植物间作下根际微生物和土壤酶与土壤多氯联苯（PCB）降解的关系

以大豆、黑麦草和南瓜为材料,采用盆栽实验,研究了3种植物的单作和相互间作的不同种植方式对多氯联苯污染上壤的根际修复效应与机理.结果表明:(1)PCB去除率与土壤蛋白酶和磷酸酶活性均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.878和0.929(P<0.01),推测这两类酶可能参与了PCB的生物降解过程;(2)PCB去除率与土壤真菌密度呈显著相关(r=0.797),而PCB去除率与土壤细菌及放线菌密度相关不显著;(3)在本实验条件下,微生物因素对土壤PCB的降解起主导作用,非灭菌土处理的土壤PCB去除率比灭菌土相对应的对照高出17.7%～30.75%;(4)根系分泌物能显著强化微生物的降解功能,添加黑麦草和大豆根系分泌物处理的土壤PCB去除率分别比只加营养液的对照高出21.4%和24.9%.     

产脲节杆菌DnL1-1与小麦联合对阿特拉津降解的影响

【目的】研究产脲节杆菌DnL1-1与小麦联合对阿特拉津污染土壤联合降解修复的作用效果.【方法】利用盆栽试验考察了不同浓度阿特拉津处理下小麦对产脲节杆菌DnL1-1种群密度以及对阿特拉津降解的影响.【结果】随着阿特拉津浓度的逐渐降低,小麦根际及非根际土壤中DnL1-1定殖浓度也逐渐降低;接菌浓度越低,定殖效果越差,相应对阿特拉津的降解效果也越差;不同体积分数阿特拉津处理(5 833.3、466.7、116.7μg/kg)下,DnL1-1与小麦协同对阿特拉津的平均降解率依次为98.4%、92.0%和84.5%,显著高于DnL1-1单独作用;阿特拉津体积分数为116.7μg/kg时,小麦与DnL1-1有效减少了其降解产物DEA、DAA、HA和DIA的残留积累,(DEA、DAA、HA和DIA减少了61.6%、52.2%、9.7%和24.4%.【结论】产脲节杆菌DnL1-1与小麦拌种可有效地减少低浓度阿特拉津及其脱烷基降解产物的积累,对于低浓度阿特拉津污染土壤的原位修复具有一定的应用效果.     

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。     

黑麦草根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药的效应

通过盆栽模拟试验,研究黑麦草Lolium multiforum的根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)的影响效应。结果显示,在供试OCPs含量(0~343.61 mg·kg~(-1))范围内,根系分泌物介导下植物-土壤-微生物系统(TR~2)对OCPs污染物的去除具有明显的促进作用:3个处理中,TR~2对OCPs的去除率最高(77.57%),较对照组(CK)高出33.49%,较土壤微生物活性被抑制的植物-土壤系统(TR1)高出58.16%。借助细菌计数法对根际微生物数量的检测结果则显示,相同污染水平下,TR~2系统里微生物数量最多,CK次之,TR1最少。说明黑麦草的根系分泌物对OCPs去除效果的促进作用可能与根际微生物种群数量的变化有关:根系分泌物的存在提高了根际微生物的种群数量,其降解效能随之提高。     

玉米幼苗对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响

通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响.结果表明,玉米加快了土壤中芘的降解,提高了芘在土壤中的降解速率.试验期间,根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土,根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性均高于非根际土,代谢熵低于非根际土.脂肪酸(FAME)分析结果表明,与非根际土相比,芘污染玉米根际土微生物群落结构发生了显著的变化,主要表现在真菌特征脂肪酸以及真菌/细菌的比值显著升高,细菌和GN-细菌特征脂肪酸显著降低,且这种效应随着培养时间的推移在P<0.01水平显著.根际土和非根际土中丛枝菌根真菌、GN+细菌和放线菌特征脂肪酸差异随着培养时间的延长逐渐加大,45 d时其差异均在P<0.05水平显著.     

