土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响

通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示：土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。     

草地生态系统中土壤氮素矿化影响因素的研究进展

氮素是各种植物生长和发育所需的大量营养元素之一,也是牧草从土壤吸收最多的矿质元素．土壤中的氮大部分以有机态形式存在,而植物可以直接吸收利用的是无机态氮．这些有机态氮在土壤动物和微生物的作用下。由难以被植物直接吸收利用的有机态转化为可被植物直接吸收利用的无机态的过程就是土壤氮的矿化．氮素矿化受多种因子的影响,这些因子可以归结为生物因子和非生物因子．生物因子包括：土壤动物、土壤微生物和植物种类．土壤动物可以促进土壤有机质的矿化;土壤微生物种类、结构及功能与氮的分解、矿化有密切的关系;不同的植物种类对土壤氮素的矿化作用是不相同的,一般来说。有豆科植物生长的土壤比其它种类土氮素矿化的作用大．非生物因素一般可以分为环境因子和人类活动干扰．环境因子中土壤温度和含水量对土壤氮素矿化的影响是国内外众多科学家研究的方向．尽管如此,在此方面的研究还没有取得一致意见,仍然需要进行这方面的研究,而在其他诸如：不同的土壤质地与土壤类型方面,研究报道的结论也很不一致,草地生态系统中人类活动对土壤氮素矿化的影响主要包括,不同强度的放牧,割草以及施肥、火烧强度等．非生物因子对氮素矿化的影响非常直接和明显,尤其是人类活动．本文综述了近年来影响草地生态系统土壤氮素矿化有关因素的一些进展．     

桉树对矿区污染土壤中Cu和Cd的耐受机制

为明确桉树对土壤中Cu和Cd的耐受机制,采用某矿区实际污染土壤进行盆栽实验,研究了桉树对Cu和Cd的吸收和累积,分析了桉树根、茎和叶中Cu和Cd的亚细胞分布。实验结果表明,随土壤污染程度的增加,重金属的转运系数降低,Cu和Cd滞留在桉树根部。重度污染土壤中,桉树根部的Cu和Cd分别占植株总量的43%和90%。随污染程度的增加,桉树根部Cu和Cd的含量先增加后稳定,重度污染土壤中,桉树根部Cu和Cd的累积系数降低,对Cu和Cd的吸收受到限制。桉树吸收的Cu和Cd主要分布在根、茎和叶的细胞壁组分(45%),随土壤污染程度的增加该比例大致保持稳定。重度污染土壤中,Cu和Cd在桉树根部可溶组分中的比例增加。综上所述,根部的滞留作用、根部的吸收限制、细胞壁固持作用及可溶组分的区隔化作用,是桉树耐受污染土壤中Cu和Cd的主要机制。     

植物修复石油烃污染土壤的机制

根据石油烃污染土壤植物修复的应用和研究现状,对近年来国内外植物修复机制进行阐述与探讨。植物首先通过根系直接吸收石油烃,并利用自身的新陈代谢或植物内生菌的协作将其去除。石油烃一旦被根系吸收,植物就会通过木质化作用将其储存在组织中,或通过植物挥发或植物降解将其转化成一些低毒的中间代谢产物或CO_2和H2O;而植物内生菌与植物降解、植物修复以及植物保护密切相关。其次,根际分泌物和根际微生物在石油烃污染土壤根际修复方面起到重要作用。根际是受根系活动影响的一个微生态区,因而可以认为根际修复是去除土壤中石油烃的主要方式。植物根系可以向根际释放一些分泌物和酶类。其中,酶可以直接作用于石油烃,对石油烃的降解起到关键的作用;而根际分泌物可以向根际微生物提供碳源、能源或共代谢物,使根际微生物数量和活性明显高于非根际,生物降解作用增强。今后可以从根际分泌物作用的微生态过程、功能基因的寻找和构建、厌氧氧化的过程和机制、植物内生菌的作用和应用,以及利用组学手段研究植物修复机制5个方面开展工作,以期望为未来植物修复工作提供重要的科学支持。     

