检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：方丹丹西南大学

学位级别：硕士

随着我国现代化农业的快速发展,稻田土壤重金属污染问题日趋严重,已经成为威胁经济、社会、现代农业的可持续发展和农业生态安全的重大环境问题。其中,土壤镉污染已成为我国稻田污染最为严重的重金属污染之一,进入土壤中的Cd难以被生物... 详细信息

随着我国现代化农业的快速发展,稻田土壤重金属污染问题日趋严重,已经成为威胁经济、社会、现代农业的可持续发展和农业生态安全的重大环境问题。其中,土壤镉污染已成为我国稻田污染最为严重的重金属污染之一,进入土壤中的Cd难以被生物降解,还会通过食物链富集到动物和人体中,一旦超标可能诱发疾病,如“痛痛病”等。所以对稻田Cd污染进行修复具有重大意义。目前国内外最常见的土壤重金属修复方法主要有钝化、植物修复等,但是几乎全部都处在降低重金属生物有效性的阶段,一般存在修复周期长、修复成本高等缺点。因此,亟需找到一种低成本、高效率、无二次污染的农田重金属控制和修复技术。近年来,磁性纳米功能化材料在水环境污染治理领域受到了广泛关注,纳米羟基磷灰石具有多孔型结构、比表面积大、吸附能力强等性能,对重金属离子有很高的吸附能力。然而由于粒径的限制,纳米级钝化材料容易滞留在土壤中,对土壤理化性质、土壤微生物及动植物可能会产生潜在的不利影响,制约了纳米材料在土壤污染治理方面的应用。将纳米羟基磷灰石与四氧化三铁作为原材料合成复合材料后,复合材料粒径得到了有效改善,还能结合两者快速吸附与磁性分离的优点,将重金属离子从污染环境中吸附去除。本文以磁性纳米FeO和纳米羟基磷灰石等为原料,制备出超顺磁性微纳米FeO-磷酸盐功能化材料(MFH),通过在镉污染稻田土壤中投加MFH,对土壤进行磁选修复。选择对Cd具有高、低富集的玉针香和湘晚籼13号两种水稻,在修复前后土壤中进行盆栽试验,探讨MFH对Cd污染稻田土壤的修复去除效率及对土壤理化性质、微生物多样性和酶活性的影响,分析该材料应用于农田镉污染修复的可能性,对于我国农田重金属污染修复具有重要的实际应用价值。主要结果如下:(1)超顺磁性微纳米FeO-磷酸盐功能化材料(MFH)的制备以及对镉污染土壤的修复效果:以FeO和纳米羟基磷灰石等为原料,制备羟基磷灰石包裹修饰的FeO微纳米颗粒MFH。添加MFH磁选修复镉污染土壤后,土壤中总镉去除率38.9%,有效镉下降率27.3%;湘晚籼13号和玉针香两种水稻在拔节期、抽穗期和成熟期中土壤总Cd和有效Cd含量均有一定程度的下降,湘晚籼13号在三个生长时期土壤总Cd下降率分别为35.3%、33.3%和31.3%;玉针香在三个生长时期土壤总Cd下降率分别为35.1%、32.7%和24.3%。在成熟期,添加MFH后两种水稻籽粒中Cd含量均显著降低,降幅分别为37.93%和44.4%,籽粒中Cd含量达到国家标准;总体上看,添加MFH修复土壤后水稻根茎叶中Cd含量也有所降低。添加MFH使湘晚籼13号和玉针香在拔节期残渣态Cd百分比含量分别上升1%和2%;抽穗期湘晚籼13号和玉针香残渣态Cd百分比含量分别上升3%和8%,玉针香中酸提取态Cd的百分比含量下降3%。(2)超顺磁性微纳米FeO-磷酸盐功能化材料(MFH)修复污染土壤对土壤理化性质的影响:添加MFH磁选修复镉污染土壤后,土壤中p H略微下降,总体上影响不大;湘晚籼13号水稻在抽穗期和成熟期添加MFH后Eh显著提高,玉针香则是在成熟期Eh值显著提高;玉针香在添加MFH后三个生长时期有机质含量均显著提高;湘晚籼13号则是在成熟期有机质含量有显著性提高;从整体上来看,添加MFH对土壤中CEC含量影响并不大。(3)超顺磁性微纳米FeO-磷酸盐功能化材料(MFH)修复污染土壤对土壤微生物和土壤酶的影响:添加MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤微生物群落多样性、群落丰富度均有所降低,但差异并不显著。采用MFH磁选修复土壤镉后,在两种水稻拔节期、抽穗期和成熟期土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性以及土壤过氧化物酶活性均得到了提高,3种酶活性与土壤镉含量存在明显的负相关关系。相关性分析表明,土壤微生物群落多样性和丰富度会随着土壤有效态Cd含量的降低而降低。(4)超顺磁性微纳米FeO-磷酸盐功能化材料(MFH)修复污染土壤对水稻植物酶的影响:添加MFH磁选修复土壤镉后,湘晚籼13号在拔节期、抽穗期和成熟期水稻根茎叶中SOD酶活性均有所降低,拔节期的根和叶中SOD酶活性显著下降,下降率分别为10.79%和5.26%。玉针香在水稻拔节期根茎叶中,抽穗期根和叶中以及成熟期茎中SOD酶活性均显著降低。拔节期湘晚籼13号的叶片中CAT酶活性显著增加,提高率为8.3%;玉针香叶片中CAT酶活性显著降低,下降率为5.26%。在抽穗期和成熟期,只有湘晚籼13号成熟期的叶片中CAT酶活性显著降低,下降率为8.54%,其余的在加入MFH后CAT酶活性下降不显著。加入MFH后湘晚籼13号在水稻拔节期、抽穗期根、茎、叶以及成熟期根、茎中,POD酶活性均显著降低。玉针香在拔节期根、茎、叶抽穗期根和叶以及成熟期的茎中POD酶活性显著降低。

