蚯蚓对土壤-植物系统生态修复作用研究进展

土壤-植物系统是生物圈的基本结构单元,土壤与植物之间存在密切的相互反馈.土壤退化导致植物面临各种非生物胁迫,植物的生理代谢遭到干扰,养分获取受到抑制.蚯蚓被称为"生态系统的工程师".蚯蚓能够通过调控土壤物理-化学-生物学特性,改良退化土壤(盐碱土、重金属和有机污染物污染土壤),缓解植物所受胁迫,增加土壤养分有效性,促进...     

松嫩平原盐碱土细菌群落结构及环境互馈关系

【背景】松嫩平原盐碱土中孕育着能抗衡外界盐碱双重胁迫的细菌群。【目的】通过分析松嫩平原盐碱土的理化性质、细菌群落组成及其主控环境因子,为阐明未培养细菌在盐碱土的生物地球化学循环过程中的作用和定向培养功能细菌提供数据支持。【方法】以松嫩平原西部的黑龙江省大庆和吉林省的松原、白城3个地区采集的21份盐碱土样为样本,以细菌16S rRNA基因V4高变区为靶向序列,应用Illumina MiSeq平台,结合生物信息学手段进行深入解析。【结果】松嫩平原盐碱土属于“苏打型（Na₂CO₃和NaHCO₃）”,主要含Na⁺和K⁺及HCO₃^-,pH范围为8.47–10.40。黑龙江省大庆市萨尔图区DC11样本细菌的多样性最高,而黑龙江省肇州县DC2样本的多样性最低。21个样本中的细菌群被归为26个门423个科845个属。其中,以放线菌门（47.3%）、变形菌门（30.3%）、绿弯菌门（7.5%）、芽单胞菌门（7.0%）、拟杆菌门（2.5%）、厚壁菌门（1...     

耐盐碱细菌DQSA1的分离鉴定及盐碱胁迫下对绿豆的促生作用

【背景】近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加剧,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。【目的】从大庆盐碱土中筛选出耐盐碱菌株,验证其促生作用,为改良大庆盐碱土壤提供微生物资源。【方法】采用筛选培养基从大庆盐碱土中获得耐盐碱促生菌,对其进行形态学观察、生理生化和16S rRNA基因鉴定,并测试菌株在盐碱胁迫下对绿豆植株和土壤细菌群落结构的影响。【结果】筛选得到一株耐盐碱促生菌DQSA1,具有固氮、产ACC脱氨酶、产铁载体、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)功能;通过生理生化鉴定和系统发育分析,判定该菌株为卓贝尔氏菌属(Zobellella)。在盐碱土中种植绿豆后接种菌株DQSA1,处理后的绿豆较对照相比根系鲜重、根系干重及叶绿素含量分别增加了33%、32%和79%;植株叶部可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量分别升高了10%、80%和73%;根系的脯氨酸及可溶性蛋白含量分别增加了78%和44%。对种植绿豆的土壤细菌进行高通量测序,发现菌株DQSA1可以在盐碱环境下定殖并促进根瘤菌和鞘氨醇杆菌等有益菌的生长。【结论】菌株DQSA1可以在盐碱条件下调节土壤细菌群落结构并促进植物生长,为改良盐碱土地提供了有效的微生物资源。     

等距开槽结合施用石膏改良苏打盐碱土

采用田间小区试验,研究了等距开槽结合施用石膏对东北松嫩平原西部苏打盐碱土的改良效果。结果表明:等距开槽(20～40cm心土层开槽,槽间距1m)能有效降低开槽点的土壤紧实度,对槽间土壤紧实度也有一定的降低作用,且与对照(不开槽)紧实度的差异达到极显著水平;等距开槽必须结合石膏才能改善土壤的化学性质,加石膏与未加石膏处理的pH和碱化度达到差异显著水平,而电导率值在处理前后差异不显著,开槽松土处理对槽内土壤化学性质改善效果不明显;磷石膏与脱硫石膏在改土效果上差异不显著,石膏配合开槽能有效改善土壤理化性质和植物生长状况,且对槽间土壤改良和植物生长均有一定的促进作用。     

不同土地利用类型盐碱土无机磷组分及其影响因素

为探究不同土地利用类型盐碱土无机磷组分特征及其影响因素，以华北地区典型盐碱地为供试土壤，分析辣椒地、轻度盐碱玉米地、重度盐碱玉米地、向日葵地、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和裸地共8种土地利用类型土壤无机磷组分的差异特征。结果表明：盐碱土壤无机磷组分中Ca₁₀-P所占比例最高，其他磷组分含量依次表现为Ca₈-P>Al-P>O-P>Fe-P>Ca₂-P。冗余分析和相关性分析结果表明，Ca₂-P和Ca₈-P与土壤pH、电导率、钠吸附比呈显著负相关(P<0.05),与速效磷、速效氮、速效钾呈显著正相关(P<0.05),土壤理化因子共解释了36.03%无机磷组分特征。因此，盐碱土中Ca₂-P、Ca₈-P是土壤磷有效性的关键组分，且主要受到pH、电导率和钠吸附比影响。根据8种土地利用类型土壤磷组分差异和理化性质，辣椒和向日葵可分别作为轻度和重度盐碱地改良利用的首选农作物，羊草可作为盐碱地生态修复的草地物种。此外，...     

