施加外源烯土元素对土壤中氮形态转化和有效性的影响

通过温室土培试验,测定了施加不同剂量农用稀土微肥（常乐）后不同采样时间的土壤有效N－NH^ 4-N,NO^-3,N含量和土壤脲酶活性,结果表明,当外源烯土施入量较大时,土壤有效N和NH^ 4-N含量明显降低,而土壤NO^-3的变化不显著,根据化学品安全性评价方法,实验确定外源稀土对土壤NH^ 4-N和有效N浓度影响的无观察效应浓度（NOEC）应为5mg.kg^-1风干土,实验观察到土壤NH^ 4-N含量的降低与土壤脲酶活性的抑制之间有较好的相关性（R^2=0.87),外源稀土对土壤N形态转化和有效性产生影响的主要原因之一,是外源稀土施放量较高时抑制了土壤脲酶参与下的氨化作用,土壤生态系统可以通过自适应过程进行自我调节,恢复N供给的能力。     

地表处理方式对日光温室辣椒水分利用效率及土壤硝态氮、速效磷分布的影响

研究了不同地表处理方式对日光温室辣椒水分利用效率及土壤氮磷分布的影响.结果表明:地表覆盖秸秆 地膜处理的辣椒产量水分利用效率和经济水分利用效率最高,分别达33·04kg·m-3和50·22元·m-3;其次是地表覆盖地膜处理,分别达18·81kg·m-3和28·57元·m-3.不同地表处理方式对0～20cm土壤的硝态氮含量有显著影响,地表覆盖秸秆和覆盖秸秆 地膜处理,分别为31·98mg·kg-1和31·96mg·kg-1,小于对照处理(50·33mg·kg-1);地表覆盖地膜和使用保水剂处理的硝态氮含量较低.与对照相比,各处理辣椒对氮肥的利用均有所增加,耕层硝态氮积累减少.在0～20cm耕层内,地表覆盖地膜处理的速效磷含量最低,为0·72mg·kg-1,其次是地表覆盖秸秆 地膜处理,为0·92mg·kg-1.地表覆盖秸秆 地膜和地表覆盖地膜处理增加了当季作物对肥料的利用率,减少了肥料的损失,提高了产量.     

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.
     

淹水条件对土壤砷形态转化的影响

通过淹水条件下的培养试验, 探讨了外源二甲基砷酸（DMA）、一甲基砷酸（MMA）、砷酸盐［As(V)］在土壤中的动态转化规律. 结果表明: 随着培养时间的推移, 加入土壤中的DMA和MMA均主要转化为As(V), 且土壤中As(V)含量均呈增加趋势, 培养到150 d时土壤中As(V)含量均显著高于1 d时的含量(P<0.01). 外源DMA通过脱甲基化作用, 在30 d内即基本转化为As(V), 且有少量的亚砷酸盐［As(Ⅲ)］生成; 而外源MMA的转化速度相对较慢, 培养60 d后才基本完成向As(V)的转化, 同时伴随少量DMA和As(Ⅲ)的生成; 在淹水条件下外源As(V)含量随培养时间的增加而逐渐降低,该过程中除有少量As(Ⅲ)生成外,其形态基本未发生改变.     

模拟酸雨对污染土壤中Cd、Cu和Zn释放及其形态转化的影响

研究了模拟酸雨连续浸泡下污染红壤和黄红壤中重金属释放及形态转化．结果表明。随着模拟酸雨pH值下降,污染土壤中重金属释放强度明显增大;Cd、Zn释放量与酸雨pH值呈线性极显著负相关．Cu与酸雨pH值呈线性显著负相关．模拟酸雨作用下,污染红壤和黄红壤中Cd均以交换态为主;Cu则以有机结合态和氧化锰结合态为主;Zn在污染红壤中以残留态和交换态为主．在污染黄红壤中以残留态和有机结合态为主．土壤有机质含量和阳离子交换量对Cd、Cu、Zn的释放产生一定的影响并影响Cd、Zn的形态转化,但对Cu形态转化影响不明显,随着模拟酸雨酸度增大,污染红壤和黄红壤中重金属Cd、Cu的生物可利用态明显增多,但难解吸态Zn向生物有效态转化效应不明显．     