关键词：磁性微纳米复合材料稻田土壤镉污染修复土壤微生物植物酶

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龙葵（Solanum nigrum L.）表皮毛发育及参与镉污染修复的细胞学研究

龙葵（Solanum nigrum L.）表皮毛发育及参与镉污染修复的细胞学...

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作者：马璐璐哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

镉是土壤重金属污染中最常见的元素,给社会经济和人类健康生活带来极大危害。目前应用超积累植物对污染土壤进行修复是治理环境重金属污染的重要手段。龙葵是镉超积累植物,在土壤修复方面具潜力。越来越多的证据表明,植物表皮毛是重金... 详细信息

镉是土壤重金属污染中最常见的元素,给社会经济和人类健康生活带来极大危害。目前应用超积累植物对污染土壤进行修复是治理环境重金属污染的重要手段。龙葵是镉超积累植物,在土壤修复方面具潜力。越来越多的证据表明,植物表皮毛是重金属隔离和解毒的部位之一。龙葵茎叶表皮毛丰富,其表皮毛是否具有积累重金属物质或解毒功能值得探讨。目前关于龙葵表皮毛的研究仅限于对其腺毛的形态描述,其发育过程、成分却鲜有报道。因此,本研究以龙葵为试验材料,通过光学显微镜、扫描电镜(冷冻传输)、透射电镜、组织化学与能谱技术对龙葵表皮毛发育、成分、镉胁迫条件下的表皮毛密度、分泌活动以及超微结构特征进行了研究,揭示龙葵表皮毛发育过程及腺毛的分泌功能,探究龙葵表皮毛参与镉污染修复的细胞学特性,为龙葵在土壤修复方面的进一步开发与利用提供参考。结果如下:(1)表皮毛类型及发育方式:龙葵表皮毛分为腺毛与非腺毛。腺毛包括两大类,即单细胞头腺毛与多细胞头腺毛(一层、两层与三层多细胞头腺毛),腺毛的生长方式属于顶端生长,新的柄细胞始终由顶端头细胞平周分裂而来。值得注意的是,我们还发现了3种特殊类型的多细胞头腺毛:具2个柄细胞的一层多细胞头腺毛、具2个颈细胞的一层多细胞头腺毛、具1个颈细胞的两层多细胞头腺毛。非腺毛仅一种类型,生长方式同为顶端生长,新的柄细胞由原顶端柄细胞平周分裂而来。(2)腺毛分泌过程:光镜观察发现龙葵腺毛分泌物储存于头细胞的皮下空间,呈透明带样结构,释放后腺毛皱缩、衰老。扫描电镜冷冻传输图像进一步显示腺毛分泌物积累导致头细胞表面形成大小不等的透镜样突起,突起增大为包块状,形成破口,进而分泌物释放,分泌物可在腺毛表面形成厚层甚至包裹腺毛头部,与光镜结果吻合。透射电镜观察发现腺毛头细胞中内质网与高尔基体极为丰富,合成代谢及分泌活动活跃,产生大量包裹嗜锇物质的囊泡,囊泡被运输至细胞壁附近,并与细胞膜融合,进而将嗜锇物质转移至细胞壁,最终积累于角质层下的皮下空间,直至角质层破裂,释放。(3)表皮毛的成分及分布:发现单细胞头腺毛与多细胞头腺毛中含有脂类(总脂质与酸性脂质)、生物碱、萜类、多糖(中性多糖与酸性多糖)、蛋白质与酚类。其中,头细胞与柄细胞均存在总脂质,头细胞中酸性脂质含量多于柄细胞(单细胞头腺毛中柄细胞无酸性脂质);头细胞与柄细胞中均存在大量萜类物质和生物碱;头细胞中含大量蛋白质、酚类及中性多糖,而柄细胞中较少。腺毛分泌物中的成分有总脂质、中性脂质、生物碱、萜类、中性多糖、蛋白质。非腺毛的成分有总脂质、酸性脂质、生物碱,其主要集中在表面的疣状突起中。(4)表皮毛密度对镉胁迫的响应:在胁迫7、14、21天时,茎表皮毛密度均随胁迫浓度增大而增大,叶不同位置的表皮毛随胁迫浓度的增加呈现不同变化趋势。(5)腺毛分泌活动对镉胁迫的响应:发现龙葵成熟叶片表皮细胞与腺毛分泌物中镉元素含量高于幼嫩叶片,多细胞腺毛分泌物中的镉元素含量高于单细胞头腺毛,表皮细胞、单细胞头腺毛与多细胞头腺毛分泌物中镉元素含量随胁迫时间的增长而增大。在镉胁迫浓度不变时,腺毛分泌物中的镉含量并未随时间的增加而增加,推测可能是由于表皮毛密度增加导致单个腺毛中镉元素含量不变。(6)镉胁迫后腺毛超微结构的变化:随镉胁迫浓度增高,龙葵腺毛中含嗜锇物质的囊泡大量增加,并可与细胞壁融合,导致细胞壁上有嗜锇物质积累,同时,皮下空间逐渐增大,嗜锇物质逐渐增多,角质层逐渐变薄,呈分泌趋势。推测嗜锇物质为镉积累。

