生物炭固定化微生物对U、Cd污染土壤的原位钝化修复

为考察固定化微生物对铀(U)、镉(Cd)污染土壤的钝化效果,研究筛选出对U、Cd都有较高去除率的微生物组合,以生物炭为固定化载体,通过吸附和包埋两种固定方法制作成复合钝化剂,探究施加两种复合钝化剂和单独施加生物炭3种处理对土壤理化性质和可提取态U、Cd的影响。研究结果表明:四种微生物组合对U、Cd都有去除作用,综合考虑枯草芽孢杆菌、柠檬酸杆菌和蜡样芽胞杆菌等比组合的去除率最优,用于进一步研究。各钝化处理后,土壤的pH值升高,且随着钝化剂添加量的增加,pH呈上升趋势。各钝化处理组中土壤阳离子交换量与有机质含量均有所升高,其中,生物炭处理组对土壤阳离子交换量的提高效果最为显著。3个处理组相比,生物炭处理组和吸附固定微生物生物炭处理组中有机质增加较包埋固定微生物生物炭处理组效果显著。各钝化处理后,土壤中可提取态的U、Cd含量均有所下降,且随着钝化时间的延长,可提取态的U、Cd含量持续降低。3种钝化剂的钝化效果有所差异,即吸附固定微生物生物炭处理组生物炭处理组包埋固定微生物生物炭处理组,随着添加量的增加,钝化效果显著。该研究结果表明,固定化微生物方法在修复土壤重金属污染方面有着很大的潜在应用价值。     

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。     

3株嗜(耐)盐菌株不同组合对盐碱土壤不同粒径团聚体含量的影响

为揭示微生物改良盐碱地的机制,通过培养皿和盆钵试验,利用湿筛和干筛法分析测定3株嗜(耐)盐菌对盐碱土壤不同粒径团聚体含量的影响。结果表明,培养皿试验培养45 d后,测定不同粒径土壤团聚体含量,盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提高粒径≥2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05);培养90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提高粒径≥2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05);培养45 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提高粒径0.25～2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05);培养90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理显著降低了粒径0.25～2.00 mm的土壤团聚体含量(P0.05);培养90 d后,除达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理外,其他处理对于降低粒径0.25 mm的土壤团聚体含量效果均不显著(P0.05)。盆钵试验干筛法测定不同粒径土壤团聚体含量,培养45、90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提高粒径≥2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05);培养45 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提高粒径0.25～2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05);培养90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理降低了粒径0.25～2.00 mm的土壤团聚体含量,但差异不显著(P0.05);培养45、90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理均降低了粒径0.25 mm的土壤团聚体含量,且差异显著(P0.05)。盆钵试验湿筛法测定土壤团聚体含量,培养45 d后,各处理对于提升粒径≥2.00 mm和0.25～2.00 mm土壤团聚体含量以及降低粒径0.25 mm的土壤团聚体含量效果均不显著(P0.05);培养90 d后,达板喜盐芽孢杆菌+盐单胞细菌+枯草芽孢杆菌处理对于提升粒径0.25～2.00 mm的土壤团聚体含量效果显著(P0.05)。由此得出,嗜(耐)盐菌对于不同粒径土壤团聚体的形成具有不同的作用,总体上对于土壤大团聚体的形成促进效果较好,复合菌处理对盐碱地土壤团聚体形成的促进效果整体上优于单株菌。     

稻壳生物炭搭载特基拉芽孢杆菌防治西瓜枯萎病

以稻壳为材料高温裂解制备生物炭,利用其优良吸附特性搭载特基拉芽孢杆菌防治西瓜苗期枯萎病。结果表明,500℃裂解温度下制备的稻壳生物炭的吸附性能最佳,在菌液中2 h,每1 g载菌量最大为6.77×10~(10)个,且能显著延长特基拉芽孢杆菌在土壤中的存活时间。经稻壳生物炭吸附搭载后,特基拉芽孢杆菌对西瓜枯萎病的防效为83.1%,显著高于直接施用菌液的防效(72.5%)。载特基拉芽孢杆菌稻壳生物炭施入后,土壤中过氧化氢酶、脲酶、纤维素酶、蔗糖酶及脱氢酶活性分别为4.40μmol/g、1.43 mg/(d·g)、3.05 mg/(d·g)、3.36 mg/(d·g)和33.72μg/(d·g),较对照显著升高,并促进西瓜幼苗生物量增长54.4%左右。本研究结果对利用生物炭搭载生防微生物防治作物土传病具有一定指导意义。     

