铅锌银尾矿区土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

通过对浙江省天台铅锌银尾矿区土壤微生物活性指标以及微生物群落功能多样性研究 ,结果表明 ,尾矿污染区土壤几种重金属含量比非矿区土壤有明显的增加。尾矿区土壤微生物特征发生了显著的变化 ,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低 ,但土壤基础呼吸和微生物代谢商 (qCO2 )值却明显升高。Bi olog测试结果显示 ,随着重金属污染程度的加剧其土壤微生物群落结构发生了相应变化 ,尾矿区土壤微生物群落代谢剖面 (AWCD)及群落丰富度、多样性指数均显著低于非矿区土壤 ,且供试土壤间均达极显著水平差异 (p <0 .0 1) ,表明尾矿区重金属污染引起了土壤微生物群落功能多样性的下降 ,减少了能利用有关碳源底物的微生物数量、降低了微生物对单一碳源底物的利用能力     

金川公司矿山绿化区沙生植物重金属吸收特征

以金昌市矿山区主要沙生植物为材料,矿山地区土壤中主要残留重金属Ni、Gu为研究对象,通过对沙生植物重金属吸收特征的分析筛选重金属吸收优势物种。结果表明,矿山绿化区土壤重金属含量高,其中Cu、Ni等远超出国家土壤三类标准,是典型的重金属复合污染型土壤;供试样品中,根系滞留率较大,具有典型的根系囤积重金属特征,能够有效的阻止重金属进入地上部分,具备对Cu、Ni等重金属的排斥机理,利于该地复合型重金属污染土壤的植物稳定。基于4种沙生植物具有生物量大、生长速度快的特点,作为镍铜尾矿库的修复植物有较好的应用前景。     

铅锌矿区重金属污染对微生物数量及放线菌群落结构的影响

采集四川省汉源县富泉乡万顺铅锌矿区5个不同重金属浓度的土壤样品,进行了微生物数量及放线菌多样性的研究。经分离、纯化得到43株不同的放线菌,然后对其进行BOXAIR-PCR和16SrDNAPCR-RFLP分析。结果表明,铅锌矿区重金属复合污染对土壤微生物数量有较大的影响,随着铅锌矿区重金属污染程度的加剧,土壤微生物的总数下降。相关性分析表明,重金属含量与细菌数量呈极显著负相关（P〈0.01）,与放线菌数量、真菌数量呈显著负相关（P〈0.05）。供试菌株的16SrDNA用HaeⅢ、HinfⅠ和TaqⅠ酶切后具有32种遗传图谱类型。BOXAIR-PCR的聚类结果表明在86%的水平上,所有菌株分为10个遗传类型,结果基本与16SrDNAPCR-RFLP聚类差异不大。来源于高重金属的含量样品的菌株基本聚在一起,可能是重金属含量影响了放线菌的分布。同时,16SrDNA序列聚类分析结合系统发育树分析表明链霉菌属是汉源铅锌矿区主要的放线菌属并且具有遗传多样性。     