关键词：龙葵表皮毛发育过程分泌镉污染修复

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三种碱性材料修复云南旱地土壤镉污染的化学机制

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农业环境科学学报 2025年

作者：蔡成梁婷周国朋常单娜马正波高嵩涓付利波曹卫东中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室安徽农业大学资源与环境学院安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室南京农业大学资源与环境科学学院云南省农业科学院农业环境资源研究所

为筛选修复镉污染土壤的高效修复材料，以油麦菜为指示作物进行盆栽试验，设置熟石灰、钙镁磷肥、硅钙矿粉及不添加对照4个处理，研究了油麦菜镉吸收、土壤镉有效性、土壤可溶性有机质含量及化学结构。结果表明：硅钙矿粉处理油麦菜地... 详细信息

为筛选修复镉污染土壤的高效修复材料，以油麦菜为指示作物进行盆栽试验，设置熟石灰、钙镁磷肥、硅钙矿粉及不添加对照4个处理，研究了油麦菜镉吸收、土壤镉有效性、土壤可溶性有机质含量及化学结构。结果表明：硅钙矿粉处理油麦菜地上部镉含量和镉转运系数最低，相比对照降幅达38.8%和30.4%。3种材料处理的土壤有效镉含量相比对照分别降低11.2%、26.7%和17.9%，可交换态镉分别降低15.5%、14.9%和28.1%，残渣态镉分别提高21.0%、33.1%和24.2%；土壤pH值相比对照分别显著提高0.53、0.74个和0.36个单位。此外，3种材料处理土壤可溶性有机质含量、类胡敏酸组分、类富里酸组分高于对照，而类色氨酸物质组分显著降低。相关性分析和聚合增强树分析表明土壤pH与土壤可溶性有机质含量显著负相关，土壤可溶性有机质含量和类胡敏酸组分、类富里酸组分是影响油麦菜地上部镉含量最关键的3个因子。综上，供试材料是通过提高土壤pH值影响土壤可溶性有机质含量并改变其光谱特征，促进土壤活性态镉向非活性镉形态转化、降低土壤镉有效性，从而降低油麦菜对镉的吸收转运。本试验条件下，3种碱性材料均对云南旱地土壤镉污染有明显的修复效果，其中硅钙矿粉的综合作用较为突出。

关键词：碱性材料硅钙矿粉云南旱地可溶性有机质镉污染修复

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不同修复措施对镉污染稻田土壤理化性质及酶活性的影响

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云南农业大学学报(自然科学版) 2024年第6期39卷 160-168页

作者：段亦鹏汤爱萍吴永明李亮李娅邓觅刘亚军南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

【目的】评估不同修复措施对镉污染稻田的钝化修复效果及其对土壤环境质量的影响。【方法】采用田间大棚原位钝化修复试验,分析土壤调酸(soil acidity regulation,AR)以及施用铁肥(iron fertilizer,IFe)、功能复合菌肥(functional compo... 详细信息

【目的】评估不同修复措施对镉污染稻田的钝化修复效果及其对土壤环境质量的影响。【方法】采用田间大棚原位钝化修复试验,分析土壤调酸(soil acidity regulation,AR)以及施用铁肥(iron fertilizer,IFe)、功能复合菌肥(functional composite microbial fertilizer,MF1)和商业复合菌肥(commercial composite microbial fertilizer,MF2)4种修复措施对水稻镉吸收、土壤理化性质、微生物生物量碳以及酶活性的影响。【结果】(1)不同修复措施均可显著降低稻谷中的镉含量(降幅均大于26.01%);与对照组相比,AR和IFe处理的土壤有效态镉含量分别降低了25.13%和15.99%;(2)AR处理对土壤理化性质的影响较大,可显著提高土壤pH以及有机碳和全磷的含量;此外,所有修复处理均可降低土壤铵态氮和硝态氮的含量;(3)与对照组相比,仅AR处理可显著降低微生物生物量碳;AR、IFe和MF2处理均可显著降低β-葡萄糖苷酶和硝酸还原酶的活性,IFe处理还可显著降低酸性磷酸酶的活性,而MF1处理可显著增强多酚氧化酶和硝酸还原酶的活性。【结论】不同镉污染修复措施对土壤环境的影响存在差异,其中,功能复合菌肥对土壤环境最为友好。

