萜类物质抑藻效应及富萜植物共培养抑藻研究

为解决夏季淡水水体中蓝藻水华问题,以铜绿微囊藻为研究对象,从薄荷醇、龙脑、香叶醇、穿心莲内酯、芳樟醇以及柠檬醛6种萜类化合物中筛选高效抑藻剂,探讨其抑藻效应、机理、应用方式及生态安全性.研究结果表明,香叶醇与柠檬醛对铜绿微囊藻的抑制效果最佳,且抑制率随浓度增大而增加.在浓度为60mg/L时,香叶醇与柠檬醛最大抑制率分别为86.9%、76.0%.在香叶醇与柠檬醛的作用下,铜绿微囊藻的叶绿素a、类胡萝卜素含量下降,光合作用受到抑制;抗氧化酶活性降低,细胞内活性氧积累;自由基攻击细胞膜,细胞结构受到破坏,从而导致藻细胞死亡.香叶醇与柠檬醛未展示出“低促高抑”的性质,对衣藻与萼花臂尾轮虫毒性较小,对伊乐藻与斑马鱼无显著影响,具有一定的生态安全性.富含香叶醇的柠檬香蜂草与富含柠檬醛的香茅草,在与铜绿微囊藻共培养时表现出显著的抑藻能力,抑藻率高达95%,适合作为浮床植物应用于蓝藻水华的防控.

镉砷复合污染水稻土原位钝化修复技术研究进展

随着工农业的发展,稻田土壤正面临严重的重金属污染问题,水稻作为南亚和东南亚的主要粮食作物,稻米安全问题显得尤为突出。镉和砷两者在生物地球化学循环上有明显差异,因此镉和砷复合污染水稻土的修复一直是一个棘手的问题。综述了镉砷复合污染水稻土原位钝化技术的研究现状,将钝化技术梳理为氧化还原型、微生物转化累积型、材料型和耦合钝化技术四类。氧化还原型钝化技术重点指出稻田水分调控驱动的氧化还原电位Eh和pH变化、不同元素的生物地球化学循环、有机质等对镉和砷的迁移转化机制;微生物转化累积型钝化技术重点阐明功能微生物对砷和镉的吸收、转化、区室化、菌表吸附等作用机制;材料型钝化技术重点分析现有钝化材料的分类及其与镉和砷的固定化机制;耦合型钝化技术重点总结上述三种技术综合体系下,镉和砷的协同钝化应用。同时对未来镉砷复合污染水稻土的原位钝化修复提出展望,进一步探讨了镉砷在稻田土壤生物地球化学循环过程涉及的新型机制研究方向、修复钝化技术的创新延展趋势;期望在稳产、增产的基础上,寻求一种深度融合现代农业生产模式、保障稻田安全利用的土壤钝化改良技术体系或模式。

耐盐菌联合化学复合改良剂协同改良黄河三角洲盐碱土壤的效果

为探究生物和化学方法联用对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果,首先进行粉煤灰的改性和土著耐盐菌的筛选,选取其中2株耐盐菌(BY-4、BY-8)与化学复合改良剂(改性粉煤灰+脱硫石膏+腐殖酸(FSZ))通过联合配施的方法开展室内土柱淋溶试验,研究渗滤液和土壤中盐基阳离子、可溶性有机碳(DOC)、土壤钠吸附比(SAR)以及土壤有机质等的变化规律。结果表明:BY-4和BY-8除具有明显的耐盐和产吲哚乙酸能力,还分别具有较高的溶磷与解钾能力;与对照(CK)处理相比,添加化学复合改良剂(FSZ)能显著促进水溶性Na+的淋洗,降低土壤中水溶性Na+的总含量和SAR值,提高土壤中DOC和有机质含量,且耐盐菌BY-8联合化学复合改良剂的处理(FSZ8)效果最好;与CK相比,FSZ8处理下土壤水溶性Na+总量下降33.30%,耕层土壤SAR下降79.76%,DOC淋溶损失下降34.60%,耕层土壤有机质含量上升79.47%。研究结果有助于理解耐盐菌在改良盐碱土壤中的作用,并可为生物和化学复合改良剂的研发和利用提供理论和数据参考。

