水稻土中氮素对微生物固砷的扰动及效应机制

我国是世界上最大的水稻生产国,水稻生产在粮食安全方面起着重要的作用.现阶段,我国稻田土壤的砷污染问题表现突出.稻田长期处于淹水的缺氧环境下,微生物在厌氧条件下介导的砷形态转化速率和程度均强于化学过程.理解和认知微生物对稻田土壤中砷固定的关键过程及作用机制将为开展稻田砷污染的有效治理提供理论依据.在综合分析了砷在稻田土壤中的迁移及其影响因素的基础上,主要综述了涉及淹水稻田土壤中微生物参与As （Ⅲ）固定两条重要途径：Fe （Ⅱ）氧化成矿耦合As （Ⅲ）固定（间接过程）与As （Ⅲ）直接氧化固定（直接过程）.同时,就氮素在土壤的形态及分配对微生物参与砷固定的响应过程也展开系统性论述.其中,总结了参与微生物砷固定与氮素转化的关键基因表达及代谢机制;最后,归纳了砷污染稻田微生物修复技术的相关研究进展,并提出了初步展望.     

超顺磁性纳米材料对镉污染稻田土壤微生物和酶的影响

以磁性纳米Fe₃O₄和羟基磷灰石等为原料,制备出超顺磁性纳米Fe₃O₄-磷酸盐功能化材料（MFH）,通过在镉污染稻田土壤中投加MFH,对土壤进行磁选修复.选择对Cd具有高、低富集两种水稻,在修复后土壤中进行盆栽试验,研究MFH磁选修复对土壤微生物和酶的影响,探究该材料应用于农田镉污染修复的可能性.结果表明,施用MFH修复镉污染土壤,对Cd污染土壤有较好的修复效果,土壤中总Cd和有效态Cd浓度有了明显降低,总镉去除率为38.9%,有效镉下降率为27.3%,并且两种水稻籽粒中Cd含量均显著降低.采用MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤微生物群落多样性、群落丰富度均有所降低;栽培Cd高富集的玉针香水稻品种的处理在拔节期和抽穗期稻田土壤优势细菌Firmicutes丰度显著增加.采用MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性以及土壤过氧化物酶活性均得到了提高;栽种Cd高富集品种玉针香的土壤POD酶活性比栽种低富集品种湘晚籼13号的土壤POD酶活性要略高,而脲酶活性则相反.     

南方典型水稻土镉(Cd)累积规律模拟

模拟分析稻田系统镉(Cd)迁移途径和土壤Cd累积趋势有助于风险决策的科学性和合理性.本文以湖南省攸县为研究区,在多环境介质采样的基础上,构建土壤重金属污染物累积(PAM)模型,预测区域稻田土壤Cd 累积趋势,结合Monte Carlo随机模拟方法评估不同修复措施的有效性和可持续性.结果表明在当前Cd输入模式下连续耕作5...     

从农业气候条件看我国北方原始农业的衰落与农牧交错带的形成

我国北方农牧交错带地区曾经是发达的原始农业区,农牧交错带的形成是该地区原始农业文化衰落、牧业文化兴起的产物。本文的分析表明,标志全新世暖期结束的气候变化事件所导致的农业气候资源条件的变化是原始农业文化衰落、农牧交错带形成的原因。     

杭州城市土壤重金属污染研究进展及展望

文章综述了杭州城市土壤重金属污染主要来源、重金属污染分布状况、重金属存在形态及相关性,并对下一步土壤重金属研究提出了展望。分析表明,杭州土壤重金属污染主要来源于工业"三废"排放、汽车尾气排放和农业化肥的施用。杭州对蔬菜地、茶园等农业用地、商业居住区、工业区附近土壤污染研究较多,对Cu、Pb和Zn等关注较多,而对Hg和As关注很少。城市土壤已受到一定程度的重金属污染,土壤中Cd、Cr、Cu、N i、Pb、Zn和Mn均有明显的积累,其浓度分布具有一定的地域差异,以工业区和商业区污染较重。土壤中Cd、Co、Cr、N i和Hg以稳定的残余态为主,而Cu、Pb、Zn和Mn以活性较高的非残余态为主,因杭州土壤呈中性偏碱性,正常情况下不会有明显的重金属释放。下一步应重点关注工业企业搬迁后场地重金属污染修复以及Hg和As的污染问题。     

西南高镉地质背景区农田土壤与农作物的重金属富集特征

为探明高地质背景区农田土壤与农作物系统中重金属富集与转运特征,通过对采自重庆黑色岩系高镉地质背景区的土壤和农作物样品进行分析,并与其他典型黑色页岩区域进行对比研究.发现研究区部分农田土壤pH极低; Cd、Cr、Ni和Zn显著富集.土壤样品Cd的超标率为100%,其次为Cr和Ni,91. 3%的土壤样品Cd污染级别为严重污染及以上.土壤Zn、Cu、Cr和Ni的残渣态占比为80%以上,Cd和Pb较低;弱酸提取态Cd占比27. 0%±6. 4%,Zn和Ni次之.黑色岩系母质风化导致研究区土壤重金属富集,Cd是区域内的特征污染元素,其生物有效性较高,并易于在农作物中富集. Cd的转运系数高于其他元素,农作物中Cd的富集和污染程度最高,特别是叶类蔬菜,平均Cd含量(干重)高达11. 5 mg·kg~(-1),不适于种植和食用;部分农作物Cr超标,存在一定风险.因此,有必要对研究区农田土壤进行污染等级划分,实行科学管控,并进行农作物种植结构调整,以保障当地人群健康.     