不同类型盐碱土有机碳及微生物生物量碳的垂直分布特征

基于新疆6种主要盐碱土类型的资料,研究了新疆主要盐碱土有机碳(SOC)和微生物生物量碳(MBC)的分布特征,探讨了其与环境因子的关系.结果表明:SOC在不同类型盐碱土中的大小顺序为纯苏打(CSD)＞氯化物-硫酸盐(L-LS)＞硫酸盐-氯化物(LS-L)＞苏打(SD)＞硫酸盐(LS)＞氯化物(L);除LS和SD、SD和LS-L两两之间SOC没有显著差异外,其他各盐碱土类型之间均存在显著差异(P＜0.05);在垂直剖面上,各盐碱土SOC都随着土层深度的增加而表现出降低的趋势,并存在明显的分层特征;随着土壤盐碱类型和植被类型的变化,MBC在不同类型盐碱土中的大小顺序依次为CSD＞LS＞L-LS＞SD＞LS-L＞L;除L-LS和SD之间没有显著差异外,其他各盐碱土类型之间MBC含量均存在显著差异(P＜0.05);不同类型盐碱土的MBC差别较大,且与SOC含量大小并不一致,可能是微生物需要的生境和食性特征不一样决定的;同一盐碱土类型内,MBC剖面具有显著的分层特征.MBC随深度的增加而显著减少,其递减率在不同盐碱土类型之间存在明显差异;MBC与土壤含水量、土壤容重的关系并不像一般的研究结果认为具有显著的线性相关关系,未表现出明显的规律性.     

松嫩平原盐碱土饱和浸提液与土水比1:5浸提液间化学参数的换算关系

采用饱和浸提液与土水比1:5浸提液两种方法分析了松嫩平原94份盐碱土样品的电导率、钠吸附比、主要阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)以及总阳离子浓度等化学参数,并对两种方法测定的盐碱化参数相关性进行了研究.结果表明:饱和浸提液电导率、钠吸附比、总阳离子浓度、Na+离子浓度与土水比1:5浸提液相应参数存在极显著的相关关系,其关系方程可用于松嫩平原盐碱土饱和浸提液与1:5浸提液间化学参数的换算;而K+、Ca2+、Mg2+离子浓度在两种浸提液间不存在相关性.     

松嫩平原盐碱化土壤蓝藻的分离鉴定

以松嫩平原不同程度的典型盐碱化草地为研究对象,于2005年对土壤蓝藻的生态分布进行了为期一年的调查,测定分析了不同土壤类型蓝藻数量,研究了土壤蓝藻生态分布。结果表明,固氮蓝藻有7个属,其中以丝状种类占优势;土壤蓝藻数量和分布受多方面因素的综合影响,不同土壤类型土壤蓝藻的数量不同,轻度盐碱土差异不明显,中度盐碱土和重度盐碱土中土壤蓝藻数量有较大差异;土壤蓝藻的数量与土壤养分尤其是土壤有机质有明显的正相关关系;过度放牧是土壤次生盐渍化的重要原因,导致了轻度盐碱土蓝藻数量大于中度盐碱土大于重度盐碱土。     

多群落配置下滨海盐碱土壤修复研究进展

滨海土壤盐碱化是中国沿海城市土壤质量健康的重要危害之一,由于受区域气候及地下水位共同影响控制,其盐碱化过程往往不可逆转。目前,众多滨海土壤盐碱污染地区所采用的物理和化学修复手段,存在修复频率高,人工物料成本大,具备二次污染风险等问题,因此,针对该区域土壤进行计划性的乔-灌-草植物群落配置,依靠单一物种在土壤固定深度的精确修复能力和发挥不同物种间的协同净化潜力进行土壤水盐控制及肥力恢复具有重要的生态学意义。本综述总结了近几年滨海盐碱土壤恶化现状,对比分析了多种修复手段各自优劣性,从乔-灌-草多群落配置修复模式的地下部根系系统对土壤不同深度物理结构重塑和肥力培育入手、举例分析多群落系统如何发挥修复潜力。同时,重点探讨了单一群落植物筛选与应用、多群落配置原则等几个修复过程中的关键性步骤,最终对多群落配置修复模式下滨海盐碱土壤复垦进行总结并举例说明,探讨多群落配置下进行盐碱土壤复垦的原理及未来发展方向,以此为基础为未来滨海土壤恢复提出建议,旨在为中国沿海城市滨海盐碱土壤利用提供借鉴。     

不同植物种植对松嫩平原盐碱地土壤理化性质与细根生长的影响

土地利用方式如何影响土壤理化性质及其作用深度一直是土壤生态学的研究热点,但是对松嫩平原退化盐碱地的相关研究匮乏。以肇东实验林场为研究对象,对8种植被类型的3个土层0~60 cm进行采样,共测定13个相关指标,结果显示：不同植被对根系密度、土壤pH、速效磷含量、土壤含水量、电导率、有机碳含量、全氮含量具有显著影响：其中前3个在不同土层的种间差异显著不同,而其余4个指标在60 cm土壤内种间差异一致。具体表现为：0~40 cm水曲柳根系密度最大,但在40~60 cm草地根系密度最大;黄檗的pH值在0~20 cm最大,但是在40~60 cm最小,而草地的pH值在20~60 cm均大于其他植物种类;速效磷含量在0~20、40~60 cm均是樟子松最小,但在20~40 cm层樟子松速效磷含量最高。草地土壤含水量26.7%,显著高于其它,是落叶松的1.8倍,其土壤电导率为503.4 μs·cm^-1,明显大于其它各植被类型;杨树、樟子松的土壤有机碳含量显著低于黄檗、榆树、草地和水曲柳;土壤全氮含量最低的樟子松和杨树仅为草地的72.3%。所有其他养分包括全磷、全钾、速效钾不同植被间没有差异。上述结果说明,与原有植被草地相比,松嫩平原盐碱化土壤造林虽然能降低盐碱化,但同时对水分消耗较大,造林各个树种对土壤养分消耗相差不大,多体现在有机碳和氮。这些发现可为今后该地区种间差异比较、土壤肥力评价、土壤养分收支平衡等研究提供指导。