茶树根际土壤磷的解吸特性

为了探明茶树根际土壤磷的释放过程与供应机制,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的解吸过程与特性,并用最小二乘法进行最优函数拟合.结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的解吸过程有明显的差异.茶树根际土壤的磷解吸能力极显著高于非根际土壤;与非根际土壤相比,根际土壤的平均有效磷含量、平均解吸率和平均β值(单位吸附量中的解吸量)分别高出5.49 mg.kg-1、1.7%和24.4%.不同成土母质发育的茶树根际土壤磷解吸能力为花岗岩风化物>第四纪红色粘土>板页岩风化物.随着种植年限的延长,3种母质茶树根际土壤的有效磷与磷解吸能力均有不同程度地提高.     

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。     

外源有机质对土壤中菲的增强固定作用

从吸附、解吸、可萃取态残留变化3个方面,研究了外源有机质对粘壤土、砂粉土和粉壤土中菲的增强固定作用.外源有机质为有机商品肥和泥炭.结果表明,施加外源有机质后,供试土壤对菲的吸附等温线仍呈线性,分配作用为土壤吸附菲的主导机制.有机商品肥或泥炭能显著促进供试土样对菲的吸附.施加同量的外源有机质,土壤吸附菲的Kd值的增加幅度与土壤有机碳含量（foc）成正比,表明土壤的foc越大,外源有机质对菲吸附的促进效果越好.解吸实验表明,施加外源有机商品肥或泥炭能够抑制土壤中菲的解吸,解吸量显著低于原土.经64d培养,施加外源有机质的3种土壤中的可萃取态残留菲含量降低;由于泥炭的有机质含量高于有机商品肥,施加泥炭的土样中可萃取态残留菲的降幅更大;原土的foc越高,外源有机质对菲可萃取性的抑制效果越明显.可见,施加外源有机质可增强土壤中菲的吸附固定、抑制其解吸、并降低其可萃取态残留.     

外源钙离子对东南景天生长及锌积累的影响

采用水培试验,研究了外源添加不同浓度钙离子（Ca²⁺）对两种生态型东南景天生物量、根系形态及体内锌、钙、硫含量的影响.结果表明：随着外源Ca²⁺浓度的上升,两种生态型东南景天的干物质量均增加,且超积累生态型地上部增加显著(P<0.05);超积累生态型根长和根表面积增加,而非超积累生态型降低;超积累生态型根、茎、叶锌含量随着外源Ca²⁺浓度的增加而上升,但各处理间差异不显著(P>0.05),非超积累生态型地上部锌含量显著降低(P<0.05).非超积累生态型根、茎、叶钙含量与外源Ca²⁺浓度呈显著正相关(P<0.05),超积累生态型根系硫含量与外源Ca²⁺浓度呈极显著正相关(P<0.01).外源Ca²⁺对超积累生态型东南景天锌吸收及积累有促进作用,而Ca²⁺浓度的升高抑制了非超积累生态型东南景天对锌的吸收.适当增加外源Ca²⁺可促进超积累生态型东南景天生长,改善其锌积累能力.     

外源有机质对土壤中菲的增强固定作用

从吸附、解吸、可萃取态残留变化3个方面,研究了外源有机质对粘壤土、砂粉土和粉壤土中菲的增强固定作用.外源有机质为有机商品肥和泥炭.结果表明,施加外源有机质后,供试土壤对菲的吸附等温线仍呈线性,分配作用为土壤吸附菲的主导机制.有机商品肥或泥炭能显著促进供试土样对菲的吸附.施加同量的外源有机质,土壤吸附菲的K_d值的增加幅度与土壤有机碳含量(f_oc)成正比,表明土壤的f_oc越大,外源有机质对菲吸附的促进效果越好.解吸实验表明,施加外源有机商品肥或泥炭能够抑制土壤中菲的解吸,解吸量显著低于原土.经64 d培养,施加外源有机质的3种土壤中的可萃取态残留菲含量降低;由于泥炭的有机质含量高于有机商品肥,施加泥炭的土样中可萃取态残留菲的降幅更大;原土的f_oc越高,外源有机质对菲可萃取性的抑制效果越明显.可见,施加外源有机质可增强土壤中菲的吸附固定、抑制其解吸、并降低其可萃取态残留.     

