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堿性土壤的特征范文1

關(guān)鍵詞：氨氧化細菌;氨氧化古菌;堿性土壤;酸性土壤;環(huán)境因子

中圖分類號：Q938.1+1 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.011

Ecological Function of Ammonia Oxidizing Microorganisms in the Nitrogen Cycle and Their Influence Factors

ZHU Guo-jie1 ， ZHANG Na2， DU Wen1， LI Xiao-he1， WANG Chen1， WANG Xin-li1

（1. College of Resources and Environment of Linyi University， Linyi，Shandong 276005， China; 2. Financial Department of Linyi University， Linyi，Shandong 276005， China）

Abstract： Ammonia oxidation is the first step in nitrification and the rate limiting step. The main driver are ammonia oxidizing bacteria and archaea， which play an important role in the global nitrogen cycle. This paper mainly introduced the types and the development of the ammonia oxidizing bacteria and archaea. The relative contributions of the ammonia oxidizing bacteria and archaea to nitrification and environmental impact factors were summarized. Finally， the research prospect was put forward.

Key words： ammonia oxidizing bacteria; ammonia oxidizing archaea; alkaline soil; acid soil; environmental factors

硝化作用在土壤氮轉(zhuǎn)化過程中是一個非常重要的步驟，它關(guān)系到外源銨態(tài)氮和礦化釋放的氮在土壤氮循環(huán)中的轉(zhuǎn)化以及土壤氮的損失。所涉及的過程關(guān)聯(lián)著土壤的酸化、水體的富營養(yǎng)化以及溫室氣體N2O的排放等環(huán)境問題[1]。因此，硝化作用一直是氮轉(zhuǎn)化過程中一個備受關(guān)注的環(huán)節(jié)。氨氧化作用是硝化作用的第一步反應(yīng)，也是限速步驟[2]，其主要驅(qū)動者是氨氧化細菌（Ammonia-oxidizing bacteria，AOB）和氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea，AOA），因此對它們的研究引起了廣泛的關(guān)注。

1 系統(tǒng)發(fā)育地位

1.1 氨氧化細菌

氨氧化細菌普遍存在于土壤、地表水和沉積物中，還被發(fā)現(xiàn)在建筑沙石、蘇打以及南極冰層等一些極端的生態(tài)環(huán)境中也有存在。Woese等[3]基于16S rRNA結(jié)果比對發(fā)現(xiàn)，兩類在系統(tǒng)發(fā)育上明顯不同的類別組成了氨氧化細菌：一類是屬于變形菌門（Proteobacteria），包含海洋硝化球菌（Nitrosococcus oceanus）的γ-亞綱;另一類也是屬于變形菌門，包含活動硝化球菌（Nitrosococcus mobilis） 的β亞綱。變形菌門的β亞綱又包含3個分支：其一是Nitrosococcus mobilis;其二是歐洲亞硝化單胞菌（Nitrosomonas europaea）;其三是亞硝化螺旋菌（Nitrosospira） 、亞硝化葉菌（Nitrosovibrio） 和亞硝化弧菌（Nitrosolobus）。Head等[4]在基于16S rRNA的核苷酸序列對AOB的系統(tǒng)發(fā)育樹開展同源性比較時，將亞硝化弧菌、亞硝化螺旋菌亞和硝化葉菌都歸類到亞硝化螺旋菌屬。分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)分析表明，陸地生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢種群Nitrosospira和Nitrosomonas可以分成9個不同的系統(tǒng)發(fā)生簇（cluster）。

1.2 氨氧化古菌

在系統(tǒng)發(fā)育與進化方面，AOA形成了一類完全獨立于AOB的進化分支。基于16SrRNA基因系統(tǒng)發(fā)育分析表明，聚類在泉古菌的不同AOA分支其生態(tài)來源也不同：聚類于Group 1.1a的AOA來源于海洋、大部分水體和沉積物;聚類于Group 1.1b的AOA來源于土壤及其它陸地環(huán)境。基于amoA基因，在系統(tǒng)發(fā)育樹上嗜高溫AOA獨立于海洋和土壤分支。基于16S rRNA基因和AOA的amoA基因的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，二者能很好地重合。除此之外， Group 1.1c類群也被發(fā)現(xiàn)，并認(rèn)為它們可能也參與了氨氧化過程，但目前還沒有找到相應(yīng)的amoA序列[5]。

2 氨氧化微生物對土壤氮循環(huán)的相對貢獻

研究表明，雖然地球環(huán)境中存在大量的氨氧化古菌和氨氧化古菌的amoA基因，但并不說明該基因一定會在驅(qū)動氨氧化過程中發(fā)揮作用[6]。

2.1 氨氧化細菌在堿性土壤中的主導(dǎo)作用

在中性和堿性土壤中，施肥尤其是高量氮肥的施入，顯著改變了AOB的群落組成，并且數(shù)量也有增加，但對AOA卻沒有顯著影響。暗示AOB在這些土壤中更加“活躍”。Shen等[7] 對河南封丘長期定位試驗站中堿性潮土（pH=8.3～8.7）的研究中發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理下AOB的數(shù)量均顯著低于AOA，但不同施肥處理僅導(dǎo)致AOB群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，對AOA的群落組成并沒有產(chǎn)生明顯的影響，而且只有AOB的豐度與與土壤硝化潛勢呈顯著正相關(guān)。推測在這些堿性潮土中主要是AOB對土壤硝化作用產(chǎn)生貢獻。同樣地，在對新西蘭高氮草地土壤的研究中，Di等[8]也發(fā)現(xiàn)施氮肥增加了AOB的豐度和土壤的硝化強度，這種增加可被硝化抑制劑DCD明顯抑制，對AOA卻沒有明顯的影響。

