大气CO2浓度和供氮水平对油菜中微量元素吸收及转运的影响

在温室大棚中模拟大气CO₂浓度升高（780 μmol·mol ^-1）,研究了抽薹期油菜各器官对钙、镁、硫、铁、锰、锌、钼、硼离子吸收与运输的影响.结果表明： 与自然CO₂浓度（对照）相比,高CO₂浓度不施氮条件下,茎的中、微量元素含量除锌增加外,其他均减少,施氮条件（0.2 g N·kg^-1土）下钙、硫、硼、锌增加,镁、锰、钼、铁减少;叶的中、微量元素两个氮水平下都表现为除钼含量增加外,其他均下降.CO₂浓度升高条件下,茎中钙和硫占中量元素总和的比值及硼和锌占微量元素总和的比值增加,镁、铁、锰、钼相应比值减少,两个氮水平下表现一致;CO₂浓度升高条件不施氮处理增加了钙在叶中的分配比例,而正常供氮处理则增加了镁的分配比例,两个氮水平下均促进了锰、锌、钼在叶中的分配比例.不施氮条件下,高CO₂浓度处理的运输系数S_Fe,_Mo和S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Mg,Fe、S_Mg,Mn和S_S,Fe低于自然CO₂浓度处理,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钼和硫高于铁,硼高于硫,镁高于铁和锰;正常供氮条件下,高CO₂浓度处理的S_Mg,Fe、S_Mg,Mn、S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Ca,Mg、S_Fe,Mo、S_S,Fe相反,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钙、铁和锰高于镁,硼高于硫,铁高于钼,硫高于铁.     

扰动对三种典型藻类生长的影响

通过室内模拟实验, 研究不同扰动条件对惠氏微囊藻(Microcystis wesenbegii)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、菱形藻(Nitzschia sp. )三种藻在对数时期生长的影响。实验结果表明: 在pH≤8.3 碳源充足的时候, 扰动本身对蓝藻和绿藻生长影响不大, 仅在扰动速度为0.1 m·s–1 的时候有微弱的促进作用, 对硅藻在0.2 m·s–1 和0.5 m·s–1 时有较大的促进作用。在pH>8.3 碳源不足的时候, 扰动速度为0.5 m·s–1 扰动下三种藻生长均加快, 增加碳源是扰动有利于藻类生长的原因 之一。水动力因素本身对蓝藻生长的影响不大, 而水动力降低引起的其他因素改变可能是导致蓝藻水华暴发的主要诱因。     

好氧高温猪粪堆肥中重金属砷、铜、锌的形态变化及钝化剂的影响

采用连续提取法研究了猪粪好氧堆肥处理中重金属浓度和形态的变化以及添加不同比例的重金属钝化剂对其浓度和形态的影响.结果表明：经过堆肥处理后,猪粪中重金属As、Cu和Zn的总浓度均有所增加.从重金属结合形态的变化来看,可交换态As和Zn含量降低,残渣态As和Zn含量升高,表明As和Zn存在着向有效性相对较低的形态转化的趋势;重金属Cu则表现出不同的变化趋势,即可交换态与残渣态Cu含量下降,而碳酸盐结合态、铁锰结合态及有机结合态Cu含量有所增加,在今后的堆肥利用中应注意其可能带来的环境风险;3种重金属钝化剂及不同添加比例的处理中,5.0%的海泡石和2.5%的膨润土分别对重金属As、Zn表现出较好的钝化效果,堆肥后残渣态As和Zn的增幅分别达到79.8%和158.6%,均高于不加钝化剂处理.与对照相比,堆肥后7.5%的海泡石对残渣态Cu的降低幅度最小,为39.3%.猪粪堆肥中添加适量的重金属钝化剂,可以在一定程度上降低重金属的有效性以及猪粪堆肥利用中重金属污染的风险.     