Fe2+对水稻生长及土壤微生物活性的影响

通过盆栽试验,模拟冷浸田土壤亚铁毒害,研究了土壤-水稻-亚铁-微生物相互作用的体系中,外加Fe2+ 不同处理水平 (0、 100、 200、 400、 800和1600 mg/kg) 对水稻苗期和分蘖期相关生理指标、 土壤微生物活性及其生态特征的影响。结果表明, 在含一定亚铁本底（207.77 mg/kg）的正常稻田土壤中,外源性Fe2+的加入将逐步抑制水稻生长、 降低土壤微生物活性。外源Fe2+浓度达100 mg/kg后,水稻的株高、 干物质积累量显著降低; 水稻叶片生理指标叶绿素含量（SPAD值）、 脯氨酸含量、 抗氧化酶系统活性则显著增加,表明外源Fe2+浓度100 mg/kg 是本研究条件下外源Fe2+ 对水稻生长产生显著毒害影响的临界点; 同时随外源Fe2+浓度的增加, 土壤微生物活性指标土壤微生物量碳、 微生物三大基础菌系总量（细菌、 真菌、 放线菌）、 功能菌系总量（氨化细菌、 固氮菌、 纤维分解菌）、 铁还原菌总量总体是先快速下降,后逐渐平稳降低。 半效应浓度EC50分析表明,外源Fe2+浓度100 mg/kg 为多数土壤微生物活性指标（微生物基础菌系总量、 功能菌系总量、 铁还原菌）EC50变化的临界值; 体系中土壤微生物活性指标和水稻生长指标的变化存在显著的相关性, 表明供试土壤亚铁对水稻生长的影响是亚铁对土壤-植物-土壤微生物系统同步影响的结果。综上结果可知,外源Fe2+浓度100 mg/kg为导致供试土壤中水稻生长及土壤微生物活性受到显著负效应的临界值,进而推知,本研究所用土壤对水稻生长和微生物活性的亚铁毒胁迫临界浓度约为300 mg/kg（含本底）, Fe2+含量超出该浓度时,需采取合理的农艺措施控制其负效应。     

三七种植土壤中主要污染物累积及微生物特性变化

通过野外采样及室内分析研究了三七不同种植年限土壤中主要污染物积累以及土壤酶活性和微生物功能多样性的变化特征。结果表明:Zn、Cr、Cd、As、Ni、Hg、Cu含量均超过国家土壤环境质量二级标准,其中As、Cd污染程度最严重;随着三七种植年限增加,土壤中重金属Cu、Cr累积量增加。有机氯农药五氯硝基苯及毒死蜱在土壤中也存在一定程度的残留,其平均含量分别为42.6和79.4μg/kg。随着三七种植年限的增加,土壤微生物碳源利用能力逐渐增强,群落物种均一度发生变化,而土壤脲酶、脱氢酶活性呈明显的先提高后下降的趋势。冗余分析表明As、Ni对土壤微生物活性及多样性起主要抑制作用。     

不同间种模式对作物富集重金属的效率及风险评估

环江县是广西粮食主产区,该地区重金属污染严重,但国内对于重金属复合污染的修复技术缺乏。为了降低复合污染土壤上种植的农作物体内重金属的含量,越来越多的人开始研究不同种植模式对作物吸收重金属的影响,间种模式可以调节田间养分利用,减少植物对重金属的吸收,对土壤修复及产品改良有效。以矿区污染农田为背景,供试土壤为铅锌硫铁矿山的尾砂坝坍塌污染的土壤,进行了蜈蚣草- 玉米、蜈蚣草- 大豆、大豆- 玉米、甘蔗- 大豆的间种试验,试验采用随机区组设计,试验时间1 年,用原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法测定重金属含量,通过对比分析单种与间种作物各部位中的Zn、As、Cd、Pb 的含量,探究间种模式对作物重金属的富集量和作物安全性的影响。结果表明,作物重金属含量变化受间种影响明显,玉米- 大豆间种模式比玉米单种籽粒中Pb 的含量下降38%。作物不同部位对重金属的富集能力也不同,As 在大豆体内的分布规律为叶> 茎> 根,而Pb 则为根> 叶> 茎。综上所述,在复合污染土壤中,间种可明显改善重金属对植物的污染,这些结果肯定了间作是重金属污染土壤修复的一个可能切入点。但在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险,污染土壤还需进一步治理。     

重金属富集植物车前草对镍的响应

不同肥力土壤上重金属镍对车前草生长及生物量的影响研究表明:车前草对重金属镍有忍耐作用,土壤中镍含量达到近150mg/kg时,车前草仍然能正常生长,生物量并未显著下降;车前草在镍污染处理水平相同条件下,生物量与土壤中氮的含量呈正相关(P<0.01);车前草地上部干重与土壤中含镍浓度呈负相关(P<0.01);车前草根系含镍浓度与土壤中含镍浓度呈正相关(P<0.01)。土壤肥力较低时,车前草对土壤镍的富集率较高(6.17%)。车前草适合镍中等污染土壤的修复。     

