毛竹根际与非根际土壤重金属、理化性质及酶活性特征

于2014年2月至2015年1月在浙江省衢州市铅锌矿附近毛竹林地采集土样,对土壤重金属含量、pH以及土壤酶活性等的动态变化特征进行了研究。结果表明:根际土与非根际土的p H在1a中变化均不明显,且变化范围都处在4.50—4.85之间;非根际土的土壤含水率大于根际土,两者的变化幅度较大,最低值均出现在6月和10月;根际土中Zn和Cd的有效态含量远高于非根际土,而Pb的有效态含量则表现出非根际土大于根际土的特点;过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶在根际土中的活性明显高于非根际土;从土壤重金属有效态与土壤酶活性相关性来看,根际土中,除有效态Pb与过氧化氢酶呈显著负相关外,其余重金属元素有效态与土壤酶活性相关性均没有显著相关性,而在非根际土壤中,有效态Cd与过氧化氢酶呈极显著负相关,与脲酶呈显著负相关,Zn和Cd则与土壤酶活性之间没有显著相关性。综合研究结果表明,毛竹根际土壤质量总体上明显优于非根际土,这为毛竹今后作为植物修复的材料提供了一定的理论依据。     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性

缺苞箭竹是四川西部亚高山针叶林下层重要的优势植物种群。对缺苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性进行了研究。结果表明,各龄级缺苞箭竹根际土壤细菌、真菌数量显著高于非根际土,而放线菌数量无显著差异,土壤酶活性比值(R/S值)平均分别为2.36、2.08和1.08。各龄级缺苞箭竹根际土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶以及多酚氧化酶等酶活性均显著高于非根际土,R/S值平均分别为1.48、1.57、2.14、1.37、1.98和1.67。各龄级缺苞箭竹间相比较,根际土壤中的细菌、真菌数量及各土壤酶活性总体上表现3、5、7龄>9、11、13龄>1龄竹,而放线菌数量在各龄级之间无显著变化,即箭竹在幼龄阶段(1~5龄)随竹龄增加根际微生物数量与酶活性逐渐增加,以后随竹龄老化,根际微生物数量和酶活性逐渐降低。     

秦岭太白山区6种中草药根际与非根际土壤化学性质及酶活性

以秦岭太白山区不同生境下鹿蹄草、三尖杉、玉竹、银露梅、珠芽蓼和金露梅6种中草药为对象,研究其根际与非根际土壤的化学性质及酶活性.结果表明:6种中草药根际土壤的有机质、全氮、有效氮、有效磷含量和阳离子交换量(CEC)均高于非根际土壤,呈现明显的根际聚集现象;土壤酶活性总体上表现出根际较强的特性;土壤有机质、全氮、全磷含量与中性磷酸酶呈显著正相关;土壤CEC与中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.6种中草药非根际土壤的有机质、全氮与脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶均呈显著正相关;土壤CEC与脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤.其中,金露梅、珠芽蓼和银露梅的根际与非根际土壤肥力水平综合得分较高,而鹿蹄草、玉竹和三尖杉得分较低.土壤有机质和CEC在评价6种中草药根际与非根际土壤肥力中起重要作用,而中性磷酸酶是首选土壤酶指标.     

秦岭典型林分夏秋两季根际与非根际土壤微生物群落结构

本试验主要以秦岭山脉锐齿栎(Quercus aliena var.acutidentata)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii)、云杉(Picea asperata)4种典型林分为对象,利用BIOLOG微孔板法研究4种林分夏、秋两季根际与非根际土壤微生物群落代谢多样性。研究表明:(1)夏、秋季土壤根际与非根际的平均颜色变化率(AWCD)值截然不同,除秋季云杉外,其余处理均表现为非根际根际,且AWCD明显受到季节的影响。(2)夏秋两季4种林分根际与非根际土壤微生物功能多样性之间差异显著,其中锐齿栎林夏秋两季均表现为根际小于非根际,而其它3种针叶林则是夏季根际小于非根际,秋季根际大于非根际;锐齿栎林根际与非根际均为秋季低于夏季,其他3种针叶林则是非根际土秋季低于夏季,而根际土秋季高于夏季。(3)主成分分析显示各土壤微生物功能多样性具有显著差异,且4种林分夏秋两季根际与非根际主成分综合得分也有所不同,4种林分非根际土综合得分锐齿栎最高,其次是华山松和云杉,油松最低;根际土夏秋规律不同,夏季华山松和油松较高,云杉最低,秋季油松和云杉较高,锐齿栎最低,且综合得分与多样性指数达到显著或极显著的正相关。(4)冗余分析表明土壤理化性质的综合作用对土壤微生物群落功能多样性有显著影响。     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

