土壤學研究進展精選(九篇)
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第1篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：高等教育；林學專業(yè)；土壤學；課程教學
“民以食為天，食以土為本。”土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的介質(zhì)，是環(huán)境物質(zhì)容納和凈化的場所。在我國土壤資源面臨沙化、鹽堿化、荒漠化、肥力退化、侵蝕(包括水蝕和風蝕)和污染加劇等諸多威脅的背景下，土壤學已經(jīng)成為關(guān)系國土安全和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要學科。
在高等林業(yè)教育中，土壤學一直是林學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，既有自成體系的理論框架，又有與生產(chǎn)實踐和環(huán)境治理密不可分的廣泛實用性；同時，在林學專業(yè)系列課程學習中具有承上啟下的作用。該課程的教學質(zhì)量直接影響學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對培養(yǎng)高素質(zhì)的現(xiàn)代林業(yè)人才有著重要的作用。在教學改革不斷深化以及新知識、新理論和新技術(shù)快速發(fā)展的今天，認真分析土壤學課程教學中存在的主要問題，積極開展教學改革，提高教學效果，加強培養(yǎng)學生的學習能力、解決生產(chǎn)實際問題的能力和保護土壤資源的意識，是擺在任課教師面前的一項緊迫而重要的任務(wù)。
一、土壤學課程教學面臨的主要問題
(一)教學學時明顯不足
進入21世紀以來，高等教育中的本科教學強調(diào)“寬口徑，廣適應(yīng)”，面向本科生開設(shè)的課程門數(shù)明顯增多，選修課的比例大幅提高。這導致專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學學時不斷被壓縮。華南農(nóng)業(yè)大學林學專業(yè)的土壤學課程由早期的120學時減少為后來的80學時，繼而壓縮到60學時，最后進一步減少到現(xiàn)在的48學時。其中，理論教學30學時，實驗教學18學時；課程實習的時間由最初的2周變?yōu)?周，再變?yōu)楝F(xiàn)在的0.5周。國內(nèi)許多林業(yè)院校的土壤學課程也面臨著相同的境遇。
教學學時的減少，使理論教學中相當一部分內(nèi)容不得不被刪除，許多重要問題和知識點的講授難以深入和展開。實驗教學也受到明顯的影響，例如p、k測定項目無法開設(shè)；為了節(jié)省學時，原先由學生自己動手完成的一些實驗環(huán)節(jié)(如試劑配制、標準曲線測定、空白實驗等)也只好讓實驗課教師代勞。課程實習在某種程度上流于形式，變成“走馬觀花式”的參觀考察，學生動手的機會減少，從而使實習難以取得實效。
(二)教學內(nèi)容比較陳舊
目前，各高校使用的土壤學教材均是在原有教材基礎(chǔ)上多次修訂或改編出版的，其中有許多教材是“十五”規(guī)劃教材或面向21世紀教材，教材內(nèi)容與過去相比有明顯的改進。但是，由于教材出版周期一般比較長，所以內(nèi)容在一定程度上必然滯后于學科發(fā)展前沿，反映土壤學科新發(fā)展和現(xiàn)代化林業(yè)土壤管理等方面的內(nèi)容較少；且新出版教材大都難以擺脫原有教材的框架、內(nèi)容或模式，內(nèi)容或多或少都有陳舊的痕跡，理論與實際聯(lián)系不緊密。尤其是實驗教學部分，除了受經(jīng)費、實驗場地、儀器設(shè)備等條件的制約外，也同樣受到實驗教材落后的影響。長期以來，實驗課不但沒有明顯的提高和拓展，反而呈萎縮趨勢；現(xiàn)代實驗測試方法和手段在實驗課上基本沒有得到應(yīng)有的體現(xiàn)。
(三)實踐教學困難重重
教學實習是土壤學課程的重要組成部分，與課堂理論教學相輔相成，對學生理論知識的掌握和實踐能力的培養(yǎng)有重要作用。隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大，教學實習的組織面臨諸多困難。首先，由于接收林學專業(yè)學生進行土壤學課程實習的單位食宿容量有限，無法解決數(shù)個班近百名師生的吃飯、住宿問題，所以實習師生只能當天往返，大量時間和經(jīng)費都花費在實習途中。同時，實習參觀場所也因人數(shù)太多而顯得擁擠不堪，影響了實習效果。
其次，實習指導教師的數(shù)量不足，學生實習存在安全隱患。近百人的隊伍外出實習，至少需要5～6名教師帶隊，才能較好地保障實習秩序和安全紀律，防范意外事故的發(fā)生。但目前的情形是，僅能抽出2～3名教師帶隊，學生實習存在明顯的安全隱憂。
第三，實驗課的開設(shè)亦遇到困難。在高等教育擴招的形勢下，華南農(nóng)業(yè)大學林學專業(yè)一般招3～4個班。由于實驗課必須分小班上，且許多實驗項目的時間跨度達2天之久，所以同一項實驗內(nèi)容不得不隔天開設(shè)。這樣，學生周六也需要上實驗課。另外，實驗課上，每個小組的人數(shù)由原來比較合理的2人增加到3～4人。這使實驗室顯得十分擁擠，酒精燃燒和樣品消解存在安全隱患；也很難實現(xiàn)每個學生都動手操作。
二、土壤學課程教學的改革措施
(一)合理取舍教學內(nèi)容，突出實驗教學
由于土壤學課程的學時大幅度縮減，所以要講授課本上的所有內(nèi)容是不現(xiàn)實的。為了適應(yīng)改革后的形勢，我們對教學計劃進行了修訂，并在授課過程中對教學內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整，以突出土壤學課程的特點、難點和重點。課程教學改革采取的主要措施包括：
(1)在課堂上重點講授土壤學的核心概念、基本理論、研究進展以及與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切的內(nèi)容，主要包括土壤的形成過程、物質(zhì)組成、物理性質(zhì)，水、肥、氣、熱四大肥力因子，肥料與施肥，土壤利用與改良以及土壤學研究的新進展；
(2)將土壤生物、土壤結(jié)構(gòu)、膠體構(gòu)造、土壤分類及土類分布狀況等教學內(nèi)容布置給學生課后自學，并安排一定時間的答疑，教師在課堂上適當提問以檢查自學效果。
實驗課對增進學生對理論知識的理解和培養(yǎng)學生的實際操作能力有重要的作用。因此，在有限的學時內(nèi)，我們騰出18學時用于實驗教學，開設(shè)了8個實驗；同時，對原有的實驗內(nèi)容進行整合優(yōu)化。例如，礦物巖石的識別原為3次實驗，現(xiàn)整合壓縮為1次。再如，將土壤剖面觀察、采樣與土壤容重、孔隙性測定整合為1個實驗項目。
通過以上理論教學內(nèi)容的精選和實驗課的優(yōu)化整合等措施，保證了在有限的學時內(nèi)完成土壤學主要理論知識的講授和主要實驗的開設(shè)。同時，通過安排課余自學任務(wù)，進一步培養(yǎng)了學生主動學習的習慣和自學能力。
(二)不斷更新教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法和手段
設(shè)置合理的教學內(nèi)容是提高教學質(zhì)量的重要保證。教學過程中，我們不拘泥于教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，盡可能地將本學科領(lǐng)域的研究進展以及生產(chǎn)實際中與土壤學相關(guān)的常見問題融入課堂；并采用大量的照片、圖表和動畫等來闡釋一些抽象的理論問題，制作的課件圖文并茂、深入淺出。我們廣泛收集了生產(chǎn)建設(shè)中有關(guān)土壤學的實際問題，如苗圃經(jīng)營成敗的經(jīng)驗教訓，城市綠地建設(shè)中土壤調(diào)查、規(guī)劃與改良的具體措施，造林規(guī)劃中必須考慮的土壤學問題等；還收集了膾炙人口的農(nóng)諺等，并把這些內(nèi)容充實到相應(yīng)的理論課教學中，收到了良好的教學效果。
灌輸式的教學方法，單一的教學形式，以教材為本位、教師為中心的教學模式等，都不利于很好地發(fā)揮學生的主觀能動性，導致學生學習興趣不高、學習效果不好。針對這種情況，我們在教學過程中堅持采用啟發(fā)式、參與式的教學方式。我們要求學生課前預習、課后復習。每次課開始時，教師要針對上次課的主要內(nèi)容進行提問，并根據(jù)學生的答問情況給出成績，作為平時成績的評定依據(jù)。在授課過程中，教師隨時提出問題，要求學生當場回答或課后查閱相關(guān)資料。
另外，每學期選取一章內(nèi)容由學生講授。具體的做法是：教師在開學之初布置授課任務(wù)，要求學生以4～5人為單位，自由組合成若干個小組進行準備；然后通過簡短的試講和考察各組制作的課件，選定授課學生名單；最后教師對選出的學生進行指導，要求被選中的學生每人講授一部分內(nèi)容。通過這種方式，鍛煉了學生查閱文獻、制作課件、語言表達及團隊合作的能力，調(diào)動了學生的學習積極性：
此外，為了增強學生閱讀本學科領(lǐng)域英文文獻的能力，教師在授課過程中盡量提供土壤學中主要名詞術(shù)語的英文，同時在課間休息時播放一些英文笑話。這樣，既幫助學生學習了專業(yè)英語，擴充了專業(yè)詞匯，又活躍了課堂氛圍。
(三)改革課程實驗、實習教學的組織模式
實踐教學(包括實驗和課程實習)有利于學生更好地消化吸收課堂理論知識，提高學生的實際操作能力。實踐教學的組織安排對實習效果有很大影響。過去，實驗課安排在開學的第2周，而課程實習則安排在期末進行，實驗與實習脫節(jié)。而且，平時實驗課上分析的土壤樣品是從學校的樹木園或附近地區(qū)隨機采集的，沒有明確的研究目標或生產(chǎn)需要，所做的實驗純粹是驗證性實驗。同時，學生在課程實習中采回的土壤樣品，又由于臨近期末考試和放假，根本無法進行分析。
針對這種情況，近2年來，我們將課程實驗、實習有機地結(jié)合起來。首先，將半周時間的課程實習前移至學期的第3～4周，并且盡可能地做到實習內(nèi)容與教師的科研項目、研究生論文工作或生產(chǎn)單位的土壤資源調(diào)查任務(wù)結(jié)合起來；同時，要求實驗設(shè)計、樣品采集與分析、數(shù)據(jù)處理、報告撰寫等環(huán)節(jié)均由學生參與或獨立完成。此外，學生采集的土壤樣品帶回實驗室后，可作為該學期實驗課的分析對象。
其次，每次實驗結(jié)束后，要求每位學生提交1份實驗報告。學期結(jié)束時，任課教師匯總?cè)鄬W生的實驗數(shù)據(jù)，并要求每位學生根據(jù)匯總的結(jié)果獨立撰寫1份土壤調(diào)查報告。學生在報告中需要闡述土壤調(diào)查的目的、方法、過程、注意事項，調(diào)查區(qū)土壤性狀、肥力水平和制約因子，以及土壤利用、改良的建議。這項措施既能將實習與實驗有效地銜接，顯著地提高教學效果；又鍛煉了學生分析問題、解
決問題和撰寫報告的能力；同時還滿足了科研項目或生產(chǎn)單位的需要，可謂一舉多得。
(四)改革課程成績的評定方法
第2篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞 玉米；磷素；低磷脅迫；耐低磷特性；鑒定
中圖分類號 S513；S143.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）01-0077-03
磷作為植物生長發(fā)育所需的大量元素之一，其不僅是組成植物體內(nèi)質(zhì)核酸、白、植素、ATP、含磷酶、磷脂和卵磷脂的重要元素，而且還以不同的方式參與植物體內(nèi)的光合作用、光合磷酸化作用、Krebs循環(huán)、氮素代謝、酶促反應(yīng)等生理生化過程，對促進植物的生長發(fā)育和新陳代謝起著重要的作用[1]。土壤磷素含量及其有效程度與植物的生長發(fā)育關(guān)系密切，對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)具有關(guān)鍵性的影響[2]。
1 土壤磷素利用狀況
土壤中的磷素分為有機磷和無機磷兩大類，植物主要吸收H2PO4-、HPO42-和PO43-等形式的無機磷，其中以H2PO4-最易被吸收。我國1.07億hm2農(nóng)田中有2/3的土壤嚴重缺磷[3]。合理施用磷肥，可以有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量。但是，當前磷肥的利用率不高。據(jù)估計，我國磷肥的當季利用率僅為15%，即使加上后效也未高于25%[4]。由于生產(chǎn)上連年施用磷肥，使得許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤已變成了潛在的磷庫。自20世紀50年代以來，我國土壤中累積的難溶性磷已超過6 000萬t，比現(xiàn)在全國磷肥10年消費量的總和還高[5]。南方酸性紅、黃壤和北方石灰性土壤中總磷一般比有效磷高幾百倍。生產(chǎn)中施入土壤的有效磷，大多被固定為無效態(tài)磷，很難被作物吸收。若繼續(xù)采取增施磷肥的措施提高作物產(chǎn)量，不僅浪費資源，增加生產(chǎn)投入，而且會帶來一系列環(huán)境問題。
我國大部分農(nóng)業(yè)土壤實際上屬于“遺傳學缺磷”，即土壤中總磷含量高，但能被植物吸收利用的有效磷含量低，所謂土壤缺磷并不是真正的“土壤學缺磷”。因此，目前土壤學、植物營養(yǎng)學以及作物遺傳育種學研究的主題即為：充分有效地利用土壤中閉蓄態(tài)磷酸鹽，發(fā)揮這些磷肥資源的潛力，使其轉(zhuǎn)化為作物可以吸收利用的磷肥，實現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、高效。
