干旱背景下土壤酶活性对石砾含量变化的响应

人为活动干扰导致的土壤石砾增加将引起土壤结构及水文过程变化,从而影响土壤生物学特征.土壤酶活性是重要的土壤生物学特征之一,与土壤养分循环紧密相关,然而石质含量变化梯度上土壤酶活性的变化规律与机制不清楚.为探明土壤酶活性对石砾含量变化的响应及机制,在岷江干旱河谷通过半控制试验设置4个石砾体积含量梯度(0％、25％、50％...     

吊兰和蝴蝶梅对污泥中重金属的去除效果

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比为0∶3,1∶2,2∶1和3∶0配比,吊兰和蝴蝶梅栽培幼苗,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量和叶绿素与根活力变化,以及植物体内Cu、Zn、Cd、Pb和Cr等的重金属含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取含量等结果表明,吊兰对多种重金属具有很好的耐性,受重金属影响不大.吊兰对Cr和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响.由于吊兰具有生物量大、根系发达、生物量增长迅速等优点,其有利于被重金属污染的土壤改良.而蝴蝶梅因为根系不发达和生物量较小等原因,对重金属的耐性不强,生长中易受重金属影响,因此不宜用于修复污染土壤的植物.图9,表5,参7.     

岷江源区高山林草交错带土壤碳、氮、磷生态化学计量关系的时空变化

高山林草交错带(alpine forest-grassland ecotone)作为响应气候变化极为敏感剧烈的地带之一,研究该区域短暂生长季内土壤养分的时空动态变化,有助于理解高山植物生长发育过程中的土壤-植物界面互作过程以及植被分布格局.选取岷江源3处高山林草交错带植物生长季内的土壤样品,分析其养分的动态变化以了解该区域土壤养分对植物生长的供给状况.通过生物地理界线沿海拔从高到低将交错带划分为树种线、树线和密闭森林,并分别于植物生长初期、生长盛期和生长末期在相同样点采集0-20 cm土样.比较分析土壤中总碳、总氮、总磷、有机碳以及水分含量,结果表明土壤养分受生长期阶段和生物地理界线及其交互作用的显著影响.植物从生长初期进入到生长末期,土壤养分含量逐渐减少,其中密闭森林区养分吸收消耗最多.生长季交错带内土壤理化指标变化范围为TC含量15-195 g/kg,TN含量2-11g/kg,TP含量0.2-1.0g/kg,SOC含量5-96g/kg,SWC含量16-64%.土壤化学计量比的值随时间增大,C/N为25-75,C/P为25-90,N/P为5-75.土壤养分和水分在生长盛期有显著相关关系,且该时期各养分间的相关系数最大.上述研究表明,植被类型和植物生长速率对下方土壤养分含量有极显著影响;土壤生态化学计量比在植物生长季具有很大波动;高温、高降水及快速的植物生长可以提高土壤养分间的正相关关系.(图5表3参47)     

不同连作障碍消减措施对新疆棉花根系形态生理特征的影响

采用盆栽试验,研究添加生物炭(BF)、施用有机肥(MF)、施用硫肥(SF)和轮作(CR)4种不同连作障碍消减措施对新疆棉花盛花期根系生理生化、生长形态以及土壤养分的影响.结果显示,不同的消减措施对棉花根系和土壤特征的影响存在差异.添加生物炭显著提高了土壤p H值和62.48%的土壤速效钾含量,降低了有效磷含量,并显著提高了棉花根系活力、根系长度和平均直径(P 0.05).与对照相比,轮作增加了土壤有机质、全氮和碱解氮含量,增加程度分别为31.79%、40.28%及32.43%,降低了土壤有效磷和速效钾的含量,并显著降低了根系丙二醛含量的积累(P0.05),且根系长度、根系表面积、根长密度和比根长最大.土壤速效钾和有效磷含量在施用有机肥处理下显著增加,分别增加了53.75%和16.75%,且根系平均直径显著增加(P 0.05),这将提高根系与土壤的接触面积,有利于膜下滴灌下异质性养分的吸收.本研究区域施用硫肥对土壤养分提高以及棉花根系生理活性、根系生长的改善效果不显著(P 0.05),并且施用硫肥具有最小的根冠比(0.499),不利于棉花根系自身的生长以及水分和养分的吸收.综上所述,添加生物炭、施用有机肥和轮作可通过影响根系形态或生理特征来提高根系功能的发挥,有利于养分的高效利用,可作为该区域可持续绿色农业的有效管理措施.(图1表5参51)     