关键词：镉污染修复稻田土壤土壤理化性质土壤酶活性

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植物—土壤反馈作用对植物—微生物联合修复镉污染土的影响

植物—土壤反馈作用对植物—微生物联合修复镉污染土的影响

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作者：吴秀扬南京农业大学

学位级别：硕士

镉污染是目前我国土地污染中最为严峻且顽固的重金属污染之一,受到不规范的人类活动影响而日益严重,不仅影响生态稳定和农牧业的发展,还通过多种方式损害人体健康,镉污染的治理迫在眉睫。土壤修复技术朝着绿色、持续的方向前进,植物-微... 详细信息

镉污染是目前我国土地污染中最为严峻且顽固的重金属污染之一,受到不规范的人类活动影响而日益严重,不仅影响生态稳定和农牧业的发展,还通过多种方式损害人体健康,镉污染的治理迫在眉睫。土壤修复技术朝着绿色、持续的方向前进,植物-微生物联合修复成为近年来的研究热门。众多研究表明向土壤中添加有益微生物可以提高植物的修复能力,但大部分实验均忽略了土壤遗留效应对污染修复的影响。研究发现植物与土壤之间存在反馈作用,土壤遗留效应对植物和有益微生物修复能力的影响未知,少有研究将植物-土壤反馈理论引入土壤修复领域。探究植物-土壤反馈作用对有益微生物的影响以及对植物修复能力的影响,有助于理解植物-土壤反馈理论在污染土修复领域的重要性和有效性,有助于理解植物-土壤反馈作用对改变植物-微生物修复能力的可行性,从而为形成新型修复能力强化技术提供理论支撑和科学依据。试验设置三种镉水平,为原位土壤、低镉土壤(10 mg·kg-1 Cd2+)和高镉土壤(100 mg·kg-1 Cd2+)。以狼尾草和海滨雀稗为植物材料驯化土壤,再分别于两种驯化土壤中种植两种植物,以此产生4组反馈组合,分别为海滨雀稗的同源反馈和异源反馈、狼尾草的同源反馈和异源反馈。每组反馈组合包含5组处理,分别为不灭菌、灭菌空白、灭菌+丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF）灭菌+细菌B3b（Pseudomonas mendocina）和灭菌+真菌SF2H3（Mucor circinelloides）。对反馈后的植物指标和土壤指标进行测量,以观察土壤遗留效应对微生物和植物修复能力的影响以及植物-土壤反馈在污染土中的表现。主要结果如下: （1）灭菌处理显著提高海滨雀稗和狼尾草的镉修复能力:灭菌处理显著提高了土壤的有效氮含量而降低了土壤的速效磷,提高了生物量和转运系数,促进地上部镉含量的增加和地下部镉含量的减少,有助于增强植物修复能力。微生物添加显著影响植物的镉修复能力:AMF增加了植物的全磷含量,对植物的生物量无较大影响,但降低了镉含量;细菌B3b和真菌SF2H3显著提高了植物的生物量,这种提高作用随镉浓度的增加而降低。（2）植物-土壤反馈作用显著影响微生物特性及植物修复能力:AMF在狼尾草驯化土壤中降低了生物量,在海滨雀稗驯化土壤中提高了生物量;细菌B3b和真菌SF2H3对狼尾草在狼尾草驯化土壤中的镉含量表现出一致降低作用,在海滨雀稗驯化土壤中表现出提高作用。植物-土壤反馈作用显著影响植物修复能力:两种植物在海滨雀稗驯化土中的镉含量显著高于狼尾草驯化土中的镉含量,生物量相反;相同植物下的转运系数中,狼尾草驯化土中的转运系数普遍高于海滨雀稗驯化土;富集系数与转运系数相反,海滨雀稗驯化土中的富集系数普遍高于狼尾草驯化土。（3）植物-土壤反馈受到镉浓度的调控:海滨雀稗地上部的同源反馈值随镉浓度的增加而由负转正。狼尾草地下部的同源反馈值在低镉土中表现为最强负反馈。植物-土壤反馈作用对植物产生的影响随镉浓度的变化而变化。（4）微生物影响植物-土壤反馈作用。AMF减弱了海滨雀稗的负反馈而加强了正反馈,增强了狼尾草的负反馈而降低了正反馈;细菌B3b减弱了海滨雀稗的正负反馈,增强了狼尾草地上部的正负反馈而降低地下部的正负反馈;真菌SF2H3使狼尾草的负反馈转为正反馈,整体趋势表现与不灭菌一致。（5）两种植物的植物-土壤反馈效应受生物因素和非生物因素影响。生物因素可能是由SF2H3一类的真菌引起的;非生物因素可能是海滨雀稗和狼尾草分泌了某种物质。海滨雀稗的遗留效应对狼尾草具有负效应,狼尾草的遗留效应对海滨雀稗具有正效应。遗留效应还有待后续实验验证。植物-土壤反馈作用在不同镉浓度土壤中作用不同,并且对微生物和植物的修复能力产生显著影响,这说明在研究微生物对植物修复能力的作用时,不能将植物-土壤反馈作用作为统一变量而忽略,否则可能会对菌种特性和植物修复能力产生错误评价。我们的实验结果还发现植物-土壤反馈作用还会改变植物营养与重金属之间的相关性,这意味着常规的元素抑制金属毒害的方法可能在某种遗留效应下失效,这还有待后续实验验证。

