土壤生物修复机制探讨

指出了工业生产活动往往可能会对土壤环境造成污染，在土壤污染治理的各种技术中（如：换土、化学、生物、电修复、热修复等），生物法因其成本低。效果显著而有较大优势。结合国内外的相关研究成果，对土壤生物修复的机制进行了探讨，并对土壤生物修复技术的应用进行了展望。     

秸秆还田对土壤养分及土壤微生物数量的影响

为探明秸秆还田后土壤养分及土壤微生物数量的变化情况，通过田间试验，研究了秸秆还田对小麦-玉米轮作体系中土壤养分及土壤微生物数量的影响。结果表明：秸秆还田可以增加土壤有机质含量，提高土壤养分库容，增加土壤中细菌、真菌及放线菌数量。50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田条件下，土壤有机质增幅为0.02~0.04个百分点，土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加6.64~9.00、3.37~4.07、10.33~19.00 mg/kg。不同秸秆还田量增加土壤微生物丰富度，细菌、真菌、放线菌增幅分别为2.2×10⁸个/g~3.1×10⁸个/g、0.5×10⁶个/g ~3.5×10⁶个/g、1.3×10⁷个/g ~1.9×10⁷个/g。但过量秸秆还田不利于农田生产力。     

净化SO_2气体的固定化微生物性能研究

利用SO2气体对某污水处理厂氧化沟采集的微生物进行诱导驯化,得到以氧化亚铁硫杆菌为优势菌的脱硫菌,研究了该固定化微生物脱硫菌在不同环境条件下的性能。结果表明,固定化后的微生物对热、pH等的稳定性提高,对金属等有毒物质的毒性抵抗力增强。     

饲料磷真消化率不同的山羊空肠菌群结构差异研究

动物对饲料磷消化率的提高对于降低养殖成本和减少环境污染均具有重要意义。通过高通量测序技术比较饲料磷真消化率不同的山羊空肠微生物结构的差异。本研究选取24只10月龄,雌性,平均体质量(24.25±2.47)kg的努比亚黑山羊作为试验动物,通过代谢试验筛选出高(HP)、低(LP)饲料磷真消化率组,每组各6只。分别采集HP、LP组山羊空肠内容物,提取微生物总DNA,利用高通量测序平台对细菌16S rRNA基因的高可变区进行测序,使用QIIME等软件对测序数据进行生物信息学分析。研究表明,在门水平,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)在两组山羊空肠微生物中均为优势菌门,其中HP组厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度极显著低于LP组(P<0.01),而拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度极显著高于LP组(P<0.01);在属水平上,HP组Prevotella、Fibrobacter、Ruminococcus_2和Clostridium_sensu_stricto_1的相对丰度显著高于LP组(P<0.05),而Desulfovibrio和Victivallis的相对丰度显著低于LP组(P<0.05)。饲料磷真消化率不同的山羊空肠菌群结构存在显著差异。     

氮肥施加条件下增温对硝化菌活性和丰度的影响

温度在多种生物地球化学过程中起到关键的调节作用,是影响土壤硝化作用和微生物分布的重要因素之一。硝化过程的第1个步骤由氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)催化,然而,不同施氮量下,增温对硝化菌活性和丰度的影响尚不清楚。本研究基于2008年10月起设立于太行山山前平原的长期增温试验平台(高于地表2m的红外加热器使土壤温度升高1.5℃),于2018年5月对不施氮(N0)和施氮[N1,240kg(N)·hm-2·a-1]下增温分别对0～10 cm和10～20 cm土壤硝化潜势(PNR)、AOA和AOB丰度的影响进行了研究。硝态氮(NO3--N和铵态氮(NH4+-N)含量用分光光度法测量,应用缓冲液培养法测定土壤PNR,提取土壤DNA后用实时荧光定量PCR技术测定功能基因AOA和AOB的丰度。结果表明:温度升高显著增加N1条件下PNR和NO3--N含量(P0.05),降低了N0条件下PNR和NO3--N含量,但差异不显著。N1条件下,增温土壤AOB丰度显著提高(P0.05); N0条件下,增温土壤AOA丰度显著降低(P0.05)。与N0相比, N1条件下的AOA/AOB比值明显降低,表明增温加氮肥处理对AOB的生长刺激更强烈。在增温加施氮条件下,细菌(AOB)表现显著的正反应,在增温不施氮条件下,古菌(AOA)和AOB表现显著的负反应。本研究结果可为全球增温背景下进一步了解硝化活性和氨氧化微生物对增温和氮有效性的响应提供科学依据。     

