微生物菌剂W55修复多菌灵污染土壤研究

【目的】评估多菌灵降解菌致密链格孢WJD-55在棚室土壤中的应用效果及其安全性。【方法】在设施棚室土壤中添加多菌灵并施用由降解菌WJD-55制备的菌剂W55,栽种番茄作为观测作物,进行为期50d的土壤修复试验,同时监测土壤中残留多菌灵、菌剂微生物WJD-55定殖及土壤真菌群落的变化,以及土壤理化性质变化,观测作物生长等指标,从而评估菌剂W55在棚室土壤施用效果及其安全性。【结果】初始土壤中多菌灵质量浓度约42 mg/kg,菌剂使用量0.1%,药后第10天,土壤中多菌灵质量浓度为9.27 mg/kg、下降78%,而对照土壤中多菌灵质量浓度为30.2 mg/kg、下降29%,差异极显著(T-test,P=0.001);土壤微生物高通量测序结果显示,降解菌WJD-55可在污染土壤中定殖,弥补多菌灵对土壤微生物多样性产生的负面影响;土壤理化指标显示,菌剂的加入未对土壤物理化学性质带来显著影响;观测作物番茄生长未受到菌剂的影响,降解菌WJD-55未对番茄叶片等造成病害。【结论】多菌灵降解菌致密链格孢WJD-55可在土壤中稳定定殖并有效发挥降解多菌灵的作用,迅速降低土壤残留多菌灵含量,可改善污染土壤真菌微生物多样性,对土壤理化性质及番茄作物生长无不良影响。     

菌剂 PA9 降解农田土壤残留氧化乐果研究

【目的】验证菌剂 PA9 在设施棚中对土壤中残留的氧化乐果降解效果,研究其对土壤理化性质、 番茄生长及土壤微生物等产生的影响。【方法】将氧化乐果降解菌 ZZY-C13-1-9 制备成氧化乐果降解菌剂 PA9,在土壤中添加 100 mg/kg 的氧化乐果并施用 0.1% 菌剂 PA9,进行为期 50 d 的土壤污染修复试验。每隔 10 d 取土样 1 次,采用 HPLC 法测定土壤中残留的氧化乐果含量,通过选择性平板培养观察降解功能菌在土壤中的 定殖,采用高通量测序法监测土壤细菌多样性变化,按国标法测定土壤理化指标,测定番茄生长指标。【结果】 土壤中添加 100 mg/kg 的氧化乐果并施用 0.1% 菌剂 PA9,修复 40 d 后氧化乐果残留量降至 5.3 mg/kg,对照残 留量为 48.79 mg/kg,差异极显著。菌剂 PA9 功能菌株 ZZY-C13-1-9 在氧化乐果污染土壤中可有效定殖,修复 10~20 d 时,在氧化乐果土壤微生物中比例有所增加。土壤中残留的氧化乐果含量显著降低,表明该功能菌株可 在污染土壤中发挥降解氧化乐果的作用。高通量测序结果显示,随着氧化乐果含量降低,假单胞菌在土壤微生 物菌群中的比例也随之降低,表明菌剂 PA9 不会永久改变土壤的微生物多样性分布,修复后的土壤可有效恢复 细菌菌群多样性,土壤全氮、微生物氮、速效磷含量及土壤团聚体 MWD 值较对照显著增加,菌剂 PA9 的使用 对番茄生长无负面影响。【结论】氧化乐果降解菌剂 PA9,可在氧化乐果污染土壤中短期定殖并加速土壤中氧 化乐果的降解,改善污染土壤微生物多样性,对土壤理化性质及种植番茄无不良影响。     

两株真菌的分离及其在石油污染土壤修复中的作用

从石油污染的盐碱土壤中分离获得2株真菌,并对其生理生化性质进行初步研究.将2株菌扩大培养,制成混合菌剂,通过盆栽试验,以石油烃降解率、脱氢酶活性和土壤的微生物多样性等为指标,研究了不同剂量的混合菌剂对石油污染土壤修复的作用.结果表明,添加菌剂各处理的石油烃降解率、脱氢酶活性和微生物多样性明显高于对照;石油烃降解率随菌剂加入剂量的增大而提高,加入8%的菌剂,70d石油烃降解率可达63%,是对照组的1.44 倍.     

