一株甲磺隆降解真菌(Penicillium sp.)的降解特性研究

Penicillium sp.的纯培养试验结果表明:Penicillium sp.的最适降解条件为甲磺隆浓度22.6mg/L,菌体浓度12.25 mg/L溶液,温度30°C,pH 7.0.在有机肥浸出液为共基质时,甲磺隆降解速率可以提高约15%,但葡萄糖影响不显著.当Penicillium sp.加入到华家池潮土中时,可明显促进土壤甲磺隆的降解,且有较好的持续性,从而使甲磺隆在土壤中的半衰期由对照的27.7 d缩短到16.5～18.8 d.     

LC-MS/MS法研究甲磺隆和氯磺隆在不同条件土壤中的残留行为

在建立液相色谱三重串联四极杆质谱(LC-MS/MS)检测技术的基础上,采用PVC材料的圆柱形盆钵栽培方法,研究了不同土壤环境条件下甲磺隆和氯磺隆的残留特性.结果表明,甲磺隆和氯磺隆在水稻根际和非根际土壤中的残留量均呈不断下降趋势.处理后15d,根际和非根际土壤中两种农药残留量分别下降了44.7%和41.5%(甲磺隆)及38.7%和40.1%(氯磺隆),根际和非根际的残留差异不显著(P>0.05);处理后31d,残留量分别下降了77.7%和64.8%(甲磺隆)及62.7%和50.1%(氯磺隆),差异达极显著水平(P<0.01);处理后63d,残留量分别下降了96.4%和85.1%(甲磺隆)及90.0%和79.4%(氯磺隆),残留差异达极显著水平(P<0.01).甲磺隆的降解趋势和氯磺隆基本一致,但下降幅度比氯磺隆大.二者在水稻根际和非根际土壤中的残留量均符合一级动力学方程式C=G0e-λt(C代表浓度;C0代表初始浓度;t时间),决定系数范围在0.934 2～0.995 7之间.在种植水稻的条件下,下层土的农药残留量呈先上升后下降的趋势,处理后数日内达最高点,之后不断下降,122d后低于检测限.水稻下层土残留的从无到有说明农药在土壤中的淋溶可能是水田环境农药残留降解的原因之一.干旱土壤条件下,土壤的淋溶作用不明显.说明水旱轮作有利于农药残留在土壤环境中的降解.     

噻吩磺隆在小麦和土壤中的残留降解动态研究

为探明噻吩磺隆在小麦上使用后的残留降解动态,评价其安全性,2005年和2006年分别在湖南省浏阳市城关镇和长沙县黄花镇进行了噻吩磺隆在小麦植株和土壤中的残留降解动态试验.试验结果表明,在施药37.13 g/hm2时,浏阳市城关镇试验点噻吩磺隆在小麦植株和土壤中的降解动态方程分别为y=8.917 2 e-0.195 9 t和y=0.796 2 e-0.317 4 t,半衰期分别为3.54 d和2.18 d;长沙县黄花镇试验点噻吩磺隆在小麦植株和土壤中的降解动态方程分别为y = 0.727 7 e-0.190 9 t和y =0.623 e-0.388 1 t,半衰期分别为3.63 d和1.79 d.噻吩磺隆在小麦植株和土壤中都能迅速降解,在土壤中的降解速率更快,施药7 d后噻吩磺隆的消失率达到90%以上.     

苯磺隆在土壤中的消解动态和残留测定

为了给苯磺隆的科学使用提供理论依据,采用高效液相色谱法(HPLC),研究了盆栽小麦土壤苯磺隆的消解动态和最终残留情况。结果表明,不同浓度的苯磺隆在土壤中的残留量随着时间的延长而显著降低,并且在1~20 d之间降解最快,20 d以后降解曲线相对平缓;苯磺隆的降解符合一级动力学方程,其在土壤中半衰期为8.61~10.34 d。收获期,苯磺隆用量为1 200,2 400,4 800 g/hm2的3个处理能够检测到苯磺隆残留,检出量分别为0.018 2,0.019 6,0.021 0 mg/kg,其余处理检测出的苯磺隆残留量较小,均小于0.01 mg/kg;添加不同剂量苯磺隆后,回收率为89.4%~101.6%。说明在苯磺隆用量小于2 400 g/hm2时使用比较安全。     

