蚯蚓活动对高羊茅修复土壤芘污染的强化作用

为了探讨土壤动物在植物修复多环芳烃类有机污染物过程中的作用,采用盆栽试验法,对比研究了蚯蚓(Pheretimasp.)活动对高羊茅(Festuca arundinacea)修复土壤芘污染的影响效应.在72d的试验期间,蚯蚓活动促进了芘污染土壤(20.24～321.42mg.kg-1)中高羊茅的生长,其根冠比明显增大.试验结束时,种植高羊茅的土壤中芘的去除率高达55.89%～82.01%,其平均去除率(69.91%)比无蚯蚓活动的土壤-植物(高羊茅)系统(60.06%)提高9.85%,比无植物对照组(18.24%)提高50.67%.各种生物、非生物修复因子中,植物-微生物交互作用(plant-icrobial interaction)对芘去除的贡献率(44.08%)最为突出,比无蚯蚓活动时(37.54%)提高6.53%.说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤芘污染的修复作用.     

高羊茅对土壤中菲、芘污染的修复机制研究

采用盆栽试验法,研究高羊茅对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制.结果显示:试验浓度范围(0~322 mg.kg-1)内,高羊茅能在芘、菲污染土壤中正常生长,且对污染物有较好的去除效果.种植高羊茅70 d后,菲、芘去除率分别为52.82%~83.28%、47.27%~75.39%;平均去除率分别比对照1(加0.1%NaN3)高63.04%、57.48%,比对照2(无NaN3)高45.59%、41.8%.修复植物也具有一定的积累作用,根部、茎叶部积累量随土壤中菲、芘含量增加而增大;生物浓缩系数则随菲、芘含量增加而减小,且根部大于茎叶部、芘大于菲.修复过程中,非生物因子、植物积累、植物代谢、微生物降解对菲去除的贡献率分别为5.1%、0.29%、3.42%、17.47%,对芘去除的贡献率分别为2.56%、1.87%、3.4%、15.68%;植物—微生物间的交互作用对菲、芘去除的贡献率则高达41.88%和36.54%.说明植物—微生物交互作用是土壤中菲、芘去除的主要原因.     

表面活性剂Tween 80对植物修复土壤芘污染的影响

为了评估表面活性剂对植物修复持久性有机污染物(POPs)的强化作用,研究了Tween 80对高羊茅修复土壤芘污染的影响效应,探讨了Tween 80对植物修复的强化机理.结果表明,实验浓度(20.24~321.42 mg/kg)范围内,Tween 80的存在促进了土壤中芘的去除,在70 d表面活性剂强化植物修复(SEPR)实验间,种植高羊茅的土壤中芘的去除率为66.52%(53.99%~80.18%),无植物土壤中芘的去除率为14.32%(11.28%~20.23%);添加4%Tween 80时,种植植物的土壤中的芘去除率为75.73%(60.96%~86.39%),无植物土壤中仅为18.43%(14.24%~25.79%).所有的芘去除途径中,植物—微生物相互作用的贡献最为显著,无论有(45.67%)、无(51.56%)Tween 80存在,都是污染物芘去除的主要手段.可见,表面活性剂Tween 80的存在强化了高羊茅对芘污染土壤的修复效果,SEPR技术是改善植物修复POPs修复效果的有效途径.     

枯草芽孢杆菌对早熟禾和紫花苜蓿修复镉污染土壤的强化作用

植物-微生物联合修复是一种经济可行且生态良好的重金属污染土壤修复方法.通过盆栽试验,探究接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物(早熟禾、紫花苜蓿)去除土壤中镉效率的影响及机制.结果表明,种植早熟禾时,枯草芽孢杆菌能够阻隔早熟禾吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性,降低土壤有效态镉含量,并且将土壤中总镉的去除率提高约49％;对于紫花苜蓿,枯草芽孢杆菌能够促进紫花苜蓿吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性、微生物物种多样性以及有效态镉含量,并且将土壤中总镉去除率提高约140％.可见,接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物修复镉污染土壤均表现出显著的强化作用,而且能够改善只种植紫花苜蓿造成的土壤微生态环境破坏.研究接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物不同的影响和强化机制将为重金属污染场地的植物-微生物修复策略的制订与实施提供理论支持.     