土壤有效磷含量低的問題在全球大部分地區(qū)都存在，因此篩選及培育高效型磷吸收利用的作物品種，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義重大。早在1934年Smith就報道了不同玉米品種間存在磷吸收利用的基因型差異[6]，以后很多的研究均表明，不同植物類型利用土壤或難溶性磷礦中磷素的能力不同，而且同種作物不同品種間吸收利用磷的能力也不同?？梢娭参锪姿貭I養(yǎng)的遺傳變異是普遍存在的，挖掘植物自身的潛力，篩選高效吸收和利用土壤潛在磷素營養(yǎng)的基因型，培育磷營養(yǎng)高效型作物新品種是完全可行的。
研究表明，植物的磷利用效率是受多基因控制的數(shù)量遺傳性狀。根據(jù)作物自身潛力，利用作物不同基因型間對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收利用效率的差異，篩選磷高效基因型材料，培育磷高效型品種，充分發(fā)揮土壤潛在磷的資源優(yōu)勢，提高其利用效率，降低磷肥的施用量，對于節(jié)約磷礦資源、保護環(huán)境、增加農(nóng)業(yè)效益的意義重大。
目前，大量的篩選鑒定工作不斷開展，分子生物技術(shù)也在不斷進步，采用增施磷肥來提高作物產(chǎn)量的傳統(tǒng)措施，將逐漸被篩選與培育磷高效作物基因型的育種新技術(shù)補充甚至替代。
2 低磷脅迫對玉米植株的影響
玉米苗期缺磷時植株矮小，一般從老葉開始表現(xiàn)癥狀。缺磷導致碳水化合物代謝受阻，植物體內(nèi)易形成花青素，莖葉常出現(xiàn)紫紅色癥狀，葉尖、葉緣失綠呈紫紅色，以后葉尖枯死或變成暗紫褐色；散粉期，雌穗授粉受阻，籽粒不充實，果穗小或歪曲；成熟期則出現(xiàn)籽粒退化較重，熟期延遲、禿尖長等現(xiàn)象。
在低磷脅迫條件下，植物實現(xiàn)高效利用土壤磷的重要基礎(chǔ)是根系形態(tài)發(fā)生適應(yīng)性變化。植物一般只能吸收距根表面1~4 mm根際土壤中的磷，其吸收區(qū)域主要分布在根毛區(qū)[7]。因此，在低磷脅迫條件下，植物體內(nèi)產(chǎn)生許多適應(yīng)性代謝變化，進而導致一些形態(tài)學指標如根長、根冠比以及磷吸收速率、呼吸強度變化，側(cè)根長度和數(shù)量的增加，排根的形成、根毛密度和長度的增加，根構(gòu)型的改變以及與菌根真菌共生形成根際共生體等。根冠比的增加是玉米耐低磷脅迫的重要標志，一方面表現(xiàn)為根干物質(zhì)積累量的增加，另一方面則表現(xiàn)為根總表面積的增加，而根表面積的增加，提高了植物根系與土壤的接觸面積，優(yōu)越的根系形態(tài)使得植物能更加有效地吸收土壤中的磷素營養(yǎng)[8-9]。
米國華等[10]用土壤盆栽的方式，對2個磷高效和2個磷低效玉米自交系苗期耐低磷能力差異與根系生長關(guān)系的研究結(jié)果表明：在低磷脅迫條件下，磷低效自交系初生根側(cè)根長、軸根長均顯著下降，磷高效自交系下降幅度卻很小。而且，低磷使磷高效自交系初生根的側(cè)根/軸根值、根長度/根重值提高。說明低磷脅迫條件下，磷高效自交系可以將根中的有限的養(yǎng)分及干物質(zhì)更合理地進行分配，促進細根的生長，從而獲得較長的根系，以利于吸收更多的養(yǎng)分。
劉存輝等[11]采用水培法研究了2個用耐低磷親本組配的單交種根系形態(tài)學，結(jié)果表明，低磷脅迫條件下的玉米根系干重、總根長、根總表面積、平均根尖數(shù)、根總吸收面積、活躍吸收面積均明顯增加，而平均直徑減小，并認為根系生長旺盛、根系吸收面積大、根系活力強是玉米磷高效的原因。
于兆國等[12]研究表明，在低磷脅迫條件下，磷高效型的自交系的根干重、植株的吸磷量、根尖數(shù)與根長以及根際磷酸酶的活性均高于磷低效型自交系。
林海建[13]通過沙培對磷高效和磷低效極端自交系研究表明，除平均直徑外，低磷脅迫對不同磷營養(yǎng)特性玉米自交系根系均有不同程度的刺激作用。但二者在低磷脅迫條件下的根總長、根條數(shù)、根體積和根表面積等性狀均存在著一定程度的差異，其中又以根總長、根表面積和根條數(shù)的差異在不同磷營養(yǎng)材料中表現(xiàn)得更為明顯。在低磷脅迫條件下，磷高效自交系的根系總長度、根條數(shù)和根系表面積的絕對值均明顯大于磷低效自交系，而根系平均直徑則呈現(xiàn)出相反的變化趨勢。
以上研究結(jié)果表明，在低磷脅迫條件下，發(fā)達的根系結(jié)構(gòu)是磷高效型玉米自交系的共同特點。
3 玉米自交系耐低磷特性鑒定方法和指標
3.1 玉米自交系耐低磷特性鑒定時期
玉米自交系耐低磷特性鑒定的時期主要分為2個時期：苗期和收獲期。玉米苗期是需磷臨界期，因此試驗中對磷效率不同的基因型進行分類與篩選時，常以該時期的生物產(chǎn)量和磷積累量作為重要指標。同時，苗期篩選可以節(jié)省人力物力，且節(jié)約時間。玉米苗期磷營養(yǎng)狀況對其幼苗的正常生長發(fā)育以及收獲后的最終產(chǎn)量有直接影響。另外，苗期篩選不僅可以節(jié)約試驗成本，而且可以增加試驗材料的種類和數(shù)量。盡管如此，作物產(chǎn)量才是評判基因型耐低磷能力的決定性指標，因此成熟期鑒定顯得更為重要。籽粒產(chǎn)量較高的品種其生物學產(chǎn)量肯定相對較高，但是生物學產(chǎn)量高的品種其籽粒產(chǎn)量不一定高。品種的吸磷效率和磷在植株體內(nèi)的運轉(zhuǎn)效率不同，一般籽粒產(chǎn)量高要求植物的吸收效率和磷的運轉(zhuǎn)效率都比較高，而生物產(chǎn)量高只能說明植物對磷的吸收效率較高。高吸收低利用類型自交系材料在遺傳育種中的應(yīng)用意義不大，因為其可能是通過減緩生長速率和個體發(fā)育降低對環(huán)境磷營養(yǎng)的需求，這只是耐低磷自交系資源中的一種生態(tài)適應(yīng)型，但是也不能否定它們可能在雜種優(yōu)勢組配中表現(xiàn)出超常的優(yōu)勢。
3.2 玉米自交系耐低磷特性鑒定方法
玉米自交系耐低磷特性鑒定分為大田試驗、沙土盆栽或池栽、水培3種方式。
大田篩選試驗最能真正體現(xiàn)低磷脅迫下玉米的真實變化，但因為是露天栽培，一般規(guī)模較大，所以試驗不僅受到季節(jié)限制，而且容易受氣候變化而影響鑒定的準確性。此外，如果是研究根系性狀，大田栽培對根系的取材和根系自然狀態(tài)的保持也有較大難度。
沙培是玉米苗期耐低磷特性鑒定常用的培養(yǎng)方式。如果有溫室，沙培可一年鑒定多次，季節(jié)限制相對大田試驗小得多，受氣候變化的影響也較小。但是，因為沙培的培養(yǎng)介質(zhì)營養(yǎng)成分遠不如土壤豐富，沙粒對營養(yǎng)和水分的保持性也較差，管理上有一定難度；另外，沙培如果是用盆栽的話，玉米根系的擴展也會受到限制。一般沙培鑒定都在苗期收獲，只能獲得苗期性狀。因此，沙培鑒定只是大田篩選的一種輔助方式。
水培是三者中精確性、重復性最高的一種鑒定方式。如果是少量培養(yǎng)，還可以放在光照培養(yǎng)箱內(nèi)精確控制光照和溫度以及設(shè)置相應(yīng)時段；大量培養(yǎng)可以在光照培養(yǎng)室內(nèi)進行，也不受季節(jié)限制。但是，水培一般也只用作苗期篩選鑒定以及分子試驗的準備材料，畢竟它是模擬田間培養(yǎng)的一種方式，培養(yǎng)的介質(zhì)和環(huán)境與田間差異較大，其中磷酸鹽的物理化學行為與土壤中存在很大差別，難以讓玉米正常地抽雄接穗，以調(diào)查成熟期產(chǎn)量性狀，因而在磷效率的應(yīng)用研究上受到限制。水培一般都是以Hoagland營養(yǎng)液配方為基礎(chǔ)，再調(diào)整其中的磷素濃度，以設(shè)置正常供磷和低磷處理。
3.3 玉米自交系耐低磷特性鑒定指標
準確的鑒定指標是篩選耐低磷材料的保證。從營養(yǎng)學角度看，玉米的磷效率包括吸收效率和利用效率。吸收效率一般用玉米苗期或成熟期生物產(chǎn)量干重來衡量，利用效率一般用玉米成熟期的籽粒產(chǎn)量、單穗粒重來判斷。相對生物產(chǎn)量和相對籽粒產(chǎn)量作為材料篩選指標，起著無可替代的作用，是材料耐低磷特性的最終結(jié)果。在調(diào)查項目上，生物學性狀一般包括缺素癥狀、莖粗、株高、可見葉、成活葉和缺素葉、地上部分和地下部分干重及磷含量，成熟期穗位高、穗下節(jié)莖粗、成活葉、穗位葉面積等；產(chǎn)量性狀一般包括穗長、禿尖、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、軸重、百粒重等。
張麗梅等[14]利用土壤盆栽對20個玉米自交系耐低磷特性進行鑒定試驗時，以耐低磷指數(shù)和綜合指數(shù)作為不同自交系對低磷脅迫的忍耐程度。結(jié)果表明，低磷脅迫對玉米幼苗各生物學性狀均有不利影響，其中對干重、缺素癥狀的影響較大，玉米自交系的耐低磷程度與磷吸收效率呈顯著正相關(guān)，與磷利用效率相關(guān)不顯著，最后指出，干重和缺素癥狀的耐低磷指數(shù)加權(quán)平均值能較好地反映玉米自交系對低磷的忍耐程度。
張吉海等[15]在大田種植條件下，通過對苗期部分性狀耐低磷的變異系數(shù)、變異范圍、平均值以及性狀間的相關(guān)分析表明，耐低磷基因型苗期篩選和評價可以相對生物產(chǎn)量、相對株高、相對莖粗以及葉片缺素指數(shù)作為指標。對成熟期主要農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟性狀耐低磷系數(shù)的變異系數(shù)、變異范圍、平均值及其性狀間的相關(guān)分析表明，籽粒產(chǎn)量、株高、莖粗可作為成熟期玉米耐低磷基因型篩選和評價的指標。
4 我國玉米自交系耐低磷特性
王 艷等[16]在大田條件下，從全國各地收集的400份玉米自交系中初步篩選出21份耐低磷材料，其中“磷高效”的基因型13個，“磷中效”和“磷低效”型各4個，高效型僅占3.25%。
李紹長等[17]用土沙混合基質(zhì)培養(yǎng)法分析了我國玉米育種中常用40個自交系的苗期耐低磷營養(yǎng)特性，結(jié)果表明，在低磷脅迫條件下，試驗材料中只有1個自交系具有高吸收和高利用特性，大部分屬于磷中低效吸收和低效利用型。
劉鴻雁等[18]利用大田試驗篩選育種中常用的38個自交系，綜合考慮籽粒減產(chǎn)率（耐低磷力）和高于平均產(chǎn)量的百分率（品種適應(yīng)性）2項分級指標，篩選出4個磷高效的玉米自交系。
張吉海等[15]在大田種植條件下，以產(chǎn)量、株高、莖粗作為玉米耐低磷基因型篩選和評價的指標，在四川雅安和瀘州2個生態(tài)區(qū)鑒定了76份自交系的耐低磷能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)178等8個自交系在2個試驗點都表現(xiàn)出較好的耐低磷特性，占10.53%；9782等21個自交系在2個試驗點均表現(xiàn)出低磷敏感特性。
岳 輝等[19]以375份東北三省常用玉米自交系為試材，研究低磷與高磷水平下苗期葉片癥狀率、株高、產(chǎn)量、禿尖長度、穗粒數(shù)和百粒重的差異。最終以癥狀葉、產(chǎn)量和百粒重作為耐低磷的主要鑒定指標，結(jié)果只有Mo3和掖107為耐低磷玉米自交系。
以上研究結(jié)果顯示，目前我國比較缺乏耐低磷基因型的玉米種質(zhì)資源，究其原因，一是我國玉米自交系種質(zhì)資源基礎(chǔ)較薄弱，二是玉米育種實踐中對性狀的選擇一直以豐產(chǎn)性和耐肥水性為主，不夠重視玉米的營養(yǎng)特性尤其是耐低營養(yǎng)脅迫特性。
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第3篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：Soter數(shù)據(jù)庫；土地；地質(zhì)地形；地理信息系統(tǒng)；湖北省
1. 引言
進入21世紀以來，人口的劇增、環(huán)境污染、土地的退化、地質(zhì)災(zāi)害嚴重威脅我們社會的可持續(xù)發(fā)展。如何精確掌握大量的土地資源動態(tài)變化信息，并據(jù)此做出決策，這迫切需要相關(guān)數(shù)據(jù)庫工具來對此進行分析。全稱土壤―地體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫（Soiland Terrain Digital Database，簡稱Soter）是利用目前已有的信息技術(shù)，包括遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)，建立的包含土壤地圖單元及其屬性的空間―屬性數(shù)據(jù)庫。其通過對區(qū)域范圍內(nèi)土地類型的系統(tǒng)辨識，構(gòu)建起電子化的土壤空間單元和屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫。它是以土壤資源和環(huán)境變化作為主要研究內(nèi)容，是一個動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)來研究土地土壤與時空關(guān)系的動態(tài)變化。Soter能夠?qū)⒌匦误w和土壤信息與全球的GIS/GPS系統(tǒng)連接和疊加，為土壤信息系統(tǒng)走向規(guī)范化、全球化、實用化奠定了理論基礎(chǔ)，很大程度上擴大了其數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)類型，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、城鄉(xiāng)規(guī)劃提供了可供參考的海量信息[1―3]。因此其不僅是一個簡單的GIS數(shù)據(jù)庫，更是一個多元化的信息系統(tǒng)，在資源與環(huán)境管理，災(zāi)害監(jiān)測和預防，國土整治，作物估產(chǎn)有著廣闊的應(yīng)用前景[4]。
自20世紀七八十年代開發(fā)以來，該數(shù)據(jù)庫迅速發(fā)展，近些年來在全世界得到廣泛應(yīng)用的同時自身也在不斷完善更新，基于此本文在介紹Soter數(shù)據(jù)庫原理特點，國內(nèi)外研究應(yīng)用進展的基礎(chǔ)上，討論了其在湖北省利用的可行性，以期為后續(xù)土地資源評價和規(guī)劃提供理論依據(jù)。
