改良剂对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

稻田镉(Cd)污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手,研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品,势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象,通过野外田间试验,研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响,探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明,改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成,其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd(NH4AcCd)的含量;成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化,其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH4Ac-Cd的含量;铁硫化物形成减弱了Fe(Ⅱ)从根际土壤向根表的迁移能力,铁膜中铁(DCB-Fe)的含量随之减小,铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd(DCB-Cd)的含量显著减小;改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力,增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例,而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据,对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义.     

生物炭对施粪肥土壤中根际真菌群落多样性及相互作用的影响

为了研究生物炭对施粪肥土壤中根际真菌群落结构及相互作用的影响,通过黑麦草盆栽试验,比较了添加2%生物炭处理和仅施粪肥条件下,根际真菌的群落演替及分子生态网络. Illumina MiSeq测序结果表明,添加生物炭处理与不添加生物炭的对照处理中真菌的α多样性指数(Shannon指数)无显著差异.两种处理情况下,子囊菌门(Ascomycota,59. 64%～84. 80%)、担子菌门(Basidiomycota,1. 90%～5. 87%)和接合菌门(Zygomycota,4. 34%～16. 11%)均为主要菌群.分子生态网络分析表明,相比不添加生物炭的对照组,添加生物炭后的土壤真菌群落具有更复杂的联系且显著增强了种间积极的相互作用(P 0. 05). Mantel检验分析表明,添加生物炭处理中植物根系与真菌丰度和种间相互作用显著相关(P=0. 001).植物根系是影响真菌丰度和相互作用关系的最重要的因素.     

硒对菜地土壤镉微区分布及其吸附解吸特性的影响

以南方酸性黄棕壤为研究对象,采用根箱进行小白菜种植,研究了不同剂量的外源硒(0、0.25、1.00 mg·kg-1,以Se计)处理下,小白菜根际与非根际土壤Cd的含量变化;同时,通过Langmuir和Freundlich吸附模型进一步分析了经Se(0、0.25、1.00 mg·kg-1)预处理并经历过小白菜生长的根际与非根际土壤对Cd的吸附与解吸特性.结果表明,在Cd含量较低(0.50 mg·kg-1)的土壤中,低剂量的Se处理(0.25 mg·kg-1)根际土壤与非根际土壤的Cd含量均高于Se剂量为0、1.00 mg·kg-1的两个处理;在Cd含量较高(5.00 mg·kg-1)的土壤中,不同剂量的Se处理未能对土壤中Cd含量造成显著差异.通过吸附解吸试验及Langmuir和Freundlich两种吸附模型的模拟,发现根际土壤对Cd的吸附容量和吸附能力均小于非根际土壤,且根际土壤Cd的非专性吸附比率大于非根际土壤,表明小白菜的生长能够改变根际土壤对重金属Cd的吸附解吸特性,增加土壤中Cd的环境风险;然而,在本实验剂量范围内,外源Se预处理并未显著改变小白菜土壤Cd的吸附解吸特性,尚不足以证明Se通过影响小白菜根系分泌物等微域环境进而改变土壤重金属Cd的吸附解吸等环境化学行为.     

溴酸钾氧化酚红催化光度法测定亚硝酸根

本文研究了在亚硝酸根催化下溴酸钾氧化酚红的褪色反应，根据亚硝酸根灵敏的催化作用，建立了一种测定痕量亚硝酸根的新方法。该方法在室温下进行，操作尤为方便。灵敏度为７．６０×１０－１０／ｍＬ亚硝酸根，线性范围为０．０８～１．６μｇＮＯ－２／２５ｍＬ，具有良好的选择性。用于测定几种环境水样中亚硝酸根含量，其相对标准偏差为４．３％～６．６％，水样加标回收率为９４．７％～９８．２％。     

胜利原油对褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼鳃Na~+-K~+-ATPase活性的影响

以胜利原油为污染物对褐牙鲆幼鱼鳃丝Na~+-K~+-ATPase活力的影响进行了研究.实验结果表明,低浓度的胜利原油对实验褐牙鲆幼鱼鳃丝的Na~+-K~+-ATPase活力的活性有诱导作用,随着浓度的升高对其活性影响越大,并随着曝油时间的延长先升高然后降低到一个相对稳定的数值.当实验油浓度为1.25 mg/L时,与对照组有极显著性差异(P<0.01).比较不同实验组在相同暴露时间鳃丝Na~+-K~+-ATPase活力,可以说明实验鱼参与能量代谢、物质运输等重要生化过程的能力是一定的.与对照组相比较,实验第3 d的数值极显著差异(P<0.01).本研究为保护海洋生态环境和渔业资源提供基础资料.     