淹水培养条件下土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的动态

以洞庭湖区2个典型水稻土(红黄泥和紫潮泥)为对象,研究了25 ℃、淹水培养条件下稻草硫铵配施和单施硫铵处理土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)和可溶性有机碳、氮(SDOC、SDON)的动态变化.结果表明,SMBC、SMBN和SDOC、SDON在培养前期达到峰值,之后降低,并趋于稳定.添加底物后,2种土壤不同处理土壤微生物生物量碳与有机碳(SMBC/TC)和土壤微生物生物量氮与全氮(SMBN/TN)的平均值都在2%～3%之间变化;可溶性碳与全碳(SDOC/TC)的平均值为1%左右,可溶性氮与全氮（SDON/TN)平均值为5%～6%.2种土壤中SMBC峰值单施硫铵处理最大,但与稻草 硫铵配施处理差异均不显著;SMBN、SDOC和SDON峰值稻草 硫铵配施最大. 稻草-硫铵配施与单施硫铵处理中,低肥力红黄泥的SMBN、SDOC和SDON峰值差异显著;而高肥力紫潮泥SMBN和SDOC峰值差异不显著.前7 d,SMBC/ SMBN＜10;14 d后,同一时刻单施硫铵处理SMBC/SMBN＞稻草-硫铵配施.不同处理的SDOC/SDON 3 d时最大,28 d时最小.     

几种粉煤灰对磷素吸附与解吸特性的研究

通过吸附解吸和培养试验, 研究了几种粉煤灰对磷素吸附与解吸特性.结果表明,粉煤灰的全磷含量和有效磷含量分别为0.545～4.540 g·kg^-1和19.55～163.0 mg·kg^-1,显著高于土壤,粉煤灰对磷吸附量随着加入溶液磷浓度的增加而增加,但其吸附率随着加入溶液磷浓度的增加而减少;粉煤灰的吸磷率比土壤高,但其解吸率低.这主要是由于粉煤灰比土壤存在更多的磷吸附位点且结合能大,不易解吸.Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程都能很好地拟合粉煤灰对磷吸附,其中Langmuir方程的MBC、Freundlich方程的a和Temkin方程的k2都可以表征粉煤灰对磷吸附能力, MBC、a和k2值越大,则吸磷能力越强.不同来源的粉煤灰的MBC、a和k2值不同,其大小顺序为：湘潭电厂(5 167.7,4 056.2,831.5)>岳阳纸厂(1 650.7,2 803.4,711.9)>华能电厂(303.0,1 677.6,368.7)>株洲电厂(76.2,464.2, 211.0) > 洞庭氮肥厂(34.7,413.48,213.8).粉煤灰对磷吸附固定作用随粉煤灰含水量的增加有增大的趋势.粉煤灰对磷吸附主要是专性吸附和化学沉淀反应,所以在施用粉煤灰改良土壤或利用粉煤灰制造复混肥时,须考虑粉煤灰对磷的固定作用及粉煤灰含水量的影响.     

川西亚高山不同演替阶段天然次生林土壤碳氮含量及酶活性特征

为了解次生林自然更新演替过程中土壤碳氮含量及酶活性的变化规律, 采用空间代替时间的方法, 在川西亚高山米亚罗林区选取环境条件基本一致的20世纪60、70和80年代采伐迹地自然更新演替的次生林(60-NSF、70-NSF和80-NSF)和岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林(对照, CK)为对象, 研究了表层(0-20 cm)土壤碳氮含量和土壤酶活性的关系。结果表明: 表层土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)含量均随森林植被更新演替呈显著降低趋势, 而全氮(TN)和可溶性有机氮(DON)含量则表现为60-NSF < 80-NSF < 70-NSF, 但70-NSF和80-NSF间差异不显著; 次生林表层土壤有机碳氮及其活性组分含量均低于CK, 其中80-NSF的DOC和DON含量与CK差异不显著。次生林的β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和多酚氧化酶(PHO)活性均显著低于CK, 纤维素水解酶(CBH)和过氧化物酶(PEO)活性与CK无显著差异; 天然次生林中, 60-NSF的βG和CBH活性显著低于70-NSF和80-NSF; 80-NSF的NAG活性显著高于60-NSF和70-NSF; 4种林型之间的PEO活性无显著性差异。Pearson相关分析和冗余分析显示, 土壤TN、LFOC和DOC含量与土壤酶活性显著相关, 其中TN含量解释了酶活性变化的65.4%, 说明土壤氮含量变化可能会影响到土壤碳的水解酶活性, 同时也表明土壤微生物优先利用易分解碳和氮。因此, 次生林近60年的天然更新演替引起了TN、LFOC及DOC含量的显著下降, 导致表层土壤某些胞外酶(如βG、CBH和NAG)活性降低。从土壤酶活性角度看, 岷江冷杉原始林比早期演替阶段的次生林(<60 a)更有利于川西亚高山高海拔森林生态系统的碳氮循环。     

