胶质芽胞杆菌对印度芥菜根际土壤镉含量及土壤酶活性影响

采用根袋法盆栽试验,研究分别接种活菌量浓度为1×1010CFU.kg-1(处理A)和2×1010CFU.kg-1(处理C)的胶质芽胞杆菌,对根际土壤镉含量和土壤酶活性的影响.结果表明,处理A、C对根际土壤镉的去除率分别达到37.62%、38.27%,是对照(24.47%)的1.54、1.56倍.胶质芽胞杆菌处理后土壤酶活性均有所增强,土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性在根际土壤大于非根际,随着时间延长土壤磷酸酶活性逐渐升高,脲酶和过氧化氢酶呈现先增高后降低的变化趋势,而脱氢酶活性在非根际土壤大于根际土壤,也呈现先增高后降低的变化趋势.对照组及处理A、C组中根际Cd含量与土壤磷酸酶、脲酶呈现显著或极显著负相关.研究表明,施入胶质芽胞杆菌不仅可以提高超富集植物对土壤Cd的净化效果而且对土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及脱氢酶均有一定的积极作用,其结果可为该菌辅助植物修复镉污染土壤的机制性研究提供理论指导.     

外源菌剂联合柠檬酸强化龙葵修复土壤镉污染

设置对照（CK）、摩西球囊霉菌（GM）、摩西球囊霉菌+柠檬酸（GM+CA）、摩西球囊霉菌+巨大芽孢杆菌（GM+BM）和摩西球囊霉菌+巨大芽孢杆菌+柠檬酸（GM+BM+CA）这5个处理,通过测定土壤全Cd、有效Cd和植株Cd吸收量及微生物群落变化,分析了外源菌剂和柠檬酸添加对龙葵修复Cd污染效果的影响.结果表明,相对于CK处理,GM处理龙葵根、茎和叶生物量显著增加35.67%、41.35%和65.38%,GM+BM+CA处理龙葵根和茎生物量显著增加73.38%和75.38%.GM处理提高了龙葵各部位Cd含量但差异不显著,GM+BM+CA处理龙葵叶部的Cd含量显著提高79.34%.GM处理龙葵茎和叶Cd累积量显著提高47.51%和89.58%.GM+BM+CA处理龙葵叶部Cd累积量显著提高226.84%.GM+BM+CA处理显著增加了Cd由龙葵茎向叶的转运系数,增幅为52.47%.GM+BM+CA处理显著增加了叶的富集系数,增幅为120.53%.此外,联合修复对根际微生物群落结构也产生了影响,特别体现在诱导某些关键微生物类群,如变形菌门、放线菌门、球囊菌门和油壶菌门相对丰度增加2.00%~5.77%、0.76%~9.96%、2.11%~3.63%和0.54%~2.98%.RDA分析发现变形菌门和放线菌门与土壤全Cd呈显著负相关,球囊菌门和油壶菌门与土壤全Cd呈负相关.关键微生物的变化增强了龙葵吸收根际养分和抗Cd胁迫的能力,提高龙葵Cd累积能力,有效降低土壤全Cd含量.综上,摩西球囊霉菌、柠檬酸与巨大芽孢杆菌通过共接种的方式活化了土壤中的难溶态Cd,有助于龙葵富集更多的Cd,同时也与摩西球囊霉菌产生联合修复的效果.富集植物-微生物联合修复Cd污染土壤有较好的应用潜力.     

微纳米曝气对植物浮床处理支浜水脱氮效果的影响

为探索微纳米曝气技术对再力花植物浮床脱氮的影响,研究了不同曝气方式〔微纳米曝气组、鼓风曝气组、无曝气浮床(对照组)〕的处理效果. 结果表明,与对照组相比,微纳米曝气组对TN和NH₄+-N的去除率提高了13.35%和21.72%,而鼓风曝气组分别提高了5.64%和10.61%. 但微纳米曝气形成的富氧环境不利于NO₃--N的去除,去除率低于鼓风曝气组和对照组浮床. 微纳米曝气对植物的生长有显著改善,试验结束时植物生物量增加了65.38%,而鼓风曝气组、对照组分别只增加了21.05%及63.93%. 植物吸收的TN也存在显著差异,微纳米曝气组最高,为90.60 mg,鼓风曝气组为54.84 mg,对照组为63.42 mg. 微纳米曝气比鼓风曝气具有更好的充氧效果,可显著改变植物根系微环境,有利于植物根系氨化细菌、硝化细菌的生长,但不利于反硝化细菌的生长.      

