黑麦草生长过程中有机酸对镉毒性的影响

研究了低分子量有机酸草酸、柠檬酸、乙酸及高分子量有机酸胡敏酸对黑麦草(Lolium Loinn)生长过程中Cd毒性的影响.结果表明,随着低分子量有机酸浓度增加,Cd毒性有所增强,致使黑麦草中的叶绿素含量降低及黑麦草的生物量降低,递降顺序是草酸＜乙酸＜柠檬酸.而施入胡敏酸后,Cd毒性逐渐减弱,黑麦草中的叶绿素含量及黑麦草生物量逐渐增加.对低分子量有机酸而言,无论迁移到黑麦草茎叶中,还是迁移到黑麦草根系中的Cd,随着施入的有机酸浓度增加,增加顺序为柠檬酸＞乙酸＞草酸.对胡敏酸而言,迁移到黑麦草茎叶和根系中的Cd,随着施入的胡敏酸浓度增加,Cd含量减少,说明其具有降低Cd毒性的作用.另外,根系中Cd含量明显高于茎叶中Cd含量,由此得知,黑麦草根系对Cd有较强的富集作用,并阻止Cd向茎叶中迁移.     

土壤镉污染对苎麻的生长毒害效应

通过微区定位试验 ,研究了土壤添加Cd对苎麻的生长毒害效应 .结果表明 ,高浓度Cd能够显著影响苎麻叶片中叶绿素总量及其组成 ,降低苎麻的光合生产力 .当土壤Cd浓度达到 14mg·kg-1时 ,苎麻地上部分生物产量降低 2 0 % ;Cd浓度达到 10 0mg·kg-1时 ,产量只有对照的一半 .影响苎麻经济产量的主导因子是有效分蘖数 .Cd对苎麻纤维品质的影响程度相对较小 .因此 ,将苎麻作为Cd污染区的替代作物栽植时 ,必须采取综合的土壤处理和培管技术 ,在降低土壤Cd的生物毒性的同时 ,提高苎麻对污染环境的耐受性 ,以实现较高的产量水平 .     

五种温带森林土壤微生物生物量碳氮的时空格局

土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者,在碳和氮循环中起着重要作用,同时也是对环境变化的敏感指示者。采用氯仿熏蒸浸提法测定了我国东北地区5种温带森林土壤微生物生物量碳(Cmic)和氮(Nmic)的季节动态及其在土壤中的垂直变化。结果表明:林型之间Cmic和Nmic差异显著(P0.01)。落叶松林、红松林、蒙古栎林、杨桦林、硬阔叶林的Cmic的变化范围依次为:278937mgkg-1、2181020mgkg-1、313891mgkg-1、5101092mgkg-1、4401911mgkg-1;其Nmic的变化范围依次为:1872mgkg-1、18103mgkg-1、2495mgkg-1、43125mgkg-1、40208mgkg-1。所有林型的Cmic和Nmic均随土壤深度的增加而下降。Cmic和Nmic基本上呈现出生长季开始之前下降、生长季结束时上升、其中出现12个峰值的季节变化格局,但峰值大小和出现时间随林型和土壤层次而变。010cm土层的Cmic和Nmic季节变化较大。Cmic和Nmic与凋落叶量、土壤有机碳含量和土壤总氮含量呈显著正相关。Cmic与土壤含水量呈正相关,而与土壤温度呈负相关。不同林型凋落物数量和组成、土壤理化性质的差异是导致其土壤微生物生物量时空格局差异的主要因素。     

木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局

土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者,在森林生态系统物质循环和能量转换中占有特别重要的地位。以典型喀斯特峰丛洼地为试验对象,利用经典统计学和地统计方法分析了土壤微生物量的空间变异特征。结果表明:土壤微生物量的变异程度均很大,土壤微生物量碳(Cmic)、土壤微生物量氮(Nmic)、土壤微生物量磷(Pmic)的变化范围依次为:44.29—5209.63,20.91—1894.37,0.34—77.06 mg/kg。Cmic、Nmic呈极显著的相关关系,Cmic/Nmic为4.78,明显低于其它生态系统。半变异函数分析表明,Cmic和Nmic的最佳拟合模型为高斯模型,Pmic的最佳拟合模型为球状模型,Cmic/Nmic的最佳拟合模型为指数模型。土壤微生物量的块金值/基台值均介于25%—75%之间,表现为中等空间相关性,说明其受随机因素和结构因素的综合影响。Cmic、Nmic的自相关距离约为50 m,随着滞后距离的增大,自相关函数逐渐向负方向增长,达到显著的负相关。Pmic的Moran’s I在滞后距大于70 m后反而增大,表现为正相关。Cmic/Nmic的Moran’s I较小,在-0.2—0.2之间波动。Cmic、Nmic的空间分布具有很高的相似性,呈凸型片状分布,坡中含量高且向两边递减。Pmic表现为明显不同的分布格局,其在坡中上位和洼地含量较高。Cmic/Nmic呈相反的凹形零星斑块状分布。土壤微生物存在着一定的空间格局,受干扰后其含量急剧降低,因此应加强喀斯特原生生态系统的保护。     

