纳米Fe3O4协同微生物对除草剂2,4-D的降解

 【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D，提高2,4-D的降解效率，为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子，使其毒性降低或消除；再利用微生物的共代谢作用，引入降解菌，协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系，揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用，投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高，纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程；微生物能以2,4-D为C源，投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长的OD600值增大，2,4-D为微生物生长提供营养；纳米Fe3O4/微生物联合体系能明显加快2,4-D的降解，7 d时2,4-D的残留率降至35.7%，远低于纳米Fe3O4或微生物单独降解体系中2,4-D的残留率。采用微生物对中间产物2,4-DCP进行降解，反应5 d时，2,4-DCP 的残留率为50.1%，相应地，降解菌生长的OD600值为3.29。【结论】纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D的降解效率显著高于单一纳米Fe3O4或微生物体系；纳米Fe3O4能够刺激微生物的生长，2,4-D还原降解的中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。     

纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液pH值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10mg·L-1、微生物接种量在0～12mg·L-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200mg·L-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4投加量的增大而增加。溶液pH3.0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10mg·L-1、微生物接种量12mg·L-1、纳米Fe3O4投加量200mg·L-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35.7%和54.0%。     

土壤酶活性对2,4-D丁酯的动态响应

通过盆栽试验,研究了种植条件下2,4-D对土壤脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性的动态影响。结果表明,与对照相比,低浓度2,4-D对脲酶活性有较强的激活作用,且随着处理时间的延长以及2,4-D浓度的增大酶活性增强,最高激活率达151%;高浓度2,4-D对脲酶活性表现为先抑制后激活。不同浓度2,4-D对碱性磷酸酶活性呈先激活后抑制又激活的趋势。当2,4-D浓度为0.25mL/L时,对蛋白酶活性具有激活作用;当2,4-D浓度增大时,蛋白酶活性表现为先抑制后激活。可见,2,4-D对土壤酶活性的影响,不仅与2,4-D的浓度和处理时间有关,还与土壤酶的种类有关,反映出土壤酶活性在一定程度上可作为除草剂污染土壤环境质量变异的有效指标。     

大棚番茄连续定位套蒜第3年度土壤微生物数量和酶活性的变化

【目的】明确大棚番茄连续定位套蒜第3年度土壤微生物数量和酶活性的变化及其相关性。【方法】试验设单作番茄、套作大蒜、套作青蒜3个处理,定期采集土样并分析微生物数量和酶活性的变化。【结果】套蒜可增加土壤的微生物数量,3个处理土壤微生物数量由多到少的顺序为套作青蒜>套作大蒜>单作番茄;与单作番茄相比,连续3年套蒜能显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶4种酶的活性,过氧化氢酶活性表现为套作大蒜>套作青蒜>单作番茄,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性表现为套作青蒜>套作大蒜>单作番茄。套作大蒜和青蒜的土壤微生物数量与酶活性的相关性以及不同土壤酶之间的相关性较单作番茄土壤更显著。【结论】大棚番茄套蒜是丰富土壤微生物多样性和酶活性的有效措施,连续3年定位套蒜可以改善大棚番茄连作带来的土壤微生物数量少、土壤酶活性低的问题。     

纳米Fe0与微生物协同降解土壤中PCB77

以红壤、黄褐土和砂姜黑土为供试土壤,以3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)为目标化合物,进行了纳米Fe0、微生物以及联合体系降解土壤中PCB77的动力学研究。结果表明,土壤中PCB77自然降解率低,投加纳米Fe0和微生物均能显著加快土壤中PCB77降解速率,降解过程可用一级反应动力学方程拟合。当PCB77初始浓度为4mg·kg-1,纳米Fe0投加量为20mg·g-1,PCB77在红壤、黄褐土和砂姜黑土中反应速率常数k分别为0.0205d-1、0.0165d-1和0.0145d-1;通过富集培养的方法从污染土壤中分离出一株多氯联苯降解菌,初步鉴定该菌株为Pseudomonas sp.,当降解菌投加量为2×108cfu·g-1时,PCB77在3种土壤中反应速率常数分别为0.0136d-1、0.0094d-1和0.0124d-1;当同时投加20mg·g-1纳米Fe0和2×108cfu·g-1降解菌时,其反应速率常数分别为0.0264d-1、0.0218d-1和0.0232d-1。纳米Fe0与微生物协同降解的效果要明显优于纳米Fe0和微生物的单一体系。     

2,4-D胁迫下土壤酶活性对外源物质的响应

采用三因素完全随机设计,通过盆栽试验,研究2,4-D胁迫下添加多效唑、尿素对土壤脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性的动态影响。结果表明,不同质量分数2,4-D对土壤脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性的影响不同;1～60 d,与对照相比,低质量分数2,4-D对土壤脲酶、碱性磷酸酶活性表现为激活效应,而对蛋白酶活性表现为抑制作用;高质量分数2,4-D则抑制了土壤脲酶、蛋白酶活性,而对碱性磷酸酶活性表现为激活效应;添加多效唑和尿素对土壤脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性均表现为激活效应,特别是对脲酶和蛋白酶活性的平均激活率最高可达44.88%和63.18%。     

