放牧区居民生活垃圾治理模式与策略研究

以内蒙古赤峰市克什克腾旗放牧区作为研究区域,采取实地调研、问卷调查、模型计算和实验分析的方法对其居民生活垃圾的收集、清运和处理模式进行研究。结果显示,研究区域的放牧区生活垃圾基本形成了较为完整的清运、回收、填埋体系,依托社区为中心的生活垃圾清运模式运行效果较好,形成了依托环保志愿者-商店-回收企业的资源回收体系,处置方式为简易土地填埋。其存在的问题为垃圾填埋场没有做卫生化处理,以及部分社区存在生活垃圾清运费用紧张、车辆短缺的现象。针对这些问题,结合"准环境"和拓扑心理行为概念给出了相应的策略和建议。     

接种丛枝菌根真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长及盐离子积累的影响

目的 探讨接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长和盐分离子积累的影响,为不同类型盐碱地的利用与生物修复提供基础数据和技术支持。方法 采用温室盆栽的方式,研究接种AM真菌摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae处理对不同类型盐碱胁迫(CK、NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃)下向日葵Helianthus annuus菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、C∶N∶P化学计量比、Na⁺吸收积累、光合作用以及细胞膜透性的影响。结果 3种类型盐碱胁迫使得接种AM真菌F. mosseae向日葵菌根侵染率降低29.53%~47.31%。3种类型盐碱胁迫处理均在一定程度上抑制了向日葵的生长,抑制效果的顺序为NaCl+Na₂SO₄>NaCl+NaHCO₃>NaCl。接种AM真菌使得NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃盐碱胁迫下向日葵的总干质量分别增加了19.58%、42.15%和60.35%。接种AM真菌使CK、NaCl和NaCl+NaHCO₃处理茎叶P质量分数分别增加了82.50%、71.11%和74.47%,使CK和NaCl+NaHCO₃处理根系P质量分数分别增加了61.54%和88.37%;使CK和NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系C∶P和N∶P显著降低,使NaCl处理茎叶C∶P和N∶P显著降低。接种AM真菌使NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系Na⁺积累量增加了33.76%和82.25%,使NaCl+Na₂SO₄处理根系Na⁺积累量增加了74.20%。接种AM真菌使NaCl和NaCl+NaHCO₃处理叶片蒸腾速率(Tr)增加了11.67%和10.12%,使NaCl+NaHCO₃处理叶片气孔导度(Gs)增加了20.00%,使3种类型盐碱胁迫处理下叶片的净光合速率(Pn)均呈增加的趋势;使NaCl+NaHCO₃处理叶片细胞膜透性降低了51.49%。结论 AM真菌可在一定程度上缓解盐碱胁迫处理对向日葵生长的毒害作用,但接种效应在不同类型盐碱胁迫间存在显著差异。     

粪肥增施对水稻产量和氮素利用效率的影响

为探究不同用量粪肥增施对水稻生产的影响,在等氮施用化肥的基础上开展盆栽试验,通过系统分析水稻产量、氮素利用效率、水稻收获后土壤理化性质等指标,以及水稻叶片叶绿素相对含量（SPAD值）、田面水无机氮素浓度的动态变化特征,对粪肥增施的最佳用量进行了研究。结果表明：在施用尿素（192.8 kg·hm^-2,以N计）的基础上,增施0.75倍粪肥（相当于增施N 115.1kg·hm^-2）的效果最佳,秸秆产量、籽粒产量、穗数、分蘖数、株高、秸秆吸氮量和籽粒吸氮量等指标均达到最高,与单施尿素相比,分别提高36.2%、46.4%、12.1%、16.1%、0.7%、48.5%和56.3%;氮素利用指标（氮素利用率、氮肥贡献率、氮肥农学效率和土壤氮素依存率）得到显著优化（P<0.05）;追施穗肥后田面水中铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）的平均浓度分别下降10.4%和10.3%,表明适量增施粪肥会有效降低田面水中氮素的流失风险。另外,增施粪肥对土壤养分含量具有促进作用,其中土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和铵态氮含量随粪肥增施量的增加而提高。研究表明,在施用化肥基础上增施0.75倍粪肥,可最大程度实现水稻增产和氮素利用效率的提升,同时降低氮素流失风险。研究结果可为水稻生产中有机无机肥配施比例的确定提供参考。     

乌梁素海湿地过渡带土壤微生物类群数量与分布特征

为探明内蒙古乌梁素海湿地土壤微生物主要类群的分布特征,选取湿地过渡带典型植被包括芦苇、碱蓬、白刺3种不同的植物群落,在小河口和退水处设两条平行样带,采用平板计数法对湿地土壤中细菌、真菌和放线菌的数量、组成和分布特征进行了研究。结果表明,不同群落下土壤微生物类群数量和分布明显不同,而且优势类群明显。好气性细菌在小河口芦苇土壤中最多,芽孢型细菌在对照的周边农田土壤中最多,放线菌和真菌在白刺土壤中最多。常年积水的芦苇群落土壤中细菌占主导,季节性淹水的白刺群落土壤中放线菌和真菌数量明显增加,微生物组成结构随环境因子的变化而改变。土壤芽孢型细菌、真菌和放线菌与土壤全氮含量显著相关,说明土壤氮素是调节湿地生态系统土壤微生物代谢及物质转化的关键因子之一。     