环境因子对香溪河库湾淹没土壤磷释放的影响

三峡工程建成后大量的耕地良田被淹没,淹没土壤对水体环境的影响问题受到各方关注,该研究针对不同利用类型的土壤进行磷释放研究,评价淹没土壤的营养释放对三峡支流水体富营养化进程的影响。采集香溪河库湾的3种不同利用类型的土壤,通过静态淹水模拟实验,研究3种土壤的磷释放特点,结果表明:施肥次数多且土质松软的菜地土对上覆水TP含量影响最大,柑橘园土其次。菜地土的磷释放量为柑橘园土的1.7倍。林地土其自身磷含量较小,上覆水无明显影响。TP累积释放量为:不同pH下,TP累积释放量之间的大致关系为:pH=11.02时,TP累积释放量最大,为4.710 mg/kg;pH=3.98时次之,为3.645 mg/kg;pH=7.01时最小,为2.235 mg/kg。水温的升高能够有效加速受淹土壤内源磷的释放,在30℃条件下,土壤的TP最大释放量分别约为10℃,20℃时的1.7倍、4.2倍。因此冬季淹没土壤的释放对水体TP的影响较小;而夏季库区水温升高,引起淹没土壤磷的释放。     

氯盐对汞化合物污染土壤热脱附过程的影响

对HgCl₂、HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄ 5种试剂分别添加MgCl₂、CaCl₂和NaCl 3种氯盐,采用热重分析法进行热挥发性对比研究,以期选择对汞化合物热脱附有促进作用的氯盐,并将其添加到内蒙古2块不同污染场地的汞污染土壤样品(A、B)中,进行低温热脱附修复研究. 结果表明:5种汞化合物试剂热脱附温度由低到高依次为HgCl₂＜HgS＜Hg(NO₃)₂·H₂O＜HgO＜HgSO₄. 在汞化合物中加入MgCl₂、CaCl₂和NaCl后的热重分析发现,MgCl₂对HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄热脱附过程影响最大,降低了汞化合物热脱附的初始温度. A、B 2个污染土壤样品加入MgCl₂热脱附后,汞的去除率分别从无药剂处理的65.67%、70.74%升至81.35%、84.91%. 表明MgCl₂可以促进汞污染土壤中汞化合物的转化,有利于土壤汞污染的热脱附修复,应用前景较好.      

未来气候变化对旱田生态系统N2O释放的潜在影响

反硝化-分解作用模型（DNDC）能较好地拟合贵州省玉米—油菜轮作田、大豆—冬小麦轮作田和休耕地的N2O释放通量及其影响因子季节变化模式，采用DNDC模型定量探讨了未来气温、降雨量和降雨中无机N浓度变化对亚热带旱田生态系统N2O释放的潜在影啊．结果表明，除大亚外，其它作物和休耕地土壤N2O释放通量对气温变化接近于正响应；玉米地、大豆地和体耕地（对应于玉米生长期）土壤N2O释放通量对降雨量的变化也接近于正响应；降雨中无机氮浓度的变化对3块实验田NO2释放通量影响最大．     

菜地土壤中磺胺类和四环素类抗生素污染特征研究

利用超声波提取固相萃取高效液相色谱紫外检测器,分析了广州、深圳等地菜地土壤中3种四环素类(TCs)和6种磺胺类(SAs)抗生素的污染特征.结果表明,四环素类单个化合物检出率为19.35%～96.77%,平均含量为9.6～44.1 μg/kg,总含量(∑TCs)在ND～242.6 μg/kg之间,平均为84.8 μg/kg,以四环素为主;磺胺类单个化合物检出率为25.81%～93.50%,平均含量为4.9～51.4 μg/kg,总含量(∑SAs)在33.3～321.4 μg/kg之间,平均为121 μg/kg,以磺胺甲唑、磺胺5甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶为主.菜地土壤中抗生素的含量与国外的相当,但检出率较高.不同蔬菜基地土壤中∑TCs和∑SAs的高低次序均为养殖场菜地>无公害蔬菜基地>普通蔬菜基地>绿色蔬菜基地.同一蔬菜基地种植不同蔬菜的土壤中抗生素的种类与含量有较大差异.菜地土壤的抗生素污染问题应引起关注.