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土壤碱性指标

土壤碱性指标
土壤碱性指标

、土壤碱性指标

1. 总碱度

土壤溶液中CO 3 2 -和HCO 3 -的总量,cmol(+)/L 。

土壤碱性是由CO 3 2 -和HCO 3 -的水溶性强碱(Na 、K 、Ca 、Mg )盐的水解产生的:CaCO 3 、MgCO 3 溶解度很小,产生的碱度有限。在正常pCO 2 下,石灰性土壤的pH 一般不超过8.5 。Na 2 CO 3 、NaHCO 3 及 Ca(HCO 3 ) 2 为水溶性盐类,在土壤溶液中产生的碱度高,导致很高的pH 。

2. 碱化度——钠碱化度或钠化率

土壤交换性钠占CEC 的百分率(Exchangeable Sodium Percentage—ESP )

土壤碱化度分级:

ESP 5% ~ 10% 10% ~15% > 15%

轻度碱化土中度碱化土强碱化土

盐土——土壤表层可溶性盐(以NaCl 、Na 2 SO 4 等中性盐为主)超过一定含量( 6~20g/kg )。盐化作用—盐分表聚。

碱土——土壤碱化度达到一定程度,而可溶性盐含量较低,总碱度高,呈强碱性反应,并形成土粒高度分散、物理性质极差的碱化层。

碱化作用—盐分底聚。

我国碱土定义:碱化层碱化度>30% ,

表层含盐量<5g/kg ,pH > 9.0

四、影响土壤酸度的因素

1. 气候

高温多雨地区,风化淋溶较强,特别是降雨量大而蒸发势较弱的地区,矿物岩石风化所产生的盐基物质大量淋失,使土壤酸化。

我国大陆以北纬30 °为界,形成―南酸北碱‖的局面,就与气候条件有关。

2. 生物

植物根系和微生物通过呼吸作用产生CO 2 ,有机质的矿质化也产生CO 2 ,CO 2 溶解于水则成碳酸。土壤中的专性微生物如硫化细菌和硝化细菌,可将含硫含氮有机物转化成硫酸和硝酸,增强了土壤酸度。

3. 施肥和灌溉

施用酸性肥或生理酸性肥,是导致土壤酸化的因素。

4. 母质

母质中含酸性物质会使土壤酸化。

5. 酸雨

6. 土壤空气的CO 2 分压

石灰性土壤pH 随Pco 2 增大而降低,变化于7.5~8.5 之间(田间)。

CaCO 3 —CO 2 —H 2 O 体系: pH=6.03 – 2/3lgPco 2

7. 土壤水分含量

土壤pH 测定时的稀释效应,应控制土水比( 一般1:2.5)

8. 土壤氧化还原条件

土壤淹水还原pH 向中性点趋近,即酸性土pH 升高,碱性土pH 降低。

酸性土还原pH 升高,主要由于Fe 2 O 3 、MnO 2 还原溶解度增大,显示碱性。有机质加快还原过程。

碱性土还原pH 下降,主要由于在嫌气条件下有机酸和CO 2 的积累过程及其综合作用。

第三节土壤氧化还原反应

一、土壤氧化还原体系

土壤中同一物质可区分为氧化态( 剂) 和还原态( 剂) ,构成相应的氧化还原体系。

1. 土壤空气中O2是主要氧化剂,在通气良好的土壤中,氧体系控制氧化还原反应,使多种物质呈氧化态,如NO 3 -、Fe 3+ 、Mn 4+ 、SO 4 2 -等。

2. 土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂,在土壤缺O2条件下,将氧化物转化为还原态。

3. 土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。

无机体系的反应一般是可逆的,有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。

4. 土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应,在很大程度上有微生物的参与,例如NH 4 + → NO 2 - → NO 3 - ,分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。

5. 土壤是不均匀的多相体系,不同土壤和同一土层不同部位,氧化还原状况会有不同差异。

6. 土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。

二、土壤氧化还原指标

1 . 强度指标

(1 )氧化还原电位(Eh ):单位为伏(V) 或毫伏(mV)

(2 )电子活度负对数—pe

(3 )Eh与 pH 的关系

土壤的氧化还原反应总有H + 参与,H + 的活度对氧化还原平衡有直接影响。

2. 氧化还原强度指标与数量因素的关系

土壤还原性物质包括有机和无机还原性物质,还原性物质总量可以测定,但很难直接与Eh 联系起来。当然土壤还原性物质的浓度仍与Eh 有密切的统计相关性。

三、影响土壤氧化还原的因素

1. 土壤通气性

2. 微生物活动

3. 易分解有机质的含量

4. 植物根系的代谢作用

5. 土壤的pH

第四节土壤缓冲性

一、土壤缓冲性概念

土壤中加入酸性或碱性物质后,土壤具有抵抗变酸和变碱而保持pH 稳定的能力,称为土壤缓冲作用,或缓冲性能。

二、土壤酸减缓冲性

1. 土壤酸、碱缓冲原理

(1 )土壤中有许多弱酸——碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等,当这些弱酸与其盐类共存,就成为对酸、碱物质具有缓冲作用的体系。

(2 )土壤胶体的交换性阳离子对酸碱的缓冲作用更大

胶体—交换性H + 、Al 3+ ——弱酸,缓冲碱性物质

胶体—交换性盐基——弱酸盐,缓冲酸性物质

根据弱酸平衡原理,弱酸用碱中和形成盐,pH 与中和程度之间的关系如下:

pH =pKa +lg[ 盐] /[ 酸]

pH =pKa +lg[ 盐基] /[H + 、Al 3+ ]

当土壤BS =50% 时,对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随弱酸及其盐的总浓度或土壤CEC 增加而增大。

