蚯蚓活动对红壤磷素主要形态及有效磷含量的影响

通过盆钵生物试验和采用Hedley磷素分级方法研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi)对红壤磷素主要形态和红壤有效磷含量的影晌.结果表明,在蚯蚓和有机物料(稻草、花生秸、油菜秸)的共同作用下,经过100d培养后土壤有效磷含量显著提高.统计分析结果表明,花生秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理和油莱秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理之间的土壤有效磷含量差异均达显著水平.采用Hedley磷素分级法测得的树脂磷由原土的痕量增加到10.5～17.8 mg·kg^-1,NaHCO₃溶解态磷由原土的14.5 mg·kg^-1增加到23.5～53.6 mg·kg^-1,微生物细胞磷由原土的1.0 mg·kg^-1增加到6.8～9.7 mg·kg^-1,土壤有机磷含量由原土的37.9 mg·kg^-1增加到50.7～59.3 mg·kg^-1,而土壤中活性最低的残留磷含量则有所降低.蚯蚓活动对红壤磷素具有较强的活化作用.     

PFOS对蚯蚓急性毒性和回避行为的影响

全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)作为一种新型持久性有机污染物,已经成为环境科学和毒理学的研究热点,其对生态环境的影响值得深入研究.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法及自然土壤法研究了PFOS对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明： PFOS对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,试验求得滤纸法48 h、人工土壤法14 d和自然土壤法14 d的LC₅₀值分别为13.64 μg·cm^-2、955.28 mg·kg^-1和542.08 mg·kg^-1;人工土壤和自然土壤中蚯蚓在PFOS的最大试验浓度组160 mg·kg^-1中均表现出显著的回避行为,表明蚯蚓可以明显感知较高浓度PFOS污染土壤并作出回避反应.与急性毒性试验的测试终点LC₅₀相比,蚯蚓行为测试终点对PFOS的反应更为敏感.自然土壤中PFOS对蚯蚓的急性毒性大于人工土壤,相同浓度PFOS作用下,蚯蚓于自然土壤中的回避行为较人工土壤明显.     

高铜、高锌猪粪对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了高Cu、高Zn猪粪条件下Cu、Zn单一与复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应.结果表明,Cu、Zn浓度与蚯蚓死亡率显著正相关(a=0.05,r_Cu=0.99,r_Zn=0.99),与体重增长率显著负相关(a=0.05,r_Cu=-0.99,r_Zn=-0.96).蚯蚓个体对Cu、Zn的耐受程度不同,其毒性阈值(引起蚯蚓个体死亡浓度)分别为:Cu250mg·kg^-1、Zn400mg·kg^-1.LD₅₀分别为:Cu646.68mg·kg^-1、Zn947.38mg·kg^-1.复合污染情况下,Cu浓度为250、500mg·kg^-1时,Cu、Zn复合污染表现为协同效应;Cu浓度为750mg·kg^-1时,Cu、Zn复合污染表现为拮抗效应,可见,猪粪中Cu、Zn复合污染的毒性效应与各组浓度组合密切相关.     

猪粪和土霉素对不同肥力土壤微生物数量及活性的影响

在不施肥和施用猪粪两种情况下,采用培养试验研究了不同浓度土霉素污染(0、0.1、1、10、100和1000 mg·kg^-1)对土壤细菌丰度、酶活性和NO₃-N浓度等的影响.试验培养温度为25 ℃,培养时间为30 d,取样分析时间分别为1、4和30 d.结果表明：在不施肥条件下,土霉素污染对土壤细菌数量及微生物活性的影响较小,土壤S₁、S₂和S₃细菌数量、呼吸强度、酶活性和NO₃-N浓度下降10%时土霉素的剂量（EC₁₀）分别为36～1000 mg·kg^-1、20～1000 mg·kg^-1和4～1000 mg·kg^-1;而在施用猪粪的情况下,对应的数值分别为2～656 mg·kg^-1、2～81 mg·kg^-1和1～42 mg·kg^-1.添加土霉素对土壤细菌及酶活性的影响随土壤肥力的提高而增大,且其对土壤细菌数量和呼吸强度的影响大于对酶活性和NO₃-N浓度的影响.土霉素污染对土壤微生物数量和活性的影响随时间变化而变化,一般在培养4 d时的影响最为明显.土霉素对土壤微生物的影响总体上表现为抑制作用.     

