三株降解阿特拉津菌株的特性与固定载体分析

采用土壤稀释法和平板纯化法,从受阿特拉津污染土壤中分离出三株高效降解菌,通过形态观察、生理生化分析及16S rDNA鉴定,确定菌株的生物学特征和分类地位。同时选用海藻酸钠、聚乙烯醇、明胶和生物炭为载体包埋菌株,比较固定菌株24 h的物理性能。并采用气相色谱和分光光度法,测定固定化菌株、菌株的降解率及生长情况。经16S rDNA鉴定和构建的发育树结果表明3株降解菌分属Shinella、Herbaspirillum、Pseudomonas。菌株均在14 d D₆₀₀达到最大且降解效率高于85%。综合比较4种固定材料后,确定海藻酸钠为最佳包埋菌体材料,其包埋菌株的机械强度、传质性能及成形性较好,且对菌株降解阿特拉津效果影响小。利用微生物固定化技术可提高菌株的耐受力,该方法为微生物修复污染土壤提供了理论基础。     

栽参土壤残留阿特拉津生物降解动力学研究

从多年施用阿特拉津的栽参土壤中分离出3株放线菌,对其在可控条件下在土壤中降解阿特拉津的效果进行了研究。结果表明:土壤中阿特拉津生物降解过程符合一级反应动力学关系c=c0e-k.t,拟合曲线的相关指数为0.81~0.99。在土著微生物的作用下,阿特拉津的降解半衰期为26.6~28.4 d,土壤中接入放线菌后,降解半衰期为2~20 d。     

玉米秸秆生物炭固定化Acinetobacter lwoffii DNS32性能研究

用玉米秸秆制备生物炭,并以其作为固定化菌剂的廉价载体,与阿特拉津降解菌Acinetobacter lwoffii DNS32制备成具有吸附-降解性能的新型菌剂,用以降解水溶液中阿特拉津。结果表明:固定化菌剂可在40 h内将100 mg·L~(-1)的阿特拉津降解94%,降解率比游离菌高24%;固定化菌剂在pH=5和pH=10时,降解率分别为42%和35%,说明其具有更好的pH适应性;温度为10℃时,固定化菌剂的降解率比游离菌高14%,说明其具有更好的耐寒性。为期30 d的模拟修复阿特拉津污染的实验表明:生物炭固定化菌剂在30 d后仍然具有活性,该固定化菌剂具有高效且持久的阿特拉津污染修复效果。     

阿特拉津降解菌株的筛选、分离及纯化探究

本试验以长期使用阿特拉津除草剂的土壤为材料,通过设计特定的培养基来驯化长期使用阿特拉津的土壤微生物,并用涂布平板法分离纯化得到一株菌株,初步判断为阿特拉津降解菌;该菌株通过革兰氏染色,基因组DNA凝胶电泳、PCR分析得知:该菌为杆状,革兰氏染色为阳性,基因组长度为19000bp,16SrDNA长度为1700bp的菌株.     

黑土中阿特拉津降解细菌Z_9的分离鉴定及降解特性

研究利用富集培养的方法,从黑龙江省长期施用阿特拉津的玉米田(0～10cm)耕层土壤中筛选到以阿特拉津为唯一碳氮源的菌株Z9,其对阿特拉津14d的降解率可达77.7%。通过形态照片观察和生理生化特征测定,初步鉴定Z9菌为微杆菌属(Microbacterium sp).。结果表明,在100mg·L-1阿特拉津中对Z9的生长降解特性研究,接种量为3%,pH为7时生长和降解效果最好。摇床转速越大,菌株生长越好。摇床速度在120r·min-1,降解率最大。在最佳降解条件下,Z9对初始浓度为10、20、40、70、100mg·L-1的阿特拉津溶液的降解均符合一级降解动力学方程。降解半衰期分别为3.56、4.11、5.97、6.36、6.48d。     