甲磺隆降解菌的降解特性及降解体系

利用睾丸酮丛毛单胞菌(菌株C.tes+ act5)具有消化多环芳烃类化合物这一特性,以甲磺隆为底物筛选其降解甲磺隆的培养条件,使甲磺隆在土壤中的含量相对降低,以期为高效降解环境中多环芳烃类物质奠定基础.研究结果:菌株C.test+act5降解甲磺隆的最适底物浓度为200 ～ 300 μg/mL,最适温度为30℃,最适pH值为6.0.在此条件下培养36 h,甲磺隆的降解效率达70％以上,培养72 h甲磺隆几乎完全被降解.     

碘甲磺隆钠在土壤中的降解动态研究

采用室内模拟试验方法,研究了不同环境条件下碘甲磺隆钠盐在土壤中的降解动态。结果表明,碘甲磺隆钠盐在土壤中的降解以微生物降解为主,化学降解和光降解为辅,其降解速率与土壤含水量呈正相关,与pH值呈负相关,碘甲磺隆钠盐在红壤中降解最快,在河潮土中降解最慢,在紫泥土中介于两者之间。     

土壤中降解甲磺隆除草剂的微生物的分离与筛选

以甲磺隆为唯一碳源，从经甲磺隆驯化的华家池潮土分离到细菌4株，真菌9株和放线菌20株。根据分离微生物的最大忍耐浓度和甲磺隆降解速率，筛选出其中的最优菌株F7（简称优选菌株），并初步鉴定为青霉属（Penicillium sp.)。     

异丙甲草胺对烤烟根际土壤微生物和酶活性的影响

为了探明根际微生物数量与除草剂污染之间的关系,研究了异丙甲草胺对烟草植地根际与非根际土壤微生物的种群动态变化、土壤呼吸强度及酶活性的影响。结果表明:根际土壤中微生物数量、土壤呼吸强度和酶活性均高于非根际土壤。根际土壤微生物对异丙甲草胺的敏感程度依次为真菌〉细菌〉放线菌;除过氧化氢酶外,根际土壤脱氢酶、脲酶及磷酸酶的活性与对照土壤均存在显著差异。第60 d,异丙甲草胺在根际土壤中的降解率为80.50%,半衰期为26.82d,比在非根际土壤中的降解速率提高了1.21倍,半衰期缩短了17.76%。     

异丙甲草胺对根际土壤微生物数量的影响及其在根际环境中的降解研究

为探明根际微生物数量变化与有机污染物消解之间的关系,揭示根际环境中农药快速降解的机理,通过根际袋法土培试验,研究了异丙甲草胺对芹菜根际与非根际土壤微生物数量的影响及异丙甲草胺在根际与非根际土壤中的降解特性。结果表明,在试验初期,异丙甲草胺对细菌数量有一定的抑制作用,7d后土壤细菌数量增加,并高于对照土壤。异丙甲草胺对真菌的生长有一定的刺激作用,而且这种刺激作用随所用药剂浓度的提高而增强。在整个试验周期内,无论是处理土壤还是对照土壤,根际土中的微生物数量均要高于非根际土。各浓度处理条件下根际土中异丙甲草胺的半衰期均小于非根际土,1、2.5、5mg·kg-1浓度下根际土中异丙甲草胺的半衰期分别缩短为非根际土的86.22%、78.95%、77.97%,相应的降解速率常数分别为非根际土的1.16、1.27、1.28倍。在根际土壤中,异丙甲草胺更易降解。     

