不同方法测定沉积物中生物可利用性磷对铜绿微囊藻生长量的影响

采用梯度扩散薄膜(DGT)技术,以太湖9个采样点所采集的27个沉积物柱样为研究对象,研究沉积物中DGT所测量的磷浓度(DGT-P)与铜绿微囊藻生长量之间的关系,同时与4种常规的生物可利用性磷方法[(水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)、藻可利用磷(AAP)和NaHCO3提取磷(Olsen-P))]进行比较,评价不同提取方法获得的太湖沉积物生物可利用性磷与铜绿微囊藻生长量的关系.结果表明,DGT-P与藻生长量的相关系数为R2=0.941(P<0.01),高于4种生物可利用性磷提取法的相关系数(WSP,0.780、RDP,0.806、AAP,0.849、Olsen-P,0.910).结果表明DGT技术可以作为预测原位沉积物磷的生物可利用性的工具.

水体与沉积物中生物可利用性磷相关性研究

以巢湖十五里河水体和沉积物为研究对象，运用梯度扩散膜技术（DGT），研究了水体与沉积物中生物可利用性磷（BAP）含量间的相关性，并与4种化学提取方法（WSP、RDP、AAP、Olsen-P）进行比较，探索表征水体与沉积物中BAP更合适的方法。结果表明，DGT技术比其他4种方法获得的数据相关系数更高，可作为研究水体与沉积物BAP的重要工具。

胶州湾不同形态磷的沉积记录及生物可利用性研究

利用磷的连续分级浸取法,研究了胶州湾柱状沉积物不同粒级中磷的赋存形态,并探讨了影响磷含量与分布的因素和沉积物中磷的生物可利用性.结果表明,在细、中和粗3个粒级的沉积物中,无机磷是磷的主要赋存形态,Ca-P则是无机磷的优势形态,有机磷只占较小的比例.粒度、有机碳(OC)、pH以及氧化还原电位等是影响胶州湾沉积物中磷的地球化学特征的重要因素.其中除Ca-P外,其他形态的磷大都随着粒度的变细,含量逐渐增加.磷的生物可利用性分析表明,胶州湾潜在的生物可利用磷主要包括可交换态磷、铝结合态磷、铁结合态磷和有机磷等4种赋存形态,并且潜在的生物可利用磷的含量随着粒度的变细,其所占的比例也逐渐增加.沉积物中生物可利用性磷与浮游植物的数量和水体中的磷酸盐大致呈正相关关系.

巢湖富磷地质区沉积物磷的生物可利用性

2010年4-9月,以巢湖富磷地质区池塘为试验对象,测定了叶绿素a与不同形态磷的浓度以及藻类的数量和组成,分析了沉积物藻类可利用性磷(AAP)含量与磷平衡浓度,提取并用分子生物学方法鉴定了沉积物无机磷细菌的主要种类。结果表明,沉积物溶解总磷与AAP含量显著正相关(P<0.05),与叶绿素a浓度极显著正相关(P<0.01)。沉积物磷在吸附和释放趋势上基本对应于藻类随季节消长的模式。藻的种类较丰富,沉积物无机磷细菌的主要种类包括微单胞菌(Micromonospora sp.,Micromonospora chokoriensis)和链霉菌(Streptomyces neya-gawaensis,Streptomyces torulosus)。微生物驱动的富磷地质区沉积物磷的溶解可为藻类生长提供生物可利用的磷营养。