辣椒连作土壤微生物群落及土壤离子对微生物菌剂的响应

【目的】筛选1～2种微生物配比,以减缓辣椒连作障碍。【方法】以辣椒连作8年大棚为对象,通过不同微生物菌剂配比的施用,研究连作辣椒土壤对不同微生物菌剂用量的影响特征,测定辣椒连作土壤中细菌、真菌和放线菌数量、土壤酶活性、土壤离子变化。【结果】胶质芽孢杆菌∶巨大芽孢杆菌∶枯草芽孢杆菌=2∶1∶2,土壤中细菌数量最多,为8.1×10~6,真菌数量最少,为1.2×10~6,可显著增加土壤中细菌数量,降低土壤中有害真菌和放线菌数量,防止土壤由细菌型向真菌型转变;胶质芽孢杆菌∶巨大芽孢杆菌∶枯草芽孢杆菌=2∶1∶2,蔗糖酶活性、脲酶活性最强,分别为777.07、201.53 mg/g·24h。【结论】胶质芽孢杆菌∶巨大芽孢杆菌∶枯草芽孢杆菌=2∶1∶2处理,提高了土壤酶活性,减少了土壤中离子的富集,能有效减缓辣椒土壤连作障碍。     

不同磷细菌肥对玉米生育期土壤养分及酶活性的影响

通过盆栽试验,采用完全随机区组设计,研究了不同磷细菌肥对玉米不同生育期土壤养分及酶活性的影响。结果表明,不同磷细菌肥对土壤养分及酶活性均有一定的影响。在玉米的3个生育期,无机磷细菌与有机磷细菌混合菌肥处理对土壤养分及酶活性的影响效果较明显。其中,蜡状芽胞杆菌与假单胞菌混合菌肥处理对土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加幅度较大,分别达到了19.07%～36.71%,18.01%～43.13%和6.07%～15.66%;黄杆菌与巨大芽胞杆菌混合菌肥处理对土壤全磷、微生物生物量磷含量影响较大,分别增加了5.89%～10.94%,94.31%～141.12%,且对酶活性程度提高最大,与对照差异显著。     

堆肥作为微生物菌剂载体的研究

以自然风干的堆肥为载体,吸附3株功能芽胞细菌液体菌剂制成不同生物肥料,通过不同时间取样比较堆肥、有机无机肥和生物有机肥以及生物复混肥中功能芽胞细菌和普通微生物数量以及pH等指标变化,探讨堆肥作为载体生产生物肥料的可行性.研究结果表明,经过自然风干的堆肥与蛭石比较,吸附液体微生物菌剂后无论外观、手感还是功能芽胞细菌死亡率,差异均不大.含水量小于15%堆肥吸附液体菌剂比例为6%比较合适,吸附比例高时,生物肥料含水量和pH较高,影响保存效果.生物有机肥和生物复混肥保存6个月时,3株功能芽胞细菌总数分别为0.59×108 CFU·g-1和0.38×108 CFU·g-1,依然可达到农业行业标准要求.生物有机肥中功能芽胞细菌数量最高,生物复混肥集合了三大肥料优点,堆肥中普通微生物数量和多样性最高.完全腐熟的堆肥经过自然风干后可作为微生物菌剂载体.     

四川九龙山自然保护区林麝栖息地典型植被土壤微生物群落特征

为了解四川九龙山自然保护区林麝栖息地典型植被(灌木林、针阔混交林和阔叶混交林)下土壤微生物群落特征,探讨土壤微生物类群对地表植被组成的影响。采用平板稀释法进行活菌计数与菌株分离,16SrRNA PCR鉴定分离菌,常规方法测定土壤理化学性质。结果表明,栖息地各植被类型下共由11种细菌菌属组成;以芽孢菌占主要部分,韦氏芽胞杆菌(Bacillus weihenstephanensis)、巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)和苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)为优势菌群。各植被类型土壤均以细菌为主,放线菌次之,真菌最少;土壤微生物总数排序为灌木林针阔混交林阔叶混交林;各植被类型下不同土层中微生物的分布趋势是0~20cm20~40cm40~60cm。相关性分析结果表明,pH值与放线菌呈显著正相关性(R=0.676,P0.05),总微生物与细菌总数呈极显著正相关性(R=1,P0.01),总微生物与放线菌呈显著正相关性(R=1,P0.01)。     