水溶性有机质对土壤中镉吸附行为的影响

水溶性有机质 (DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种很活跃的组分 .本文以赤红壤、水稻土和褐土作为供试土壤 ,研究了来源于稻秆和底泥的DOM对土壤中Cd吸附行为的影响 .DOM对土壤中Cd的吸附行为具有明显的抑制作用 .这种抑制作用与土壤类型和DOM种类有关 .在 3种供试土壤中 ,无论添加稻秆DOM还是底泥DOM ,都会使Cd的最大吸附容量和吸附率明显降低 ,其下降幅度为17 3%～ 93 9%.在添加同一种DOM的前提下 ,DOM对Cd吸附的抑制作用均为 :赤红壤 >水稻土 >褐土 .如果不添加DOM ,则土壤对Cd的最大吸附容量主要取决于土壤固相的吸附特性 ,添加DOM后土壤对Cd的最大吸附容量则主要取决于液相中的DOM .由此推断 ,传统的看法 ,通过施用有机肥来固定土壤中的Cd并达到治理重金属污染土壤的观点值得商榷 .     

根分泌物在污染土壤生物修复中的作用

对根分泌物在植物根际微生态环境中 ,通过土壤 植物 微生物系统协同作用高效修复重金属和有机污染土壤的环境过程与机理进行了综述。根分泌物在重金属污染土壤植物修复中的作用主要表现在活化污染区重金属元素 ,使固定态转化为植物可吸收态 ,大大提高了重金属的植物有效性 ,通过植物的超积累作用 ,降低土壤中重金属污染物的含量 ;此外 ,根分泌物也可以和重金属形成稳定的螯合体 ,降低他们在土壤中的移动性 ,起到固定和钝化作用。对于有机污染物 ,根分泌物一方面为根际的微生物提供了丰富的营养和能源 ,使植物根际的微生物数量和代谢活力比非根际区高 ,增强了微生物对环境中的有机污染物的降解能力 ;另一方面植物根分泌到根际的酶系统可直接参与有机污染物降解的生化过程 ,提高降解效率。并对此领域今后研究工作的方向做了探讨     

镉在东南景天中的亚细胞分配

采用差速离心技术,比较研究了Cd在矿山生态型东南景天(Sedum alfredii Hance)根、茎、叶中的亚细胞分布.结果表明:矿山生态型东南景天对Cd具有很好的忍受耐和累积能力,非矿山生态型东南景天则不具有这种能力.Cd在矿山生态型东南景天根、茎、叶各部分的亚细胞分配满足F1(细胞壁部分)>F3(可溶部分)>F2(细胞器及膜)规律,且Cd在细胞壁部分的分配占绝对优势;同时矿山生态型东南景天地上部有很好的Cd累积能力.与众多超累积植物相似的Cd亚细胞分配规律和地上部的良好的Cd累积能力.对此植物的Cd亚细胞分布完全不同于非矿山生态型东南景天的情况作了比较分析,结果显示矿山生态型东南景天很可能是一种新的镉超累积种质资源.     