可生物降解PBAT微塑料对土壤理化性质及上海青生理指标的影响

伴随着传统塑料制品引发的“白色污染”问题日益严重,可生物降解塑料应运而生,同时引发了新的可生物降解微塑料污染,但有关可生物降解微塑料对土壤生态系统以及农作物生长的毒性效应尚未完全明确。该研究以可生物降解材料聚对苯二甲酸–己二酸丁二醇酯微塑料（PBAT-MPs）为研究对象,同时以不可降解聚丙烯微塑料（PP-MPs）为对照,通过发芽试验和盆栽试验探究了微塑料填埋前后的形态变化、对土壤理化性质及上海青（Brassica chinensis L.）生长过程中生理指标的影响。结果表明,PBAT-MPs在土壤中发生了降解,而PP-MPs表面形态几乎未发生变化;PP-MPs的添加会导致土壤中TN含量的下降,TP含量先降低后升高,而PBAT-MPs会增加土壤TN含量,TP含量先降低而后恢复;两种微塑料的添加整体会增加土壤中水稳性团聚体含量,影响团聚体粒径分布;MPs对上海青产生的影响会随着植物的自身调节作用减弱,对植物生理指标的影响呈动态变化;相关性分析结果表明,PBAT-MPs处理土壤总磷与植物发芽率、根系活力、根长和茎长呈现正相关,植物丙二醛含量与发芽率、根系活力和茎长呈现负相关。与不可降解微塑料...     

湿地植物根系及其分泌物对土壤脲酶、硝化-反硝化的影响

植物根际是人工湿地通过物理、化学、生物三重协同作用达到污染物去除的重要反应区域,然而关于植物根际土壤酶活性分布及根系分泌物及对人工湿地除污效果的影响目前仍缺乏系统研究。为了明确人工湿地中植物对脱氮的贡献,试验选取当地常见的7种经济耐寒性湿地植物——富贵竹(Dracaena sanderiana)、千屈菜(Spiked loosestrlfe)、美人蕉(Canna indica)、水葱(Scirpus tabernaemotani)、菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha angustiolia)、芦苇(Phragmites australis)作为研究对象,考察了不同植物的根际与非根际脲酶活性分布,并探究了植物根系分泌物对土壤脲酶活性及硝化-反硝化作用强度的影响。结果表明:湿地植物根系可以影响脲酶活性,表现为稳定生长的植物根际脲酶活性普遍高于非根际,以美人蕉和香蒲最为显著;不同植物根系对土壤脲酶活性的影响存在差异性,其中,富贵竹、美人蕉和菖蒲根际的脲酶活性接近,且明显高于香蒲、芦苇等其他受试植物;土著微生物对植物植入具有适应期和调整期,使植物对土壤酶活性的刺激效应滞后,表现为植物生长稳定期的脲酶活性平均值基本低于空白样,植物生长迅速期的脲酶活性平均值普遍明显高于空白样,说明植物的存在对土壤脲酶活性具有促进作用;25%的菖蒲根系分泌物对土壤脲酶具有一定程度的促进作用,在培养第25天时达到最佳效果;菖蒲根系分泌物对硝化作用强度有一定的促进作用,但对反硝化作用强度的影响不明显。     

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

植物根际微生态区域中铝的环境行为研究进展

铝毒是酸性土壤(pH<5.0)中影响植物生长的重要因素.根系环境中的铝离子可影响矿物营养的获取,增加植物对铝胁迫的风险.植物通过根系分泌有机酸、生物酶和其他物质来解除或减轻铝的毒害.从铝胁迫对根系分泌系统的影响、根际微环境中铝的毒理效应和根际微环境中铝的抗毒机制等3个方面对植物根际微生态区域中铝的环境行为研究进展进行了综述,并对今后该领域的研究方向进行了展望.     

