间作与接种AMF对连作土壤微生物群落结构与功能的影响

为了探明间作种植模式和接种AMF对连作土壤的影响,试验选取马铃薯连作10年土壤为基质,采用两因素随机区组盆栽实验设计,研究间作及接种AMF对连作土壤微生物群落结构及功能的影响。结果表明：在不同间作模式及AMF接种后,连作土壤微生物群落结构、功能均有不同程度的差异。间作调控后马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理土壤细菌比例最高,放线菌次之,真菌最低;Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）比对照高36.77%。间作并接种AMF（Gloumus etunicatum）后,土壤微生物功能多样性增强,土壤真菌的比例上升,细菌、放线菌的比例下降;马铃薯｜｜蚕豆、马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆土壤孢子密度与其他处理有显著差异（P〈0.05）;马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理在培养96 h后的平均颜色变化率（AWCD）值比单作高48.96%。各处理土壤根际微生物群落在2种方式的调控下对碳水化合物、氨基酸碳源利用强度较高,对芳香化合物的利用能力较弱;调控后碳源利用类型开始从碳水化合物、胺类化合物向胺类化合物和多聚化合物利用类型转变。间作调控和AMF调控对土壤微生物群落功能多样性的增加可能存在一定的叠加效应。土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是多种因子综合作用的结果。     

磷和硅对土壤-烟草系统中铅迁移的影响

为探究降低土壤铅活性与烟叶铅含量的有效措施,采用盆栽法研究施磷、施硅及磷硅配施对铅在土壤-烟草系统中迁移的影响。结果表明,在非根际土壤中,施磷使土壤可交换态和碳酸盐结合态铅向铁锰氧化物结合态和残渣态铅转化,施硅使土壤可交换态铅向铁锰氧化物结合态铅转化,磷硅配施使土壤可交换态铅向铁锰氧化物结合态、有机态及残渣态铅转化。与CK相比,施磷、施硅及磷硅配施使根际土壤可交换态铅含量分别降低46.05%、14.24%和48.76%,使烟草铅总吸收量分别降低44.02%、44.04%和65.65%,使烟叶铅含量分别降低63.06%、60.37%和83.24%。施磷可通过降低土壤中铅向根部迁移的移动指数(IM,土-根)和根部向茎部迁移的移动指数(IM,根-茎)来抑制土壤中铅向叶部的迁移;施硅及磷硅配施可通过降低IM,土-根、IM,根-茎和茎部铅向叶部迁移的移动指数(IM,茎-叶)来抑制土壤中铅向叶部的迁移。施磷和施硅是降低烟叶铅含量的有效措施,且配施效果更佳。     

外源磷对消落区土壤性质及磷释放的影响

选取三峡库区消落区万州段的紫色冲积土,对消落区土壤添加磷的变化及磷的释放进行实验室模拟试验.结果表明,当外源磷添加量较小(＜50 mgP·kg-1土干重)时,上覆水中磷浓度表现为持续上升.当外源磷添加量较大(＞50 mgP·kg-1土干重)时,在淹水4周左右达到平衡.随着外源磷添加量的增加,无机磷呈增加趋势;Ca2-P,Fe-P,Ca8-P和Al-P增加程度较大;外源磷添加量较大(＞50 mgP·kg-1土)时,O-P也有上升,Ca10-P变化较小.土壤干样与鲜样中磷的最大吸附量(Qm)在不同添加磷情况下变化不显著,磷吸附指数(PSI)、磷最大缓冲能力(MBC)均有显著的下降.表明土壤添加外源磷后土壤有效磷水平增大,同时土壤对磷的吸持能力降低,添加外源磷将增大土壤磷释放的风险.     