蕹菜不同镉积累品种的根际土壤化学特征

采用根箱试验研究蕹菜低Cd品种(QLQ)和高Cd品种(T308)的根际土壤化学特征.结果表明:QLQ根际DTPA-Cd含量显著高于T308(P0.05).QLQ根际pH、氧化还原电位(Eh)显著高于T308(P0.05),电导率(EC)的表现相反.QLQ根际有机质和水溶性有机质(DOM)含量均高于T308.在污染土壤上,根际低分子量有机酸的组成与含量均存在品种间差异.T308根际检测到乙酸、丙酸、柠檬酸和延胡索酸,而QLQ根际仅检测到柠檬酸和延胡索酸.QLQ根际低分子量有机酸总量(1.93 nmol·g-1DM)极显著低于T308(15.11 nmol·g-1DM,P0.01).与T308比较,QLQ表现出明显不同的根际土壤化学特征.推测QLQ低Cd积累的根际化学机理可能在于:较高含量的有机质、较低含量的低分子量有机酸及其特异性组成,以及较低的酸化和还原能力,导致其对土壤Cd的活化能力较低,从而降低植株对Cd的吸收积累.     

土壤氮磷添加下豆科草本植物生物固氮与磷获取策略的权衡机制

豆科草本植物固氮是陆地生态系统重要的自然氮输入方式, 影响着草地生产的经济性和可持续性。为探讨氮磷交互作用影响豆科草本植物生物固氮率的潜在生理生态机制, 该研究选取8种豆科草本植物分别种植在对照、氮肥添加、磷肥添加和氮磷耦合添加处理的土壤中, 进行野外盆栽实验。测定了初花期植物生物量和营养含量、根部碳水化合物含量、根际pH、根际柠檬酸含量、根际有效磷含量、植物根瘤生物量、磷含量及其生物固氮率。主要结果: 依赖于豆科物种, 氮添加显著促进了豆科草本植物根际磷的活化, 降低了根生物量分配以及根系非结构性碳水化合物含量。在两种磷添加处理下, 氮添加导致8种豆科草本植物根瘤生物量平均下降27%-36%, 生物固氮率平均下降20%-33%。磷添加降低了根际的磷活化, 但促进了豆科草本植物根系发育和非结构性碳水化合物的积累。在施氮和不施氮条件下, 磷添加分别使8种豆科草本植物的生物固氮率提高了45%-69%和0-47%。氮添加降低豆科草本植物生物固氮率, 其原因是氮添加提高了植物磷需求, 为活化更多磷, 豆科草本植物降低根系生物量和根系非结构性碳水化合物的含量, 导致根瘤发育受到限制。在氮添加的同时进行磷添加, 能够改善土壤氮磷平衡, 促进根系生长和非结构性碳水化合物积累, 缓解了增氮对生物固氮的抑制作用。     

施硒对水稻土壤硒有效性的影响

硒在华南稻区酸性土壤中极易被固定使其有效性较低.本研究旨在通过盆栽试验,探明施用硒肥对水稻根际和非根际土壤硒有效性的影响.结果表明: 施硒能提高水稻产量,增加籽粒硒含量;水稻根际土壤中水溶态硒、交换态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物-硫化物结合态硒和残渣态硒含量均低于非根际土壤.各施硒处理之间,根际和非根际土壤中硒的迁移系数没有显著差异;施硒对根和叶片之间硒的迁移系数也没有显著影响,但是施硒提高了叶片和籽粒之间硒的迁移系数.施用0.5 mg·kg^-1硒增加了水稻根系有机酸的分泌,而施用1.0、5.0 mg·kg^-1硒则降低了有机酸的分泌.根系有机酸的分泌对根际土壤pH值影响不大,根际土壤pH值反而高于非根际土壤,但施硒显著降低了根际土壤pH值.随着施硒水平的提高,根际土壤黏土矿物(高岭石)的红外吸收光谱不断增强.施入土壤中的硒多转化为水稻难以吸收利用的形态,且不易向根际移动.根系分泌的有机酸也并不是通过影响土壤pH值来提高土壤硒的有效性.     