冬小麦利用土壤有效钼的研究

本文就五个品种小麦对土壤钼的利用和根际土壤申P、K、Mo、Cu、Fe、Zn等对小麦利用土壤钼的影响等问题进行了研究,结果表明:小麦植株含钼量变动在0.3—0.7ppm之间,总趋势是与日递减;不同植株部位Mo平均浓度,就5个品种平均位而言,以旗叶最高,麦秸最低。小麦积累Mo的速率生育期中差异很大,泗阳、宁麦、7959都有两个吸Mo速率高峰,同时出现在4月13日附近和5月12日附近,青农和百农只在5月3日出现了一个高峰。小麦60%的Mo是在最后半个月积累的,全生育期中对土壤有效Mo的最高利用率也仅3%。根际土壤中P能促进小麦对Mo的积累,相关系数r=0.7～.80(n=8),达显著或极显著水平,而根际土壤中K、Cu、Fe与小麦Mo积累呈不同显著程度的负相关,各相关程度因品种而异。体内N、P、K、Zn和Cu与Mo之间都表现极显著的正相关,r=0.571～0.822(n=39),并与Mo浓度始终保持一定比例,大量元素与Mo浓度比约为10,000,Zn约为120,Cu约为20。     

根际效应下镉在土壤中的吸附与解吸

根际微区是联系植物与土壤之间的纽带,控制着重金属等污染物从土壤向植物的迁移.以黑土为研究对象,采用根际箱装置培养根际土壤,研究了不同强度玉米根际效应下,土壤对Cd的吸附与解吸.结果表明,相比于非根际土壤,根际土壤中的可溶性有机碳（DOC）含量显著增加,不同处理下根际土壤DOC含量与根系的干物质重量二者呈显著正相关（P＜0.001）;根际土壤pH显著提高.根际土壤对Cd的吸附量显著高于非根际土壤,且在较高的Cd浓度下这种差异表现的更明显,不同pH下土壤吸附试验表明,根际pH的升高是造成这种现象的主要原因.可以用Freundrich方程来描述Cd离子在根际效应下黑土中的吸附特征.根际土壤的解吸量显著低于非根际土壤,相关分析表明,平均的解吸百分数与根际土壤DOC含量呈显著负相关（P=0.011）,说明根系分泌的可溶性有机物质与Cd离子的络和作用,是导致根际土壤中Cd较难解吸的重要原因.     

种植模式对南方旱地重金属含量及其迁移规律的影响

以玉米和大豆为试验材料, 研究了单种、套种对土壤重金属含量及迁移转化规律的影响。试验结果表明, 试验区土壤中Pb、Cd和Zn含量均超过土壤环境质量二级标准(GB 1518-2008).套种时, 非根系和根系土壤中Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn含量呈下降趋势, 但与单种无显着性差异, 种植模式对土壤重金属形态影响显着不同, 且根系土壤与非根系土壤差异显着。根系土壤和非根系土壤中Zn、Cu、Fe和Mn以残渣态为主, 占50%以上, 而Pb以铁锰结合态为主, 非根系土壤中铁锰结合态Pb的比例约为40%,而根系土壤约为50%.根系土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd的比例分别占土壤中Cd总量的14.01%~15.82%和9.56%~9.90%,与根系土壤相比, 非根系土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd的比例分别高0.63~0.85倍和1.38~1.48倍。研究还发现, 大豆和玉米对Pb、Zn、Cu、Cd、Fe和Mn吸收富集能力显着不同, 且种植模式对植物吸收富集重金属能力也有显着性影响。在试验区土壤中种植大豆和玉米, 重金属在土壤-植物系统中的迁移率都比较高, 从而使作物可食部分重金属含量较高, 大豆中Pb和Cd含量分别超标48.0~53.5倍和24.8~30.8倍, 玉米中Pb和Cd含量分别超标47.2~51.8倍和9.7~15.8.所有试验结果显示, 在试验区种植粮食作物存在较大的健康风险, 且水改旱不能实现试验区土壤重金属污染治理的目的。     

秸秆生物质炭对镉污染水稻土根际酶活性的影响

为了探究不同Cd污染程度下生物质炭输入对水稻根际土氧化还原类酶、碳循环酶的活性变化的影响,选取水稻作为研究对象,测定不同生物质炭量及Cd施入下水稻根际及非根际土壤酶活性的变化状况。研究表明,不同处理下,水稻根际土壤碳循环酶的综合活性指数值介于1.388~12.029之间,而非根际土壤碳循环酶的活性指数值介于0.542~1.713之间。水稻根际土壤氧化还原类酶的综合活性指数值介于0.387~1.627之间,而非根际土壤氧化还原酶指数值介于0.167~1.201之间。可见水稻根际碳循环类酶及氧化还原类酶的活性均高于非根际土壤。当生物质炭施入量为10%,Cd的含量为2.5 mg·kg~(-1)时,水稻根际土壤的碳循环类酶活性指数为12.029,氧化还原类酶活性指数为1.192,均达到最大。由此可得,该浓度的生物质炭施入对两大类酶活性值的提升均有显著作用。     