水分对林地和草地土壤氮初级转化速率的影响

水分含量是与土壤氮转化相关微生物活性的重要影响因素。本研究以黑龙江省北安市的草地和林地土壤为对象,通过室内培养试验,利用¹⁵N同位素标记技术和FLUAZ数值优化模型研究60%和100%田间持水量(WHC)条件下土壤氮初级矿化速率、初级固定速率、初级硝化速率和初级反硝化速率,以探讨土壤氮初级转化速率对水分含量变化的响应,阐明不同水分条件下土壤中氮的产生、消耗、保存机制及其生态环境效应。结果表明: 土壤水分变化不影响草地和林地土壤氮初级矿化速率和铵态氮固定速率,水分含量由60% WHC增加至100% WHC后显著增加了林地土壤的初级硝化速率,但对草地土壤的初级硝化速率没有显著影响。60% WHC条件下草地和林地土壤的初级反硝化速率可以忽略不计,水分含量增加至100% WHC后土壤初级反硝化速率显著提高,且草地土壤的初级反硝化速率显著低于林地土壤。100% WHC条件下林地土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值(gn/ia)和N₂O排放量均显著高于60% WHC;100% WHC条件下草地土壤的N₂O排放量显著高于60% WHC,但两个水分条件下的gn/ia值无显著差异。表明短期内水分含量的增加可能会增加草地和林地土壤氮转化的负面环境效应,且对林地土壤的影响尤为显著。     

强还原过程对设施菜地土壤重金属形态转化的影响

设施菜地由于污水灌溉、粪肥施用等导致重金属污染.本文通过土柱淹水同时添加玉米秸秆培养和后期通水淋洗,研究强还原法对设施土壤重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)形态转化的影响.结果表明: 强还原处理使土壤pH显著降低,玉米秸秆处理变化更显著;土壤氧化还原电位(Eh)迅速下降至-280 mV左右.玉米秸秆处理可以促进土壤中Cd、Cu、Pb和Zn活化,第9天土壤中有机物及硫化物结合态和残渣态Cd、Cu、Pb和Zn含量比重下降;至15 d培养结束,土壤中4种重金属含量较对照分别减少18.1%、19.0%、16.1%和15.7%.玉米秸秆处理可以增加土壤中Cd和Zn的溶出量,但是Cu的溶出量减少;胶体结合态Cd和Pb含量较对照增加、Cu较对照显著减少、Zn没有显著变化.强还原可以引起设施土壤重金属活化,提高蔬菜积累重金属的风险,而且其随土壤水分的运移可能导致水体的污染.     

氮有效性增加对细根解剖、形态特征和菌根侵染的影响

氮(N)有效性增加对森林生态系统结构和功能有重要影响.细根作为树木地下最为活跃的组分,其对N有效性增加的响应已成为森林生态学研究的热点.本文对N有效性增加条件下细根解剖构造、形态和菌根侵染的响应趋势及潜在机制进行了综述.N有效性增加导致细根皮层厚度、皮层层数和皮层细胞直径下降,外皮层上通道细胞数量减少,而中柱和木质部横截面积,以及导管(或管胞)直径、数量和壁厚度均增加,根解剖构造的响应与植物激素浓度变化有关;N有效性增加后菌根侵染率下降,比根长(单位根干质量的长度)在外生菌根树种中普遍下降,而在内生菌根树种中增加;根直径和组织密度的变化趋势则表现出较大的种间差异.这些个体根和树种水平上的结果对于理解森林生态系统水平上的碳和养分循环具有重要意义.最后,根据目前研究中存在的不足提出了今后的研究方向与问题.     

土壤铁矿物形态转化影响有机碳固定研究进展

铁是地壳中丰度第四高的元素,其可通过多种方式影响土壤有机碳累积,尤其铁氧化物与土壤有机碳相互作用形成的稳定有机-矿物复合物,被认为是土壤可溶性有机碳长期固定的关键地球化学机制。促进土壤固定有机碳不仅可以提高土壤质量和肥力,还是应对全球气候变化的主要策略之一。然而,铁活跃的氧化还原反应和多样化的赋存形态,使其转化过程对土壤有机碳累积和稳定性的影响结果受到诸多生物和非生物因素调控。从不同角度,结合多学科的研究成果,综述了近年来国内外关于铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的相关研究,包括铁矿物形态转化过程、土壤有机碳固定机制、铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的机制及其主要影响因素(各种环境条件、自身的铁矿物性质、碳源质量等方面),强调铁在土壤有机碳固定过程中的重要作用。对铁固定土壤有机碳的相关研究提出了建议,为今后研究提供相关参考。     