关键词：植物-土壤反馈镉污染修复微生物海滨雀稗狼尾草

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单次有机肥或石灰施用阻控镉污染酸紫泥田早晚稻镉累积的效应

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土壤与作物 2025年第1期14卷 15-24页

作者：张丽娜刘鑫王俊盛浩湖南农业大学资源学院湖南长沙410128

为明确中度Cd污染的酸紫泥田单次施常规用量有机肥、石灰对早晚稻稻米降Cd的作用效果及其调控因素,设置早稻季单次施用生石灰或鸡粪发酵的商品有机肥处理,连续两季监测水稻不同部位Cd、土壤二乙烯三胺五乙酸提取态Cd(DTPA−Cd)含量及土... 详细信息

为明确中度Cd污染的酸紫泥田单次施常规用量有机肥、石灰对早晚稻稻米降Cd的作用效果及其调控因素,设置早稻季单次施用生石灰或鸡粪发酵的商品有机肥处理,连续两季监测水稻不同部位Cd、土壤二乙烯三胺五乙酸提取态Cd(DTPA−Cd)含量及土壤理化性质,研究了单次施有机肥、石灰的稻米降Cd效果、持续性及其影响因素。与对照相比,单次施有机肥、石灰处理,分别使早、晚稻糙米Cd含量显著降低44.4%、11.8%和72.6%、34.7%(P<0.05),降幅呈逐季衰减趋势。单次施有机肥、石灰分别使早稻分蘖期土壤pH值提高了0.40和0.48个单位,土壤DTPA−Cd含量降低了13.6%和8.26%(P<0.05);但是,随着双季稻周年生长时间的延长,土壤pH值和DTPA−Cd含量逐渐恢复至接近对照田块的水平。此外,单次施有机肥、石灰显著降低了早晚稻茎叶Cd富集系数、早稻糙米Cd富集系数及Cd由稻根向糙米的转运系数,显著提高了土壤酸碱缓冲容量、碱解氮、有效磷含量和电导率。单次施石灰或有机肥改善酸紫泥田酸化状况,提高了土壤肥力质量,降低了土壤Cd有效性和水稻植株对Cd的富集转运,但随双季稻周年生长时间的延长,效果逐渐减弱。实际应用中,应注重有机肥、石灰的连续施用和及时补施,实现土壤Cd持续钝化和肥力提升,降低稻米Cd累积。

关键词：水稻土镉污染修复钝化效果富集转运稻米镉含量

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镉污染稻田土壤微生物群落对有机肥的动态响应

镉污染稻田土壤微生物群落对有机肥的动态响应

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作者：林晓彤华中农业大学

学位级别：硕士

稻田土壤镉(Cd)污染一直是我国农业生产和粮食安全面临的重大问题,影响人民身体健康和社会可持续发展,受到广泛关注。有机肥是重要的农业管理措施,在提供土壤养分,提高农产品品质,修复土壤污染等方面发挥着重要作用。土壤微生物是土壤... 详细信息

