农田土壤好氧氨氧化和甲烷氧化交互作用机制的研究进展

从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律,以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果,并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。未来研究应充分利用学科交叉,结合宏观结果和土壤微观动态过程,揭示土壤中不可培养微生物代谢能力及其在土壤生物地球化学循环中的重要作用,逐步实现对土壤生态过程的预测和调控。

不同锌肥对土壤镉有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锌肥对污染土壤中小麦Cd吸收转运的影响,采用盆栽试验,研究了两种锌肥(常规锌肥、缓释锌肥)及其不同用量(13、26、66 mg·kg-1)对根际土壤Cd、Zn有效性和小麦Cd、Zn吸收转运的影响。结果表明:施用两种锌肥均可显著增加土壤有效态Zn含量,但施用缓释锌肥在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期对土壤有效态Zn的贡献显著高于常规锌肥,且不同生育期小麦根部和地上部Zn含量高于相应浓度常规锌肥处理。在拔节期,施用常规和缓释锌肥均能有效降低小麦根部Cd含量,Cd含量分别比对照(未施锌肥)降低了23%~33%和3%~48%,且中、高浓度锌肥同时显著降低了根部-地上部Cd转移系数。常规和缓释锌肥对灌浆期和成熟期小麦地上部Cd含量的降幅分别为21%~54%和13%~43%。虽然高浓度缓释锌肥在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期显著增加了土壤有效态Cd含量,但却显著降低了小麦灌浆期和成熟期根部-地上部Cd转移系数。施用高浓度常规锌肥也能显著降低小麦成熟期根部-地上部Cd转移系数。所有处理中,仅施用高浓度常规和缓释锌肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为19%和29%。相关性分析显示,在小麦全生育期,小麦根部Zn含量与地上部Cd含量呈负相关关系,并且缓释锌肥处理的小麦成熟期地上部-籽粒Cd转移系数随施Zn浓度的增加而减小,表明施用锌肥能有效抑制小麦对Cd的吸收和转运。施用高浓度锌肥抑制Cd从地上部向籽粒转移的效率仍较低,在中重度Cd污染土壤中单施锌肥不能保证小麦的安全生产,需在小麦Cd吸收关键期组合其他阻控技术措施,以进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。

护理工作在股骨干骨折术后膝关节功能恢复中的重要性

目的探讨护理工作在股骨干骨折术后膝关节功能恢复中的重要性。方法对159例行切开复位内固定的股骨干骨折患者由医师制定康复方案,护士具体指导行早期膝关节功能锻炼,并进行疗效评价。结果实验组和对照组的膝关节功能评分结果差异有非常显著性。结论护理工作在股骨干骨折术后膝关节功能恢复中的重要性不容忽视。

老年人髋部骨折围手术期的护理体会

髋部骨折是多发于老年人的常见骨折类型,一般包括股骨颈骨折和股骨粗隆间骨折。近年来许多学者主张手术治疗。多数患者因年老常伴有多种慢性疾病,手术的耐受性差,因而,加强围手术期的护理尤为重要。我科自2004年1月至2006年12月共收治股骨颈骨折122例,手术96例。兹将护理体会报道于下。

苏南地区农业土地利用方式改变对土壤理化及生物学性质的影响

【目的】研究苏南地区稻麦轮作农田转变为桃园对土壤理化及生物学性质的影响,旨在为苏南地区土地合理利用和土壤质量管理提供数据支撑。【方法】于2017年麦季(5月)和稻季(7月)采集研究区稻麦轮作田及由其改为桃园的土壤样品,采用常规方法测定土壤理化性质,96微孔酶标板荧光分析法测定土壤酶活性,实时荧光定量方法测定细菌16S rRNA和真菌ITS基因丰度。【结果】当土地利用方式由稻麦轮作田转变为桃园后,土壤理化性质发生明显变化。与水旱轮作田相比,桃园土壤容重增加,总孔隙度没有明显改变,但毛管孔隙度显著降低,而非毛管孔隙度显著增加,土壤更加紧实,pH有进一步降低的趋势;土壤有机质含量下降,全磷和有效磷含量增加;土壤细菌16S rRNA基因丰度下降,真菌ITS rRNA基因丰度升高,有机质降解的微生物群落由"细菌型"向"真菌型"转化。相应地,土壤中与氮转化相关酶和过氧化氢酶活性降低。从春季到夏季,稻麦轮作田和桃园土壤有机碳含量均下降,稻田降幅较大。另外,两种利用方式下土壤的细菌16S rRNA基因丰度、真菌ITS rRNA基因丰度、纤维素酶和蔗糖酶的活性均显著下降。【结论】苏南地区农业土地利用方式的转变显著增加了土壤容重,改变了土壤孔隙性,增加了土壤全磷和有效磷含量,降低了土壤pH,进而大幅度降低了土壤中氮转化酶活性,并促使土壤微生物菌群由细菌型向真菌型转变,最终影响土壤的养分循环及固碳潜力。因此,土地利用方式改变后,应注重土壤养分的管理。

氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响

从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆(苏C1008)为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明:氟磺胺草醚的施用量(以有效成分计)超过450 g·hm^(-2)时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌(nifH)、氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。

不同增强试剂对二维电场下伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探讨添加不同增强试剂对二维电场下伴矿景天(Sedumplumbizincicola)修复镉(Cd)污染土壤的影响,采用室内盆栽试验,通过构建棒状石墨阳极在花盆四周,垂直网状不锈钢阴极在土壤表层的二维电场,研究了硫粉、菌菇渣溶解性有机质(DOM)和柠檬酸等不同增强试剂及固定直流电场和反转电场等不同电场模式对土壤理化性质、Cd迁移转化、伴矿景天生长和Cd吸收的影响。结果表明:无电场条件下,施加硫粉能使土壤pH下降0.5~1.0个单位,整体提高了土壤有效态Cd含量,并且显著提高了伴矿景天根部对Cd的积累,但显著降低了伴矿景天地上部生物量和地上部Cd积累量;施加DOM和柠檬酸可显著促进伴矿景天生长,但对伴矿景天吸收Cd影响较小,植物地上部Cd积累量分别是不添加增强剂的对照的1.43倍和1.60倍。施加固定直流电场使土壤表层总Cd发生迁移,增加了植物根区土壤总Cd含量,但并未使底层土壤总Cd向表层土壤迁移;反转电场缓解了土壤pH和有效态Cd的变化,使表层土壤总Cd向底层迁移。直流电场与DOM和柠檬酸共同作用时,固定直流电场和反转电场均显著抑制了伴矿景天的生长和对Cd的积累,电场对伴矿景天生长和Cd吸收的影响占主导地位;直流电场与硫粉共同作用时,硫粉对伴矿景天生长和Cd吸收的影响起主要作用。整体上,固定直流电场相较反转电场可增加植物对Cd的吸收,反转电场相较固定直流电场能增加植物生物量。固定直流电场与硫粉共同作用可显著增加伴矿景天根系Cd浓度,其对地上部的Cd吸收也有促进作用。研究表明,在利用伴矿景天修复碱性污染土壤时,电场+硫粉处理可作为一种有效的强化措施,但是硫粉的施用量需要进一步优化。

氟磺胺草醚对不同豆科作物生长及根际固氮菌的影响

为了研究豆田常用长残效除草剂氟磺胺草醚对不同季节豆科作物生长及根际固氮微生物的影响规律与机制,选取春大豆、四季豆、夏大豆、绿豆、蚕豆及豌豆为材料,于春、夏、秋季开展田间小区试验。通过对豆科作物地上部与根部性状的分析,明确不同浓度氟磺胺草醚对豆科作物的药害规律,采用荧光定量PCR技术分析固氮酶nifH基因丰度的变化,明确氟磺胺草醚对豆科作物根际固氮细菌的影响,并通过方差与相关性分析揭示不同豆科植物对氟磺胺草醚的响应模式差异。结果显示:氟磺胺草醚对夏大豆生长及产量无显著影响;1倍浓度(225 g∙hm^(-2))氟磺胺草醚对春大豆、绿豆与豌豆不产生药害作用,且能够使绿豆与豌豆增产3.5%~17.5%,但2倍浓度(450 g∙hm^(-2))会使这3种作物显著减产12.2%~19.6%;氟磺胺草醚对四季豆和蚕豆的药害作用严重,使作物产量显著下降23.0%~61.5%。豆科作物的产量与其根部性状显著相关,高浓度氟磺胺草醚会使6种豆科作物根鲜质量、根瘤数量、根瘤鲜质量均呈显著降低趋势。氟磺胺草醚的施用使作物根际固氮细菌的丰度显著下降,其变化趋势与豆科作物根部性状一致。研究建议氟磺胺草醚的施用量(有效成分用量)为:春大豆、绿豆、豌豆控制在225 g∙hm^(-2),夏大豆可放宽至450 g∙hm^(-2),四季豆和蚕豆不适宜施用氟磺胺草醚。研究表明,作物根际固氮细菌丰度的变化可能是导致结瘤能力改变的原因。