南亚热带森林优势树种氮、磷可利用性与菌根侵染率的关系

氮(N)和磷(P)是植物生长所必需的大量元素,其供应是否充足对植物生长发育具有重要影响。菌根真菌侵染有助于植物对N、P等营养元素的吸收利用,而以往研究大多集中于草地、农田生态系统中,并多以控制实验或者室内盆栽实验为主。选择南亚热带森林演替前期与演替中期的共有优势树种马尾松(Pinus massoniana)以及演替中期与演替顶级阶段的共有优势树种木荷(Schima superba)与锥栗(Castanopsis chinensis)为研究对象,测定其菌根侵染率、根际土酸性磷酸酶活性(acid phosphatase activity,APA)、根际土以及叶片元素含量,探讨不同演替阶段森林共有优势树种N、P可利用性与菌根真菌侵染率之间的关系。结果表明:(1)马尾松菌根侵染率由演替前期的48.18%显著增加到演替中期的65.7%;木荷以及锥栗菌根侵染率分别由演替中期的57.7%、50.79%增加到演替顶级的64.03%、53.18%;(2)共有优势树种菌根侵染率与叶片磷含量呈显著负相关关系,马尾松菌根侵染率与根际土铵态氮含量呈显著正相关关系;(3)共有优势树种根际土APA、叶片N:P均随着演替的进行而升高,木荷和锥栗根际土APA分别由演替中期的8.8、9.38μmol·g^(-1)·h^(-1)显著增加到演替顶级的16.96、15.55μmol·g^(-1).h^(-1);共有优势树种根际土APA与有效磷含量存在显著负相关关系,而与根际土C:P、N:P以及叶片N:P间存在极显著正相关关系。可见,随着南亚热带森林演替的进行,磷限制的增强将使得不同演替阶段森林共有优势树种菌根侵染率升高,菌根真菌的侵染能够缓解不同演替阶段森林共有优势树种所受的磷限制。

巢湖水体-沉积物磷形态与有效性

为探讨巢湖磷形态内源污染特征及生物有效性,采用传统化学方法和梯度扩散膜技术(DGT),分析了巢湖水体和沉积物磷形态的空间分布特征和不同区域沉积物对磷的吸附特性。结果表明,西部湖区水体中总磷(TP)和可溶性无机磷(DIP)浓度高于中、东部湖区,处于富营养化水平。不同湖区沉积物中TP、铁/铝结合态磷(Fe/AlP)和藻类可利用磷(AAP)由大到小依次为西部、东部和中部,钙结合态磷(Ca-P)分布没有明显差异,有机磷(OP)含量由大到小依次为东部、西部和中部湖区;沉积物中生物有效性磷(DGT-P)含量全湖分布差异较小,河口处波动较大,说明河口受河流携带污染物影响较大;沉积物中DGT-P含量与高活性AAP、Fe/Al-P、OP和DIP含量相关系数R分别为0.541、0.547、0.731(P<0.01)和0.438(P<0.05),因此可考虑将DGT作为生物有效性磷监测手段。等温吸附实验表明东、西部湖区沉积物对磷酸盐具有较高吸附潜能,中部湖区较低;然而平衡溶液中DGT-P却存在较大差异,西部湖区9号样点最大平衡浓度(0.62 mg·L-1)约为东部湖区3号样点(0.07 mg·L-1)的9倍,说明沉积物对上覆水磷的生物有效性存在较大影响。

太湖不同解有机磷菌株胞外碱性磷酸酶活性对蓝藻碎屑的响应

浮游细菌胞外碱性磷酸酶在湖泊磷循环过程中具有关键作用,但其与生物可利用性磷和颗粒态有机质之间的关系尚未得到充分的研究。研究以从太湖沉积物分离的3株解有机磷细菌(OPB)和东湖水中OPB菌群为实验对象,以蓝藻干物质为颗粒态有机质,系统分析了模拟条件下OPB的数量、不同大小颗粒所表现的胞外碱性磷酸酶活性(APA)与不同形态磷的浓度及其相互关系。从总体上讲,APA与OPB数量显著正相关,且明显反比于溶解反应性磷(SRP)浓度,在模拟实验过程中,不同菌株(群)所对应的SRP浓度均显著不同,故其解磷能力各异。从绝对活性及其在总活性中所占的比例来看,各处理间小颗粒(0.22—3.0μm)APA亦明显不同,而大颗粒(>3.0μm)APA和溶解态(<0.22μm)APA则无显著差异,因此,不同OPB种类解磷能力的差异主要由自由生活菌来体现。模拟实验初期(1—5 d)不同处理SRP浓度均剧减,细菌APA随之显著升高,其数量亦达峰值(6.2×108 CFU/mL),SRP浓度逐渐增加。实验后期(20—33 d)细菌数量大幅度减少,且伴随SRP和溶解态有机磷浓度的显著升高。因此,在缺磷且富含颗粒态有机质的条件下,OPB将产生胞外碱性磷酸酶,分解有机磷,进而满足其大量生长的需要,同时有效改变溶解态磷的形态与生物可利用性。

