南方红壤坡地人工林生态系统土壤细菌群落结构与丰度季节变化特征

[目的]探讨南方红壤坡地人工林生态系统土壤细菌群落结构与丰度的季节变化特征,为我国南方酸性红壤丘陵区生态修复造林树种的选择提供理论依据和参考.[方法]以湿地松林和油茶林土壤为研究对象,在两年的时间里分季节采集土壤样品,利用荧光定量PCR(qPCR)分析土壤细菌的丰度,末端限制性酶切片段长度多态性(T-RFLP)分析土壤细菌的群落结构.[结果]油茶林的土壤水含量、铵态氮和可溶性有机碳(DOC)含量及土壤细菌丰度均显著高于湿地松林土壤(P<0.05,下同),且两种林地的土壤细菌群落结构也产生明显分异.土壤细菌丰度和土壤理化性状随季节变化产生波动,但年际间变化规律不一致.两种林地土壤四季共有物种占绝对优势,群落结构季节变化不明显.土壤硝态氮、铵态氮和DOC含量与土壤细菌群落结构呈极显著相关(P<0.01).除油茶林的土壤细菌丰度与土壤水含量呈显著正相关外,其他环境因子与细菌丰度间的相关性不显著(P>0.05).[结论]树种不同而诱导的土壤养分状况变化是调控土壤细菌群落结构的关键因子.在我国南方红壤丘陵区,油茶林是一种比湿地松林更有利于提升土壤肥力和维持林地土壤生态质量的造林树种.     

“热研11号”黑籽雀稗植株再生体系的建立

以热带牧草"热研11号"黑籽雀稗(Paspalum atratum cv.Reyan No.11)种子为材料,对其外植体植株的再生过程进行系统研究.结果表明,以MS无机盐 9.0mg/L维生素B1 9.5mg/L维生素B6 4.5mg/L尼克酸 1.0mg/L水解酪蛋白 30.0g/L蔗糖 8.0g/L琼脂为基本成分(MSM),附加植物激素类物质2.0mg/L2,4-D时,适合种子的愈伤组织形成,愈伤诱导率可达65%:继代培养基附加1.0mg/L2,4-D和0.1mg/LKT:分化的培养基附加6.0mg/L6-BA,分化率可达50%;生根培养基附加0.5mg/L激素类物质NAA,生根率100%.完成植株再生约需13周.     

红壤双季稻田土壤活性碳、氮周年变化及影响因素

【目的】 研究红壤稻田土壤活性碳、氮含量及其周年变化和影响因素,为弄清红壤双季稻田土壤活性碳、氮季节变化规律,提高土壤养分利用效率提供理论依据。 【方法】 以红壤稻田长期定位试验 (1990年开始) 为对象,选择不施肥 (CK)、单施NPK化肥 (NPK) 和有机物 (紫云英、稻草) + NPK化肥 (NPKM) 三个施肥处理,在早稻、晚稻、休闲期取0—20 cm 土样,动态监测稻田土壤几种重要活性碳、氮成分,包括无机态氮 (NH₄+-N、NO₃–-N),可溶性有机碳、氮 (DOC、DON) 和微生物生物量碳、氮 (MBC、MBN) 的周年动态变化。 【结果】 稻田土壤NH₄+-N含量在早稻期间呈下降状态,晚稻期间变化较平缓,休闲期呈先上升后下降的趋势。土壤无机氮主要以NH₄+-N形式存在,其含量范围为14.9～31.6 mg/kg,其休闲期含量略低于生育期 (P > 0.05);周年土壤NO ₃–-N含量 (< 3 mg/kg) 远小于NH₄+-N含量,与NH₄+-N含量呈现此消彼长的趋势 (P < 0.01)。稻田土壤DOC、DON周年变化趋势相似 ( P < 0.01),在生育期呈下降状态,休闲期呈先上升后下降趋势,休闲期土壤DOC、DON含量略低于生育期 ( P > 0.05)。休闲期土壤MBC、MBN含量分别为463～701 mg/kg、31.1～52.4 mg/kg,比生育期分别提高25.4%～36.9%和62.8%～125.9%。总体来看,稻田休闲期土壤活性碳 (DOC+MBC)、氮 (NH ₄+-N+NO₃–-N+DON+MBN) 含量高于生育期含量,较生育期增幅分别为10.8%～19.6%、10.3%～34.8%。不同施肥处理结果表明,仅施用化肥 (NPK处理) 对活性碳、氮影响较小 (P > 0.05),有机物还田能显著提高水稻生育期和休闲期的土壤活性碳、氮含量 ( P < 0.05),NPKM与CK相比活性碳、氮在水稻生育期分别提高53.8%和81.2%,而在休闲期分别提高了43.5%和63.2%。相关性分析结果表明,稻田休闲期土壤NH ₄+-N、DOC、DON含量不仅与土壤SOC、TN含量密切相关 (P < 0.05 或 P < 0.01),还受温度、水分含量等环境因子影响,如休闲期土壤NH ₄+-N含量与5 cm处土壤温度呈极显著负相关关系 (P < 0.01),而土壤NO ₃–-N含量与该土层温度呈显著正相关关系 (P < 0.05),土壤DOC和DON与土壤含水量呈显著正相关关系 ( P < 0.05)。 【结论】 长期化肥配施紫云英及秸秆还田能显著提高稻田土壤周年活性碳、氮含量,其活性含量与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关关系;休闲期稻田能维持较高的活性碳、氮含量,且比水稻生育期有一定程度增加。休闲期土壤无机氮含量变化主要受土壤温度影响,土壤可溶性碳、氮含量变化主要受土壤含水量的影响。      