川西亚高山天然次生林不同演替阶段土壤-微生物生物量及其化学计量特征

开展不同恢复演替阶段天然次生林土壤-微生物生物量及其化学计量特征关系的研究,可为有效和持续管理川西亚高山次生林提供科学依据。以川西亚高山米亚罗林区20世纪60、70、80年代3种采伐迹地经自然恢复演替形成的次生林（SF60、SF70和SF80）和岷江冷杉（Abies faxoniana）原始林（PF）为研究对象,探讨了表层（0-20 cm）土壤有机碳（C_soil）、全氮（N_soil）、全磷（P_soil）含量及微生物生物量碳（C_mic）、氮（N_mic）、磷（P_mic）含量随自然恢复演替的变化特征,分析了它们的化学计量比与微生物熵（qMB）之间的相互关系。结果表明：（1）随着恢复演替年限的增加,C_soil和N_mic含量显著降低,N_soil和P_soil及C_mic和P_mic含量呈现先升后降的显著变化趋势,且3种次生林的表层土壤碳、氮、磷及其微生物生物量的含量均低于PF。（2）次生林恢复年限对土壤微生物熵C（qMBC）和P（qMBP）没有显著影响,但对土壤微生物熵N（qMBN）存在显著影响。（3）土壤-微生物化学计量不平衡性C_imb：N_imb随自然恢复演替进程呈先降后升的显著变化趋势,C_imb：P_imb呈不显著的降低趋势,N_imb：P_imb呈现显著降低趋势。冗余分析显示,N_imb：P_imb和C_mic：N_mic是影响qMB变化的主导因子,其中N_imb：P_imb解释了qMB变化的62.6%,说明土壤氮磷及其活性组分（N_mic和P_mic）含量变化可能会影响到qMB变化。综上可知,次生林近60 年的自然恢复演替引起了土壤碳氮磷含量的显著变化;天然次生林土壤-微生物生物量碳氮磷化学计量比主要受到氮磷的协同影响,且SF60土壤质量状况较差,为此,对SF60林分可适当增加氮素供给以促进其林木生长,进而提升土壤质量。     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

66.5%霜霉威盐酸盐水剂在黄瓜中的残留趋势

【目的】对66.5%霜霉威盐酸盐水剂在黄瓜中的安全性进行评价,研究该农药在黄瓜上的残留趋势,为该药在黄瓜上的合理使用及限量标准的制定提供参考。【方法】采用一次性喷撒法进行田间降解动力学试验,施药剂量108.6 g·hm~(-2),施药2次,施药间隔7 d,利用液相色谱串联质谱法对农药残留物进行检测。【结果】黄瓜中66.5%霜霉威盐酸盐水剂添加浓度为0.05、0.15、1.50、5.00 mg·kg~(-1)时,霜霉威盐酸盐水剂平均回收率72%～107%,相对标准偏差1.7%～3.2%。在湖南长沙、广西南宁、浙江杭州这3个试验点,霜霉威盐酸盐水剂在黄瓜上的残留量变化趋势符合一级动力学方程C_t=C_0~(e-kt)。霜霉威盐酸盐水剂在黄瓜上的半衰期T_(1/2)为1.1～4.9 d,属于易于降解的农药(T_(1/2)30 d)。【结论】在黄瓜上使用66.5%的霜霉威盐酸盐水剂的推荐剂量为108.6 g·hm~(-2),施药次数为2次,安全间隔期为7 d,收获时,霜霉威盐酸盐残留量符合标准,可以安全使用。     

绿弯菌的研究现状及展望

绿弯菌是一个深度分支的门级别细菌类群,广泛分布于生物圈各种生境。现已生效发表的绿弯菌构成9个纲,但仅包含56个种;基于分子生态学的研究结果表明尚有大量绿弯菌类群仍是未培养状态。绿弯菌形态多样,营养方式和代谢途径十分丰富,参与了C、N、S等一系列重要生源元素的生物地球化学循环过程。研究该类群不仅有助于认识环境中微生物的多样性及其代谢特征,从而更好的理解微生物参与的生态学过程,还有助于揭示微生物对环境的适应及其进化。本文主要综述了绿弯菌的发现历史、营养、代谢及其在元素循环中的作用,并总结了其分离培养和潜在应用价值,最后展望了未来的研究方向,旨在为深入探究绿弯菌的进化、培养和驱动地球化学元素循环等研究提供参考。