接种蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响

通过为期 2年的小区 (2 .8m× 1.0m)试验 ,研究了旱作水稻 小麦轮作条件下接种蚯蚓对施用玉米秸秆 (第一季用量 15 0 0g·m-2 ,以后各季为 75 0g·m-2 )农田土壤碳、氮动态和作物产量的影响 .结果表明 ,接种 10条·m-2 或 2 0条·m-2 环毛蚓 (Pheretimasp .)对土壤有机碳和全氮含量无显著影响 ,蚯蚓活动未造成土壤C库的衰减 ,土壤碳、氮基本维持平衡 .接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用增强 ,矿质N含量提高 ,NO3 - N含量增加 ,而且稻季比麦季增加更为明显 .接种蚯蚓在稻、麦季均能提高微生物量碳、氮含量 ,蚯蚓具有扩大土壤微生物量N库和促进有机N矿化的双重作用 .这种作用在有效C源供应丰富的作物生长发育旺盛期更为明显 .接种蚯蚓对旱作水稻和小麦有一定的增产作用 ,其中水稻的增产幅度达 9.3% ,小麦为 5 .1% .接种蚯蚓后土壤容重明显降低 ,孔隙度显著增加 .蚯蚓在保持土壤C库平衡的同时 ,对于促进秸秆有机肥N素养分的再循环和作物生产力的提高具有重要的生态学意义 .

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.

不同植被恢复方式下红壤线虫数量特征

退化红壤不同植被恢复方式下土壤线虫数量的顺序为 :保护荒地 >干扰荒地 >马尾松 >小叶栎 >木荷 >混交林(木荷 -马尾松 )。土壤线虫数量的季节波动明显 :春季和冬季较多 ,秋季居中 ,而夏季极显著少于其它季节 (P<0 .0 1 )。就线虫数量季节变异系数所体现的群落稳定性而言 ,马尾松林地的变异系数最高 (P<0 .0 5 ) ,指示其群落最不稳定。线虫数量在土壤剖面中呈明显的垂直梯度分布。在表层土壤 ,线虫数量与代表碳氮和生物活性水平的土壤质量指标 ,如有机碳、全氮、速效氮磷、微生物量、潜在可矿化碳氮、基础呼吸、酶活性等 ,一般呈极显著正相关 (P<0 .0 1 ) ;而与代表土壤物理性质及交换性能的指标 ,如含水量、容重、颗粒组成、速效钾等一般没有相关性。鉴别分析 (CDA)将不同植被下的样地分为 3组 ,自荒 1和自荒 2为 1组 ,小叶栎、木荷和混交林为 1组 ,而马尾松单独为 1组。总之 ,不同植被恢复下线虫数量的分异初步体现了线虫指示红壤质量的潜力。

长期施肥对红壤性水稻土团聚体活性有机碳的影响

在23年的长期田间定位试验区，研究了长期施肥对红壤性水稻土团聚体活性有机碳含量的影响。结果表明，在不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英绿肥）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）处理中，土壤团聚体活性有机碳含量均随深度的增加而降低。长期施用肥料，特别是有机肥与无机肥配施会提高土壤团聚体活性有机碳含量，从而保持和提高土壤有机碳库质量。不同粒级土壤团聚体中活性有机碳含量和团聚体活性有机碳占团聚体有机碳比率有差异，潜在可矿化碳含量和潜在可矿化碳占团聚体有机碳比率从高到低的顺序为：0、25～1mm、1～3mm、〉3mm、0．05～0．25mm和〈0．05mm；而可溶性有机碳含量和可溶性有机碳占团聚体有机碳比率从高到低的顺序为：0．05～0．25mm、0．25～1mm、1～3mm、〉3mm和〈0．05mm。不同施肥处理A层土壤团聚体潜在可矿化碳、可溶性有机碳含量都与土壤团聚体有机碳含量都呈极显著相关；P层除1～3mm团聚体外都呈显著相关。土壤微团聚体（〈0．25mm）中有机碳的稳定性高于大团聚体（〉0.25mm）。