利用DNA-SIP技術(shù)，Xia等[9]研究發(fā)現(xiàn)在河南封丘堿性潮土中，只有AOB參與了氨氧化過程和13CO2的固定，AOB在該土壤硝化作用中發(fā)揮了主導(dǎo)作用。Jia and Conrad[10]在對德國中性農(nóng)田土壤進行研究時僅發(fā)現(xiàn)AOB能夠同化CO2，推測AOA可能并沒有參與土壤的硝化過程，或者因AOA只是利用了極少量的13CO2而沒能分離到足夠量的標(biāo)記DNA，認(rèn)為AOB是該土壤硝化作用的主要貢獻者。同樣，Jiang等[11]發(fā)現(xiàn)在堿性水稻土壤（pH=8.0）中硝化作用的主導(dǎo)者也是AOB（Nitrosospira Cluster 3）。Wang等[12]在對江西玉米地長期定位施肥土壤進行DNA-SIP研究時發(fā)現(xiàn)，不施肥對照、施N肥和NPK肥的土壤pH值為酸性，AOA在同化CO2的過程中占據(jù)了主導(dǎo)地位;而長期施有機肥的土壤pH值接近中性，主要是AOB參與了CO2的同化。

2.2 氨氧化古菌在酸性土壤中的主導(dǎo)作用

He等[13]通過對湖南祁陽旱地肥力及肥料效應(yīng)長期定位試驗點紅壤的研究中發(fā)現(xiàn)，土壤pH值（pH= 3.7～5.8）因長期施用氮肥而顯著降低，在8個不同施肥處理中，AOB的數(shù)量均顯著低于AOA。不同施肥處理對土壤總細菌數(shù)量的影響并不明顯，但顯著影響了AOA和AOB的數(shù)量;而且AOB的群落組成在各處理之間沒有顯著差異，AOA的群落組成差異卻非常明顯[14]。這表明AOA的豐度和群落組成對長期施肥導(dǎo)致的土壤理化性質(zhì)的變化所產(chǎn)生的響應(yīng)比AOB更明顯。而且，AOB和AOA的豐度與土壤硝化潛勢呈顯著正相關(guān)，推測酸性土壤中AOB和AOA對土壤硝化作用可能都有貢獻。另有對我國南方酸性土壤中AOB和AOA群落組成調(diào)查的研究結(jié)果[15-16]也支持了這一推測。這些土壤中僅AOA的數(shù)量與土壤硝化潛勢呈正相關(guān)，與AOB的數(shù)量并沒有關(guān)系;而且茶園土壤中AOA與AOB的數(shù)量之比隨pH值的降低而增加。這些結(jié)果表明：在酸性土壤氨氧化作用中，AOA可能比AOB更加活躍。

應(yīng)用基于DNA分析的穩(wěn)定性同位素探針技術(shù)（DNA-SIP） ，Zhang等[17]根據(jù)氨氧化微生物氧化氨的同時固定CO2進行自養(yǎng)生長這一原理，加入13C標(biāo)記的CO2作為底物對土壤（pH=3.7）進行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)“活躍的”氨氧化微生物是AOA中的Group 1.1a-associated類群，在氨氧化過程中發(fā)揮了主導(dǎo)作用，同化了13CO2進行了生長，并且氨氧化速率與AOA的amoA基因豐度呈顯著正相關(guān)，但在AOB中沒有發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。另外，Lu等[18]的研究結(jié)果同樣表明Group 1.1a-associated類群是氨氧化作用的主要執(zhí)行者。Wang等[19]在研究另一種酸性農(nóng)田土壤時發(fā)現(xiàn)氨氧化作用的執(zhí)行者是Group 1.1b類群。以上結(jié)果表明，氨氧化古菌主導(dǎo)了這些酸性土壤中的硝化作用。

AOA在酸性環(huán)境中發(fā)揮主要功能的可能機理包括[20]：（1） AOA對NH3的親和力更高[21]，因此，在低濃度NH3的環(huán)境中更容易生長。酸性土壤的pH值較低，其中的氨多以NH4+的形態(tài)存在，NH3濃度較低，更適于對NH3親和力較高的AOA生長。（2）很多研究表明，與無機氮相比，AOA的生長更易受有機氮的刺激，自養(yǎng)生長所利用的主要是有機質(zhì)礦化所釋放的低濃度NH3。另外，AOA也可能是混合營養(yǎng)型生長，直接利用土壤中的有機碳源[22]。因此，AOA比AOB具有更大的競爭優(yōu)勢。（3）AOA與AOB相比其生理生化和遺傳特征更加獨特，通過對幾株純培養(yǎng)的AOA基因組學(xué)的分析發(fā)現(xiàn)，AOA和AOB的氨氧化途徑可能顯著不同，而且AOA的氨氧化和碳固定過程能量的消耗明顯減少，有助于它們在一些不利的環(huán)境中發(fā)揮作用[23]。

酸性土壤中AOA占主導(dǎo)與堿性和中性土壤中AOB占主導(dǎo)的研究結(jié)果，支持了這樣一種猜測：兩類氨氧化微生物的生態(tài)位具有明顯的分化特征[24] 。即在中性和堿性土壤中，AOB發(fā)揮了功能活性;在低氮、強酸性和高溫等較苛刻的環(huán)境中AOA是硝化作用的主要驅(qū)動者。近來從英國蘇格蘭酸性土壤中成功富積培養(yǎng)到的一株嗜酸氨氧化古菌Nitrosotalea devanaterra，其適宜的生長pH值為4.0～5.0，當(dāng)pH>5.5時生長受抑制[25]，更進一步證實了以上觀點。