最新施用碱性肥料对酸性土壤改良效果对比试验总结

2012施用碱性肥料对酸性土壤改良效果对 比试验总结

施用碱性肥料对酸性土壤改良效果对比试验总结 一、试验目的 选择施用钙镁磷肥、硅钙肥等碱性肥料,探索其对酸性土壤改良效果。 二、试验方案设计 选用水稻作为供试作物,试验设4个处理。 处理1:CK(对照),应用测土配方施肥成果施用氮、磷、钾养分,磷素采用过磷酸钙; 处理2:磷素采用钙镁磷肥,其他与处理1相同; 处理3:在处理1的基础上施用硅钙肥50公斤/亩。 处理4:在处理2的基础上施用硅钙肥50公斤/亩。 设置三次重复、小区面积不小于30m2,采用随机区组排列。 三、试验要求 (一)作物品种选择 选择当地主栽作物品种:桂丝占。 (二)试验地的选择 1、试验地肥力要均匀一致,且前三年未进行过田间试验,要尽量避开树木、建筑物、沟渠、水塘、肥坑、道路等,以免造成土壤肥力和气候条件的不一致性。 2、有较好的排灌条件。 (三)试验地块的灌排水沟的设置 试验地块要合理设置水沟,确保各小区的灌水、排水统一通过水沟进行,杜绝串灌串排和通过保护行进行灌、排水。 (四)保护行的设置 小区试验地四周要设置保护行,保护行应按稍低于处理1的施肥量进行施肥。 (五)肥料选用 试验统一不施用有机肥料。选用养分含量稳定的尿素、过磷酸钙、钙镁磷肥、氯化钾、硅钙肥等单质化肥。尿素(柳州化肥厂生产,含N46%);过磷酸钙(柳州化工集团生产,含P2O5:12%),钙镁磷(贵州化工集团生产,含P2O5:15%),氯化钾(产地加拿大,含K2O60%),土壞调理肥(广东)硅钙肥(柳州)。 (六)肥料施用时期

按测土配方施肥技术要求的肥料施用时期进行。全部磷肥、硅钙肥、30%的氮肥、50%的钾肥于整地时施下,40%的氮肥、50%的钾肥于分蘖期施下,20%的氮肥于幼穗分化初期施下,余下的氮肥于齐穗期施下。 (七)试验地块土壤样品的采集与分析 1、试验整地前在试验地块上采集耕层混合样。 2、分蘖初期、幼穗分化初期和试验收获后按处理分别采集耕层混合样。 3、测定项目:试验前和收获后采集的土样测试pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、土壤交换性钙镁;分蘖初期、幼穗分化初期采集的土样只测试pH和土壤交换性钙镁。 四.试验实施情况: (1)秧田:早稻,4月3日播种;为半水育秧,小拱塑料薄膜覆盖,播种量为20Kg/666.67㎡。 (2)本田:早稻两犁两耙后,于5月2日起小区,3日用农膜包裹田埂,施基肥,4日插秧,插秧时秧苗株高25.1cm,大多数带2-3个分蘖。插植规格为20cm×20cm ,每小区60行,每行12蔸,共720蔸。5月10日分蘖追肥,6月12日施幼穗分化肥。6月22日始穗,1.处理6月27日齐穗。2、3、4处理6月28日齐穗。其它管理措施一致,病虫均未造成危害。7月21日收获,全生育期109天。早稻收获时按小区实行全收全称,每小区取10蔸进行室内考种。 二.试验结果分析 1.不同处理对水稻生长期的影响: 从水稻生长速度观察可知:处理2、3、4的分蘖、株高均无明差异,处理1与处理2、3、4的分蘖、株高差异较明显。 2.不同处理对水稻有效穗.实粒数.千粒重的影响 从植株经济性状室内考种可知:处理1与4、3的实粒数.千粒重差异较明显,处理1亩有效穗与处理3、4的亩有效穗差异较明显。(祥见表1)。 3.不同处理对水稻产量的影响 试验结果表明:处理3、4之间的产量差异不明显,处理4与处理1的产量差异明显,次之顺次为处理3、2 。经方差分析,处理4、3 增产效果均达到极显著水平,其中以处理4最明显(详见表2-1、2、3、4和表3-1、2、3、4)。 三.小结 本试验结果表明: 以处理4的施肥效果最佳,次之为3,其余顺次为2、1。

植物修复案例

拿什么拯救重金属污染土壤? “土壤中毒”不是耸人听闻,而是正在发生的事实。 在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上,原本正常生长的农作物会被超标的重金属毒死,人们难觅蔬菜和粮食的踪影。随着经济社会的发展,中国的土壤重金属污染日益严重。环保部此前估算的数据显示,全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称,目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。 中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者,因矿产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露,并通过水流等途径污染农田,造成土壤中的重金属含量严重超标,直接影响到农作物的产量和品质,威胁人类健康。 他说,土壤污染问题的“弱势”,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金属污染物有砷、镉、汞、铬、铅、镍、锌、铜等,尤其是砷中毒的事件,我国每年都有报道。 但土壤的安全,又涉及人们的米袋子、菜篮子,事关人们的生命健康。因此,污染土壤的修复迫在眉睫。 ——谁来拯救—— 土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题,传统污染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说,像淋洗法修复土壤,用化学溶剂对受污染土壤进行清洗,把重金属洗去,

这是比较彻底的解决办法,但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外,还存在二次污染的问题。相对来说,借助植物特殊功能修复污染土壤的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。 陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术”课题小组,在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术,并建立了第一个植物修复示范工程。他们的研究证实,蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能,其叶片含砷量高达千分之八,大大超过植物体内的氮磷养分含量。 “植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物,特别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物——俗称‘超富集植物’,种植在污染的土壤上,让植物把土壤中的污染物吸收起来,再将植物中的重金属元素加以回收利用。”陈同斌说,“大部分植物吸收的重金属都集中在根部,而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成为超富集植物,一是植物在有毒重金属污染胁迫下生物量不能减少;二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。这样的超富集植物才具有实用价值,可以推广应用。” ■专家释疑 陈同斌:中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任,首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者,是我国植

土壤性质的测定.