外源硅对碱性土壤磷位及磷有效性的影响

磷位是表达土壤磷素有效性的强度指标,是决定土壤磷素有效性的首要因素。以分析施硅对土壤磷位的影响为切入点,探讨施硅影响土壤磷素有效性的土壤化学机制,有利于促进硅肥的合理施用及土壤磷素的科学调控,对于减少磷矿资源开采及磷肥施用、防治农田面源污染具有重要意义。试验选取辽宁省沈阳市康平县水田耕层土壤为研究对象,设置4个硅酸钾处理,添加量分别为0、30、60、120 mg·kg~(-1)(以SiO_2计),分别记作Si0、Si30、Si60、Si120;在中和硅酸钾碱性和消除伴随离子影响的基础上,开展室内培养和水稻盆栽试验,研究外源硅对土壤磷位和苗期水稻吸磷量的影响。结果表明:加硅极显著提高了土壤浸提液中氢离子活度(P0.01),Si30、Si60、Si120处理分别比对照提高了26.02%、25.59%和146.77%;加硅同时极显著提高了H_2PO_4~-离子活度(P0.01),Si60、Si120处理分别比对照提高了30.25%和99.26%;加硅促进了水稻植株对磷的吸收,随加硅量的增加,3个施硅处理吸磷量分别比对照处理提高了16.41%、19.20%和69.07%;加硅条件下土壤磷位和植株吸磷量间存在显著负相关关系,说明磷位能较好地反映土壤磷的生物有效性。研究表明,施硅可提高土壤溶液中H_2PO_4~-的活度,降低土壤磷位,提高土壤供磷强度,土壤磷位可作为指示土壤磷植物有效性的指标。     

玉米-苜蓿间作的生态效应

研究地区位于东北农牧交错带东段。在农牧交错地区，粮食生产与饲草生产同等重要，因此将玉米与苜蓿间作，研究了这种间作的生态效应。发现玉米与苜蓿间作，对土壤理化性质有明显改善，表现在土壤有机质质量分数上升，体积质量下降．土壤全氮、全磷、全钾质量分数升高。因此玉米与苜蓿问作在农牧交错地区具有可行性。     

不同沉水植物对沉积物磷迁移转化的影响

选择了微齿眼子菜(Potamogeton maackianus A.Benn .)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L .)和金鱼藻(Ceratophyllum demerswn L .)3种沉水植物,在温室模拟研究了不同沉水植物对湖泊沉积物磷迁移转化的影响.研究结果表明,随着培养时间的延续微齿眼子菜和穗花狐尾藻对沉积物NaOH-P有明显的吸收和转化作用,分别吸收和转化了36.9%和33.2%,而金鱼藻对沉积物NaOH-P的影响不显著;各处理随着植物的生长,由于根系的吸收作用,沉积物中Olsell-P发生了从非根际→根际→沉水植物的迁移过程,其中微齿眼子菜和穗花狐尾藻更为明显.因此,微齿眼子菜和穗花狐尾藻对沉积物磷释放的控制作用更为明显.     

纳米材料对玉米磷营养的影响初探

利用纳米材料处理水浇灌玉米(Zeamays),探讨了纳米材料对玉米磷营养的影响;用纳米材料处理水浸提磷矿粉,验证了纳米材料处理水对磷矿粉溶解性的促进作用。用纳米材料处理水浇灌玉米植株,可提高玉米的株高、茎粗以及生物量,使玉米植株地上部的氮磷钾的总量提高,同时可以提高植株中磷的含量7%~10%。取磷矿粉放于纳米材料处理水中,振荡、过滤,测定过滤液中的水溶性磷的含量,纳米材料可使磷矿粉浸提液中水溶性磷的含量较对照高20%~70%。利用纳米材料处理水提高磷矿的有效性,为提高磷的有效性、充分利用低品位磷矿提供了一条新的途径。     

牛粪生物炭对紫色土吸附-解吸腐殖酸的影响

通过探讨牛粪生物炭对紫色土吸附-解吸腐殖酸的影响,以减少紫色土腐殖酸的流失、提高腐殖酸利用率,为提高龙川江流域紫色土肥力提供理论依据.采用土培实验,用Langmuir和Freundlich模型、Lagergren准一级和Lagergren准二级动力学方程,研究了不同添加比例牛粪生物炭(BC、CK、1%、3%、5%)对腐殖酸的吸附与解吸的影响.采用扫描电镜、BET等方法分析牛粪生物炭的表面结构以及比表面积,来探讨牛粪生物炭对紫色土吸附和解吸HA的影响机理.结果表明,牛粪生物炭对紫色土等温吸附HA过程符合Langmuir模型,动力学模型符合Lagergren准二级动力学方程;各处理对紫色土等温吸附-解吸HA过程有明显的影响,CK对HA的吸附量和吸附率最低,解吸率最高;5%对HA的吸附量、吸附率和解吸量最高.同时,各处理对紫色土吸附-解吸HA动力学也有明显的影响,在前12 h,吸附速率逐渐增加,随后吸附逐渐达到平衡,吸附过程以化学吸附为主.各处理方法相比,5%更有利于吸附HA,防止HA流失.     