南疆温室和菜地土壤微生物学特性比较

对阿拉尔垦区使用 1 0年以上的温室和菜地土壤农化性质、土壤微生物区系、土壤微生物活性进行初步分析。结果显示 :温室土壤NO3 N含量、总盐含量明显高于菜地 ,pH也略有下降 ,土壤存在次生盐渍化的威胁。两种不同利用方式的土壤微生物区系均以细菌占绝对优势 ,说明细菌是土壤物质分解的主要参与者 ,微生物区系变化趋势与土壤肥力相似。温室土壤由于NO3 N含量、总盐含量增加 ,因而微生物活性下降     

重金属污染土壤的植物修复研究：Ⅱ.金属富集植物Brassica Juncea根 …

本文在盆栽试验的基础上研究了不同程度的外源重金单一及复合污染下富金属植物印度芥菜根际土壤中微生物数量的变化。研究结果表明,根际中细菌的数量明显多于放线菌,真菌。细菌生长对重金属和植物生长最敏感,其次为放线菌。含高镉的金属复合污染处理对细菌、线圈的生长有抑制作用,加铜对细菌有刺激效果。在低于重金属致死临界浓度时,植物根率的存在对细菌的数量的影响会大于重金属元素的影响。印度芥菜根际土壤中微生物数量的变     

基于ArcGIS的潍坊市土壤重金属污染现状与空间分布研究

[目的]了解潍坊市土壤重金属污染现状及其在空间上的分布规律,为该区土壤重金属污染防治和农业生产的合理安排提供指导。[方法]在土壤重金属污染调查的基础上,以ArcGIS为操作平台,采用地质积累指数分析潍坊市土壤重金属污染状况,并绘制空间分布图。[结果]潍坊市大部分地区土壤重金属未产生污染,但在某些地区镍的污染等级达到3级;8种重金属污染程度依次为:HgNiZnCrPbCdCuAs;土壤中Cd,Ni,Pb,Hg受土壤质地影响,Cd,Ni,Pb易在砂土中富集,Hg易在黏土中富集;重金属元素浓度与土壤pH值相关性较差;Hg的浓度与土壤有机质有着非常显著的正相关关系(p0.01);Ni污染存在着复合现象;重金属元素中,Cu,Cr,Ni在空间的分布主要集中于青州—临朐—昌乐交界处和安丘—诸城交界处。[结论]土壤重金属污染分布与人类活动有关,应加强地区交界处的环境管理力度。     

植物修复对重金属镍污染土壤微生物群落的影响

采用室内盆栽试验方法,研究了外源镍污染土壤的植物修复对土壤微生物群落的影响。试验用水稻土中添加NiSO4.6H2O(100~1 600 mg kg-1)经过12周的驯化培养后,种植了2种超累积植物和1种耐性植物,经110 d的试验后进行了植物修复后土壤微生物活性的分析。结果表明,非根区土中添加镍的质量分数为100 mg kg-1时,对土壤中细菌、真菌和放线菌总数有一定的促进作用,土壤中微生物生物量最大;当添加镍的质量分数大于100 mg kg-1时,将对土壤微生物群落造成不利的影响。在植物修复过程中,通过植物的减毒(吸收重金属)作用和根系分泌物的作用,改善了土壤微生物的生存环境,提高了土壤微生物的数量和生物量。经过植物修复后,根区土壤微生物较非根区土壤的丰富,土壤微生物群落总DNA序列多样性指数相应增加,但不同植物对根区土壤微生物的贡献是不同的。     