氮形态转化途径研究的新进展—厌气铵氧化及其应用前景

20世纪90年代初在污泥处理系统中发现了氮素形态转化的新途径－厌气铵氧化过程,厌气铵氧化过程是铵以亚硝酸根为电子受体在自养细菌参数下氧化成氮气的过程,但目前尚无土壤,河,湖,海底泥等自然系统中是否存在厌氧铵氧化过程的报道,由于该过程无需外加有机碳,耗氧和处理产生污泥少,用于污泥脱氮成本较低,具有很大潜力。     

森林土壤氮转化的微生物功能研究

本文研究了不同林型下土壤(A+6层和A_1层)微生物、土壤酶活性在森林土壤氮转化中的作用。结果表明不同林型下土壤具有不同的固氮作用、反硝化作用、氨化作用和硝化作用速率,即阔叶林>针阔混交林>针叶林。已经证明,固氮作用主要存在于森林土壤的A_1层,反硝化作用主要存在于A_0层。森林土壤存在2种硝化作用过程,即由自养微生物所引起的自养硝化作用过程和异养微生物所引起的异养硝化作用过程。它的存在与林型有关,某些森林土壤中这2种硝化作用过程都存在,如针阔混交林下的A_0层和A_1层。有些林型下土壤,则以异养硝化作用过程为主,如针叶林的A_0层。     

光照条件对土壤—植物系统氮素状况影响的研究

应用盆栽试验 ,通过调节不同光照强度并控制其它条件相互一致的条件下 ,研究了光照条件对土壤 植物系统N素状况以及作物 (莴笋 )产量的影响 .结果表明 ,光照强度的改变会引起作物生长状况的相应变化 ,同时也导致土壤N素 (NH 4 N、NO-3 N)状况、作物吸收N量以及作物对N素吸收速度等的改变 .在试验所处的光照强度范围内 ,光照较强时 ,则作物吸收N素的速度较快、吸收N量增加 ,且产量高 ,但土壤中相应的N素含量(NH 4 N、NO-3 N)则只能维持在相对较低的水平 ;光照较弱时 ,则出现与此相反的情况 .     

抚育间伐对人工林土壤肥力的影响

研究了杉木、马尾松、建柏、柳杉和木荷人工林的抚育间伐对林分土壤肥力的影响.结果表明,杉木、马尾松、建柏、柳杉、木荷间伐后降低了林分的郁闭度.改变了林内的生境条件,促进了林下乡土植被的生长和繁衍,林下植被覆盖度、植被生物量和物种丰富度有了较大幅度的增加,间伐的强度越大.增加的幅度也越大.与不间伐林分相比,各间伐林分两年后土壤微生物数量增加、酶活性增强、土壤容重降低、总孔隙度和速效养分提高,土壤肥力得到了改善和提高.间伐后林分土壤肥力得到提高的实质在于:间伐后林下植被生物多样性的提高诱发了土壤微生物多样性和数量的提高,并由此而增强了土壤的生物活性,加速了土壤养分的循环.     

添加玉米残体对土壤-植物系统中氮素转化的影响

采用盆栽试验和^15N示踪技术对黑土添加玉米残体(秸秆和根茬)土壤-植物系统中氮素转化进行了研究,结果表明,玉米残体还田能够增加土壤氮素含量,减轻因其作为燃烧材料而造成的氮素损失和对大气的污染,玉米残体施入土壤,增加了土壤微生物氮含量,提高土壤氮活性,有利于土壤氮素养分的协调供应,玉米残体配施氮肥与氮肥单施相比,玉米植株氮素累积量相近,但氮素在玉米植株不同器官中的分配比例不同;添加玉米残体能够促进氮素从营养器官向籽粒中转移,提高氮素养分的利用效率,同时,添加玉米残体还可以降低土壤NO^-3-N的累积,减少肥料氮的损失4．7％～5．6％。     

Accumulation and fractionation of rare earth elements (REEs) in the naturally grown Phytolacca americana L. in southern China

