土壤污染修復(fù)研究進展解析

鐵是所有生物生長發(fā)育的必須營養(yǎng)元素之一，包括植物和動物，因為其參與生物體內(nèi)眾多氧化還原過程，同時還參與植物體內(nèi)葉綠素的形成。雖然鐵在土壤中的含量相當(dāng)高，但在堿性土壤中，鐵是以氧化鐵和氫氧化鐵的形式存在的，其有效性很低。

據(jù)報道，世界上大約有三分之一的土壤屬于堿性土壤，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上鹽毒害是存在的，且與缺鐵一樣，是植物生長發(fā)育的限制因子，然而，目前關(guān)于植物如何同時響應(yīng)缺鐵與鹽毒害的研究尚不清楚。

南京土壤研究所沈仁芳課題組以模式植物擬南芥為材料，在水培的條件下，研究了在鹽毒害與缺鐵同時存在的情況下擬南芥的生長狀況。發(fā)現(xiàn)鹽毒害（外源添加氯化鈉）能顯著緩解擬南芥對缺鐵脅迫的響應(yīng)，即葉片的失綠現(xiàn)象有所緩解，同時伴隨著根系細(xì)胞壁半纖維素含量的降低，以及半纖維素/細(xì)胞壁所吸附的鐵含量的降低，表明外源添加氯化鈉能通過促進細(xì)胞壁所吸附的鐵的釋放達到體內(nèi)鐵的再利用。

此外，外源添加氯化鈉也能促進鐵從根部到地上部分的轉(zhuǎn)運，主要是通過上調(diào)FRD3 (FERRIC REDUCTASE DEFECTIVE3), YSL2 (YELLOW STRIPE-LIKE) and NAS1 (NICOTIANAMINE SYNTHASE1)這些鐵長距離運輸相關(guān)基因的表達，從而有效的改善了地上部鐵的營養(yǎng)狀況。本研究為缺鐵土壤上植物的生長提供了一種新的策略。

在青藏高原草氈表層形成過程與功能研究取得進展

草氈表層 (mattic epipedon) 是青藏高原及部分高山地帶獨特的由土壤物質(zhì)與活/死根交織纏結(jié)而成的氈狀表層，是高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)土壤形態(tài)特征和發(fā)生過程的綜合體現(xiàn)。

《中國土壤系統(tǒng)分類》考慮其在我國青藏高原分布廣泛，在國際土壤分類領(lǐng)域首次將其劃為診斷表層，賦予其重要的土壤發(fā)生分類學(xué)地位，但對其形成機理、空間分布以及生態(tài)水文功能等方面的研究國內(nèi)外鮮有報道。

南京土壤研究所張甘霖課題組近年來對青藏高原東北緣祁連山區(qū)進行了系統(tǒng)的調(diào)查研究，對草氈表層的形成過程及其生態(tài)水文效應(yīng)，不同發(fā)育程度草氈表層空間分布特征及其影響因素等方面取得了重要認(rèn)識。

研究發(fā)現(xiàn)，草氈表層的細(xì)土物質(zhì)主要來自于全新世黃土沉積，這些外來粉塵大大提升了高寒地區(qū)粗骨質(zhì)土壤的生產(chǎn)潛力，促進草氈表層的形成，而草氈表層的發(fā)育有助于捕獲更多降塵并保護其免受侵蝕，細(xì)土層不斷加積，是祁連山區(qū)土壤形成的關(guān)鍵過程 (Geoderma, 2016, 282, 9-15, doi: 10.1016/j.geoderma.2016.07.003)。

細(xì)土物質(zhì)的積累為高寒山區(qū)另一關(guān)鍵成土過程-土壤有機碳的積累提供了基質(zhì)。他人報道認(rèn)為（Qiu, Nature, 2016, 529, 7585)，青藏高原草氈表層儲存了約180億噸有機碳，占全國1米土體有機碳儲量的1/5。

研究團隊針對祁連山區(qū)草氈表層富集土壤有機碳的特點，開發(fā)了用于模擬土壤有機碳深度分布的分段指數(shù)函數(shù)，并預(yù)測出30cm土層有機碳儲量超過80%，遠(yuǎn)高于前人預(yù)測而更接近于實際調(diào)查結(jié)果 (Scientific Reports, 2016, 6, 21842, doi:10.1038/srep21842)。與黃土發(fā)育的非草氈層相比，草氈表層中有機碳的積累顯著降低了土壤容重 (R2 =0.81)，提高了土壤孔隙度 (R2 =0.77)，田間持水量 (R2 =0.49)，萎蔫含水量 (R2 =0.56) 與陽離子交換量 (R2 =0.96)；考慮到草氈表層下覆土層多為高礫石含量的冰磧物，草氈表層是土壤水分、養(yǎng)分保蓄的關(guān)鍵層段，是青藏高原及高山土壤的主要功能區(qū) (Journal of Hydrology, 2014, 519, 3086-3093, doi: 10.1016/j.jhydrol.2014.10.054; European Journal of Soil Science, 2017, 68, 270-280, doi: 10.1111/ejss.12425)。如果說青藏高原是亞洲水塔，草氈層無疑是水塔的“開關(guān)”，控制著土壤水分的保蓄和徑流產(chǎn)生。

祁連山區(qū)草氈表層的空間分布呈明顯的區(qū)域聚集特征，集中分布于祁連山中部和東南部。在海拔3000 m以上，草氈表層的發(fā)育程度隨海拔的降低呈增強的趨勢；海拔相對較低的地區(qū)，地勢平緩（利于土壤水分匯集和保持）和溫度適宜（利于植被生長和根系纏結(jié)）是促進草氈表層發(fā)生發(fā)育的關(guān)鍵因素 (Geoderma Regional, 2017, 10, 1-10, doi:10.1016/j.geodrs.2017.02.001; 生態(tài)學(xué)報, 2017, 37, 20, doi:10.5846/stxb201608031598; Pedosphere, in press)。

相關(guān)研究對青藏高原土壤形成過程與保育、土壤有機碳精確估算、土壤生態(tài)服務(wù)功能評估價等方面具有重要意義。

首次從水稻根系分泌物中挖掘到新的調(diào)控氮素利用效率的生物硝化抑制劑1,9-癸二醇

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