土壤微生物对玉米秸秆还田的响应特征——亚热带石灰土与红壤的典型对比（英文）

【目的】探究亚热带岩溶区石灰土与非岩溶土红壤秸秆降解过程中微生物的响应特征,为更好地利用岩溶土地资源提供依据。【方法】选择广西桂林毛村岩溶地区石灰土和碎屑岩区红壤,进行为期160 d的室内玉米秸秆降解模拟试验,共设4个处理:石灰土加玉米秸秆(L+S)、红壤加玉米秸秆(R+S)、石灰土不加玉米秸秆(L)和红壤不加玉米秸秆(R),并在第0、3、7、14、21、28、42、56、84、98、133、147和160 d分别测定两种土壤中的玉米秸秆降解率、微生物数量、微生物量碳(MBC)和微生物氮(MBN)量。【结果】石灰土加玉米秸秆处理的秸秆降解率为77.00%,红壤加玉米秸秆处理的秸秆降解率为75.00%,相对于不加入秸秆的处理,其土壤微生物总量、细菌、真菌和放线菌数量及MBC与MBN含量均显著提高(P0.05);石灰土中细菌、放线菌和真菌的数量比分别为48.67%、50.08%和1.08%,红壤中三者的数量比分别为61.79%、29.58%和8.62%。石灰土MBC和MBN分别比红壤高238.00%和165.00%。【结论】玉米秸秆还田能加速石灰土和红壤中微生物的生长和繁殖,且石灰土中的秸秆分解得更快更彻底,说明秸秆再利用在改善岩溶土壤肥力方面有巨大潜力。     

2,4-D对土壤酶活性的影响

2,4-D是人类最早使用的一种有机氯除草剂,其环境效应一直是人们关注的课题之一。通过室内模拟试验方法,研究了2,4-D对土壤酶活性的影响。结果发现,2,4-D可显著降低土壤脲酶的活性,起初酶活性有一个浓度迟缓期,活性变化较小,随后则表现出较强的抑制效应;3种模型拟合均达到了显著或极显著相关,揭示出土壤脲酶在一定程度上可表征2,4-D污染的程度,从侧面反映出其机理为完全抑制;得到土壤严重污染时2,4-D浓度为5.88～15.15mg·L-1。土壤转化酶效应无规律性变化,其对2,4-D反应较为迟钝。土壤碱性磷酸酶随农药浓度变化,先激活,后抑制,最后又激活;采用一元二次模型拟合,除4号土样外,其余均达到显著或极显著相关,表明磷酸酶活性与土壤污染状况有着密切的关系。土壤肥力水平对农药的生态毒理有重要的影响。     

二甲戊灵对棉田土壤酶活性的影响

【目的】研究新疆棉田土壤施用二甲戊灵对土壤酶活性的影响。【方法】棉田土壤施用二甲戊灵0、2 700、4 050、5 400 g·hm~(-2),分析不同处理时间、不同深度土壤酶活性的变化规律。【结果】施用二甲戊灵后,土壤碱性磷酸酶活性明显被抑制,处理40 d后,5~10 cm土壤层碱性磷酸酶活性被抑制作用最强,二甲戊灵2 700、4 050、5 400g·hm~(-2)处理的碱性磷酸酶活性抑制率分别为93.79%、90.77%、87.43%;脲酶活性总体表现激活趋势;蔗糖酶和脱氢酶活性随二甲戊灵浓度增高而增强,表层土壤酶活性较10~20 cm深层土壤激活作用显著;随着处理时间的增加,0~10 cm土壤层过氧化氢酶活性呈现先抑制后激活的趋势。【结论】棉田土壤经二甲戊灵处理后,表现为脲酶、过氧化氢酶的激活效应;但二甲戊灵会抑制碱性磷酸酶活性,降低土壤有效磷素,长期施用会导致土壤营养失衡。     

覆膜栽培方式对雨养区马铃薯土壤酶活性和土壤微生物及产量的影响

【目的】为了给宁夏南部雨养农业区马铃薯田合理使用地膜栽培方式提供依据。【方法】进行了不同覆膜栽培方式对马铃薯田土壤酶活性、土壤微生物数量及马铃薯产量影响的试验。【结果】各处理中微生物数量均表现为细菌放线菌真菌;土壤酶活性表现为蔗糖酶磷酸酶脲酶过氧化氢酶。马铃薯产量以单垄双行全覆膜栽培最高,马铃薯产量与不同的土壤酶、土壤微生物相关性不同,且各处理间土壤微生物数量与土壤酶活性均表现为单垄双行全覆膜垄上种植明显高于对照。【结论】综合分析各项指标,单垄双行全覆膜栽培方式最有利于增加雨养农业区马铃薯土壤微生物数量,提高土壤酶活性以及马铃薯的产量,可以作为当地马铃薯增产种植的首选模式。     