植被缓冲带对乌梁素海区域农业面源污染的削减效果

通过在内蒙古乌拉特前旗乌梁素海九排干岸边构建湖滨植被缓冲带,研究不同盐生植物种类和配置对农业面源污染削减效果的影响。结果表明:无植物空白对照带对径流和渗流水中TN、TP和COD无明显削减规律,芦苇、碱蓬、柽柳和芦苇—碱蓬混播缓冲带随着缓冲带宽度的增加削减率呈先增加后减缓的趋势,渗流水中污染物质的削减效果优于径流水。其中,芦苇对径流和渗流水中TN、TP的削减效果最好,削减率分别为53.56%,79.17%和62.37%,83.25%;碱蓬对径流和渗流水中COD的削减效果最好,削减率分别为50.53%,67.34%。通过计算得到4种植被缓冲带的最佳宽度为19~29 m,其中,碱蓬缓冲带宽度为19 m。综合考虑,可以选择真盐生植物碱蓬作为乌梁素海盐渍化湖滨带植被重建的首选植物,并将植被缓冲带在该地区扩展研究,推广应用。     

修复剂对镉污染盐渍化土壤植物修复效率的影响

目前,重金属污染盐渍化土壤已成为世界性的环境问题,利用盐生植物进行修复具有良好的环境与经济效益,但如何提高盐生植物修复效率的研究尚较少。采用盆栽试验方法,通过向土壤中施加氯化钠和氯化镉溶液分别模拟无污染非盐渍化土壤(Cd0S0)、NaCl型盐渍化土壤(Cd0S4)、重金属Cd污染土壤(Cd3S0)、重金属Cd污染NaCl型盐渍化土壤(Cd3S4),研究施加乙二胺四乙酸(EDTA)和生物质炭对盐地碱蓬生长、离子平衡、Cd和Na⁺吸收的影响。结果显示,与Cd0S0相比,Cd0S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著增加115.5%~341.7%;与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著降低62.8%~84.4%,生物质炭使Cd3S0处理盐地碱蓬总干物质量显著增加328.6%。与Cd0S0或Cd3S0相比,Cd0S4和Cd3S4处理盐地碱蓬地上部及根部K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、P/Na⁺显著降低;生物质炭显著增加了Cd3S0处理盐地碱蓬地上部P/Na⁺和根部K⁺/Na⁺、P/Na⁺。与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部和根部Na⁺浓度显著增加32.5%~94.5%,而盐地碱蓬地上部和根部Na⁺含量显著降低21.3%~90.9%;与Cd3S0相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Cd浓度和含量分别显著增加135.8%~223.6%和132.4%~471.5%。施加EDTA和生物质炭使Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Na⁺浓度显著增加38.6%、56.0%,Na⁺含量增加199.6%、289.3%,Cd含量显著增加133.4%、173.4%。研究表明,在Cd污染NaCl型盐渍化土壤中施用EDTA和生物质炭可促进盐地碱蓬地上部对Cd和Na⁺的吸收积累,有助于提高植物修复效率,可为重金属污染盐渍化土壤修复提供基础数据和科学依据。     

嗜酸氧化硫硫杆菌DS1的分离鉴定及单质硫氧化特性

从高硫煤矿储煤区土壤中筛选到1株高效脱硫菌DS1,通过菌落形态和显微镜观察、革兰氏染色、16S rRNA基因序列分析对菌株DS1进行鉴定,研究菌株DS1氧化单质硫生成SO_4~(2-)过程中SO_4~(2-)浓度、p H值和培养液D600 nm之间的变化关系,及培养基中单质硫初始量和金属离子对单质硫氧化过程的影响。结果表明,经鉴定,菌株DS1为嗜酸氧化硫硫杆菌DS1(Acidithiobacillus thiooxidans DS1),菌株DS1具有高效脱硫能力,对初始量为0.1%的单质硫在14 d时其氧化率可达91.39%;对初始量为1%、2%的单质硫在14 d时其氧化率均高于70%;对初始量为3%的单质硫在14 d时其氧化率约为60%。嗜酸氧化硫硫杆菌DS1具有较强的产酸能力,在单质硫初始量为2%、3%的条件下其培养液的p H值在14 d时分别下降至0.15、0.06。除Co~(2+)具有明显的抑制作用外,Fe~(3+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)均对嗜酸氧化硫硫杆菌DS1氧化单质硫有促进作用。     

