混合硫酸盐还原菌的筛选及其最适生长条件的研究

通过选择培养基筛选出混合硫酸盐还原菌,并研究其最适的生长条件,考察了接种量、温度、最初pH、Fe~(2+)对其生长的影响。结果表明,在接种量为10%,温度为35℃,初始pH为6.5,培养基内Fe~(2+)为200 mg/L时,混合硫酸盐还原菌生长最好。     

胶质芽孢杆菌Bacillus mucilaginosus的分离及对荒漠沙中棉花种子发芽的影响

对采集的土壤样品中解钾菌进行分离与鉴定,再以荒漠沙为土壤基质,加入含菌量为0、0.16、0.48、0.80、1.20、1.60(×108/CFU·m L-1)的菌液进行发芽试验,研究了解钾菌对棉花种子的发芽率、幼苗的鲜重、芽长和根长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,分离出的解钾菌为胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)。当沙漠土壤中加入不同含菌量的菌液后:棉花种子发芽时间提前0~24 h,发芽率随着菌含量的增加呈先增大后减少的趋势,当菌含量为0.8×108CFU·m L-1时发芽率最高为70.29%;茎的长度增加0.5~1.2 cm,主根的长度缩短0.20~0.65 cm,但促进了侧根的生长,幼苗的鲜重提高了0.0662~0.1582 g;幼苗中的相关酶和丙二醛含量分别有不同程度的增加和减少。     

木质素/皮胶/聚乙烯复合改良剂对风成沙稳定凋萎含水量影响

本研究旨在利用生物质基材料制备风成沙改良剂并研究其对风成沙稳定凋萎含水量的影响,确定改良剂改良效果最佳时各材料最佳掺量。笔者采用4水平3因素正交试验研究了木质素、皮胶、再生低密度聚乙烯对风成沙稳定凋萎含水量的影响。研究结果表明：3种材料制备的改良剂的加入对稳定凋萎含水量的提高具有显著地促进作用,其中皮胶影响达到极显著水平,木质素和聚乙烯影响不显著;皮胶掺量与土壤稳定凋萎含水量之间具有线性相关性,采用逐步分析法得二者间回归方程相关系数0.962。聚乙烯再生料在风成沙中掺量低于15%(wt%)时对风成沙土壤稳定凋萎含水量具有一定促进作用,超过15%时则会使该指标略有下降。木质素、皮胶、聚乙烯再生料在风成沙中添加比例为10%:20%:15%时,风成沙土壤稳定凋萎含水量达到最大值23.72%,改良剂改良效果最佳。该试验结果可为利用生物质材料改善风成沙保水性的研究提供一定的参考价值。     

基于BIOLOG指纹解析土壤可培微生物对铀污染的响应

为考察铀污染对土壤微生物群落的影响,以50、100、150 mg·L-1铀处理的土壤为研究对象,未处理的土壤为对照(CK),采用BIOLOG-ECO微孔板技术考察土壤微生物群落的功能多样性和碳源利用动力学特征等的变化。根据微孔板中的孔平均颜色变化率(AWCD)可知,铀污染对土壤微生物的生理活性呈现显著的抑制作用;采用Shannon多样性指数、Simpson指数、Mc Intosh指数描述微生物功能多样性,结果表明,铀处理组与CK的微生物群落功能多样性差异在3个多样性指数上均达到显著水平;土壤微生物对各类碳源的利用能力有所不同,以氨基酸类和胺类碳源为主;铀处理后,6类碳源相对利用率均比CK显著降低,其中羧酸类和多聚物类的利用率下降50%以上。主成分分析结果表明,铀污染后的土壤微生物特异利用的碳源主要有β-甲基-D-葡萄糖苷、D-半乳糖酸-γ-内脂、L-精氨酸等。因此,铀污染改变了土壤微生物的群落结构,导致微生物生理代谢等功能特性的变化。BIOLOG-ECO技术结合数学统计分析方法可以较为直观、快捷地反映土壤微生物的生物多样性,研究结果为评估和修复铀污染生态环境提供了理论依据。     

不同牧草在铀胁迫下生长及铀富集的比较研究

为考察牧草在铀污染土壤植物修复中的潜在应用价值,对24种牧草进行铀胁迫下的种子萌发分析,再通过盆栽措施考察优势牧草在铀胁迫下的苗期生长及铀富集情况。结果表明,有7种牧草种子在铀胁迫下具有较好的发芽能力,50 mg·L~(-1)铀对种子萌发具有一定的促进作用,100 mg·L~(-1)则有明显的抑制作用。不同铀浓度条件下牧草各品种之间的生长差异显著。通过对牧草苗期的铀富集情况分析,发现在150 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)铀胁迫下,单盆铀富集量较大的分别为多花黑麦草(10.36 mg·pot~(-1))和单年生黑麦草(3.58 mg·pot~(-1));多花黑麦草在100 mg·kg~(-1)铀胁迫下的转移系数最高(0.87),而苏丹草在各浓度铀胁迫下的转移系数相对较低。因此,针对不同情况铀污染土壤可选用不同牧草进行生态修复。本研究为铀污染土壤的生物治理提供了新的资源和理论依据。     