尿素施用量对小麦根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

在大田高产条件下,研究了不同尿素施用量下两种不同穗型小麦品种“兰考矮早8”和“豫麦49—198”根际微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明：微生物数量随小麦生育时期的进行呈规律性变化,其中微生物总量在拔节期和抽穗期时数量较多。尿素施用量对小麦根际微生物数量和酶活性均产生一定的影响,并且处理间差异达到显著水平。两个小麦品种根际微生物总量、细菌、放线菌、真菌数量随着尿素施用量的增加呈先上升后下降的趋势,但两个品种根际微生物数量最高时的尿素量略有差异。同一生育时期,随着尿素施用量的提高,土壤蛋白酶、过氧化氢酶呈先增加后降低的变化趋势,以他（391kg／hm^2）或T3（586kg／hm^2）处理的酶活性较高,T4（782kg／hm^2）处理的酶活性略有降低;脲酶活性则呈上升趋势,以T4（782kg／hm^2）处理的脲酶活性最大。表明适宜尿素施用量有益于小麦根际微生物数量和酶活性的提高,过高则微生物数量和酶活性下降。     

三峡库区消落带4种适生植物根际与非根际土壤养分与酶活性特征研究

三峡库区消落带植被修复过程中,物种的更替对库区土壤的地球化学循环产生潜在影响。以三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地165-170 m海拔段人工种植狗牙根、牛鞭草、落羽杉以及立柳根际与非根际土为试验对象,探究其根际与非根际土壤的养分含量及酶活性差异,以阐明不同物种的生长适应性及其根际养分利用策略,比较不同物种对库区土壤的营养改良作用。结果表明：（1）三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分因子以及土壤酶活性产生差异,不同物种的栽植均在一定程度上使库区土壤营养条件得以改善;（2）碳、氮两种元素在4种适生植物根际土壤中发生不同程度的富集,但磷素与钾素在不同物种根际与非根际土壤之间的变化不一致;（3）蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物根际土中均表现出一定程度的根际正效应（R/S>1）,且狗牙根对3种土壤酶的根际活化效果最为明显,其根际效应分别高达2.39、1.89和2.7;（4）在植物根系的调控下,根际土中有机质与氮素、磷素以及钾素的相关性更为显著,而非根际土壤中,仅钾素与有效氮、有效磷呈显著负相关,其余各土壤养分因子之间均无显著相关性;（5）与落羽杉和立柳两木本植物相比,狗牙根与牛鞭草两草本植物根际具有更为合理的养分调节模式,对库区土壤的改良效果更好。     

樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征,以不同林龄(28、37、46年生)樟子松人工林为研究对象,以樟子松天然林为对照,研究根际与非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比,分析土壤性质与土壤化学计量特征间的相关性。结果表明：在樟子松人工林中,根际效应显著影响土壤N∶P,林龄显著影响土壤有机碳含量;各林龄人工林的土壤有机碳含量均显著低于天然林。人工林的根际与非根际土壤有机碳、全氮含量均随林龄增加先降低再升高;全磷含量在根际土壤中先升高再降低,在非根际土壤中先降低再升高。C∶N与C∶P在根际土壤中呈显著正相关,但在非根际土壤中不存在显著相关关系,说明根际土壤氮磷限制具有更高的协同性。根际与非根际土壤N∶P均值分别为4.98与8.40,表明樟子松人工林的生长受土壤N限制,且根际土壤受N限制程度更高。根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征受土壤性质的显著影响,其中,速效磷是最主要的驱动因子。呼伦贝尔沙地樟子松生长受N限制,其植物根系对土壤养分的富集与维持有明显作用,建议在樟子松生长阶段适当补充土壤氮素,并根据根际土壤氮磷限制的协同性适当补充磷素。     