种植转Bt基因棉土壤中Bt蛋白的分布

采用盆栽试验结合酶联免疫法(ELISA)测定了转Bt基因抗虫棉及常规棉花不同生育期根际及非根际土壤中的Bt蛋白含量.结果表明:红壤、黄棕壤及黄褐土种植转Bt基因棉花后根际土中Bt蛋白含量显著高于非根际土,而种植常规棉花的根际土与非根际土中Bt蛋白含量差异不显著.在初蕾期转Bt基因棉根际土中的Bt蛋白含量为黄褐土＞黄棕壤＞红壤,分别为常规棉根际土的144%、121%和238%;而在盛花期为黄棕壤＞黄褐土＞红壤,分别为常规棉根际土的156%、116%和197%.无论种植转Bt基因棉还是常规棉,供试土壤的根际和非根际土中Bt蛋白含量都随棉花生育期的推进先增加后减少,在盛花期达最大值.整个生育期内,转Bt基因棉根际土中的Bt蛋白含量大于其非根际土;种植转Bt基因棉土壤中Bt蛋白含量高于常规棉,说明转Bt基因棉花的Bt蛋白可释放到根际土中.     

Respiration and microflora of the rhizosphere soil of wheat influenced by foliar application of urea

The numbers of micromycetes and bacteria were investigated with respect to oxygen consumption in the rhizosphere soil of wheat and in non-rhizosphere soil. Plants after foliar application of urea (2 % solution) and non-treated plants were cultivated in degraded chernozem and garden soil in a green-house. Changes in oxygen consumption by the suspensions of rhizosphere and non-rhizosphere soils corresponded to changes in the number of bacteria designated as the rhizosphere effect (R/S). Values of R/S depended on the presence of organic substrates. Changes in oxygen consumption by the soil suspension from the rhizosphere of wheat occurring due to foliar application of urea corresponded to changes in the amount of microflora. The results obtained are discussed with respect to a possible utilization of the data to follow metabolic activity of soils in a natural environment (in situ) determined according to oxygen consumption by a soil suspension, and to assess changes in the microflora of rhizosphere and non-rhizosphere soil.     

独山子区优势草本植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

以独山子区3种优势草本植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog-ECO微平板法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:3种不同植物根际与非根际土壤微生物代谢活性(AWCD)、丰富度指数Shannon(H)和均匀度指数Mc Intosh(U)均存在不同差异,且博乐蒿根际土壤微生物功能多样性均优于非根际土壤及其他两种植物;根际土壤微生物对糖类、脂类、酸类和胺类碳源物质比较敏感,非根际土壤微生物敏感于酸类、氨基酸类以及糖类碳源,根际土壤微生物对碳源的利用能力更强,且不同植物根际环境微生物碳源利用特征不同;微生物活性、丰富度指数和微生物均匀度指数与土壤pH值、SOM、AP和NO-3-N存在显著正相关(P0.05);博乐蒿根际土壤养分含量与微生物活性均较高,对环境的适应性更强,在独山子区生态环境管理与建设中可对其进行关注。     

不同施肥处理下水稻根际和非根际土壤中氨基糖积累特征

以水稻长期定位施肥试验土壤为研究对象,选取不施肥(CK)、化肥(NPK)、秸秆还田+化肥(NPKS)、30%有机肥+70%化肥(LOM)和60%有机肥+40%化肥(HOM)5种处理,分析水稻分蘖旺期根际土和非根际土中氨基糖积累特征.结果表明: 与CK和NPK处理相比,长期施用有机物料(NPKS、LOM、HOM)显著增加了水稻根际土和非根际土中有机碳、总氨基糖及其氨基单糖(胞壁酸、氨基葡萄糖和氨基半乳糖)含量.不同施肥处理下3种氨基单糖的积累规律不同,说明不同微生物对施肥处理的响应趋势和强度有所不同.受稻田翻耕等均匀化土壤的农事操作影响,各处理总氨基糖含量在根际土与非根际土间无显著差异.氨基糖碳对土壤有机碳积累的贡献范围为24.0～28.3 mg·g^-1,且以NPKS处理最高,HOM和CK处理最低.真菌氨基葡萄糖/胞壁酸比值范围为24.4～36.6,说明该试验点所有处理的根际土与非根际土中有机质的降解与转化过程以真菌为主导,且与NPK和CK相比,NPKS处理的真菌参与度提高,而施用HOM处理的细菌参与度提高.     