砷对植物生长和生理生化的影响与机制综述

有色金属开采冶炼、工业排污及农业污水灌溉等导致大量砷(As)进入土壤,土壤砷污染问题日益突出。砷与磷(P)为同主族元素,具有相似的化学性质和化学行为,砷通过植物根系的磷转运蛋白被植物吸收。砷在植物体内竞争取代化合物中的磷,并与巯基结合导致蛋白失活,影响植物生长和正常生理代谢。然而亦有研究发现,一定浓度的砷可影响植物生理生化过程,并对植物生长产生促进作用。本文综述了砷在植物体内的含量与分布,重点阐述砷对植物生物量、营养元素吸收、生长代谢相关生理生化指标(内源激素、光合参数、丙二醛、抗氧化酶、渗透物质)及根际环境和植物促生菌群落的影响与机制,以期为理解砷促进超富集植物生长机制的研究提供理论基础,为挖掘可降低砷毒性和提高砷抗性的方法过程机制提供技术参考。     

镉污染土壤对潜在能源植物生长的影响

利用重金属污染土壤种植能源植物是一种同时解决环境问题和能源问题的新理念,但目前相关研究成果并不多。通过盆栽试验研究人工镉污染土壤中象草Pennisetumpurpureum和亚香茅Cymbopogonnardus两种植物植株的生长状况和两种植物对土壤镉的吸收和富集能力。结果表明,当外源可溶性镉加入到土壤后,其主要是以生物有效性较高的状态存在。土壤镉对象草和亚香茅生长的影响作用有很大的不同,亚香茅比象草具有更强的镉耐受力,其生物量受镉污染影响小。两种植物植株镉含量均随土壤镉添加量的增加而增加。除高镉处理象草外,植物地下部分含镉量比地上部分高很多。高镉处理象草地下部分含镉量比地上部分低的现象可能反映出根系已积累了太多的镉,因而加速了向地上部的转移,从而加剧了植物中毒的程度。赤泥添加剂具有降低土壤酸度,减少植物对镉的吸收和增加象草和亚香茅生物量的作用。     

磷对铝胁迫下荞麦根际土壤铝形态和酶活性的影响

采用土培法,以耐铝性明显差异的两个荞麦Fagopyrum esculentum基因型“江西养麦”(耐性)和“内蒙荞麦”(敏感)为材料,研究铝胁迫下磷对荞麦生长和根际土壤铝形态、土壤酶活性的影响.结果表明,0.4 g·kg~(-1)铝配施0.2 g·kg~(-1)磷的内蒙和江西荞麦根系生物量分别比不施磷组增加了67.9%和21.2%,磷能显著缓解铝对荞麦根系生长的抑制,提高根系生物量和根冠比.磷铝互作下根际土壤的交换态铝含量显著降低,毒性较小的吸附态羟基铝和络合态铝含量显著增加.根际土壤酶活性变化复杂,过氧化氢酶活性与磷质量分数呈正相关,w_p=0.2 g·kg~(-1)对铝胁迫下荞麦根际土壤转化酶活性最有利.说明施磷降低铝胁迫根际土壤的交换态铝含量,提高土壤过氧化氢酶活性,减缓铝毒对植株生长的抑制作用.     

高速公路不同植物防护边坡根土复合体抗剪能力研究

为定量评价植物根系固土的时间效应,以岳武高速公路岳西第一标段公路边坡为对象,应用自制的直剪仪对素土及植物生长期61、95、125 d的根土复合体抗剪强度进行现场测定和物理模型预测。试验表明,(1)植物不同生长期根系均能显著增加边坡浅层土壤抗剪强度,增强值与植物生长时间成正相关。其中生长期125 d的根系土壤抗剪强度的提高幅度最大,增加值为5.21 k Pa。(2)土体剪切破坏过程中,根系可以有效改善坡面抵抗变形性能。素土试样在位移量为18 mm左右即达到抗剪强度峰值,根土复合体这一数值为19~40 mm;且根土复合体的残余剪切强度平均为素土的2.68倍。(3)通过对比野外实测值与Wu模型计算值,Wu模型高估了根系对土壤抗剪强度的增强作用,相关学者对此提出的折减系数0.4和0.56仍不能与实测值相符,通过计算引入修正系数0.47,模型预测值的精确度最大提高了16.72%,有利于更准确地评估植物根系的边坡稳定作用。     