含水量的测定 1、测定原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重,即为土壤样品所含水分的质量。 2、仪器、设备 土钻、土壤筛(孔径1mm;)、铝盒:小型的直径约40mm,高约20mm;大型的直径约55mm,高约28mm;分析天平:感量为0.001g和0.01g;小型电热恒温烘箱;干燥器:内盛变色硅胶或无水氯化钙。 3、试样的选取和制备 3.1 风干土样:选取有代表性的风干土壤样品,压碎,通过1mm筛,混合均匀后备用。 3.2新鲜土样:在田间用土钻取有代表性的新鲜土样,刮去土钻中的上部浮土,将土钻中部所需深度处的土壤约20g,捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内,盖紧,装入木箱或其他容器,带回室内,将铝盒外表擦拭干净,立即称重,尽早测定水分。 4测定步骤 4.1 风干土样水分的测定:取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h,移入干燥器内冷却至室温,称重,准确至0.001g。用角勺将风干土样拌匀,舀取约5g,均匀地平铺在铝盒中,盖好,称重,准确至0.001g。将铝盒盖揭开,放在盒底下,置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤6h。取出,盖好,移入干燥器内冷却至室温(约需20min),立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。 4.2 新鲜土样水分的测定:将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重,准确至0.01g。揭开盒盖,放在盒底下,置于已预热至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出,盖好,在干燥器中冷却至室温(约需30min),立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。 注:烘烤规定时间后一次称重,即达“恒重”。 5计算公式 水分(分析基),%=〔(m1-m2)/(m1-m0)〕×100 (1) 水分(干基),%=〔(m1-m2)/(m2-m0)〕×100 (2) 式中:m0── 烘干空铝盒质量,g;m1── 烘干前铝盒及土样质量,g;m2── 烘干后铝盒及土样质量,g。平行测定的结果用算术平均值表示,保留小数后一位。平行测定结果的相差,水分小于5%的风干土样不得超过0.2%,水分为5~25%的潮湿土样不得超过0.3%,水分大于15%的大粒(粒径约10mm)粘重潮湿土样不得超过0.7%(相当于相对相差不大于5%)。

土壤酸碱性对土壤肥力及作物的影响

土壤酸碱性对土壤肥力及作物的影响 日期:20100811 作者: 来源:农村大众 查看PDF版【查看PDF版】 土壤偏(过)酸性或偏(过)碱性,都会不同程度地降低土壤养分的有效性,具体表现有以下五个方面: 一是使土壤养分的有效性降低。土壤中磷的有效性明显受酸碱性的影响,在pH 值超过7.5 或低于6 时,磷酸和钙或铁、铝形成迟效态,使有效性降低。钙、镁和钾在酸性土壤中易代换也易淋失。钙、镁在强碱性土壤中溶解度低,有效性降低。硼、锰、铜等微量元素,在碱性土壤中有效性大大降低,而钼在强酸性土壤中与游离铁、铝生成的沉淀,降低有效性。 二是不利土壤的良性发育,破坏土壤结构。强酸土壤和强碱性土壤中氢和钠较多,而钙缺少,难以形成良好的土壤结构,不利于作物生长。 三是不利土壤微生物的活动。土壤微生物一般最适宜的pH 值是6.5~7.5之间的中性范围。过酸或过碱都严重地抑制土壤微生物的活动,从而影响氮素及其他养分的转化和供应。 四是不利作物的生长发育。一般作物在中性或近中性土壤生长最适宜。甜菜、紫苜蓿、红三叶不适宜酸性土;茶叶要求强酸性和酸性土,中性土壤不适宜生长。 五是易产生各种有毒害的物质。土壤过酸容易产生游离态的Al3+和有机酸,直接危害作物。碱性土壤中可溶盐分达一定数量后,会直接影响作物的发芽和正常生长。含碳酸钠较多的碱化土壤,对作物更有毒害作用。 适合不同农作物生长的高产土壤,一般要求呈中性、微酸性或微碱性反应,pH 值多在6~8之间。因为在酸性土壤中,可溶性磷易与铁、铝化合,形成磷酸铁、铝而降低有效性。土壤中的交换性钾、钙、镁等易被氢离子置换出来,一旦遇到雨水,就会流失掉。酸性土壤也往往缺硫和钼。对酸性土壤应增施石灰,以中和土壤酸度,消除铝的毒害,提高养分的有效性。同时注意增施有机肥料,通过有机肥料的缓冲作用,减轻酸性对土壤和作物的影响。化学肥料宜选用氨水、碳铵、钙镁磷肥等碱性肥料。而在碱性土壤中,尤其是石灰性土壤,可溶性磷易与钙结合,生成难溶性磷钙盐类,会降低磷的有效性。 在石灰性土壤中,许多微量元素如硼、锰、钼、锌、铁的有效性会大大降低,致作物常常感到这些营养元素不足,并发生各种生理性病害。因此,应要重视并有针对性选用上述微肥作基肥或追施。 基施时可将微肥同有机肥料一起进行腐沤一定时间,以增加微肥的有效性。在微肥不足生长季节发生的缺素症时,应及时用相应的有机螯合肥进行叶面喷施,以减轻生理病害的危害程度。还有,在石灰性土壤上施用过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等酸性和生理酸性肥料较好,以降低和减轻土壤碱性的危害,不要施用碱性肥料,如氨水、碳酸氢铵、草木灰等,特别禁忌