2. Soter數(shù)據(jù)庫原理及特點
SOTER的數(shù)據(jù)組織包含兩種類型的數(shù)據(jù)：土壤和地形體，這屬于空間數(shù)據(jù)，指物體的點線面及其拓撲關(guān)系，另一部分為屬性數(shù)據(jù)，包含土地利用、土地覆蓋、植被、氣候、社會經(jīng)濟等。空間數(shù)據(jù)由地理信息系統(tǒng)（GIS）儲存管理，而屬性數(shù)據(jù)則由關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）儲存管理（圖1） ，每一個單元均可電子化為描述數(shù)據(jù)（地形地貌，植被等）和量化數(shù)據(jù)（面積，高程，pH-Eh等）。GIS和RDBMS共用同一個ID識別號將每一個SOTER單元里面的信息連接起來，所有單元組合在一起，其包含的空間―屬性數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系即構(gòu)成了SOTER數(shù)據(jù)庫[1，2，5]。其空間單元按規(guī)模依次分為如下三類，地形體，地形體組分，土壤組分，反映土壤類型。屬性數(shù)據(jù)表格包括地形體地形特征表格，地形體組分特表格，特定土壤類型特征表格，土地利用和植被覆蓋特征表格，氣象特征表格。
Soter數(shù)據(jù)庫主要有以下特點：一.數(shù)據(jù)存儲和調(diào)用結(jié)構(gòu)化框架簡單方便，能夠滿足不同比例尺下制圖的需求。二.單元劃分綜合考慮到了地形、母質(zhì)的差異，可直接用作評價單元，為開展相關(guān)評價研究提供了方便。三.包含信息量豐富，即使100萬比例尺也能很方便地提取表格或地圖信息。除了制圖區(qū)域的地形數(shù)據(jù)，還包括了與制圖單元相關(guān)的大量屬性數(shù)據(jù)，記錄了土壤及其環(huán)境變化特征，后續(xù)應(yīng)用，如土壤流失、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境評價等奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。四. 兼容性強，能夠與國內(nèi)外其它資源數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換兼容，擴大了數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用面。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)完善，在運用過程中能夠定期更新、修改和完善。整個數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試、維護、更新。五.前期數(shù)據(jù)采集標準統(tǒng)一，數(shù)據(jù)庫建立過程中一套系統(tǒng)化、標準化的規(guī)則，后續(xù)可以方便地轉(zhuǎn)移交流和共享。例如在土壤劃分上，SOTER要求按FAO-Unesco方案執(zhí)行，但是地形劃分上并沒有一個通用的國際標準，為此專門設(shè)計了Soter自己的體系。這為SOTER信息交流、共享提供了方便[2，4]。
總之，該數(shù)據(jù)庫運用方便，數(shù)據(jù)豐富。相比較于傳統(tǒng)地圖制圖，其不僅包含了空間信息，還寫進了大量的屬性信息，而且還是一一對應(yīng)的，這是前者無法實現(xiàn)的。另外由于地形電子化，一些之前受比例尺限制的而無法表達的重要信息在soter環(huán)境下可以很方便地存儲，這些信息同樣具有統(tǒng)一格式和標準。
3. Soter數(shù)據(jù)庫國內(nèi)外研究進展及應(yīng)用
自從1985年國際土壤學會論證建立1∶100萬土壤―一地形數(shù)字化數(shù)據(jù)庫的可行性，開始，到1986年的瓦格尼根和1987年的內(nèi)畢羅有關(guān)土壤學科國際學術(shù)會議上開展嫌棄工作，Soter數(shù)據(jù)庫開始建立。聯(lián)合國糧農(nóng)組織在1992年開始使用該數(shù)據(jù)庫對已有的世界土壤、土地和資源等數(shù)據(jù)進行儲存和更新，并在一些國家和地區(qū)付諸實踐。這些應(yīng)用在不同的區(qū)域規(guī)模（500萬到250萬）下在20多個國家和地區(qū)都得到了驗證，取得了良好的效果。在前南斯拉夫，保加利亞等地區(qū)進行的土壤退化和脆弱性評價研究，拉丁美洲及加勒比海地區(qū)1∶500萬SOTER數(shù)據(jù)庫已經(jīng)完成，在肯尼亞等國進行了土地應(yīng)用系統(tǒng)、水土流失，荒漠化治理等方面的應(yīng)用。前期工作主要集中在小比例尺地體上，但是對于區(qū)域性的小范圍的土壤―地形數(shù)據(jù)，仍然顯得粗糙和不準確。1997年之后，隨著小比例尺SOTER數(shù)據(jù)庫的建立和發(fā)展，大、中比例尺建庫工作很快實施開來。例如匈牙利1∶50萬國家SOTER數(shù)據(jù)庫已經(jīng)完成，在此基礎(chǔ)上后續(xù)工作如農(nóng)業(yè)適宜性評價、土壤退化模型研究、滑坡災(zāi)害治理、土壤污染定量評價得到了補充[8]。
我國SOTER圖件和應(yīng)用情況鍵表1。面上的全國范圍1∶400萬數(shù)據(jù)庫已經(jīng)開始建立。山東省還對1∶100萬全省SOTER數(shù)據(jù)庫進行了研究。更大比例尺上在也在長江中下游成都平原和海南省局部地區(qū)開展了大、中比例尺度的SOTER數(shù)據(jù)庫建立研究嘗試研究，更大比例尺1∶5萬～1∶2.5萬SOTER數(shù)據(jù)庫的建立部分省份區(qū)域已有嘗試，后續(xù)應(yīng)用主要集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力評價，農(nóng)用地適宜性評價，耕地力評價和水土流失治理等方面[3，5，8]。
目前為止其主要應(yīng)用體現(xiàn)在如下追矯媯閡唬土地利用規(guī)劃。SOTER數(shù)據(jù)庫可以提供不同尺度下的土地資源分析評價所需的土壤數(shù)據(jù)，尤其在土地適宜性評價中，化學成分，物理化學條件，地理條件，水文狀態(tài)，土壤的地球物理性質(zhì)等等這些數(shù)據(jù)均可以從數(shù)據(jù)庫中進行發(fā)掘整理和分析。二，水土流失評價和治理。對于Soter數(shù)據(jù)單元的侵蝕危險性，可以建立相關(guān)地學模型，邊坡穩(wěn)定性，土壤結(jié)構(gòu)，氣候數(shù)據(jù)之間的耦合可以為相關(guān)模型提供數(shù)據(jù)支撐，在肯尼亞，海南省局部開展的此類工作取得了良好的效果。三，土地退化評價。在給定的自然條件變量（土壤，土地變遷，溫度，降雨量，地理位置），可以預測由于土地退化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。四，指導農(nóng)田生產(chǎn)。運用3S技術(shù)（遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS等），建立不同比例尺的SOTER數(shù)據(jù)庫，對區(qū)域作物區(qū)進行系統(tǒng)科學的管理，提取影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因子并在實踐生產(chǎn)中進行調(diào)理，實現(xiàn)產(chǎn)量最大化，并減少成本和對環(huán)境的污染，做到可持續(xù)發(fā)展。
4. Soter在湖北省的應(yīng)用前景
湖北省作為中部工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省，近年來現(xiàn)代化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，人類的不合理活動造成了一系列嚴重的環(huán)境問題，水土流失不斷產(chǎn)生，加之地理區(qū)位、土壤地質(zhì)、水資源分布等自然因素，湖北省成為全國水土流失嚴重的省份之一。1994年水土流失面積達6.85萬平方公里。，20余年來各方采取措施面積有所減少，目前仍有3.69萬平方公里，占到國土面積的約20%。水土流失還造成地力下降、泥沙淤積、湖泊萎縮、山體、生態(tài)失衡，既給防洪保安帶來不利，又嚴重制約山丘地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與脫貧致富。Soter方法在湖北省的開展為解決這些環(huán)境問題提供了新的技術(shù)持。湖北省經(jīng)濟發(fā)展狀況在中部處于領(lǐng)先地位，同時省內(nèi)各區(qū)縣差異明顯，武漢―襄陽―異常一線發(fā)展迅速，鄂西南和鄂西北相對緩慢。湖北省的Soter數(shù)據(jù)庫建立工作對環(huán)境保護，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時也為其他區(qū)域開展此類研究提供了可供借鑒的案例。開展Soter研究，對于提高土地利用率，防止土壤退化，減少土壤侵蝕，提高土壤肥力等方面，是非常有必要的，同時可定量化的描述個數(shù)據(jù)單元的地形―地形體―地形體組分信息，為治理水土流失制定政策提供依據(jù)。這些都是開展Soter數(shù)據(jù)庫研究的必要性，下面敘述充分性。
Soter數(shù)據(jù)庫需要研究區(qū)域具有地質(zhì)、地形和土壤條件的差異，土壤資源的多樣性是一個很重要的基礎(chǔ)。湖北省土壤類型較為復雜，主要有水稻土、潮土、黃棕壤、黃褐土、石灰（巖）土、紅壤、黃壤及紫色土等，這8個土類占全省總耕地面積的98.65%。地形方面，湖北省正處于中國地勢第二級階梯向第三級階梯過渡地帶，地貌類型多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼?zhèn)?。地勢高低相差懸殊，東部平原有些區(qū)域地面高程為零。全省西、北、東三面被武陵山、巫山、大巴山、武當山、桐柏山、大別山、幕阜山等山地環(huán)繞，山前丘陵崗地廣布，中南部為江漢平原，與湖南省洞庭湖平原連成一片。全省地勢呈三面高起、中間低平、向南敞開、北有缺口的不完整盆地。這些差異均為開展Soter數(shù)據(jù)庫研究提供了充分的條件。
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第4篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：抗旱造林；菌根菌；共生體
中圖分類號：S728.2；S718.521
文獻標識碼：A
文章編號：1671-3168（2012）05-0031-06
隨著全球氣候干旱問題的日益突出，抗旱造林技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。尤其是“徑流林業(yè)”和“土壤水分植被承載力學說”的誕生，促使人們從一個嶄新的角度思考旱區(qū)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題［1-5］。該理論和技術(shù)針對旱區(qū)降水稀少而蒸發(fā)強烈的實際情況，積極倡導人工集水、高效蓄水、持續(xù)用水、合理構(gòu)建群落結(jié)構(gòu)等新理念及新舉措，在提高水分利用效率、改善造林效果、維持群落穩(wěn)定性的同時，還要防止林地土壤水分衰退。然而，其中所用化學試劑的環(huán)境效應(yīng)還有待評價，某些措施成本較高，作用單一問題也急需解決。因此，只有不斷挖掘環(huán)境友好、成本低廉、效果顯著的抗旱造林技術(shù)措施，才能進一步提升、完善徑流林業(yè)理論和技術(shù)體系。另一方面，旱區(qū)造林面臨的又一個重要障礙就是土壤瘠薄。實踐證明，植物—菌根菌共生體是緩解干旱缺水、土壤貧瘠雙重環(huán)境脅迫的有效途徑之一。
所謂植物—菌根菌共生體，是菌根菌通過侵染植物根系而與植物形成的互利共生關(guān)系體，它不僅可以固氮培土、提高植物水分吸收利用能力和生態(tài)適應(yīng)性，而且具有無污染、成本低、作用多等優(yōu)點，在抗旱造林中具有廣闊的應(yīng)用前景［6-17］。然而，關(guān)于植物—菌根菌共生體的研究多以草本植物和豆科植物為對象，且在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較多［6-9，11-12］，而對于林木—菌根菌共生體及其在林業(yè)中的應(yīng)用研究則較少［10，15，17-18］。為此，本研究期望通過植物—菌根菌共生體在抗旱造林中作用機制的綜合論述，為旱區(qū)林業(yè)理論和技術(shù)體系的不斷發(fā)展提供一些參考。1共生體提高植物吸收利用水分能力的作用
1.1共生體提高植物對水分的吸收能力
共生體能夠提高植物對水分的吸收能力，一方面主要是通過擴大根系吸收水分的面積，即增加根系和根毛數(shù)量并利用菌絲網(wǎng)和菌套吸收水分，另一方面是通過降低根系的水勢以及共生體和菌絲較強的吸水能力提高對土壤水分的吸收。對樟子松的研究表明：菌根化苗木比普通苗木在苗高和地徑上均高出37%以上，其原因是普通苗自生根至起苗期間，苗木始終根系細弱、短小，難以從干旱瘠薄的土壤中吸收足夠的養(yǎng)分和水分來供自身生長，因此苗木瘦小；而接種菌根菌的苗木，由于幼苗根上的菌根菌有外延菌絲，它的數(shù)量和長度遠遠超過根毛，有的根上雖無菌絲卻有菌套，所以有菌根的直徑均比無菌根的直徑大得多，因而，有菌根苗木的根系同土壤的接觸面積大，吸收功能強，苗木的長勢相對粗壯。同時，接種菌根菌的苗木成活率高出普通苗18%～30%，比草炭土對照苗也高，其原因在于有些菌根真菌能耐干旱，在干旱條件下仍能與樟子松形成菌根，利用真菌的外延菌絲數(shù)量大、長度長的優(yōu)勢，從遠距離或深處吸收水分和養(yǎng)分，以保持樟子松苗木在干旱條件下不致于干枯［18］。Dakessian等［19］研究了土壤水分狀況與菌根植物生長之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)AMF（ArbuscularMycorrhizalFungi，叢枝菌根真菌）通過增加土壤束縛水的含量促進植物生長；Bethlenfalvay等［20］發(fā)現(xiàn)，AMF能夠在低于土壤永久萎蔫系數(shù)的水勢下從土壤中吸收束縛水；唐明等［21］和陳輝等［22］接種菌根真菌于楊樹苗木，促進了苗木的水分吸收，提高了樹皮的相對膨脹度，在水分脅迫條件下形成菌根的苗木凈光合速率的水勢補償點比對照苗木推遲2～3d；Levy等［23］研究證實，干旱條件下菌根真菌可促進柑桔對水分的吸收。林業(yè)調(diào)查規(guī)劃第37卷第5期袁思安，等：林木—菌根菌共生體在抗旱造林中的作用機制