红壤氮素的矿化和硝化作用特征

采用培养试验研究了侵蚀红壤 ,培肥后的红壤以及不同利用方式红壤氮素的矿化和硝化作用特征。结果表明 ,侵蚀红壤的矿化作用和硝化作用都很微弱 ,采用适宜的施肥措施培肥后氮素的矿化和硝化速率都有很大提高 ;红壤氮素的矿化和硝化速率与土壤 pH、速效磷含量和有机质含量呈显著正相关。

蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响

在最适的湿度和接种密度条件下,室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪,同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自然堆制的腐熟牛粪为对照,研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明,赤子爱胜蚓处理显著增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量,提高了碱性磷酸酶的活性,降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性,对蔗糖酶活性无显著影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内(15d内)数量显著增加,真菌和放线菌的数量变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较,矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪,但速效磷无显著差异;微生物量碳氮和酶活性均显著高于自然腐熟牛粪;细菌、真菌和放线菌的数量也高于自然腐熟牛粪,但波动较大。

添加碳源、磷和石灰对红壤氮素矿化和硝化作用的影响

用培养试验研究了添加碳源、磷和石灰石粉对第四纪红色粘土及红砂岩母质上发育的不同侵蚀程度的红壤以及经培肥后红壤的矿化和硝化作用的影响。结果表明 :上述 3个因子对矿化作用的影响较大 ,添加碳源表现出土壤矿质氮的净生物固持 ;在低磷红壤上增施磷能有效地促进红壤氮素的矿化 ;添加石灰石粉也能有效地促进 pH较低的红壤氮素的矿化。培肥后的红壤矿化和硝化作用明显增强 ,添加磷和石灰石粉进一步促进了培肥红壤矿化率和硝化率的提高。

红壤的供氮能力及化肥氮的去向

采用盆栽试验 ,研究了由第四纪红色黏土和红砂岩发育的不同侵蚀程度红壤以及施用有机或无机肥 1 0年以上培肥的红壤在不加外源氮肥条件下的自然供氮能力 ,以及施用1 5N肥源后肥料氮在土壤 -作物系统中的去向。结果表明 :红砂岩发育红壤 (红砂土 )的矿化量和供氮量显著高于第四纪红黏土 (红黏土 ) ,同一母质中轻度侵蚀红壤的矿化量和供氮量又显著高于重度侵蚀红壤。培肥后红壤的矿化量和供氮量显著提高 ,其中有机培肥红壤高于无机培肥红壤。侵蚀红壤的氮肥利用率低 ,土壤残留氮率较高 ,氮肥损失率不大 ,其中红砂土的氮肥残留率明显低于红黏土 ,而氮肥损失率却显著高于红黏土。培肥后红壤的氮肥利用率明显增加 ,其中有机培肥红壤的氮肥利用率和残留率显著高于无机培肥的红壤 ,而氮肥损失率却明显低于无机培肥红壤。

食真菌线虫与真菌的相互作用及其对土壤氮素矿化的影响

采用悉生培养微缩体系 ,探讨了食真菌线虫 (燕麦真滑刃线虫 )与两种真菌 (真菌Ⅰ :外皮毛霉和真菌Ⅱ :丛梗孢科的一种 )间的相互作用及其对土壤氮素矿化的影响 .结果表明 ,燕麦真滑刃线虫在取食两种真菌时表现为在真菌Ⅱ上的生长优于真菌Ⅰ ,两个处理的线虫数达到显著差异 .食真菌线虫对真菌的取食活动促进了真菌的增殖 :接种真菌Ⅱ加线虫处理中真菌Ⅱ的数量是仅接种真菌Ⅱ处理的 2 5～ 3 5倍 ,增幅在整个培养期基本稳定 ;而接种真菌Ⅰ加线虫处理中真菌Ⅰ的数量在培养前期 (10d)是仅接种真菌Ⅰ处理的 1 1～ 2 0倍 ,之后增幅达 5 0～ 5 7倍 .线虫和真菌的生长及增殖基本保持同步 .食真菌线虫与真菌的相互作用显著提高了土壤铵态氮和矿质态氮含量 ,促进了土壤氮的矿化 。