玉米秸秆制备土壤生物修复剂及其应用效果

针对温室大棚内土壤土传病原菌多、农药残留量高的特性,研制出了既能生物降解农药残留、又能生物防治土传病害的生物修复剂。该菌剂以玉米秸秆为原料经水热处理后,固体发酵制成。采用室内土壤降解试验,在菌剂加入量5 g/kg干土、多菌灵量为100 mg/kg干土时,灭菌土壤中的多菌灵8 d被完全降解,而自然土壤中的多菌灵被完全降解缩短到6 d,说明土著微生物和降解菌共代谢降解作用明显。另外,还做了修复剂对黄瓜枯萎病的活体防效试验,防治效果达到81.7%,优于化学农药。     

复合微生物菌剂对土壤改良及切花玫瑰产质量的影响

为复合微生物菌剂在设施土壤次生盐渍化改良上的应用提供科学依据,采用设施大棚栽培试验方法,研究自制复合微生物菌剂对次生盐渍化土壤改良及切花玫瑰产质量的影响。结果表明:在3个处理中,施用80L/667m~2复合微生物菌剂+1 000kg有机肥+常规施肥减20%的效果最好,pH及土壤电导率(EC)降低,分别为6.92和0.88ms/cm;土壤养分含量、微生物多样性及数量提高,速效钾、速效磷和碱解氮分别为0.42g/kg、0.26g/kg和137.80mg/kg,有机质含量为26.69g/kg;细菌与真菌多样性指数分别为0.006 5和0.173 1,细菌与真菌数量分别为7.40×10~6 CFU/g和4.02×10~4 CFU/g;鲜切花总产量和A、B级花比例最高,分别为2 058枝/10.5m~2和38%;渗水深度增大,≥28cm。复合微生物菌剂与有机肥配合施用能活化被土壤固化的养分,有效促进养分转化,调节土壤酸碱性,提高肥料利用率,提高玫瑰鲜切花的产量及品质。     

植物-微生物联合修复佳乐麝香与镉复合污染土壤的研究

为探讨植物-微生物联合修复佳乐麝香(HHCB)与镉(Cd)复合污染土壤技术的可行性及其相关修复土壤微生物群落多样性的变化,采用紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)与孔雀草(Tagetes patula L.)两种植物配合HHCB降解菌,对HHCB,Cd复合污染土壤进行联合修复研究,并使用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微观层面上进一步分析土壤微生物群落多样性的变化趋势。结果表明:孔雀草对Cd的富集效果要好于紫茉莉,且两种植物地上部分对于Cd的富集效果更好。HHCB含量的增加会导致降解菌的降解效率降低,在HHCB含量为100mg·kg-1时,最好的降解效果可达到63.58%,在HHCB含量为300mg·kg-1时,最好的降解效果达到55.3%。土壤中HHCB的含量升高,其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,添加Cd也会使其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,HHCB与Cd复合污染的细菌种群多样性指数低于HHCB与Cd单一污染的细菌种群多样性指数。研究结果为HHCB与Cd复合污染土壤的植物-微生物联合修复提供了一条比较可行的方法并为进一步研究其微生物多样性变化提供了一定的理论基础。     

微生物修复二氯喹啉酸污染农田的研究进展

二氯喹啉酸在土壤中残效期长,易给下茬作物造成药害。综述了二氯喹啉酸除草剂的应用概况、二氯喹啉酸污染农田的物理、化学和生物降解等修复措施以及微生物降解菌的筛选、鉴定和应用进展,讨论了利用微生物修复二氯喹啉酸污染土壤过程中存在的问题和困难,旨在为开展土壤微生物降解土壤中残留的二氯喹啉酸提供参考。     

施用生物菌剂对油水淹地污染土壤的修复研究

从油水淹地污染土壤中获得石油降解菌,筛选出产表面活性剂降解菌1株(H-6)和优势菌6株(H-1、H-17、H-18、H-19、H-20、H-23),以H-6为中心,再任选3株优势菌株构建菌群,最终得到高效石油降解菌群C5(H-1、H-6、H-18、H-19),以秸秆为载体将C5菌群制备成固体生物菌剂(MA),通过室内培养试验和田间试验测定油水淹地污染土壤的石油含量、盐碱性指标及微生物性质,探究MA菌剂对油水淹地污染土壤的修复情况。室内培养试验和田间试验结果表明,污染土壤中石油的降解效果都很显著,MA菌剂中的细菌具有嗜盐菌的特征,使污染土壤的p H、电导率、全盐量、钠吸附比(SAR)和总碱度(TA)显著低于未添加菌剂处理,添加菌剂后污染土壤的微生物数量、微生物量碳、可溶性盐离子组成也都优于未添加菌剂处理。因此,MA菌剂对油水淹地这种油盐复合污染土壤具有较好的生物修复效果,为油水淹地污染土壤的大规模修复提供了技术支持。     