石油污灌渠底泥生态毒性诊断研究

底泥样品采自沈阳东部石油污水灌渠的上、中、下游.进行了重金属Cu、Zn、Pb、Cd、矿物油含量分析和生态毒性试验.结果表明,所有底泥均有污染物积累.矿物油含量为408～118 300 mg·kg^-1,Cu为17.83～78.53 mg·kg^-1,Zn为35.76～155.16 mg·kg^-1,Pb为8.50～31.03 mg·kg^-1,Cd为0.1 mg·kg^-1～1.0mg·kg^-1.底泥对高等植物有不同程度的生长抑制或刺激效应,对蚯蚓有急性致死及慢性亚致死效应.种子发芽根伸长抑制率为-29.81%～93.8%,蚯蚓14d死亡率最大值为100%.蚯蚓14d和28d体重增长抑制率分别为-36.6%～6.08%和-40.4%～6.1%.研究表明,长期石油污水灌溉导致河道底泥中污染物的积累和较强生态毒性.     

恩诺沙星和铜复合污染对蚯蚓消化酶活性的影响

从农田土壤畜禽粪源污染的实际出发,以典型兽药抗生素恩诺沙星(ENR)和饲料添加剂铜(Cu)为污染物,研究了两污染物单一/复合暴露对蚯蚓的毒性效应.结果表明: 单一污染暴露下,恩诺沙星(0.1～4 mg·kg^-1,28 d)对蚯蚓蛋白酶未产生显著影响,对纤维素酶和碱性磷酸酶产生了抑制作用,而对酸性磷酸酶产生了诱导效应;铜(20～200 mg·kg^-1,28 d)对蚯蚓的蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性总体均表现为抑制效应.复合污染暴露下,两污染物对蚯蚓消化酶的影响以抑制效应为主,且对纤维素酶和酸性磷酸酶的抑制表现出毒性增加的协同效应.消化酶随暴露时间的响应动态规律为: 调整性反应(3 d)-激烈反应(7 d)-反应平复(14 d)-慢性暴露(28 d).慢性暴露结果显示,含高剂量(200 mg·kg^-1 Cu或4 mg·kg^-1 ENR)污染物的复合组更具生态风险性.     

我国北方几种玉米和设施菜地土壤的N2O和N2排放特征

为了探究旱地土壤施入氮肥后的气态氮(N₂O和N₂)损失规律,本研究通过室内好氧培养试验(60 d,25 ℃,80%孔隙含水量),运用¹⁵N同位素示踪技术,研究了4个玉米地土壤(哈尔滨、沈阳、栾城、寿光)和2个设施菜地土壤(沈阳、寿光)在施入尿素后的氮转化、N₂O和N₂排放动态。试验中尿素添加量为167 mg N·kg^-1,以模拟田间氮肥施用量200 kg N·hm^-2。结果表明: 在4个玉米地土壤中,尿素施用60 d内N₂O累积排放量为寿光(20 mg N·kg^-1)>栾城(14 mg N·kg^-1)>沈阳(5 mg N·kg^-1)>哈尔滨(0.5 mg N·kg^-1),N₂累积排放量为栾城(176 mg N·kg^-1)>沈阳(106 mg N·kg^-1)>寿光(75 mg N·kg^-1)>哈尔滨(12 mg N·kg^-1);在2个设施菜地土壤中,寿光土壤N₂O累积排放量(21 mg N·kg^-1)是沈阳(2 mg N·kg^-1)的10倍,而两个站点N₂累积排放量分别为28和24 mg N·kg^-1。不同土壤N₂O排放占两种气体排放总量的5%～40%,其中寿光土壤(30%～40%)显著高于其他样地土壤(1%～10%)。在土壤排放的N₂O和N₂中,土壤氮库分别贡献了56%和61%,高于添加当季氮肥的贡献率。相关分析表明,N₂O累积排放量与本底土壤pH呈正相关,说明土壤本底pH可能是调控不同旱地土壤N₂O和N₂排放的重要环境因子。在华北碱性土壤区,采用能降低土壤pH值的措施可能具有较好的气态氮减排效果。     