土壤食细菌线虫的分离和富集培养方法

从小麦根际土中分离得到一种能取食B1和B2两种细菌的土壤食细菌线虫 ,并在马铃薯蔗糖培养基上富化培养成功。经鉴定该线虫为原小杆线虫属 (Protorhabditissp .) ,B1为假单胞菌属 (Pseudomonassp .) ,B2为醋杆菌属(Acetobactersp .)。用牛肉膏蛋白胨细菌培养基培养B1和B2两种细菌时 ,细菌无多糖产生 ,线虫不能取食细菌而生长繁殖 ;当用马铃薯蔗糖真菌培养基培养B1和B2两种细菌时 ,细菌分泌丰富的多糖 ,线虫生长繁殖较好。

水田、旱坡地改种蔬菜后土壤养分含量的变化

在南京市郊选择了具有代表性的水田、旱坡地改种蔬菜10年和20年后的田块采集土样,以未改制的水田和旱坡地土样为对照,分析了土壤主要肥力性状的变化.结果表明,水田、旱坡地改种蔬菜后,土壤耕层(0～20 cm)pH有降低的趋势;有机C、全N、NO3--N、全P、有效P、缓效K和有效K等养分含量均有增加趋势,其中旱坡地改制的土壤养分含量的增幅更大一些.水田和旱坡地改种蔬菜后土壤剖面0～70 cm土层中有较多的NO3--N积累.

3种除草剂对免耕土壤生态系统部分功能的影响

施用常量和过量的绿麦隆、百草敌和虎威于免耕的旱地黄棕壤表面,研究其对土壤生态系统中 CO_2释放量、酶活性及氮素转化的影响。结果表明:3种除草剂对土壤呼吸都有不同程度的抑制,百草敌>虎威>绿麦隆,浓度愈大,抑制愈强;对不同土壤酶的抑制为:脲酶>转化酶>过氧化氢酶。土壤中 NH_4^+-N和 NO_3^--N 的总量因使用除草剂而增加,并与施用量呈正相关,只有过量的百草敌和虎威会抑制硝化作用。覆盖免耕能减弱绿麦隆对土壤呼吸强度、转化酶、脲酶活性和硝化作用的抑制。

种植不同牧草对红壤碳氮的影响

研究了白三叶草(豆科)和黑麦草(禾本科)轮作、自三叶草连作以及鸡脚草(禾本科)连作三种不同种植方式对红壤碳、氮的影响。结果表明:三种方式都较大幅度地增加土壤耕层的全碳和全氮;提高腐殖质的H/F 比、降低胡敏酸的 E_4/E_6比、改善了土壤腐殖质品质;同时提高了土壤有机无机复合量,松结态碳占结合态碳的比例和酸解性氮占全氮的比例,降低有机质氧化稳定性,有利于土壤对养分的保蓄和释放。其影响程度以禾本科、豆科牧草轮作>豆科牧草连作>禾本科牧草连作。种植不同牧草对亚耕层红壤的养分没有明显的影响。

秸秆促腐还田对土壤养分及活性有机碳的影响

通过2年的小麦-玉米轮作田间定位试验,设置5个处理:不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥+秸秆(FS)、化肥+秸秆+腐秆剂(FSD)、磷钾肥减施20%(按P2O5和K2O计,与F比较)+秸秆+腐秆剂(F4/5SD),通过分析作物收获后土壤耕层养分、活性有机碳和微生物生物量碳含量,计算土壤不同形态碳素有效率和碳库管理指数等,探讨秸秆促腐还田对沿淮砂姜黑土土壤养分和活性有机碳的影响。结果表明:(1)与单施化肥处理相比,常规秸秆还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加13.0%、4.6%和10.7%,土壤活性有机碳有效率增加12.0%和11.1%,土壤碳库管理指数提高30.6%;(2)秸秆促腐还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加17.4%、40.5%和12.4%,土壤活性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳分别增加12.0%、9.5%和51.3%,土壤碳库管理指数提高了102.3%;(3)土壤碳库管理指数与土壤养分含量、土壤碳素有效率等的相关性较土壤总有机碳含量有显著提高。可见,秸秆促腐还田较常规秸秆还田更利于提高沿淮砂姜黑土土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数;即使减施磷、钾肥20%,该措施的增肥和培土效果也不会明显下降。