短小芽孢杆菌过渡态调节因子AbrB的功能特征

【目的】AbrB是枯草芽孢杆菌中重要的过渡态调节因子，在细菌从对数生长期到稳定期的转换阶段发挥作用，但其功能在短小芽孢杆菌中知之甚少，故进一步探究其调控作用。【方法】为了解AbrB在短小芽孢杆菌中所参与的生物学功能，利用具有反向选择标记的温度敏感型质粒载体在短小芽孢杆菌SCU12中对abrB基因进行无痕敲除，获得菌株SCU12(ΔabrB)。为研究敲除菌表型变化，对细菌生长曲线和胞外蛋白酶活性进行测量，观察菌落形态和生物膜形成并利用swarming平板检测其运动性。【结果】获得一株abrB敲除菌株SCU12(ΔabrB)。生长曲线结果显示，与亲本菌株相比，abrB敲除菌株的最高OD_{600 nm}值降低24%,生长受到抑制；肉眼观察菌落形态发现菌落颜色和形态发生改变；运动性实验表明敲除菌株运动性降低；18 h以内敲除菌株生物膜形成时间提前；胞外蛋白酶活性显著增加，是亲本菌株的1.59倍。【结论】abrB基因在短小芽孢杆菌中具有广泛的调节作用。     

花椒林下土壤微生物数量和酶活性对生物质炭的响应

【目的】研究不同秸秆生物质炭对土壤微生物数量和酶活性的影响,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化6 h得到的生物质炭为材料,以花椒林下黄壤为供试土壤,通过室内培育试验,以不添加任何生物质炭为对照(CK),测定了不同添加量(1%,2%,4%,均为质量分数)玉米、水稻和油菜秸秆生物质炭处理土壤的微生物(细菌、真菌、放线菌)数量和酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶)活性,并分析了土壤微生物数量与酶活性之间的相关性,计算了不同处理的土壤酶指数(SEI)。【结果】秸秆生物质炭类型和添加量均会影响土壤细菌、真菌和放线菌数量。与对照相比,秸秆生物质炭处理土壤的细菌和放线菌数量分别增加了42.7%～211.8%和4.9%～291.7%,真菌数量降低了15.2%～52.5%。3种秸秆生物质炭中,当添加量相同时,水稻秸秆生物质炭处理的细菌、真菌和放线菌数量及微生物总量最高。与对照相比,添加生物质炭显著降低了土壤过氧化氢酶活性,显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性,当添加量为2%时,水稻秸秆生物质炭的土壤酶指数最大(SEI=0.62),是其他秸秆生物质炭SEI的1.07～1.23倍。【结论】花椒林下土壤微生物数量与酶活性密切相关,施用生物质炭改善了土壤生物环境。从土壤微生物数量和酶活性指数综合考虑,添加2%水稻秸秆生物质炭对改善花椒林下土壤生物环境的综合效果最优。     

成都市郊区土壤芽孢杆菌的初步研究

利用格网抽样与重点抽样相结合的混合随机抽样技术以及全球卫星定位系统(GPS),在成都市郊区采集耕作层土样20个,采用稀释平板计数法对其芽孢杆菌和总细菌进行了分离.结果表明,芽孢杆菌是成都市郊区土壤细菌中的主要类群,约占细菌总量的25.3%;鉴定出13种芽孢杆菌中,广泛分布的种有巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和环状芽孢杆菌.根据物种多样性分析的结果,成都市郊区芽孢杆菌物种较丰富,绝大多数样点能分离到2个种以上,少数采样点可达4个种以上.单个样点均匀度指数较低,生态优势度较高,存在明显的优势种.     