茶树根际与非根际土壤硒特性及其影响因素分析

茶树根际效应影响茶园土壤的化学组成及特性。通过对江苏宜兴南部丘陵山区富硒茶园根际与非根际土壤采样调查,比较茶树根际与非根际土壤硒特性,并探讨其与土壤化学性质的相关性,为富硒土壤地区开发生产富硒茶叶提供依据。结果表明:大部分茶园茶树根际土壤全硒、有效硒含量及硒的活化率均高于非根际,茶树根际对土壤硒具有一定程度的富集与活化效应;根际土壤全硒含量与非根际土壤全硒含量有关,而茶树非根际土壤有机质对土壤硒有一定的固持作用,所固持的硒可作为根际土壤硒的来源,有利于根际硒的积累。根际土壤有效硒含量与全硒含量呈极显著正相关(P0.01),相关系数达0.938;土壤p H、全磷、速效磷含量未对根际硒的活化效应起主导作用,但根际p H的降低具有降低有效硒含量的趋势。茶树根际特殊的聚铝特性对土壤硒形态具有一定影响,其中以交换态铝(Ex-Al)对硒特性的影响最为显著,Ex-Al决定着土壤潜在酸度,影响土壤硒的有效性,根际土壤Ex-Al的增加使这一影响更显著,与根际土壤全硒、有效硒含量呈显著负相关(P0.05),相关系数分别为-0.646、-0.659。为提高茶树根际土壤对硒素的利用,应重视茶园土壤酸化、铝毒问题,增加土壤有机质含量,同时调控土壤p H,降低Ex-Al含量,以利于增加根际土壤全硒、有效硒含量。     

连栽桉树人工林土壤硅酸盐细菌研究

以相邻的马尾松林地为对照,研究连栽桉树人工林地不同土层、不同代数非根际土壤硅酸盐细菌数量变化及根际土壤与非根际土壤硅酸盐细菌数量差异。结果表明,连栽桉树林地不同土层非根际土壤硅酸盐细菌以二代林20～60cm土层最多,其次是三代林20—60cm土层,一代林0～20cm土层最少;除了对照林0—20cm土层硅酸盐细菌数量大于20～60cm土层外,一代林、二代林、三代林和四代林均是20～60cm土层硅酸盐细菌数量大于0～20cm土层。连栽桉树林地不同代数非根际土壤硅酸盐细菌数量以二代林最多,其次是三代林,四代林最少。连栽桉树林地根际土壤硅酸盐细菌数量以二代林最多,其次是三代林,四代林最少;同代林根际土壤硅酸盐细菌数量均大于非根际土壤;连栽桉树林地硅酸盐细菌R／S的大小依次为二代林〉三代林〉一代林〉四代林。     

采煤塌陷复垦初期土壤微生物及根际效应研究

土壤微生物及根际效应的研究能为采煤塌陷复垦区土壤质量的评价及复垦初期土壤植被生态恢复提供依据.对平原农业区采煤塌陷复垦1年和3年的根际土壤微生物和非根际土壤微生物的研究表明,无论根际还是非根际,复垦后1年和3年土壤微生物的数量均比对照少,细菌、真菌和放线菌分别占对照土壤的20.3％～66.5％、2.8％～56.3％和1.1％～45.1％％;但随着复垦年限的增加,根际和非根际土壤微生物变化趋势不同,即,复垦后非根际土壤微生物除放线菌数量显著增加外,细菌和真菌数量均没有显著差异变化,而根际土壤微生物数量均随复垦时间的增加而显著增加.因此,复垦1年和3年的土壤总微生物根际效应分别为1.7和3.3,均表现为正效应.这表明在采煤塌陷复垦初期种植适当的植物能有效地改善土壤质量.     