3 環(huán)境因子對氨氧化微生物的影響

土壤擁有非常復(fù)雜的環(huán)境體系，其理化性狀決定著土壤中微生物群落的數(shù)量和分布。土壤氨氧化微生物的分布除了與土壤養(yǎng)分狀況緊密相關(guān)[26]，還與土壤pH值[27]、NH3濃度[28]、土壤管理方式[29]和植被[30]等有很大的關(guān)系。

3.1 pH值

硝化作用底物的生物可利用性和化學(xué)形態(tài)均受土壤pH值影響，同時pH值也影響AOB和AOA的生長和功能活性，進而影響它們對硝化作用的相對貢獻[31]。隨著農(nóng)田土壤硝化作用的不斷加強，顯著降低了土壤的pH值，AOA的amoA豐度明顯下降，表明pH值可能是影響土壤AOA數(shù)量的重要環(huán)境因子[32]。另有研究表明，在pH=8.3～8.7的堿性土壤[33]和pH=3.7～6.0[34]的酸性土壤中AOA的amoA基因豐度與pH值也呈現(xiàn)較好的負(fù)相關(guān)。但是也有研究表明，AOA的amoA基因豐度隨著土壤pH值的升高而增加[35]，或者沒有顯著變化[36]。

Gubry-Rangin等[37]認(rèn)為 pH值是唯一測量到的顯著影響AOA群落和結(jié)構(gòu)的土壤理化性質(zhì)。在酸性土壤中，相對豐度較高的AOB是Nitrosospira cluster 2[38];而Carnol等[39]證明，在高氮負(fù)荷的酸性褐色土壤中AOB的群落是以Nitrosomonas europaea為主。

一般認(rèn)為，在pH值<6.5的環(huán)境中AOB不易生長，其適宜生長的pH值范圍為7.0～8.5。Yuan等[40]和Zhang等[41]的研究發(fā)現(xiàn)，在紅壤pH值比較低的條件下對氨氧化微生物的群落結(jié)構(gòu)具有選擇性。另外，研究發(fā)現(xiàn)酸性和堿性土壤中氨氧化微生物的活性存在著明顯差異。He等認(rèn)為在酸性紅壤中，氨氧化勢與AOA的豐度呈正相關(guān)，而與AOB的豐度無關(guān);相反地，Shen等[7]在研究中性和堿性土壤時發(fā)現(xiàn)，氨氧化勢與AOB的豐度呈正相關(guān)。Hu等[42]通過高通量測序，認(rèn)為pH值最能解釋AOA和AOB的生態(tài)位分異;Wang等[12]利用DNA-SIP技術(shù)，發(fā)現(xiàn)長期定位施肥改變了土壤的pH值，“活躍的”氨氧化微生物群體也發(fā)生了變化。

3.2 土壤中NH3的濃度

氨的氧化為緩慢生長的硝化微生物提供唯一的能量，因此氨介質(zhì)的可利用性被認(rèn)為是AOA和AOB不同生態(tài)分異的主要影響因素[43]。以前的研究表明，一些含氨量很低的生態(tài)系統(tǒng)中，也有未知的氨氧化微生物出現(xiàn)，因為原位條件下氨介質(zhì)的濃度顯著低于AOB的生長需要[44]。同樣，在調(diào)查不施肥、施礦質(zhì)肥和礦質(zhì)肥加有機肥時，發(fā)現(xiàn)amoA基因拷貝數(shù)的AOA與AOB之比在不施肥土壤中最高[45]。研究表明，在大量施肥的土壤或者濕地中AOB豐度和硝化強度顯著正相關(guān);而且AOA的生長受到高水平氨的抑制[46]。

在當(dāng)前研究中從陸地或者海洋生態(tài)系統(tǒng)中培養(yǎng)或者富集古菌的抑制濃度是0.89～356 μmol?L-1，遠低于AOB的可培養(yǎng)濃度394～40 000 μmol?L-1。這表明AOA具有更低更窄的介質(zhì)生長范圍。被富集的AOA的Km值僅為0.61～0.69[47]。相比較來說可培養(yǎng)AOB的Km常數(shù)是50～1 780 μmol?L-1，因此AOA具有更高的NH3親和力，大于可培養(yǎng)AOB的200多倍[48]。說明AOA在pH值較低的低氨環(huán)境中相比AOB有更大的競爭能力。

3.3 溫 度

合適的溫度對于生物酶催化新陳代謝非常關(guān)鍵，從而影響AOA和AOB的組成和活性等。Urakawa等[49]研究發(fā)現(xiàn)，較低的溫度會使AOB的數(shù)量和多樣性降低。Avrahami等人[50]發(fā)現(xiàn)，在中溫（10～25 ℃）時AOB的硝化潛勢最高，低溫（4 ℃）或高溫（37 ℃）時會顯著降低。在年平均氣溫差異非常明顯的土壤中，酸性土壤（pH=5.0～5.8）中AOB的物種組成有差異，優(yōu)勢物種也不相同;弱堿性土壤中只有Nitrosospira cluster 3a隨溫度發(fā)生變化，且Cluster 3a只在高溫低肥的土壤中存在。在水簇箱過濾系統(tǒng)中，溫度較低時，AOA多樣性也低[49]。Tourna等[51]進行微生態(tài)系統(tǒng)培養(yǎng)試驗時，設(shè)計了不同的溫度（10～30 ℃，5 ℃為一梯度）梯度，對其進行DGGE群落結(jié)構(gòu)分析后發(fā)現(xiàn)，AOA群落結(jié)構(gòu)在不同培養(yǎng)溫度下差別較大。