小麦／玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验，测定小麦／玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量，初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明，间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量，同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量，使生长前期根系大小发生较大变化，而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加，速效P、K含量降低；使小麦根际土N含量降低，P、K含量提高。小麦与玉米间作以后，根系分泌有机酸的种类明显增加；而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

鱼腥草对土壤中镉的富集及根系微生物的促进作用

通过采集自然条件的鱼腥草和未受污染的土壤,在实验室条件下培育,以及利用镉的筛选,培养出土壤菌悬液,研究了鱼腥草Huttuynia cordata对土壤中镉的富集作用,以及经过根系微生物处理后放线菌对富集后转移的促进作用。结果表明,根部经过微生物处理的鱼腥草地上部（土壤含镉200 mg·kg^-1）有最高的含镉浓度和最大的富集量,分别是是对照组的20倍和50倍。土壤含镉50 mg·kg^-1时,鱼腥草地上部与地下部镉富集量的比例是2.5,高于对照组（1.5）。而当土壤含镉200 mg.kg^-1时,经过处理的鱼腥草地上部与地下部镉含量之比是未经处理的2倍。所以,鱼腥草对土壤中的镉有很强的富集作用,且在根系微生物的促进下,地下部的镉能更有效地转移到地上部,大大加强植物的修复效率;且与其他的诸如添加化学螯合剂等方法相比,土壤根系微生物能更好地适应植物根系环境,更不会对土壤本身的微生态系统造成二次污染。所以研究根系环境中微生物、根系、土壤酶、金属离子等的相互影响关系,将是土壤重金属植物修复的另一重要领域。     

PGPR生物肥对甜樱桃(Cerasus pseudocerasus)根际土壤生物学特征的影响

利用保绿法和萝卜子叶增重法从7年生甜樱桃[Cerasus pseudocerasus(Lindl.)G.Don]根际土壤中,筛选具有促生作用的植物根际促生细菌YT-3(PGPR),以发酵好的鸡粪(DCM)为吸附载体制成甜樱桃专用的PGPR生物肥料(YMF),对比研究了YMF、普通生物肥(NMF)和DCM对樱桃根系和根际土壤生物学特征的影响.结果表明:YMF显著增加了根际土壤中细菌数量和微生物总量,真菌数量明显减少,但对放线菌数量影响差异不显著.YMF处理根系活力分别比NMF、DCM和CK提高了22.49%、13.25%和15.33%.PGPR生物肥料对樱桃根系生长和构建影响显著,YMF处理0～40 cm土壤剖面中根系重量尤其是毛细根重量显著增加.同NMF处理相比,YMF处理根际土壤的pH降低8.61%,阳离子代换能力显著提高.此外,YMF处理显著增加了根际土壤中养分离子的有效性,速效磷和有效钾含量分别增加17.21%和9.56%,但碱解氮含量差异不显著.因此,PGPR生物肥的施用在一定程度上改善了根际土壤的生态环境,提高了根际土壤中养分离子的有效性和养分保持能力,提高了根系活力,促进了表层土壤中(主要为0～40 cm)根系尤其是毛细根的生长.     