從上述情況可以看出，菌根真菌可以從多方面提高植物對水分的吸收，一方面提高林木自身吸收水分的能力，另一方面通過菌絲和共生體輔助提高林木對水分的吸收，最終起到抗旱防缺水的目的。
1.2共生體提高植物對水分的利用效率
植物在干旱條件下，除了提高植物對水分的吸收外，另一種方式就是提高已吸收水分的利用效率和儲水量，即被菌根菌侵染的植物可提高自身對水分的利用效率。汪洪鋼等接種菌根真菌于綠豆，使宿主積累1g干物質(zhì)所需水分為未接種的50%［12］，共生體固氮作用提高了土壤、植物持水力以及水分利用系數(shù)［24］。另外，共生體和菌根菌對土壤的改善，可提高土壤的蓄水保墑能力，從而提高植物的水分利用效率。2共生體提高植物養(yǎng)分吸收能力的作用
對植物的生長起重要作用的因素除了水分以外，N、P等營養(yǎng)的供應(yīng)是最重要的。在干旱條件下，植物對養(yǎng)分吸收的增加可促進植物對水分的吸收，提高植物干物質(zhì)的累積，在一定范圍內(nèi)起到生態(tài)因子的互補作用，緩解水分缺乏問題。根瘤菌、弗蘭克氏菌（放線菌）、叢枝菌根真菌等均可為植物提供氮素，提高土壤氮素含量和其它可溶性養(yǎng)分含量，促進植物對磷和其它一些礦質(zhì)元素的吸收，并且明顯地改善土壤的理化性質(zhì)，增加有機質(zhì)、降低土壤容重和通氣率及促進營養(yǎng)的轉(zhuǎn)化［25-27］。
氮是植物第一必需的大量元素，也稱生命元素，因為氮對植物生長是生死攸關(guān)的，它是蛋白質(zhì)、葉綠素、核酸、酶等重要生命物質(zhì)的組成元素，也是構(gòu)成植物結(jié)構(gòu)的組成元素［28］。在貧瘠和缺氮的土壤中生物固氮成為解決這一問題的重要途徑，菌根菌或其根瘤具有固氮功能并為植物提供氮素，調(diào)節(jié)能量和物質(zhì)循環(huán)［29-32］。放線菌Frankia能在沙棘根部形成根瘤，通過固氮作用改善沙棘的氮素營養(yǎng)狀況，促進苗木的生長［33-35］。另外，在土壤腐生情況下一些自由生活著的Frankia菌也可以固氮［36］。共生體固氮量可以解決宿主自身需氮量的70%～90%，因此可不依賴土壤供氮能在貧氮土質(zhì)巖石上生存［37-38］。
除了固氮外，接種適宜的菌根真菌能夠提高土壤養(yǎng)分的有效性，使難于被吸收利用的養(yǎng)分變得易于被吸收利用［18］，增加宿主植物對N、P及其它礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收［22，39-40］。放線菌Frankia可以固氮，可以增加植物對N素的吸收，但是對P的吸收能力較差，AMF恰好能在貧瘠的土壤中增加植物對P和其它微量元素的吸收，接種VA菌根菌可顯著地促進植物對土壤P素的吸收［41］。磷對結(jié)瘤植物的作用是多方面的，高磷水平不僅刺激了根瘤數(shù)目、大小和根瘤干重的增加，也提高了固氮酶活力，進而改善植物的生長狀況［42］。宿主對土壤磷素養(yǎng)分吸收利用的改善，可促進吸收水分，提高宿主的相對膨脹度，凈光合速率的水勢補償點比對照推遲2～3d［22，40］，改善的原因可能是水分脅迫條件下，隨著AMF菌絲內(nèi)堿性磷酸酶活性的提高，改善宿主磷素等營養(yǎng)物質(zhì)的交換吸收能力，沙棘苗木鮮重增加，萎蔫系數(shù)降低，最終提高了宿主林木的抗貧瘠能力和抗旱性［43］，但不同AMF對宿主林木促生和抗旱性的影響不同。以上對N、P的吸收和其作用體現(xiàn)了生態(tài)因子的綜合作用及互補性。3共生體提高植物生長物質(zhì)合成能力的作用
菌根菌或菌根可改善植物體內(nèi)生長物質(zhì)合成過程，促進生長而提高植物自身的抗旱能力。一方面是調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的激素水平。Moser研究表明，菌根菌能夠產(chǎn)生多種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，對宿主植物的生物生長產(chǎn)生促進作用［44］；范俊崗［45］指出刺槐根際產(chǎn)生的IAA要多于楊樹，說明菌根菌可提高植物的促進生長類激素以促進植物生長，進而提高植物的抗旱性。另一方面則是提高植物體內(nèi)的氨基酸含量。植物對氮素吸收的提高，可增加植物體內(nèi)尿囊酸的含量和向上的運輸。楊梅、沙棘和赤楊3種放線菌結(jié)瘤植物根瘤、根部有機氮化物的組分中都含有占總有機氮化物50%以上的尿囊酸，說明在它們的根瘤中合成了大量的酞胺，同時，3種植物結(jié)瘤植株的莖木質(zhì)部提取物中也含有大量的尿囊酸，表明根瘤將其合成的酞胺向植物地上部位運送，3種植物的根瘤還將其合成的特定的氨基酸及酞胺向地上部位轉(zhuǎn)運［46］，尿囊酸含量的提高可促進氨基酸的形成和轉(zhuǎn)化，而且菌根根系中游離半光氨酸、精氨酸和酷氨酸的總量及占游離氨基酸的比例（13%）均高于無菌根根系（3%）［47-48］，范俊崗［45］發(fā)現(xiàn)刺槐根面及根際土中有著高于楊樹194%和25%的氨基酸。以上這些生長物質(zhì)的增加可促進植物的生長并進一步提高植物的抗旱能力，體現(xiàn)了生態(tài)因子的互補作用。4共生體提高植物生理生化機能的作用
在逆境條件下，植物體會做出生理反應(yīng)，而抗逆性較強的會增加一些有利的物質(zhì)而消除不利的物質(zhì)以減輕逆境帶來的損傷。在共生體中，不只是植物去抵抗逆境條件，還有菌根菌及其共生體共同抵御逆境條件。
植物代謝活動中，不可避免地產(chǎn)生了具有極強氧化能力的活性氧，它們是引起植物組織傷害的重要因素。在正常情況下，植物體內(nèi)的保護系統(tǒng)可清除這些物質(zhì)，而在逆境中，植物的這些清除機制會受到阻礙，導致活性氧積累而引起傷害［49］。然而，干旱脅迫條件下，隨著AMF侵染率的增加，沙棘葉片的超氧化物歧化酶（SOD）活性增加，膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）含量和細胞質(zhì)膜相對透性（RP）降低，AMF侵染率較高的植物體內(nèi)SOD活性維持較高水平，可有效清除宿主植物體內(nèi)因干旱脅迫而積累的超氧自由基，降低MDA含量和細胞質(zhì)膜相對透性，減輕膜脂過氧化造成的傷害程度，增強了植物的抗旱性［50］。Ruizlozano等［50］發(fā)現(xiàn)在良好供水條件下，接種處理與對照植株莖內(nèi)的SOD活性無差異，而干早脅迫后萵苣的Glomusmasseae和G.desenticola接種株SOD活性分別增加98%和128%。接種AMF可提高宿主植物的抗旱性，高侵染率的植株該效果更為明顯。雙接菌VAH+HR16后，接菌植株的株高、地徑、鮮重、葉綠素含量和凈光合效率分別比對照提高了42.25%、33.52%、198.56%、43.33%和17.44%；接種放線菌的植株葉綠素含量和凈光合效率分別高出對照34.26%和9.69%，這對于促進沙棘的生長、延緩葉片的脫落及提高其抗逆性有重要作用［52］。
除了非生物因素造成的干旱等逆境外，在干旱條件下病蟲害較多，且植物抗病蟲害能力因干旱而相對較差，且病蟲害的影響反過來也使植物的抗旱能力下降并影響到植物的生長。而菌根菌在一定程度上會減輕病蟲害的危害程度［21，53］。固N菌和菌根菌具有的生防功能是聯(lián)合共生體促進宿主植物生長的另一原因，菌根的侵染改變了根系的形狀及生理和生化性狀，限制了病原菌的侵染［54］。而且，放線菌能夠分泌一些抗生素來達到生防的目的［55］，VA菌根真菌可產(chǎn)生抗生素，增強植物根系抗土傳病害的能力［44］。5共生體雙方的多樣性及其作用
這里所說的多樣性應(yīng)該包括植物的物種多樣性、菌根菌的物種多樣性以及二者之間相互作用方式的多樣性，而這些豐富的資源和作用方式使自然和人工選擇抗旱性較強的共生體成為可能。放線菌植物與Frankia菌之間的共生體關(guān)系所表現(xiàn)出獨特廣泛生態(tài)適應(yīng)性的一個重要原因，就是它們雙方都存在著多樣性。Nickel等［17］認為，只有放線菌植物—Frankia菌形成的共生體才具有強大的生態(tài)適應(yīng)性和抗逆性，表明共生體植物具抗旱能力，根瘤中含有優(yōu)勢菌種的抗旱能力更高。正是宿主植物和共生菌遺傳多樣性產(chǎn)生多種組合，才奠定了它們的生態(tài)多樣性，表現(xiàn)出對生境的廣泛適應(yīng)性和抗逆性。放線菌結(jié)瘤植物包括沙棘在內(nèi)，所以譽為先鋒植物，都以宿主植物和Frankia菌遺傳多樣性為基礎(chǔ)，共生體相容性完美結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)合，以固氮相連了生命所必需的C—N循環(huán)，實現(xiàn)了拓荒者在荒漠上生存發(fā)展的基本要素和條件［56］。此外，多種不同功能的菌根菌的聯(lián)合增效作用也使共生體中植物的抗旱能力更強，可能是長期協(xié)同進化、彼此協(xié)調(diào)、功能互補的結(jié)果［30，52］。我國三北地區(qū)荒漠化、干旱、半干旱黃土高原，生態(tài)極度脆弱的主要原因是貧肥、缺水，而生物的多樣性使這些地方不在沒有生機。因此，菌根為共生雙方提供了更加廣闊的生存和發(fā)展的可能性［57］。6小結(jié)
上述菌根菌共生體的作用不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相輔相成、綜合作用的結(jié)果。而且，同一林木根際、根系上不同菌根菌之間也不完全是孤立的，也存在著聯(lián)合增效作用。這些特性也使得共生體的作用具有多重性和綜合性，因而在抗旱造林中具有不同于其它造林方式的優(yōu)勢。
1）沒有菌根菌的植物抗旱能力以林木為主，而菌根菌與之形成的共生體的抗旱能力則以共生體為主，菌根菌或共生體通過促進水分的吸收和提高水分的利用效率提高林木的抗旱能力。
2）沒有菌根菌的情況下，土壤生態(tài)環(huán)境的改善依靠林木，而共生體在林木改善土壤生態(tài)環(huán)境的同時，可通過菌根菌和菌根加快改善土壤生態(tài)環(huán)境和土壤肥力。沙棘使土壤含氮量大幅度提高，除共生體固氮和枯枝落葉外，還與沙棘須根不斷地快速更新死亡，老瘤塊腐爛，生活著瘤瓣對土壤分泌有關(guān)［57］。
3）菌根菌與之形成的共生體可促進林木對養(yǎng)分的吸收，改善植物內(nèi)部生理生化環(huán)境（如滲透勢、離子濃度、激素水平、氨基酸等有機物質(zhì)濃度等），減輕病蟲害。
4）具菌根樹種與無菌根樹種混交，有利于改善無菌根樹種的生長條件。樟子松、紫穗槐形成的混交林，種間關(guān)系和諧，互補性強，可形成長期穩(wěn)定的群落關(guān)系，紫穗槐有根瘤菌，可增加土壤肥力，促進樟子松生長，同時對沙區(qū)多種病蟲有抑制作用［58］。另外，其不僅體現(xiàn)在抗旱的綜合作用中，還體現(xiàn)在綜合抗逆性中［44，57］。因此，其應(yīng)用和推廣不僅能提高抗旱造林的效果，而且起到事半功倍的效果。
然而，雖菌根菌的應(yīng)用前景喜人，但也存在很多問題有待解決，如抗旱性強的優(yōu)良菌株和苗木的選擇、多種菌根菌協(xié)同增效作用的研究和利用及抗旱機理等問題。
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第5篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：重金屬； 有機物； 生物有效性； 修復治理
中圖分類號：X131
文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）6-0076-05
1 引言
長期以來，我國傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟增長模式，造成大部分地區(qū)污染嚴重。隨著城市化進程的推進，污染場地轉(zhuǎn)為公用甚至居住用地等，在開發(fā)利用過程中，污染物可通過直接接觸或食物鏈的放大作用，對人體健康構(gòu)成威脅[1]。所以在改變土地使用性質(zhì)之前，必須對原場地進行污染調(diào)查分析[2]。根據(jù)我國相關(guān)文件，一旦檢出污染物超過相應(yīng)的標準限值，場地需要進行修復治理工作。而目前采用的標準多為最保守情況或認為污染物100%具有生物有效性，導致過高估計污染物的生物有效性及其生態(tài)風險，同時在后續(xù)修復工程中因過高的修復終點造成人力、物力和財力的浪費[3，4]。因此生物有效性研究對合理評價污染物環(huán)境風險具有重要的指導意義。
隨著《土壤污染防治行動計劃》（簡稱“土十條”）印發(fā)，場地修復行業(yè)已逐步興起，且多集中在土壤修復方面。本文重點分析了重金屬和有機物的形態(tài)，生物有效性的影響因素和評價方法，旨在為污染場地修復治理提供理論基礎(chǔ)[4]，使社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益最大化。
2 重金屬
土壤重金屬總量不能準確評價重金屬的生物效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)[5，6]。重金屬在土壤中經(jīng)過物理、化學和生物作用及重金屬間的加和、屏蔽等反應(yīng)形成不同的形態(tài)，從而決定了其生物有效性。