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。     

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。     

异丙甲草胺对烤烟根际土壤微生物和酶活性的影响

为了探明根际微生物数量与除草剂污染之间的关系,研究了异丙甲草胺对烟草植地根际与非根际土壤微生物的种群动态变化、土壤呼吸强度及酶活性的影响。结果表明:根际土壤中微生物数量、土壤呼吸强度和酶活性均高于非根际土壤。根际土壤微生物对异丙甲草胺的敏感程度依次为真菌〉细菌〉放线菌;除过氧化氢酶外,根际土壤脱氢酶、脲酶及磷酸酶的活性与对照土壤均存在显著差异。第60 d,异丙甲草胺在根际土壤中的降解率为80.50%,半衰期为26.82d,比在非根际土壤中的降解速率提高了1.21倍,半衰期缩短了17.76%。     

干旱沙漠区2种深根植物根际微生物数量分布及根际效应研究

本研究以古尔班通古特沙漠东南缘2种深根植物疏叶骆驼刺、多枝柽柳不同土层深度根际土壤、根外土壤为研究对象,运用平板划线法研究根际土壤、跟外土壤微生物数量,并对其根际效应进行探讨。研究结果显示,细菌占根际可培养微生物数量中的绝大多数。每种植物根际细菌数量、微生物总数在不同土层有相同的波动变化规律。根际真菌、放线菌在不同植物不同土层也呈现差异性分布。根际细菌数量、微生物总数排序为疏叶骆驼刺>多枝柽柳。根际真菌、放线菌数量排序为疏叶骆驼刺>多枝柽柳。除多枝柽柳根际细菌、放线菌、微生物总数在0～50 cm和200～250 cm土层呈现负效应,其余样本根际效应均为正效应。     

异丙甲草胺对根际土壤微生物数量的影响及其在根际环境中的降解研究

为探明根际微生物数量变化与有机污染物消解之间的关系,揭示根际环境中农药快速降解的机理,通过根际袋法土培试验,研究了异丙甲草胺对芹菜根际与非根际土壤微生物数量的影响及异丙甲草胺在根际与非根际土壤中的降解特性。结果表明,在试验初期,异丙甲草胺对细菌数量有一定的抑制作用,7d后土壤细菌数量增加,并高于对照土壤。异丙甲草胺对真菌的生长有一定的刺激作用,而且这种刺激作用随所用药剂浓度的提高而增强。在整个试验周期内,无论是处理土壤还是对照土壤,根际土中的微生物数量均要高于非根际土。各浓度处理条件下根际土中异丙甲草胺的半衰期均小于非根际土,1、2.5、5mg·kg-1浓度下根际土中异丙甲草胺的半衰期分别缩短为非根际土的86.22%、78.95%、77.97%,相应的降解速率常数分别为非根际土的1.16、1.27、1.28倍。在根际土壤中,异丙甲草胺更易降解。     

环丙沙星高低累积菜心根际土壤酶活性和微生物学特性差异研究

为查明环丙沙星高、低累积菜心根际消除环丙沙星(CIP)高低差异的微生物学机理,通过室内土壤盆栽实验,研究了这两种菜心根际土壤中酶活性和微生物学特征差异。结果表明:种植高、低累积菜心均促进土壤CIP的消除,在高污染水平时,高累积菜心对土壤CIP的消除效果显著高于低累积菜心,其降解率分别为48.7%和39.4%(P0.05);高累积菜心根际土壤的可培养细菌数量和细菌群落结构多样性与丰富度(尤其含CIP特异降解菌Beta proteobacteria的相对丰度),以及过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于低累积菜心。研究结果初步揭示了高累积菜心根际去除CIP能力更强且体内吸收累积CIP更多这一初步机理。     

哈茨木霉菌对水稻幼苗根际土壤微生物和酶活性的影响

采用钵盘育苗试验,研究了哈茨木霉菌在调节水稻苗床土壤微生物群落及土壤酶活性中的作用。研究结果表明：哈茨木霉菌能有效调节水稻幼苗根际土壤微生物群落组成;哈茨木霉菌对细菌、真菌和放线菌数量的影响程度明显不同,播种28天后,哈茨木霉菌接种处理的水稻幼苗根际土壤细菌和放线菌数量较对照分别增加50.70%和48.56%,而真菌数量较对照减少16.15%,并且哈茨木霉菌数量较刚播种时增加了138.46%;哈茨木霉菌也能显著提高土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性,分别较对照提高8.55%、18.31%和49.61%。研究表明,哈茨木霉菌具有改善土壤微生态环境的作用。     