杉木人工林土壤活性有机质变化特征

在中国科学院会同森林生态实验站对第一代、第二代杉木林和地带性阔叶林土壤活性有机质主要组分进行了研究.结果表明,土壤活性有机质各组分含量均为杉木林低于阔叶林,而第二代杉木林又低于第一代杉木.第一代杉木林活性有机质总量、微生物生物量碳、水溶性有机碳和碳水化合物含量分别为18.79 g·kg^-1、421.7 mg·kg^-1、22.2 mg·kg^-1和136.3 mg·kg^-1,上述活性有机质组分在第二代杉木林中的含量分别是第一代杉木林的73.6%、87.9%、66.3%和3.2%,地带性阔叶林则分别为22.31 g·kg^-1、800. mg·kg^-1、361.1 mg·kg^-1和220.1 mg·kg^-1.相关性分析结果表明,土壤活性有机质各组分之间具有不同程度的相关性,其中土壤微生物生物量碳与其它活性有机质组分的相关性相对较高.     

蚯蚓和秸秆对铜污染土壤微生物类群和活性的影响

试验设置4个Cu浓度水平：0、100、200和400 mg·kg^-1 Cu²⁺,每个Cu浓度水平设置4个处理：对照(CK)、表施秸秆(M)、接种蚯蚓(E)、同时加入蚯蚓和秸秆(ME),研究了在Cu污染土壤中加入蚯蚓和秸秆对土壤微生物数量及活性的影响.结果表明：Cu污染、秸秆和蚯蚓均明显影响土壤微生物类群; Cu污染对细菌、放线菌具有抑制作用,而对真菌没有影响;秸秆显著提高了真菌数量;蚯蚓使土壤细菌、放线菌数量显著增加,而对真菌数量影响不大.Cu污染浓度＞200 mg·kg^-1处理对微生物量碳具有抑制作用;加入秸秆或蚯蚓,可显著提高土壤微生物量碳,而且同时加蚯蚓和秸秆处理土壤微生物量碳增加最显著.加入蚯蚓和秸秆后,土壤呼吸值显著增高.Cu<200 mg·kg^-1时,蚯蚓处理土壤呼吸值最大,平均比对照高3.06～5.58倍;Cu≥200mg·kg^-1时,蚯蚓、秸秆同时加入处理土壤呼吸值最高.4个处理土壤代谢商大小顺序为：ME>E>M>CK.蚯蚓和秸秆处理对土壤NH₄⁺-N没有影响,而对土壤NO₃^--N影响各异.接种蚯蚓,可显著提高土壤NO₃^--N含量;加入秸秆,可显著降低土壤NO₃^--N含量;同时加入蚯蚓和秸秆处理NO₃^--N含量最低.相关分析表明,土壤有效态Cu(DTPA-Cu)与土壤放线菌、细菌呈显著负相关,而与土壤呼吸、土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N含量呈显著正相关.引入秸秆和蚯蚓,可在一定程度上减缓Cu污染对微生物数量和活性的影响.     

掺混氮肥配施抑制剂对土壤氮库的调控作用

采用冬小麦盆栽试验,探讨掺混氮肥(缓释肥N∶普通尿素N=1∶1)配施氮肥抑制剂NAM对冬小麦土壤铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮和固定态铵含量及小麦产量、氮肥利用率的影响,分析不同处理土壤矿质氮库、微生物生物量氮库和固定态铵库的动态变化特征.试验共设6个处理,不施氮肥(CK)、普通尿素(U)、掺混氮肥(MU)、MU+2.5‰NAM(MUN₁)、MU+5‰NAM(MUN₂)和MU+7.5‰NAM(MUN₃).结果表明:与MU处理相比,MUN₂和MUN₃处理推迟了NH₄⁺-N峰值出现的时间;小麦整个生长季,添加NAM处理的土壤矿质氮平均含量比MU处理下降了5.3%～11.7%;分蘖期至抽穗期,MU处理的微生物生物量氮矿化量和矿化率分别为38.96 mg·kg^-1和91.5%,均高于U处理,而MUN₁、MUN₂和MUN₃处理分别为58.73 mg·kg^-1和83.3%、94.20 mg·kg^-1和94.6%、104.46 mg·kg^-1和96.3%,添加NAM处理固定态铵的释放量比MU处理提高了2.83~9.19 mg·kg^-1.通径分析结果显示,与MU处理相比,添加NAM减弱了土壤NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的直接影响,增强了固定态铵库通过影响NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的间接作用.同时,MUN₁、MUN₂和MUN₃处理的小麦籽粒产量较MU处理分别提高了31.6%、21.5%和22.9%,氮肥利用率分别提高了8.1%、13.5%和3.1%.综上,配施NAM通过对氮素释放及在土壤中转化的双重调控,延迟土壤NH₄⁺-N峰值出现的时间及后续向NO₃^--N的转化,提高微生物生物量氮和固定态铵的供氮作用,从而提高了作物产量和氮肥利用率.     