3.4 通氣與水分條件

大部分的氨氧化微生物屬于好氧自養(yǎng)型微生物，需要在O2的參與下完成氧化NH4+產(chǎn)生ATP的過程。氧分壓與含水量呈負(fù)相關(guān)性，過低和過高的含水量對土壤硝化作用均有不利的影響。含水量高時土壤中氧氣含量低，對硝化微生物的代謝不利;含水量低時土壤中的氧氣可以完全充滿土壤，但干燥的土壤環(huán)境對硝化微生物的存活不利[52]。一般情況下認(rèn)為，田間最大持水量（WHC）的 50%～70%為最適合硝化作用的土壤含水量[53]。在研究稻田土壤的硝化作用時發(fā)現(xiàn)：土壤的氧負(fù)壓決定著淹水土壤中硝化作用是否存在，硝化微生物能否繁殖和存活;在一定范圍內(nèi)，硝化作用在低氧化還原電位條件下仍然可以進行;當(dāng)硝化細菌的活性不被NH4+濃度所限制時，土壤硝化作用強度隨著淹水層O2濃度的增加而顯著增強[54]。稻田根際土壤與非根際土壤相比常常具有較高的氧化還原電勢， AOB的amoA基因數(shù)量在非根際土壤和根際土壤中變化不明顯，但是非根際土壤AOA amoA基因的拷貝數(shù)顯著低于根際土壤，AOA與AOB的amoA 基因比值在1. 2～69. 3的范圍內(nèi)波動[55]。

4 結(jié)論與展望

氮循環(huán)過程中AOB和AOA的貢獻問題一直是該領(lǐng)域研究的重點，與生態(tài)因子的改變密切相關(guān)。利用同位素示蹤技術(shù)能準(zhǔn)確定位AOB和AOA的生態(tài)功能，明確AOB和AOA在氨氧化作用中的相對貢獻，具有重要的生態(tài)環(huán)境和生物進化意義。今后應(yīng)盡可能地分離、篩選不同生態(tài)環(huán)境條件下的氨氧化微生物，研究它們生理生態(tài)功能和生化特征，進一步深化對硝化作用機制的認(rèn)識。另外，還應(yīng)從大尺度上研究土壤氨氧化微生物群落分布和功能的特點，進一步明確其時空演變特征和驅(qū)動氨氧化微生物生態(tài)位分異的主要環(huán)境因子。除此之外，今后研究的重點還有評估氨氧化微生物在硝化過程中的作用，包括對溫室氣體N2O釋放的貢獻和其他可能的生態(tài)功能等。

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堿性土壤的特征范文2

關(guān)鍵詞:園林植物;植物配置;園林功能;藝術(shù)性

中圖分類號:S688 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-08-0198-1

隨著社會的發(fā)展,人們生活水平的提高,精神需求逐漸成為大家追求的目標(biāo)。園林景觀作為現(xiàn)代社會文明進步的直接體現(xiàn),很大程度上影響了我們的審美觀。而園林植物作為園林景觀的必要材料,只有采用科學(xué)合理的配置方式和趨于完美的配置方案,才能創(chuàng)造出優(yōu)美的景觀效果。園林植物的配置設(shè)計,是園林設(shè)計師的結(jié)晶,也是我們園林文化藝術(shù)的直接體現(xiàn)。做好園林植物配置工作,需要注意以下三個方面。

1 合理選擇植物

植物的選擇,是園林配置設(shè)計的首要條件。眾所周知,不同的園林植物,生態(tài)和形態(tài)特征也是不盡相同的,所以在進行植物配置時,應(yīng)因地制宜,掌握不同植物的特性,物盡其材。總體來說,植物配置依據(jù)有以下幾種:

1.1 本地的環(huán)境條件

這里所說的環(huán)境條件,包括氣候和土壤兩個方面,其中,氣候是考慮首選,因為氣候會影響植物的生存,進而影響植物的配置。選擇園林植物時,要主次分明,條理清晰,鄉(xiāng)土植物是主要的配置對象。這樣可以為園林植物提供正常的生長發(fā)育環(huán)境,同時也反映了各個地區(qū)植物風(fēng)格的不同。另外,土壤環(huán)境主要是指當(dāng)?shù)氐膒H值,不同的植物要求的土壤條件不同,pH值范圍也是不同的。通常我們所說的酸性土壤,其土壤成分含有較高的氫離子和鐵離子,鈣離子和鎂離子偏少,而堿性土壤是指那種含有較高的鈣離子和鎂離子,而氫離子較少的性質(zhì)的土壤。據(jù)調(diào)查,我國北方多是中性偏堿性土壤,適宜檉柳、枸杞、錦雞兒、榆葉梅等植物的生長,而南方多中性偏酸性土壤,適宜種植山茶、杜鵑、米蘭等植物。

1.2 符合環(huán)保要求

近年來,環(huán)保作為社會的主題,逐漸深入到人們生活的各個環(huán)節(jié)。園林配置作為一項和環(huán)境息息相關(guān)的活動,同樣要響應(yīng)環(huán)保的號召。在眾多的園林植物中,有的具有綠化、美化環(huán)境的作用,有的具有防沙固土、防火殺菌、隔離噪音、攔截有害氣體的作用。因此,我們在進行植物配置時,要熟悉每種植物的功能,根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境需要,合理配置。

1.3 了解綠地的性質(zhì)

在街道綠地、庭園綠化時,應(yīng)提前掌握綠地性質(zhì),以便選擇適當(dāng)樹種進行配置。最后,園林植物配置中,不能只求數(shù)量,不關(guān)注效果。用于種植配置的植物種類,要按照園林設(shè)計的原則,合理分配,以求園林布局的統(tǒng)一性和規(guī)范性。

2 巧妙配置,增加園林建筑空間層次

在園林植物配置中,擁有層次感也是園林景觀設(shè)計的重要內(nèi)容。分層配置,可以讓不同的植物合理搭配,揚長避短,以達到觀賞的效果。例如:很多植物枝繁葉茂,其交織成的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)稠密到一定程度,便會給人一種界面的視覺效果,可以起到限定空間的作用。這種界面雖然沒有明確的界限,但是只要巧妙利用,同樣可以達到和諧之美。例如:園林植物適當(dāng)配置,疏密相間,高下相稱,與周圍建筑相呼應(yīng),構(gòu)成一幅和諧的畫面。