二氯喹啉酸对农田生态系统的影响及其微生物降解研究进展

在总结国内外研究成果的基础上,较全面地综述了典型喹啉羧酸类除草剂二氯喹啉酸对作物、动物、土壤微生物群落结构和酶活性的影响,以及微生物降解方面的研究进展,并对未来从分子生物学层面研究二氯喹啉酸微生物降解机制、降解菌筛选以及田间实际应用等方面进行了展望。主要内容如下:土壤中残留的二氯喹啉酸会引起作物体内相关基因及功能酶的变化,从而对后茬作物产生药害;环境中的二氯喹啉酸可能会引起动物生长发育不良、变态发育以及生殖异常,进而影响自然界动物的多样性和丰度;正常施用量的二氯喹啉酸对土壤微生物群落结构和土壤酶活性影响不大;二氯喹啉酸在自然环境土壤中残留时间长,基于微生物降解的生物修复是治理二氯喹啉酸污染土壤的一种有效途径;目前研究者从二氯喹啉酸污染土壤和烟草根部分离出的二氯喹啉酸高效降解菌株大多是细菌;二氯喹啉酸的降解可能是脱羧反应和脱氯反应2种路径共同作用的结果;温、湿度和p H是影响土壤中二氯喹啉酸微生物降解的主要因素。为探明土壤微生物降解二氯喹啉酸的复杂生理生化过程及机制,研发二氯喹啉酸污染土壤修复技术,今后应利用先进的分子生物学技术和质谱联用技术研究二氯喹啉酸逐级降解产物,筛选功能降解菌株,通过遗传工程构建二氯喹啉酸高效降解菌剂,并进一步加强多种降解菌株的复合降解研究,验证二氯喹啉酸功能降解菌株在田间复杂环境中的实际效果。     

生物菌剂对烟田土壤理化性质·细菌群落的影响及其相关性研究

为了研究生物菌剂对烟田土壤理化性质和土壤细菌群落的影响,在烟田施用不同微生物组合菌剂,利用高通量基因测序检测分析不同生长期土壤细菌群落结构,检测土壤理化性质,分析其变化和相关性.结果表明,菌剂可以使土壤pH提高0.44,复合菌剂能增加土壤细菌的多样性,改变土壤细菌群落结构,施用菌剂处理与对照之间差异较大.鞘氨醇单孢菌属和节杆菌属含量在施用菌剂的处理土壤中最高,可提高土壤氮素转化和作物的抗病性.有机质、速效钾、pH和含水率与土壤细菌极显著相关,碱解氮和有效磷为显著相关,可通过调节这些因子改变土壤细菌群落,进而改变土壤微环境,增强作物的抗病性.     

外源镉对暗棕壤呼吸强度和土壤微生物群落的影响

通过实验室模拟袁研究了不同浓度的外源重金属镉对暗棕壤呼吸强度和土壤微生物群落的影响。结果表明,在相同培养天数内,随土壤外源镉含量的增加土壤呼吸强度均呈明显减弱趋势;当土壤外源镉含量为0.5~3.0 mg/kg 时,随着培养天数的增加,特别是在培养14d后,土壤呼吸强度亦呈减弱趋势,而在土壤外源镉含量为5.0~10.0 mg/kg时,随培养天数的增加土壤呼吸强度变化不显著。在相同培养天数内,随土壤外源镉含量的增加,土壤微生物群落呈明显减少趋势,且均显著低于对照;而对于所有外源镉处理,随培养天数的增加,土壤微生物群落亦呈显著减少趋势;10mg/kg外源镉处理培养7、14、21、20、42d土壤微生物群落数量分别为对照的46.43%、32.26%、28.74%、27.39%和24.62%,说明较高浓度的镉污染对土壤微生物生长具有显著的抑制作用。     

土壤生物修复过程中石油类组分变化规律的研究

[目的]研究土壤生物修复过程中石油类组分的变化规律。[方法]采用微生物修复和植物修复法对油污土壤进行修复,通过分析土壤生物修复过程中石油类含量及组分的变化来评价污染土壤的生物修复效果。[结果]随着修复时间的延长,土壤中矿物油可降到3 000 mg/kg以下;土壤中石油类总烃所占比例大幅下降,而沥青质所占比例明显上升;修复前土壤中石油类以C24为主,微生物修复后（41 d）主碳峰为C29,植物修复后（139 d）主碳峰为C17和C18。[结论]该研究为今后油污土壤生物修复效果的评价提供了科学依据。     