土壤各理化指标检测方法

土壤各理化指标检测方法 颗粒分布——比重法 原理: 土样经化学和物理方法处理成悬浮液定容后,根据司笃克斯(Stokes)定律及土壤比重计浮泡在悬浮液中所处的平均有效深度,静置不同时间后,用土壤比重计直接读出每升悬浮液中所含各级颗粒的质量,计算其百分含量,并定出土壤质地名称。并定出土壤质地名称。比重计法操作较简便,但精度较差,可根据需要选择使用。 仪器: 土壤比重计(甲种比重计或鲍式比重计),刻度0-60g/l;量筒,1000ML;锥形瓶500ML;烧杯50ML;洗筛(直径6㎝孔径0.25㎜),土壤筛(孔径2/1/0.5㎜)搅拌棒 试剂: 1、氢氧化钠溶液0.5mol/L(20g氢氧化钠,加水溶解稀释至1000ml) 2、六偏磷酸钠溶液0.5mol/L(51g六偏磷酸钠,加水溶解稀释至1000ml) 3、草酸钠溶液0.5mol/L(33.5g草酸钠,加水溶解稀释至1000ml) 步骤: ①称取通过2mm 筛孔的10g(精确至0.001g)风干土样置于已知质量的50m L 烧杯(精确至0.001g)中,放入烘箱,在105℃烘6h,再在干燥器中冷却后称至恒量(精确至0.001g),计算土壤水分换算系数。 ②称取通过2mm 筛孔的50g(精确至0.01g)风干土样(粘土或壤土50g,砂土100g)置于500m L锥形瓶中。 ③分散土样:根据土壤的p H 值,于锥形瓶中加入50m L 0.5mol/L 氢氧化钠溶液(酸性土壤)、50m L 0.5mol/L 六偏磷酸钠溶液(碱性土壤)或50m L 0.5mol/L 草酸钠溶液(中性土壤),然后加水使悬浮液体积达到250m L 左右,充分摇匀。在锥形瓶上放小漏斗,置于电热板上加热微沸1h,并经常摇动锥形瓶,以防止土粒沉积瓶底成硬块。 ④分离2~0.25mm 粒级与制备悬浮液 大于0.25mm 粒级颗粒用筛分法测定,小于0.25mm 颗粒用比重计法测定。在1000m L 量筒上放一大漏斗,将孔径0.25mm 洗筛放在大漏斗内。待悬浮液冷却后,充分摇动锥形瓶中的悬浮液,通过0.25mm 洗筛,用水洗入量筒中。留在锥形瓶内的土粒,用水全部洗入洗筛内,洗筛内的土粒用橡皮头玻璃棒轻轻地洗擦和用水冲洗,直到滤下的水不再混浊为止。同时应注意勿使量筒内的悬液体积超过1000m L,最后将量筒内的悬浮液用水加至1000m L。 将盛有悬浮液的1000m L 量筒放在温度变化较小的平稳试验台上,避免振动,避免阳光直接照射。 将留在洗筛内的砂粒(2~0.25mm)用水洗入已知质量的50m L 烧杯(精确至0.001g)中,烧杯置于低温电热板上蒸去大部分水分,然后放入烘箱中,于105℃烘6h,再在干燥器中冷却后称至恒量(精确至0.001g)。再将0.25mm 以上的砂粒,通过1.0 及0.5mm 孔径土壤筛筛分,分别称出其烘干质量(精确至0.001g)。 ⑤测定悬浮液温度:取温度计悬挂在盛有1000m L 水的1000m L 量筒中,并将量筒与待测悬浮液量筒放在一起,记录水温(℃),即代表悬浮液的温度。

实验3 土壤理化性质测定与分析

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 实验3 土壤理化性质测定与分析 实验 3 土壤理化性质测定与分析1 土壤样品的采集和制备土壤样品的采集是否具有代表性,是决定分析结果能否正确反映土壤特性的关键。 因此,采集的土壤样品必须具有代表性,以确保土壤质量分析结果的正确性。 从田间采集来的土壤样品不可直接进行化学分析,需经过筛或风干过筛等处理后方可进行分析。 因此,在风干过筛处理中保持最小的误差是同样的重要。 本实验的目的在于通过土壤样品采集的实践,使学生更好地掌握采集具有代表性土壤样品的技能和合理处理样品的技能。 1.1 土壤样品的采集 1.1.1 耕层混合土壤样品的采集(1)确定采样单元根据有关资料和现场勘查后,将采样区划分为数个采样单元,每个采样单元的图类型,肥力状况和地形等因素要尽可能均匀一致。 (2)确定采样点数及采样点位置采样点数的确定,取决于采样区域的大小、地块的复杂程度和所要求的精密度等因素,一般以 5-20 个为宜。 采样点位置的确定要遵循随机布点的原则,常采用“S”型布点方式,该方式能较好地克服耕作、施肥等农业措施造成的误差。 但在采样单元面积较小,地形变化较小,地力较均匀的情况下 1/ 14

也可采用对角线(或梅花)形布点方式。 为从总体上控制采样点的代表性,避免在堆过肥的地方和田埂,沟边以及特殊地形部位采样。 (3)各采样点土样的采集遵循采样“等量”的原则,即每点所采土样的土体的宽度、厚度及深度均相同。 使用采样器采样时应垂直于地面向下至规定的深度。 用取土铲取样应先铲出一个耕层断面,再平行于断面下取土。 (4)混合土样的制备将个点采集的土样集中在一起,尽可能捏碎,混均;如果采集的样品数量过多,可用四分法将多余的土样弃去,以取 1kg 为宜。 其方法是将混均的土样平铺成四方形,划对角线将土样分成四份,将其中一对角线的两份弃去,如所剩样品仍很多,可重复上诉方法处理,知道所需数目为止。 采集含水较多的土样时(如水稻土),四分法很难使用,可将各样点采集的烂泥状样品搅拌均匀后,再取出所需数量。 将采好的土样装袋,土袋最好采用布制的,以保持通气。 (5)制作采样标签及采样记录选用耐浸润的纸签(牛皮纸或硫酸纸),用铅笔在标签上注明采样地点,日期,采样深度,土壤名称,编号及采样人等,一式两份,土袋内外各放一份。 同时做好采样记录。 1.1.2 土壤剖面样品的采集即按土壤发生层次的采样。 首先在能代表研究对象的采样点挖掘1× 1.5m 左右的长方形土