施加外源稀土元素对土壤中氮形态转化和有效性的影响

通过温室土培试验 ,测定了施加不同剂量农用稀土微肥 (常乐 )后不同采样时间的土壤有效N、NH 4 N、NO-3 N含量和土壤脲酶活性 .结果表明 ,当外源稀土施入量较大时 ,土壤有效N和NH 4 N含量明显降低 ,而土壤NO-3 N的变化不显著 .根据化学品安全性评价方法 ,实验确定外源稀土对土壤NH 4 N和有效N浓度影响的无观察效应浓度 (NOEC)应为 5mg·kg-1风干土 .实验观察到土壤NH 4 N含量的降低与土壤脲酶活性的抑制之间有较好的相关性 (R2 =0 .87) .外源稀土对土壤N形态转化和有效性产生影响的主要原因之一 ,是外源稀土施入量较高时抑制了土壤脲酶参与下的氨化作用 .土壤生态系统可以通过自适应过程进行自我调节 ,恢复N供给的能力 .     

硅对铬胁迫下小白菜生理指标的影响

通过土培试验,研究了施硅对铬胁迫下小白菜(Brassica parichinensis)产量、叶绿素含量以及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的影响.结果表明:当土壤中未加铬(cr6 )时,随着硅浓度的增加,小白菜产量逐渐增加,叶绿素含量减少;在不同铬(Cr6 )处理的土壤中,施加0.5 g·kg-1 Na2SiO3可显著增加小白菜产量(P＜0.05);1.0 g·kg-1的硅可显著降低铬对小白菜叶片CAT和POD的活性,抑制铬对小白菜的毒害作用;硅浓度继续增加,其抑制效果开始降低.     

秋茄幼苗叶片单宁、可溶性糖和脯氨酸含量对Cd胁迫的响应

在温室条件下,采用土壤盆栽技术研究了红树植物秋茄的幼苗在不同浓度的Cd(0~50mg·kg-1)胁迫下叶片单宁、可溶性糖和脯氨酸的含量变化。研究表明:秋茄幼苗叶片中的单宁、可溶性糖和脯氨酸含量均随着Cd胁迫浓度的增加出现不同程度先升后降的趋势,这表明秋茄幼苗对低浓度的Cd有一定的抵抗能力,但在高浓度的Cd胁迫下则受到伤害;单宁、可溶性糖和脯氨酸的含量分别在土壤Cd处理浓度为30mg·kg-1、20mg·kg-1、40mg·kg-1时达到最高,相应地,单宁、可溶性糖和脯氨酸浓度最高分别达到66·2mg·g-1、105·0mg·g-1和12·22mg·g-1;Cd胁迫对脯氨酸含量的影响极显著,因此可以作为秋茄对Cd污染的检测指标。     

石灰配施猪粪对Cd、Pb和Zn污染土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验,研究在镉、铅和锌污染土壤上,石灰和猪粪配施对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在蔬菜中累积的影响.结果表明:施入石灰(L)、石灰加低量猪粪(LP1)、石灰加高量猪粪(LP2)后,土壤中碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn含量明显降低,土壤中铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Cd、Pb和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用.单施石灰处理,石灰用量为5 g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好;石灰配施猪粪处理,其中石灰5 g·kg-1土配施猪粪7.5 g·kg-1土以及石灰5 g·kg-1土配施猪粪15 g·kg-1土对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好.研究同时发现,低量猪粪配施石灰的效果强于高量猪粪配施石灰的效果.     