蕹菜Cd-PSC根际土壤酶和微生物特征研究

通过自制根箱试验,研究了在两种不同镉浓度的农田土上,蕹菜Cd-PSC和non-Cd-PSC两个品种根际土壤酶和微生物的特征。结果表明:蕹菜根际土壤五种酶(脲酶,转化酶,酸碱磷酸酶,蛋白酶)活性和三类微生物(细菌、真菌、放线菌)数量都显著大于非根际土壤(p0.01)。在同一土壤上,蕹菜品种间酶活性和微生物数量均存在基因型差异(p0.05);在两种土壤上,脲酶、转化酶、蛋白酶在两个品种间表现不一致,而酸碱磷酸酶则一直表现为Cd-PSC的根际酶活性小于non-Cd-PSC的活性。Cd-PSC的根系细菌、放线菌的数量极显著小于non-Cd-PSC的根系土壤中的数量,而真菌数量却显著大于non-Cd-PSC的数量。     

毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构与功能时间动态特征

为揭示毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能时间动态特征,以毛乌素沙地不同林龄（23、33和44 a）樟子松人工林为研究对象,采用高通量测序技术,比较分析不同月份（4~9月）樟子松人工林根内真菌群落组成及其对环境因子的响应. 结果表明：①樟子松根内真菌群落分布存在明显的季节性,月份对樟子松根内真菌多样性指数影响显著（P<0.05）,在5月和7月较高;樟子松根内真菌多样性指数随林龄的增大而逐渐减小,林龄对其的影响不显著. ②毛乌素沙地樟子松根内真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）;不同营养型真菌相对丰度随月份变化,优势类群为腐生-共生营养型真菌、未定义腐生菌和外生菌根真菌;5月、7月和9月的指示外生菌根真菌分别为囊蘑属（Melanoleuca）、缘腺革菌属（Amphinema）和口蘑属（Tricholoma）. ③毛乌素沙地樟子松根内真菌群落分布受年均相对湿度、年均降水量、土壤孔隙度、土壤铵态氮、年均日照时数、年均温和土壤含水量的显著影响（P<0.05）,指示菌种主要受土壤有机碳含量、孔隙度、年均降水量和年均空气湿度的影响. 气候和土壤性质等环境因子的变化塑造了毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能的时间动态特征,而林龄的贡献较小. 研究结果可为樟子松人工林可持续经营管理提供理论依据.     

接种菌根对根际微生物群落和磷营养的影响

以白三叶草和紫花苜蓿为供试植物,采用三室装置对不同接种处理的根际土壤微生物数量以及磷营养状况进行了研究.研究结果表明,接种混合茵根真菌的侵染率显著高于其他两种接种单一菌根真菌的处理.接种菌根对植物生长以及根际土壤微生物群落数量的促进作用均较为明显,三种接种处理植物之间的生物量差异不大,接种AM菌根促进了细茵和放线茵数量的增加,对真菌数量略有促进.接种菌根对根际土壤磷吸收有显著的促进作用,有利于植被的生长,为进一步的生态恢复与生物多样性研究奠定理论基础.     

DECP在TiO2上的热降解与光催化降解

以沙林模拟剂--氯磷酸二乙酯(DECP)在P25 TiO2上的热降解反应和光催化降解反应,通过原位红外光谱(In situ IR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)等方法考察两种降解反应过程.证实DECP的热降解产物主要包括:DEHP(Diethyl hydroxyphosphonate),TEPP(Tetraethly pyrophosphate)和TEP(Triethyl phosphate)等.光催化反应过程中气相降解产物中除了有DEHP,TEP和TEPP以外,还发现了CO2,CO,H2O,HCl,甲烷,乙醇,乙醛和微量的DEP(Diethyl phosphite)等.DECP的降解机理,其光催化反应由脱氯,P-O-R键断裂,C-C键断裂和含磷基团的重组等复杂过程构成,最终转化为CO2,H2O和HCl等无机产物.     

反硝化聚磷菌的富集及富集污泥活性研究

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置。以A2/O厌氧段污泥为种泥,进行以硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌的富集,并对富集有反硝化聚磷菌的污泥进行了反硝化聚磷活性性能考察。结果表明,利用硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为23%,该种污泥可作为反硝化聚磷工艺的种泥;由于常规的聚磷菌被淘汰聚磷菌的数量由6.8×107个/mL减少到1.1×103个/mL,但通过选择和富集聚磷菌总数由1.1×103个/mL增加到8.2×104个/mL,且反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由23%提高到94%,磷酸盐去除率由最初的9.86%上升到95.2%,出水磷酸盐的浓度为0.79mg/L;通过改变进水中不同磷酸盐浓度验证体系处于稳定状态。