土壤植物系统中植物根系吸收土壤水份研究进展

土壤植物系统是土壤—植物—大气连续体中的一个重要的子系统,该系统中的植物根系吸收土壤水份的研究已受到国内外的普遍重视,成为旱地农业生态系统中最为活跃的研究课题之一。从土壤—植物—大气连续体入手,对植物根系吸收土壤水份的影响因素,植物根系吸收土壤水份的微观模型及宏观模型等,进行了介绍和评述     

植物的根营养

植物根营养的范围是极其广阔的。它包括着有关於吸收和同化土壤中礦物物质和有机物质的问题,有关於水分的吸收和用水分供应地上器官的问题,有关於根系活动的和根系同周围环境条件相互作用的许多其他表现的问题。在本概述中,我们只谈论属於植物对矿物质的吸收和同化的问题以及属於阐明各个器官在这个过程中的作用的问题。同时,我们将用主要的注意来阐明根系在同化营养物质中的作用。植物同化土壤中的营养物质是极其复杂的过     

不同形态硫对木榄吸收土壤汞的影响

硫在汞(Hg)的生物地球化学循环中发挥着重要作用。为了解不同价态硫(S、Na_2SO_4、Na_2S)对红树植物吸收Hg的影响,本文以红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza(L.)Lamk)为研究对象,在受汞污染土壤中添加不同价态(S、Na_2SO_4、Na_2S)和浓度(0、0.1%、1%)的硫,通过土培实验,研究木榄各器官中总Hg和Me Hg的富集特征以及硫对植物吸收汞和甲基汞的影响。结果显示:3种不同价态的硫及其化合物能够提高木榄茎对Hg的吸收,但对根和叶吸收Hg的影响比较复杂且无规律性。硫形态对木榄吸收Me Hg的影响主要在于根部,施硫能提高根中Me Hg的含量。在根部中,硫含量与Hg、Me Hg存在极显著性的正相关性(P0.01),而硫含量与地上部分茎叶中的汞含量相关性并不显著(P0.05)。     

土壤中微生物植酸酶的活性及其提高方法与应用

磷是有限不可再生资源,土壤缺磷是植物生长和农作物生产的主要限制因子之一。无机磷肥施入土壤后,极易被土壤固相吸附或与金属阳离子形成难溶性络合物或转化为有机磷,导致其生物可利用性降低。土壤磷主要以有机磷形式存在,占比20%-80%。有机磷又以植酸(盐)为主要成分,占比约50%。植酸不可被植物直接吸收利用,需在专一性酶植酸酶作用下经脱磷酸化水解释放磷供植物吸收。土壤植酸酶主要来源于微生物,易受温度、pH、土壤吸附、钙含量及钙磷比、底物含量和有效性等影响,导致酶活降低甚至失活。如何保持或提高土壤中植酸酶活性,进而提高土壤内源植酸磷的利用率,对降低外源磷肥施加和保障农业生产具有重要意义。本文综述微生物植酸酶的来源、分类与作用机制及土壤中植酸酶活性的影响因素,重点阐述保持或提高其活性的方法及实际应用效率。针对土壤植酸酶活性低和稳定性差的问题,对通过调控最适pH范围、提高热稳定性、将植酸酶负载于纳米材料和基因工程改造等改善植酸酶性质的方法进行展望。综述内容可为理解土壤中植酸酶活性的影响因素,进而提高土壤内源植酸磷的利用效率提供理论依据和技术参考,对减少外源磷肥施用、降低磷流失和土壤面源/水体污染风险及保障农业可持续发展具有一定的现实意义。     

天津汉沽农田土壤－植物系统中汞的分布、迁移和积累

本文研究了受汞污染的农田土壤—植物系统中汞的分布,迁移和积累的规律。土壤中的汞在离污染源3公里的范围内含量最高;主要集中在0一20厘米的土壤上层,几乎不往下迁移。植物可以从土壤和大气中吸收、积累汞。在汉沽区没有发现由于汞污染所造成的植物受害症状。植物中的汞含量与土壤中的汞含量成正相关。土壤汞含量与水稻茎叶汞含量的相关系数为0.836(N=7),与糙米汞含量的相关系数为0.898(N=7)。植物不同部位的汞含量根>叶>茎>种子。不同作物种子比较,糙米>高粱>小麦。在大气中汞含量高的地段,植物地上部分汞含量高于根。土壤、植物中的汞不断地向大气扩散,而大气中的汞随着降雨、降尘等又不断地沉降到土壤和植物的气生表面,并可被植物吸收。汞向其邻近地区扩散的能力较小。     