松针和椰糠无土栽培基质理化性质比较研究

为开发松针资源作为高附加值植生袋基质材料的新途径,以松针为材料,对松针和椰糠的理化性状进行测定和分析比较。结果表明：松针的总孔隙度为88.64%,持水能力为293%,pH 6.12,电导率为1.10 mS/cm,都处于无土栽培的适用范围;松针阳离子交换量(59.8 cmol/kg)略小于椰糠(67.1 cmol/kg);与椰糠相比,松针的矿质元素含量更为丰富,能够一定程度上为植物提供养分;松针的酸、碱、盐缓冲容量分别为0.0689、0.1033、0.1202 mol/kg,椰糠为0.0567、0.0842、0.1394 mol/kg,两者相差不大。松针可以作为有机栽培基质。研究既对无土栽培和植生袋的推广应用提供一定的参考,又为可再生林下资源松针的利用提供了新途径。     

三种微生物对铀胁迫下凤眼莲荧光生理及铀累积特性的影响

为探究微生物对植物修复铀(U)污染效果的影响,获得更好的放射性重金属生物修复模式。通过大棚水培实验,研究了3种微生物(枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和黑曲霉)在不同U浓度下(0、5、15、25 mg·L~(-1))对凤眼莲生物量、荧光生理特性及U富集特征的影响。结果表明:在U胁迫下,3种微生物对凤眼莲均有促生作用。在U浓度为25 mg·L~(-1)时,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲根系干质量增长34.8%,胶质芽孢杆菌使凤眼莲茎叶干质量增长60.5%。黑曲霉对凤眼莲的3种抗氧化酶活性有抑制作用,而枯草芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌则对它们有促进作用。在实验浓度下,3种微生物对凤眼莲的最大光化学效率(FV/Fm)的影响均有明显提高,但是,光合性能指数(PIabs)与可变荧光强度(Vj)仅在5、15 mg·L~(-1)下有明显上升。实验条件下,3种微生物对凤眼莲富集U均有明显影响,在U浓度为25 mg·L~(-1)的条件下,胶质芽孢杆菌可使凤眼莲根系U富集浓度提高36.6%,枯草芽孢杆菌可使凤眼莲茎叶富集浓度提高14.1%,并且3种微生物对凤眼莲植株的U富集量及富集浓度均有促进作用,其中胶质芽孢杆菌对U富集量提高最为明显(51.8%)。枯草芽孢杆菌能明显提高凤眼莲的转移系数(TF),最高为1.192,黑曲霉则对生物富集系数(BCF)提升明显,最高为272.8。在植物根系接种微生物可能会对植物修复过程产生影响,凤眼莲根系接种枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌或黑曲霉可以提高凤眼莲的生物量和U富集能力。     

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。     

铀对两种湿生植物生理生化及其积累特性的影响

【目的】为了研究铀对泽泻和鱼腥草两种湿生植物的生理生化及其积累特性的影响,探究其用于 修复铀污染水体的可行性。【方法】设置浓度 5、30、55 mg/L 铀处理进行水培试验,每个处理 3 次重复,并设 空白对照;21 d 后测定植物抗氧化酶活性、光合参数、荧光参数、丙二醛及可溶性蛋白含量。【结果】（1）在 不同铀浓度处理下,泽泻和鱼腥草的抗氧化酶活性均呈现先升后降的趋势,在铀浓度 30 mg/L 时,两种植物的 过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性均达到最大值,分别比 对照上升 11.79%、114.69%、69.64% 和 6.03%、19.91%、10.71%;在铀浓度 55 mg/L 时,两种植物的 MDA 含量 达到最高,分别比对照上升 70.42% 和 55.42%。（2）不同的铀浓度处理下,两种湿生植物的光合速率（A）、 气孔导度（Gs）、胞间 CO2 浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等光合参数及最大光化学效率（Fv/Fm）、光合性能指 数（PIABS）等叶绿素荧光参数均受到不同程度的影响,在铀浓度 55 mg/L 时,两种植物的叶片 Ci 分别比空白对 照下降 13.14% 和 27.49%;Tr 均呈先升后降趋势,泽泻叶片 Gs 呈先增后减、鱼腥草叶片 Gs 呈逐渐上升趋势; 两种植物的光合速率在铀浓度 55 mg/L 时下降最为明显,分别比对照下降 55.19% 和 85.92%,Fv/Fm 分别比对照 下降 25.27% 和 1.45%;两种植物的 PIABS 均先升后降,泽泻 PIABS 在铀浓度 5 mg/L 时达到最大值、比对照上升 146.43%,鱼腥草泽泻 PIABS 在铀浓度 30 mg/L 时达到最大值、比对照上升 86.57%。（3）两种植物茎叶和根部对 铀的富集浓度在 55 mg/L 时达到最大,分别为 2 778.74、10 393.94 mg/kg 和 3 184.91、6 515.00 mg/kg。【结 论】本研究表明泽泻和鱼腥草对铀均有一定的富集能力和耐受性。     

木质素液体地膜的应用研究

通过田间试验研究了木质素液体地膜对不同土层深度含水量、温度的影响.结果表明,木质素液体地膜的保水效应时20～30 cm的土层影响显著,土层含水量平均较对照处理提高7.81%;对土壤的保温性能略低于塑料地膜,5～15 cm土层温度平均较对照处理提高了3.64%～6.59%.