2.1 重金屬形態(tài)
重金屬形態(tài)一般指操作意義上的，是直接影響生物吸收利用重金屬的重要因素，目前重金屬的提取方法主要為單獨提取法和連續(xù)提取法，現(xiàn)對不同提取方法進行對比分析[7]，詳見表1。
土壤基質(zhì)不同，導致重金屬的活性及遷移性等受到影響，從而改變重金屬的形態(tài)。例如，南京市不同城區(qū)表層土中重金屬（Fe、Mn、Cr、Ni、Co、V、Cu、Zn、Pb）均以殘渣態(tài)為主，其中人為輸入重金屬（Mn、Cu、Zn、Pb）的活性態(tài)所占比例較大[8]。北京市朝陽、通州等土壤中鉻多以可交換態(tài)和殘渣態(tài)存在，鋅以有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)為主，鉛則主要以可交換態(tài)存在[9]。長沙、廣州土壤鎘含量很高，有效態(tài)鎘占總鎘的比例范圍是6.0%～45.1%[10]，四川盆地土壤中有效硒含量很低，一般約占土壤全硒的1.0%～3.0%[11]。
重金屬的不同形態(tài)與其被釋放的難易程度密切相關(guān)，其生物有效性也不同。以Tessier法提取的5種形態(tài)為例，生物有效性大小的順序為：交換態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>有機物結(jié)合態(tài)>殘渣態(tài)[12，13]。重金屬的形態(tài)只是在一定條件下的動態(tài)平衡過程，一旦外界條件發(fā)生變化，其生物有效性也會隨之變化。碳酸鹽結(jié)合態(tài)在pH值變化時而被再次利用；鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在還原條件下部分離子可能釋放[5，6]。有機物結(jié)合態(tài)處于氫化條件時部分有機結(jié)合態(tài)逐漸釋放[13]，殘渣態(tài)幾乎不被利用[7，12]。
2.2 影響因素
生物有效性指污染物能被生物體吸收利用的性質(zhì)或?qū)ζ洚a(chǎn)生毒性效應(yīng)，即毒性和生物可利用性，由毒性數(shù)據(jù)或生物濃度數(shù)據(jù)間接評價[19]。影響重金屬生物有效性的因素主要有重金屬特性和污染來源、土壤成分和理化性質(zhì)等[6]。
2.2.1 重金屬特性和污染來源
重金屬間協(xié)同、拮抗等聯(lián)合作用往往可直接影響其生物有效性，聯(lián)合作用促進了Cd、Pb、Zn的活化、抑止了As的生物有效性[14]。另外，重金屬濃度也對生物有效性有一定影響，鈣離子在土壤中的吸附量增加，會促使土壤中鎘離子向水溶液中釋放，導致水溶性鎘離子濃度增大，鎘的生物有效性提高[15]。另外，土壤中重金屬總量與重金屬各形態(tài)之間則存在較好的相關(guān)性[16]，特別是隨著重金屬污染加劇，非殘渣態(tài)比例相應(yīng)提高，其生物有效性大大增高[6，7]。陳懷滿等[17]l現(xiàn)農(nóng)作物對污泥、尾礦砂、人工污染土壤等類型中重金屬的富集作用依次增強，故可認為人為因素造成的重金屬污染生物有效性最大[18]。
2.2.2 土壤成分
土壤有機質(zhì)對重金屬生物有效性的影響不盡相同[7]。就大分子有機質(zhì)來說，土壤腐殖質(zhì)含量越高，對重金屬的吸附和螯合作用越強，重金屬固定量越多，其生物有效性越低[19]。而對低分子或水溶性有機質(zhì)而言，重金屬則易與其發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，促進重金屬解吸而致使固定量減少，導致生物有效性增加[20]。
2.2.3 理化性質(zhì)
pH值是土壤理化性質(zhì)的綜合反映，影響重金屬在土壤中的溶解度，進而影響重金屬的生物效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)[21]。一般土壤中交換態(tài)重金屬與pH值呈現(xiàn)顯著負相關(guān)，碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳化物結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)重金屬均隨pH值的增加而增加[22]。以小麥為例，其根部和籽粒鎘濃度都與土壤pH值呈顯著負相關(guān)，降低土壤pH值將促進小麥對鎘的吸收[15]。
2.3 評價方法
Hankard等[23]認為采用化學方法難以確定土壤污染程度及潛在的生態(tài)和人體健康風險，利用生物方法可作為補充。植物方法是通過幼苗培養(yǎng)、盆栽和田間試驗等方法來確定污染與生態(tài)風險的關(guān)系[5]。通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，污染區(qū)植株體內(nèi)的重金屬有效性增加[24]。水稻品種及組織結(jié)構(gòu)不同，重金屬的吸收機制也不同[25，26]。另外，植物根系分泌物（有機酸、氨基酸及糖類等）也可影響重金屬的有效性[27，28]。因此可利用植株的重金屬含量評價區(qū)域污染情況，研究重金屬污染的生物指示植物有重要意義[29]，且對指示場地的污染及治理效果有現(xiàn)實意義。但是植物栽培周期長，受外界因素影響較大，其應(yīng)用受到一定限制[5]。
利用蚯蚓腸液法和Tessier法對比研究重金屬的有效性，雖然兩種方法得到的重金屬的生物有效性排序相同，但蚯蚓的c液法較Tessier法更能說明重金屬生物有效性[30]。將蚯蚓和大鼠暴露在重金屬污染的環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)兩者都出現(xiàn)損傷[31，32]。Shin等[33]通過蚯蚓死亡率確定韓國3個廢棄尾礦的修復順序?？梢?，簡單的蚯蚓毒理性試驗可用作生物指示物和評價生態(tài)風險。另外蚯蚓或其他低等動物對重金屬的富集[34]在一定程度上修復了重金屬污染。體外實驗因其操作簡單、經(jīng)濟實用，且與動物實驗的生物有效性有顯著的相關(guān)性[35]，應(yīng)用較廣。
3 有機物
有機物的生物有效性根據(jù)其種類的差異，分為疏水性有機物的生物有效性和水溶性有機物的生物有效性。疏水性有機物的生物有效性指其在環(huán)境中以結(jié)合態(tài)存在時對生物有效的部分，包括生物攝取和微生物降解的有效性[36]。水溶性有機物的生物有效性則是其自由溶解態(tài)對基質(zhì)或受體產(chǎn)生的“現(xiàn)成的”生物有效性和“潛在的”生物可及性[37]。
3.1 有機物形態(tài)
前期使用形態(tài)分析方法主要是化學方法，包括快速熔劑[38]、超臨界流體[39]及溫和有機溶劑（如甲醇、乙醇）等萃取技術(shù)，但這些方法往往過高估計有機物的殘留量或者破壞土壤[3]。因此有些專家開始轉(zhuǎn)向生物提取技術(shù)[40]，通過研究生物的富集、降解等作用來研究生物有效性。
3.2 影響因素
有機物的生物有效性主要取決于其與環(huán)境基質(zhì)間的相互作用[41]。土壤中影響有機物生物有效性的因素主要包括礦物質(zhì)種類、pH值、含碳有機質(zhì)、污染作用時間（老化）等[42]。天然有機物NOM濃度的增加造成分子聚集，降低了土壤有機碳標準化分配系數(shù)（Koc）值[43]。例如，有機物因化學鍵或晶格物理捕獲，或因污染作用時間而老化，導致生物有效性降低[44]。老化對不同的有機物作用機制不同，老化明顯降低了降解菌對阿特拉津的利用率，而對降解菌礦化2，4-D的影響并不明顯[45]。菲和芘的降解實驗也得到了相似的結(jié)果，老化對菲的降解率影響稍小，對芘的降解較明顯[46]。
另外，由于有機物進入生物體內(nèi)后，只有到達靶作用位點的那部分才被認為是毒理學有效的，因此生物有效性還取決于毒代動力學過程，如靶位點和非靶位點間的分配、特定組織內(nèi)的代謝、排泄等特性[1]。
3.3 評價方法
生物有效性評價針對的直接對象為土壤生物，故評價有機物的生物有效性最直觀的方法為生物評價方法。
蚯蚓是土壤生物中對多種污染物反映較為靈敏的一種指示生物，常通過蚯蚓體內(nèi)污染物的富集量來評價有機物的生物有效性，而蚯蚓富集率的分析基于平衡分配模型，即假設(shè)生物僅利用水溶性有機物，不考慮生物的消化作用[3]。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，蚯蚓培養(yǎng)環(huán)境不同，有機物的生物有效性會有所不同。Tang等[47]在有機質(zhì)含量不同的6種土壤中加入苯并[a]芘、蒽、芘和屈，通過蚯蚓體內(nèi)的富集能力對生物有效性進行評價，未老化土壤中的這4種污染物在蚯蚓體內(nèi)富集率分別為15.5%～22.2%、15.9%～22.7%、19.7%～27.9%和13.5%～16.9%，而老化42周后的土壤內(nèi)，蚯蚓對4種污染物的富集率分別下降到11.4%～20.4%、11.3%～19.0%、13.9%～24.2%和9.85%～16.2%。Johnson等[48]用蚯蚓對新染毒（芘和苯并[a]芘）的土壤進行研究，蚯蚓培養(yǎng)4周后，污染物在蚯蚓體內(nèi)的富集率分別為4.2%～5.6%和1.4%～2.8%，遠低于Tang等[47]的實驗結(jié)果。
另有研究發(fā)現(xiàn)污染物的生物毒性或生物積累也會隨著同種生物的不同物種而不同。例如不同蚯蚓品種土棲型長流蚓（Apporectodea longa）的生物富集量遠遠大于赤子愛勝蚓（E.foetida）[49]。此外，礦化達到平衡、細菌濃度相近的條件下，惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida）對土壤結(jié)合態(tài)萘的礦化率為32%，而革蘭式陰式菌為18%[50]。因此研究有機物的生物有效性時需要選擇合適的生物物種[3]，同時，對某種有機物的指示性生物的研究應(yīng)該受到重視。
此外，不同生物因其生理行為、活性或特性差異，有機物的生物有效性可能亦不同。例如，White等[51]研究土壤中菲在老化過程中生物有效性的變化時，發(fā)現(xiàn)蚯蚓富集率和細菌礦化率的下降程度并不相同。
近年來，生物消化液萃取[38，52]、固相微萃?。⊿PME）[53]、半透膜技術(shù)[54]等仿生技術(shù)快速發(fā)展，在提取有機污染物進行有機物的生物有效性評價方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。在使用沙消化液萃取土壤中的有機污染物過程中，發(fā)現(xiàn)疏水性有機物（如苯并芘）較水溶性有機物（如菲）的可提取性明顯增加[55]。固相微萃取技術(shù)具有對土壤理化性質(zhì)改變小、與生物體攝取過程相近、比有機溶劑萃取溫和等優(yōu)點[3]，基于該項技術(shù)又建立了模擬PAHs和PCBs生物有效性的模型[56]。用C18膜萃取PAHs與蚯蚓攝取的相關(guān)系數(shù)大于77%，證明固相萃取是可行的[47]。半透膜技術(shù)在模擬底棲無脊椎動物吸收結(jié)合態(tài)化合物的研究中也取得了良好的效果[54]。
4 展望
目前生物有效性研究多集中于土壤領(lǐng)域，并局限于室內(nèi)試驗、單一污染元素或重污染區(qū)，與現(xiàn)實的環(huán)境污染存在差異。因地域的理化性質(zhì)、物種吸收、污染物類型及大氣粉塵的影響[57]等，生物有效性無法適用于所有情形。因此應(yīng)加強污染物和受體的空間變異性、污染物間復合污染及大氣粉塵等對污染遷移轉(zhuǎn)化的影響研究。
此外，土壤污染防治標準限值過高的問題亟待解決，引入生物有效性，針對不同受體及場地不同的規(guī)劃用途，按照劑量效應(yīng)關(guān)系調(diào)整土壤環(huán)境質(zhì)量標準限值。土壤尤其是修復后的土壤在使用過程中需采取長期監(jiān)管機制，充分關(guān)注污染物在食物鏈傳遞規(guī)律及被重新釋放的污染物的遷移性和潛在毒性。
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第6篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞 土壤；微量元素；烤煙；重慶彭水；2015年
中圖分類號 S153 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）10-0192-02
Evaluation of Available Microelement Contents in Tobacco Growth Soils of Sangzhe of Pengshui County in 2015
LUO Gang LIU Shan
（Pengshui Tobacco Company of Chongqing Tobacco Company，Chongqing 409600）
Abstract The available miroelement contents in 104 soil samples collected from the tobacco growth of Sangzhe of Pengshui County were analyzed in 2015.The results showed that the contents of available Fe，Mn，Cu and Zn were in middle level or more，and available Mo was short at different extremely in 24.04% of the samples. The contents of available B was in serious deficiency，all of them below 0.5 mg/kg. Therefore，B and Mo fertilizer should be applied to soil types short of available B and Mo.