钼（Mo）的生理及其生物学效应

钼是动植物及人体所必需的微量营养元素。钼是固氮酶、硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶、亚硫酸氧化酶等多种酶的重要组成成分,参与和影响机体内多种代谢过程。1　钼的吸收及其代谢植物主要通过根部从土壤中以钼酸根离子的形式吸收钼,植物的叶片也可以吸收钼,叶面施钼,作物吸收相对更快。一般来说植物钼的吸收和积累与土壤中钼的含量呈显著的正相关,但不同植物对钼的富集程度有差异。相同土壤浓度条件下,大豆比小麦、玉米具有更高的富集钼的生物学作用,而水稻则比小麦、玉米更弱。钼在植物体中分布,一般叶片中含量大于其它部位。动物及人体主要在…     

硫对土壤重金属形态转化及植物有效性的影响研究进展

生源要素硫在土壤中的化学循环不仅会直接影响土壤重金属元素的环境行为,也可通过调控植物根际微环境间接影响植物对重金属元素的吸收累积.土壤中的硫被植物根吸收后在植株中合成的有机硫化合物如植物螯合素(PCs)和金属硫蛋白(MTs)可与重金属形成毒性较低的络合物,构成植物重金属解毒的重要机制之一.我国部分土壤缺硫现象严重,为保证作物高质高产,硫肥的使用逐渐被重视,而硫与重金属的交互作用机制也逐渐成为研究热点.本文综合相关研究,介绍了硫在土壤中的生物化学转化,探讨了土壤硫的化学转化对土壤重金属形态转化及植物有效性的影响,并对今后硫在土壤重金属控制的应用提出展望.
     

土壤-植物-大气连续体系中氮的研究进展

氮素是植物最需要的重要养分元素之一.近年来,土壤-植物-大气这一连续体系(SPAC)中的氮循环成为研究的热点之一.大气中的氮素可以通过生物固定和N沉降等作用进入土壤和植物内,同时土壤和植物内的氮素又会以氨挥发和氮氧化物等方式排放到大气中.氮素通过生物固持和植物吸收等方式进入植物体内,植物器官脱落使植物损失一部分的氮素,另外雨水的淋洗和植物溢出液也会造成植物的N损失.植物氮素在植物体内的积累和分布随着生长时期和各营养器官而有所不同.另外,植物吸收氮素的过程又受到大气状况和土壤状况的制约.土壤中氮素经过矿化作用、硝化作用和反硝化作用进行转化,一部分把氮素转化成植物能吸收的营养形态,另一部分则从土壤中损失.凋落物的分解和N沉降能补充土壤中的氮素,而植物吸收、微生物固持、水文流失和N溢出等方式使氮素从土壤中损失出去.另外,凋落物的分解和根际土壤、CO2浓度和臭氧对氮素循环有着重要的作用.N污染、N沉降、碳氮循环的耦合作用是今后研究的热点问题.     

铜在植物生长发育中的作用

铜是植物正常生命活动所必需的 7种微量元素之一 ,参与植物生长发育过程中的多种代谢反应。铜是多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶等的组成成分 ,参与植物体内的氧化还原过程。它也存在于叶绿体的质体蓝素中 ,参与光合作用的电子传递。1　植物对铜的吸收及其代谢植物通过根部从土壤中以离子形式吸收铜 ,也可通过叶面吸收。根部除了吸收溶解在土壤溶液中的铜以外 ,还能通过分泌出柠檬酸、苹果酸等有机酸以及呼吸作用形成的碳酸溶解难溶性物质以获取铜。影响根部吸收铜的因素除温度、通气状况、溶液浓度和离子间相互作用外 ,很重要…     