稻田土壤镉(Cd)污染一直是我国农业生产和粮食安全面临的重大问题,影响人民身体健康和社会可持续发展,受到广泛关注。有机肥是重要的农业管理措施,在提供土壤养分,提高农产品品质,修复土壤污染等方面发挥着重要作用。土壤微生物是土壤的重要组成部分,对土壤健康有重要的指示作用,在养分循环、有机物质降解等方面扮演着重要角色,对农作物的生长发育至关重要。研究有机肥施用对污染稻田土壤微生物群落多样性和结构、群落组成和网络互作及其动态变化的影响,对于农业施肥管理、稻田土壤镉污染修复、土壤健康状况评估、农作物的生长发育等具有重要的指导意义。本研究以湖北省黄石市Cd污染稻田土壤为对象,采集了施用有机肥后,分蘖期、抽穗期、灌浆期和成熟期等不同生长时期的根际和非根际土壤,分析了土壤与植株Cd含量、细菌和真菌群落的动态变化规律。1)土壤微生物群落组成和网络复杂度及其动态变化规律。稻田土壤的优势细菌门为Chloroflexi(22.87%),Proteobacteria(19.30%),Actinobacteriota(19.19%),Acidobacteriota(15.94%)和Myxococcota(4.94%),占细菌总数的82.24%。优势真菌纲为Sordariomycetes(56.06%),Dothideomycetes(11.74%),Tremellomycetes(5.02%)和Agaricomycetes(4.89%)。其中属于子囊菌门的优势菌纲(Sordariomycetes,Dothideomycetes)占比最多,为67.80%。从水稻分蘖期到成熟期,优势细菌门Proteobacteria,Acidobacteriota的相对丰度先逐渐升高,再略微降低。真菌纲Dothideomycetes的丰度整体上呈现上升的趋势。各网络拓扑参数,即节点数、度、平均路径长度和介数中心性,整体上呈现逐渐增加的趋势,说明网络复杂度随着水稻生长时期的延长而更复杂。2)有机肥施用对土壤微生物群落、土壤有效态Cd含量及水稻Cd吸收的影响。施加有机肥显著降低了土壤微生物群落的α多样性,增加了土壤优势物种的丰度,使不同生长时期间群落α多样性和结构、某些优势物种(Myxococcota,Dothideomycetes等)的相对丰度的差异变大,但使各时期间网络复杂度差异变小,尤其是分蘖期和灌浆或成熟期之间。施有机肥对细菌群落多样性和结构、群落组成的影响比对真菌更明显。根际与非根际土壤中的群落多样性和结构、群落组成以及网络复杂度呈现的规律类似,但根际土壤细菌群落受环境因子的影响较非根际更显著,真菌正好相反。施用有机肥的土壤中,土壤有效态Cd和水稻籽粒的Cd含量显著降低,成熟期时降幅最大,其中土壤有效态Cd含量降低了42.1%(根际)和33.4%(非根际),籽粒Cd含量降低了73%。3)影响土壤有效态Cd含量的关键微生物及土壤酶活性。优势细菌门Chloroflexi,Firmicutes和真菌纲Leotiomycetes、纤维二糖苷酶和木聚糖苷酶活性对土壤有效态Cd含量有显著的正向影响,而优势细菌门Proteobacteria和Myxococcota、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性对土壤有效态Cd含量有显著的负向影响。4)影响土壤微生物群落以及土壤有效态Cd含量的环境因子。Spearman相关性分析表明,稻田土壤微生物群落多样性和结构、群落组成以及网络复杂度受环境因子的显著影响,其中影响最大的是土壤有效态Cd含量,其次是p H、有机碳和铵态氮。土壤有效态Cd含量受土壤p H值和土壤有机碳、总碳、总氮、速效磷含量的显著影响。综上,水稻从分蘖期到成熟期土壤微生物群落结构差异变大,优势物种丰度变化明显,网络复杂度逐渐增加。施加有机肥会增加不同生长时期优势物种的相对丰度、降低α多样性和网络复杂度、显著降低土壤有效态Cd及水稻籽粒Cd含量。根际与非根际土壤中群落多样性和结构、群落组成以及网络复杂度呈现的规律较相似。研究结果揭示了有机肥对Cd污染稻田根际和非根际土壤微生物群落的影响,及其在不同生长时期间的动态变化规律,还揭示了影响土壤有效态Cd含量的关键微生物及土壤酶活性,为农业施肥管理、稻田土壤Cd污染修复、土壤健康评估、植物生长发育等提供了重要的理论支撑。

关键词：镉污染修复细菌16S rRNA 真菌ITS 根际和非根际不同生长时期

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膨润土/生物炭材料的制备及在镉污染土壤中的应用效果

膨润土/生物炭材料的制备及在镉污染土壤中的应用效果

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作者：李帅西北农林科技大学

学位级别：硕士

重金属镉（Cd）是污染水土环境的典型重金属之一,具有高毒性的特点,会毒害水体和土壤系统,并进一步危害植物、动物,最终危害人类,被国际癌症研究局（IARC）划分为Ⅰ类致癌物。为了减少重金属镉（Cd）带来的危害,吸附固定技术被广泛应用... 详细信息