Keywords soil；miro element；flue-cured tobacco；Pengshui Chongqing；2015
我國土壤微量元素含量的變幅很大，不同土類和不同區(qū)域土壤之間的差異明顯[1]。煙株在生長發(fā)育過程中，需要全面合理的營養(yǎng)，才能獲得產(chǎn)質(zhì)俱佳的煙葉[2]。微量元素在煙株生長發(fā)育過程中起著不可替代的作用。微量元素銅、鋅、鐵、錳、硼、鉬等參與煙株的呼吸、氧化及葉綠素的合成等重要生理作用[3]。桑柘植煙區(qū)域位于彭水縣東部，屬于中亞熱帶西部半濕潤氣候區(qū)，四季溫差小，是重慶市烤煙主產(chǎn)區(qū)之一。為查明當前植煙土壤微量元素豐缺狀況，彰顯彭水山地煙葉特色，在彭水全縣植煙區(qū)域選取土壤樣品分析測定，以期為改善煙葉品質(zhì)提供科學依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 取樣方法
根據(jù)桑柘基地單元植煙區(qū)域主要土壤類型和煙草種植情況，并兼顧不同生態(tài)條件及不同肥力水平的地塊，選取有代表性的植煙土壤。于2015年施肥整地前按照“S”形采樣，用管型不銹鋼土鉆每1個地塊取10個等深點，制成1個混合樣，共采集分析土樣104個。
1.2 分析方法
土壤中有效銅、鋅、鐵和錳的測定采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；有效硼的測定采用沸水浸提-姜黃素比色法；有效鉬用草酸-草酸銨溶液（pH值3.3）提取，采用NH4SCN比色法測定[4]。
1.3 評價標準
參考已有的研究結(jié)果，制定了植煙土壤有效態(tài)微量元素的5級評價標準[5-9]（表1）。
2 結(jié)果與分析
2.1 桑柘植煙土壤有效鐵含量
鐵是植物體內(nèi)一些重要酶的輔基，對物質(zhì)代謝過程有重要的影響，并與葉綠素形成以及碳、氮代謝有著密切聯(lián)系。桑柘植煙土壤有效鐵含量在6.54～130.20 mg/kg之間，平均值為49.67 mg/kg（cv=0.67）。由圖1可知，桑柘植煙土壤有效鐵含量較高，全部都在5 mg/kg。從有效養(yǎng)分評價標準來看，有8.65%的土壤有效鐵含量都在5～10 mg/kg之間，屬于豐富水平；有高達91.35%的土壤有效鐵含量在10 mg/kg以上，處于有效鐵含量很豐富水平。
2.2 土壤有效銅含量
銅在植物體內(nèi)是多種酶的組成成分，參與碳素同化、氮素代謝、呼吸作用以及氧化還原過程。桑柘植煙土壤有效銅含量在0.24～4.93 mg/kg之間，平均值為1.71 mg/kg（cv=0.52）。從植煙土壤微量元素評價標準來看，桑柘植煙土壤有效銅含量豐富，全部都在適宜或以上水平。由圖2可知，有 34.62%的土壤有效銅含量很豐富，都在 1.8 mg/kg以上；49.04%的土壤有效銅含量在1.0～1.8 mg/kg之間，屬于有效銅含量豐富水平；另有16.35%的土壤有效銅含量適中，都在0.2～1.0 mg/kg之間。
2.3 土壤有效錳含量
錳是許多呼吸酶的活化劑，能提高植株的呼吸強度，促進碳水化合物的水解。錳還能調(diào)節(jié)體內(nèi)氧化還原過程，保持對鐵元素吸收的比例平衡。桑柘植煙土壤有效錳含量在5.50～171.50 mg/kg之間，平均值為56.46 mg/kg（cv=0.73）。從植煙土壤微量元素評價標準來看，桑柘煙區(qū)土壤有效錳含量也較高，全部都在適宜或以上水平。由圖3可知，85.58%的土壤有效錳含量含量很豐富，都在15 mg/kg以上；有1.92%的土壤有效錳含量在10～15 mg/kg之間，屬于有效錳含量豐富水平；另有12.50%的土壤有效錳在5～10 mg/kg之間，處于適宜水平。
2.4 土壤有效鋅含量
鋅與煙株體內(nèi)生長素的合成、光合作用以及干物質(zhì)的積累有關(guān)。桑柘植煙土壤有效鋅含量在0.89～5.22 mg/kg之間，平均值為2.13 mg/kg（cv=0.42）。從植煙土壤微量元素評價標準來看，桑柘煙區(qū)土壤有效鋅含量也較高，全部都在適宜或以上水平。由圖4可知，16.35%土壤有效鋅含量在3 mg/kg以上，處于很豐富水平；高達80.77%的土壤有效鋅含量在1～3 mg/kg之間，屬于豐富狀態(tài)；有2.88%的土壤有效鋅含量適中，在0.5～1.0 mg/kg之間。
2.5 土壤有效鉬含量
鉬參與植物體內(nèi)氮代謝、促進磷的吸收和轉(zhuǎn)運，對碳水化合物的運輸也起著重要作用。彭水縣植煙土壤有效鉬含量在0.01～0.45 mg/kg之間，平均值為0.11 mg/kg（cv=0.83）。由圖5可知，有60.58%的土壤有效鉬含量在0.05～0.20 mg/kg之間，處于適中狀態(tài)；14.42%的土壤有效鉬含量在0.2 mg/kg以上，屬于有效鉬含量豐富或很豐富水平；24.04%的土壤有效鉬含量在0.05 mg/kg以下，土壤有效鉬含量較低，其中有4.81%的土壤有效鉬含量在0.02 mg/kg以下，處于缺乏狀態(tài)。
2.6 土壤有效硼含量
硼對煙株生長主要有以下作用：①促進碳水化合物的運轉(zhuǎn)，改善植物各器官有機物質(zhì)供應(yīng)；②調(diào)節(jié)有機酸的形成和運轉(zhuǎn)，促進根系生長。桑柘植煙土壤有效硼含量在0.08～0.40 mg/kg之間，平均值為0.21 mg/kg（cv=0.27）。從植煙土壤微量元素評價標準和圖6來看，桑柘煙區(qū)土壤有效硼含量偏低，全部都在0.5 mg/kg以下，在土壤微量元素含量分級標準中都處于很缺狀態(tài)。
3 結(jié)論
彭水縣植煙土壤有效鐵、有效銅、有效錳、有效鋅含量豐富，全部都在適宜或以上水平，今后每年可適當補充相應(yīng)微肥以維持其穩(wěn)定。鉬是作物生長過程中需要量較少的一種微量元素，在植物體內(nèi)與氮的代謝有著非常密切的關(guān)系。
桑柘植煙區(qū)域有24.04%的土壤有效鉬含量較低，在0.05 mg/kg以下，應(yīng)針對缺乏地塊適當增施鉬肥。由于植物對磷和鉬的吸收有相互促進作用，可于起壟前將鉬肥與基肥或有機肥混勻后施用以提高肥效。土壤有效硼含量偏低，全部都在0.5 mg/kg以下。而硼素能促進根系生長，提高煙株對養(yǎng)分吸收能力，增強作物的抗旱、抗病能力，提高煙葉成熟度，改善煙葉品質(zhì)。今后在煙葉生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣施用硼肥，以逐步提高土壤硼素含量。
4 參考文獻
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第7篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境 專業(yè)英語 教學方法
一、課程簡介
本課程是我校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的專業(yè)拓展課程，課程內(nèi)容由土壤學（soil science）、植物營養(yǎng)（plant nutrition）和肥料與環(huán)境（fertilizers and environment）三部分組成。土壤學部分包括土壤形成與發(fā)育、土壤膠體、土壤有機質(zhì)和離子交換；植物營養(yǎng)部分包括植物必需營養(yǎng)元素及肥料來源、養(yǎng)分的遷移途徑與植物吸收、作物養(yǎng)分需求、肥料施用、養(yǎng)分利用效率的提高途徑；肥料與環(huán)境部分包括養(yǎng)分循環(huán)與損失控制、農(nóng)地磷素的徑流損失和水體富營養(yǎng)化等內(nèi)容，基本涵蓋農(nóng)業(yè)土壤資源、養(yǎng)分資源及其對環(huán)境的影響。
二、教學目標
通過本門課程的學習，學生熟悉專業(yè)英文文獻的特點，掌握常用專業(yè)英語詞匯、翻譯技巧及英文科技寫作要點，培養(yǎng)閱讀專業(yè)英文期刊或書籍、進行文獻資料翻譯及簡單的專業(yè)對話交流的能力。注重學生自學能力的培養(yǎng)，鼓勵學生查閱相關(guān)英文資料，了解國外相關(guān)領(lǐng)域最新研究進展和發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)具備農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)知識，并具有一定的專業(yè)英語讀寫聽說譯能力的專業(yè)人才。
三、課程教學的幾點改進
筆者通過近幾年該課程的授課與探索，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)英語的課程特點，對該課程的教學進行改進，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。
（一）教材、工具書和參考資料的選用
農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)英語沒有現(xiàn)成的教材課本，本課程的教材選自國外原版專業(yè)書籍的部分內(nèi)容、難易程度中等。為了逐步、順利地完成從基礎(chǔ)英語到專業(yè)英語的過渡，在初期選用專業(yè)英語短文，配以若干練習以保持教學的延續(xù)性，并對容易產(chǎn)生歧義的專業(yè)詞匯或模糊性的語篇進行分析，重點指導學生了解科技文章的通篇結(jié)構(gòu)，為英文寫作打下基礎(chǔ)[1]。此階段可選用教材中較容易的部分進行。隨著學生的逐步適應(yīng)，難度逐漸增加，重點集中在擴大閱讀范圍和提高英譯漢能力，逐步轉(zhuǎn)到專業(yè)性外刊閱讀。
專業(yè)英語的學習依舊需要大量使用適當?shù)挠h、漢英和英文詞典，常用的詞典有《牛津英漢百科大辭典》、《當代漢英詞典》、《現(xiàn)代高級牛津雙解辭典》等。專業(yè)詞典采用謝建昌主編的《土壤?植物營養(yǎng)?環(huán)境詞匯》。該詞典收錄的內(nèi)容包括土壤、植物營養(yǎng)與肥料、生態(tài)、資源、環(huán)境污染與防治和農(nóng)業(yè)技術(shù)，是一本不可多得的農(nóng)資環(huán)專業(yè)英語工具書。
從農(nóng)資環(huán)專業(yè)文章選擇到外刊選用是學生對專業(yè)英語學習的又一難點，此時學生雖初具專業(yè)英語的閱讀能力，但接觸沒有注釋和教師講解的英文原文心理壓力大[2]。在專業(yè)英語閱讀初期，中文期刊的中英文摘要、英文期刊的英文摘要可作為外刊閱讀過渡性閱讀對象，然后進入專業(yè)刊物。專業(yè)英語刊物主要有Journal of Plant Nutrition， Plant and Soil， Soil Science Society of America Journal， Advances in Environmental Research和Environmental Science & echnology等。
（二）能力培養(yǎng)
大學基礎(chǔ)英語學習能力培養(yǎng)體現(xiàn)在讀、寫、聽、說、譯等方面，但農(nóng)資環(huán)學生在專業(yè)英語學習中的能力培養(yǎng)必須是基于學情分析的能力培養(yǎng)，需要因材施教，這是保證教學效果的重要環(huán)節(jié)。
在我校農(nóng)資環(huán)專業(yè)中，除了極個別以其他外國語種（如俄語）作為自己外語學習的學生，基本上都會選修該門課程；選修人數(shù)眾多，有時可多達一百多人，并且專業(yè)課程水平和大學基礎(chǔ)英語水平參差不齊。在讀、寫、聽、說、譯等方面，閱讀理解和英譯漢能力相對稍強，聽力理解和漢譯英次之，英語口語交流很弱。即使是其余方面表現(xiàn)良好的學生，往往是啞巴英語，不敢開口。基于這種現(xiàn)狀和學生迫切需要提高的能力，我們將翻譯尤其是漢譯英作為重點進行訓練，繼續(xù)強化閱讀和英譯漢，兼顧聽力和口語鍛煉。
（三）教學方法
確定能力培養(yǎng)目標之后，教學方法隨之進行了相應(yīng)的調(diào)整。
1.結(jié)合英譯漢，進行口語和聽力鍛煉。
每次兩節(jié)課的課時里，安排一節(jié)課進行口語、聽力和英譯漢的統(tǒng)一練習。隨意選取數(shù)個學生大聲朗讀教材內(nèi)容，其余學生盡量合書聆聽；再選取另一些學生就聽到的內(nèi)容進行歸納或者提問；然后選取別的學生就前者提出的問題進行回答，并就閱讀內(nèi)容進行翻譯；最后根據(jù)學生歸納、提問、回答和翻譯的情況，進行評說、糾正與改善。在這樣的安排下，學生的英譯漢能力進一步提高，并且兼顧閱讀、聽與說的鍛煉，比較充分地調(diào)動學生的積極性。
2.循序漸進，提升漢譯英能力。
學生漢譯英能力較弱，而這種能力對計劃考研和將來在職場上發(fā)展良好、有機會進行國際交流的學生而言，是至關(guān)重要。很多學生感覺自身英語基礎(chǔ)薄弱，或者認為畢業(yè)參加工作后應(yīng)用英語的機會較少，甚至沒有，因而對英語學習要么不感興趣要么不重視[3]。針對這種狀況，對學生的要求不能劃一，可以分層次要求。
對于后者，要求他們至少要掌握基礎(chǔ)的專業(yè)詞匯和漢譯英的基本方法與技巧，以應(yīng)對后續(xù)的學習需求。因為在本課程完成后，他們很快就進入畢業(yè)實習與畢業(yè)論文的撰寫。根據(jù)學校要求，畢業(yè)論文包括英文摘要；而畢業(yè)論文英文摘要的內(nèi)容就是一個基于中文摘要的篇幅比較小的專業(yè)英語論文，這就需要學生不僅具備專業(yè)知識、專業(yè)英語詞匯，而且必須具備一定的漢譯英能力，獨立完成自己論文的英文摘要。在具體練習過程中，為了消除距離感，選用往屆學生的畢業(yè)論文作為翻譯藍本，增強學生的參與感，并對本學院的科研領(lǐng)域有所了解。
對于前者，則需在原有基礎(chǔ)上進一步提升漢譯英水平；而這一部分學生往往因為自身的需求，能夠主動、積極地學習專業(yè)英語，并努力提升各方面的能力。因此，對于他們，除了上述要求外，還要求他們翻譯本專業(yè)專家學者的中文科研論文。這樣安排一可以鍛煉專業(yè)英語的漢譯英的能力，二可以了解本專業(yè)的研究者們在哪些研究領(lǐng)域做了哪些研究工作，自己將來畢業(yè)實習可能會做哪些方面的試驗研究，在翻譯過程中對這方面的研究狀況有所了解，為畢業(yè)論文的撰寫奠定基礎(chǔ)，一舉兩得。
通過探索，我們積累了一定的經(jīng)驗，為今后進一步提高本校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)英語的教學質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1]熊一娣.法律專業(yè)英語的教與學[J].現(xiàn)代法學，1993，67（3）：76-78.