人为石油污染土壤紫花苜蓿田间修复试验

选择校园清洁区土壤,采用陇东石油开采、加工地区常见的牧草紫花苜蓿进行人工石油污染土壤的植物修复田间试验,探讨其对西北干旱地区石油污染土壤植物修复的可行性.结果表明:种植空白组和种植苜蓿组土壤石油污染物残留量、去除量均随着土壤石油污染物投配量的增加而增加,两者正相关关系特别显著,反映了投配量对石油污染物残留量和去除量的巨大影响.土壤石油污染物去除率,种植空白组为21.43%～54.17%、种植苜蓿组为91.08%～96.07%,种植空白组土壤石油污染物去除率仅为种植苜蓿组的0.23～0.59倍,显示石油污染土壤尽管存在一定程度的自然降解,但是紫花苜蓿的修复作用依然很显著;施肥对种植苜蓿组土壤扣除空白石油污染物残留量影响很大,施肥组仅为不施肥组的0.61倍,显示施肥有助于种植苜蓿组土壤石油污染物的去除.可见,紫花苜蓿对石油污染土壤有很好的修复效果.     

石油污染土壤植物根际微生态环境与降解效应

利用大庆油田石油开采区的污染土壤作为供试土壤,选择紫花苜蓿和披碱草为供试植物,通过监测根系微生物活性、石油烃降解效率等指标,建立植物根际微生态环境生物和非生物因子之间的量化关系,揭示污染土壤石油烃降解效应和影响要素.研究结果表明,植物根系可改善污染土壤持水能力和微生物活性,与无根系土壤相比,提高含水率达10%. 植物根际微生物的数量高出1～2个数量级, FDA(荧光素双醋酸酯)活性高出0.29～0.36. 经过150 d的降解,植物根际油污土中石油烃的降解率比无根系土壤高 9.1%～15.5%. 污染土壤植物根际微生态环境对微生物活性具有诱导作用,有利于石油烃的降解和污染土层的生物修复.     

紫花苜蓿根系分泌物对土壤中OCPs的强化修复机制

为探讨根系分泌物对土壤中有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的强化修复机制,以延安地区常见的紫花苜蓿(Medicago sativa.)为实验材料,利用模拟修复试验法,研究紫花苜蓿根系分泌物对土壤中OCPs的修复效果及途径.结果显示:在实验质量比(0～342.89 mg/kg)范围内,根系分泌物能够显著提高土壤中OCPs的去除率,并且在添加量为30～40 mL(每瓶约100 g污染土样)时强化去除效果最为明显;根系分泌物对OCPs去除的平均贡献率高达36.43%,明显高于非生物因素和土壤原有微生物;添加根系分泌物能够增加土壤中微生物的数量,并且在一定的污染浓度下,根系分泌物的添加量与土壤中微生物数量的增加量呈明显的线性正相关;根系分泌物通过改变微生物群落中各组分数量的变化,从而改变微生物群落结构,其中真菌和细菌受根系分泌物添加量的影响尤为明显;土壤中OCPs的去除浓度和根系分泌物的添加量呈一元二次曲线关系.因此,根系分泌物主要是通过改变土壤中微生物的数量及其群落结构来强化OCPs的修复效果.     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验室模拟

对冰草、紫花苜蓿、冬小麦进行了为期63 d的实验室模拟,通过测定土壤脱氢酶活性、微生物数量以及土壤残油率的变化,分析了植物-微生物联合作用对不同质量分数土壤石油烃污染的修复效果,以期为后期的现场修复提供理论依据.结果表明:在石油烃质量分数为3%时,植物-微生物联合可使石油烃降解率达到84%~87%;3种植物的降油效果依次为紫花苜蓿冰草冬小麦,紫花苜蓿组最高石油降解率可达86.47%.在石油烃质量分数达到10%时,微生物的生长受到明显阻碍,土壤脱氢酶活性也大大降低,从而导致植物-微生物联合修复受阻,植物表现为生长缓慢,植物茎叶变小、微黄.因此,植物-微生物联合体系中,石油烃质量分数为3%时能促进微生物的繁殖,提高土壤中脱氢酶活性,促进植物和微生物对石油烃污染物的降解,加速油污土壤的修复作用.     

重金属污染土壤的电动力学修复试验研究

采用自制的实验装置研究重金属污染土壤的电动力学修复性能,通过间歇断电法和提高电压法提高单一重金属污染土壤的重金属去除率,取得了良好的效果,并且对多离子污染土壤的电动修复进行了研究.结果表明:间歇断电法和提高电压法与相同试验条件下的普通试验相比,Cd去除率分别提高了6.17%和0.56%,电能消耗分别节省了51.86%和12.4%.多离子污染土壤Cu,Pb,Cd的去除率分别为68.56%,75.31%,69.90%,相对于单一离子Cd的电动试验,修复效果降低不少.电能消耗为5.061 2kJ.g-1,比单一离子的电能消耗高出许多.     