重金属镉（Cd）是污染水土环境的典型重金属之一,具有高毒性的特点,会毒害水体和土壤系统,并进一步危害植物、动物,最终危害人类,被国际癌症研究局（IARC）划分为Ⅰ类致癌物。为了减少重金属镉（Cd）带来的危害,吸附固定技术被广泛应用,吸附法在去除重金属方面具有低价格、高效率、高灵活性、易于操作和设计简单的特点。常见的吸附剂如活性炭、有机聚合物和天然或合成的无机材料等,其中活性炭由于其强大的吸附能力,是优质的吸附剂之一,然而,高成本限制了其在大多数行业的广泛应用。因此,开发一种高吸附能力且价格低廉的吸附剂十分必要。本研究以去除土壤重金属镉为目的,以农业废弃物和低价膨润土为原料,尿素为氮源,KOH为活化剂。膨润土经水热掺氮处理后与苹果枝条共热解和活化,制备了一种成本低廉且吸附能力可观的膨润土/生物炭材料（NB-Bc）。通过系统性表征和批量吸附实验,探究了NB-Bc吸附Cd（II）的作用机制,通过盆栽试验探究了NB-Bc对Cd污染土壤的修复效果及对青菜品质和生长的影响。主要得出以下结果: （1）在系统性表征中,SEM和BET结果表明,该材料表面具备多孔结构和不规则的表面形貌,附着大量微小颗粒物,具备良好的孔隙结构和较大的比表面积。FITR的结果表明,材料中含有丰富的C和O相关基团（-OH、-COOH、C=O、C-O、C=N）,有较多的活性吸附位点;SEM-mapping结果表明,吸附后材料表面C、O、N和Cd均匀分布,这证实了吸附位点在材料中的广泛分布。同时XPS结果表明,C1S和O1S在吸附Cd（II）后结合能增加,这证实了C和O官能团对吸附Cd（II）的有效性,促进了材料对Cd（II）的吸附过程。Raman结果表明,材料NB-Bc同时具备无定形碳结构和石墨碳结构,且晶格缺陷和无序性增加,这证实了N元素掺杂和KOH活化的有效性。在XRD中发现多种典型硅酸盐矿物,结合SEM结果也说明了生物炭与膨润土的成功复合。（2）批量吸附实验结果表明:NB-Bc对Cd（Ⅱ）具有高吸附能力和高选择性。等温线模型表明,Freundlich模型更符合NB-Bc的吸附过程,表明该吸附剂去除Cd（Ⅱ）的过程是一种多层吸附过程,Cd（Ⅱ）与NB-Bc的非均匀相互作用是主要的去除机制。动力学模型表明NB-Bc对Cd（Ⅱ）的吸附是化学吸附为主的物理化学综合吸附过程。热力学拟合表明吸附过程为自发吸热,同时温度升高对NB-Bc吸附Cd（Ⅱ）具有促进作用。循环吸附实验表明材料NB-Bc拥有良好的重复利用能力。综上,NB-Bc能有效降低水体中Cd（Ⅱ）危害,具备实际应用潜力。（3）盆栽试验表明:土壤中添加NB-Bc提高了土壤有机质和p H,显著提高了土壤阳离子交换量和土壤电导率,最优处理分别为添加量为3 g/kg的P2处理和添加量为5 g/kg的P3处理,P2处理中,阳离子交换量提升了9.40%,P3处理中,土壤电导率提高了12.90%,可以有效改善土壤理化性质,降低重金属镉的生物有效性。土壤中添加NB-Bc可以显著降低土壤有效镉（EDTA-Cd）,P3处理中,土壤DTPA-Cd含量降低了26.95%,相同添加量下NB-Bc对土壤Cd的钝化效果优于苹果枝条生物炭。土壤中添加NB-Bc对青菜生长、品质和对Cd的积累产生了影响。土壤中添加NB-Bc显著降低了四季青菜对镉的吸收积累,以P2为最优处理,四季青菜体内总镉含量降低了27.50%,在添加量1 g/kg的P1处理中,四季青菜体内总镉含量也降低了19.40%;土壤中添加NB-Bc的各处理均显著提高了青菜的产量,P3处理中青菜鲜重提高了36.58%;但土壤中添加NB-Bc降低了青菜可溶性糖含量,在添加量为5 g/kg的P3处理中,四季青菜可溶性糖含量最低,其可溶性糖含量仅为2.46%;土壤中添加NB-Bc显著提高了青菜体内维生素C含量,在P2处理中,四季青菜维生素C含量达11.30mg/100g;且土壤中添加NB-Bc对青菜体内叶绿素含量的影响不显著。综上所述,本研究利用农业废弃物和低价膨润土为原料,尿素为氮源,KOH为活化剂。膨润土经水热掺氮处理后,在碱性条件下同苹果枝条共活化热解,制备了膨润土/生物炭材料（NB-Bc）。通过批量吸附实验和盆栽试验明确了其作用机制和对Cd污染土壤的实际钝化效果,结果证明NB-Bc是一种具有高吸附能力和成本效益的优秀吸附材料。

关键词：粘土/生物炭材料生物炭镉污染修复膨润土重金属污染

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复合微生物肥料的研制及其杀线虫促进生长与镉阻断活性的效果评价

复合微生物肥料的研制及其杀线虫促进生长与镉阻断活性的效果评价

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作者：何彦华中农业大学

学位级别：硕士

植物寄生线虫（Plant parasitic nematodes）是一类严重危害植物生长的虫害生物,每年可导致全球农作物减产10%,其中根结线虫（Root-knot nematodes）所造成的损失约占50%,在我国,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）所造成的损失最... 详细信息