镉污染对水稻土微生物量、酶活性及水稻生理指标的影响

水稻盆栽条件下,研究了外源Cd不同处理对土壤微生物学指标、土壤酶活性及部分水稻生理指标的影响.结果表明,土壤微生物量C和N开始随Cd浓度增加而上升,到一定浓度时则随Cd浓度增加而下降,其转折点因土壤性质有所差异.同时土壤酶活性变化规律与土壤微生物量C、N变化规律相似,但其转折点浓度因土壤类型及土壤酶种类不同而有差异.Cd污染后的变异系数依次为:脱氢酶＞酸性磷酸酶＞脲酶.土壤呼吸作用强度和代谢熵都随Cd浓度增大而缓慢增加.水稻叶绿素含量随Cd处理浓度增加表现出先上升后下降,其转折点受供试土壤性质不同而不同;脯氨酸含量与过氧化物酶活性随着Cd处理浓度增大而增加.Cd污染后水稻生理指标的变异系数在黄松田水稻土中依次为过氧化物酶活性＞叶绿素含量＞脯氨酸含量;黄红壤性水稻土中依次为过氧化物酶活性＞脯氨酸含量＞叶绿素含量.相关分析表明,种植水稻条件下Cd污染对土壤微生物量、酶活性及水稻生理指标的影响是相辅相成的.     

接种AM真菌对PAEs污染土壤中微生物和酶活性的影响

土壤灭菌条件下 ,添加 5 0mg·kg-1DEHP和 5 0mg·kg-1DBP ,在温室进行盆栽试验 ,观察土壤施加DEHP与DBP和接种AM真菌 (Acaulosporalavis,光壁无梗球囊霉 ,菌号 :34)后菌根际 (简称A)、菌丝际 (简称B)和常规土 (简称C)中土壤微生物和部分土壤酶活性的变化。结果表明 ,土壤施加DEHP和DBP后 ,A、B和C层土中土壤微生物数量和土壤酶含量下降 ;接种AM真菌后 ,受AM直接影响的A和B层土中细菌、放线菌和真菌数量比不接种低 ,而C层土中三菌数量比不接种高 ;A和B层土中中性磷酸酶和脲酶含量下降 ,脱氢酶含量在A、C层土中下降 ,在B层土中稍有增加 ,AM对土壤脱氢酶活性影响不大。接种AM真菌没有降低DEHP和DBP对土壤微生物生长和土壤酶活性不利影响的程度     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤微生物和酶活性的影响

采用室内培养实验(25℃),研究了不同培养时间下重金属Cd、Zn、Cu、Pb(浓度分别为50,800,400,800mg.kg-1)污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性随着培养时间的增加而显著下降,在培养20d的时候达到最小值,然后酶活性缓慢升高。Cu对脲酶活性以及Cd对酸性磷酸酶和脲酶活性的抑制作用随时间增加而增加。土壤微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌数量随培养时间的增加均表现出先降低后升高的变化趋势。Cd和Cu对微生物生物量氮的抑制作用则随着培养时间的增加而增强,在培养30d时微生物生物量氮到达最低值,分别较培养10天减少了12.6%和16.5%。     

有机物质对土壤镉有效性的影响研究综述

土壤中的低分子有机酸和腐殖酸对镉的有效性有重要作用。根系分泌的低分子量有机酸能提高土壤镉的可提取率、移动性和生物有效性,但是更大分子量的有机酸EDTA却抑制植物对镉的吸收,腐殖酸促进土壤镉的溶解性;因腐殖酸组分和环境条件,腐殖酸能够促进也能抑制土壤镉活性,因此有必要深入研究影响腐殖酸固定镉的因素,以达到利用有机质抑制土壤镉活性的目的。     

酸性矿山废水污染的水稻田土壤中重金属的微生物学效应

采样调查了广东大宝山地区受酸性采矿废水长期污染的亚热带水稻田的土壤理化性质 ,重金属 Cu、Pb、Zn、Cd的全量及其 DTPA浸提量 ,以及微生物生物量及其呼吸活性等指标。利用主成分和逐步回归分析了影响土壤重金属的有效性及其微生物学效应的因素。结果表明 :土壤高含硫 ,强酸性 ,有机碳、全氮较低 ,4种金属的全量普遍超标。DTPA可提取态金属含量较高 ,不仅与其全量呈显著正相关 ,而且与土壤酸度和粘粒含量正相关 ,和 Mn含量负相关。过量的金属显著降低了土壤微生物生物量 C、N、微生物商、生物量 N/全 N比 ,并抑制了微生物呼吸强度和对有机碳的矿化率 ,导致了土壤 C/N比的升高。同时 ,金属对微生物群落及生理代谢指标 ,如微生物生物量 C/N比和代谢商的影响不显著。 DTPA可提取态金属 ,特别是 DTPA- Cu是导致微生物生物量和活性指标变化的主要因素。以有机碳 (或全氮 )为基数的复合微生物指标降低了土壤性质差异造成的干扰 ,较单一指标更能准确指示微生物对金属胁迫的反应。土壤硫没有对金属有效性和微生物指标产生明显影响 ,但其氧化过程可能引起酸化和金属离子的释放     