生物炭对连作障碍条件下土壤微生物和草莓生长的影响

为合理利用农业废弃物和防治草莓连作障碍,以草莓连作8年的土壤为研究对象,设定5个生物炭水平,分别添加质量分数为0%、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的小麦秸秆生物炭,研究生物炭处理对连作障碍条件下草莓生长和土壤微生物特征的影响。结果表明,施用生物炭能够增加草莓根际土壤微生物含量,随着生物炭的增加,微生物总量先升高然后降低,根长和叶面积变化也表现出相似的趋势。当生物炭添加量为0.30%时,草莓根际土壤微生物最丰富,微生物总量达6.15×10~7 CFU/g,比不添加生物炭提高了49.03%,有效地改善了土壤环境,进而有利于草莓的生长,草莓根系生长量提高,有利于营养吸收和物质转化,单株叶面积比不添加生物炭的处理显著增大,进而更有利于干物质积累和产量的形成。土壤细菌和真菌数量与根系某些指标为显著或极显著正相关,与叶面积表现出极显著正相关关系,而放线菌与根系生长和叶面积相关性不大。总之,施用生物炭能有效提高连作障碍条件下草莓根际土壤微生物数量,促进草莓根系和叶面积的生长,且添加量为0.30%时,对连作土壤改良效果最好。     

生物炭对小麦根际和根内微生物群落结构的影响

为了研究生物炭对小麦根际和根内微生物群落组成的影响,开展盆栽培养试验,利用高通量测序技术分析生物炭对小麦根内、根际和空白土壤中细菌群落结构组成的影响。结果表明,小麦根内微生物的群落多样性显著(P<0.05)低于根际和空白土壤中的微生物群落多样性,即植物根系能够过滤和筛选部分微生物在其根内定殖生长,其中,变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria)是小麦根内环境中的优势菌门。生物炭能够显著(P<0.05)影响小麦根内和根际微生物组的结构组成。在根内,加生物炭显著(P<0.05)提高了疣微菌科(Verrucomicrobiaceae)和Luteolibacter属细菌的相对丰度;在根际,加生物炭条件下相对丰度显著(P<0.05)上升的微生物菌群包括疣微菌门(Verrucomicrobia)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、芽孢杆菌目(Bacillales)、环脂酸芽孢杆菌科(Alicyclobacillaceae)、Luteolibacter、Tumebacillus、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、小坂菌属(Kosakonia)、溶杆菌属(Lysobacter)、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、Blastomonas、马赛菌属(Mssilia)、原囊菌属(Archangium)和肠杆菌属(Enterobacter)。整体来看,根际微生物群落对生物炭处理更为敏感,生物炭添加会显著(P<0.05)影响小麦根际的标志微生物种类。     

生物炭稻田施用下的土壤固碳减排效应及其微生物群落结构分析

我国每年秸秆焚烧造成大量污染,而炭化还田作为秸秆还田的重要形式之一,在杜绝秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还可以改变土壤微生物群落结构,改善土壤理化性质,达到增肥增产的效果。本文通过静态箱-气相色谱法和高通量测序方法对经过生物炭处理的丹阳水稻实验田土壤进行了温室气体排放量和种群结构分析。结果表明:700℃炭化的生物炭性状表现优于300℃炭化的生物炭;秸秆炭化还田显著降低了N_2O、CH_4的累计排放量,而CO_2累积排放量与对照相比差异较小;秸秆炭化还田提高了土壤微生物群落多样性,且在水稻生长的不同时期群落多样性具有差异性;甲基单胞菌属、紫色非硫细菌、泉发细菌属和甲基球菌属等相对丰度与土壤中温室气体的排放量显著相关。     

蜡状芽胞杆菌群16S rDNA分析

蜡状芽胞杆菌群主要包括炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthracis)、蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)、苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis).GenBank已有这个群的8个菌株完成了全基因组序列测定.对这8株蜡状芽胞杆菌群菌株中98条16S rDNA的序列进行相互BLAST比较,发现在同一基因组内各个16S rDNA拷贝全局相似度最低为96.47%,在不同基因组间16S rDNA局部片段比对最小相似度达到99.72%,对应片段长度也有1417 bp.这点充分说明,该群的细菌完全共用同一种16S rDNA,根据16S rDNA给细菌分类的特点,它们应该属于同一个种.在亲缘关系上,枯草芽胞杆菌离蜡状芽胞杆菌群最近.     