不同苹果砧木的根际土壤微生物数量及酶活性

【目的】研究不同苹果砧木对土壤根际微生物数量和酶活性的影响。【方法】通过盆栽试验,采用微生物稀释平板培养法对平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）、八棱海棠（M.micromalus Makino）、楸子（M.prunifolia(Willd) Borkh.）、新疆野苹果（M. sievesii(Ledeb.) Roemer）、东北山荆子（M.baccata Borkh.）等5种苹果砧木土壤根际微生物数量、土壤酶活性及其相关性进行研究。【结果】不同苹果砧木土壤根际微生物各生理类群数量差异显著,并且都以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。土壤微生物多样性指数的变化趋势与土壤微生物数量的变化趋势不一致。不同苹果砧木土壤根际蔗糖酶、磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性各异。皮尔逊相关分析得知,土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关关系。【结论】选择合适的苹果砧木,有利于土壤微生物数量和酶活性的提高,从而为苹果树生长创造良好的微生态环境。     

胺基化磁性壳聚糖微球的制备及其对苹果渣多酚的吸附研究

【目的】以苹果渣中多酚类化合物为吸附模型,制备一种可有效吸附分离苹果多酚的磁性高分子材料,并研究其吸附性能。【方法】采用化学共沉淀法制得Fe₃O₄磁核,与壳聚糖混合均匀后利用反相悬浮交联法制得磁性壳聚糖微球,并进行胺基化改性;采用单因素试验得到制备胺基化磁性壳聚糖微球的最佳工艺参数;通过透射电镜、超顺磁性对Fe₃O₄磁核进行表征,利用扫描电镜对胺基化磁性壳聚糖微球的表面特征进行观察。【结果】胺基化磁性壳聚糖微球对苹果渣多酚的吸附效果最佳;制备胺基化磁性壳聚糖微球的工艺参数为：2 mL 体积分数25%的戊二醛、5 mL/g的环氧氯丙烷和3 mL/g的乙二胺,按此条件制备的胺基化磁性壳聚糖微球对苹果多酚的饱和吸附率达到81.94%;电镜观察表明,制得的胺基化磁性壳聚糖微球达到微米级,呈规则球形,有良好的分散性。【结论】胺基化磁性壳聚糖微球是一种良好的苹果渣多酚吸附剂,有较好的工业化应用前景。     

用紫外-荧光微孔板酶检测技术测定两种土壤的酶活性

【目的】土壤酶活性是土壤质量的重要指示指标,本文对土壤酶的快速检测方法进行了探讨。【方法】采用荧光微孔板酶检测技术,测定土壤硫酸酯酶、磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和肽酶活性,采用紫外微孔板酶检测技术测定多酚氧化酶和过氧化物酶活性。【结果】结果表明,采自农田的赤红壤的硫酸酯酶、磷酸酶和肽酶活性高于紫色土和采自矿山的赤红壤的相应的酶活性;矿山赤红壤的多酚氧化酶和过氧化物酶活性在三者中最高;紫色土的β-葡萄糖苷酶活性高于赤红壤的β-葡萄糖苷酶活性。【结论】紫外-荧光微孔板酶检测技术可快速测定土壤中酶的活性。     

连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。     

蔗鸭共生对红壤蔗地土壤养分、酶活性及细菌多样性的影响

【目的】分析红壤地土壤养分和微生物群落对蔗鸭共生的响应,揭示蔗鸭共生促进甘蔗生长及改良土壤的微生态机制,为蔗鸭共生在红壤蔗区的应用提供理论依据。【方法】采用大田原位试验设3个处理:甘蔗单作、蔗鸭共生和肉鸭纯养,于甘蔗成熟期采集甘蔗单作和蔗鸭共生处理0~20 cm根际土壤及肉鸭纯养处理0~20 cm土层土壤,测定并对比分析不同处理的土壤养分、酶活性及细菌群落多样性。【结果】与甘蔗单作相比,蔗鸭共生极显著降低了土壤铵态氮含量(P<0.01,下同),极显著增加了土壤蔗糖酶活性。Alpha多样性分析结果显示,土壤细菌群落多样性Chao1指数和Shannon指数均表现为甘蔗单作>蔗鸭共生>肉鸭纯养。样本检测到的细菌类群隶属于44门1079属。物种群落组成分析表明,放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、粘球菌门(Myxococcota)是广西红壤地土壤细菌相对丰度较高的优势菌群。在属水平上,Gaiellales、JG30-KF-CM45、Gaiella、黄色杆菌属(Xanthobacteraceae)、67-14、Vicinamibacterales、JG30-KF-AS9、Roseiflexaceae、芽单胞菌属(Gemmatimonadaceae)、芽孢杆菌属(Bacillus)、TK10、Sandaracinus、Vicinamibacteraceae、Rokubacteriales、小单孢菌属(Micromonosporaceae)为优势菌群。与甘蔗单作相比,蔗鸭共生明显提高了JG30-KF-AS9相对丰度。【结论】蔗鸭共生改变了土壤有效氮养分,显著增加土壤蔗糖酶活性,但短期内其根际土壤细菌群落结构无明显改变。     