植物在污染土壤的修复中的应用

植物在污染土壤的修复中的应用 植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象 是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,可以净化土壤或水体中的污染物,达到净化环境的目的,因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。 土壤是陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,是人类及众多生物赖以生存繁衍的物质基础之一。当进入土壤中的污染物超过土壤的自净能力,或污染物在土壤中的累积量超过了土壤基准值时,就会给生态系统造成一定的危害。近年来,随着工业化进程的加速,有机、无机的有毒有害物质对土壤环境的污染变得越来越严重,世界各国都面临着不同程度的土壤污染问题。对土壤造成污染的有毒有害物质主要有农药、重金属、石油等。据粗略统计,我国现有耕地1亿hm2。,其中受重金属污染的土地达到2000万hm2,受农药、化学试剂污染的农田达到6000多万hm2,污染程度达到了世界之最。植物修复作为生物修复中的一种重要类型,与传统的物理、化学修复方法相比,具有低耗费、治理效果明显、不易产生 副作用、资源可回收等特点。 植物修复污染土壤的机理 重金属植物对重金属的修复包括植物自身的吸收、运输以及植物的根际行为两方面的机制。①植物对重金属的吸收和富集,包括植物根系的吸收、植物向地上部分运输及在植物体内贮存。②植物的根际行为。植物根系由于生长发育和生理代谢活动,形成了一个不同于非根际的微生态系统,它是土壤、植物和微生物相互作用的场所,也是水分、养分和污染物进入植物体内的门户。 有机污染物有机化合物能否被植物吸收,并在植物体内发生转移,完全取决于有机化合物的亲水性、可溶性、极性和相对分子量。植物主要通过3种机制降解有机污染物:①植物从土壤中直接吸收代谢有机污染物。进入植物体内的一部分有机污染物会通过植物蒸腾作用挥发到大气中,但大多数有机污染物在植物的生长代谢活动中发生不同程度的转化或降解,被转化成对植物无害的物质(不一定对人畜无害),储存在植物组织中,只有较少的一部分被完全降解、矿化成二氧化碳和水。②植物产生的酶可催化降解有机污染物。植物的根和茎本身具有一定的代谢活性,而且这些活性是可以被诱导的,植物释放到根际土壤的酶等根系分泌物可以直接降解有机污染物。③根际有机污染物的生物降解。根际是受植物根系活动影响的根土界面的一个微区,也是植物一土壤一微生物与其环境条件相互作用的场所。植物的根系分泌物中含有的糖类、有机酸、氨基酸等物质为微生物的生命活动提供了能源,使其聚集在根际区域,从而有利于根际有机污染物的降解。研究表明,植物根际的微生物数量比非根际区高几十倍乃至几百倍,微生物的代谢活性也比原土体高,从而提高了植物对环境中有机污染物的降解效率。 植物对污染环境的适应模式 长期生长于污染土壤中的植物对环境胁迫往往形成了三类适应模式,各自特点为:①抵御:与根际周围的各类真、细菌组成菌根,形成防御体系共同抵制外界污染物质的侵害。

土壤理化性质分析方法

测定土壤理化指标有很多标准文件,部分指标有国家标准,部分用农业行业标准,由于指标太多,故列出土壤测定的一些方法,通过方法可以搜索到行业标准或国家标准的具体内容,供参考: 土壤质地国际制;指测法或密度计法(粒度分布仪法)测定 土壤容重环刀法测定 土壤水分烘干法测定 土壤田间持水量环刀法测定 土壤pH土液比1:2.5,电位法测定 土壤交换酸氯化钾交换——中和滴定法测定 石灰需要量氯化钙交换——中和滴定法测定 土壤阳离子交换量EDTA-乙酸铵盐交换法测定 土壤水溶性盐分总量电导率法或重量法测定 碳酸根和重碳酸根电位滴定法或双指示剂中和法测定 氯离子硝酸银滴定法测定 硫酸根离子硫酸钡比浊法或EDTA间接滴定法测定 钙、镁离子原子吸收分光光度计法测定 钾、钠离子火焰光度法或原子吸收分光光度计法测定 土壤氧化还原电位电位法测定。 土壤有机质油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定 土壤全氮凯氏蒸馏法测定 土壤水解性氮碱解扩散法测定 土壤铵态氮氯化钾浸提——靛酚蓝比色法(分光光度法)测定 土壤硝态氮氯化钙浸提——紫外分光光度计法或酚二磺酸比色法(分光光度法)测定 土壤有效磷碳酸氢钠或氟化铵-盐酸浸提——钼锑抗比色法(分光光度法)测定 土壤缓效钾硝酸提取——火焰光度计、原子吸收分光光度计法或ICP法测定 土壤速效钾乙酸铵浸提——火焰光度计、原子吸收分光光度计法或ICP法测定 土壤交换性钙镁乙酸铵交换——原子吸收分光光度计法或ICP法测定 土壤有效硫磷酸盐-乙酸或氯化钙浸提——硫酸钡比浊法测定 土壤有效硅柠檬酸或乙酸缓冲液浸提-硅钼蓝比色法(分光光度法)测定 土壤有效铜、锌、铁、锰DTPA浸提-原子吸收分光光度计法或ICP法测定 土壤有效硼沸水浸提——甲亚胺-H比色法(分光光度法)或姜黄素比色法(分光光度法)或ICP法测定 土壤有效钼草酸-草酸铵浸提——极谱法测定 全量铅、镉、铬干灰化法处理——原子吸收分光光度计法或ICP法测定 全量汞湿灰化处理——冷原子吸收(或荧光)光度计法 全量砷干灰化处理——共价氢化物原子荧光光度法或ICP法测定

土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景

土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1) ZHANG Liming1) CAO Qimin1) XIA Weilin1) WANG Hua2)<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737)。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。