菱镁矿粉尘污染土壤机理及其植物修复

综述了菱镁矿粉尘对土壤的污染和植物的毒害作用机理,分析了镁粉尘污染土壤的改良途径,探讨了植物修复的可行性和关键技术.菱镁矿在开采、生产加工过程中产生的大量粉尘,主要成分为MgCO3和MgO,镁粉尘对土壤的污染和植物的毒害作用主要是通过碱化、板结土壤,以及使土壤中的水溶性钙、镁离子比例失调而造成的.虽然菱镁矿粉尘污染土壤的植物修复研究鲜见报道,但通过植物吸收、植物代谢和植物积累等作用去除土壤中的过量镁具有较强的可行性.     

滨海盐渍土壤中不同类型盐生植物富集镉的效应

为了利用被镉污染的滨海盐渍土壤,通过实验对比分析3种不同类型盐生植物对盐渍土中镉的富集效应,以期初步探明不同类型盐生植物在镉污染盐渍土壤修复中的效果。选择的3种盐生植物类型是:聚盐盐生植物,泌盐盐生植物和避盐盐生植物。通过温室盆栽实验,将植物在不同镉含量的盐渍土壤中种植培养60 d,测定和分析不同类型盐生植物对镉的生物浓缩因子、转移系数以及植株内地上部分和根部生物量和镉含量的变化。结果表明,不同镉含量的土壤对碱蓬和芦苇的生长影响较小,对二色补血草的生长影响较大。不同镉含量的土壤中,芦苇地上部分镉的生物浓缩因子变化差异不显著,并且其地上部分吸收镉的百分率较高。碱蓬和芦苇的转移系数大于二色补血草的转移系数,并且碱蓬的转移系数在不同镉含量的土壤中变化不显著;二色补血草的转移系数随着土壤中镉含量的增加而显著增大。3种盐生植物中,碱蓬最具修复镉污染盐渍土壤的潜力,这可能和它是聚盐盐生植物的生理类型有关。芦苇整个植株的地上部分富集镉的总量在3种植物中是最高的,因此,芦苇在镉含量较低时也可以做为镉污染盐渍土壤的修复材料。     

铅对几种作物生长的影响及其在植物体内的积累

根据将醋酸铅溶液施入土壤及喷洒叶片的盆栽试验可以确定：(1)铅对植物的毒性不大,植物对铅的忍耐力很强。目前自然界中的铅污染程度不足以直接伤害植物本身。(2)溶液中的铅可以被植物的根系吸收,也可以被叶片直接吸收。吸收量与环境中的铅浓度成正比。(3)铅在植物体中移动性很小,根吸收的铅主要积累在根部,叶片吸收的铅主要积累在叶部。有少量铅可以向上或向下转移,但极少能进入果实的内部及块根的淀粉中。     

施用尿素对土壤中Cd、Pb形态分布及植物有效性的影响

采用室外盆栽试验,研究了在镉(25mg·kg-1)、铅(1000mg·kg-1)单一污染及其复合污染的土壤中,施用不同剂量尿素(0、100、200、400、800mg·kg-1)对小麦根际和非根际土壤镉、铅形态、小麦植物体镉、铅浓度的影响,为重金属污染土壤的防治提供依据。结果表明:增加尿素施用水平显著提高了小麦不同部位镉、铅浓度,尿素施用促进小麦对镉、铅的吸收与其对土壤中镉、铅形态分布的影响紧密相关,尿素施用引起土壤pH下降,提高土壤中交换态镉、铅含量,而交换态是最易被植物吸收利用的部分,这是尿素施用提高镉、铅植物有效性的主要原因;与单一污染相比,镉、铅复合污染抑制了小麦对铅的吸收,但促进了小麦对镉的吸收。     

