电镀企业重金属镍污染土壤修复治理技术探讨

电镀行业是产生重金属污染的主要行业之一。土壤重金属污染尤其是镍污染是国内亟待解决的环境问题之一。在对某电镀企业厂区土壤监测结果分析评述的基础上,通过探讨比较分析生物修复方法中的植物修复、微生物修复、植物与微生物联合修复技术等各方法利弊。推荐采用植物与微生物联合修复技术对该区域污染土壤进行修复治理。     

产表面活性剂微生物的筛选鉴定及其所产表面活性物质的研究

微生物修复技术是一种治理石油污染土壤的有效、重要的技术手段,具有高效、安全、经济、无二次污染等优点。微生物表面活性剂比化学合成表面活性剂具有更多优点,在提高石油烃的生物可利用性上更加高效,提高了微生物对石油烃的降解效率。因此,越来越多的国内外学者关注于微生物表面活性剂强化石油污染土壤降解的生物修复技术,现阶段我国应优先考虑使用的处理技术。文章的研究重点是在自然环境中分离微生物进行富集培养,分离选育出能产生表面活性剂的优良石油降解菌种,并对其产生的表面活性剂进行离子分析、薄层分析、红外光谱分析等,确定菌株产生的表面活性剂为糖脂类阴离子型表面活性剂。     

土壤微生物学研究现状与展望

土壤微生物作为生物地球化学过程的引擎, 驱动土壤圈与其他各圈层之间发生活跃的物质交换和循环, 在维系陆地生态系统地上-地下相互作用, 支撑陆地生态系统过程和功能中发挥着不可替代的作用, 在土壤肥力形成和培育、污染土壤修复和全球环境变化中也扮演着重要的角色。因此土壤微生物学是现代土壤科学领域的研究前沿和热点。然而, 长期以来由于土壤生物系统的复杂性和土壤生物学研究技术手段的限制, 人类对土壤微生物多样性和功能的认识十分有限。近年来, 随着微生物分子生态学技术的发展和应用, 土壤微生物研究取得了诸多重要进展, 为促进土壤资源的可持续利用提供了科学依据和手段。文章简要回顾了近年来土壤微生物学领域的主要研究进展和发展趋势, 并抛砖引玉提出了未来发展的建议和思考。     

地上-地下生物协同调控与养分高效利用

提高养分利用率是协调粮食安全和环境安全的核心问题。地下生物种类繁多,数量巨大,功能多样,包括植物根系、微生物和动物等。地下生物直接参与了养分的活化、转化、吸收和运输等过程,是地上植物生产力和养分利用率的重要驱动者。文章概括性地介绍了(1)土壤-根系-微生物对话的信号基础与养分转化,(2)土壤微生物组成多样性与养分转化,(3)根系与植物高效吸收养分,以及(4)微生物与根系高效摄取土壤养分;在此基础上,提出将来应该加强研究土壤生物功能和区域分异规律、微生物介导的土壤养分转化过程与养分高效利用之间的关系、养分高效型作物的根系特征、生物制剂的研发等内容。随着技术的发展和相关机理的探明,地下生物"黑箱"将逐步被破解,有望研发出靶标明确、切实可行的地上-地下生物协同调控技术,实现养分的高效利用。     

三种研究农田土壤微生物多样性方法的比较

以传统的培养技术分离培养的微生物不到土壤微生物总数的1%,在土壤微生物多样性研究中有很大的局限性.磷脂脂肪酸图谱法、BIOLOG微平板分析法和DNA指纹图谱技术,可描述和表征未被培养的土壤微生物,获得有关土壤微生物多样性的更完整的信息.本文对这三种技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用机理、研究现状及其优缺点进行了较系统的概述、分析和探讨.建议在实践中联合使用多种研究方法,综合其优势,确保农田土壤微生物多样性研究方法的有效性和科学性.     