生物炭负载枯草芽孢杆菌缓解辣椒连作土壤障碍研究

为明确负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对辣椒连作障碍土壤的修复效果,试验以辣椒连作区连作10年土壤为主要研究对象,采用土壤盆栽试验,探索了负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对关键生育期辣椒生长、土壤有效氮磷养分、根际/非根际土壤微生物区系以及细菌/真菌的影响。结果表明：基施负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭与对照相比,在开花期显著促进了辣椒生长,地上部鲜、干重,地下部鲜、干重和根冠比增幅分别为152.16%、103.04%,244.20%、161.70%和41.18%;辣椒开花和结果分别提前5 d和7 d,且花朵数增加4.14倍;土壤硝态氮含量显著降低93.16%,土壤有效磷含量显著提高12.30%;根际真菌数量显著降低46.08%,而放线菌显著增加325.81%,这为花期促进辣椒生长和保持根际微生物群落稳定性奠定了基础。综上所述,基施负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对开花期辣椒有明显促生效应,且改善了根际土壤微生态环境,缓解了辣椒连作的土壤障碍。     

氯氰菊酯对紫色土土著微生物数量及土壤酶活性的影响

通过3个水平上的土壤盆栽试验,研究了氯氰菊酯对紫色土土壤微生物数量及土壤酶活性的影响.试验表明,氯氰菊酯对紫色土细菌的影响表现为"促进-抑制-恢复":6～21d,LQ-L和LQ-M处理下的细菌数分别减少了53.1%,63.2%;11～21d,LQ-H处理下的细菌数减少了97.5%;26d后细菌数量基本恢复至对照水平.土壤真菌对氯氰菊酯极其敏感,处理后真菌数量显著降低,3周后恢复至对照水平.氯氰菊酯对紫色土过氧化氢酶和磷酸酶活性有促进作用,第1,11,16和21dLQ-M处理下的土壤磷酸酶活性分别较对照提高79.7%,67.7%,65.3%和26.9%.结果表明,真菌可作为指示紫色土环境污染的菌群;过氧化氢酶活性与残留态氯氰菊酯在土壤的降解有关;氯氰菊酯通过影响土壤微生物群落结构,可以间接增强土壤磷酸酶活性.     

功能性微生物菌剂对小麦生长和根际土壤生态的影响

【目的】 研究不同功能微生物菌剂对小麦生长和土壤质量等作用,为微生物菌剂复配和小麦土壤改良、病害防治和高产优产等提供参考。【方法】 分别设置无菌水(CK)、抗倒伏(A)、促早熟(B)、防病促生功能菌剂(C)4个处理,通过田间浸种试验,采用测定小麦的生长、传统的化学分析方法和Biolog微平板法,研究不同功能微生物菌剂对小麦的生长发育、根际土壤理化性质和微生物群落功能多样性的影响。【结果】 与CK处理相比,添加不同功能微生物菌剂对小麦生长的影响不同,其中茎秆鲜重以抗倒伏菌剂最高,增幅为6.47%,其余2个处理均降低;促早熟菌剂株高呈增加趋势,增幅为4.78%,其余2个处理均降低;茎粗以抗倒伏菌剂增加最多,增幅为15.07%,其次是防病促生菌剂,但增幅仅2.74%,而促早熟菌剂则没有差异。添加不同功能微生物菌剂对小麦土壤理化性质有一定的影响,3种菌剂处理pH值有降低趋势,但总盐含量均呈显著增高趋势;施用不同功能微生物菌剂对土壤养分含量总体呈促进作用,显著提高土壤中有机质和全氮含量,其中有机质含量A、B、C处理分别比CK处理显著提高了8.64%、6.46%和12.69%,全氮含量分别显著提高了13.54%、8.30%和25.16%。Biolog结果显示,3种不同功能微生物菌剂处理土壤微生物的AWCD值均呈增加趋势,分别增加了15.10%、1.88%和13.95%;Shannon丰富度指数分别增加了2.13%、0.97%和1.80%;不同菌剂处理对不同类型碳源的利用程度存在显著差异。不同功能菌剂处理改变了小麦根际土壤微生物功能多样性。【结论】 不同微生物菌剂由于具有不同的功能特征,对小麦的生长和土壤微生态的影响也不同,需要将其进行组合,优势互补,才能达到发挥其各自优势的作用。     

两种复合菌剂对油菜秸秆降解和小麦生长的影响

以油菜华油杂62的秸秆为供试作物秸秆,复合菌剂A[黑曲霉（Aspergillus niger）+产紫篮状菌（Talaromyces purpureogenus）]、复合菌剂E[欧洲链霉菌（Eurotiomycetes sp. genotype 631 JMUR-2016）+扩展青霉（Penicillium expansum）]为供试复合菌剂,在盆栽模拟秸秆还田试验中测定复合菌剂对秸秆降解率、土壤及小麦生长的影响,为提高油菜秸秆直接还田的秸秆利用率、实现绿肥作物还田的高效利用提供理论依据和实践参考。结果表明：两种复合菌剂的施用均能够提高油菜秸秆降解率,对小麦生长指标均有不同程度的提升效果,且有降低土壤pH值、增加土壤电导率的作用。     