防风枯萎病拮抗真菌的筛选鉴定及防效评价

【目的】从防风根际土中分离筛选出对防风枯萎病具有较强防治效果的生防真菌。【方法】采用对峙培养法从根际土壤中筛选出1株可拮抗尖孢镰刀菌的真菌菌株MR-97,并测定其抑菌谱;根据真菌菌落特征、显微特征,结合ITS序列分析等方法对拮抗菌株进行鉴定;通过显微观察MR-97对尖孢镰刀菌菌丝生长的影响;采用抗生素标记法测定拮抗菌株在土壤中的定殖能力;进行田间盆栽试验,检验MR-97对防风枯萎病的防治效果。【结果】本研究筛选出1株对尖孢镰刀菌抑菌效果为64.44%的拮抗菌株MR-97,其对木贼镰刀菌、灰葡萄孢等8种常见病原菌具有较强的抑菌效果,经鉴定菌株MR-97为土曲霉Aspergillus terreus。MR-97与尖孢镰刀菌对峙培养可使病原菌菌丝产生膨大、畸形、菌丝破损、内含物凝集等现象;在土壤中具有良好的定殖效果,土壤含菌量最高为9.8×10⁶ CFU/g。盆栽试验中,MR-97对防风枯萎病防效为67.86%,防治效果较好。【结论】土曲霉MR-97可有效抑制尖孢镰刀菌等多种病原菌菌丝生长,可在土壤中较快定殖并发挥生防效力。作为优质的生防菌源,MR-97具有一定的开发应...     

3种土壤下巨菌草对镉胁迫的生理响应

通过盆栽试验研究了四川盆地3种典型土壤(冲积土、紫色土和黄壤)不同浓度镉(Cd)处理(0、20、50、100 mg·kg~(-1))对巨菌草植株生长的影响以及对抗氧化酶、丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素等生理生化指标的影响。结果表明:3种土壤条件下,20 mg·kg~(-1)的Cd处理浓度对巨菌草的生长未造成显著影响,而随着处理浓度的增加,巨菌草的生长受到了显著的抑制作用;巨菌草地上部和地下部生物量随着Cd处理浓度的增加而呈现下降趋势,各部分生物量的降幅表现为黄壤紫色土冲积土。巨菌草地上部与地下部植株Cd含量随着Cd处理浓度的增加而显著增加,且表现为黄壤紫色土冲积土。巨菌草叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性均随着Cd浓度的增加呈先升高后降低的趋势;随着Cd处理浓度的增加,可溶性蛋白含量呈下降趋势,而丙二醛(MDA)和可溶性糖的含量则表现出上升趋势。总体来看,巨菌草对Cd污染具有一定的忍耐力和富集吸收作用,3种土壤类型中巨菌草对Cd的生理响应有所差异,但与其他2种土壤相比,冲积土中生长的巨菌草抗氧化酶活性的变化幅度和MDA含量都比较低,可溶性蛋白、叶绿素含量相对较高,表现出较强的耐Cd性。     

沉水植物对水体阿特拉津迁移的影响

通过研究阿特拉津在武汉市汤逊湖、南湖和荆州市洪湖的沉积物-水体系中分配、吸附和解吸行为,得出阿特拉津在该体系下解吸平衡分配系数KPd远大于吸附平衡分配系数KP,即其滞后解吸行为显著,表明阿特拉津一旦从水中进入沉积物,则很难得以解吸。在此基础上,将南湖沉积物添加阿特拉津淹水培养沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum),设置阿特拉津初始浓度为0.1、0.25、0.5 mg·kg~(-1),结果表明:两种植物均能直接吸收阿特拉津,在第20 d,初始浓度为0.25mg·kg~(-1)时,菹草和穗花狐尾藻体内阿特拉津浓度分别为13.4、11.2 mg·kg~(-1);两种植物对水体中阿特拉津具有一定的去除作用,培养45 d后,随着浓度的增加,菹草和穗花狐尾藻对根际沉积物中阿特拉津的去除率分别达到92%、86%、91%和84%、82%、90%,至60d时,对上覆水中阿特拉津降解率分别为35.0%、51.3%、1.50%和32.4%、61.8%、0.44%。尽管水体中残留阿特拉津容易被沉积物吸持,但在一定浓度范围内仍可用适当的沉水植物对其进行去除。     

