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上篇 土壤养分转化与环境效应3

第1章 Soil Biogeochemistry of Phosphorus in Agro-Ecosystems3

1.1 Introduction4

1.2 Sources ofphosphorus in soils4

1.3 Dissolution-precipitation process8

1.4 Adsorption-desorption process10

1.5 Oxidation-reduction process14

1.6 Mineralization-immobilization process16

1.7 Concluding remark and perspectives19

References20

第2章 Advances in Modeling Water and Solute Transport in Soil26

2.1 Fundamental equations for water and solute transport27

2.2 Solute diflusivity models29

2.3 Modeling preferential soil water and solute transport flow and non-Darcy flow32

2.4 Solute transfer from soil to surface runoff37

2.5 Uncertainty analysis for water and solute transport in porous media39

2.6 Hydrus：an example ofa complex model44

2.7 Conclusion remarks48

References49

第3章 “How to Become a Soil Microbial Ecologist in a Single Day”.The Measurement and Properties of the Soil Microbial Biomass53

3.1 The soil microbial biomass concept54

3.2 Properties ofthe soil microbial biomass59

3.3 The ATP concentration ofthe soil microbial biomass61

3.4 The significance ofhigh ATP concentrations in the soil microbial biomass64

3.5 The Trigger Response Theory65

3.6 The soil microbial biomass as an early indicator ofchanging soil conditions67

3.7 Effectsofheavymetalson soilmicrobialbiomassandorganicmatterdynamics69

3.8 Conclusions70

References71

第4章 缺氧环境产甲烷过程机理研究的进展与展望74

4.1 有机质厌氧降解中间产物的互营氧化机理75

4.2 产甲烷菌的研究进展82

4.3 结语88

参考文献89

第5章 放牧草原系统硝酸盐淋失和氧化亚氮释放的治理95

5.1 引言96

5.2 硝化抑制97

5.3 减少硝酸盐淋失102

5.4 氧化亚氮的排放107

5.5 对氮利用率和牧草产量的影响110

5.6 施用硝化抑制剂的其他好处112

5.7 影响硝化抑制剂效果的因素113

5.8 总结115

参考文献115

第6章 土壤碳氮循环的微生物生态机制122

6.1 应用和完善了一系列土壤微生物生态测试技术，并促进了这些新兴技术的应用123

6.2 准确量化了土壤碳氮周转的微生物过程，明确了植物与微生物群落之间相互作用机制128

6.3 深入研究了酸性土壤中氮素转化功能微生物群落演变特征及其环境驱动因子131

6.4 研究展望135

参考文献135

第7章 土壤古菌与氮素循环138

7.1 引言138

7.2 我国典型土壤中氨氧化微生物的多样性及分布特征139

7.3 不同土壤中氨氧化细菌和古菌的生理生态特征及功能活性141

7.4 氨氧化古菌的其他特征144

7.5 展望144

参考文献145

第8章 农田面源污染过程及输出机制研究148

8.1 土壤水分散性胶体磷的赋存形态及活化机制149

8.2 生化调控剂降低土壤氮素流失的机制151

8.3 典型稻田生态系统氮素平衡及流失特征154

8.4 土壤脲酶动力学和热力学参数及土壤剖面15N自然丰度研究157

8.5 农田土壤遗产磷的赋存形态、微生物酶学转化及活化原理159

8.6 主要生物因子与稻田氮、磷转化及流失的关系161

8.7 水肥耦合管理对稻田生源要素碳氮磷迁移转化的影响163