蚯蚓对细菌降解土壤中菲的作用

通过30d室内培养试验,分别研究了接种蚯蚓(E)、细菌(B)以及同时接种细菌和蚯蚓(BE)对土壤中菲降解的影响.结果表明: 在土壤中菲的初始污染浓度为50 mg*kg-1的条件下,各处理间菲的降解率差异显著,其降解率的大小顺序依次为:BE》B》E》CK(对照); 在150 mg*kg-1菲的初始污染浓度下,BE处理中菲的降解率高达98.86%,显著高于CK和E处理.B处理中细菌的双加氧酶活性在3种菲初始污染浓度下没有显著差异,而BE处理中双加氧酶的活性随着土壤中菲的初始污染浓度的升高而增加.在相同菲污染浓度下BE处理中蚯蚓体内的菲含量明显高于E处理.表明蚯蚓能够通过生物富集作用降低土壤中菲的浓度,而蚯蚓与细菌的相互作用能够进一步促进土壤中菲的降解.     

土壤中毒死蜱和微生物相互作用的研究

实验结果表明,50、500、5000g·kg^-1的毒死蜱在灭菌土中的降解速度十分缓慢,60d后,仅降解20％左右。在施过毒死蜱的土壤中的降解速度非常迅速,60d后,50mg·kg^-1的降解率接近100％,500mg·kg^-1的降解率达到90％,5000g·kg^-1的降解率在80％左右。在未灭菌但未施过毒死蜱的土壤中的降解速度则介于二者之间．在各处理的土壤,50和500mg·kg^-1的毒死蜱在处理前期对真菌和细菌数量有一定的刺激作用,60d后,基本恢复到正常水平,而5000mg·kg^-1的毒死蜱则对真菌和细菌的数量有较强的抑制作用。60d后仍不能恢复,在同样处理条件下,施过毒死蜱土壤中的真菌和细菌数量并不比未施过毒死蜱土壤中的占优势,表明毒死蜱在施过药的土壤中降解速度的加快并不是由细菌和真菌的数量决定的,而是由它们的降解能力决定的。     

低剂量混合稀土积累对黄褐土微生物主要类群的生态效应

采用田间小区试验和室内低剂量模拟叠加试验相结合的方法,研究低剂量混合稀土在黄褐土中积累对土壤微生物主要类群的生态效应．结果表明,低剂量稀土的持续积累对土壤细菌、放线菌产生刺激、抑制、再刺激的交替作用;对真菌也产生类似的作用,但抑制作用不显著,而刺激作用持续、明显．混合稀土对3类土壤微生物数量抑制程度顺序为：细菌>放线菌>霉菌．稀土积累至150mg·kg^-1时,土壤各类微生物的种群结构均发生显著的改变,耐稀土微生物数量大幅度增加,细菌中的G^-细菌、链霉菌的白孢类群、真菌中青霉分别成为优势种群．对低浓度稀土积累的田问土壤微生物学参数模拟计算结果表明,稀土对土壤细菌、放线菌和真菌的EC50(半抑制浓度)值分别为24．1、41．6～73．8和55．3～150．1mg·kg^-1,30mg·kg^-1值可以初步确定为稀土在黄褐土中积累的安全临界值．     

异丙甲草胺及其高效体对潮土微生物的影响Ⅱ.土壤呼吸

研究了0、5、20和100 mg·kg^-1浓度的异丙甲草胺及其高效体金都尔对土壤微生物呼吸的影响.结果表明,5 mg·kg^-1异丙甲草胺对土壤呼吸的激活程度大于同浓度的金都尔,后期异丙甲草胺起抑制作用,而金都尔则一直处于激发和恢复状态;20 mg·kg^-1金都尔对土壤呼吸的影响不大,而异丙甲草胺具有激发作用;100 mg·kg^-1异丙甲草胺对土壤呼吸的激活程度大于同浓度的金都尔,后期二者的抑制程度大致相同;异丙甲草胺或金都尔的浓度越大,对土壤呼吸强度的激活越显著.DMRT法检验表明,在初期各处理与对照间的呼吸强度都存在显著差异,后期则差异不显著.20和100 mg·kg^-1异丙甲草胺对土壤微生物的危害大于同浓度的金都尔.异丙甲草胺和金都尔为低毒或无实际危害的农药,对土壤微生物的危害较小.     

