土壤中铁的根际效应及其吸收机理

本文介绍了近10年来土壤中铁的根际效应及其吸收机理,以及近几年来该领域的热点——植物铁载体方面的研究进展,并简要评述了今后的研究方向。     

有机物粒对滨海盐渍土重金属根际效应的影响：Ⅱ.土壤内源铁形态 …

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻第盐渍土内源铁形态分布,结果表明,单淹水利于土中无定形氧化铁、络合态铁、有效态铁以及氧化铁活化度升高,并且络合态铁与有铲态铁升高程度,低盐土壤显著;晶形氧化铁纱明显,土中可能存在其它形态铁向晶形氧化铁转化,种稻不施有机物料,根限络合态铁和有效态铁富集,无定形氧化铁和晶形氧化铁亏缺,根际氧化铁活化度稍低于根际、增施有机物料利于两种盐渍土极际内外铁形态各合态铁和无     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅱ.土壤内源铁形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源铁形态分布．结果表明,单淹水利于土中无定形氧化铁、络合态铁、有效态铁以及氧化铁活化度升高,并且络合态铁与有效态铁升高程度,低盐土壤显著;晶形氧化铁变化不明显,土中可能存在其它形态铁向晶形氧化铁转化．种稻不施有机物料,根际络合态铁和有效态铁富集;无定形氧化铁和晶形氧化铁亏缺．根际氧化铁活化度稍低于非根际．增施有机物料利于两种盐渍土根际内外铁形态向络合态铁和无定形氧化铁转化;有效态铁和氧化铁活化度提高,低盐土壤根际较明显     

重金属在根际中的化学行为——Ⅱ.土壤中吸附态铜解吸的根际效应

用第四纪红壤性水稻土(QP)、淀浆白土(WP)、第四纪红土(QR)和赤红壤(LR)研究了土壤中吸附态铜的解吸的根际效应。结果表明,吸附态铜可分为0.1M KNO_3解吸的易解吸态铜和0.1MHCl解吸的难解吸态铜。随吸附量增加,易解吸态铜百分数增加,而难解吸态铜百分数下降。易解吸态铜在根际土中的量小于非根际土中的量,各土壤的根际效应依次为:QP>WP>LR>QR;其平均解吸百分数则为:QR>LR>WP>QP。难解吸态铜的量为根际土大于非根际土,各土壤的根际效应为:WP>LR>QP>QR,其平均解吸百分数依次为QP>WP>LR>QR。根际中铜吸附的增加主要是因为难解吸态铜的增加。     

根际环境中铅的形态转化

用根际箱试验研究了红壤植麦和植稻后根际中Pb的形态转化 ,讨论了与Cd复合处理对Pb形态的影响 .结果表明 ,Pb在红壤根际、非根际的主要形态为酸解态 +碳酸盐态、交换态和铁锰氧化物结合态 .交换态Pb都是根际 >非根际 ;不同Pb处理浓度和Pb Cd交互作用都对Pb的形态分布产生影响 ,小麦根际随加入Cd浓度增大 ,根际交换态Pb和铁锰氧化物结合态Pb下降 ;水稻根际交换态Pb与Cd复合处理浓度密切相关 ,5mgCd·kg-1复合处理 ,根际交换态Pb的活化较单元素弱 ,10mgCd·kg-1复合处理 ,根际交换态Pb的活化较单元素要强 .     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Ｚｎ形态分布．结果表明,单淹水使土中各形态Ｚｎ一定程度上向生物有效性较低的Ｚｎ形态转化,有效态Ｚｎ降低．土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Ｚｎ变化．种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Ｚｎ亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ富集．根际Ｚｎ形态转化强度大于非根际,其有效态Ｚｎ量接近临界值并高于非根际．有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Ｚｎ的转化,低盐土壤根际更强烈．随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Ｚｎ向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ转化,低盐土壤较明显．     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响 Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Zn形态分布。结果表明,单淹水使土中各形态Zn一定程度上向生物有效性较低的Zn形态转化,有效态Zn降低。土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Zn变化。种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Zn亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Zn富集。根际Zn形态转化强度大于非根际,其有效态Zn量接近临界值并高于非根际。有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Zn的转化,低盐土壤根际更强烈。随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Zn向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Zn转化,低盐土壤较明显。     

根际环境中铅的形态转化

用根际箱试验研究了红壤植麦和植稻后根际中Pb的形态转化,讨论了与Cd复合处理对Pb形态的影响.结果表明,Pb在红壤根际、非根际的主要形态为酸解态+碳酸盐态、交换态和铁锰氧化物结合态.交换态Pb都是根际>非根际;不同Pb处理浓度和PbCd交互作用都对Pb的形态分布产生影响,小麦根际随加入Cd浓度增大,根际交换态Pb和铁锰氧化物结合态Pb下降;水稻根际交换态Pb与Cd复合处理浓度密切相关,5mgCd·kg^-1复合处理,根际交换态Pb的活化较单元素弱,10mgCd·kg^-1复合处理,根际交换态Pb的活化较单元素要强.     