園林植物離不開建筑環(huán)境,所以配置植物時,也要考慮到園林周圍的建筑因素。如果園林建筑圍合的空間,面積比較大,但是高度有限,不進行適當(dāng)植物配置,就會給人一種突兀的感覺。而枝繁葉茂的林木則可以補償園林建筑高度不足,提升空間感。這時,可以考慮廣種密植的喬木,讓它們在園林建筑之上再形成一段較稀疏的界面,可以起到圍合空間的作用。

3 合理搭配植物形態(tài)和色彩

在園林植物配置時,還要充分考慮地形地貌條件,以便配置不同形態(tài)色彩的植物,避免造成視角上的抵觸和繁雜。例如:觀花植物和觀葉植物要相互搭配,互相結(jié)合,這樣不至于出現(xiàn)植物色彩單調(diào)的現(xiàn)象。觀賞花木中有一類葉色漂亮、多變的植物,葉色紫紅的紅葉李、紅楓,秋季變紅葉的槭樹類,變黃葉的銀杏等就是典型的代表。這些組合大大提升了觀賞性能,延長了觀賞期。而觀葉樹作為景觀的門面,應(yīng)作為主景放在顯要位置上。除此之外,很多常綠樹種也有不同程度的觀賞效果,選擇色度對比大的種類進行搭配也是不錯的配置方式。我們應(yīng)在視覺的基礎(chǔ)上,潛心研究,爭取將園林的觀賞性能發(fā)揮到極致。

4 結(jié)語

堿性土壤的特征范文3

【關(guān)鍵詞】土壤；玉米；重金屬；相關(guān)性；富集系數(shù)

0 前言

邯邢鐵礦區(qū)位于河北省中南部的武安市和沙河市，地處太行山脈和華北平原交匯處。該區(qū)礦產(chǎn)資源豐富、農(nóng)副產(chǎn)品品種齊全。作為農(nóng)作物生長條件之一的土壤是重要的環(huán)境介質(zhì)，其質(zhì)量的好壞關(guān)系到人類的健康和社會的發(fā)展。由于邯邢鐵礦區(qū)復(fù)雜的自然條件以及采礦活動的影響，排放到環(huán)境中的污染物使土壤和農(nóng)作物受到影響，從而影響人類的健康。因此研究該地區(qū)土壤及農(nóng)作物中的重金屬含量是否超標(biāo)及其相關(guān)性可以為該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量評價和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1 樣品的采集與測試方法

1.1 樣品的采集

邯邢鐵礦區(qū)部署了108平方千米的面積性土壤測量工作，以采樣點空間分布總體均勻、采礦活動中心區(qū)適當(dāng)加密為原則，布設(shè)土壤采樣點117個，采集0～20cm表層土壤樣，土壤類型主要為棕壤和褐土。在采取表層土壤的同時，采集了105個玉米樣品，每個玉米樣品由2～4穗玉米組成。樣品經(jīng)加工后送到檢測中心進行指標(biāo)元素測定。

1.2 樣品分析測試方法

本文主要分析土壤和玉米中的6種元素，即As、Hg、Cu、Cd、Pb、Cr。

玉米樣品中的As、Hg檢測儀器主要是AFS-8130原子熒光光度計，Cr、Cu、Cd、Pb的測定來自電感耦合ICP-MS等離子體質(zhì)譜儀。土壤中的Cr、Zn、Pb含量通過ZSX100eX熒光光譜儀來測定。

2 土壤中的重金屬含量及評價

本區(qū)處于溫帶大陸性半干早季風(fēng)氣候區(qū)，具有春燥多風(fēng)少雨、夏熱多雨、秋高氣爽、冬寒少雪的特點，年平均氣溫12.8℃，年平均降水量494.6～619.6毫米。受當(dāng)?shù)貛r性石灰?guī)r碳酸鈣的影響，研究區(qū)表層土壤理化環(huán)境指標(biāo)pH值平均值為8.3，屬中偏堿性土壤。一般情況下，作物在pH值5.5～8.5的土壤中均能正常生長，當(dāng)土壤pH值為6.7～8.5時，還具有一定的緩沖性能。因此在研究的區(qū)域內(nèi)，土壤的pH值不會影響大宗作物的正常生長。[1]

為了確定該區(qū)土壤污染程度，以我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中偏堿性土壤重金屬含量限定值為評價標(biāo)準(zhǔn)，評價該區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。由表1可看出，6種重金屬含量均超土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，且As、Cu、Cd的超標(biāo)率很高；As、Cu超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)尾礦沙中重金屬含量值，Cu的平均含量是134×10-6，Cr是352×10-6，它們含量都很高，這與土壤中相應(yīng)元素有較好的對應(yīng)性，可見土壤中Cu、Cr主要來源于尾礦沙。Cd、Hg、Pb主要是由煤礦的污染導(dǎo)致的，這些元素在煤中大量存在，煤燃燒后呈氣態(tài)或粉塵進入大氣，最終沉降在地表形成污染[2-3]。土壤中重金屬的超標(biāo)，將直接影響農(nóng)作物的生長，導(dǎo)致重金屬在動植物體內(nèi)的累積，對人類的健康和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展將造成影響。