氮素形态对专用小麦中后期根际土壤微生物和酶活性的影响

采用盆栽方法研究了酰胺态氮、铵态氮和硝态氮对强筋小麦(Triticum aestivum L.)"豫麦34"、中筋小麦"豫麦49"和弱筋小麦"豫麦50"生育中后期根际微生物和土壤酶活性的影响.结果表明,专用小麦根际真菌、细菌、放线菌数量和土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶活性以及根际pH值对氮素形态的反应不同."豫麦34"施用硝态氮,对根际土壤真菌、细菌(除成熟期外)和放线菌数量均具有明显的促进作用;"豫麦49"施用铵态氮,根际土壤细菌和放线菌数量最大,根际真菌数量在孕穗期和开花期以酰胺态氮处理最大,而成熟期以硝态氮处理最大;"豫麦50"施用硝态氮,对根际土壤真菌、细菌和放线菌数量均具有明显的促进作用.不同专用小麦品种均表现为在酰胺态氮处理下,根际土壤脲酶活性最高;在铵态氮处理下,根际土壤蛋白酶活性最高;在硝态氮处理下,根际土壤硝酸还原酶活性和pH值最高.     

复合微生态菌剂对黄瓜根际土壤微生物数量及酶活的影响

采用盆栽试验的方法,研究黄瓜移苗时施入复合微生态菌剂对黄瓜不同生育时期根际土壤中微生物数量和土壤酶活动态变化的影响,结果显示复合微生态菌剂施入前期可提高土壤中细菌和放线菌的数量,随生育时期的延长效果变弱,于生育后期可有效降低真菌和尖孢镰刀菌的数量;复合微生态菌剂处理可提高土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和中性磷酸酶的活性,但随生育时期的延长,对中性磷酸酶和脲酶的效果减弱。可见复合土壤微生态菌剂的施入应该于适宜时期补施,才能保证其积极的功效。     

水稻苗床土壤调酸后对土壤酶活性及一些营养元素的影响

水稻苗床土壤调酸后对土壤酶活性及一些营养元素的影响唐咏,梁成华,张中原,李焕珍（沈阳农业大学,１１０１６１）（沈阳市土肥工作站,１１００３４）ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＳｏｉｌＡｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎＥｎｚｙｍｅＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｎｄＮｕｔｒｉｅｎ...     

Quantifying the Effect of Rhizosphere Processes on the Availability of Soil Cadmium and Zinc

Our purpose was to quantify the effect of rhizosphere processes on the availability of soil cadmium and zinc to various plant species. E values for Cd and Zn were measured on two contaminated soils differing mainly in their pH (6.2 and 8.1). L values were measured for six plant species with contrasting metal uptakes. The difference between E and L values quantifies the mobilization of the element which was non-phyto-available prior to cultivation. For Zn, L values were 1.2 to 5.6 times greater than the E values, depending on the plant species. The increase in Zn availability was greater in the basic soil. For Cd, L values in the basic soil were 1.1 to 2 times greater than the E value. In the slightly acid soil, plants did not enhance the cadmium availability. The mobilization of non-labile metal could be due to exudates from roots or microflora, phytosiderophores being responsible for the highest mobilization. The lower availability of Fe or Zn could explain the greater mobilization in the basic soil.     