阿特拉津降解融合子的原生质体制备及其筛选

以吉林省玉米带黑土中的优势真菌黑曲霉(A-02-10)为受体,阿特拉津降解菌青霉(P-02-07)的灭活原生质体为供体,对利用原生质体融合技术将降解基因导入土壤微生物优势种细胞,进而提高阿特拉津降解菌在土壤中定殖能力的可行性进行了初步研究.结果表明:(1)通过原生质体融合技术可显著提高阿特拉津降解菌在土壤中的定殖能力和降解效果,筛选出的融合子A1在自然土壤中的定殖数量可维持在6.4×106CFU·g-1,使土壤中阿特拉津降解的半衰期由亲本(青霉P-02-07)的30 d,缩短为10 d.(2)供试的2个亲本具有相似的原生质体制备条件,即供试菌株的原生质体制备溶壁酶(Lywallzyme)浓度为2.0%～2.5%,最适酶解温度为30℃,酶解时间为5 h,酶解液的pH值为6.0～6.5.此外,还讨论了单亲灭活原生质体融合技术在农药降解菌筛选中的独特技术优势--无需对菌株进行抗性标记,完全可以通过用农药配制的选择性培养基,依据菌落特征和农药溶解圈进行融合子的筛选,其中由农药配制而成的选择性培养基不仅可以用于降解融合子的定性筛选,而且还可以用于降解融合子在土壤中定殖数量的动态描述.原生质体融合技术仍是现阶段最为现实可行,最易广泛开展并收到实效的生物工程技术手段,通过原生质体融合进行基因体内重组构建具有降解优势基因工程菌的生物技术手段,应重新得到人们广泛关注.     

降解菌Pseudomonas sp.对阿特拉津的降解条件优化

为微生物降解菌在农药污染土壤修复工程中应用提供参考,以从长期受阿特拉津污染的农田土壤中筛选出的一株降解菌Pseudomonas sp.为研究对象,采用单因素试验研究其在不同培养条件下对阿特拉津的降解效果,并采用正交试验进一步优化该菌的降解条件。结果表明:碳源对降解效果的影响不大;培养时间48h,底物浓度100mg/L,温度25~35℃,pH 5.0~8.0,盐度0.1%~1%时,该菌对阿特拉津的降解效果较好,降解率大于90%;该菌对阿特拉津降解的最佳组合条件为温度30℃,pH 7.0,盐度0.5%;且3因素对降解效果的影响依次为温度pH盐度。     

节杆菌AD26的分离鉴定及其与假单胞菌ADP对阿特拉津的联合降解

用富集培养法,从农药厂的工业废水中分离到高效降解除草剂阿特拉津的AD26菌株,通过16S rRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为节杆菌(A rthrobacter sp.).降解基因的PCR分析表明,AD26含有阿特拉津降解基因trzN和atzBC,它能以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖或柠檬酸钠为碳源生长,将阿特拉津降解成氰尿酸,降解速度快但降解不完全.假单胞菌(Pseudomonas sp.)ADP是Waekea实验室分离的阿特拉津降解菌株,含有阿特拉津降解基因atzABCDEF,能以阿特拉津为唯一氮源、柠檬酸钠为碳源(不能以蔗糖为碳源)生长.将阿特拉津降解成NH3,和CO2,降解完全但降解速度慢.在阿特拉津浓度为200 mg·L-1的无机盐培养基中进行的AD26和ADP混合培养表明,它们对阿特拉津的降解发生了互补和增强作用,两个菌株能在以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖为碳源的培养基中生长,而且生长和降解速率都好于单个菌株,培养72 h后阿特拉津去除率达到99.9%,其中76.7%的阿特拉津被降解成NH3和CO2.这表明由节杆菌AD26和假单胞菌ADP组成的混合菌株在阿特拉津废水处理和污染土壤的生物修复中有很好的应用潜力.     

固定化酶修复阿特拉津污染土壤效果及土壤细菌多样性动态变化分析

采用固定化处理和游离态降解酶修复阿特拉津污染土壤,在考查修复效果基础上,研究分析修复过程中其对土壤细菌多样性影响情况,评价固定化酶修复方法的可行性及其生态安全性。按1%(V/W)和5%(V/W)的投加量分别将固定化酶和游离酶施入阿特拉津浓度为100 mg·kg-1土壤中,于投加后第7、14、21和28天取样,测定阿特拉津降解。结果表明,投加量为1%(V/W)和5%(V/W)的游离酶降解率分别为32.38%和39.37%;而投加量为1%(V/W)和5%(V/W)的固定化酶降解率分别为72.84%和79.22%。在上述过程中采用PCR-DGGE技术研究不同处理土壤细菌群落组成的变化情况。结果显示,在整个修复过程中,添加游离酶、固定化酶及污染处理土壤中的微生物图谱所显示的优势种属几乎没有变化,各处理样品细菌多样性组成没有显著差异。结合固定化酶对土壤中阿特拉津的去除效果,说明所采用修复方法具有较好的生态安全性。     

