新疆低阶煤微生物转化菌种的选育及转化能力测定

【目的】研究微生物对新疆低阶煤的降解转化能力,筛选出适合降解新疆低阶煤的菌株。【方法】从新疆不同地域采集煤样及煤水样进行菌种分离纯化,筛选出将煤样转化为黑色液滴的菌株,并利用液体培养基进行溶煤实验,测定其转化能力。【结果】4号、8号和201号菌株转化率分别达到53.12%、51.86%和48.17%,表现出良好的降解能力。【结论】选育出三株与新疆低阶煤相匹配的降解菌株,为探索新疆低阶煤资源的创新利用提供了参考。     

不同盐浓度下外源微生物菌对水稻生长发育及产量的影响

【目的】 研究外源菌对水稻耐盐性的影响机制。【方法】 以水稻品种秋田小町为材料,于2019年4~10月采用盆栽方式,研究不同盐胁迫下(0、1、2、4 g/kg)根系接种微生物菌对水稻的生育进程、地上部生长指标、产量及产量构成因素的影响。【结果】 水稻根系在接种和未接种外源微生物菌后,其苗期成活率、孕穗期单株叶面积、最高分蘖数、单株干物质总量、每穗粒数、结实率、千粒重及单株产量均随着NaCl 浓度的增加呈下降的趋势,且轻度盐胁迫处理(1 g/kg)与正常对照处理(0 g/kg)之间无显著差异(P<0.05);在中度盐胁迫(2 g/kg)下,接种外源微生物菌比较未接种条件可显著提高水稻苗期成活率、孕穗期单株叶面积、分蘖成穗能力、单株干物质总量和单株产量;在重度盐胁迫(4 g/kg)下,水稻植株受盐害死亡,外源菌的效果未能体现。【结论】 当水稻受到中度盐胁迫(2 g/kg)时,水稻根系接种外源微生物菌可以缓解盐逆境对水稻生长的抑制作用,提升水稻成活率和产量,增加水稻耐盐性。     

儿茶酚和莨菪碱对水稻纹枯病菌氨基酸合成和分泌的影响

【目的】为明确水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG 1-IA)黑色素形成前体物质酪氨酸等氨基酸成份在不同培养处理中的差异。【方法】利用氨基酸分析仪对水稻纹枯病菌在3种培养处理(PDB对照,添加了300μg/mL质量浓度莨菪碱的PDB和50μg/mL质量浓度儿茶酚的PDB)后菌丝体和发酵液的氨基酸成份进行了分析。【结果】水稻纹枯病菌菌丝体中谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸3种氨基酸含量相对比较丰富,而谷氨酸的含量最高,达到总氨基酸的15.49%;水稻纹枯病菌发酵液中天冬氨酸和谷氨酸含量最为丰富,分别达到了总氨基酸的17.83%和58.21%;在3种处理中,不管是菌丝体还是发酵液中,都是谷氨酸和天冬氨酸最为丰富。影响水稻纹枯病菌菌丝体黑色素形成的前体物质酪氨酸的含量在3种处理的菌丝体中没有显著差异;但300μg/mL质量浓度的莨菪碱处理组与对照组和儿茶酚处理组中的苯丙氨酸含量都存在显著差异,而对照组和50μg/mL质量浓度的儿茶酚处理组的苯丙氨酸含量差异不显著。水稻纹枯病菌发酵液中对照组和50μg/mL质量浓度的儿茶酚处理组酪氨酸含量没有显著差异,但是300μg/mL质量浓度的莨菪碱处理组与对照组和儿茶酚处理组酪氨酸含量都存在显著差异,而苯丙氨酸在发酵液中差异不显著。【结论】影响水稻纹枯病菌菌丝体和发酵液黑色素形成的氨基酸不同,苯丙氨酸对水稻纹枯病菌菌丝体黑色素形成更加重要,而酪氨酸对水稻纹枯病菌发酵液黑色素形成更加重要,以上结果为氨基酸对水稻纹枯病菌黑色素形成的影响提供了参考依据。     