生物炭对溶液中钾离子吸附特性研究

本研究分别选用小麦秸秆、小麦玉米混合秸秆作为原料,在350℃下限氧控温热解分别制成生物炭,将两种原生物炭经水洗释放钾素后得到的两种水洗生物炭作为吸附剂,采用吸附模拟实验,研究两种水洗生物炭对溶液中钾离子的吸附特性,并采用傅里叶红外光谱技术(FTIR)和扫描电镜技术(SEM)分析生物炭吸钾前后表面官能团和形貌结构的变化。结果表明:由红外光谱谱图和扫描电镜结果可知,生物炭表面具有明显的多孔隙结构及丰富的含氧官能团,使其能通过物理和化学过程吸附钾离子。由吸附等温线可知,两种生物炭对钾离子的吸附量随平衡浓度增加而增加,呈现非线性过程,可用Frendlich方程对吸附曲线进行拟合,且不同原料制备的生物炭对钾离子的吸附能力不同。综上所述,生物炭具有良好的钾素吸附性能,在农田系统中可作为钾素淋溶控制材料。     

pH对解淀粉芽胞杆菌TR2生长和在土壤中定殖的影响

【目的】为了明确解淀粉芽胞杆菌TR2菌株在不同pH值土壤中的定殖能力及运动性、生物膜形成等相关的影响。【方法】采用平板计数法、结晶紫染色法、运动性平板法等研究不同pH条件对菌株的生长速度、趋化性、生物膜形成、涌动性及在土壤中的定殖能力。【结果】解淀粉芽胞杆菌TR2菌株适合生长和定殖的pH值范围为pH5～10,其中最适pH为7～8,且在pH为7～8的环境中，菌株有较好的涌动性运动能力。解淀粉芽孢杆菌TR2在pH7的中性环境中向不同pH环境的趋向中，向pH 8的趋向最为明显。解淀粉芽孢杆菌TR2在pH8～9形成良好复杂的生物膜，在pH8的土壤中的定殖能力好于其他处理。【结论】中性或弱碱性土壤更利于解淀粉芽胞杆菌TR2菌株的生长与定殖，为解淀粉芽胞杆菌TR2菌株的开发和利用提供了试验依据。     

成都市郊区土壤芽孢杆菌的初步研究

利用格网抽样与重点抽样相结合的混合随机抽样技术以及全球卫星定位系统(GPS),在成都市郊区采集耕作层土样20个,采用稀释平板计数法对其芽孢杆菌和总细菌进行了分离。结果表明,芽孢杆菌是成都市郊区土壤细菌中的主要类群,约占细菌总量的25、3％;鉴定出13种芽孢杆菌中,广泛分布的种有巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和环状芽孢杆菌。根据物种多样性分析的结果,成都市郊区芽孢杆菌物种较丰富,绝大多数样点能分离到2个种以上,少数采样点可达4个种以上。单个样点均匀度指数较低,生态优势度较高,存在明显的优势种。     

BA-生物种衣剂在番茄上的应用效果

BA-生物种衣剂由维涅兰德固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽胞杆菌、泾阳链霉菌混合配制而成。田间试验结果表明:该种衣剂用于番茄包衣后,能辅助番茄吸收土壤中速效养分,较清水处理平均增产28 10%,差异显著。     

巨大芽孢杆菌对商洛烤烟生长及土壤微生物的影响

以''云烟99''为试验材料,应用高通量测序技术,主要研究巨大芽孢杆菌及不同施用量对商洛烟田土壤微生物群落特征、烤烟生长及产质量的影响。结果表明,施用巨大芽孢杆菌可有效促进烤烟生长,提高烤烟产量、产值、均价及上等中等烟比例,显著增加烤烟经济效益,其中6 kg/667m处理效果最佳。土壤微生物测序结果表明,该区域土壤微生物主要优势菌群为变形菌门和放线菌门,该优势贯穿烤烟整个生育期,另有酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等在特定时期表现出一定的优势,本试验所用的巨大芽孢杆菌属于厚壁菌门,该菌在施用后30 d表现为优势菌群,随着生育期的推进优势逐渐减弱。此外,各菌剂处理微生物多样性指数均显著高于对照,且各处理间微生物群落结构差异显著（P<0.05）。综上所述,巨大芽孢杆菌的应用有效地促进烟草生长,提高了烟草品质,并对土壤微生物群落结构产生显著的影响,研究结果可为该地区微生物菌剂的应用与研究提供理论基础。