土壤农药污染的生物修复技术进展

农药是重要的环境污染物,给生态环境带来了严重污染。生物修复技术是利用土壤中的各种植物、动物和微生物吸收、降解和转化土壤中的污染物,使土壤恢复到健康状态。本文介绍了土壤污染的几种常用的生物修复技术研究进展及前景展望。     

鸭稻共作对土壤微生物数量及其功能多样性的影响

鸭稻共作起源于我国传统的稻田养鸭,作为一种环境友好型的生态农业技术,许多研究表明该模式具有良好的生态效应。为了进一步探讨鸭稻共作对稻田土壤微生物群落的影响,于2005年在华南农业大学增城教学科研基地进行了田间试验,共设计鸭稻区、浑水区、清水区和常规区4个处理,采用平板培养法和BIOLOG技术研究了其对稻田土壤微生物群落动态及功能多样性的影响效应。结果表明,鸭稻共作能够增加水稻生长中后期稻田土壤可培养的微生物总数以及细菌、放线菌和真菌数量;与常规区相比,土壤微生物总数、细菌、放线菌在抽穗期、成熟期的差异显著,真菌数量在乳熟期、成熟期的差异显著。BIOLOG分析显示,与清水区相比,稻田放鸭能够提高土壤微生物群落的碳源利用能力和整体代谢活性,显著增加水稻抽穗期的微生物功能多样性。说明鸭稻共作系统对稻田土壤微生物群落数量、代谢活性和功能多样性的提高均具有积极作用。     

重金属污染土壤的生态修复原理

随着工农业生产的现代化,土壤重金属污染日益严重.在土壤重金属污染修复方法中,微生物、植物及动物三种生物修复方法因其优势受到越来越多的重视.其中土壤重金属的微生物修复法是根据微生物对重金属环境的生物吸附和富集、氧化还原和溶解三种化学行为作用进行微生物修复的.其主要包括生物吸附、生物氧化还原和菌根作用三个方面.     

土壤微生物生物地理学研究现状与发展态势

土壤微生物生物地理学是研究土壤中微生物空间分布格局及其随时间变化的一门科学。开展土壤微生物生物地理学研究有助于深入挖掘土壤中的未知生物资源,深刻理解土壤中微生物多样性的产生、维持机制,并可预测陆地生态系统功能的演变方向。由于土壤中微生物绝大多数不可培养,所以其生物地理学研究长期滞后于动植物的生物地理学。21世纪以来,新一代高通量测序、组学技术的突破为土壤微生物生物地理学带来了前所未有的机遇,使其成为土壤生物学、微生物生态学领域的国际研究热点。本文阐述了近年来国内外土壤微生物生物地理学的研究现状,提出了近期研究重点,并对该领域的未来研究与发展态势进行了展望。     

土壤微生物生态学研究综述

文章综述了土壤系统中微生物的微生态研究的主要内容及其进展情况,主要从土壤微生物多样性研究、土壤酶活性研究、土壤微生物生物量研究和土壤生态系统内生物因素对土壤微生物的影响等四个方面,系统地介绍了土壤微生物生态学的研究方法、内容及研究方向。     

长期施肥对农田黑土微生物群落的影响

研究不同磷肥处理农田黑土基本理化性质、磷脂脂肪酸、酸（碱）性磷酸酶、微生物量碳或氮等变化规律。结果表明,有机肥-化肥配施明显提高土壤有机质、总氮以及速效氮、磷、钾等养分含量,进而促进微生物量碳、微生物量碳/有机质比值、磷酸酶活力以及各菌群磷脂脂肪酸含量显著增加。长期氮磷钾配施土壤有机质活性严重退化、不利于土壤微生物生长,而单施磷肥或氮磷肥配施对微生物活力与结构影响较小。有机肥处理中单烯不饱和/饱和脂肪酸比值>1,远高于其他化肥处理,可用来指示有机质质量与可用性;而支链/单烯不饱和脂肪酸与单烯不饱和/饱和脂肪酸比值呈极显著负相关,表明G+菌对养分胁迫抗性强于G-菌。磷脂脂肪酸PCA表明,有机肥与化肥处理微生物群落结构显著不同。个别脂肪酸载荷值分析表明,真菌受无机肥施用影响显著;而G+菌更易受有机肥影响。     