纳米炭粉对土壤微生物活性的影响

【目的】研究纳米炭粉对土壤脱氢酶活性和微生物量碳含量的影响。【方法】采用室内模拟方法,研究了不同纳米炭粉添加量(0.00,1.00,3.00,5.00,10.00,20.00g/kg)下土壤脱氢酶活性和微生物碳的变化,并分析了不同质量浓度纳米炭粉(0.0,1.0,3.0,4.5,7.5,15.0,30.0g/L)对脱氢酶酶促反应产物——甲臜的吸附作用,以探明是否可用TTC法检测脱氢酶活性。【结果】与未添加纳米炭粉处理相比,添加纳米炭粉后土壤脱氢酶活性降低,土壤微生物量碳含量总体略有增加,并保持在一个稳定的水平,表明纳米炭粉对微生物有微弱的激活作用。吸附试验结果表明,由于纳米炭粉具有较高的吸附性能,其加入后会很快吸附甲臜,导致产物量过低,呈现出土壤脱氢酶活性被抑制的假象。【结论】纳米炭粉可激活土壤微生物活性,采用TTC法分析纳米炭粉土壤脱氢酶效应的结果并不可靠,需寻找更加完善的方法。     

新疆低阶煤溶煤菌的分离与鉴定

【目的】从采集的煤、腐木和土壤样品中分离、鉴定出能够高效降解新疆低阶煤的菌株,研究细菌对新疆低阶煤的转化能力。【方法】用牛肉膏蛋白胨培养基分离、纯化菌株;通过初步筛选,选出发酵之后CZAPECK DOX-medium培养基变成深褐色或者黑色的菌株,之后利用液体培养基对菌株的溶煤率进行测定;构建溶煤菌株的16S r DNA基因系统发育树并对菌株进行生物学鉴定。【结果】从采集的样品中共分离出191株细菌,从煤样品、腐木样品和土壤样品中分别分离出25、61和105株菌,分别占总数的13%、32%、54%。通过初步筛选,选出28株具有溶煤功能的菌株,其中NH-6、NF-1、NH-3、YF-3、NG-4的溶煤率分别为35.06%、34.72%、25.23%、28.03%、35.89%,对新疆低阶煤具有较好的降解能力。经过初步鉴定NG-4、NF-1、YF-3均属于芽孢杆菌属(Bacillus);NH-3、NH-6属于假单孢菌属(Pseudomonas)。【结论】筛选得到的几株芽孢杆菌属(Bacillus)和假单孢菌属(Pseudomonas)的菌株对新疆低阶煤具有较高的降解能力,补充了新疆低阶煤降解菌资源。     

紫外诱变选育高效微生物絮凝剂产生菌及其应用

【目的】为紫外诱变技术在环境工程中的应用提供参考。【方法】由1株絮凝剂产生菌XL-18出发,经过紫外诱变得到絮凝活性高的正突变菌株YB-1,用红外光谱、薄层色谱分析纯化后YB-1产微生物絮凝剂的成分,苯酚-硫酸法分析样品中糖含量,双缩脲法分析样品中蛋白质含量,并用YB-1产微生物絮凝剂处理水性油墨废水,研究了不同因素(pH、投加量、助凝剂)对絮凝效果的影响。【结果】菌株YB-1的絮凝率为95.0%;YB-1产微生物絮凝剂含有羟基、羧基等官能团,总糖含量为6.630 g/L,不含蛋白质,其是由葡萄糖和甘露糖为主要单体组成的多糖;添加0.5 mol/L CaCl2溶液作助凝剂、废水pH 8.0、YB-1发酵液投加量为60 ml/L时,水性油墨废水的COD、浊度、色度去除率分别为88.25%,94.55%和95.27%,并得到了该微生物絮凝剂的动力学方程。【结论】紫外诱变技术可以明显提高微生物絮凝剂的絮凝活性,是获得高效微生物絮凝剂产生菌的有效途径。     

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20 ℃条件下,在装有127.5 g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆（0.961,0 g/盆）和微生物制剂（2.88,0.961,0 mg/盆）,后培养75 d,测定秸秆腐解期间CO₂释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75 d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15 ℃下秸秆CO₂-C的净累积释放量较20 ℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15 ℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20 ℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。     

