放射性污染条件下土壤微生物活性及群落功能多样性特征

【目的】揭示放射性污染与土壤微生物活性及群落功能多样性的内在联系,同时为放射性污染土 壤生物治理与安全评价提供一定参考。【方法】以我国南方某典型铀尾矿库中采集的土壤为研究对象,使用微 生物活性测定方法和 Biolog-Eco 技术对土壤样品中微生物量氮（MBN）、微生物熵（qMB）、基础呼吸（BRC） 和代谢熵（qCO2）等微生物活性指标及微生物群落功能多样性进行分析。【结果】不同污染程度土壤微生物活 性呈现显著差异,除 qMB 外,各取样点的 MBN、BRC、qCO2 都低于对照水平;相关性分析显示 U、226Ra 与各 指标均呈负相关,但未达到显著水平;放射性污染整体上显著降低了土壤微生物群落对碳源的利用能力,主成 分分析 (PCA) 表明这种差异主要体现在碳水化合物上,其次是氨基酸;不同程度的放射性污染土壤中,微生物 群落功能多样性也存在显著差异,污染程度较低的土壤中,微生物多样性整体表现较高。【结论】放射性污染 土壤中微生物的活性、群落代谢特征都发生了显著的改变,因此可以将其作为环境监测的敏感指标。     

微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响

为明确微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响.对玉米农田土壤细菌的总DNA提取后,采用微生物多样性测序技术对玉米农田土壤细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了2种微生物菌剂拌土后玉米农田土壤细菌群落多样性和结构特征.微生物菌剂M1和M2拌土增加玉米农田土壤中全磷、硝态氮、有效磷和速效钾的含量;对玉米土壤细菌群落多样性有一定程度的影响,丰富度增加,多样性和均匀度降低,检测样本序列数量和细菌群落的OTU(operational taxonomic units)数量显著增加;对土壤细菌群落组成有影响,变形菌门(Proteobacteria)的丰度下降,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度增加,优势菌属放线菌和芽孢杆菌的丰度增加;降低了土壤中引起人类疾病、参与细胞转化的微生物丰度,增加了参与代谢通路的微生物丰度.微生物菌剂拌土会影响玉米农田土壤细菌群落多样性和结构组成,改善土壤营养,增加有益微生物的丰度,进而改善玉米农田生态环境.     

土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0 V·cm-1的电压梯度下,不同电场切换周期(24 h、5 h、10min和1 min)对土壤微生物群落的影响.结果表明,电压梯度为3.0 V·cm-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5 h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量.研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据.     

旅游干扰对庐山风景区微生物多样性的影响

随着旅游业的不断发展,一些自然风景区越来越受人们的青睐,因此旅游区频繁的人类活动对土壤微生物多样性产生一定程度的影响。为了探讨不同程度旅游干扰区土壤微生物群落结构的变化,本研究以庐山这一典型的旅游风景区的原始森林区(A)、较少旅游干扰的次生林恢复区(B)以及旅游干扰区(C)土壤为研究对象,利用BIOLOG微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)系统研究比较了三种地域之间土壤微生物代谢和微生物碳、微生物群落结构和功能多样性的差异。结果表明:原始森林区土壤微生物量碳、氮含量显著高于次生恢复区和旅游干扰区,原始森林区土壤微生物活性>次生恢复区>旅游干扰区,三个地域间土壤微生物利用碳源类型也存在差异,原始森林区土壤微生物群落均匀度也显著优于其他两地域;FAMEs分析表明,原始森林区土壤微生物磷酸脂肪酸生物标记的数量最高,功能性最强,且细菌、真菌特征脂肪酸相对含量也最高。群落稳定性和功能多样性依次是:原始森林区、次生林恢复区、旅游干扰区,这些都说明旅游干扰显著减弱土壤微生物群落多样性和功能性。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和P(MBP)、土壤基础呼吸、代谢商(qCO2)及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