根际解钾菌的筛选及其对烟草钾素吸收的影响

为提高烟叶钾含量,减少化肥施用量,采用选择性培养基结合烟草凝集素的筛选方法从烟草根际筛选高效解钾菌株,并分别通过盆栽试验和田间试验评估菌株对促进烟草生长及钾素吸收的效果。共筛选获得6株烟草根际解钾菌株,其中假单胞菌(Pseudomonas sp.)LK26菌株具有较优良的促生长特性。盆栽试验表明LK26菌株可显著提高烟草叶片和根系重量,提高烟草根际土壤钾含量及烟叶钾含量。田间试验表明,与施加减钾肥20%、未接种菌液及施全肥、未接种菌液的烟草植株相比,接种LK26菌株的烟草植株其根际土壤钾含量分别提高27.71%和10.25%;其下叶、中叶和上叶钾含量分别提高17.80%和5.30%,40.59% 和24.48% 以及15.69% 和5.36%。该菌株是一株潜在的烟草用生物钾肥优良菌株,具有进一步研究和应用潜力。     

锑污染土壤中添加蚯蚓对油菜生长及土壤特性的影响

为探究蚯蚓对锑污染土壤中油菜的生长及根际土壤特性的影响，通过盆栽培养试验，研究了赤子爱胜蚓添加后锑污染下油菜幼苗生物量、富集系数的变化，并从根际土壤养分、酶活性和细菌群落结构3个方面初探了锑污染状况下蚯蚓对油菜富集锑的影响机制。结果表明：锑污染土壤中，赤子爱胜蚓可以提高油菜的生物量以及锑的富集，南油杂1号锑的富集含量达到358.30mg··g^-1；锑显著抑制了过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性（P<0.05），蚯蚓显著提高了锑胁迫下两个油菜品种根际土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性（P<0.05），最大激活率分别为13%~31%、15%~48%和24%~44%；冗余分析表明全磷、全氮、碱解氮是影响土壤酶活性变化的重要因子；添加蚯蚓未改变油菜根际土壤中优势菌门的组成，主要增加了Bacteroidetes、Cyanobacteria和Chloroflexi的丰富度，其中Bacteroidetes与过氧化氢酶、脲酶活性呈极显著正相关（P<0.01）。研究表明，蚯蚓-油菜联合能降低农田土壤中锑的含量，起到一定的生态修复效果，南油杂1号的修复潜能大于沣油958。     

几种植物对土壤中阿特拉津的吸收富集特征及去除效率研究

通过盆栽实验比较研究了7种植物对土壤中阿特拉津的去除效率,阿特拉津在植物体内的富集、转移,以及土壤中阿特拉津去除效率与植物生物量、根系发达程度之间的关系。结果表明:植物能有效促进土壤中阿特拉津的去除,不同植物对土壤中阿特拉津的去除能力存在差异,其中去除效率最高的是皇竹草,比对照提高了40.37%,7种植物的去除率大小依次为皇竹草斑茅黑麦草高羊茅龙葵牛筋草香附子;不同植物的生物量、根冠比与植物对阿特拉津的去除率存在明显的正相关关系,相关系数分别为0.838、0.866;7种植物对阿特拉津均有一定的吸收、富集与转运的能力,其中皇竹草的富集系数和转运系数最高,分别为0.54和2.81,其次为斑茅和高羊茅。可见,皇竹草、斑茅和高羊茅对土壤阿特拉津污染具有较好的修复潜力。     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。