关键因素.     

落叶松混交林根际与非根际土壤养分、微生物和酶活性特征

近年来,落叶松(Larix gmelinii)纯林导致地力衰退和生产力下降现象引起了林业工作者广泛关注.为了揭示其地力变化的内在机理,对落叶松纯林、落叶松-水曲柳(Fraxinus mandshurica)混交林和落叶松-蒙古栎(Quercus mongolica)混交林中根际土与非根际土的pH值、土壤养分、土壤微生物和土壤酶活性进行了对比分析.结果表明:(1)与纯林相比,混交林能提高根际土与非根际土的pH值,增加土壤有机质、全N、速效N、全P、速效P的含量,尤其能明显增加N素含量;能使土壤微生物总量、细菌和放线菌的数量有所增加,而真菌数量却有所减少;能提高过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性.(2)与非根际土比较,除混交林中根际土的速效P外,其它养分含量与土壤生物活性均增加.(3)落叶松-水曲柳混交林能显著提高土壤养分和土壤生物活性.这从一个侧面反映了混交能改善落叶松林地和根际土壤环境,为有效防止落叶松林地土壤退化提供了理论依据.     

水稻根际与非根际土壤硫素赋存形态转化及其迁移规律

在未污染及重金属污染水稻土上施用不同硫肥处理,通过池栽试验研究硫在水稻根际与非根际土壤中迁移规律及其赋存形态的影响.结果表明,在水稻生育期内,根际与非根际土壤溶液Eh、pH和pe+pH范围分别在93~283 mV和83~254 mV之间、7.5~8.4和7.7~8.4之间、9.1~13.2和9.1~12.5之间.根际土Eh总体上高于非根际土,根际土pH总体上低于非根际土.在根际土壤中,水溶性硫(占总无机硫的41%~81%,下同)吸附性硫(9%~34%)盐酸可溶性硫(8%~24%)盐酸挥发性硫(2%~8%).在分蘖期和抽穗扬花期,水溶性硫和吸附性硫的质量分数,施用石膏处理的显著性高于单质硫处理的;对未污染水稻土,其质量分数显著性高于污染水稻土的.在非根际土壤,水溶性硫(40%~69%)盐酸可溶性硫(18%~41%)盐酸挥发性硫(6%~16%)吸附性硫(0.7%~7.5%).根际土与非根际土壤的无机硫质量分数分别为223~738mg·kg~(-1)和68~128 mg·kg~(-1),土壤有机硫质量分数分别为574~1 647 mg·kg~(-1)和108~391 mg·kg~(-1),总硫的质量分数分别为825~2 287 mg·kg~(-1)和200~477 mg·kg~(-1).水稻根际土中,无机硫和有机硫分别占总硫20%~40%和60%~80%;非根际土为18%~46%和54%~82%.水稻根际土在总硫、有机硫、水溶性硫、吸附性硫和盐酸可溶性硫的质量分数分别是非根际土壤的3~11倍、3~5倍、5~7倍,12~20倍、2~3倍,而盐酸挥发性硫的质量分数低于非根际土.     

野鸭湖湿地芦苇根际微生物多样性与磷素形态关系

以野鸭湖湿地芦苇(Phragmites communis)根际微生物为研究对象,采用化学连续提取法分析了芦苇根际/非根际土壤中各形态磷随植物生长(4、7、10月)的变化规律,同时基于细菌的16S rRNA高通量测序技术,分析了芦苇根际/非根际土壤微生物多样性,进一步采用CCA法分析了土壤样品中特定微生物与磷素形态转化关系.结果表明,无机磷含量的总体顺序大小为:钙磷(Ca-P)闭蓄态磷(Oc-P)铁磷(Fe-P)交换态磷(Ex-P)铝磷(Al-P),无机磷含量变化主要受芦苇生长状况影响,在芦苇旺盛期达到最低,且根际土壤中的总无机磷含量普遍低于非根际.有机磷含量分布为高稳定性有机磷(HR-OP)中稳定性有机磷(MR-OP)中活性有机磷(ML-OP)活性有机磷(L-OP),各组分含量均随芦苇生长先降低后升高.芦苇根际/非根际土壤微生物中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria),但在芦苇生长过程中,其根际和非根际微生物群落结构受季节影响变化显著,且根际和非根际的变化有所差异.同时发现了芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、不动杆菌属(Acinetobacter)等可能是与磷形态转化有关的主要功能菌属,这些菌属能利用大部分的有机磷和无机磷,在湿地土壤磷素转化中起着关键作用.     

Cadmium uptake and speciation changes in the rhizosphere of cadmium accumulator and non-accumulator oilseed rape varieties

Characteristics of cadmium (Cd) uptake kinetics and distribution of Cd speciation in the rhizosphere for Cd accumulator and non-accumulator oilseed rape varieties were investigated under nutrient solution and rhizobox soil culture conditions. The results showed that the maximal influx (V_max) for Cd²⁺ andK_m were significantly different for the two oilseed rape varieties. The value of V_max for Cd accumulator oilseed rape Zhucang Huazi was two-fold greater than that for oilseed rape Chuan you II-93. The exchangeable Cd concentration in the rhizosphere was significantly lower than in non-rhizospheric soils supplemented with CdSO₄ for both the varieties. Carbonate-bound Cd in the rhizosphere of Cd accumulator oilseed rape was significantly higher than that in the rhizosphere of non-accumulator oilseed rape and non-rhizospheric soil. Cd accumulator oilseed rape had a higher Cd²⁺ affinity and more ability to uptake insoluble Cd in the soil than the non-accumulator oilseed rape.