溶磷细菌和丛枝菌根真菌接种对南方红豆杉生长及根际微生物和土壤酶活性的影响

以南方红豆杉实生苗为材料,采用盆栽实验探讨了高效溶磷细菌草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)CHW10B与丛枝菌根真菌缩球囊霉(Glomus constrictum)单独和双接种条件下,其植株生长、根际土壤可培养微生物数量、土壤酶活和土壤微生物功能多样性变化,在微生态水平揭示接种对南方红豆杉生长的影响及其机制。结果表明:(1)各接种处理对南方红豆杉幼苗均有促生长作用,接种处理苗高、地径和生物量均较对照显著增加,并以双接种促进效果最好。(2)各接种处理提高了南方红豆杉根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌含量,增加了土壤微生物碳源利用率,改变了土壤中物种的丰富度和均一度,增加了土壤中的生物多样性。(3)各接种处理促进了南方红豆杉根际重要土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶、转化酶)活力的增加,且双接种的促进作用最为明显。可见,溶磷细菌(草木樨中华根瘤菌CHW10B)和丛枝菌根真菌(缩球囊霉)具有协同作用,两者同时接种可显著提高南方红豆杉根际土壤微生物数量及土壤酶活力,提高土壤微生物碳源利用率和土壤肥力,增加土壤中的生物多样性,从而达到间接促进宿主植物南方红豆杉生长的目的。     

Immobilization of Zinc and Cadmium in Polluted Soils by Polynuclear Al13 and Al-Montmorillonite

We investigated the suitability of two aluminum-based binding agents, polynuclear Al₁₃ and Al-coated montmorillonite (Al-mont-morillonite), for the immobilization of heavy metals in two contaminated agricultural soils: a loamy luvisol from an arable site in Rafz, Canton Zürich, Switzerland, and a sandy podsol from Szopienice, Upper Silesia, Poland. Both soils were polluted by lead, zinc, and cadmium: the soil from Szopienice by the emissions of a nearby zinc-lead smelter, and the soil from Rafz by sewage sludge applications. While the samples from Szopienice exhibited extremely high loads of these metals, the samples from Rafz were only moderately contaminated. The samples from both soils were slightly acidic. The Rafz soil contained 2.5% organic matter, that from Szopienice only 1.5%. Destruction of the organic matter in the Szopienice samples by H₂O₂ led to a significant release of Zn and Cd into solution. This indicated that organic matter is an important factor for the immobilization of heavy metals in this soil. The treatment of the Szopienice samples with 8?mmol Al₁₃ per kg dry soil resulted in a considerable mobilization of the two metals. As the pH of the samples did not decrease, this effect was presumably due to direct interactions between the applied aluminium and organic matter. After destruction of soil organic matter, the two binding agents exhibited an immobilizing effect on Zn, which, however, was weak compared with the binding of the metal by the organic matter prior to its destruction. In the case of the Rafz samples, metal mobilization was observed only for Al₁₃ if applied in high doses (4 and 8?mmol per kg soil), but not for Al-montmorillonite. In this soil, Al-montmorillonite as well as Al₁₃ at low doses (1.2?mmol per kg soil and less) decreased soluble zinc concentrations significantly. The mobilization of metals at high doses of the applied binding agents and the dependence of this effect on the type of soil show that care has to be taken with this remediation method and that the proper doses of applied binding agents can be crucial for the success of metal immobilization in polluted soils.     

云斑尖塘鳢消化酶活力的研究

本文采用酶学分析方法研究了云斑尖塘鳢在正常摄食状态与饥饿的状态下胃、肠及肝胰脏组织中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性。结果显示,在30℃的条件下,正常摄食组样本在酸性条件下的蛋白酶活力表现为:胃后肠肝胰脏前肠,中性和碱性条件下:后肠肝胰脏前肠及胃;饥饿组样本仅有胃表现出较高的酸性蛋白酶活性,其他器官的蛋白酶活性均很低。在正常和饥饿实验组中肝胰脏的淀粉酶活性均高于其他器官,胃肠的淀粉酶活性均较低。正常摄食组中脂肪酶活力后肠肝胰脏;而在饥饿组中仅有肝胰脏检测到脂肪酶活性。结果表明,云斑尖塘鳢适度饥饿组较正常摄食组消化酶活性大幅降低;其高蛋白酶活力及中等脂肪酶活力与其肉食性相一致;此外云斑尖塘鳢也具备少量的淀粉消化能力。     