第8篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：錳毒；耐受機制；修復措施；研究
中圖分類號：X53
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12002605
1引言
錳是植物必需微量元素之一，植物生長發(fā)育正常進行的最低錳需求量為30 mg/kg DW [1]。但當植物體內(nèi)錳濃度超出臨界值時，葉綠素合成受阻、光合作用受到抑制，并伴隨著葉片黃化皺縮，出現(xiàn)褐色錳氧化斑點等錳毒害的典型癥狀[2]。錳的過量積累，一方面干擾植物對其它營養(yǎng)元素如鎂、鐵、鈣、磷等的吸收、轉(zhuǎn)運和利用，導致礦質(zhì)營養(yǎng)失衡[3]；另一方面，引起細胞抗氧化系統(tǒng)反應(yīng)異常，導致自由氧迸發(fā)，破壞生物膜和葉綠素正常結(jié)構(gòu)，影響光合作用等生命過程的正常進行[4]。此外，過量的錳還會提高吲哚乙酸（IAA）氧化酶活性，加速IAA氧化分解，導致植物體內(nèi)激素平衡遭到破壞，從而加速植株的衰老[5]。
錳對植物的毒害主要發(fā)生在酸性土壤上。當土壤的pH值較低（小于5.5）或氧化還原電位（Eh值）降低（小于560 mV）時，錳以Mn2+的形式大量進入土壤，土壤活性錳含量大幅增減并在植物體內(nèi)積累，對植物造成毒害[6]。錳毒已經(jīng)成為酸性土壤上繼鋁毒之后的第二大植物生長限制因子[7]。工業(yè)化引起的酸雨型酸沉降、生理酸性或是化學酸性肥料的大量使用，都在不斷加劇土壤的酸化進程。因此，當務(wù)之急是在抑制土壤酸性擴張的同時，采取有效措施避免土壤中已經(jīng)存在的錳對植物產(chǎn)生毒害。
2酸性土壤上植物錳毒
2.1土壤錳的形態(tài)及其有效性
錳在土壤中主要有以下幾種形態(tài)[8]：有機態(tài)錳、礦物態(tài)錳及含錳無機鹽、水溶態(tài)錳、交換態(tài)錳。對植物有效的錳可分為三類，即水溶性錳、交換態(tài)錳和易還原態(tài)錳，前兩種形態(tài)的錳都以Mn2+的狀態(tài)存在，而后者是價數(shù)較高的氧化錳中易還原成植物有效Mn2+的部分，三者的總和稱為活性錳。一般用活性錳作為土壤中可給態(tài)錳的指標，也有人認為并不是全部易還原態(tài)錳都對植物有效，有效部分只占1/20左右，即有效態(tài)錳=水溶態(tài)錳+交換態(tài)錳+1/20易還原態(tài)錳[9]。
土壤中錳的各個形態(tài)之間可以互相轉(zhuǎn)化，土壤錳活性受土壤pH值、Eh值、濕度、有機質(zhì)和土壤通氣狀況等理化性質(zhì)的影響，其中最直接的是pH和Eh[9]。pH值6～6.5為錳氧化還原的臨界值，pH6.5時則有利Mn的氧化；同時，當土壤中的Eh
2.2植物錳毒癥狀
錳毒由于植物種類、營養(yǎng)狀況及土壤環(huán)境的不同而表現(xiàn)各異，錳毒害程度也與葉齡以及錳的分布和濃度有關(guān)[12]。但總體而言，錳毒對地上部分的影響大于根系，葉片是錳毒的作用靶器官，植物吸收的錳有87%～95%被轉(zhuǎn)移到地上部分[13]。典型的錳毒癥狀首先表現(xiàn)在成熟葉片，葉緣、葉尖和脈間出現(xiàn)氧化錳和酚類物資結(jié)合形成的褐色“錳斑”[14]。隨著錳的積累，新葉葉綠素分解、葉綠體被破壞，出現(xiàn)褪色斑塊并進一步發(fā)展為類似缺鐵的脈間失綠黃化、白化直至枯萎[15]。在許多植物上都可以觀察到錳毒癥狀，但是目前還很難找到一種十分典型的專一性錳中毒癥狀，一般報道將葉綠素含量、生物量、葉片鐵活性和全鐵/錳和抗氧化系統(tǒng)反應(yīng)等作為錳毒評價指標。
2.3錳毒害植物的生理生化過程
2.3.1錳毒與植物光合作用
錳參與了葉綠體的組成，能夠維持葉綠體膜的正常結(jié)構(gòu)，參與光合電子傳遞系統(tǒng)中氧化還原過程和光系統(tǒng)中水的光解，是光合作用不可或缺的元素之一[16]；但過量錳同樣會導致葉綠素分解、破壞葉綠體結(jié)構(gòu)、阻礙光合作用的正常進行[17]。
透射電子顯微鏡觀察顯示，高濃度Mn處理眼蟲藻（ Euglena gracilis）一定時間后，絕大部分（近90%）葉綠體發(fā)生分裂，形狀由典型的“雪茄”形折疊成絲帶狀；同時，葉綠體高度有序化的類囊體結(jié)構(gòu)崩解成無規(guī)則分布的類囊體膜碎片；葉綠素含量明顯減少，特別是葉綠素a/b的比率顯著降低，表明過量錳能夠破壞葉綠體的正常結(jié)構(gòu)、嚴重干擾葉綠素合成[18]。龍葵和小飛蓬實驗表明Mn脅迫下葉綠素含量顯著降低，從而使捕獲和傳遞給PS反應(yīng)中心的光量子減少，光合原初反應(yīng)受阻，電子傳遞過程和電子傳遞速率被抑制：隨著Mn濃度的提高，最大光化學量子產(chǎn)量（Fv/Fm）最大熒光（Fm）同期光合量子產(chǎn)量（Yield）和表觀光合電子傳遞速率（ETR）均急劇降低，初始熒光（Fo）非光化學熒光淬滅系數(shù)（NPQ）則顯著升高――光合作用明顯受到錳毒的抑制[19]。
2.3.2錳毒與酶活化
據(jù)統(tǒng)計，錳是3種酶的組成成分和多達36種酶的活化劑，主要涉及磷酸化作用、脫羧基作用、還原反應(yīng)和水解反應(yīng)等[20]。目前，研究最多的是錳毒對植物抗氧化系統(tǒng)酶活性的影響。錳是植物重要的氧化還原劑之一，其體內(nèi)的反應(yīng)可直接調(diào)節(jié)細胞中Fe2+濃度和抗壞血酸、谷胱甘肽等小分子抗氧化劑的氧化還原狀態(tài)[21]Mn2+在葉綠體中可被光激活的葉綠素氧化為Mn3+，氧化還原電位提高，致使O-2?、H2O2和?OH等活性氧（reactive oxygen species，ROS）自由基大量累積，同時SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性受到影響，氧自由基不能及時清除，導致膜脂過氧化，產(chǎn)生大量丙二醛進一步使蛋白質(zhì)大分子和酶功能喪失[22]。此外，錳毒造成與CO2固定及NH+4吸收和重吸收的相關(guān)酶（如Rubisco、RA、RBP和GOGAT）含量及活性降低[23]。
2.3.3錳毒與其他礦質(zhì)營養(yǎng)
過量錳的存在不但影響植物對N、P、Ca、Mg等礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收，而且還會干擾相關(guān)元素正常生命功能的發(fā)揮。Mn2+半徑介于Ca2+與Mg2+之間且與Fe2+相近，可能與Mg2+、Ca2+和Fe2+在植物根部具有相同的結(jié)合位點，過量的錳能夠抑制必需元素鎂、鈣和鐵的吸收[24]。還有實驗認為，Mn2+可能取代Ca2+、Mg2+與鈣調(diào)素、酶、葉綠素等生物大分子結(jié)合干擾正常生理功能的發(fā)揮[25]。
其中，過量錳對鐵的影響顯得更為重要。錳體系的標準氧化還原電位絕大多數(shù)比鐵高，因而亞錳能夠在土壤溶液中穩(wěn)定存在而亞鐵則幾乎不能存在[26]；另外錳對鐵有強烈的拮抗作用，錳含量過高時，則會促使鐵的氧化而抑制鐵的還原，使土壤鐵主要以活性較低的Fe3+存在[27]。同時，過量的錳會加速體內(nèi)鐵的氧化過程，使具有生理活性的Fe2+轉(zhuǎn)化成無生理活性的Fe3+，從而使體內(nèi)鐵的總量不變的情況下，降低活性鐵的數(shù)量；另一方面，由于Mn2+與Fe2+的化學性質(zhì)相似，而發(fā)生體內(nèi)高濃度的Mn2+占據(jù)Fe2+的作用部位，有時會造成植物生理性缺鐵[28]。
3植物耐錳機制
植物對錳毒的耐性程度是相對的，由于錳濃度不同，植物種類不同，土壤環(huán)境不同，耐性強弱也就存在著差異。目前的研究認為，植物的錳耐性/累積機制包括區(qū)域化作用、有機酸的螯合、限制吸收和外排作用、抗氧化作用以及離子的交互作用等[17]。
3.1區(qū)域化作用
將有毒的金屬離子轉(zhuǎn)運和貯存在特定的組織器官或細胞的特定區(qū)域，降低代謝活性區(qū)域的金屬離子濃度，是植物提高重金屬耐性/累積能力的重要機制之一。徐向華等[29]認為商陸的葉片是其錳累積的主要器官，而葉片的邊緣和表皮層是其錳累積和解毒的主要組織。商陸葉片細胞內(nèi)錳分配研究結(jié)果顯示，液泡是過量錳的儲存位置[30]。此外，錳超累積植物水蓼也通過根細胞壁結(jié)的合方式解毒[31]。
3.2限制吸收和外排
植物可以將Mn2+氧化成非有效態(tài)，從而限制對過量Mn2+的吸收和轉(zhuǎn)運。在漬水條件下，水稻根系能將Mn2+氧化成非有效性的四價錳化合物，在根表形成肉眼可見的紅色鐵錳氧化膜從而限制吸收[32]。白羽扇豆根能通過某種機制將錳排除體外[33]，而角菱則通過葉片表皮毛分泌錳-酚類螯合物來解毒[34]。
3.3形成金屬螯合物
細胞質(zhì)中金屬與高親和性的配體結(jié)合形成鰲合物是植物重要的重金屬解毒和耐受機制之一。潛在的配體包括氨基酸、有機酸以及植物鰲合物（PCS）和金屬硫蛋白（MMTs）[35]。Bidwell等[36]研究發(fā)現(xiàn)，耐錳植物Austromyrtusbidwillii葉片中存在大量有機酸如草酸、琥珀酸、蘋果酸、丙二酸等，這些有機酸能與自由形態(tài)的錳離子結(jié)合形成鰲合物，從而減少自由錳離子的數(shù)量，減輕錳對機體的毒害。
3.4抗氧化系統(tǒng)
過量錳引起的膜脂過氧化是錳毒的重要作用途徑，因此，具備強抗氧化能力也是植物耐錳的一大機理。張玉秀等[37]提出，抗氧化酶的強抗氧化能力是重金屬累積植物商陸的Mn耐性機制之一；耐錳植物維持高濃度的非蛋白巰基物質(zhì)和抗壞血酸等多種小分子抗氧化物質(zhì)，不但能直接參與錳毒誘發(fā)的活性氧的清除，而且還可作為草酸等Mn2+螯合劑的合成前體[38]。
3.5離子相互作用
低pH條件下，P增加能顯著減輕Mn對植物的毒害[39]。鈣對植物錳的吸收累積存在拮抗作用，有效地減輕錳的植物毒性[40]。鐵錳之間也表現(xiàn)為明顯的拮抗作用，過量的Mn影Fe含量吸收和活性，導致植物生理性缺鐵；同樣，鐵的增加也能顯著降低植物對錳的吸收和轉(zhuǎn)運[24]。
4錳毒矯正與防治
隨著土壤酸化的加劇，酸性土壤上的錳毒問題已經(jīng)變得越來越嚴重，嚴重威脅到甘蔗等作物的生長和產(chǎn)量[41]。采取適當種農(nóng)藝措施調(diào)節(jié)酸性土壤錳活性，減輕錳對植物的毒害已成為當務(wù)之急。
4.1石灰施用與錳毒
土壤中錳處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)，各種形態(tài)的錳占全錳比例隨pH值的變化而變化，其中代換態(tài)和有機態(tài)錳隨pH值的升高而減少，氧化態(tài)、無定形鐵結(jié)合態(tài)錳和晶形鐵結(jié)合態(tài)錳則隨pH值升高而增加，土壤中猛的生物有效性隨pH值得升高而顯著降低[42]；因此，調(diào)高土壤pH值是矯正和防治錳毒的首要措施。
石灰能顯著降低土壤活性酸濃度和潛在酸活性，鈍化Al、Mn等金屬離子，改善土壤肥力[43]。施用石灰被證明是一種矯正酸性土壤錳毒的有效途徑，一方面石灰提高了土壤pH值從而導致土壤有效態(tài)錳的鈍化；另一方面由于Ca2+與Mn2+離子半徑、電荷數(shù)等性質(zhì)相似，鈣對植物錳的吸收累積存在拮抗作用，有效地減輕錳的植物毒性[40]。