我国长期定位施肥试验与农业可持续生产

土壤肥料长期定位试验能揭示农业生态系统长期的变化趋势, 对探索农业可持续性有重要的指导意义。文章在简述我国农田土壤肥料长期试验网络基础上, 从土壤有机质演变、作物产量变化、土壤酸化机制、土壤生态功能演变以及施肥的环境效应等方面, 详细阐述了30 余年长期试验所取得的成果, 并对存在的问题进行剖析和展望未来发展, 以期推动我国土壤质量特别是土壤肥力演变研究, 提升国家耕地质量和农业生产可持续性。     

中国土壤微生物组:进展与展望

文章分析了国际土壤微生物组的研究现状和发展趋势,阐述了土壤微生物组研究的前沿科学问题,综述了中国土壤微生物组的主要科研进展,提出了中国土壤微生物组研究的机遇和挑战,探讨了土壤-微生物系统功能及其调控所需的主要技术手段与能力建设,期望通过"土壤-微生物系统功能及其调控"中科院战略性先导科技专项研究,为深度发掘土壤微生物组资源,定向调控土壤微生物组功能,解决我国经济社会发展面临的生态环境、农业生产及资源瓶颈等问题起到应有的贡献。     

有机物料对高产稻区土壤肥力影响的研究

对高产稻区土壤在氮、磷、钾化肥高水平施用条件下,投入有机物料后对土壤肥力及其产量的影响作了探讨.研究结果表明:增添有机物料后不仅使土壤有机质、速效磷、速效钾含量增加,而且对土壤的团聚水平、团聚度和结构稳定性、通气孔隙、水容量等的土壤物理性状有显著提高;土壤内在的自动调控性能增强,其抗逆性也增加.而单施化肥区土壤有机质略有下降,速效磷增加.速效钾却亏缺.尽管单化区土壤团聚水平、团聚度比试前土壤有所增加,但孔隙水平仍与试前土壤基本类似.所以土壤内在的自动调控性能和土壤的抗逆性均不及稻厩,麦厩区.因此在灾年(多雨)是稻厩、麦厩区产量较单化区分别高10.60％和14.23％,而在正常年景其产量却无明显差异,这可能与高水平化肥施用有关.     

促进南方红壤丘陵区农业可持续发展的复合农业生态系统长期观测研究

我国南方红壤丘陵区土壤质地黏重,透水性差,季节性降雨分布严重不足,极易发生水土流失;不合理的耕作措施加剧土壤侵蚀,导致土壤肥力下降,制约当地农业的可持续发展。1979年中国科学院桃源农业生态试验站(以下简称"桃源站")建站以来,系统开展了区域农业生态系统优化管理、农业整体效益的提高和建立区域农业综合发展的技术体系与优化模式,并进行示范推广,为南方红壤丘陵区农田生态系统耕地地力提升和水土流失治理、区域农业结构调整和生态环境改善提供重要理论和技术支撑。通过系统分析南方潜育性和次生潜育化水稻土的形成原因,为我国潜育性水田的治理提供技术支撑;研究红壤稻田生态系统可持续生产力与系统健康的协调机制,为稻田生态系统持续、高效生产提供理论依据和技术支撑;系统解析驱动稻田N2O和CH4排放关键过程的微生物作用机理,为我国农田温室气体减排提供重要的科学依据;系统解析我国农田生态系统土壤细菌和反硝化微生物的分布格局和主要驱动因素,为大尺度刻画我国农田土壤微生物群落组成机构及生态功能奠定基础;研究猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制,提升我国科学养猪水平和养猪业的健康可持续发展;探明了多年蔬菜连作对土壤氮素转化功能的影响及其微生物作用机制,并提出相应调控措施,为蔬菜土氮素的调控提供强有力理论依据和技术支持;研究典型农田生态系统养分流失特征及影响因素,构建丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式和稻田流失氮磷生态湿地消纳技术,为防控农田生态系统氮磷面源污染提供技术支撑;构建南方丘陵区坡地种草养羊与农牧资源循环利用模式并开展示范推广,服务当地农业可持续发展。未来,桃源站在中国科学院"率先行动"计划指导下,将为区域农业可持续发展作出更大的贡献。     