湿地挺水植物根系土壤中的磷形态变化与分析

以野鸭湖湿地中扁秆藨草、芦苇和茭白3种优势挺水植物为研究对象,利用化学连续提取法对根际和非根际土壤中不同形态无机磷和有机磷进行分级提取,分析了不同形态磷的含量特点和分布规律,探讨了植物对磷素的潜在吸收机制.结果表明,根际Ca-P含量均显著低于非根际,Ex-P、Fe-P和Oc-P相反.4种形态有机磷含量均为根际高于非根际,表现出累积的趋势.根际Ca-P/TP值显著小于非根际,说明植物将有效性低的Ca-P形态大量转化为其他形态无机磷以供自身利用;根际HR-OP/TP值小于非根际,而MR-OP/TP大于非根际,表明稳定有机磷形态有向活性高的有机磷转化的趋势;TIP/TP均为根际小于非根际,而TOP/TP根际大于非根际,推测根系在吸收利用磷素的过程中主要吸收无机磷,同时积聚大量有机磷供转化后利用.     

Influence of Dissolved Organic Matter On the Bio-Availability and Toxicity of Metals in Soils and Aquatic Systems

Cations in soil are essential for the growth of plants and micro-organisms. Their availability is dependent on soil organic matter. Soil organic matter (SOM) is heterogeneous comprising amino, aliphatic and phenolic acids, but particularly humic substances. All these substances can complex cations selectively. Mechanisms of complexation with dissolved organic matter are discussed. Such complexation can lead to the apparently contradictory observations that dissolved organic matter (DOM) can either increase the concentration of some less soluble nutrients, making them more available for plant uptake, or make them less available and hence less toxic. the importance of DOM is discussed in relation to soil solution, particularly the rhizosphere, and also in relation to aquatic systems. the latter systems contain mainly dissolved humic substances whereas in the soil, non-humic substances assume a greater importance.

SOM in the rhizosphere is derived from plant, microbial and animal remains but much, especially the water-soluble compounds, are acquired through root exudation. Exudation has important consequences for enhanced nutrient availability as a result of the production of non-humic substances such as amino, aliphatic and phenolic acids. in future, the role of root exudation in relation to DOM and nutrient availability should be investigated more fully, particularly as predicted elevated CO₂ levels are likely to have a major impact on root exudation, nutrient availability, and possibly ecosystem community structure and functioning. It is likely that more information will become available on aquatic systems as more highly sensitive techniques and equipment capable of dealing with low concentrations of DOM in these systems become available.     

蕉园土壤因子与香蕉枯萎病发病的相关性研究

香蕉枯萎病（Fusarium oysporum f.cubense）是当前严重威胁我国华南地区香蕉生产的重要土传病害,目前尚未找到有效的防治方法。于2010年采集了3个典型香蕉枯萎病患病样地（尖峰、冲坡、十月田）和2个健康样地（临高、广州）的根际与非根际土壤样品共46份,采用常规分析方法测定了19项土壤理化指标含量。旨在从农艺措施的角度考虑香蕉枯萎病的防治提供理论依据。结果表明：健康蕉园的大多理化性状和养分含量高于患病蕉园。尤以土壤粘粒、有机质、CEC、全N、全P、有效P、有效Cu、有效Fe、有效B和交换性Ca含量表现更为明显,其在健康蕉园中的含量均为患病蕉园的1.5倍以上。同一患病蕉园根际土壤中的pH值随植株感病级别增加而上升,而有效P和有效B含量随植株感病级别增加而降低。由此可以推论,在蕉园适当增施P肥和B肥有助于抑制香蕉枯萎病发生。     

厚荚相思和尾叶桉人工林土壤线虫群落研究

相思树和桉树等树种因其生长迅速、耐性好以及适合制作纸浆等特点,近年来在华南地区大面积种植,带来了巨大的经济利益,但是相思树和桉树如何影响林下土壤生物多样性和土壤肥力还不清楚,科学评价其林下土壤健康水平十分必要。土壤线虫的种类和数量十分丰富,在土壤食物网各营养级中占据重要位置,对土壤环境变化反应敏感,作为土壤健康的指示生物被广泛应用。本文以幼龄厚荚相思 Acacia crassicapa和尾叶桉 Eucalyptus urophylla人工林为研究对象,于干季和湿季分别对2个林分根区和非根区土壤线虫进行研究,探讨土壤线虫这种指示生物的数量、各营养类群比例和多样性的变化规律,以及它们和环境因子的关系。主要结果表明：（1）厚荚相思土壤线虫总数为每公斤干土6741条,显著高于尾叶桉线虫总数的28.3%。厚荚相思人工林土壤食细菌线虫的百分比相比尾叶桉人工林高6.3%,且差异显著。（2）土壤线虫的群落组成变化具有明显的季节波动,湿季土壤食细菌线虫比例上升,而植物寄生线虫的比例下降,多样性指数由干季的0.87减小到0.75,统计差异均达到了显著水平。（3）根区比非根区显著提高了线虫数量的89.1%,这是由根区积累更多的有机碳和总氮引起的。总之,厚荚相思人工林为土壤自由生活线虫提供了优良环境,且在幼龄期没有表现出土壤酸化,生态效应优于尾叶桉人工林,在华南地区人工林营林过程中可适当增加厚荚相思林分面积。     