不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除性能及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除效果和微生物群落的影响,获得去除土壤阿特拉津的最佳生物炭类型,为阿特拉津污染农田土壤的强化修复提供参考。【方法】以牛粪、甘蔗渣和污泥为原材料制备生物炭,分别于0、10、20、30和40 d测定阿特拉津降解率及土壤pH、有机质含量、腐殖质含量、酶活性和细菌群落结构,并采用冗余分析探明阿特拉津降解率与环境因子及土壤细菌群落结构的相关性。【结果】添加生物炭可明显促进土壤中的阿特拉津降解,3种生物炭的降解率排序为甘蔗渣生物炭(67.94%)>牛粪生物炭(58.39%)>污泥生物炭(48.63%)。同时,添加生物炭显著提高土壤p H、有机质和腐殖质含量(P<0.05,下同),提升微生物活性和群落结构多样性,加速阿特拉津的生物降解,以甘蔗渣生物炭效果最显著,相较于不添加生物炭(CK),pH提升23.76%,有机质含量升高4.39 g/kg,腐殖质含量升高2.24 g/kg。此外,施入生物炭显著提高土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶活性,并促进阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)和小单孢菌科(Micromonosporaceae)的相对丰度提升。冗余分析表明,环境因子及降解功能微生物均对阿特拉津的降解做出贡献,甘蔗渣生物炭处理与pH、有机质、阿特拉津降解率及腐殖质呈正相关。【结论】施入生物炭可改善土壤理化性质(pH、有机质和腐殖质),明显提升阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科、伯克氏菌科、链霉菌科、微球菌科和小单孢菌科相对丰度,进而加速土壤中阿特拉津的去除,以甘蔗渣生物炭的效果最佳。收集废弃甘蔗渣制成生物炭,既可实现农业废弃物的回收利用,又能助力农田土壤中阿特拉津污染修复和地力提升。     

氮磷无机营养物质对莠去津在土壤中消解的影响研究

以莠去津为研究对象,采用实验室培养方法,研究了受莠去津污染的3种不同土壤(淡涂泥田、青紫泥田和黄筋泥田)施用无机氮肥和磷肥对土壤中莠去津消解的影响。结果表明,施用无机氮肥和磷肥显著促进了莠去津的消解。在同一土壤中,不同处理中莠去津的消解速度为:氮磷肥配施(ANP处理)>单施氮肥(AN处理)>单施磷肥(AP处理)>不施肥料的处理(A处理)。就不同土壤而言,可提取态莠去津在青紫泥田中消解最快,不同处理莠去津的半衰期在22.8～30.2d之间;其次是在淡涂泥田中,不同处理莠去津的半衰期在25.1～36.6d之间;在黄筋泥田中消解最慢,不同处理莠去津消解的半衰期在31.3～45.7d之间。可见,土壤中莠去津的消解与土壤本身基本性质和外界条件有关,施用无机氮肥和磷肥可以促进土壤中莠去津的消解,这对修复被莠去津污染的土壤有着积极的作用。     

根际效应对狼尾草降解土壤中阿特拉津的强化作用

采用盆栽根袋培养法,研究了根际效应在狼尾草降解土壤阿特拉津中的作用。结果表明,盆栽培养28 d后,狼尾草对土壤中阿特拉津有较好的根际强化降解效果,狼尾草根际土壤阿特拉津去除率为52.70%,非根际土壤的阿特拉津去除率为37.60%。土壤自身具有修复阿特拉津的潜能,无狼尾草处理的湛江砖红壤中阿特拉津降解以非生物降解为主,降解率为16.90%,土著微生物对阿特拉津的生物降解效果弱于非生物降解,仅为11.70%。狼尾草通过根际效应显著提高了土壤总微生物数量和活性,增加了土壤可培养细菌、真菌和放线菌的数量,尤其是土壤可培养细菌数量,提升了土壤细菌群落结构的丰富度和均匀度,进而间接强化土壤阿特拉津的生物降解。     

除草剂阿特拉津微生物降解研究进展

阿特拉津是一种低毒除草剂,但因其长时间大范围使用,造成大面积的土壤、地表水、地下水等环境的污染。目前有关阿特拉津的生物降解是世界上生物降解的研究热点之一,文章综述了阿特拉津及降解产物的分析检测、降解微生物的筛选方法与微生物类群、降解途径与降解酶,并展望了农药降解微生物的应用前景。     

降解菌株BY-6的分离及其降解性能研究

[目的]分离筛选出能够降解土壤中多菌灵的菌株,并对其降解特性作初步研究。[方法]从长期被多菌灵污染的土壤中,利用富集培养法分离筛选出1株能够降解多菌灵的菌株YB-6,并研究了初始pH、培养温度、接种量、外加碳源、氮源对其生长量和降解特性的影响。[结果]菌株YB-6能够以多菌灵为唯一碳源生长,在基础培养基中,5 d内对100 mg/L的多菌灵降解率为61%,而加入0.5%蛋白胨后5,d内对多菌灵的降解率可达90%;菌株BY-6对多菌灵具有良好降解性能,最合适降解温度为30℃、pH为7.0,降解率与接种量呈正相关,外加氮、碳源能促进其降解效果。[结论]研究结果为进一步研究菌株YB-6降解多菌灵机理,并将其大规模运用到土壤修复技术中奠定了基础。     