植物对土壤重金属污染修复的研究进展

植物对土壤重金属污染修复的研究进展 作者: 曾冰纯 指导教师: 杜瑞卿 摘要:当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。 植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主 要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目 的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。简 要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。重点涉及 了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、 基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理 特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、 发展趋势和研究重点。 关键词:植物修复; 重金属; 土壤; 引言 土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一,也是人类生存环境的重要组成部分.随着城市化、工业化、矿产资源的开发利用以及大量化学产品的广泛使用,土壤重金属污染日趋严重,威胁着人类的生存和发展.土壤中的重金属污染物不仅具有隐蔽性、不可逆性等特点,而且可经水、植物等介质进入人体,最终影响人类健康.因此,如何控制和减轻土壤重金属污染及其危害已成为了一个日益突出的问题.也正由于土壤重金属污染治理和恢复的难度大,迄今仍未找到理想的方法[1].重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长,一般需要上千年时间.采用物理与化学治理技术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等),不仅费用昂贵、需要特殊的仪器设备和培训专门的技术人员,而且大多只能暂时缓解重金属的危害,还可能导致二次污染,不能从根本上解决问题.通过种植超富集植物或一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的特殊植物逐步提取土壤中的重金属元素,进而修复污染土壤的方法——植物修复技术,已成为人们研究的热点,且被认为具有巨大的商品化前景。 1 土壤重金属的来源及污染概述

实验土壤理化性质测定与分析

实验3 土壤理化性质测定与分析 1土壤样品得采集与制备 上壤样品得采集就是否具有代表性,就是决定分析结杲能否正确反映土壤特性得关键n因此,采集得土壤样品必须具有代表性,以确保上壤质虽分析结果得正确性。从EEI间采集來得上壤样品不可直接进行化学分析?需经过筛或风T?过筛等处理后方可进行分析。因此?在风干过筛处理中保持最小得误差就是同样得重要。木实验得目得在于通过上壤样品采集得实践?使学生更好地学握采集具有代表性土壤样品得技能与合理处理样品得技能。 1、1 土壤样品得采集 1.1.1耕层混合上壤样品得采集 (1)确定采样爪元 根据有关资料与现场妙查后,将采样区划分为数个采样单元.每个采样収元得图类型?肥力状况与地形等因素要尽可能均匀一致。 (2)确定采样点数及采样点位宜 采样点数得确定,取决干采样区域得大小.地块得复朵程度与所要求得精密度等因素,一般以5- 2 0个为宜。采样点位宜得确定耍逍循随机布点得原则?常采用?s‘型布点方式,该方式能较好地克服耕作、施肥等农业措施适成得误差。但在采样爪元面枳较小.地形变化较小?地力较均匀得情况下也可采用对角线(或梅花) 形布点方式。为从总体上控制采样点得代表性、避免在堆过肥得地方与ED顷.沟边以及特殊地形部位采样。 (3)各采样点土样得采集 遵循采样??等坦T得原则卡卩每点所采土样得上体得宽度、厚度及深度均相同。使用采样器采样时应垂直于地面向下至规定得深度。用取土铲取样应先铲出一个耕层断面,再平行于断面下取上。 (4)混合土样得制备 将个点采集得土样集中在一起.尽可能捏碎?混均:如果采集得样品数址过女,可用四分法将笋余得土样弃去,以取1kg 为宜。其方法就是将混均得丄样平铺成四方形?划对角线将上样分成四份?将其中一对角线得两份弃去,如所剩样品仍很女,可重复上诉方法处理?知道所需数目为止。采集含水较多得土样时(如水稻上), 四分法很难使用?可将各样点采集得烂泥状样品搅拌均匀后,再取出所需数虽。将采好得上样装袋.土袋最好采用布制得?以保持通气。 (5)制作采样标签及采样记录 选用耐浸润得纸签(牛皮纸或硫酸纸〉?用铅笔在标签上注明采样地点,日期,采样深度,上壤名称?编号及采样人等,一式两份,土袋内外各放一份。同时做好采样记录。 1.1.2±壤剖面样品得采集 即按土壤发生层次得采样。首先在能代表研究对铁得采样点挖掘1X1. 5m左右得长方形丄壤剖血坑. 较窄得一面向阳?作为剖血观察面。挖出得土应放在土坑得两侧?而不要放在观察而得上方。丄坑得深度根据具体情况确定,一般要求达到母质层或地下水位。根据剖面得土壤颜色.结构、质地、松紧度、湿度及植物根系分布等.划分土层。按研尤所需了解得项目逐项进行仔细观察?描述记载?然后至上而下逐层采集样品. 一般采集各层最典型得中部位置得上壤?以克服层次之间得过渡现念.保证样品代表性。每个土样质址1 k g左右?将采集得样品放入样品袋,写明标签(同上)。 (1 ) 土壤诊断样品采集 为找出造成某些植物发生局部死苗失绿?綾缩?花而不实等界常现歓得原因,必须对土壤进行某些成分得分析测定。一般应在发生异常现象得范鬧内,采集典型上壤样品?多点混合?同时在附近采集正常上样作为对照。 (2)上壤盐分动态样品得采集 淋溶与蒸发就是造成上壤剖面中盐分季节性变化得主要原因?因此?这类样品得采集按垂直深度分层采取。即从地表起每10cm或20cm划为一个采样层?収样方法釦『段取"即在该取样层内,自上而下,全层均匀得取丄,这样有利干丄壤储盐量得汁算?或绘制丄壤盐分分布图。研尤盐分在土壤中垂直分布得特点时.则笋用“点取”即在各样取样层得中间位貝取样。此外?应特别注重采样得时间与深度”1为盐分上下移动受不同时间得淋溶与蒸发作用得影响很大。 (3)土壤物理性质测定样品采集 如测定土壤容重与空隙度等物理形状?需要原状土样?其样品可直接用环刀在各上层中采取。采取丄壤结构性得样品?