湿地挺水植物根际金属离子的分布及界面扩散通量

挺水植物作为湿地生态系统的重要组成部分,其根系的生长发育过程影响其环境功能的发挥及其根土和水土界面环境生物地球化学过程。界面的氧化还原异质环境是金属离子发生扩散、沉淀和溶解以及吸附和解析等许多瞬时过程的重要场所,这些过程对金属离子在固相和水相的分配起着重要的作用。获取金属离子赋存特征和定量评估大型挺水植物生长对其界面行为的影响,是了解金属离子在界面环境生物地球化学过程的关键环节。利用高分辨率沉积物原位间隙水采样技术（Pore Water Equilibrators,Peeper）获得芦苇、香蒲和茭草3种挺水植物根际与非根际溶液中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的剖面分布特征,并利用Fick第一定律定量估算它们在沉积物-水界面的扩散通量。结果表明：湿地沉积物孔隙水中Al3＋、Fe3＋、Mn2＋和Ca2＋的含量较上覆水存在着明显的富集现象。其中Fe3＋、Mn2＋分布受大型挺水植物影响最为显著,且随沉积物深度增加,富集效应有进一步加剧趋势。从剖面垂向分布来看,Al3＋含量的峰值靠近沉积物的表层,而Fe3＋、Ca2＋和Mn2＋含量峰值出现位置相对较深存在于沉积物中下层。与无植被的对照区域相比,4种金属离子含量在植物根区附近显著升高（P〈0.05）,其中Al3＋、Fe3＋和Ca2＋受芦苇生长过程影响最为明显,其在根际孔隙水中峰值含量达18.3、513和5408μmol·L-1,较对照分别增加了6.0、2.5及25.8倍,芦苇根际效应显著高于香蒲和茭草。多重比较分析结果显示,Mn2＋在根区的分布受茭草影响最大,在根区孔隙水中浓度为21~97μmol·L-1较对照区的1.1~52.5μmol·L-1,平均浓度增加65%。受植物根区环境的影响,Fe3＋和Ca2＋在植物根区释放速率明显加快,其中茭草根区释放速率分别为（35.38±3.05）和（240.18±20.71）μmol·m-2·d-1较对照区增加10倍;另外湿地植物存在直接导     

南四湖湿地六种水生植物的磷素根际效应

利用根际土壤溶液的原位抽提和微量样品分析技术,对南四湖湿地的芦苇(Phragmites communis)、芦竹(Arundo donax)、香蒲(Typha latifolia)、水葱(Scirpus validus)、茭草(Zizania aquatica)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)等6种水生植物进行了野外原位根际土壤溶液的磷素浓度分析,并从根系形态、磷素吸收利用有效性、根际土壤有效磷素和pH值变化等根际效应差异,揭示不同种类湿地植物磷素净化效率差异的内在机制.结果表明,香蒲对磷素的吸收最大;其次是芦苇、芦竹和茭草;再次是水葱和喜旱莲子草.香蒲的根际土壤溶液磷素浓度(PO43-,0.37μg/L)显著低于非根际区浓度(PO43-,0.47μg/L);而芦苇、芦竹和水葱则表现为根际土壤磷素浓度高于非根际.香蒲通过强大的根系获取了较多的磷素,芦竹则通过根际酸化促进了根系对磷素的吸收,实现了根际土壤较高的磷素去除率.喜旱莲子草根际土壤有效磷增加了48%,可能是由于其较强的根际酸化(pH值降低约0.9)增加了土壤磷素向水体流失的风险,故在湿地磷素修复中应避免使用.     

富营养化水体细菌去除氮磷能力研究

微生物既是营养物质的分解者,又是生产者。研究浮游细菌和根际细菌在植物+微生物复合水生态系统中的作用机理及影响因素,对合理选择和使用水体净化的水生高等植物具有重要意义。实验以常见水生漂浮植物荇菜为实验材料,设计总磷(TP)和总氮(TN)两个浓度梯度,每个梯度各设5个浓度,研究水体氮磷营养物质浓度和细菌数量的变化。浮游细菌和根际细菌总数的变化以及它们与TN、TP去除率之间的相关性分析表明,无论在总磷或总氮浓度梯度中,浮游细菌、根际细菌总数的增量基本都与TN去除率呈正相关性,而与TP去除率的相关性不大明显,浮游细菌的总数是在第7天达到最大值。在植物+微生物系统去除氮、磷过程中,对氮的去除以细菌为主,包括浮游细菌和根际细菌;对磷的去除则以植物吸收为主,根际磷细菌也起了一定的作用。因此,在一些富营养化水体,尤其是氮浓度较高的富营养化水体,荇菜是一种较好的水体净化植物。