不同酸度下外源铝对茶叶铝含量及品质的影响

【目的】研究土壤pH值及铝含量对茶叶铝含量及茶叶品质的影响,初步确定可改善茶叶品质的施铝量和施铝方法。【方法】以"蜀永906"为试材,采用盆栽试验,通过根施和喷施2种方法(根施铝量分别为0,0.5,1.0,和2.0g/kg,叶面喷施铝质量浓度设为0,2.5,5.0和10.0g/L)加入不同浓度梯度外源铝,并加入硫磺(0,0.32,0.64g/kg)调节土壤酸度,测定茶叶中铝含量及茶多酚、咖啡碱、氨基酸的质量分数。【结果】在同一酸度下,根施外源铝可不同程度提高茶叶中铝含量与茶多酚的质量分数,并可降低茶叶中咖啡碱和氨基酸的质量分数;同时当叶面喷施外源铝质量浓度分别为2.5,5.0g/L时,咖啡碱和氨基酸质量分数分别达到最高,而根施外源铝在0.5g/kg时,茶多酚、氨基酸和咖啡碱的质量分数都达到最高。在同一根施外源铝处理中,土壤加入硫磺的量越多,茶叶中茶多酚、氨基酸和咖啡碱的质量分数越小。【结论】在农业生产中,从提高茶叶品质方面考虑,根施铝量以0.5g/kg为宜。而叶面喷施铝的质量浓度为2.5g/L时咖啡碱质量分数达到最大,5.0g/L时氨基酸质量分数最大。     

基于高通量测序技术的酿酒葡萄产区土壤微生物多样性

【目的】研究新疆4大酿酒葡萄产区土壤中的微生物群落结构及多样性,为构建新疆酿酒葡萄主产区的微生物菌库奠定基础。【方法】分别从新疆酿酒葡萄主产区采集土壤样品,提取总DNA,通过Illumina MiSeq高通量测序结合生物信息学分析,得到新疆酿酒葡萄主产区的土壤微生物群落结构及多样性。【结果】在12份土壤样品中,伊犁河谷土壤中细菌的群落多样性最高,天山北麓土壤中细菌群落多样性最低;吐哈盆地中真菌群落多样性最低,焉耆盆地中真菌的群落多样性最高。节杆菌属细菌和耐冷酵母属真菌是吐哈盆地和天山北麓葡萄园土壤中的优势菌属;芽单胞菌属细菌和刚毛四枝孢属真菌是伊犁河谷葡萄园土壤中的优势菌属;节杆菌属细菌和赤霉菌属真菌是焉耆盆地葡萄园土壤中的优势菌属。土壤pH值对细菌群落组成的影响最显著,Mn元素含量对真菌群落组成的影响最显著。【结论】揭示了新疆酿酒葡萄主产区土壤中细菌和真菌群落组成,新疆酿酒葡萄产区的微生物多样性存在差异。     

我国主要农田土壤对外源As(Ⅴ)吸附的差异及其与理化性质的关系

【目的】研究不同农田土壤对砷的吸附能力,以明确砷在土壤中的迁移转化及其有效性。【方法】 集全国18种典型农田土壤,分析其主要理化性质,采用吸附试验,测定不同土壤对外源砷（As(Ⅴ)）的吸附量及吸附率,并分析土壤吸附能力与土壤理化性质间的关系。【结果】不同农田土壤的理化性质存在明显差异。酸性土壤对外源砷的吸附能力大于碱性土壤,其中以赤红壤对外源砷的吸附能力最强,吸附量为1.64 mg/g,吸附率为6.83%,酸性土壤对外源砷的吸附量为0.19～1.64 mg/g,吸附率为0.64%～6.83%。碱性土壤中,以山东潮土对外源砷的吸附能力最强,吸附量为0.19 mg/g,吸附率达0.89%,山西褐土对外源砷吸附能力最差,吸附量仅为0.15 mg/g。土壤对外源砷吸附量与土壤黏粒和有机质含量呈正相关,与pH、阳离子交换量（CEC）、全磷、速效磷、CaCO₃含量呈负相关。【结论】不同农田土壤对外源砷的吸附能力存在明显差异,其中pH对土壤吸附砷能力的影响最明显。