三峡库区水体磷浓度对蓝藻垂直迁移的影响木

通过建立蓝藻细胞内部营养状态磷份额模型和水体磷浓度对蓝藻聚集体垂直迁移影响模型,模拟计算了水体中不同磷浓度对蓝藻聚集体垂直迁移速度及迁移距离的影响.结果表明,蓝藻细胞内磷份额与水体中的磷浓度密切相关.当水体磷浓度为0.075 mg·L-1时,水华暴发压力不大;当水体中磷浓度达到0.090 mg·L-1时,最大迁移距离已...     

磷形态对磷在水-沉水植物-底质中分配的影响

研究了以磷酸二氢钾、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、甘油磷酸钠、ATP-Na为磷源的Hoagkand培养液培养黑藻时，不同形态磷进入水体后在上覆水、黑藻和底质中分配及含量的变化；获得各物质形态磷在水-沉水植物-底质中的分配比例。研究结果表明，水体中磷丰要分配在上覆水和底质中，不同形态磷分配比例不同。黑藻对各形态磷均能吸收利用，吸收最相对较少，受水体中磷形态的影响。当外源磷增加时，磷在上覆水和底质中的分配比例趋于平衡，平衡点因外源磷形态的不同而变化。沉水植物足水体中磷在上覆水与底质中分配的重要影响因素。底质对磷的吸附作用相对沉水植物对磷分配的影响较小。     

磷细菌筛选及其对苗期玉米生长的影响

从潮土、水稻土、砂姜黑土、石灰土上植物根际土壤和根中分离了86株磷细菌,通过NBRIP液体摇瓶培养3 d,培养液水溶磷质量浓度为4.2～387.3 mg.L^-1,水溶磷质量浓度与培养液pH呈显著负相关（r^2=0.621 6）。筛选出3株磷细菌进行玉米盆栽试验,结果表明,1株磷细菌处理的玉米干物质量和吸磷量与对照（处理4）相比无显著差异,2株磷细菌处理的玉米干物质量和吸磷量与对照相比有明显增加,干物质量增加了19.6%～37.5%,吸磷量增加了22.7%～40.2%,其中编号为HCW115解磷菌株的效果相当于施用无机磷（P）10 mg.kg^-1处理。     

丛枝菌根对土壤-植物系统中重金属迁移转化的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一类在自然和农业生态系统中广泛存在并能与多数陆生植物形成共生关系的土壤真菌,在重金属污染土壤中对宿主植物的生长及吸收累积重金属具有重要影响,因而对污染土壤的生物修复具有潜在应用价值。以重金属从根际土壤进入植物并在植物体内再分配过程为主线,介绍丛枝菌根在这一过程中对重金属环境行为,特别是根际土壤中重金属赋存形态及植物吸收重金属的影响。最后,对丛枝菌根影响植物重金属耐性机制研究前沿和菌根修复技术的应用前景进行展望。     

土壤外源甲基叔丁基醚胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响

以大宗作物玉米作为试验对象,通过盆栽试验,研究外源甲基叔丁基醚(MTBE)污染胁迫对玉米幼苗生长及几项生理生化指标的影响.结果表明,在0～500mg·kg-1范围内,玉米幼苗未产生明显的毒害作用.土壤中MTBE浓度≤5mg·kg-1,玉米幼苗生长未受影响,在高浓度下(50 mg·kg-1和500 mg·kg-1).生长受到不同程度的抑制,株高降低36.4%,根干重减少16.6%～34%,地七部分十重减少了46%～59%,根冠比增加,并达到显著水平.叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均呈现下降的趋势,叶绿素a/b值由对照组2.92降低到1.98,达到极显著水平(P<0.01).低浓度MTBE污染对玉米幼苗生理生化指标没有明显的抑制作用,随着土壤MTBE污染程度的加剧,玉米幼苗细胞膜透性逐渐增加,SOD活性逐渐提高.玉米幼苗MDA、CAT和POD对MTBE胁迫的响应表现出相似的规律,累积峰值出现在50 mg·kg-1MTBE污染水平下.低浓度MTBE污染,叶片中MDA、CAT和POD没有明显变化,高浓度的MTBE污染则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加.但当MTBE浓度达到500 mg·kg-1,由于过多的H2O2或MTBE积累引起MDA、CAT和OPOD酶活性下降.综合生物量变化及抗氧化酶的响应结果,认为玉米幼苗具有一定的抵御MTBE伤害的应答防御系统.     