不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化及其相关微生物和酶活性的影响

为探讨不同污染方式的Pb对茶园土壤氮素转化的影响，采用盆栽试验对累积和一次性添加不同浓度Pb条件下茶园土壤中氮素含量、相关微生物和酶活性进行了研究。结果表明：累积污染处理的土壤中Pb全量和有效态含量高于一次污染处理。Pb污染对土壤、茶苗植株的氮含量影响表现为：增加土壤中全氮和¹⁵N含量，减少茶苗地上部全氮和¹⁵N含量。添加Pb浓度为900 mg/kg时，累积污染处理促进根系全氮和¹⁵N含量，一次污染则显著抑制；累积污染处理的茶苗根和地上部中的氮含量显著高于一次污染(P<0.05)。Pb污染对氮循环相关微生物的影响表现为：氨化细菌、自生固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌的数量减少，反硝化细菌的数量增加。Pb的不同污染方式对茶园土壤与氮循环相关微生物数量的影响不显著(P>0.05)。Pb污染抑制脲酶、亚硝化还原酶和硝酸还原酶活性，对蛋白酶活性存在“低促高抑”现象；高浓度Pb(900 mg/kg)污染时，累积处理显著增加土壤羟胺还原酶活性，一次处理则显著抑制。两种污染方式对土壤脲酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性的影响因Pb...     

Seasonal influence of climate manipulation on microbial community structure and function in mountain soils

Microbial communities drive soil organic matter (SOM) decomposition through the production of a variety of extracellular enzymes. Climate change impact on soil microbial communities and soil enzymatic activities can therefore strongly affect SOM turnover, and thereby determine the fate of ecosystems and their role as carbon sinks or sources.To simulate projected impacts of climate change on Swiss Jura subalpine grassland soils, an altitudinal soil transplantation experiment was set up in October 2009. On the fourth year of this experiment, we measured microbial biomass (MB), microbial community structure (MCS), and soil extracellular enzymatic activities (EEA) of nine hydrolytic and oxidative extracellular enzymes in the transplanted soils on a seasonal basis.We found a strong sampling date effect and a smaller but significant effect of the climate manipulation (soil transplantation) on EEA. Overall EEA was higher in winter and spring but enzymes linked to N and P cycles showed higher potential activities in autumn, suggesting that other factors than soil microclimate controlled their pool size, such as substrate availability. The climate warming manipulation decreased EEA in most cases, with oxidative enzymes more concerned than hydrolytic enzymes. In contrast to EEA, soil MB was more affected by the climate manipulation than by the seasons. Transplanting soils to lower altitudes caused a significant decrease in soil MB, but did not affect soil MCS. Conversely, a clear shift in soil MCS was observed between winter and summer. Mass-specific soil EEA (EEA normalized by MB) showed a systematic seasonal trend, with a higher ratio in winter than in summer, suggesting that the seasonal shift in MCS is accompanied by a change in their activities. Surprisingly, we observed a significant decrease in soil organic carbon (SOC) concentration after four years of soil transplantation, as compared to the control site, which could not be linked to any microbial data.We conclude that medium term (four years) warming and decreased precipitation strongly affected MB and EEA but not MCS in subalpine grassland soils, and that those shifts cannot be readily linked to the dynamics of soil carbon concentration under climate change.     

铅锌矿区污染土壤微生物活性研究

通过野外调查和采样分析，研究了浙江衢州铅锌矿区土壤的微生物、土壤酶活性及植物重金属积累特性。结果表明：矿区污染区土壤Ph、Zn、Cd、Cu全量的平均值分别是对照土壤的267．8倍、132．6倍、41．8倍、17．0倍。矿区植物体内重金属含量与土壤重金属全量和有效态含量呈显著正相关。矿区土壤随着重金属含量的增加，土壤微生物生物量碳逐渐降低，而土壤基础呼吸、微生物代谢商则升高，矿区中心污染土壤微生物生物量碳只有对照土壤的72％，而基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1．6倍和2．3倍。铅锌矿口附近污染区土壤酶活性较低，对照土壤的各种酶活性最高。其中土壤脱氧酶的活性变化最大，作为矿区重金属污染的指标更灵敏。     