3 玉米中重金屬含量及評價

表2是邯邢鐵礦區(qū)玉米中重金屬含量的測定結(jié)果，結(jié)合我國頒布的無公害食品、綠色食品中元素限量標(biāo)準(zhǔn)來判斷玉米中重金屬是否超標(biāo)。可以看出，玉米中Cr超標(biāo)最為嚴(yán)重，超標(biāo)率達33.33%，同時Pb含量也較高，按綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率達0.91%，其它四種重金屬含量均在綠色食品標(biāo)準(zhǔn)、無公害食品標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

值得注意的是，玉米中Cr含量高與當(dāng)?shù)氐叵滤蠧r含量有關(guān)。研究區(qū)地表水不發(fā)育，幾乎大大小小河流全部斷流，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉用水主要來自于地下淺層。據(jù)資料表明地下淺水層Cr的含量為0.67微克[4]，嚴(yán)重超過水的三類標(biāo)準(zhǔn)。土壤中高含量的重金屬被玉米吸收、富集，長期被食用會危及人體健康。

4 土壤與玉米中重金屬的相關(guān)性

將邯邢鐵礦區(qū)玉米中6種元素的含量與土壤中相應(yīng)元素的含量進行對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們之間并無明顯的相關(guān)性。例如，研究區(qū)土壤中的鉻含量在60mg/kg左右，低于土壤一級標(biāo)準(zhǔn)，而玉米中的鉻含量在1mg/kg左右，超出無公害食品標(biāo)準(zhǔn)。散點圖的趨勢線（如圖1）近于水平，說明土壤中鉻含量與玉米中鉻含量無明顯相關(guān)性。

經(jīng)計算機處理得到的相關(guān)系數(shù)如下表3，可以看出，玉米與土壤中的重金屬元素的相關(guān)系數(shù)值均很小，這進一步說明了該地區(qū)玉米與土壤中重金屬含量無顯著的相關(guān)性。

5 結(jié)果討論

通過土壤、玉米中重金屬含量測定，我們知道土壤中的污染因子為As、Cu、Cd，而玉米中的Cr、Pb含量很高，二者之間沒有顯著的相關(guān)性。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因很多，本文對此作了以下解釋。

玉米能從土壤中攝取元素并在體內(nèi)積累，積累量取決于在環(huán)境中的含量和形態(tài)。研究區(qū)土壤中這幾種重金屬以多種形式存在，其含量之和超過土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，污染狀況值得關(guān)注。

土壤中的重金屬在不同的氧化還原態(tài)和酸堿性條件下其溶解性不同，在還原態(tài)和堿性條件下的重金屬多為難溶性，而植物吸收的重金屬多為土壤中有效態(tài)重金屬，如具有水溶性或吸附性好的重金屬[5]。

玉米中的As、Cu等含量與土壤中的相應(yīng)元素含量無顯著性相關(guān)性系，這主要與當(dāng)?shù)赝寥赖膒H值有一定的關(guān)系。土壤的pH值影響著重金屬在土壤中的存在形態(tài)。邯邢地區(qū)土壤的pH值較高，土壤中難溶性砷化物較多，有效態(tài)銅含量低，可溶性鉛含量低，玉米對土壤中重金屬的吸收量有限[6]。

6 小結(jié)

由于邯邢鐵礦區(qū)采礦、冶金活動的進行，其土壤中的As、Cu、Cd均已超標(biāo)，加之用污染的淺層水灌溉農(nóng)田，玉米中Cr、Pb含量也很高。重金屬在土壤和玉米中的演化，跟土壤的pH值有關(guān)，將直接影響農(nóng)作物的生長，農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)會危及人體健康。顯然礦區(qū)環(huán)境污染已對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康構(gòu)成了威脅。土壤環(huán)境容量有限，如不及時加以控制，后果將不堪設(shè)想。控制污染源，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，減少土壤重金屬對作物的危害，就是減輕對人類的危害。

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堿性土壤的特征范文4

關(guān)鍵詞：五葉地錦；生物學(xué)特性；園林綠化；應(yīng)用

        1  科屬、生態(tài)學(xué)特性

        1.1 五葉地錦： parthenocissus quinquefolia planch葡萄科、爬山虎屬。

        1.2 形態(tài)特征：落葉藤本植物，幼枝紫紅色，卷須與葉對生，5-12分枝，頂端吸盤大，掌狀復(fù)葉，具長柄，小葉5片，質(zhì)較厚，卵狀長橢圓形或倒長卵形，長4-10cm，先端尖，基部楔形，緣具大齒，表面暗綠色，背面稍具白粉并有毛。聚傘花序集成圓錐狀，漿果近球形，徑約6mm，成熟時藍黑色，稍帶白粉，具1-3粒種子，花期7-8月，果9-10月成熟。

        1.3 分布：原產(chǎn)美國東部，我國有栽培。

        1.4 生態(tài)習(xí)性：喜溫暖氣候，具有一定的耐寒能力，耐蔭、耐貧瘠，對土壤與氣候適應(yīng)性較強，干燥條件下也能生存。在中性或偏堿性土壤中均可生長，并具有一定的抗鹽堿能力，生長旺盛，抗病性強，病蟲害少。

        1.5 繁殖方法：常用扦插繁殖，無論是多年生枝條，還是當(dāng)年生嫩枝條均易生根。插后20余天即可生根，即有切口愈傷根，也有皮孔根，枝條著地見濕也能生根，截移出即為新株。播種、壓條也可繁殖。

        2  五葉地錦在園林中應(yīng)用的優(yōu)越性

        2.1 繁殖容易：其繁殖方法可用扦插、播種、壓條繁殖。投資低，便于管理，耐干旱，耐貧瘠，管理粗放，不需修剪，壽命長，若管理得當(dāng)壽命可長達幾十年。

        2.2 生長迅速成型快：可忍受高達50℃的路面高溫。年生長量可達2米以上，而且葉片較大，覆蓋面積較大。整株占地面積小，靠吸盤向空中發(fā)展，是地被和護坡的好材料。