巢湖流域十五里河水体与表层沉积物生物可利用磷(BAP)研究

研究了巢湖十五里河水体与表层沉积物的氮磷分布,并采用传统化学分析法和梯度扩散膜技术(DGT)分析了沉积物中生物可利用磷(BAP)含量。结果表明,十五里河水体正磷酸盐(DIP)和总磷(TP)浓度自上游至下游呈现先上升后下降的趋势,且一直保持在富营养化水平〔ρ(DIP)≥0.343 mg·L-1,ρ(TP)≥0.676 mg·L-1〕,上游的污水汇入是导致水体磷浓度急剧升高的主要原因,中游污染源少而使磷浓度下降,下游农业面源与支流的汇入又使磷浓度有所增加。沉积物中4种BAP含量由高到低依次为藻类可利用磷(AAP)含量、NaHCO3提取磷(Olsen-P)含量、水溶性磷(WSP)含量和易解吸磷(RDP)含量,其中沉积物w(AAP)和w(Olsen-P)与沉积物w(TP)之间呈显著正相关(P<0.01)。中下游河段沉积物孔隙水中磷具有向水体迁移的趋势,说明这些沉积物磷有自孔隙水向上覆水扩散的潜在风险。十五里河BAP含量检测结果表明,DGT技术与传统化学方法检测结果相关性显著,因此DGT技术可作为今后十五里河BAP分析研究的重要工具。

城市滨海湿地表层沉积物磷形态与相关关系分析

以九龙江口滨海湿地为例,采用连续提取法对沉积物中的磷进行连续提取和测定,探究城市滨海湿地表层沉积物中磷的生物可利用性,同时分析沉积物磷形态以及与环境参数的相关关系。结果表明:总磷(TP)含量为(456.34±13.13)mg·kg-1,生物可利用性磷(Bio-P)占TP59.46%;NaOH-P、HCl-P是TP的主要组成形态;NaOH-P是Bio-P的主要组成形态。相关性研究表明,沉积物中TP含量的增加主要来自NaOH-P,其次是HCl-P。NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P之间未呈显著相关,其来源具有差异性。NaOH-P与pH显著负相关,与Fe、Al未呈显著相关;OP与有机质含量亦无显著相关。研究成果将为海域生态环境保护和城市滨海湿地环境恢复提供基础数据。

Effect of Submergence on Iron Transformation and Phosphorus Availability in Calcareous Soils

A thermostatic incubation experiment was carried out to estimate the effects of flooding periods,stalk application and P addition of Fe transformation and P availability in calcareous soils.Submergence increased amorphous Fe,especially in the case of stalk application.The newly formed amorphous Fe with a great surface area played an important role in Psorption;and submergence also stimulated the dissolution of inorganic P,thus increasing the availability of soil P in calcareous soils.Meanwhile,a part of soluble P was absorbed and fixed again on the surface of newly formed amorphous Fe,thus resulting in a decrease of P availability.Soil rapidly available P increased after 150-day incubation.There existed significantly negative correlations between soil amorphous Fe content and soil Fe-P and rapidly available P contents.Submerged conditions promoted the transformation of inorganic P added toward Fe-P in calcareous soils,especially in the case of stalk application.