8.8 稻田湿地处理农村生活污水脱氮除磷的技术原理165

8.9 稻田湿地土壤有机碳固定与氮磷流失潜能168

8.10 基于GIS的杭嘉湖地区农田氮磷径流流失研究170

8.11 基于GIS区域尺度稻田降雨径流氮磷流失负荷估算研究171

8.12 研究展望173

参考文献173

中篇 土壤污染与修复179

第9章 我国土壤污染与修复研究现状与展望179

9.1 我国土壤污染态势及其严峻性181

9.2 土壤污染与修复研究的国际态势182

9.3 土壤污染与修复研究的国内现状184

9.4 对我国土壤污染与修复研究发展战略的思考190

9.5 对我国土壤污染与修复研究发展及监管的展望191

参考文献195

第10章 污染土壤的花卉植物修复：技术与应用197

10.1 重要性与基本概念198

10.2 对重金属污染土壤的修复200

10.3 对有机污染土壤的修复202

10.4 复合污染土壤的植物修复209

10.5 应用：现状、优势与方向211

10.6 研究展望212

参考文献213

第11章 土壤重金属污染植物修复原理与技术220

11.1 土壤重金属污染221

11.2 土壤重金属污染植物修复原理222

11.3 植物超积累重金属机理225

11.4 土壤重金属污染植物修复关键技术238

参考文献241

第12章 镉锌污染土壤的伴矿景天修复研究进展254

12.1 引言255

12.2 镉锌超积累植物伴矿景天的筛选与繁育256

12.3 伴矿景天的重金属耐性与积累性257

12.4 锌镉污染土壤的伴矿景天连续修复研究260

12.5 调控措施强化伴矿景天修复的作用及机制263

12.6 锌镉污染农田的伴矿景天-作物边生产边修复技术266

12.7 锌镉污染土壤的伴矿景天修复田间示范与生物量安全处置268

12.8 研究展望271

参考文献272

第13章 金属纳米颗粒在土壤-植物中的迁移转化及微生物效应276

13.1 纳米材料概述及其环境风险277

13.2 金属纳米颗粒在土壤中的环境行为281

13.3 金属纳米颗粒在植物中的迁移转化288

13.4 金属纳米颗粒对土壤微生物的作用机制293

13.5 研究展望297

参考文献298

第14章 生物地球化学研究：从砷到抗生素307

14.1 栏目一309

14.2 栏目二318

14.3 栏目三324

14.4 栏目四325

参考文献328

第15章 强还原土壤处理消除作物连作障碍的研究和应用展望332

15.1 作物连作障碍成因及普遍性333

15.2 我国土壤强还原处理方法的发展过程335

15.3 强还原土壤消除连作障碍的作用机理340

15.4 强还原土壤处理效果的影响因素346

15.5 强还原土壤处理的应用展望349

参考文献352

第16章 土壤中大肠杆菌的存活机理及影响因素355

16.1 土壤微生物污染356

16.2 土壤环境中大肠杆菌O157:H7的传播途径358

16.3 土壤中大肠杆菌的存活机理362

16.4 土壤中大肠杆菌存活的影响因素366

16.5 研究展望374

参考文献375

第17章 典型有机污染物在土壤中的关键环境界面行为381

17.1 土-水界面吸附行为及其界面化学调控机制382

17.2 根-土界面好氧降解行为及其微生物学调控机制389

17.3 土-水／根-土界面还原转化行为及其化学-微生物学耦合调控机制392

17.4 研究展望399

参考文献400

下篇 植物营养与抗逆境分子机制409

第18章 植物硅素生物学：进展与展望409

18.1 引言410

18.2 硅的运输、分布与积累411

18.3 硅的有益作用415

18.4 展望435

参考文献435

第19章 植物对酸性土壤铝毒及其共存胁迫因子的协同适应机制453

19.1 引言454

19.2 酸性土壤耐铝生物新种质资源的挖掘455

19.3 木本植物耐铝和铝累积机制456

19.4 耐酸铝微生物的筛选及耐铝机制461

19.5 植物铝毒和共存胁迫因子之间的相互作用466

19.6 研究展望474

参考文献474

第20章 植物抗营养逆境的分子生理机制研究——以铝毒和缺铁为例482

20.1 根系分泌物在植物抗营养逆境中的生理生态功能及其分子基础484

20.2 细胞壁在植物抗营养逆境中的作用及其分子生理机制487

20.3 植物抗营养逆境中的信号转导及转录调控490

参考文献492

第21章 土壤酸化和铝毒与抗铝机制495

21.1 土壤酸化和铝的溶解495

21.2 铝对动物和人的危害496

21.3 铝对植物的毒害497

21.4 植物抗铝机制503

21.5 研究展望513

21.6 结束语517

参考文献517

第22章 植物耐低磷胁迫的分子机制及应用528

22.1 引言529

22.2 植物磷饥饿响应529

22.3 磷转运蛋白研究进展533

22.4 磷信号转导的分子调控机制539

22.5 磷营养高效、高产基因及应用548

22.6 研究展望549

参考文献550