环丙沙星对土壤微生物量碳和土壤微生物 群落碳代谢多样性的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和Biolog法,分析环丙沙星作用下的土壤微生物量碳和微生物群落碳代谢多样性,以揭示环丙沙星在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.结果表明,环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)对土壤微生物量碳含量影响显著(P＜0.05),土壤中环丙沙星浓度愈高,微生物量碳含量愈低,100μg/g的环丙沙星处理使土壤微生物量碳含量下降58.69％.环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,环丙沙星降低了土壤微生物对碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类的碳源利用率;环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)显著影响了土壤微生物群落碳源代谢强度和代谢多样性,但不同浓度的环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能的影响不同,0.1、1、10 μg/g的环丙沙星处理对土壤微生物群落碳代谢功能的影响主要表现在处理前期(用药第7天、21天),这种影响在处理后期(用药第35天)表现不明显,100μg/g的环丙沙星在用药的前期和后期均显著影响土壤微生物群落碳代谢功能,土壤中环丙沙星积累到该浓度可能对土壤微生物群落碳代谢功能产生难以逆转的长期影响.     

铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究

为给铀尾矿周边污染土壤环境监测及生态修复提供科学参考依据,以我国某铀尾矿周边的污染土壤为研究对象,采用常规稀释平板法和Biolog-Eco微平板反应系统研究了高、中、低污染区的土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明,放射性污染从高到低的各级取样点的三类微生物数量大小为细菌>真菌>放线菌;与对照相比,各样点的AWCD下降了37.6%~92.0%,AWCD、Shannon指数（H'）、Simpson指数（D）与放射性核素的含量基本呈反比关系,而与有机质、全氮、碱解氮显著正相关;不同土壤微生物群落间的代谢特征随着污染程度的变化而变化,主成分分析表明这种变化主要体现在碳水化合物上。     

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

 【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点，为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域，通过田间采样分析，比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田（菜地）＞竹林＞园（旱）地，0～15 cm、15～30 cm稻田（菜地）土壤有机碳和全N含量平均比园（旱）地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%，0～15 cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园（旱）地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园（旱）地＞林地＞稻田，稻田土壤的代谢熵仅为园（旱）地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田＞竹林＞园（旱）地。土壤细菌数量稻田≥园（旱）地＞林地，但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田＞园（旱）地＞林地。研究还揭示，稻田改种蔬菜5 a后，由于大量施用磷肥，土壤速效磷含量显著升高，但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异；土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%，代谢熵升高了23.6%，土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势；土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著，真菌数量显著增加，而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥，将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减，导致土壤生物质量退化。     

施氮水平对塿土微生物群落和酶活性的影响

 【目的】研究不同施氮量对土壤微生物群落功能多样性和酶活性的影响。【方法】通过野外大田定位试验,于2009年7月15至2009年9月30采用微生物自动分析系统BIOLOG微平板分析法,对不同施氮水平下土壤微生物群落功能多样性,及水解酶活性的动态变化进行了研究。研究涉及N0（0 kg·hm-2）、N1（60 kg·hm-2）、N2（120 kg·hm-2）和N3（180 kg·hm-2）4个施氮水平。【结果】低氮（N1）、中氮（N2）和高氮（N3）处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于零氮（N0）处理,其中N2处理最高。主成分分析表明,不同施氮水平土壤微生物功能多样性差异明显,起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类。土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均以N2处理最高,分别为24.85 mg glucose·g-1·(24 h)-1、1.04 mg NH3-N·g-1·(24 h)-1 和2.40 mg hydroxybenzene·g-1·(24 h)-1。【结论】氮肥的施用可以提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性。低量和中量氮肥能够提高蔗糖酶和脲酶活性,而中量和高量氮肥可以增加碱性磷酸酶活性。     

微生物修复茵剂对复垦金尾矿土壤微生物群落的影响

对河南省灵宝市阳平镇文西渠金尾矿区麦冬草(Ophiopogogon,japonicus(L.f.)Ker-Gawl.)复垦后的土壤细菌数量和群落的功能多样性进行了研究.结果表明复垦后金尾矿区土壤微生物细菌数达3.2×107个/(g土),并且文西渠金尾矿区土壤中存在一定量耐Au2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+、Pb2+、Ni2+的菌株,主要是芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和短杆菌属(Brevibacterium).BIOLOGTM MicroPlate测试结果显示:Au、Cd重金属离子的复合污染使土壤微生物群落丰富度降低;外源耐Au、Cd的土壤ZZMZ微生物修复菌剂的添加可提高微生物对单一碳源底物的利用能力和增加利用不同碳底物的微牛物数量,从而减轻重金属污染引起的金尾矿区土壤微生物群落功能多样性的下降,为尾矿区生态环境加速恢复提供了一条有效途径.     