两种螯合剂对汞在土壤-植物系统中迁移的影响

盆栽试验表明,螯合剂种类、浓度、施用时间等对莴笋产量的影响程度分别为５７．７２%、１６、０６%、２６．２２%,对汞在莴笋中的积累影响程度分别为４９．１５%、２．４７%、４８．３８%。在莴笋移栽时,施用０．１０ ｍｏｌ/Ｌ的ＤＴＰＡ,既可削减蔬菜中汞含量,又可促进蔬菜产量的增加。模拟试验表明,不同螯合剂只是对淋洗速度产生影响,而对滤液汞、土壤残留汞的影响不明显     

喀斯特生境下AMF侵染对任豆生长的影响

喀斯特地区土壤退化,植被定植更新困难,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)具有增强植物养分吸收能力和抵抗逆境胁迫能力。研究喀斯特生境下植物与AMF共生效果,选择优势菌种促进喀斯特植被恢复,对于提高植物定植成活率具有重要作用。以豆科植物任豆(Zenia insignis)幼苗为试验材料,盆栽条件下,选取喀斯特优势菌种-摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)、根内球囊霉(Rhizophagus intraradices),2种菌根真菌混合菌剂进行接种,培养180 d,研究贫瘠喀斯特土壤生境和养分较高的滇柏林下土壤生境下AMF对任豆生长影响。结果表明:摩西球囊霉、根内球囊霉和混合接种均能侵染任豆根系,幼嫩根系更易侵染,木质化根系侵染率下降。接种摩西球囊霉,贫瘠喀斯特土壤生境下,株高、地径、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高68.92%、56.18%、83.90%、42.20%和67.34%;养分较高的滇柏林下喀斯特土壤生境下,株高、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高48.05%、6.77%、7.92%和8.89%;根内球囊霉处理接种效应低于摩西球囊霉和混合接种处理,对生物量增长为负效应,混合接种处理接种效应介于单接种之间,摩西球囊霉接种效果优于根内球囊霉和混合接种。摩西球囊霉在贫瘠喀斯特土壤生境下发挥的促生效应优于养分较高的喀斯特土壤,可作为喀斯特侵蚀区植被恢复菌根真菌干扰途径的优势菌种,混合接种作为接种剂具有单接种兼容效应。     

磷水平对不同耐低磷玉米基因型幼苗生长和养分吸收的影响

选取2个耐低磷玉米基因型M08和M11及1个低磷敏感基因型M05为材料,采用营养液培养,研究低磷和正常磷条件下不同基因型玉米苗期生长状况及对磷、钾、钙、镁、铁、锌的吸收情况.结果表明,耐低磷基因型适应低磷的能力较强,它们具有较长的根系和较大的根干重,其株高受低磷的影响明显小于敏感基因型M05.低磷胁迫增大了植株的根冠比,改变了植株对营养元素的吸收及其在地上部和根系的分配.磷敏感基因型M05吸收磷、钾、钙、镁、铁、锌的量随供磷水平的下降而减少,并且吸收各元素的量受磷水平变化的影响显著较2个耐低磷基因型大.图1表2参24     

小麦-蚕豆间作对根系分泌糖和氨基酸的影响

根系分泌物在植物-土壤-微生物互作中充当信号物质,其对植物根际过程影响重大。糖和氨基酸是根系分泌物中两类最主要的物质,目前有关这两类分泌物的研究颇多,但在间作系统中尚缺乏系统研究,人们对间作系统中根系碳和氨基酸的分泌特征尚不清楚。为探讨间作对根系糖和氨基酸分泌的影响,通过盆栽试验分析比较了不同生育期单作、间作小麦(Tricumaestivum L.cv.Yunmai42)、蚕豆(Vicia faba L.cv.Yundou 8363)的根系质量、根冠比、根系中糖和氨基酸的含量及其分泌速率。研究结果表明,(1)与单作小麦相比,间作提高了拔节期(98d)小麦根系总糖和蔗糖含量,分别提高75.78%和114.5%;在拔节期(98d)、孕穗期(120d)和灌浆期(142d),间作提高了根系总糖分泌速率,分别提高126.9%,34.9%和59.8%;其中,3个时期间作蔗糖分泌速率分别是单作的2.37、1.41和2.0倍。间作对蚕豆根系糖含量及糖的分泌没有影响。(2)与单作相比,在蚕豆分枝期(57d)、结荚期(120d)、籽粒膨大期(142d),间作提高了蚕豆氨基酸分泌速率,分别提高了75.9%、41.5%、39.6%;间作对小麦根系氨基酸含量及根系氨基酸分泌无影响。总之,间作种植提高了作物根系糖含量,促进了根系糖和氨基酸的分泌,但作物种类不同、生育期不同,间作对根系分泌影响并不相同。     