氟磺胺草醚对大豆苗期生长及叶绿素荧光参数的影响

研究氟磺胺草醚施用后大豆苗期生长及生理特征的变化,为农业生产中合理施用除草剂提供科学的依据。以大豆(苏18)为研究对象,采用盆栽试验,分析不同剂量氟磺胺草醚施用对大豆苗期生长及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:氟磺胺草醚施用剂量达到或超过225 g a.i./hm^(2)时显著抑制大豆苗期根系生长,促使叶片过氧化物酶活性以及丙二醛含量上升。氟磺胺草醚施用剂量超过450 g a.i./hm^(2)时会破坏大豆苗期叶片的光合作用,导致大豆生物量下降。从叶绿素荧光成像看,氟磺胺草醚对大豆光合作用的药害随时间增加而逐渐减弱。过量施用氟磺胺草醚会延缓大豆苗期整体的生长发育,破坏大豆苗期光合作用。

华北平原长期施肥和耕作对土壤氨挥发的影响

研究基于两个分别长达28年和26年的氮磷肥配比和免耕培肥定位试验,以冬小麦—夏玉米轮作体系为研究对象,采用通气法对土壤氨挥发进行原位监测。研究结果表明:氮磷肥配合施用降低了土壤氨挥发速率,同时也减少了土壤氨挥发损失量和氮肥损失率,试验中处理高量氮肥磷肥混施处理的氮肥损失率在轮作周期内最低仅为0.58%。在少耕培肥试验中发现表施秸秆促进氨挥发损失,将秸秆翻耕到30 cm可以降低土壤氨挥发。氮磷肥配比试验中施肥后连续测定的时间段内土壤氨挥发速率(y)与土壤铵态氮浓度(x)呈明显的线性相关性,y=0.0016x+0.0052,R^2=0.9263;在少耕培肥试验中二者在一定范围内呈现指数关系,y=0.0312e0.0164x,R^2=0.6557。在氮磷肥配比试验和少耕培肥试验中土壤氨挥发速率的机制模拟函数分别为Y=0.003e0.0015C+0.119W-0.06,R^2=0.559和Y=e0.0036C*(6.241ln T-55.924ln(1-W)-15.011)-4.225,R^2=0.412,可以解释40%～50%土壤氨挥发速率。并且土壤氨挥发速率与气温呈极显著相关(P <0.01),相关系数r=0.42。研究表明,气温对氨挥发有很大影响,通过氮磷肥配合施用以及秸秆翻耕深施都可以减少氨的挥发。

CO_2浓度升高对水体硝化、反硝化作用的影响研究进展

大气CO_2浓度升高潜移默化地影响着水体生态系统的碳循环过程.然而,该过程如何影响与其耦合的氮循环过程仍不明确.水体硝化、反硝化过程作为水体氮循环的重要环节,必然会对大气CO_2浓度升高产生一系列的响应.本文总结了国内外关于大气CO_2浓度升高对水体理化性质、硝化作用、反硝化作用及N形态转化影响方面的研究工作,发现大气CO_2浓度升高会降低水体的p H,增加水中CO_2和HCO_3^-含量,但对富营养化与寡营养化水体中硝化、反硝化作用的影响具有明显差异.大气CO_2浓度升高抑制寡营养化水体的硝化作用和反硝化作用,降低N2_O的释放通量,抑制富营养化水体的硝化作用,但当水体pH在7～9时,可能促进反硝化作用,增加N2_O的释放通量,最终可能导致水体中NH_4^+的积累及NO_3^-浓度的降低,影响水体中微生物的多样性.在此基础上提出目前相关研究存在的瓶颈问题及值得深入探讨的科学问题,为进一步深入理解温室效应背景下全球CO_2浓度升高对水体生态系统N循环的影响提供参考.