微生物修复污染土壤的应用研究进展

近年来,土壤受污染程度日益严重,在众多土壤污染修复中,微生物修复是最具发展和应用前景的生物修复技术,具有经济和生态双重优势。为微生物在污染土壤修复中的应用及进一步深入研究提供参考,以土壤中多环芳烃、多氯联苯、农药以及重金属为对象,综合评述了不同土壤污染类型的微生物修复研究进展,重点介绍了降解微生物的种类、修复机理和技术方法,指出当前污染土壤微生物修复存在的问题,并对微生物修复污染土壤进行了展望。     

油水淹地土壤的性质和污染机理研究

为了研究油水淹地土壤的性质和污染机理,对吉林油田的油水淹地土壤及邻近作物生长良好的正常土壤进行了土样采集和对比分析,研究了油水淹地土壤的石油含量、离子组成和微生物群落等性质,最终得出关于污染机理的结论。结果表明,油水淹地土壤的有机质含量、p H值、电导率、钠离子吸附比、总碱度和全盐量均比正常土壤高,污染土壤盐碱性特征显著。与正常土壤相比,污染土壤的石油含量显著升高,超过了清洁土壤的标准;污染土壤盐分组成中Na2CO3和Na HCO3的比例升高,土壤中Na+、K+、Ca2+、Mg2+的含量显著不同;污染土壤的微生物数量也明显减少。     

生物有机肥对酞酸酯污染农田土壤的微生物效应研究

[目的]为酞酸酯污染农田土壤生物修复提供参考。[方法]采用室内培养,分析酞酸酯污染土壤以及加入灭菌与未灭菌处理有机肥的酞酸酯污染土壤中微生物数量、生物量碳以及土壤基础呼吸的变化特征。[结果]50 mg/kg土壤浓度的DBP与DEHP主要影响土壤细菌、真菌数量,但对放线菌数量几乎没有影响。无论添加灭菌还是未灭菌的有机肥,均能显著降低DBP与DEHP对土壤细菌、真菌以及微生物生物量碳与土壤基础呼吸的抑制效应。[结论]农田土壤有机肥的施用加强了土壤对酞酸酯有机污染物的缓冲能力,提高了土壤自身的生物修复功能。     

多氯联苯(PCBs)污染土壤的生物修复

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物(POPs),因氯原子取代位置和数量的不同共有209种同系物。近年来,土壤中的PCBs污染问题已引起人们的广泛关注。由于PCBs具有高分子稳定性、低水溶性和颗粒相高吸附势,土壤基质中PCBs的去除极其困难。此外,PCBs的高憎水性和亲脂性使之易于在动物体脂肪组织和母乳富集。生物修复技术是指利用生物有机体(绿色植物、微生物和动物)的作用将环境中污染物转化为无害或低毒产物的过程。生物修复技术具有成本低、高效和环境安全等特征,被认为是可替代传统的土壤污染修复技术的最佳选择之一。因此,通过综述国内外土壤PCBs污染现状和健康效应,以及土壤PCBs污染的生物修复最新研究进展和相关修复机理,对微生物修复、植物修复和蚯蚓修复目前存在的问题和后续研究方向进行了讨论及展望,以期为今后生物修复PCBs污染土壤提供有益参考。     

铅锌银尾矿污染区土壤微生物区系及主要生理类群研究

通过现场采样及室内培养分析,研究了浙江省天台铅锌银尾矿污染区土壤微生物区系组成及主要生理类群。结果表明,尾矿污染区土壤几种重金属含量比非矿区土壤有明显的增加。尾矿区土壤微生物区系组成和各生理类群发生了明显变化,土壤细菌、真菌、放线菌以及各生理类群数量均显著降低,且三大微生物以及各生理类群对尾矿污染的敏感性大小分别表现为放线菌>细菌>真菌,自生固氮菌>氨化细菌>硝化细菌>反硝化细菌>纤维分解菌。可见,土壤中微生物区系组成及参与物质转化的生理类群种类、数量及变动在一定程度上可反映该尾矿污染区生境的重金属污染特征及其生态功能的演变规律。     