连作对大蒜土壤养分、微生物结构和酶活的影响

为探讨引起大蒜连作障碍形成的原因,研究了连作0年(对照)、5年和10年的大蒜土壤理化性质、土壤微生物数量和酶活变化趋势。结果表明,随着连作年限的增加,大蒜产量降低,与对照相比,连作5年和10年的大蒜产量分别下降了31.1%和40.8%。大蒜连作使土壤p H升高,土壤速效钾、铵态氮,硝态氮及有机质的含量降低;土壤中细菌、放线菌数量降低,而真菌数量升高;土壤中过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性显著降低,说明长期连作影响土壤中物质和养分的转化。综上所述,长期连作使大蒜产量降低,p H升高,酶活降低,土壤中微生物结构发生改变。建议施用有机肥来改善土壤性质,改良土壤中微生物的酶活性和菌群结构。     

不同填料原料对微生物异位发酵床处理生猪养殖废弃物效果的影响

以微生物异位发酵床填料为研究对象,研究了不同原料填料对生猪养殖废弃物的处理效果,分析了在相同条件下玉米秸秆填料与稻壳和椰壳粉混合物填料在温度、pH、含水量、微生物数量和营养成分变化上的差异。结果表明,稻壳和椰壳粉混合物更容易控制温度的变化,发酵床温度保持在25~54℃,并且其pH变化范围较小,为7.6~8.9,更接近好氧发酵的最适pH值范围。稻壳和椰壳粉混合物填料处理含水量稍低于玉米秸秆填料处理,维持在44%~64%之间。试验结束时,两个处理发酵床填料的pH、TN、TP、TK和有机质等指标均符合国家有机肥标准。     

叶圈微生物的群落结构与生态功能研究进展

植物叶圈和根际是两个独特、复杂的生态系统,含有丰富的微生物种类,在促进植物生长,增强植物抗病性、抗逆性等方面有着非常重要的作用。在近几十年内的研究中,根际一直是微生物学家和植物学家研究和关注的焦点,特别是在根际微生物促进植物生长和增强植物抗病性的效果和机理方面取得了重要的研究进展。相对而言,对于叶圈微生物的研究远远滞后于对根际微生物的研究。叶圈微生物最初主要是对植物致病微生物进行研究,但是由于技术条件(主要是采用传统可培养方法进行研究)的限制,叶圈微生物研究进展缓慢。2000年以后,随分子生物学技术的发展,特别是高通量测序技术的发展,叶圈微生物研究进入了快速发展段。研究发现,叶圈微生物中只有少数致病,而大多数能够为植物提供养分、促进植物生长、提高植物抗病性和抗逆性,在植物群落组成和生态功能方面发挥了重要作用。通过介绍叶圈定义的提出及发展过程,阐述了叶圈微生物在研究方法、生物学功能及作用机理方面的研究进展,并对叶圈微生物未来发展方向进行了展望。     

玉米秸秆不同还田方式对土壤有机质及微生物数量的影响

2011～2015年采用玉米田间原位定位试验方法,探讨农户常规种植(根茬还田)、根茬+1/3秸秆还田、根茬+秸秆全量粉碎耕翻还田对土壤有机质及土壤微生物数量的影响。结果表明,根茬还田(对照)土壤有机质年下降0.14 g/kg,根茬+1/3秸秆还田和根茬+全部秸秆还田处理土壤有机质年分别提高0.03 g/kg和0.26 g/kg。同时,秸秆还田能显著增加细菌、真菌、放射菌、自生固氮菌、硝化细菌、纤维素分解菌的总体数量。根茬+1/3秸秆还田和根茬+秸秆全量粉碎耕翻还田后可使土壤有机质年提高,是吉林中部黑土农田提高土壤有机质可行的农艺措施。     

棘孢木霉菌肥对黄瓜枯萎病的防治效果及对连作黄瓜根际土壤微生物种群的影响

为明确棘孢木霉Trichoderma asperellum菌肥在防治黄瓜枯萎病的同时对连作黄瓜根际土壤微生物种群的影响,采用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析方法分别测定了棘孢木霉菌肥对连作4年的黄瓜根际棘孢木霉菌和尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum DNA拷贝数变化和黄瓜根际微生物种群的影响。结果表明:棘孢木霉菌肥对黄瓜幼苗期和速长期黄瓜枯萎病的防治效果分别为70.24%和76.81%,均与药剂对照的防效差异不显著。棘孢木霉菌的DNA拷贝数出现2个高峰期,即黄瓜苗期和盛果期,其DNA拷贝数分别为235 000.00 ng/μL和80 500.00 ng/μL。黄瓜速长期、盛果期、生长末期的尖孢镰孢菌DNA拷贝数分别为15.41、54.87和18.36 ng/μL,且显著低于同一时期药剂对照和清水对照。黄瓜幼苗期、速长期、开花期和盛果期根际土壤微生物丰度分别为2.24、1.98、2.52和2.12,均高于药剂对照。由此可见,棘孢木霉菌肥在防治黄瓜枯萎病的同时,还可以改善黄瓜连作土壤微生物种群结构。