施用农用化学品及生防制剂对土壤线虫群落动态影响的研究

1　引　　言在农业生态系统中 ,农业管理 (如化肥、农药等农用化学品的施用等 )对土壤线虫群落组成及多样性产生了显著影响[2～ 4,7] .线虫是农田土壤中的生物因子 ,对植物的生长可以产生直接或间接的影响 .植物寄生线虫对植物的影响主要包括 3种方式 :1)通过在植物的根部取食 ,直接影响植物的营养状况 ,造成植物营养不良 ;2 )通过其口针的穿刺过程 ,传播植物病毒 ,引起植物病毒病 ;3)通过线虫取食植物根部造成的伤口 ,引起与其它植物病原物的复合侵染 .非植物寄生线虫多数是自由生活的线虫 ,在有人为影响的农田中主要是腐生线虫参与土壤中…     

碱性土壤盐化过程中阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉的影响

镉是土壤环境中对土壤质量有着极其重要影响的污染物之一,低含量下就能对人体和动物产生危害.镉在土壤中的有效态既决定了它的生物有效性及对环境的危害程度,又是人们对受污染土壤进行治理和修复的基础.作为盐化土壤中的典型组分,无机盐不可避免对镉的有效态及生物有效性等地球化学行为产生明显影响.研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉影响.研究方法为:以钠盐为例,实验研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态的影响;通过油菜种植试验,分析了无机盐阴离子对土壤中镉生物有效性的影响.研究结果表明,土壤盐化过程中,土壤溶液中Cl-浓度较低时,土壤中镉的有效态含量随Cl-浓度增加而增大,但当土壤中Cl-/Cd的比值大于100∶1时,土壤中镉的有效态含量达到最大值.土壤溶液中SO42-含量对土壤中镉有效态含量的影响不明显;随着土壤溶液中HCO3-含量的增加,土壤中镉的有效态含量明显减少.由于Cl-、SO42-是土壤溶液中的主要成分,随着盐度的增加,镉的有效态含量增加.油菜种植试验显示,当土壤中Cl-的含量增加时,土壤中镉的有效态含量增加,有利于植物对镉的吸收,因此油菜中镉的含量随土壤中Cl-的含量增加而增加,但当土壤有效态含量超过2 mg/kg后,油菜吸收镉已经达到最大.随着土壤溶液中SO42-浓度的增加,油菜中镉含量基本不变;土壤溶液中HCO3-的含量增加,植物中镉的含量随土壤中HCO3-含量增加而减少.这些特征与土壤镉有效态变化相吻合.通过各种措施控制土壤盐度和调节阴离子类型和含量,有利于降低土壤中镉的有效态含量,减轻镉的活化;农业生产中适当调整无机肥料的种类,可以减少农作物对镉的吸收.     

土壤种子库与矿业废弃地植被恢复研究：定居植物对重金属的吸收和再分配

研究了从引入的土壤种子所萌发,并成功地铅锌尾矿上定居的4个优势种植物,雀稗（Paspalum thunbergii)、双穗雀稗（P.disichum)、黄花稔（Sida rhombifolia)和银合欢（Leucaena leucocephala),对理金属的吸收及其在体内的再分配。植物组织中铜（Cu）和锌(Zn)的浓度,除了雀稗和双穗雀稗根中的锌浓度分别为344．2mg.kg^-1和331．9mg.kg^-1显得较高外,其作仍属植物体内正常水平范围（Zn:27-150mg.kg^-1,Cu:5-30mg.kg^-1)。草本植物雀稗、双穗稗和黄花稔对有毒重金属元素铅（Pb）的吸收表现出不同的模式,Pb在地上部与地下部分的浓度比以雀稗最低（为0．209）,表明雀稗所吸收的Pb大部分被滞留在根部,使之较少影响到地上部茎叶的光合作用功能及生长,从而使植物对重金属Pb环境更具耐性。相反,双穗雀稗和黄花稔则较高（分别为0．509和0．653）,显示所吸收的Pb较多地被转移到便于收获移走的地上部分,因而具有较大的植物修复潜力（Phytoremediation potential)。木本植物银合欢,所吸收的重金属Pb总量的80％以上是积累在根、茎的皮和木质部及枝条部分,只有15％左右分布在叶片中。这表明随着生长,有越来越多的Pb被吸收和积累在更新周期较长的器官中,只有很小的比例会随着落叶而归还到环境中去,因此,在利用植物重复金属污染土壤的实践中,这是一个特别值得利用的优点。