青土湖不同年限退耕地植被物种多样性及土壤酶活性研究

采用时空替代法,对甘肃省民勤县青土湖不同年限退耕地(退耕1 a、2 a、4 a、8 a、13 a、20 a、30 a、40 a)的植被演替特征、土壤酶活性进行调查,以耕地为对照(CK),分析植被群落与土壤酶活性的相关性,以揭示其变化规律及其驱动机制,为青土湖区及其相似地区退耕地生态系统修复及生态环境建设提供理论基础。结果表明：(1)青土湖在退耕40 a自然恢复过程中,9个样方中共出现16科32属42种植物,物种构成表现为：多数种归于少数科,大部分植物种为单属单科。(2)随着退耕年限的增加,群落优势种由草本植物逐渐转化成灌木植物,植物种由退耕初期(1 a或2 a)的19种降低到退耕4 a的14种、退耕20 a的13种、退耕30 a的5种;退耕30 a时耐盐碱灌木植物盐爪爪成为该地的优势种,其重要值达到52.862,但退耕40 a时优势种盐爪爪的重要值降为36.008。(3)随着退耕年限增加,植物Margalef丰富度指数呈波动式下降的趋势;Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数总体趋势呈先增加后减小,再逐渐趋于稳定;Simpson优势度指数整体变化幅度较小,最终呈稳定的趋势。(4)在不同土层(0~20 cm和20~40 cm)中,4种土壤酶活性随退耕年限增加总体表现出先升高后下降再逐渐趋于稳定的趋势,均在退耕8 a后显著下降,且磷酸酶和脲酶活性均显著低于蔗糖酶和过氧化氢酶活性;与对照样地(CK)相比,磷酸酶活性与脲酶活性均随退耕年限增加而下降;土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均随土层加深而降低。(5)相关分析结果显示,0~20 cm土层中,物种数与土壤蔗糖酶活性、磷酸酶活性以及脲酶活性均呈显著正相关关系;20~40 cm土层中,物种数与土壤脲酶活性呈极显著正相关关系,与土壤过氧化氢酶活性呈显著负相关关系;Margalef丰富度指数与0~20 cm土层的磷酸酶活性和蔗糖酶活性均呈显著正相关关系,与脲酶活性呈极显著正相关关系;20~40 cm土层中,Margalef丰富度指数与脲酶活性呈极显著正相关关系;Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度与4种土壤酶活性间相关性较低且均不显著。研究认为,在青土湖区退耕地植被自然演替过程中,植物群落变得比较单一,物种多样性逐年降低,脲酶活性对物种多样性起着关键性作用。     

胡杨根际土壤真菌群落代谢特征及其土壤影响因子研究

胡杨是中国西北干旱区绿洲重要的乔木树种,研究胡杨根际土壤真菌群落特征及其主要土壤影响因子,对胡杨林的保护和以胡杨为建群种的生态系统的恢复具有重要意义。该研究在额济纳胡杨林自然保护区设置3个样点,每个样地按照S形随机布点选25~30株胡杨取根际土,采用Biolog-FF微平板方法对89份土壤样本进行了真菌群落代谢特征及其影响因子分析。结果表明:(1)通过聚类将95种碳源划分为3个类群,其中53.8%的氨基酸类碳源分布在类群Ⅰ(OD值为0.106 1~0.316 4),83.3%的胺类碳源和70%的其他类碳源分布在类群Ⅱ(OD值为0.016 6~0.224 2),47.1%的羧酸类碳源分布在类群Ⅲ(OD值为0.232 1~1.115 5)。(2)通过冗余分析,发现所有土壤因子对真菌群落代谢特征总的解释率为30.02%,而RDA1轴占该解释率的84.6%,电导率和速效钾与RDA1轴显著正相关且解释率最高。(3)沿着电导率降低的方向,样本在RDA2轴上的分布逐渐分散,表明随着电导率的降低,土壤肥力和质地条件对真菌群落代谢活性的影响增强。研究发现,胡杨根际土壤真菌群落的主要碳源利用类型为羧酸类、氨基酸类和部分碳水类,而对胺类和其他类碳源的利用程度较弱;土壤可溶性盐,特别是可溶性钾盐是影响真菌群落代谢特征的主要土壤因子,而土壤肥力和土壤质地因子只有在盐分含量较低的情况下才具有明显作用。