磷酸盐对污染土壤中Pb·Cd·Zn的钝化效果

[目的]研究磷酸盐对重金属Pb、Cd、Zn的钝化作用。[方法]以磷酸盐作为钝化剂,添加量设为50~1 200 g/m~2,考察Pb、Cd、Zn的有效态浓度随着钝化剂添加量的变化。[结果]随着磷酸盐添加量的增大,Pb、Cd、Zn有效态浓度均呈下降趋势,Pb从280 mg/kg下降到123 mg/kg,Zn从14.20 mg/kg下降到7.18 mg/kg,Cd从1.50 mg/kg下降到1.27 mg/kg,最终得到最佳添加量为500 g/m~2,并且30 d后Pb、Cd、Zn有效态浓度达到稳定状态。添加磷酸盐后土壤pH从5.62增加到7.57。[结论]磷酸盐可使土壤中的Pb、Cd、Zn浓度明显降低,达到预期的土壤修复效果。     

1株抗锌菌株的筛选及其在黑麦草修复锌污染土壤上的应用

为寻求微生物降解菌在重金属污染土壤修复工程中应用,采用摇瓶培养法与16SrDNA序列分析法相结合研究重金属锌污染土壤中强耐锌菌株的种类;并采用盆栽试验,研究不同菌肥搭配对黑麦草富集重金属锌的影响。结果表明:从被污染土壤中分离出1株具有较强锌耐受能力的细菌jyj,初步确定为蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides);该细菌与肥料搭配施用,黑麦草地下部分锌含量较对照(2 560.5mg/kg)提高1.55倍,地下生物富集系数提高至5.13。     

菲降解菌的分离鉴定及其在污染土壤生物修复中的应用

采用室内培养方法,从吴江市郊长期被多环芳烃污染的土壤中富集到以菲为唯一碳源和能源的菲降解复合微生物菌群,复合菌群在7d内对无机盐液体中菲(含量100mg·L-1)的降解率达到99%。从复合菌群中分离纯化获得两株菲高效降解菌B1和L2,经过菌体形态特征、生理生化特征和16SrDNA序列分析,鉴定菌株B1为百日咳博行特氏菌(Bordetella petrii),菌株L2为墨西哥假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas mexicana)。这两株菌在菲含量为100mg·L-1的无机盐培养液中,7d内对菲(含量100mg·L-1)的降解率大约为80%,9d内的降解率可达到99%。将复合菌群和菲污染土壤混合,在光照培养箱中进行培养修复。结果表明,修复88d后,接种复合菌群的低污染浓度(8.22mg·kg-1)处理和高污染浓度(39.65mg·kg-1)处理的菲去除率分别达到95.74%和98.06%。     

枝孢霉菌HU降解氯氰菊酯的特性及其降解产物分析

【目的】优化氯氰菊酯降解菌株的降解条件,并分析其降解产物,为氯氰菊酯残留生物修复提供依据。【方法】在自主筛选拟除虫菊酯农药高效降解真菌Cladosporium sp. HU（ITS序列分析GenBank登录号HQ693526）的基础上,采用高效液相色谱法（HPLC）测定其在不同条件下降解氯氰菊酯的能力,并采用Andrews方程对其降解过程进行拟合;利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分析其降解产物。【结果】 枝孢霉菌HU能以氯氰菊酯为唯一碳源生长,在通气、接种量为0.4 g•L-1、温度25-30℃、pH 7.0-8.0和振荡速率120 r/min条件下,培养4 d对100 mg•L-1氯氰菊酯降解率达到90%以上;其降解动力学参数为qmax = 1.2042 d-1,Ks = 35.2718 mg•L-1,Ki = 439.9948 mg•L-1,该菌株降解氯氰菊酯最佳的初始浓度为124.5769 mg•L-1;该菌株通过水解和氧化作用降解氯氰菊酯产生α-羟基-3-苯氧基苯乙腈、间苯氧基苯甲醛、对苯氧基-2,2-二甲基苯丙酮和对苯氧基苯乙酮,并推测间苯氧基苯甲醛和α-羟基-3-苯氧基苯乙腈为其降解中间产物。【结论】枝孢霉菌HU能高效、快速降解氯氰菊酯,具有开发商品化拟虫菊酯农药降解菌剂或酶制剂的潜力。