铅胁迫对黄褐土微生物区系和功能多样性的影响

为了筛选出黄褐土中对铅污染敏感的指示微生物,本研究采用室内培养试验研究不同铅浓度对土壤微生物区系和功能多样性的影响。结果表明,向土壤中添加硝酸铅显著降低了可培养细菌、放线菌和真菌微生物的种群数量,这种抑制作用随着铅浓度的升高而增强,随着培养时间的延长而减弱。铅浓度、细菌、真菌和放线菌数量两两间呈极显著负相关关系。低浓度铅处理（100 mg kg?1）在培养初期（1 d）显著减少了可培养细菌和放线菌的数量,降低率分别为27.43%和30.89%;高浓度铅处理（2500 mg kg?1）在整个培养期内均对真菌数量产生显著抑制作用,且抑制率维持在90%左右。从培养初期到中期（1 ~ 14 d）,随着铅浓度升高土壤微生物群落活性和功能多样性指数显著下降（中浓度铅处理除外）,培养后期（28 d）各个浓度铅处理的土壤微生物的丰富度和优势度均显著增加。与对照、低浓度铅和高浓度铅处理相比,中浓度铅处理（500 mg kg?1）更有利于保持黄褐土较高的微生物的群落代谢活性和功能多样性。本研究中3 种可培养微生物功能群对黄褐土添加硝酸铅的敏感度依次是放线菌,细菌和真菌。研究表明,在黄褐土地区真菌可以用来指示较为严重的土壤铅污染状况,放线菌和细菌可以用来指示铅污染程度较轻的土壤环境状况。     

乐果与Cd2＋复合污染对土壤微生物生态效应研究

土壤微生物数量及土壤酶活性是描述土壤的重要生物学指标。在实验室控制条件下,研究了农药乐果、Cd2＋单一污染及乐果与Cd2＋复合污染对土壤3大类群微生物数量和主要土壤酶活性的影响。结果表明,Cd2＋和乐果复合处理对土壤中微生物生长存在着明显的拮抗作用,复合抑制效应顺序为放线菌〉真菌〉细菌;而对土壤酶活性均有明显的协同作用,复合抑制效应顺序为蛋白酶〉蔗糖酶〉脲酶。单一污染时,100mg·kg-1乐果的处理可不同程度地抑制这些生物学指标,其中对土壤微生物数量的抑制效应顺序为真菌〉放线菌〉细菌,对土壤酶活性的抑制效应顺序与乐果和Cd2＋复合污染顺序一致;50mg·kg-1浓度的乐果对这些指标几乎无影响。     

造纸污泥堆肥对酸性土壤铝污染的影响

通过盆栽试验,研究在砖红壤中施加富含铝盐的造纸污泥堆肥后,土壤－作物体系中的铝毒效应。试验结果表明：盆栽初期,添加造纸污泥堆肥各处理土壤中的总酸溶性铝和总单核铝浓度较CK呈显著上升趋势,并随堆肥用量的增加而增加;随着种植时间推移,各处理（除了CK）总酸溶性铝和总单核铝浓度显著降低,且在盆栽结束时各处理总酸溶性铝浓度均低于原砖红壤中总酸溶性铝浓度;在整个盆栽期间,总单核铝是土壤中活性铝的主要存在形态;添加堆肥的各处理玉米植株的根部和地上部分铝含量均显著小于CK,玉米的生长状况均优于CK,说明在酸性土壤中添加造纸污泥堆肥,能起到很好的肥效作用,且不会对玉米生长形成铝毒效应,其中10%为本试验的最佳配比;另外,土壤理化性质测定结果显示：添加造纸污泥堆肥能有效减缓土壤酸化、增加土壤有机质和有效磷含量,提高土壤质量。     