        2.3 病蟲害少：因為植物的抗逆性強，遭受病害和蟲害的侵襲較少，不容易感染病蟲害，而且綿羊、山羊也不食其葉、莖。

        2.4 可開發(fā)利用在制酒業(yè)和北藥開發(fā)中：因其果實可釀酒，根可入藥，所以在制酒和醫(yī)藥領(lǐng)域有被廣泛開發(fā)利用的前景。

        3  五葉地錦在園林中應(yīng)用

        五葉地錦是落葉攀緣植物，生長迅速，生存能力強，覆蓋面積大，病蟲害少，有較強的吸盤，是絕好的垂直綠化材料。 

它不僅可用于城市綠化，還可用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)綠化或公路護坡綠化。它在春季、夏季形成一片翠綠色屏障，秋季葉色變黃至變紅，是秋季一大景觀，可與香山紅葉媲美，它不僅是綠化美化的好材料,更是彩化、凈化的好材料。

        其主要栽植方式：

堿性土壤的特征范文5

關(guān)鍵詞 三葉草；草坪；種植技術(shù)

中圖分類號 S688.4 文獻標(biāo)識碼 B 文章編號 1007-5739（2013）10-0155-01

三葉草是一種優(yōu)良的草坪植物，具有很好的綠化和觀賞價值，其莖葉茂盛，花葉兼優(yōu)，而且具有綠色期長、耐修剪、易種植、繁殖快、造價低等優(yōu)點，適宜于寧南地區(qū)用作觀賞式草坪，也可作為地被植物點綴在庭院草坪上，或直接用于水保草坪[1]。

1 三葉草的特征特性

1.1 植物學(xué)特性

三葉草，又名車軸草，為豆科三葉草屬一年生或多年生草本植物。其原產(chǎn)歐洲，有300多種，主要分布在西歐、北美、大洋洲和我國東北部、山東以及華東地區(qū)。大多數(shù)為野生種，少數(shù)為重要牧草、蜜源和草坪植物[2]。目前，我國草坪種植較多的為紅三葉、白三葉和雜三葉，其植物學(xué)特性如表1所示。

1.2 生長習(xí)性

三葉草喜濕潤，較耐陰，多生于低濕草地、河岸、路邊及林緣下、山坡，耐干旱、耐寒。抗寒性和抗熱性以紅三葉最差，夏季溫度超過35 ℃，紅三葉草就受到抑制，冬季可耐 -15 ℃低溫。

因有根瘤菌固氮，三葉草對土質(zhì)要求不嚴(yán)，在瘠薄土壤上也能生長。紅三葉喜中性和微酸性土壤，適宜pH值為6～7，以排水良好、土壤肥沃的黏壤土生長最佳。白三葉耐酸性土壤，適宜pH值5.6～7.0，在pH值4.5的土壤上亦能生長，不耐鹽堿。雜三葉稍耐酸性和堿性土壤。

三葉草生長較快，有早青、晚黃的特點，可觀葉180 d，觀花120 d。耐踐踏，適于修剪。莖易倒，但不易折斷。

2 種植技術(shù)

2.1 整地

三葉草種子細小，要求精細整地。整地前先澆水，待土壤干濕適度時整地，先翻耕土壤40～50 cm，弄碎土塊，清除磚石、瓦片、殘根、斷莖及雜草，并施入農(nóng)家肥37.5～45.0 t/hm2或普通過磷酸鈣750 kg/hm2、磷酸二銨150 kg/hm2、尿素75 kg/hm2作底肥。

2.2 播種

寧南地區(qū)一般以春播為宜，播種時間一般為4月初至5月底，純種播種播量為30～60 kg/hm2，混和播種播量為15～30 kg/hm2。可采用人工開溝條播或用撒播機進行撒播，覆土厚度1～2 cm。有條件時，播種后可采用白色透氣膜或遮蔭網(wǎng)進行覆蓋，出苗后及時揭膜，以防燒苗[3]。

2.3 澆灌

三葉草草坪種植可以安裝自動噴水頭，采用噴水式澆灌，每個噴水頭可控制30～50 m2的面積。澆灌時，選擇晴天10：00左右或16：00左右，打開水源，噴頭自動旋轉(zhuǎn)將水噴灑地面，以達到清洗葉面和根部灌溉的作用。

2.4 施肥

三葉草種植后，當(dāng)年不需施肥。從第2年起，為保證其正常生長發(fā)育，最好在早春和秋季進行追肥，第1次在返青后施肥，第2次在秋季8—9月施肥。生長季節(jié)可進行根外追肥，噴灑磷酸二氫鉀、噴施寶、葉面寶等速溶性復(fù)合肥料，溶液濃度一般控制在3%～5%范圍內(nèi)。

2.5 中耕除草

三葉草苗期生長緩慢，應(yīng)注意中耕除草。中耕時用小鋤疏松表土，以減少水分蒸發(fā)，增加土溫，流通土壤內(nèi)的空氣。草坪一經(jīng)形成，即不怕雜草競爭，可減少除草次數(shù)。中耕可同時除草，但除草不能代替中耕，在雨后或灌溉之后，沒有雜草也要進行中耕[4]。

2.6 修剪

當(dāng)生長過高時可踩踏或用草坪機進行修剪，3～5 d即可恢復(fù)生長，修剪長度在8～10 cm。修剪后20 d左右則花葉并長。但要注意冬季植株因受凍硬脆，不宜踐踏。

2.7 病蟲害防治

三葉草病蟲害一般不多，常見的有白粉病和螞蟻危害。

白粉病是一種嚴(yán)重影響觀賞價值、有損植株健康的病害，主要發(fā)生在植株的葉片及嫩梢上，多在6月以后開始發(fā)生，7月以后葉面逐漸布滿白色粉層。初秋在白色粉層中形成黃色小圓點，后逐漸變深，終成黑褐色。嚴(yán)重時葉片枯死早落，甚至蔓延整個植株，使植株停止生長并逐漸萎縮死亡。種植時可增施磷、鉀肥，以提高植株抗性[5]。發(fā)病初期噴施25%粉銹寧可濕性粉劑2 000倍液，或粉銹寧乳劑4 000倍液，托布津或多菌靈500～1 000倍液。

螞蟻不直接為害植株，但常在根莖周圍土中做窩，影響觀賞，可用70%滅蟻靈粉直接噴灑于有蟻群的根際土面或蟻窩、蟻道周圍，或拌成餌料撒施。

3 參考文獻

[1] 于振文，張保軍.作物栽培學(xué)各論[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：484-485.