土壤酸碱性的鉴别与改良

土壤酸碱性的鉴别与改 良 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

土壤酸碱性的鉴别与改良: ??? 一、感官识别? 一般酸性过大的土壤潮湿时糊烂,干时则结成较大硬块,放少许入口中有苦涩味。在碱性过大的土壤中,雨后地表结皮,干时松散。将松散土壤放入水中搅混浊,澄清后取澄清液煮干,底层有少许霜状物。土色为红色或黄色的土壤通常为酸性,如黄泥土、红壤旱土、红壤荒地等。一般红壤pH值为4.5-6.0 ,黄壤酸性较大,一般pH值为4.0-5.5 。 ??? 二、看指示植物识别? 观察野生植物中有无喜酸指示植物,凡是当地长有苦槠、毛栗、闹羊花、杨梅、茶树、马尾松、杉树、石松等耐酸性植物,说明土壤呈酸性;凡是长有南天竹、柏木、石苇、卷柏等植物, 表示土壤呈碱性。 ??? 三、看水质识别? 灌溉用水后很快渗下,水比较混浊,甚至出现锈膜状物质,表明土壤酸性较强;浇水时冒出白泡,起白沫,多为碱性土壤。浇水后土壤松软为酸性;浇水后土壤板结,且干的快,土壤表面有一 层白粉状物为碱性。 ??? 四、看石头识别? 在石英岩、砂岩和黄色页岩、红色页岩地区的土壤多是酸性;在石灰岩或钙质土地 区,土壤多少带点碱性。 ??? 土壤酸性过大,可每年每亩施入20至25公斤的石灰,且施足农家肥,切忌只施石灰不施农家肥,这样,土壤反而会变黄变瘦。也可施草木灰40至50公斤,中和土壤酸性,更好地调节土壤的水、肥状况。而对于碱性土壤,通常每亩用石膏30至40公斤作为基肥施入改良。碱性过高时,可加少量硫酸铝、硫酸亚铁、硫磺粉、腐殖酸肥等。常浇一些硫酸亚铁或硫酸铝的稀释水,可使土壤增加酸性。腐殖酸肥因含有较多的腐殖酸,能调整土壤的酸碱度。以上方法以施硫磺粉见效慢,但效果最持久;施用硫酸铝时需补充磷肥; 施硫酸亚铁(矾肥水)见效快,但作用时间不长,需经常施用。

污染土壤的植物修复技术

污染土壤的植物修复技术 摘要: 污染土壤的植物修复是利用绿色植物自身对污染物的吸收、挥发、固定、转化与累积功能,以及为微生物修复提供有利于修复的条件,来转移、容纳或转化土壤中的污染物,降低其对环境的危害。由于这种方法成本低、效果较好、不破坏环境,因而受到了广泛的关注。 关键词: 植物修复特点优缺点展望 正文: 一、植物修复的基本概念 植物修复的基本概念源于它对生物修复过程的重要贡献,一是植物自身对污染物的吸收、固定、转化与积累功能,二是为生物修复提供有利于修复完全进行的条件,从而促进了土壤微生物对污染物的生物降解与无害化。研究表明,植物直接或间接地对污染物的去除起重要作用。通过吸附、吸收转入植物组织的途径,植物可以从土壤中带走一部分污染物。植物代谢过程也能起到转化和矿化污染物的作用。植物根际圈与细菌、真菌的共生关系,可以增加微生物的活性从而加速土壤污染物的降解。植物生物修复被专家们普遍认为是一向十分有发展前途的生物修复新技术。 二、植物修复主要类型 从原理上来讲,植物修复有六种类型: 1、植物富集。这种技术是利用重金属超富集植物从土壤中吸收重金属,并将其转运到可收割的部位;然后收割植物富集部位,并经过热处理、微生物、物理或化学的处理,减少植物的体积或重量,以达到降低加工、填埋和人工操作费用的目的。 2、植物固定。利用特殊植物将污染物钝化/固定,降低其生物有效性及迁移性,使其不能为生物所利用,达到钝化/稳定、隔断、阻止其进入水体和食物链的目的,以减少其对生物和环境的危害。植物枝叶分解物、根系分泌物以及腐殖质对重金属离子的螯合作用等都可以固定土壤中的重金属。 3、植物挥发。植物可以从土壤中吸收污染物并将其转化为气态物质释放到大气中。一些植物能将土壤中的Se、As和Hg等甲基化,从而形成可挥发的分子,释放到大气中去。 4、植物降解。利用植物及其根际微生物区系将有机污染物降解,转化为无机物(CO2、H2O)或无毒物质,以减少其对生物与环境的危害。

土壤重金属污染的植物修复技术

土壤重金属污染的植物修复研究 院系:生命科技学院 专业:农学 班级:农学101 姓名:刘忠臣 学号:20100114103 完成日期:2012-12-29

目录 摘要 (3) 关键词 (3) 引言 (4) 第1章土壤重金属污染的植物修复概念及特点 (5) 1.1 植物修复法定义 (5) 1.2 植物修复技术的特点 (6) 第2章超积累植物及其概念 (6) 第3章重金属污染的植物修复机理 (7) 3.1 植物根系对重金属的吸收 (7) 3.2 重金属由根系向地上部的迁移 (8) 3.3 植物地上部重金属的积累 (8) 第4章提高植物对土壤重金属修复的措施 (9) 4.1 调节土壤pH (9) 4.2 添加螯合剂等添加剂,提高重金属的生物可利用率 (9) 4.3 施加植物营养,促进植物对重金属的吸收 (10) 第5章结论 (10) 参考文献 (10)

摘要:土壤重金属污染越来越严重,对环境安全和农业可持续发展构成了严重威胁。所以,对土壤重金属污染的修复刻不容缓,世界各地的科学家对此的研究也越来越深入。其中,土壤重金属污染的植物修复以其独特的优点越来越受关注。科学家对土壤重金属污染的植物修复技术研究也越来深入,其配套技术也越来越完善。本篇论文主要对土壤重金属污染的植物修复做完整的介绍,并对其技术特点及应用做了详细的描述。对土壤重金属有超积累现象的植物的寻找与培育是今后对土壤重金属污染的植物修复研究的重中之重。 关键词:重金属污染植物修复超积累植物