EM菌和蚯蚓对污染土壤元素转化的作用

将蚯蚓接种至不同Effective Microorganisms(EM菌)添加量的污染土壤中,28d后对蚯蚓体质量、产茧量以及土壤中的有机质、氮和磷的质量比进行对比,考察EM菌对蚯蚓在污染土壤中活动的影响及对土壤元素转化的作用.结果表明:将蚯蚓接种到污染土壤后,其体质量减轻,日增质量倍数为负值;添加EM菌的污染土壤中蚯蚓的体质量减少量、日增质量倍数和产茧量低于未加EM菌的对照组;添加不同EM菌的土壤中有机质、全氮、全磷的质量比以及pH值低于未添加EM菌仅蚯蚓作用的土壤;土壤中的铵态氮、硝态氮和速效磷质量比的变化规律相反.     

蚯蚓与凋落物对杨树人工林土壤酶活性的影响

【目的】揭示接种蚯蚓和施用凋落物对杨树人工林土壤主要酶活性的影响,正确评价蚯蚓和凋落物在杨树人工林生态系统土壤养分循环中的作用,以促进其生产力长期维持及生态服务功能提升,为优化杨树人工林经营管理提供依据。【方法】以江苏省东台林场20年生杨树人工林为试验对象,采用随机区组试验设计,共设置杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)共5种不同试验处理及不做处理为对照(CK),测定分析不同处理下土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶及纤维素酶活性的变化,及土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、容重、pH、总有机碳含量、全氮含量等重要土壤环境因子的变化。【结果】①与CK相比,T3、T4、T5处理显著提升了土壤蔗糖酶、脲酶活性,土壤蔗糖酶活性平均增幅分别为30.85%、34.58%、50.90%,土壤脲酶活性平均增幅分别为27.57%、33.67%、66.64%。②与CK相比,5种处理均显著提升了土壤纤维素酶活性,平均增幅分别为38.39%、51.79%、79.91%、129.33%、149.52%。③与CK相比,T1、T2处理显著降低了土壤过氧化氢酶活性,平均降幅分别为13.23%、17.56%,T3、T4、T5处理与CK相比没有显著性差异。④季节动态分析表明,土壤蔗糖酶活性9月最高,为0.77 mg/(g·d);3月最低,为0.40 mg/(g·d)。土壤脲酶活性夏秋季较高,为10.57 mg/(g·d);冬春季较低,为5.61 mg/(g·d)。土壤过氧化氢酶活性6月最高,为4.20 mg/(g·h);其他季节较低,为2.22 mg/(g·h)。土壤纤维素酶活性夏秋季较高,为6.93 mg/(g·d);冬春季较低,为2.36 mg/(g·d)。与CK相比,接种蚯蚓及添加凋落物处理没有改变4种土壤酶活性的季节性变化规律。⑤重复测量方差分析表明,季节变化和试验处理均显著影响了土壤蔗糖酶、脲酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性,其中季节变化和试验处理对土壤过氧化氢酶活性的影响具有显著性交互作用,而对土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响没有显著性交互作用。⑥相关分析表明,土壤蔗糖酶、脲酶及纤维素酶活性与土壤容重、pH呈显著负相关,与土壤全氮、总有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、微生物生物量碳氮比呈显著正相关;土壤过氧化氢酶活性则与上述各环境因子相关性不显著。【结论】接种蚯蚓能够显著提高杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性,凋落物混施比表施更有利于促进接种蚯蚓对杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响;凋落物混施和接种蚯蚓处理均显著提升了土壤酶评价指数,凋落物混施+接种蚯蚓处理进一步提升了土壤酶指数。因此,在农林业生产中可考虑将凋落物混施与接种蚯蚓经营措施结合应用。     

巨尾桉萌芽林引入降香黄檀后的土壤化学性质变化

通过桉树二代萌芽林补植降香黄檀后林地N,P养分、酶活性及酚类物质含量的关系,分析土壤化学性质的变化.结果表明:1)桉树纯林林间和根区土壤N含量与混交林均存在显著差异,尤其是纯林桉树根区比混交林的N含量高87.7%,而P含量差异不明显;2)桉树纯林林间土壤脲酶活性是混交林的2.2倍,酸性磷酸酶活性以混交林为高.在根区土中,磷酸酶活性与脲酶的变化趋势相同,即混交林桉树根区显著低于桉树纯林桉树根区、混交林降香黄檀根区;3)桉树纯林根区土壤总酚和复合酚含量均比混交林桉树和降香黄檀根区高,林间土水溶酚含量低于混交林.降香黄檀根区土壤的水溶酚含量极显著高于两个林分的桉树根区,差异幅度达到32.40%,43.86%;4)两个林分桉树根区土N/P无显著差异,但纯林林间土比混交林高238.8%;土壤N/P与P含量存在极显著关系,与酸性磷酸酶活性显著负相关,而与酚类含量关系不显著;水溶酚与复合酚为极显著负相关关系.     