[2] 徐峰，王婧.園林綠化工培訓(xùn)教程[M].北京：金盾出版社，2008：72-83.

[3] 王蓮英，劉淑敏.花卉學(xué)[M].北京：中國林業(yè)出版社，1988：445-446.

堿性土壤的特征范文6

核桃喜溫暖而濕潤的環(huán)境條件，但也比較耐寒，在北緯41°以南、年降雨量500mm的地區(qū)大部分可生長。垂直分布在1100～1700m之間。核桃喜光，對土壤要求不嚴(yán)，以土層比較深厚、排水良好的沙壤土生長最適宜，在中性及微堿性土壤上生長較好，不適宜鹽堿地生長。核桃為風(fēng)媒花，吹動微風(fēng)有助花粉傳播，可增加自然坐果率。靜寧屬于黃土高原暖溫帶濕潤區(qū)，土層深厚，境內(nèi)海拔1340～2245m，年均降雨量423mm，土壤微堿性。顯然，靜寧不是核桃最理想的栽培地，特別是高海拔地區(qū)，干旱、低溫、土壤貧瘠均不利于核桃的生長。所以，要想在靜寧高海拔地區(qū)種植核桃，除加強常規(guī)管理外，必須注意以下幾點。

1選擇早實優(yōu)質(zhì)品種

目前生產(chǎn)中結(jié)果期早的核桃品種主要有遼核系列、清香、綠嶺、新疆紙皮核桃、陜西扶風(fēng)隔年核桃等。在選用早實核桃的同時，所選的品種應(yīng)該具備取仁容易、出仁率高、品質(zhì)好、含油量高的特征。同時，推廣早實品種有利于早受益。大多數(shù)核桃品種實生苗在栽后7～8年才能進入結(jié)果期，而早實品種具有生長快、結(jié)果早的特點，在生產(chǎn)中應(yīng)積極推廣栽植。

2提高建園質(zhì)量

應(yīng)選擇土層深厚、坡度較緩（小于20°）的陽坡栽植，建園前，先進行坡改梯，治理后再行栽植。應(yīng)避免在風(fēng)口、土層過淺、地下水位較高的地段建園。早實核桃品種樹勢多中庸，加之靜寧高海拔地區(qū)降水稀少，樹體生長受到限制，樹冠可有效控制，可適當(dāng)進行密植，以利于群體增產(chǎn)。可采用3m×5m、4m×5m株行距。靜寧高海拔地區(qū)冬季寒冷，冬春風(fēng)大，苗木栽植后越冬困難，栽植時間上應(yīng)以春季為主。春栽時應(yīng)盡量縮短苗木根系在空氣中的暴露時間，自育苗應(yīng)邊起苗邊栽植，外調(diào)苗栽前應(yīng)進行浸根補水，以促進成活。栽植時注意采用深坑淺埋法栽植。由于核桃主根較長，定植穴應(yīng)挖深，通過深挖定植穴疏松土壤，有利于根系生長，形成強大根群。挖穴時，表土、心土分置，用表土和有機肥填坑，進行微區(qū)土壤改良，優(yōu)化根系生長環(huán)境，以利于植株旺長。定植穴深至少應(yīng)在0．8m左右，埋土后留20cm左右的坑，以利于聚水，提高栽植成活率。同時最好2～3個品種混栽，促進授粉，提高坐果率。

3加強幼樹防寒管理

核桃幼樹抗寒性較差，冬季常不能安全越冬，易發(fā)生抽條干枯現(xiàn)象，造成死苗，導(dǎo)致園貌不整齊，不利于產(chǎn)量提高。因而幼樹防寒是靜寧核桃栽培中很關(guān)鍵的管理環(huán)節(jié)之一，生產(chǎn)中可采用的措施有：①定植2～3年的大苗，要求組織充實、抗寒性強，可有效抵御凍害現(xiàn)象的發(fā)生。②初定植的幼樹，可將編織袋子底部剪掉，套在樹體上，內(nèi)填半干不濕的土壤，進行樹體保護，以減少抽條現(xiàn)象的發(fā)生。③3～4年生的樹，可采用主干綁草、纏紙等措施，進行樹體保護。④5年生以上的樹，可采用冬季樹干涂白的方法，以減輕凍害的發(fā)生。⑤加強栽培管理，保證樹體適期停長。在年生長周期中，前期應(yīng)加強肥水管理，可噴布0．3％尿素，促進營養(yǎng)生長；7月份后控制肥水供給，噴布3％過磷酸鈣浸出液，以利于組織充實，提高抗寒能力。

4保墑抗旱

降水稀少、干旱缺墑是靜寧核桃生產(chǎn)中的主要制約因素之一，生產(chǎn)中可借鑒蘋果生產(chǎn)中覆蓋保墑的成功經(jīng)驗，通過覆沙、覆草、覆膜措施的綜合應(yīng)用，可有效克服干旱的不利影響，保證樹體健壯生長。