4.2硅肥與錳毒
針對硅緩解錳的作用，國內(nèi)外學者進行了大量的研究，報道了一些可能的機理，綜合來講主要有：硅增加了根系的氧化能力，從而減少了對錳的吸收[44]；硅促使錳在植物葉片微域分布上更加均勻，降低敏感部位的相對錳濃度于其致毒濃度之下，從而提高植物的葉片組織對過量錳的忍耐性[45]；組織內(nèi)硅的加入可抑制錳毒誘導的過氧化物酶活性增加，因此Si可能在維持細胞壁的分隔、防止過氧化物酶進入并與棕色基質(zhì)的前體接觸方面起作用[46]；體內(nèi)硅可和錳在葉表的毛囊附近以無代謝活性的形式積累而降低錳活性[47]；硅能有效緩解錳毒引起的氧化脅迫，減輕對膜脂和葉綠素的破壞[48]；硅能增加玉米葉片表皮細胞層厚度，增加對錳的分區(qū)儲存能力，提高耐錳性[49]；另外，Iwasaki等[50]認為硅解錳毒的關(guān)鍵部位在質(zhì)外體：一方面，供應(yīng)硅改善了細胞壁結(jié)合錳的能力，使得細胞壁吸附的錳量增多，從而降低了進入原生質(zhì)體中的錳量；另一方面，質(zhì)外體中水溶態(tài)Si能直接結(jié)合Mn2+而減弱質(zhì)外體中錳的毒性。
4.3鈣鎂磷肥與錳毒
鈣鎂磷肥成分復雜，因其含有12%～14%P2O5、25%～30%CaO、5%Mg和多達40%的SiO2而使之在增加P、Mg供應(yīng)的同時，兼具石灰和硅肥的改土功效。盆栽試驗研究報告，施用鈣鎂磷肥能有效提高酸性土壤pH值，提高植物根系活力和根區(qū)土壤肥力狀況，促進葉片葉綠素含量和植株生物量的增加[51]。
4.4有機肥與錳毒
施用有機肥料常被作為控制和改良土壤重金屬污染的措施有機肥一方面可以提高土壤肥力增加土壤腐殖質(zhì)含量，而腐殖質(zhì)所結(jié)合的錳因腐殖質(zhì)較難分解而穩(wěn)定性較高[52]；另一方面，有機肥還可以通過改變重金屬在土壤中的形態(tài)分布，降低其生物有效性，減少作物對重金屬的吸收[53]。解開治等[54]報道，有機肥和腐殖酸的施用能調(diào)劑土壤孔隙度、提高pH值和田間持水量，有效改善南方黏重紅壤系列酸性土壤的理化性質(zhì)，并提高土壤肥力，緩解重金屬毒害。
此外，采用葉面噴施鐵肥和生長也矯正錳毒的有效辦法：葉面施用鐵肥直接提高了葉片活性鐵含量，提供Fe/Mn值，緩解植物葉細胞生理性缺鐵的同時，顯著降低根系對錳的吸收和轉(zhuǎn)運[55]；外源IAA的補充，可以提高葉片組織生長素水平，重建錳毒導致IAA氧化酶升高而打亂的激素平衡，抑制葉綠素分解、膜過氧化等衰老過程等繼續(xù)[56]。
5酸性土壤錳毒談?wù)撆c展望
（1）對于酸性土壤錳毒這一問題的研究，主要集中于室內(nèi)實驗，室外場地的研究較少。室外場地受到多方面因素影響，室仁笛榛肪程跫較容易控制，因此兩者環(huán)境條件等方面差異較大。對于酸性土壤錳毒的修復等研究應(yīng)用到室外場地中還存在有許多的問題需要解決。
（2）由于錳礦的開采和粗放的農(nóng)藝措施等現(xiàn)狀，土壤酸化和植物錳毒的問題愈加凸顯。針對治理土壤錳毒這一問題已有大量的研究，但從預防角度和實行休耕輪作等農(nóng)藝改善措施角度重視程度不強。因此，利用現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，輔以不同地區(qū)土壤錳毒模型的建立和土壤錳毒評價體系，做好預防污染的問題有可能是未來研究方向之一。
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第9篇：土壤學研究進展范文
關(guān)鍵詞：植被混凝土 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 意義
城市化進程的加快，給人們帶來了日新月異的生存環(huán)境，城市每天都發(fā)生較大的變化，在經(jīng)濟快速的增長的同時，也對我們所生存的地球環(huán)境帶來了較大的影響，生態(tài)系統(tǒng)的平衡逐漸被打破，城市每天被鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所包圍，不僅影響到城市的環(huán)境，同時也對我們的健康帶來嚴重的影響。人們越來越重視到環(huán)境保護的重要性。隨著國家對節(jié)能環(huán)保的重視，綠色建筑、綠色城市等理念不斷的被人們所倡導，為了打造“綠色”概念，業(yè)內(nèi)人士加大了研究的力度，各種生態(tài)材料不斷的研制出來，植被混凝土就是在綠化環(huán)保要求下所研究出來的新型混凝土，不僅具有普通混凝土所具有的特征，同時還具有節(jié)能環(huán)保的功效，符合時展的需求，帶動了建筑材料的革新進程。
1植被混凝土的內(nèi)涵
1.1植被混凝土的名稱
這種新型生態(tài)混凝土的叫法有許多種，如植被混凝土、綠色混凝土、植物相容性混凝土以及長草混凝土等，不管何種名稱，都是為了突出混凝土的生態(tài)效能，是以花草等綠色植被是取代于傳統(tǒng)混凝土冰冷僵硬的外表，這種新型的混凝土表面是以植物為主體的，這種植物可以是寒地型的草，也可為暖地型的草，同時也可為多年生露地花卉，如黑麥草、甲熟禾、葛股穎、羊茅、結(jié)縷草、野牛草、假儉草等草坪植物，或為一串紅、、側(cè)金盞等花卉都可做為這種新型混凝土的主體，所以這種新型混凝土還是稱之謂植被混凝土更為貼切些。
1.2植被混凝土的概念
植被混凝土顧名思義即是能在混凝土中進行植被作業(yè)，并適合植被生長的具有混凝土功能，并能保護環(huán)境、減少污染的一種新型混凝土或是混凝土制品。
1.3植被混凝土的結(jié)構(gòu)
目前開發(fā)的植被混凝土大多由下列幾部分組成：作為主體的植被和作為基體的混凝土。植被混凝土植物種類，可以是各種冷、暖季型草，也可為多年生露地花卉。作為基體的混凝土包括承載被面、被床、床絮和床基。作為花草載體的被床，為一種既具有一定強度，又有利于花草生長條件的特殊大孔蓄容洮凝土，通過大孔蓄容作用，混凝土體可以向底土疏導降水，蓄容塵土和有機物質(zhì)，在根須通過時，獲得養(yǎng)料，并利于生長。同時，植物根系還能使混凝土層與底層土壤緊密結(jié)合，進一步發(fā)揮抗沖蝕能力?；炷帘淮矂t能夠發(fā)揮降低土壤表面水份蒸散、防御草坪生長點和根系被低溫傷害、減少踐踏造成的草坪生長點機械損傷，從而提高綠地的抗逆性、耐踐踏能力和綠期。所謂被面，即為混凝上表面上的一薄層栽培介質(zhì)，由草炭士與普通土按比例混拌而成，營養(yǎng)素與施播的種了，置于此介質(zhì)中，成為利于植物種子萌芽生長的初始環(huán)境。所謂被絮，即為大孔蓄容混凝土（被床）孔隙中的填充物，充填率為孔洞率的33%～66%，由草炭土構(gòu)成，蓄容水分與養(yǎng)料，利于幼苗根須通過并直下至床基。所謂床基，即為混凝土底下適于植物生長的上壤，需要深度約300 mm以上，可預置緩效性肥料，以利于植物根系的長期生長。
2我國植被混凝土研究進展
隨著國家及社會對環(huán)保保護的力度在不斷的加大，建筑行業(yè)的高能耗及建材在生產(chǎn)、加工和使用過程中對環(huán)境所產(chǎn)生的污染日益受到人們的重視，植被混凝土很好的保存了原來混凝土的屬性和功能，并以植被為主體，在基體混凝土上得以生長，不僅減少了對環(huán)境的污染，同時也實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的作用，做為一種生態(tài)建筑材料，與我國可持續(xù)發(fā)展的理念相符合，所以受到各方的關(guān)注，同時也加大了對其的研究力度，針對于不同材料及不同用途的植被混凝土研究都在不斷 的嘗試當中，有的已取得了非常好的進展，為我國未來混凝土業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
3植被混凝土發(fā)展趨勢
3.1 植被混凝土智能化
智能材料是模仿生命系統(tǒng)，能感知環(huán)境變化，并能實時地改變自身的一種或多種性能參數(shù)，做出期望的、能與變化后的環(huán)境相適應(yīng)的復合材料或材料的復合。以植被為主體的混凝土其結(jié)構(gòu)組成的植被是具有真實生命系統(tǒng)的植物，不僅可以感知周圍環(huán)境的變化，同時還要求在不同環(huán)境下要保證植被的生長需求，植被混凝土的基體如何實現(xiàn)植物生長，如何實時滿足植物的生長即是實現(xiàn)材料的智能化。
3 .2植被混凝土規(guī)模化
雖然植被混凝土對環(huán)境保護的作用十分明顯，但目前還沒有得到正式的推廣使用，很大一部分原因是由于其制造成本較高，植被混凝土的材料中需要一種特制的低堿膠凝材料，同時對生長環(huán)境也有很高的要求，對其植被的耐久性和復種性要求較高，種種情況導致了植被混凝土的成本在高位很難下來，所以要想植被混凝土得到廣泛的推廣使用，就需要在其規(guī)?；徒?jīng)濟化方面進行努力。
3 .3植被混凝土理論化
植被混凝土雖然在理論上也是混凝土的一種，但對于基體的成分組成卻有很大的變化，植被混凝土為了保證植被的生長需要，基體部位多采用大孔和多孔混凝土，這與傳統(tǒng)混凝土成分中的細集料有很大的區(qū)別，因此傳統(tǒng)混凝土中的理論公式和計算方法也無法適用于植被混凝土中，所以植被混凝土需要建立自己的理論公式和計算方法。
3.4植被混凝土的集成化
植被混凝土是集巖石學、程力學、生物學、土壤學、肥料學、硅酸鹽化學、同藝學、環(huán)境生態(tài)和水上保持學等學科于一體的綜合交叉學科，植被混凝土不僅要滿足材料本身的要求，還要滿足植物生長的要求，同時要兼顧其綠化性能，岡此是多學科的綜合交叉研究，形成植被混凝土的體系化是其發(fā)展的必然趨勢。植被混凝土通過集成化，多元化，來達到復合多功能的效果，如研制‘種凈水植被混凝土，集植被混凝土和凈水混凝土烈重功能，其目的是將凈水混凝土所吸附的菌類或富營養(yǎng)元素來滿足植被混凝土巾植物的生長，而植被混凝土中所生長的植物通過某種反應(yīng)來增加凈水混凝土的凈水效果。
4植被混凝土的意義
植被混凝土的研發(fā)成功及在應(yīng)用所取得的成效，是建筑行業(yè)內(nèi)的一次變革，在建筑材料史上具有劃時代的意義，同時也是材料史上的一次飛躍性的革命，對我國生態(tài)環(huán)保理念的可行性具有極大的推動作用，有效的實現(xiàn)了人、建筑、環(huán)境三者的和諧統(tǒng)一，從而具實現(xiàn)了將社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益三者有利結(jié)合的局面。植被混凝土的研發(fā)成功，很大意義上實現(xiàn)了混凝土功能的擴展，同時因植被混凝土的特殊性，有效的延長了建筑的壽命周期，同時為了人們的生活空間提供了綠色的環(huán)境基礎(chǔ)，使建筑綠色城市的構(gòu)想具有可行性。植被混凝土的研發(fā)具有一定的科學意義，這是一項比較綜合的系統(tǒng)性的研發(fā)項目，融合了多學科的交叉使用，并且在設(shè)計理念上開辟了新的領(lǐng)域。植被混凝土的研發(fā)為生態(tài)建筑提供了基礎(chǔ)，為我國建筑材料的生態(tài)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，具有深刻的意義。