黑麦草根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药的效应

通过盆栽模拟试验,研究黑麦草Lolium multiforum的根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)的影响效应。结果显示,在供试OCPs含量(0~343.61 mg·kg~(-1))范围内,根系分泌物介导下植物-土壤-微生物系统(TR~2)对OCPs污染物的去除具有明显的促进作用:3个处理中,TR~2对OCPs的去除率最高(77.57%),较对照组(CK)高出33.49%,较土壤微生物活性被抑制的植物-土壤系统(TR1)高出58.16%。借助细菌计数法对根际微生物数量的检测结果则显示,相同污染水平下,TR~2系统里微生物数量最多,CK次之,TR1最少。说明黑麦草的根系分泌物对OCPs去除效果的促进作用可能与根际微生物种群数量的变化有关:根系分泌物的存在提高了根际微生物的种群数量,其降解效能随之提高。     

植物根际、非根际土壤酶与微生物相关性研究进展

土壤酶和微生物在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面都扮演着十分重要的角色。本文对近几十年来国内外在根际、非根际土壤酶与微生物相关性等方面的研究进展进行综述,以期为国内开展相关工作提供参考。     

大花杓兰根际与非根际土壤真菌多样性的高通量测序分析

采用Illumina Miseq高通量测序技术对大花杓兰根际与非根际土壤真菌群落组成进行对比分析。结果表明,大花杓兰根际土壤获得63 780条Clean tags,非根际土壤获得48 094条Clean tags。基于≥97%的相似度水平,通过聚类共获得1 223个OTUs,根际和非根际土壤真菌OTUs数量分别为1 004和945,二者共有726个OTUs。Chao1和Shannon指数揭示根际土壤真菌群落在丰富度和多样性上均高于其非根际土壤。与非根际土壤相比,在门、纲、目、科和属分类水平上丰度显著增加的根际土壤真菌类群分别为担子菌门(Basidiomycota)、伞菌纲(Agaricomycetes)、伞菌目(Agaricales)和鸡油菌目(Cantharellales)、小菇科(Mycen-aceae)和角担菌科(Ceratobasidiaceae)、小菇属(Mycena)和角担菌属(Ceratobasidium)。首次从分子水平上揭示大花杓兰根际与非根际土壤真菌群落的多样性对大花杓兰的保育具有重要意义。     

Response of microbial communities to phytoremediation of nickel contaminated soils

Through pot experiment, effects of phytoremediation on microbial communities in soils at different nickel treatment levels were studied. Two Ni hyperaccumulating and one Ni tolerant species were planted in paddy soils different in Ni concentration, ranging from 100 to 1 600 mg/kg. After 110 days of incubation, soil microbial activities were analyzed. Results showed that populations of bacteria, fungus, and actinomycetes and biomass of the microorganisms were stimulated when nickel was added at a rate of 100 mg/kg in non-rhizospheric soil. When the rate was over 100 mg/kg in the soil, adverse effects on the soil microbial communities were observed. The plantation of Ni hyperaccumulating species could increase both the population and biomass of soil microorganisms, because, by absorbing nickel from the soil and excreting root exudates, the plants reduced nickel toxicity and improved the living environment of the microbes. However, different plant species had different effects on microorganisms in soil. Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) with five primers was used in this study in 25 soil samples of four types of soils. A total of 947 amplified bands were obtained, including 888 polymorphic bands and 59 non-polymorphic bands. The results indicated that the composition of microbial DNA sequences had changed because of the addition of nickel to the treated soils. Shannon-Weaver index of soil microbial DNA sequences reduced in the nickel contaminated soils with increasing nickel concentration. The changes in Shannon-Weaver index in the four types of soils ranged from 1.65 to 2.32 for Alyssum corsicum, 1.37 to 2.27 for Alyssum murale, 1.37 to 1.96 for Brassica juncea, and 1.19 to 1.85 for nonrhizospheric soil. With the same amount of nickel added to soils, the Shannon-Weaver index in rhizospheric soil with plants was higher than that in non-rhizospheric soil. Translated from Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(6): 919–925 [译自: 土壤学报]