乙草胺和甲胺磷对农田黑土可培养真菌数量及种群结构的影响

应用传统及PCR-DGGE方法(denaturing gradient gel electrophoresis),分别对不同浓度乙草胺、甲胺磷胁迫下黑土中可培养真菌CFU(colony forming units)、种群丰富度(richness)及种群结构动态变化规律进行了研究.结果表明,在实验室微域条件下,乙草胺对黑土可培养真菌CFU的影响随处理浓度的增加而抑制作用增强,表现出由低浓度(50 mg·kg^-1)时的刺激生长到高浓度(250 mg·kg^-1)时的长期抑制效应;250 mg·kg^-1甲胺磷在8周处理过程中对土壤可培养真菌生长具有显著的刺激效应,使可培养真菌CFU比对照增加10倍,但50和150 mg·kg^-1甲胺磷处理对土壤可培养真菌CFU无显著影响.种群丰富度系数分析结果表明,高、中浓度乙草胺处理可使土壤可培养真菌种群丰富度不可逆地降低.土壤真菌rDNA特异PCR-DGGE聚类分析结果表明,不同浓度乙草胺、甲胺磷处理均不同程度地对土壤可培养真菌的种群组成和结构造成影响,其中甲胺磷尤为显著.     

沈抚灌区含油污水灌溉对稻田土壤微生物种群及土壤酶活性的影响

通过对沈抚灌区长期污水灌溉造成的石油污染状况的调查,从土壤微生物种群数量和土壤酶活性的角度评价了含油污水灌溉对土壤生态系统的影响.结果表明,石油污染物在灌区干渠和支渠中的积累和分布趋势大体上是上游地区较严重,下游地区较轻.干渠上游污染最严重的样点总石油烃(TPH)含量高达5 213.37 mg·kg^-1. 在目前污染程度下,含油污水灌溉刺激了土壤中好氧异养细菌(AHB)和真菌的生长,土壤中总石油烃(TPH)含量与AHB和真菌数量的相关系数分别为0.928(P<0.001)和0.772(P<0.05).土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性与土壤中TPH含量呈显著正相关,相关系数分别为0.974 (P<0.001),0.957 (P<0.001)和 0.886 (P<0.001).而土壤脲酶活性与土壤中TPH含量呈显著负相关,相关系数为-0.814(P<0.05),可作为石油污染的敏感生化指标.各样点土壤的底物诱导呼吸（substrate?induced respiration/SIR）率与土壤中TPH含量、细菌数量及土壤脱氢酶活性密切相关,统计表明,相关系数分别为0.916 (P<0.001) 、0.770 (P<0.001) 和0.903 (P<0.001).     

氮肥对玉米生长季土壤呼吸的影响

在玉米生长季,采用温室盆栽试验,利用分根箱法和根去除法,研究了氮肥对土壤呼吸、土壤基础呼吸、根系呼吸和根际微生物呼吸的影响.试验设4个处理:不种植玉米不施氮肥(CKO)、不种植玉米施氮肥(CKN)、种植玉米不施氮肥(MO)和种植玉米施氮肥(MN).结果表明:不种植玉米处理(CKN和CKO)土壤呼吸速率(土壤基础呼吸)为13.41～77.27 mg C·m-2·h-1,施用氮肥对土壤基础呼吸没有显著影响;种植玉米条件下,施氮处理(MN)的平均土壤呼吸速率为138.54 mg C·m-2·h-1,显著高于不施氮处理(MO),增幅达17.7%,尤其在玉米的抽穗期和开花期增幅明显.施氮肥处理土壤基础呼吸、根系呼吸和根际微生物呼吸对土壤呼吸的贡献率分别为36.2%、45.9%和17.9%,而不施氮肥处理分别为35.5%、36.9%和37.6%.     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.