生物滞留系统中径流雨水磷的迁移转化规律

基于生物滞留系统对雨水的处理效果,对其进行模拟径流雨水进水试验,通过连续提取法检测生物滞留系统土壤渗滤介质不同深度(0、5、15、35 cm)处交换态无机磷(Ex-P)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)含量,并监测系统出水TP。结果表明,土壤渗滤介质对Ex-P、Al-P、Fe-P的吸附是从上至下逐层进行、逐层减弱的,Ex-P转化为Al-P、Fe-P,同时Al-P转化为Fe-P,因此Ex-P含量逐层减少,而Al-P、Fe-P逐层累积。系统对径流雨水中TP的去除率在90%以上,其中未被植物利用的TP体现为水-土壤-根系-生物系统内磷的动态平衡。     

富磷型猪粪基生物炭肥对土壤-萝卜系统的影响

为促进富磷型生物炭肥在西南紫色土区的合理利用,采用盆栽试验研究了不同配比富磷型猪粪基生物炭肥对紫色土理化性质以及樱桃萝卜产量和品质的影响。结果表明,添加富磷型猪粪基生物炭肥后土壤pH值以及有机质、全氮和全钾含量均显著提高,樱桃萝卜莲座期和肉质根膨大期速效磷含量分别提高21.72%～43.47%和0.22%～28.42%。富磷型猪粪基生物炭肥处理樱桃萝卜地上部和根部生物量分别增加17.20%～44.17%和20.63%～83.31%,樱桃萝卜的磷、总糖和维生素C含量均显著提高,且樱桃萝卜磷含量与土壤速效磷含量呈极显著相关;樱桃萝卜Pb和Cd含量分别降低6.12%～44.49%和4.19%～13.31%。施用富磷型猪粪基生物炭肥能够显著改善紫色土理化性质并提升樱桃萝卜产量和品质。     

续断菊与玉米间作系统不同植物部位Cd、Pb分配特征

采用植物修复的方法对会泽铅锌矿周围受Cd、Pb污染的农用地进行修复,将超富集植物续断菊和农作物玉米在污染农用地间作种植,以减少农用地重金属含量,并获得合格的农产品。通过田间小区直接种植的方式,测定植物生物量及各器官重金属含量,研究续断菊(Sonchus asper L.Hill)与玉米(Zea mays L.)间作系统植物不同器官Cd、Pb分配特征。结果表明,(1)间作续断菊生物量相比单作增加了31.55%,间作玉米生物量相比单作增加了29.02%。(2)从拔节期到成熟期,间、单作玉米各器官Cd质量分数呈下降趋势。成熟期与拔节期相比,间作玉米根、茎、叶Cd质量分数分别降低了24.51%、29.06%、55.32%,单作玉米根、茎、叶Cd质量分数分别降低了22.05%、7.20%、45.02%。在不同时期,间作玉米根、叶Cd质量分数都低于单作玉米根、叶Cd质量分数。根部Cd质量分数在抽穗期和成熟期差异显著;叶部Cd质量分数在成熟期差异性显著;茎部Cd质量分数在抽穗期和成熟期呈现出单作大于间作,在成熟期差异显著。玉米各部位Pb质量分数呈现出先增加后下降趋势,且成熟期根、茎Pb质量分数小于拔节期,而该期叶Pb质量分数则大于拔节期。不同时期,间作玉米根、叶Pb质量分数小于单作玉米根、叶,根在抽穗期和成熟期Pb质量分数差异性显著;间作玉米籽粒Cd、Pb质量分数显著小于单作。(3)续断菊根部及地上部Cd质量分数随时间推移而呈现逐渐增加趋势,间作续断菊根部及地上部Cd质量分数分别增加16.88、15.45 mg·kg-1,单作续断菊根部及地上部Cd质量分数分别增加5.5、10.09 mg·kg-1,间作续断菊地上部Cd质量分数显著大于单作,间作根部大于单作根部,在抽穗期和成熟期出现显著差异。(4)间作、单作种植模式下土壤Cd、Pb质量分数均有下降,土壤Cd质量分数在间作模式下降25.99%,单作续断菊模式下降23.19%,单作玉米模式下降14.78%;土壤Pb质量分数在间作模式下降6.78%,单作续断菊模式下降7.53%,单作玉米模式下降7.23%。结果表明,续断菊和玉米间作促进了续断菊各部位对镉的积累量,同时抑制了玉米各部位镉的积累量。