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。     

铜尾矿库区狗牙根根际土壤铜的形态变化

通过野外调查和室内分析,对安徽省铜陵市铜尾矿库区狗牙根根际土壤Cu的形态进行了研究．结果表明,尾矿库区狗牙根根际与非根际土壤Cu大部分为矿物态Cu,交换态Cu含量偏低．与非根际土壤相比,狗牙根根际土壤pH值下降,有机质含量显著增加．随着狗牙根的生长,根际土壤有机结合态Cu和交换态Cu含量显著增加,其占土壤总Cu量的比例分别增加7．89％和超过5％,碳酸盐结合态Cu和铁锰氧化物结合态Cu含量则有所下降．狗牙根生长促进了根际土壤Cu形态的转化,提高了Cu在土壤中的迁移能力,加之狗牙根的吸收作用,其根际土壤Cu含量显著降低．     

Rhizosphere and non-rhizosphere bacterial community composition of the wild medicinal plant <Emphasis Type="Italic">Rumex patientia</Emphasis>

To investigate bacterial communities between rhizosphere and non-rhizosphere soils of the wild medicinal plant Rumex patientia of Jilin, China, small subunit rRNAs (16S rDNA) from soil metagenome were amplified by polymerase chain reaction using primers specific to the domain bacteria and analysed by cloning and sequencing. The relative proportion of bacterial communities in rhizosphere soils was similar to non-rhizosphere soils in five phylogenetic groups (Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi and Planctomycetes). But there were differences in five other phylogenetic groups (Firmicutes, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes, Verrucomicrobia and Unclassified bacteria). Over 97.24 % of the sequenced clones were found to be unique to rhizosphere and non-rhizosphere soils, while 2.76 % were shared by both of them. Our results indicate that there are differences in the composition and proportion of bacterial communities between rhizosphere and non-rhizosphere soils. Furthermore, the unique bacterial clones between rhizosphere and non-rhizosphere soils of the wild medicinal plant R. patientia have obvious differences.     

Heavy metal uptake and chemical changes in the rhizosphere of Thlaspi caerulescens and Thlaspi ochroleucum grown in contaminated soils

Thlaspi caerulescens (J. and C. Presl) and Thlaspi ochroleucum (Boiss. ex Heldr) were grown in three different soils containing moderate to high amounts of heavy metals in a pot experiment, using a rhizobag technique. T. caerulescens accumulated significantly more Zn in the shoots than T. ochroleucum. The concentrations of Zn in the shoots of T. caerulescens ranged from 3100 to 8100 mg kg^-1 dry matter (DM), but only from 800 to 1600 mg kg^-1 DM in T. ochroleucum. Total uptake of Zn in the shoots of T. caerulescens was about 5 times that of T. ochroleucum. In contrast, the differences between the two species in the uptake of Cd, Cr, Cu, Ni and Pb were generally small. Concentrations of mobile Zn (extractable with 1M NH₄NO₃) in the rhizosphere and non-rhizosphere soils decreased considerably after growth of both plants, but the decreases were greater with T. caerulescens than with T. ochroleucum. The decreases in the mobile fraction accounted for less than 10% of the total Zn uptake by T. caerulescens indicating that this species was effective in mobilising Zn from less soluble fractions in the soils. The rhizosphere soils tended to have higher concentrations of mobile Zn than the non-rhizosphere soils, probably because of the lower pH in the rhizosphere. The pH in the rhizosphere soils was 0.2-0.4 units lower than that in the non-rhizosphere soils at the end of the experiment. However, there were no significant differences between the two species in the degree of rhizosphere acidification. The results suggest that T. caerulescens has potential for removing Zn from moderately to highly contaminated soils, but that this ability was not related to the pH changes in the rhizosphere.     

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P0.01)和154%(P0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P0.01)和132.3%(P0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。