武夷山植被带土壤微生物量沿海拔梯度的变化

土壤微生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,在森林生态系统物质循环和能量转化中占有特别重要的地位.以武夷山常绿阔叶林(EBF)、针叶林(CF)、亚高山矮林(DF)和高山草甸(AM)为试验对象,研究了土壤微生物量沿海拔梯度的变化特征.结果表明:在0～10cm土壤层,随着海拔高度的增加,年平均土壤微生物量增大,AM的年平均土壤微生物量为4.07 g·kg-1,分别为DF、CF和EBF的2.06、3.21倍和3.91倍;AM的年平均土壤微生物量显著大于DF、CF和AM(p<0.01),DF的年平均土壤微生物量显著大于EBF、CF(p<0.05),EBF和CF的年平均土壤微生物量无显著性差异(p>0.05),10～25cm土壤层的年平均土壤微生物量的变化规律与上层基本一致;在0～10cm土壤层,不同海拔年平均土壤微生物量分别与土壤有机碳、全氮、全硫含量以及土壤湿度呈显著正相关(p<0.05),在10～25cm土壤层,不同海拔年平均土壤微生物量分别与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(p<0.05).研究表明,武夷山亚热带森林年平均土壤微生物量随海拔高度升高而增加,土壤有机碳、全氮、全硫和土壤湿度可能是调控土壤微生物量沿海拔梯度变化的主要因子.     

Assimilable organic carbon (AOC) in soil water extracts using Vibrio harveyi BB721 and its implication for microbial biomass

Assimilable organic carbon (AOC) is commonly used to measure the growth potential of microorganisms in water, but has not yet been investigated for measuring microbial growth potential in soils. In this study, a simple, rapid, and non-growth based assay to determine AOC in soil was developed using a naturally occurring luminous strain Vibrio harveyi BB721 to determine the fraction of low molecular weight organic carbon in soil water extract. Calibration of the assay was achieved by measuring the luminescence intensity of starved V. harveyi BB721 cells in the late exponential phase with a concentration range from 0 to 800 μg l(-1) glucose (equivalent to 0-16.0 mg glucose C kg(-1) soil) with the detection limit of 10 μg l(-1) equivalent to 0.20 mg glucose C kg(-1) soil. Results showed that bioluminescence was proportional to the concentration of glucose added to soil. The luminescence intensity of the cells was highly pH dependent and the optimal pH was about 7.0. The average AOC concentration in 32 soils tested was 2.9±2.2 mg glucose C kg(-1). Our data showed that AOC levels in soil water extracts were significantly correlated (P<0.05) with microbial biomass determined as microbial biomass carbon, indicating that the AOC concentrations determined by the method developed might be a good indicator of soil microbial biomass. Our findings provide a new approach that may be used to determine AOC in environmental samples using a non-growth bioluminescence based assay. Understanding the levels of AOC in soil water extract provides new insights into our ability to estimate the most available carbon pool to bacteria in soil that may be easily assimilated into cells for many metabolic processes and suggest possible the links between AOC, microbial regrowth potential, and microbial biomass in soils.     

呼伦贝尔典型退化草原土壤理化与微生物性状

以内蒙古克鲁伦河流域呼伦贝尔典型草原为对象,设置了轻度、中度和重度退化3种类型样地,研究不同程度退化草原的物种组成、地上生物量、土壤理化性状、土壤微生物数量和酶活性,以及微生物生物量的变化.结果表明: 中度退化样地的群落物种丰富度最大,轻度退化样地的地上生物量显著高于重度退化样地.退化样地的土壤水分、养分(有机质、全氮),微生物量碳、氮,以及微生物数量和酶活性显著下降,土壤容重显著增加.退化样地的土壤微生物生物量碳、氮在128～185和5.6～13.6 g·kg^-1,土壤脱氢酶和脲酶活性均与土壤容重呈显著负相关,与土壤全氮、有机质、微生物数量以及微生物生物量碳、氮呈显著正相关,地上生物量与土壤细菌和真菌数量呈不同程度的正相关.     