退化红壤不同人工林恢复下土壤节肢动物群落特征

对退化红壤上恢复 1 0 a的 4种人工林 ,即小叶栎 ( Quercuschenii)、木荷 ( Schima superba)、马尾松 ( Pinusmassonina)与木荷 -马尾松的混交林土壤节肢动物群落进行了季节动态调查。结果表明 ,不同林地节肢动物群落的组成和数量发生了明显分异。节肢动物类群数在各季节一般都是小叶栎最高 ,混交林、木荷居中 ,马尾松最低。节肢动物的个体数总体上仍以小叶栎最高 ,但在夏季 ,马尾松林地由于弹尾目数量爆发而使总个体数最高。节肢动物群落存在明显的季节波动 ,一般春季节肢动物类群数和个体数量最高 ,夏季最低 ,夏季高温干旱对节肢动物有强烈的抑制作用 ,而冬季低温对节肢动物的影响不及夏季干热的影响严重。各季节林地节肢动物群落组成皆以螨类为主体 ,占总个体数的 6 0 .2 %～ 91 .7%。弹尾目占总个体数的比例季节变化较大 ,但均以马尾松林地为最高。捕食者数量 (蜈蚣和蜘蛛 )在各季节都是小叶栎显著高于其它林地 ( P<0 .0 5 ) ,混交林与木荷比较接近 ,而马尾松最低。在群落多样性指数中 ,丰富度指数 d和密度 -类群指数DG表达的群落差异明显 ,其在不同林地的大小顺序与类群数趋势基本一致 ,而香农指数 H、均匀度指数 J群落之间基本无差异。聚类分析和鉴别分析将不同林地的节肢动物群落分成 4组 ,小叶?

土壤线虫三种分离方法效率比较

比较了蔗糖离心浮选法、改进的贝尔曼漏斗法和浅盘法对土壤线虫的分离效率。蔗糖离心浮选法分离得到的线虫总数分别为贝尔曼漏斗法的 6 1倍和浅盘法的 11 4倍。而且离心浮选法分离得到的虫体大于 5 3μm(>30 0目 )和 5 3～ 4 0 μm(30 0～ 4 0 0目 )的线虫数显著高于贝尔曼漏斗法和浅盘法。离心浮选法对所有功能类群线虫 (包括食细菌、食真菌、植食和杂食线虫 )的分离效率也均显著高于其他 2种方法。贝尔曼漏斗法的分离效率高于浅盘法 ,主要反映在食细菌线虫和虫体在 4 0～ 32 μm(4 0 0～ 5 0 0 )的线虫数。但在达到相同分离效率时 。

长期施用有机肥对旱地红壤团聚体结构与稳定性的影响

利用长期定位试验研究了红壤旱地团聚体结构及其稳定性。结果表明:与对照相比,各有机-无机配施处理均可不同程度地降低土壤容重并提高其孔隙度;增施有机肥后,土壤中大于5mm机械稳定性大团聚体增幅达2%～42%;各处理中大于0.25mm水稳性团聚体百分含量为:厩肥>稻草>绿肥>还田>对照。各有机肥处理中土壤中有机质、无定形氧化铁和无定形氧化铝含量较单施化肥处理分别增加了9%～54%、8.5%～21.7%和10.9%～26.8%。统计结果显示,>0.25mm水稳性团聚体含量与土壤有机质含量成极显著正相关(p<0.01);土壤团聚体破坏率与土壤有机质含量成极显著负相关(p<0.01)。在单施化肥的基础上有机肥的施入不仅有利于红壤旱地土壤大团聚体的形成,还有利于改善土壤团聚体结构及其稳定性。