连作障碍与根际微生态研究Ⅲ.土壤酚酸物质及其生物学效应

以黑龙江省大豆重茬 5年与正茬土壤和根系为主要研究对象 ,采用高效液相色谱法 ,研究土壤和根系浸提液中的酚酸物质的含量及其生物学效应 .结果表明 ,重茬土壤中对羟基苯甲酸和香草酸的含量 (1mol·L-1NaOH提取 )大于正茬土壤 ,且差异达到极显著水平 ,香草醛含量差异不显著 ;重茬大豆根系水提液中对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、香草醛、香豆素含量均高于正茬 .大豆连作条件下土壤多酚氧化酶活性高于正茬土壤 .重茬大豆根系水提液及在水培条件下外加对羟基苯甲酸对大豆幼苗生长发育有一定的抑制作用 ;酚酸物质加入土壤 1周后 ,对羟基苯甲酸、香草酸、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、香豆素残留率分别为 10 .4%、15 .3 %、4.1%、2 .3 %、5 .0 %、17.5 % ;且外加酚酸浓度与土壤中真菌数量呈极显著指数相关 .     

超积累植物吸收重金属的根际效应研究进展

阐述近年来国内外在超积累植物吸收重金属的根际微生态效应这一领域的最新研究成果 ,介绍了根际微生态效应在植物修复中的应用 ,并对当前超积累植物在根际微生态效应研究中的不足之处和需要进一步深入研究的方向进行讨论。     

根际激发效应的发生机制及其生态重要性

土壤激发效应是指由各种有机物质添加等处理所引起的土壤有机质周转强烈的短期改变。根际是激发效应最主要也是最重要的发生部位。根际激发效应能够反映生态系统土壤碳氮周转的速度,并影响植物、土壤微生物等对养分的获取和竞争,维持生态系统各组分间的养分平衡。虽然对根际激发效应的产生机制已取得一定程度的认知,但是对根际激发效应在土壤碳氮转化过程中的作用机理及其生态重要性依然缺乏足够的理解。该文在论述激发效应的研究历史和主要发生部位的基础上对最新研究进展进行了综合分析,提出了一个具体的根际激发效应的发生机制,深入剖析了影响根际激发效应的生物与非生物因素,并阐释了根际激发效应的生态重要性,对未来根际激发效应的研究方向进行了展望。     

三峡库区消落带典型植物根际土壤磷形态特征

三峡库区消落带生态系统演变对水库安全具有重要影响,其中植物群落演变与土壤氮磷形态转化及释放等广受关注。然而,消落带植物根际效应与土壤磷形态关系及潜在影响并不清楚。选择三峡库区澎溪河消落带为研究对象,分别在冲积潮土、紫色土和水稻土分布的消落区采集典型草本植物(狗牙根、香附子、苍耳)和农作物(玉米)根际、非根际土壤,分析无机磷和有机磷的形态特征,探讨了消落带典型植物生长对土壤磷形态的根际效应及潜在影响。结果表明,土壤类型对土壤磷含量及磷赋存形态具有显著影响,紫色土磷含量最高,且活性磷含量低于冲积潮土和水稻土,表现出磷库稳定性较高;4种植物根际土壤全磷、有效磷及不同形态无机、有机磷(弱吸附态磷WA-P、潜在活性磷PA-P、铁铝结合态磷Fe/Al-P、钙结合态磷Ca-P、残渣态磷R-P)含量均高于非根际,表现出明显的根际富集效应;不同植物根际土壤全磷和有效磷表现为狗牙根>苍耳>香附子>玉米,但磷形态在不同植物根际富集水平不同:活性较高的WA-P、PA-P含量在玉米和苍耳覆盖区均高于狗牙根和香附子,而较稳定Ca-P_i、R-P_i、Fe/...     

污染物在根-土界面的化学行为与生态效应

根-土界面是污染物进入植物体内的主要通道和导致一系列生态安全问题的特殊微生态区,本文提出污染物在根-土界面上的化学行为和生态效应包括根际化学行为与生态效应,根系化学行为与生态效应两个方面的具体内容,并从理论上根据最新的研究进展对这两方面内容进行了探讨,指出根际化学行为与生态效应包括根际pH环境与吸附行为、根际氧化-还原行为、根际化学致毒效应、根际微生物效应及根际生物酶反应等;根系化学行为与生态效应包括根系分泌物、根系酶系统的影响、干扰正常生理过程、改变细胞结构与功能、干扰生物大分子的结构和功能等,并阐述根-土界面上的化学行为和生态效应在污染生态学中的重要性以及研究中存在的问题。     

根际沉积及其在植物-土壤碳循环中的作用

植物根际沉积是一种重要的植物与土壤交换的界面过程,在土壤碳周转方面具有重要的作用;根际碳的沉积也是联系植物、土壤及微生物的桥梁.本文就近年来关于根际沉积中碳平衡、碳循环等相关研究,阐述了根际碳沉积的机制,探讨了相关试验中存在的问题,以及不同植物品种、种类和生育期根际沉积的差异和根际沉积物与土壤呼吸的关系,指出了根际沉积在植物 土壤体系中碳循环的重要作用.在此基础上,提出了未来的研究领域及方向.     