引言 土壤重金属以其特殊化学性质,对环境污染的持久性以及强烈的生物毒性,一直被世界各国环境科学工作者作为研究的重点。近几十年来,由于农药和化肥的大量使用、废水或污水灌溉、工业废渣与垃圾填埋渗漏和大气沉降等,造成土壤重金属污染日趋严重。土壤重金属污染,改变土壤化学组成,直接或间接地破坏土壤的生态结构,通过土壤—作物系统迁移积累,进而影响农产品安全乃至人体健康。据估算,我国重金属污染的土壤约3亿亩,占耕地总面积的1/6左右,每年因重金属污染的粮食高达数百万吨。土壤重金属污染问题以对我国环境安全和农业可持续发展构成严重威胁,亟须解决。 对于土壤重金属污染的修复方法主要有植物修复技术、工程措施、热解吸法、玻璃化技术、电动修复、电热修复/电磁法修复、土壤淋洗、土壤固化技术、有机质改良法、重金属拮抗作用、微生物修复技术、农业生态修复、联合修复技术。 本文主要研究植物修复技术。土壤重金属污染和防治一直是国际上的难点和热点研究课题。当前,主要的土壤修复技术包括工程治理、化学治理、农业治理和生物治理等四种措施,其中植物修复技术,因其具有效果好、投资省、费用低、二次污染小等优点,被誉为绿色修复技术,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究的热点。 随着城市化、工业化的进程加速,土壤重金属污染不断加剧。重金属污染已成为全球面临的最大的环境问题,2011年全国环境保护工作会议中明确提出,重金属污染是“十一五”凸显的重大环境问题,国务院已经批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》,重金属污染综合防治列为环境保护的头等大事,力争到2015年,进一步优化涉重金属产业的结构,完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系。可见,重金属污染的防治将是未来我国环境保护工作的重点。植物修复技术是重金属污染治理的重要手段。

根际环境与土壤污染的植物修复研究进展

生态环境 2003, 12(1): 76-80 https://www.doczj.com/doc/8713838124.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.doczj.com/doc/8713838124.html, 基金项目:广州市科技计划项目(2001-J-011-01);华南理工大学自然科学基金项目(E52020) 作者简介:张太平(1967-),男,博士,讲师,从事污染生态学与环境生物技术的研究。 根际环境与土壤污染的植物修复研究进展 张太平,潘伟斌 华南理工大学环境科学与工程系,广东 广州 510641 摘要:土壤污染的植物修复通常与植物根际微生物紧密相关,根际微生物群落变化与土壤污染物在根际环境中的动态,可能是对土壤污染成功进行植物修复的基本过程。可见根际环境在土壤污染的植物修复中具有明显的重要作用。文章介绍了有关重金属在根际环境中的动态、有机污染物在根际环境中的降解转化、土壤重金属污染与土壤有机污染的植物修复研究进展。 关键词:根际环境;土壤污染;植物修复 中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2003)01-0076-06 根际环境(rhizosphere)是指与植物根系发生紧密相互作用的土壤微域环境,是植物在其生长、吸收、分泌过程中形成的物理、化学、生物学性质不同于土体的、复杂的、动态的微型生态系统。它是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的结果。从环境科学角度来说,根际环境是重要的环境界面,因而成为当前土壤与环境科学研究中的一个热点[1]。根际环境的研究主要集中在两个方面,一是农业方面,探讨根际的物理、化学和生物环境与作物生长发育、抗逆性和生产力的直接关系;二是环境污染及其治理研究[2]。由于土壤及地下水的污染呈日益加剧的趋势,近年来对土壤重金属及有机污染的植物修复研究日渐增多,其关键之处是根际环境在土壤污染植物修复中的地位与作用,新的研究方法与技术、思路与观点不断涌现。本文就根际环境与土壤污染植物修复近年来这方面的研究进展作一简要评述,以期为该领域的研究提供借鉴。 1 根系分泌、根际微生物相互关系及其在土壤污染生物修复中的地位与作用 根际环境由于植物根系分泌作用的存在致使其pH 、Eh 、微生物等组成一个有异于非根际的特殊生境,根系分泌、根际微生物间存在着复杂的相互关系。14CO 2连续标记植物与密闭根-土壤系统研究表明,植物光合产物的40%以上通过根释放到土壤,称为根际沉降(rhizodeposition),供相关的生物群的代谢利用,包括自由生活的微生物,及其与 植物共生的根瘤菌与菌根真菌[3] 。早已证明,根系分泌物会影响土壤中微生物的数量及群落组成,群落特征也随着根系分泌物的类型而变化。根际环境中的细菌密度比非根际土壤通常大2~4个数量级,并表现范围更广泛的代谢活性[4]。 土壤中微生物的活性及其生物量增长受到底物的限制,特别是碳源,根际环境中碳源的输入明显增加微生物的活性。通过模拟根系分泌物组成成分进行碳源添加实验,测定微生物群落的DNA 分子杂交、(G+C )比例、膜脂,结果表明,微生物群落结构及活性与碳源存在明显的相关性[5]。Compbell 等研究了以根系分泌物中的有机物为唯一碳源培养土壤微生物,对3种不同植被类型9个取样点的土壤样品研究结果表明,根系分泌物对土 壤微生物具有一定的选择性[6] 。Kozdroj 等的研究结果表明,植物根系分泌物明显影响根际微生物群落结构,根系分泌物中的有机成分是引起根际新的细菌群落发展的潜在机制。以植物为基础的土壤污染生物修复通常是由于与植物根际紧密相连的微生物的作用,这种依赖于根际的变化而使土壤中微生物群落发生变化,可能是对土壤污染成功进行生物修复的基本过程[7]。可见根系分泌、根际微生物相互关系在土壤污染生物修复中具有非常重要的地位与作用。 根系分泌物具有各种不同的功能与性质,根系分泌物除促进根际微生物的生长及多样性与活性外,近来的研究发现,根系分泌物也是生物间相生相克关系(allelopathy)的不可缺少的组成成分。最新研究结果表明,根际环境分子信号对捕食者、寄生者、互利共生者寻找猎物或宿主非常重要。最引人注目的是与“定量感应”(quorum sensing)有关的分子信号物质,由不同的微生物释放用于感应其本身种群密度,较高的种群密度导致较高浓度的分子信号物质,引发密度依赖性反应,从而控制种群密度,特别是对病原菌种群密度的控制与植物健康的改善[8]。这进一步加深了对根际微生物与植物相互关

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