絮凝-CO2曝气-催化氧化处理制革废水研究

使用新型高效的絮凝剂MF，对制革废水进行絮凝吸附、CO2曝气、催化氧化回用处理试验，确定了絮凝剂MF的最佳使用条件、催化氧化时间和氧化剂用量。结果表明，制革废水经工艺处理后，对废水中主要污染物CODcr、S^2-、Cr^3 、SS、色度去除率分别达到78．9％、97.5％、95．5％、91．4％、96．5％。处理后的废水基本达到鞣铬工艺用水要求和国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)限定的二级标准。     

双氧水对热研11号黑籽雀稗种子萌发的影响

用5、10、30、50、70和100g/L的双氧水（H2O）对热研u号黑籽雀稗（Paspalum atratum Bra.cv.ReyanNo.11）种子进行处理.结果发现,6个处理的发芽率、发芽势和种子发芽指数都有不同程度的提高;10g/L处理在发芽率、发芽势、发芽指数等指标上都明显优于对照,是促进热研11号黑籽雀稗种子发芽的最适浓度.     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

发酵对米粉生产的降镉作用及其微生物学机理

镉作为一种毒性极大的重金属,极易在稻米中富集,严重危害食用者的身体健康。我国是水稻生产大国,但稻米镉超标事件时有发生,对食品安全构成严重威胁,因此迫切需要研究和开发镉污染稻米防治措施和“镉大米”安全利用技术。常德米粉生产过程可使镉超标稻米的镉含量低于国家标准(0.2 mg/kg),本研究从微生物角度对该过程的降镉效应进行探究。利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析大米发酵液中细菌的种群组成结构特征;同时通过传统的微生物分离培养方法获取纯菌株并进行16S rRNA基因测序鉴定;在此基础上,以镉含量重度超标的稻米为试验材料,探究分离菌株的降镉效果。研究表明,发酵液中优势属为乳杆菌属(Lactobacillus)。通过分离培养共获得58株菌,其中乳杆菌属的菌株占比最大,发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)均表现出一定的降镉效果。其中,乳酸片球菌P1和发酵乳杆菌L4的降镉能力最强,发酵48 h的降镉量可达到0.55 mg/kg。菌种添加后发酵体系p H值降低,乳酸含量升高,从而有利于蛋白结合态镉的溶出,可能是米粉加工过程中稻米镉含量降低的主要微生物作用机制。稻米粉碎可提高功能微生物活性,提升降镉效率。本研究证明大米发酵液中存在高效降镉的菌株可有效降低镉超标稻米镉含量,可为降镉微生物菌株挖掘以及镉超标稻米有效利用提供新思路。