华中地区几种可变电荷土壤对SO4^2—吸附的研究

本文研究了华中地区红壤等4种土壤对SO4^2-的吸附性质。紫色土的粘土矿物组成主要是水云母等2：1型粘土矿物，有机质含量低，不含交换酸，不能吸附SO4^2-。红壤（湖北、湖南各取一个样）、黄棕壤的粘土矿物组成以高龄石、水云母为主，黄棕壤还含有14埃矿物等，土壤粘粒表面具有一定量的可变负电荷；对SO4^2-的吸附量均随酸度增高而增大，在酸度时，均服从Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。土壤吸附了SO4^2-后表面负电荷增多，对Cu^2 的次级吸附量随之增加，并与SO4^2-初级吸附量有线性关系。     

土壤粗粒氧化铁矿物及其在发生分类上的意义

应用传统的地质重砂矿物测量法,穆斯堡尔谱以及光学显微镜技术,鉴别福建南亚、中亚热带的赤红壤、红壤和黄壤诊断层的粗粒氧化铁矿物。结果表明,黄壤电磁性矿物以针铁矿为主,铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+);而红壤和赤红壤则以赤铁矿和针铁矿为主。黄壤中残留的原生矿物种类远较红壤和赤红壤复杂多样。由此认为,土壤粗粒矿物的组成特性,尤其是粗粒氧化铁矿物,与粘粒矿物一样反映了相应的土壤发生环境和过程,可作为自然土壤发生分类的一项参考依据。     

应用穆斯堡尔谱鉴别福建中亚热带黄红壤氧化铁矿物

应用穆斯堡尔谱技术鉴别福建中亚热带黄壤,黄红壤及红壤的诊断层粘粒中氧化铁矿物。结果表明,黄壤与红壤粘粒中氧化铁矿物组成主要差别在于红壤既含针铁矿又含赤铁矿,而黄壤只含针铁矿。此外,黄壤粘粒中铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+)。黄红壤粘粒中氧化铁以针铁矿占优势,含有少量赤铁矿和Fe~(2+)。土壤剖面颜色呈黑-黄-红变化的次生黄红壤的黄色土层(B_1)粘粒只含针铁矿,红土层(B_2)含有针铁矿和赤铁矿。根据研究结果认为,这种土壤的土体上部黄化是由于古红土中赤铁矿转化为针铁矿引起的。     

环境因素对华南地区土壤中莠去津降解的影响

为明确环境因素对土壤中莠去津降解的影响,以华南地区蔬菜田土壤为对象,采用高效液相色谱法测定了莠去津在不同温度、p H值和湿度条件下的降解速率和半衰期。结果表明:温度对莠去津的降解影响最为明显,在(5"0.5)℃、(15"0.5)℃、(25"0.5)℃和(35"0.5)℃时的半衰期分别为187.30,19.97,14.38,8.87 d,说明莠去津在土壤中的降解速率与温度呈正相关;p H对其降解存在一定影响,当p H值为7.0、8.0和6.0时,半衰期分别为10.95,16.82,14.41 d;湿度对莠去津的降解无明显促进作用,30%、60%和90%湿度条件下,其半衰期分别为13.35,13.64,20.44 d。因此,温度是影响莠去津降解的关键因素,推荐蔬菜地夏季施用莠去津可能更为合理。     

湖北中晚更新世沉积物母质上土壤某些特性的比较

在湖北省中晚更新世沉积母质发育的土壤上,观察了6个代表性剖面。并以黄土母质上发育的褐土作为对照,分层取样进行了某些土壤性质的测定。以此分析两种母质上形成的土壤的异同点。两种土壤共同的特征是全剖面质地粘重,粉粘比小。中更新世沉积物上发育的土壤,其盐基指数低于晚更新世沉积物上发育的土壤。而分解系数则相反。中更新世沉积物形成的棕红壤,其粘土矿物以高岭石、水云母为主;晚更新世沉积物形成的黄棕壤,黄褐土,粘土矿物以水云母、蛭石为主,高岭石次之。后者处于脱硅的初级阶段,前者则呈明显的脱硅现象,且土壤中存在的无定形硅前者约为后者的两倍。