接种AM真菌对不同盐度土壤中向日葵生长的影响

采用温室盆栽的方法，模拟不同程度盐渍化土壤（外源添加NaCl 0、0.5、1.0 g·kg^-1和1.5 g·kg^-1），研究接种AM真菌Funneliformis mosseae（F.mosseae）对向日葵菌根侵染率、生物量、矿质营养元素吸收、Na⁺吸收、抗氧化酶活性和膜系统、渗透平衡物质含量、光合作用以及水分利用率的影响。结果显示，NaCl浓度可显著影响AM真菌F.mosseae对向日葵根系的侵染，平均菌根侵染率为51.99%~68.85%；随着NaCl浓度的增加，向日葵地上部干质量和总干质量显著降低，地上部和根部Na⁺含量和积累量显著增加，叶片过氧化物酶（POD）活性显著降低，丙二醛（MDA）和脯氨酸含量显著增加，净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和水分利用率显著降低；不同浓度NaCl胁迫下，接种AM真菌使向日葵总干质量显著增加了16.95%~28.97%，地上部和根部磷含量分别显著增加了33.77%~54.29%和36.07%~52.63%，地上部和根部Na⁺含量显著增加，叶片POD活性显著增加，脯氨酸含量显著降低了80.26%~87.05%，净光合速率和蒸腾速率分别增加7.70%~80.00%和7.27%~32.53%，水分利用率显著增加了8.93%~14.97%。研究表明，AM真菌能够增强向日葵对盐胁迫的抵抗能力并促进其生长。研究为利用AM真菌联合耐盐作物修复盐渍化土壤以及拓宽盐渍土的开发和利用，提供基础数据和技术支持。     

AM真菌和铅处理对镧胁迫下玉米生长和镧吸收的影响

为探讨AM真菌和重金属Pb对稀土La胁迫下玉米生长及La吸收的影响,采用盆栽试验方法,在La胁迫下(500 mg·kg~(-1))研究接种AM真菌G. versiforme和不同浓度Pb处理(0、50 mg·kg~(-1)和400 mg·kg~(-1))对玉米菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、稀土La和重金属Pb吸收、转运的影响。结果显示,在稀土La胁迫下,随着Pb浓度的增加(La500Pb0、La500Pb50、La500Pb400),接种G.versiforme的玉米根系平均菌根侵染率为20.8%～35.9%,400 mg·kg~(-1)Pb处理使菌根侵染率显著降低42%。不接种AM真菌时,La500Pb400处理与La500Pb0相比使总干质量、地上部La浓度和转运率分别降低24.4%、73.3%和83.5%,根部La浓度显著增加101.2%。接种AM真菌时,与La500Pb0相比,La500Pb50处理使总干质量和La转运率分别显著增加26.4%和55.5%,La500Pb400处理使总干质量显著降低26.1%。与不接种CK相比,接种AM真菌使3种处理玉米总干质量和营养元素含量分别显著增加70.7%～128.2%和30.2%～467.1%;接种AM真菌使La500Pb0处理地上部La浓度和转运率分别显著降低52.8%和59.2%,使La500Pb50处理La转运率显著降低28.6%,使La500Pb400处理地上部La浓度和转运率分别显著增加110.5%和147.2%,根部La浓度显著降低41.9%,地上部和根部Pb浓度分别显著降低42.6%和28.2%。AM真菌和Pb的交互作用对玉米总干质量、地上部和根部La浓度、地上部Pb浓度以及La的转运率有显著影响。结果表明,重金属Pb可显著影响玉米对稀土La的吸收、转运和La的植物毒性,并与Pb浓度和AM真菌共生有关。     

牛粪原料浓度对厌氧消化削减四环素类抗性基因的影响

为了探究不同原料浓度厌氧消化体系中四环素类抗性基因(Tetracycline resistance genes,TRGs)的变化,设置牛粪原料浓度为100%、75%、50%和25%,分析了TRGs、理化因子和微生物群落的变化特征及三者之间的相互关系。结果表明:不同处理之间产气速率相似,原料浓度从100%降低至25%时总产气量从358.83 mL·g~(-1)·d~(-1)增加至400.89 mL·g~(-1)·d~(-1)。消化后的大部分处理中tetO、tetQ和tetT相对丰度减小为原料的1.04%～87.06%,而tetC、tetG、tetW和tetX相对丰度增加至原料的1.32～34.99倍。与100%原料浓度相比,较低原料浓度消化后多数TRGs如tetC、tetG、tetO和tetX以及intⅠ1的相对丰度更高。不同条件下微生物群落差异明显,较低浓度原料(50%和25%)消化后优势菌门从Firmicutes变为Proteobacteria,且TRGs潜在宿主菌属的种类和数目均随着原料浓度的改变而改变。冗余分析表明,理化因子通过影响潜在宿主菌的变化从而影响TRGs的变化。综上,由废水干预的牛粪原料浓度较低的情况可能有利于TRGs潜在宿主菌的增殖,从而增加TRGs传播的风险。