土壤条件与植物响应

植物对土壤状况的反应并不仅仅表现为根系具有吸收水分和营养元素的能力。植物根系能够感应到土壤的某些不利因素，对枝干发出信号，从而锻炼植株以抵抗退化或严酷的环境。这种信号能影响植株气孔导度、细胞伸长、细胞分裂及叶的出现速度等：对植物生长有重要影响的土壤物理条件包括土壤硬度、容器大小、孔隙大小和土壤干燥度等，在这些条件极端化的情况下，植物往往表现为生长变缓，根、叶等器官形态发牛改变。而在某些土壤化学条件不利的情况下，如土壤酸度增加、养分缺乏或发生铝毒时，植物则通过产生根际分泌物、降低生长速率及富集作用等来适应环境，维持生命。了解植物对不良环境的适应机制有利于筛选出具有一定抗性的优良基因类型。     

重金属Co在紫花苜蓿中的积累规律

土壤环境中积累过多的重金属Co时,就会对其中生长的生物产生危害.本文选取新疆某石化污水库周边的农田土壤,通过盆栽紫花苜蓿实验,考察了重金属Co对紫花苜蓿生长的影响,分析了Co在紫花苜蓿中的形态分布,探究Co在紫花苜蓿中的迁移和积累规律.为进一步研究长期用含Co废水浇灌土壤后,对土壤和周边环境的影响,以及对Co污染土壤进行植物修复的可能性,提供一定的参考依据.1材料与方法供试土壤取自新疆某石化污水库周边的农田土.紫花苜蓿试样用HNO3-HCl-HClO4湿法消解;土壤中有效态Co用     

不同栽培基质对石山珍稀濒危植物苗期生长的影响

对 6种石山珍稀濒危植物在石灰岩土壤和酸性红壤上的苗期生长状况及体内化学元素含量进行了对比研究 ,结果表明 :(1 )每种植物在 2种土壤上的物候学特征基本一致 ;(2 )小花异裂菊和青檀在石灰岩土壤上生长量比酸性土壤上高 ,海南椴在酸性土壤上生长量比石灰岩土壤上高 ;(3 ) 6种植物体内Ca、B 2种化学元素的含量是石灰岩土上比酸性土上高 ;除小花异裂菊外 ,Al在其它 5种植物中的含量都是酸性土上高于石灰岩土上 ,小花异裂菊则是石灰岩土上高于酸性土上 ;(4 )K、Zn、B的生物吸收系数是石灰岩土高于酸性土 ,而N、P、Ca、Mg、Fe、Al、Mn则是酸性土高于石灰岩土。     

抗生素类兽药对植物和土壤微生物的生态毒理学效应研究进展

规模化养殖快速发展,常使用兽药来防治各种禽畜病害,导致大量兽药随动物粪便排出体外.含有残留兽药的粪便作为有机肥施入农田而造成土壤污染,对人类健康和生态系统产生潜在危害.养殖业使用的主要兽药种类为抗生素类药物,且用量逐年增加,目前土壤中兽药残留浓度范围为μg·kg-1级到g·kg-1级.在总结国内外及本课题组相关研究的基础上,论文较为系统地概述了兽药对植物生长和土壤微生物群落功能和结构的影响,探讨了今后兽药生态毒理学研究的主要方向.抗生素类兽药对植物和土壤微生物群落的影响受兽药种类、土壤因子(如有机质含量、矿物类型等)的影响.植物吸收抗生素类兽药可能是主动吸收过程,且大量在植物根系内累积,同时也可在植物地上部累积.抗生素类兽药极易诱导产生大量抗药菌,并可能诱导产生群落抗性(Pollution-Induced Community Tolerance,PICT),将对包括人类在内的生态系统健康产生深远影响.     

不同载培基质对石山珍稀濒危植物苗期生长的影响

对6种石山珍稀濒危植物在石灰岩土壤和酸性红壤上的苗期生长状况及体内化学元素含量进行了对比研究,结果表明：（1）每种植物在2种土壤上的物候学特征基本一致;（2）小花异裂菊和青檀在石灰岩土壤上生长量比酸性土壤上高,海南椴在酸性土壤上生长量比石灰岩土壤上高;（3）6种植物体内Ca、B2种化学元素的含量是石灰岩土上比酸性土上高;除小花异裂菊外,Al在其它5种植物中的含量都是酸性土上高于石灰岩土上,小花异裂菊则是石灰岩土上高于酸性土上;（4）K、Zn、B的生物吸收系数是石灰岩土高于酸性土,而N、P、Ca、Mg、Fe、Al、Mn则是酸性土高于石灰岩土。