植物寄生线虫（Plant parasitic nematodes）是一类严重危害植物生长的虫害生物,每年可导致全球农作物减产10%,其中根结线虫（Root-knot nematodes）所造成的损失约占50%,在我国,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）所造成的损失最为严重。南方根结线虫可以侵染多种蔬菜和水果,目前的防治方法有物理防治、化学防治、植物防治和微生物防治,其中化学防治和微生物防治的应用最为广泛,化学防治虽然高效,但是所使用的化学杀虫剂会造成环境污染、危害人体健康,目前多数杀虫剂已被禁用或限用,因此,微生物防治是目前国内外研究的重点。另外,由于工业三废的排放、化肥和农药的滥用等,镉污染问题日益严重,我国土壤镉污染面积已达22000 km2,大量的研究已证实,微生物修复的方法适用面广、无二次污染、成本低、效率高,具有良好的发展前景。本研究以一株具有解磷促生和杀南方根结线虫效果的猴假单胞菌（Pseudomonas simiae）MB751为基础,选择牛粪有机肥作为载体,发酵液与载体的配比为1:3,选用0.4%的羧甲基纤维素钠和3%的麸皮作为保护剂制作复合微生物肥料1,在4℃下保存30天,有效菌体存活率为68.1%,与不加保护剂时的存活率28.6%相比提高了138.5%。MB751在无机磷液体培养基中培养4天,培养基中的可溶磷含量达到80.8 mg/L,在KB培养基中培养2天,培养基中的吲哚乙酸含量为3.49 mg/L。使用不同浓度（10～6、10～7和10～8CFU/g）MB751菌液和不同用量（10～6、10～7和10～8CFU/g）复合微生物肥料1进行小白菜（Brassica chinensis L.）盆栽实验,结果表明,小白菜的鲜重、干重、株高、和根际土壤可溶磷含量均随MB751浓度的提高而提高。根据小白菜的产量结果,结合发酵与菌肥制作成本,进行成本核算,综合得出复合微生物肥料1的最佳施用量为10～7CFU/g。使用不同用量的复合微生物肥料1进行番茄（Solanum lycopersicum L.）盆栽实验,结果表明,10～6和10～7处理抑线虫效果不佳,10～8处理抑线虫效果最好,且能使番茄株高、根长、地上部分鲜重、根鲜重和根际土壤可溶磷含量分别提高618.4%、311.8%、22257.3%、2496.2%和106.1%。此外,本研究将MB751与2株筛选出的耐镉细菌:绿针假单胞菌（Pseudomonas chlororaphis）MB06B和粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）MB07B相结合,仍选用上述的载体与保护剂制作复合微生物肥料2,在4℃下保存30天,MB751、MB06B和MB07B的存活率分别为52.8%、38.1%和25.4%。将3种细菌在含Cd2+20 mg/L的溶液中培养3天,Cd2+去除率分别为31.0%、58.6%和82.2%,且3种细菌均有一定的解磷和产吲哚乙酸能力,MB07B还能产生脲酶。将3种细菌的菌悬液等比例混匀后进行Cd2+存在下的小白菜种子萌发实验,与Cd2+20 mg/L处理相比,发芽率、芽长和根长分别提高15.7%、185.7%和407.7%。进行镉污染土壤（Cd 1.0 mg/kg）的小白菜盆栽实验,将复合微生物肥料2以10～7CFU/g用量加至土壤中,小白菜地上部分鲜重和干重分别提高211.1%、215.7%,地上部分和根部Cd2+分别减少30.0%、9.9%。进行镉污染土壤（Cd 2.0 mg/kg）的水稻（Oryza sativa L.）盆栽实验,复合微生物肥料2采用和上述相同的用量,水稻株高和根长分别提高30.8%、51.4%,地上部分和根部Cd2+分别减少32.8%、43.5%。经过傅里叶变换红外光谱分析,结果表明,化学键C-H、O-H、N-H、C-O和C-N可能参与了MB751、MB06B和MB07B对Cd2+的吸附过程。本研究结果表明,复合微生物肥料1的促生和杀线虫效果良好,具有根结线虫生物防治的应用潜力,复合微生物肥料2的促生和镉阻断效果良好,具有镉污染土壤生物修复的应用潜力。

关键词：微生物肥料南方根结线虫镉污染修复盆栽实验

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稻-渔共作农田一株优势真菌LW-1对土壤碱解氮、有效磷、土壤酶活性及镉生物有效性的影响

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生物资源 2024年第2期46卷 154-163页

作者：殷豪罗子恩金泽峰罗强谈荣想罗文杨庆满曾文涛绍兴文理学院生命与环境科学学院浙江绍兴312000 绍兴市水产技术推广中心浙江绍兴312000

为了探讨稻-鳅-蛙共作农田优势真菌对土壤碱解氮、有效磷、土壤酶活性及镉污染土壤镉生物有效性的影响,本研究分离、纯化及初步鉴定稻-鳅-蛙农田土壤中的优势真菌LW-1,并将其扩繁后制成1×10^(3)、1×10^(5)、1×10^(7)个/m... 详细信息

为了探讨稻-鳅-蛙共作农田优势真菌对土壤碱解氮、有效磷、土壤酶活性及镉污染土壤镉生物有效性的影响,本研究分离、纯化及初步鉴定稻-鳅-蛙农田土壤中的优势真菌LW-1,并将其扩繁后制成1×10^(3)、1×10^(5)、1×10^(7)个/mL孢子3种浓度的菌液,最后将3种浓度的菌液和空白菌液分别添加至0、5、10、20 mg/kg镉污染的土壤中,每10天取土壤样本检测土壤有效磷、碱解氮、转化酶、过氧化氢酶、脲酶有效态镉含量。结果表明,随着菌液浓度的增加,土壤中碱解氮和有效磷的含量显著增加(P<0.05),土壤转化酶和脲酶活性均显著性提高(P<0.05),而有效态镉的含量显著降低(P<0.05)。这说明稻-鳅-蛙共作农田中的优势真菌可提高土壤肥力并降低镉污染土壤的生物有效性,研究结果为该模式在土壤改良和修复中的应用提供理论依据,也为理解稻-鳅-蛙共作农田土壤肥力高于常规稻田的机制提供了新的视角。

关键词：稻-渔共作土壤真菌土壤肥力镉污染修复

来源：评论

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