The widespread use of rare earth elements (REEs) has resulted in problems for soil and human health. Phytolacca americana L. is a herbaceous plant widely distributed in Dingnan county of Jiangxi province, China, which is a REE mining region (ion absorption rare earth mine) and the soil has high levels of REEs. An investigation of REE content of P. americana growing naturally in Dingnan county was conducted. REE concentrations in the roots, stems, and leaves of P. americana and in their rhizospheric soils were determined. Results showed that plant REEs concentrations varied among the sampling sites and can reach 1040 mg/kg in the leaves. Plant REEs concentrations decreased in the order of leaf > root > stem and all tissues were characterized by a light REE enrichment and a heavy REE depletion. However, P. americana exhibited preferential accumulation of light REEs during the absorption process (from soil to root) and preferential accumulation of heavy REEs during the translocation process (from stem to leaf). The ability of P. americana to accumulate high REEs in the shoot makes it a potential candidate for understanding the absorption mechanisms of REEs and for the phytoremediation of REEs contaminated soil.     

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．     

施氮水平对高产麦田土壤硝态氮时空变化及氨挥发的影响

研究了不同施氮水平对高产麦田土壤硝态氮时空变化和氨挥发的影响.结果表明,高产麦田土壤硝态氮在播种至冬前阶段不断向深层移动,并在140cm以下土层积累.施纯氮96～168 kg·hm^-2处理,增加了60 cm以上土层土壤硝态氮含量,降低了土壤氮素表观损失量占施氮量的比例,提高了小麦籽粒蛋白质含量和籽粒产量,且土壤氨挥发损失较低,基施氮氨挥发损失占基施氮量的4.23%～5.51%;施氮量超过240 kg N·hm^-2,促进了土壤硝态氮向深层的移动和积累,基施氮氨挥发损失、土壤氮素表观损失量及其占施氮量的比例均显著升高,对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,但籽粒产量降低.高产麦田适宜的氮素用量为132～204 kg N·hm^-2.     

模拟氮沉降对长白山岳桦林下草本植物和土壤肥力的短期影响

选取长白山岳桦林中的岳桦-蟹甲草群落（Comm.Betula ermanii-Parasenecio forrestii）、岳桦-藜芦群落（Comm.Betula ermanii-Veratrum nigrum）和岳桦-小叶章群落（Comm.Betula ermanii-Deyeuxia purpurea）开展野外模拟氮沉降实验,采用野外原位模拟实验方法,设置对照（0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（30 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（50 kg·hm^-2·a^-1）和高氮（100 kg·hm^-2·a^-1）4个氮处理水平,测定草本植物生长状况和土壤肥力,研究岳桦林下草本层植物和土壤肥力对氮沉降的短期响应。结果显示：（1）岳桦林下草本植物随氮沉降量的增加而加速生长,小叶章对氮沉降的响应较为敏感,藜芦次之,蟹甲草最弱;（2）氮添加造成林下土壤肥力发生变化,有机质含量下降,特别是岳桦-小叶章群落下的土壤有机质含量下降最明显;土壤总氮和速效氮含量增大,岳桦-蟹甲草群落下的土壤总氮和速效氮增加最多;土壤总磷和速效磷含量减小,岳桦-小叶章群落下的土壤总磷和速效磷含量的减少最多。本研究结果表明氮添加在短期内会促进长白山岳桦林下草本植物生长,尤其是小叶章的生长,加快土壤有机质的分解和磷的释放,逐步改变土壤肥力并反馈给植物,促使其进一步变化。     

Population growth responses of Tetrahymena shanghaiensis in exposure to rare earth elements

This article presents the population growth responses of Tetrahymena shanghaiensis s₁ in exposure to rare earth elements (REEs). Both the light REEs (La, Sm) and the heavy REEs (Y, Gd) were investigated with 24- and 96-hr population growth assays to evaluate their aquatic toxicity. Four end points, cell count, frequency of neutral red (NR) uptake, total protein, and nucleic acid content were employed in the 24-h assay, and a population growth curve was plotted in the 96-h assay. The results of 24- and 96-h assays suggest a dual effect of REEs on T. shanghaiensis of the stimulated growth at low concentrations and the toxicity at higher ones. In the promoted growth of T. shanghaiensis, however, the cell density increased with an increased growth rate and the protein and nucleic acid content per 10⁴ cells undertook no remarkable changes, which suggests possible cell growth control by REE.