氯嘧磺隆与尿素对土壤微生物生物量碳、氮及无机氮的影响

通过室内培养试验,研究了不同浓度氯嘧磺隆(20、200、2000 μg·kg-1土)单一施用及与尿素(120 mg· kg-1土)配合施用情况下,土壤微生物生物量碳、氮和土壤铵态氮、硝态氮随时间的动态变化规律.结果表明:各浓度氯嘧磺隆单独处理在整个培养期(60 d)中对微生物生物量碳、氮均有抑制作用,且浓度越高,后期抑制作用越强;各浓度氯嘧磺隆处理在培养前期对硝态氮、铵态氮没有明显影响,中期(15 d)能显著提高土壤中铵态氮的含量,后期(30 d后)显著提高了土壤中硝态氮的含量.尿素单独施用及与氯嘧磺隆配施均能在短时间内增加微生物生物量碳、氮,但随后配施处理的促进作用减弱;尿素单独和配施均能持久增加土壤中铵态氮、硝态氮含量.     

水分对武夷山草甸土壤有机碳激发效应的影响

水分是影响土壤有机碳激发效应的重要因子,但水分如何影响山地草甸土有机碳激发效应尚不清楚。本试验以武夷山高海拔(2130 m)山地草甸土为研究对象,通过室内添加¹³C标记的葡萄糖结合控制土壤水分(30%FWC和60%FWC,FWC为田间持水量),进行为期126 d的室内培养试验,定期测定CO₂浓度和¹³C-CO₂丰度值,研究不同水分条件下土壤有机碳矿化特征和激发效应的差异及其影响因素。结果表明: 山地草甸土碳矿化随着水分增加而增加。不同土壤水分山地草甸土激发效应随培养时间延长呈现逐渐降低的趋势,低含水量土壤激发效应显著大于高含水量土壤,培养结束时低含水量土壤累积激发碳量比高含水量土壤高61.4%。与低含水量土壤相比,高含水量土壤由葡萄糖矿化产生的CO₂量较多,且低含水量土壤的累积激发碳量与葡萄糖矿化量的比值显著大于高含水量土壤,说明高含水量土壤微生物更多地矿化外源添加的葡萄糖,且激发效率较低,最终高含水量土壤激发效应小于低含水量土壤。相关分析表明,土壤激发效应与土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量碳与氮比值(MBC/MBN)和NH₄⁺-N变化量呈显著正相关,说明低含水量条件会通过改变山地草甸土壤微生物数量和组成,进而提高土壤微生物对氮的“挖掘”,最终增加激发效应。因此,全球气候变化背景下若山地草甸土壤水分降低可能会增加通过激发效应引起的碳损失。     

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤微生物生物量碳及熵的影响

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤理化环境,从而对土壤微生物生物量碳及熵的时空动态产生重要影响.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为对象,采用氯仿熏蒸法对蚂蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵时空动态进行测定.结果表明: 1)蚁巢地平均微生物生物量碳及熵(1.95 g·kg^-1,6.8%)显著高于非巢穴(1.76 g·kg^-1,5.1%);蚁巢地和非蚁巢地土壤微生物生物量碳呈单峰型时间变化趋势,而土壤微生物熵呈“V”型变化格局.2)蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵均具有明显的垂直变化:微生物生物量碳随土层加深显著降低,微生物熵则沿土层加深显著升高,但蚁巢微生物生物量碳及熵的垂直变化较非巢穴显著. 3)蚂蚁筑巢引起了巢内水分和温度的显著改变,进而影响土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.土壤水分分别解释微生物生物量碳及熵的66%～83%和54%～69%,而土壤温度分别解释土壤微生物生物量碳及熵的71%～86%和67%～76%. 4)蚂蚁筑巢引起土壤理化性质变化对土壤微生物生物量碳和熵产生重要影响.蚁巢土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、温度、全氮、含水率呈极显著正相关,与容重、硝态氮,水解氮呈显著正相关,与土壤pH呈极显著负相关;除土壤微生物熵与pH呈显著正相关外,与其他土壤理化指标均呈显著负相关.土壤总有机碳、全氮和温度对微生物生物量碳的贡献最大,而土壤总有机碳和全氮对微生物熵的负作用最小.因此,蚂蚁筑巢能够显著改变微生境(如土壤水分与温度)及土壤理化性质(如总有机碳及全氮),进而调控热带森林土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.