污泥施用对土壤微生物群落结构多样性的影响

[目的]探明污泥土壤施用后土壤微生物群落的演变情况。[方法]采用磷脂脂肪酸图谱法(PLFA)对施污泥土壤微生物群落结构多样性进行了研究,并对土壤中提取的细菌PLFA进行了定性和定量分析。[结果]施用污泥后土壤微生物群落的PLFA组成比例发生了变化,说明采用PLFA法能够检测污泥施用对土壤微生物区系结构的影响。对施污泥土壤微生物PLFA数据的聚类分析结果表明,污泥来源与处理方式均是引起土壤微生物群落结构变化的因素,这与污泥施用增加了土壤中重金属的含量及土壤有机碳、pH、EC等基本性质的变化有关。[结论]土壤微生物群落结构多样性特征的变化在一定程度上揭示了外源污染物胁迫下环境微生物种群作用机理。     

有机质添加对铅污染农田土生态功能稳定性的影响研究

应用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,研究有机质的添加对受到不同程度铅污染的土壤中微生物群落的结构和多样性的影响,探讨土壤有机质含量与铅污染土壤稳定性的相关关系。结果表明:在受到重金属铅污染的土壤微生物群落中细菌占主导地位;土壤铅污染越严重、有机质含量越低,土壤微生物的多样性越低,反之多样性越高;革兰氏阴性菌和真菌与有机质含量和土壤稳定性呈显著正相关关系(P0.01)。可通过提高铅污染土壤中有机质含量来增强土壤的生态功能稳定性。     

石油污染土壤的微生物修复研究进展

在污染土壤修复技术中,微生物修复成本低廉、操作简单、修复效果好,是一类环境友好的绿色技术,在当前最具应用前景.对石油污染土壤的微生物修复技术及其影响因素进行了全面评述,并针对该方法的局限性对其研究重点进行了展望.     

存在有机酸时pH对镉毒害土壤微生物生物量的影响

采用室内培养实验方法 ,研究了存在有机酸时pH对镉毒害土壤微生物生物量的影响。结果表明 ,存在一定量有机酸的镉污染土壤中 ,土壤中微生物生物量碳 (Cmic)和氮 (Nmic)随着pH升高而升高 ,其中含胡敏酸的土壤中微生物生物量碳 (Cmic)和氮 (Nmic)明显比含低分子量有机酸 (柠檬酸、酒石酸、乙酸、草酸 )的土壤增加的快 ,土壤中微生物生物量碳氮比 (Cmic/Nmic)随着pH升高而降低 ,表明提高土壤pH可降低镉对微生物生物量的毒性。另外 ,对于施加低分子量有机酸的土壤中 ,pH<6.0时 ,土壤中微生物生物量碳 (Cmic)和氮 (Nmic)比未加有机酸的土壤中微生物生物量碳和氮低 ,说明在低pH状态低分子量有机酸增加镉的毒性 ;而施加胡敏酸的土壤中 ,土壤中微生物生物量碳 (Cmic)和氮 (Nmic)均比未加有机酸的土壤中微生物生物量碳 (Cmic)和氮 (Nmic)高 ,说明胡敏酸降低镉的毒性 ,同时提供氮源。     

多环芳烃污染土壤的微生物效应研究现状与展望

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物之一,具有强烈的致癌、致畸和致突变效应.土壤微生物既可以降解有机污染物,修复受污染的土壤,又可以敏感地反映土壤环境质量的变化,在土壤污染修复和生物指示方面应用广泛.该文从土壤环境质量表征的微生物学指标和微生物对土壤污染物的降解与修复两个主要方面,综述了PAHs污染土壤的微生物研究现状,包括微生物活性和多样性作为PAHs污染土壤的生物指示,PAHs高效降解菌株筛选,微生物降解PAHs的途径和修复方法等.针对目前研究中存在的问题,提出了研究展望,旨在为研究土壤微生物对PAHs污染土壤的生物响应机制和修复机理提供参考.