钢渣施用对多金属复合污染土壤的改良效果及水稻吸收重金属的影响

通过盆栽实验和大田实验研究了钢渣施用对多金属复合污染土壤pH、有效硅、有效态重金属含量（镉、铅、铜、锌）以及水稻吸收重金属的影响。盆栽实验设置5个处理,分别是CK（无钢渣）、SS3和SS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1100目钢渣）、FSS3和FSS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1180目钢渣）;大田实验设置两个处理：CK（无钢渣）和SS（加入3g·kg-1100目钢渣）。结果表明,盆栽实验土壤pH值及有效硅含量随钢渣施用量的增加和粒径的减小显著上升,土壤有效态重金属含量则出现显著下降。水稻地上部重金属浓度在施加钢渣后均显著降低,并且远低于地下部浓度;大部分钢渣施加处理对降低地下部重金属浓度也有显著效果。大田实验结果显示,钢渣改良的处理,不仅提高了水稻产量,稻米中的重金属浓度也得到了大幅降低,并达到了国家食品安全标准。综合来看,施用钢渣可有效改良多金属复合污染土壤的性质,抑制水稻对重金属的吸收和转运,降低水稻特别是其地上部的重金属浓度。     

腐殖酸生物活性肥料对冬小麦生长及土壤微生物活性的影响

施用腐殖酸生物活性肥料对冬小麦生长和土壤微生物活性的试验结果表明,于等量无机养分水平下,施用腐殖酸生物活性肥料冬小麦群体发育平稳,改善植株性状明显,增强抗逆性能。与施用无机复混肥和习惯施肥处理相比,施用腐殖酸生物活性肥料,冬小麦穗长分别增加0.4和0.5cm,旗叶面积分别增加0.7和1.1cm2,次生根条数分别增加1.3和2.2条。产量构成因素中有效穗数,穗粒数和千粒重施用生物活性肥处理也明显高于无机复混肥和习惯施肥,其产量分别增加9.0％和15.2％,差异达显著水平。同时腐殖酸生物活性肥料能够促进土壤有益微生物繁衍,使土壤微生物数量明显增加,提高土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,对提高肥效,增强土壤肥力,改善作物营养环境有一定作用。     

Plant roots and species moderate the salinity effect on microbial respiration,biomass, and enzyme activities in a sandy clay soil

The aim of this study was to determine the effects of plant absence or presence on microbial properties and enzyme activities at different levels of salinity in a sandy clay soil. The treatments involved five salinity levels—0.5 (control), 2.5, 5, 7.5, and 10 dS m^?1 which were prepared using a mixture of chloride salts—and three soil environments (unplanted soil, and soils planted with either wheat or clover) under greenhouse conditions. Each treatment was replicated three times. At the end of the experiment, soil microbial respiration, substrate-induced respiration (SIR), microbial biomass C (MBC), and enzyme activities were determined after plant harvest. Increasing salinity decreased soil microbial properties and enzyme activities, but increased the metabolic quotient (qCO₂) in both unplanted and planted soils. Most microbial properties of planted soils were greater than those of unplanted soils at low to moderate salinity levels, depending upon plant species. There was a small or no difference in soil properties between the unplanted and planted treatments at the highest salinity level, indicating that the indirect effects of plant presence might be less important due to significant reduction of plant growth. The lowered microbial activity and biomass, and enzyme activities were due to the reduction of root activity and biomass in salinized soils. The lower values of qCO₂ in planted than unplanted soils support the positive influence of plant root and its exudates on soil microbial activity and biomass in saline soils. Nonetheless, the role of plants in alleviating salinity influence on soil microbial activities decreases at high salinity levels and depends on plant type. In conclusion, cultivation and growing plant in abandoned saline environments with moderate salinity would improve soil microbial properties and functions by reducing salinity effect, in particular planting moderately tolerant crops. This helps to maintain or increase the fertility and quality of abandoned saline soils in arid regions.