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。     

食物对湖北钉螺(Oncomelania hupensis)发育繁殖的影响

用浮游植物(A)、鲫鱼(B)、河蚌(C)、蚯蚓(D)及以浮游植物与3种动物分别混合组成(E、F、G)的7种饲料喂养钉螺,观察其幼螺成活、生长及雌螺产卵量.结果表明,饲料G喂养的钉螺幼螺成活率(43%)明显高于其他饲料(0~33.3%,),B和C喂养钉螺,其幼螺在一个月内全部死亡;在25℃的条件下,饲料A和G喂养的幼螺发育最快,105d其体长分别为6.89mm和6.81mm,且显著长于(P<0.05)饲料D、E、F喂养的钉螺(其体长分别为3.05mm、4.51mm、5.11mm).在25℃的温度条件下饲料A饲养的钉螺产卵时间长、产卵量高(13.9%),与混合型饲料G喂养的钉螺产卵量(14.1%)相当,而明显高于(P<0.05)饲料D、E、F喂养的钉螺(分别为2.9%、10.1%、11.0%);动物型饲料B和C产卵时间短、产卵量最低(不到2%).因此,植物饲料A和混合饲料G适宜于喂养钉螺.     

静电场对苜蓿幼苗期酶活性的影响

为了研究静电对紫花苜蓿(Medicago sativa Leguminosae)抗旱性的影响，寻找出提高紫花苜蓿幼苗抗旱性的最佳电场条件。在静电场不同电场强度下处置紫花苜蓿种子10min后，室温下培养9d，再测定幼苗的丙二醛(MDA)的含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物酶(SOD)的活性。实验所用电极电压波形为50Hz半波整流，电场强度共11个，其中1个未经电场处理作为对照组。结果表明，在11个电场处理的材料中，有6个MDA水平低于对照，1个与对照相同，其余4个高于对照，变化幅度为22．8％～34．8％。SOD酶和POD酶的活性普遍降低，降低幅度分别为7．7％～57．7％和0．5％～59．4％。静电场处理可以提高紫花苜蓿幼苗的抗旱性。     

Pb胁迫下接种丛枝菌根真菌对茶树解毒能力的影响

采用盆栽试验研究了接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对铅(Pb)胁迫下茶树解除Pb毒性能力的影响,分别用醋酸墨水染色法、考马斯亮蓝法、电感耦合等离子体(ICP-MS)、紫外分光光度法等方法研究了接种AMF后茶树根系菌丝的侵染率,土壤中球囊霉素(Glomalin-related soil protein,GRSP)含量,茶树根系、叶片、土壤中及GRSP中Pb含量及叶片的抗氧化酶活性.结果表明,接种AMF后,茶树根系菌丝侵染率为60.13%,茶树的生物量、百芽重和显著增加,并极显著地提高土壤中总GRSP含量,由于GRSP对Pb的大量螯合作用,使得土壤中Pb的生物有效性大大降低,加之茶树根系、叶片中对Pb的总吸收量减少,且根系Pb含量增加,因此,叶片中Pb含量显著下降,抗氧化酶活性也相应地下降.     

太原盆地某农田土壤中多环芳烃的分布特征

本研究以太原盆地某地农田土壤为研究对象,报道了不同深度的土壤中多环芳烃(PAHs)的污染水平及分布规律。结果表明表层土壤(0~20 cm)中16种PAHs(Σ16-PAHs)总浓度最高,平均值为210μg·kg-1,其次是40~60 cm,平均值为107μg·kg-1,20~40 cm土壤中Σ16-PAHs最低,平均值为39μg·kg-1.各深度土壤中不同环数的PAHs浓度水平为3环PAHs4环PAHs5环PAHs6环PAHs2环PAHs;对于PAHs单体来说,菲含量水平最高,而苊烯含量水平最低.特征比值分析结果表明0~20cm和20~40 cm土壤中PAHs来源基本一致,可能有石油源的输入以及石油、煤和生物质等的燃烧,而40~60 cm土壤中PAHs除了有石油、煤和生物质燃烧源以外,受石油源输入的影响更大,可能与石油产品泄露有关。