根际效应对大豆田土壤线虫群落组成及多样性的影响

根际作为重要的环境界面是植物与环境之间物质能量交换的场所,关于根际效应的研究已成为土壤生态学的新兴热点领域,然而有关大豆根际效应对土壤动物多样性影响的研究报道并不多见。在三江平原选择连续耕作15a的大豆田,对大豆根际区与非根际区土壤线虫群落结构组成进行了对比分析。结果表明:大豆根际区土壤线虫总数、辛普森多样性指数(Dom)显著高于非根际区,根际区的物种数(S)、物种丰富度指数(SR)显著低于非根际区。说明大豆根际效应增加土壤线虫的丰度,但降低了线虫群落结构的复杂性。大豆根际区植物寄生线虫(PP)、食真菌线虫(FF)和食细菌线虫(BF)数量显著高于非根际区,而PP类群的比例在根际区却显著低于非根际区。这一研究结果表明食微线虫(FF和BF)类群在大豆根际区的比例增加更显著。食真菌与食细菌线虫数量比值(F/B)指示大豆根际区细菌生物量相对高于真菌生物量。研究结果丰富了农田土壤线虫多样性的研究内容,并为我国东北大豆田线虫病害的防治及定制相应的农业管理措施提供参考。     

石灰性土壤上植物根际中Fe,Mn的形态分布及其与植物吸收的关系

研究了石灰性土壤上５种作物品种根际微生态环境中Ｆｅ、Ｍｎ的形态分布．结果表明,交换态Ｆｅ（ＥＸ－Ｆｅ）、碳酸盐结合态Ｆｅ（ＣＡＲＢ－Ｆｅ）、无定形氧化铁（ＡＯ－Ｆｅ）和交换态Ｍｎ（Ｅ－Ｍｎ）、碳酸盐结合态Ｍｎ（ＣＡＲＢ－Ｍｎ）在根际土壤中都呈现明显的累积．各品种根际中的累积量有较大差异．相关分析表明,黄潮土上植株含Ｆｅ量、吸Ｆｅ量与根际土壤ＡＯ－Ｆｅ含量呈显著正相关．根际有效态Ｆｅ累积不仅是根际ｐＨ作用的结果,与根系分泌物对难溶性Ｆｅ活化有关．根际有效态Ｍｎ累积则受到根际土壤Ｅｈ的影响．     

植物根际促生菌的筛选及其对玉米的促生效应

[目的]以不同植物根及根际土壤为研究材料,进行植物根际促生菌(PGPR)的筛选,并探索其植物促生作用机制.[方法]以解磷、固氮、产氨、产IAA和拮抗3种常见病原真菌为筛选标准,测定了初筛菌株的多项促生能力,并通过对这些菌分别单独回接和多菌混接的玉米盆栽试验,测定了其对玉米的促生效应.[结果]从渭南、成阳、安康、商洛和榆林5地分离得到的158株菌中有17株茵具有上述多种植物促生作用的菌株.盆栽试验的测定结果表明:单独接种和多菌混合接种在玉米株高、根长、茎长、茎平均直径和干重方面与对照组相比较都有所增加,尤其是在多个指标上,多菌混合接种所显示出的促生效应均明显优于单菌接种.[结论]所筛选到的具有多种促生能力的菌株,可以为进一步构建植物根际促生菌(PGPR)菌群提供良好的种质资源.     

产铁载体根际菌在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力

产铁载体根际菌(siderophore-producing rhizobacteria,SPR)是一类植物根际促生菌,在植物修复重金属污染土壤中可起重要的辅助作用.本文在综合分析国内外相关研究进展的基础上,阐述了SPR缓解重金属植物胁迫毒害的功能及其提高土壤重金属生物活性的机理,并指出SPR在促进重金属污染土壤中植物的生长、增强植物累积重金属的过程等方面具有较好的应用潜力.对当前研究中存在的SPR提高或降低植物累积重金属的矛盾现象也进行了分析.针对当前研究存在的不足,提出今后应深入研究SPR与植物(尤其是重金属超累积植物)之间的相互作用机理,进一步明确影响铁载体螯合、活化土壤重金属的关键因素,综合考虑铁载体对土壤重金属生物活性和对植物吸收重金属的影响,探索在重金属污染土壤中提高SPR定殖能力的强化方法.