论西双版纳的轮歇农业

探讨轮歇农业的概念和特征,研究西双版纳轮歇农业的现状、类型,指出轮歇农业的生态后果,建议进一步加强轮歇农业及其替代修复技术的研究与实践。     

基于GIS和BEHD的粪肥资源评价及其利用的空间布局优化

畜禽粪便是一种宝贵的肥料资源，但若管理和处理不当，就会成为重要的环境污染源。将畜禽粪便加工成生物有机肥是实现其资源化，促进农业和环境可持续发展的重要途径。由于畜禽粪便的运输距离是有限的，为因此，畜禽粪便资源评价成为实施生物有机肥工程的关键因素。同时，生物有机肥工程的选址又受到自然环境、社会、经济等因素的影响。本文以福建省龙岩市新罗区为案例区域，探讨运用GIS技术和粪肥的盈亏平衡运输距离原理对猪粪资源空间分布特征及生物有机肥厂用工程空间布局评价的方法。根据当地实际情况，以村级行政单位为研究单元，利用GIS的空间分析功能，对潜在粪肥资源分布进行初步研究，在此基础上选取了交通、法律法规、自然环境等指标对生物有机肥厂布局进行综合评价。在GIS技术的支持下，利用猪粪的最经济运输距离原理，对案例区域新罗区的猪粪资源量及分布进行研究，并探讨了生物有机肥厂用工程空间布局方案。结果表明，该区域具有充足的猪粪资源，主要分布在城郊附近，具有可以实施生物有机肥工程的有利条件。根据在粪肥资源评价基础上，综合自然环境、经济、社会等因素，综合评价结果确定6个备选厂址。该研究结果可为管理者制定发展规划和实施生物有机肥工程提供必要的科学依据和理论基础。同时，对于环境管理部门来说，粪肥资源分布研究方法也可以成为识别畜禽粪便污染严重区域的有利工具。     

施用酒精发酵液对土壤环境及肥力的影响

糖蜜酒精发酵液是用糖厂制糖副产品糖蜜经发酵,醪液在蒸馏塔馏出酒精后排放的废醪液。是一种黑褐色的酸性高浓度有机废液,是制糖工业最严重的排污源。由于糖蜜酒精废中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物,如果直接排放于水环境鸿,会造成水体富营养化,破坏了水中原有的生态平衡。通过对酒精发酵液土壤中的下渗移动特征、同酒精发酵液用量其主要组分在土壤中的行为特征、施用酒精发酵液对土壤微生物的影响、施用酒精发酵液对地表和地下水环境的影响和施用酒精发酵液对耕层土壤养分的影响的研究,结果表明,定量施用酒精发酵液对农田还境是友好的并能应用其养分资源,如N素,P、K、Ca、Mg、Mn、Zn等中微量元素,以及一些生理活性物质,如糖类、蛋白质、维生素、生物碱等,提高土壤肥力。     

中国主要农区畜禽粪尿资源分布及其环境负荷

基于分县农业统计数据,以我国化肥区划二级区中的主要农区为研究单元,估算了我国畜禽粪便资源量总量及在主要农区的分布,并以单位耕地面积猪粪当量负荷为指标评价了畜禽粪便区域环境风险。结果表明,2003年我国畜禽粪便产生量为26.6亿t猪粪当量。黄淮海平原区和长江两岸平原区是畜禽粪便产生量最大的两个区域,累积超过全国畜禽粪便量的20%。全国24个农区中有4个区的猪粪当量负荷超过30t/hm2的环境限量,有9个区的猪粪当量负荷超过20t/hm2的全国平均值。随着畜禽养殖日益集约化,各区域内部畜禽养殖业也存在着极大的不平衡性,因此除了上面提到的4个高环境风险区外,其他区域内部也有局部高风险区的存在。     

南方红壤小流域生态系统综合开发利用的限制因子分析

本文对红壤小流域生态系统的综合开发限制因子进行分析。主要限制因子包括人、土壤、水、温度、饲料、粪肥和燃料。为了改进和协调限制因子，必须进行水利建设，严格控制人口，发展畜牧业。系统方法对流域开发十分重要。