保护性耕作对西北旱区土壤微生物空间分布及土壤理化性质的影响

【目的】保护性耕作在中国西北旱区已得到了广泛应用,是农业生产中重要的技术措施。探析保护性耕作对土壤肥力和土壤微生物群落结构的影响,有助于农业生产的可持续发展。本试验从土壤理化性质和微生物相结合的角度,探讨保护性耕作对土壤微生物空间结构的影响,以及旱作麦田微生物群落丰度和土壤理化性质的相关性,为推广保护性耕作措施提供理论依据和实践支持。【方法】以中国西北旱区土壤为研究对象,常规耕作翻耕(PT)为对照,设计深松耕(CPT)和免耕(ZT)两种保护性耕作方式,采用实时荧光定量PCR技术,测定土壤微生物群落丰度和土壤理化性质指标,并分析微生物群落空间分布与土壤理化性质和保护性耕作之间的关系。【结果】长期应用保护性耕作已对旱作麦田的环境产生显著影响,不同的耕作方式对土壤真菌和细菌群落丰度有不同的影响,两者对3种耕作方式均有不同程度的响应;在不同的耕作方式下,土壤微生物空间分布不均,连续性较差,空间变异程度较高,表现出强烈的空间聚集分布。耕作方式对土壤理化性质和酶活性也有显著的影响,与传统翻耕相比,深松耕和免耕方式能显著提高土壤黏粒、水分、全氮、铵态氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。典范主分量分析(CPCA)结果表明,土壤微生物群落丰度和理化性质变化主要受到耕作方式的影响,并且土壤微生物群落丰度与理化性质密切相关,在免耕方式下,土壤黏粒、水分和铵态氮含量等显著影响土壤细菌群落分布;在深松耕方式下,土壤可溶性碳含量和过氧化氢酶活性等显著影响土壤真菌群落分布。【结论】旱作麦田采用保护性耕作,可以影响土壤微生物群落丰度和空间分布,并且显著影响土壤理化性质,进而影响土壤微生物空间结构。同时,土壤水分和碳氮含量分别显著影响土壤细菌和真菌丰度。     

棉秆纤维素降解复合菌系的筛选及其分解特性研究

[目的]从自然环境中筛选降解棉秆的纤维素分解复合菌系,以降解棉秆中的纤维素.[方法]采用PCS培养基,从牛粪、土壤、羊的瘤胃液和发酵粪中筛选纤维素分解复合菌系,通过连续继代培养,获得相对稳定的复合菌系,再获得粗酶液,测定三种酶活(CMC、FPA、纤维二糖酶)和酶解效果.[结果]牛粪的降解纤维素复合系,酶活分别为CMC 11.95 U/mL、FPA 8.29 U/mL、纤维二糖酶11.03 U/mL,产酶动态变化在4～5d酶活性比较高,确定发酵周期为5d,pH值先上升后下降,在发酵的4～5d,pH值相对较高,以后开始下降,维持稳定,呈现弱碱性.[结论]来自牛粪的纤维素降解菌降解能力最强,降解棉花秸秆效果较好,棉秆失重率为18;,糖化率为19.39;.     

影响降解菌Y1降解土壤中异噁草酮的三种因素的优化#br#

 【目的】研究田间持水量、接种量以及肥料添加量对降解菌Y1降解土壤中异噁草酮的影响,优化异噁草酮降解菌Y1的降解条件。【方法】利用生物测定的方法,通过二次回归旋转组合设计确定最优降解条件。【结果】得到降解条件的优化数学回归模型为y=65.05812+9.60065*C1+10.49792*C2+3.60229*C3-6.88851*C12-4.41187*C22。各因素对降解率的影响大小顺序依次为接种量、田间持水量、肥料添加量。【结论】当接种量(13.46—15.48 mL&#8226;kg-1),田间持水量(56.93%—62.0%),肥料添加量(1.82—2.18 g&#8226;kg-1)分别在所示范围内时,降解菌在异噁草酮有效成分浓度为500 µg&#8226;kg-1的风干土壤中,30 d后的降解率可达到60%以上。