麦秸配施纤维素降解细菌对果园土壤有机碳库及生化特性的影响

  目的  研究果园土壤有机碳库及生化性质对小麦秸秆还田配施不同纤维素降解细菌的响应特点。  方法  以豫北碱性果园土壤为研究对象,采用室内培养法,以不添加麦秸及纤维素降解菌为对照（CK）,研究仅添加麦秸（S）及麦秸分别配施尼氏芽孢杆菌（Bacillus nealsonii,S + B）、科恩氏菌（Cohnella,S + C）、灿烂类芽孢杆菌（Paenibacillus lautus,S + P）处理对土壤有机碳含量、酶活性、速效养分含量及盐碱性的影响。  结果  培养100 d内有机碳矿化速率呈现先升高后下降的趋势,且与一级动力学模型高度拟合。麦秸配施纤维素降解菌处理的土壤有机碳矿化速率、累计矿化量及潜在可矿化碳含量均高于S处理。S + B处理的土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性有机碳和易氧化有机碳含量分别比S处理提高10.14%、35.53%、26.27%和24.34%。麦秸配施纤维素降解菌提高土壤碳库管理指数和土壤酶活性,其中S + B处理的纤维素酶、碱性磷酸酶及脱氢酶活性均显著高于S处理。与仅添加麦秸相比,麦秸配施纤维素降解菌显著增加土壤速效氮、磷、钾及可交换性镁含量,降低可交换钙含量和pH值。土壤速效氮、磷及微生物量碳是影响有机碳矿化的主要因素。  结论  麦秸配施纤维素降解菌显著提高土壤有机碳库活度及含量,改善土壤生化性质,以尼氏芽孢杆菌的促进作用相对较高。     

施加内生真菌拟茎点霉（Phomopsis sp.）对茅苍术凋落物降解及土壤降解酶活性的影响

通过向盆栽土壤中分别添加茅苍术(Atractylodes lancea (thunb) DC.)凋落物（CK）、内生真菌拟茎点霉（Phomopsis sp. 编号B3）和灭菌凋落物(MB)、内生真菌和凋落物(WB)、内生真菌和凋落物及菌体发酵液(WBF)、凋落物和灭菌发酵液 (WMF) 后,定期检测凋落物纤维素、木质素降解率,测定土壤纤维素酶和木质素酶活性,并利用巢式PCR方法跟踪土壤中活体内生真菌B3动态变化,研究了土壤施加内生真菌对掉落的茅苍术残体的分解及土壤降解酶活性影响。结果表明,植物内生真菌离开宿主进入土壤仍具有生理活性,能适应非宿主环境,存活30d之久。在此期间,内生真菌在富含凋落物的土壤中明显加快纤维素、木质素的降解,在10d、30d、60d取样测定,处理组中WBF和MB的土壤纤维素酶活性显著高于其他处理组,处理组MB和WB的土壤木质素酶活性显著高于其他处理组。     

真菌对污染水稻土中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对水稻土中苯并[a]芘（B[a]P）的共代谢降解。结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力。当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大。灭菌土壤中的B[a]P几乎没有降解。添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,其中菲浓度为100 mg kg-1处理效果最显著。与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解。白腐真菌能有效地降解B[a]P,但高浓度菲抑制了白腐真菌对B[a]P的降解,同时邻苯二甲酸对促进白腐真菌降解B[a]P的效果不明显。     

施加内生真菌拟茎点霉（Phomopsis sp.）对茅苍术凋落物降解及土壤降解酶活性的影响

通过向盆栽土壤中分别添加茅苍术(Atractylodes lancea(thunb)DC.)凋落物(CK)、内生真菌拟茎点霉(Phomopsissp.编号B3)和灭菌凋落物(MB)、内生真菌和凋落物(WB)、内生真菌和凋落物及菌体发酵液(WBF)、凋落物和灭菌发酵液(WMF)后,定期检测凋落物纤维素、木质素降解率,测定土壤纤维素酶和木质素酶活性,并利用巢式PCR方法跟踪土壤中活体内生真菌B3动态变化,研究了土壤施加内生真菌对掉落的茅苍术残体的分解及土壤降解酶活性影响。结果表明,植物内生真菌离开宿主进入土壤仍具有生理活性,能适应非宿主环境,存活30 d之久。在此期间,内生真菌在富含凋落物的土壤中明显加快纤维素、木质素的降解,在10 d、30 d、60 d取样测定,处理组中WBF和MB的土壤纤维素酶活性显著高于其他处理组,处理组MB和WB的土壤木质素酶活性显著高于其他处理组。     

长期不同施肥处理下有机质含量变化对土壤中多环芳烃降解的影响——以太湖地区黄泥土长期试验为例

采集太湖地区一个水稻土长期肥料试验定位监测田【化肥与秸秆配施（CFS）、化肥与猪粪配施（CFM）、单施化肥（CF）和不施肥（NF）】表层（0．15cm）土壤样品,用高效液相色谱测定了原土中16种多环芳烃（PAHs）含量和培养下外加芘的含量变化。结果显示,无论是PAHs的土壤本底含量还是培养下外加芘残留量,在不同施肥处理间均呈现显著差异;相对于单施化肥（CF）,化肥与有机肥配施下PAHs土壤降解能力显著提高。统计分析表明,增强的有机污染物降解能力与土壤有机质含量变化及其带来的微生物活性的变化有关。因此,长期实行有机无机配施有利于增强土壤的环境功能,促进生态系统健康。     

长期施肥对土壤中氯氰菊酯降解转化的影响

采用长期不同施肥处理土壤：有机肥（OM）、无机肥（NPK、PK、NK）和不施肥（CK）研究施肥对氯氰菊酯降解的影响,通过测定土壤中氯氰菊酯残留量及降解产物3-苯氧基苯甲酸生成量来确定其降解速度。结果表明：不同施肥处理对氯氰菊酯在土壤中降解有显著影响,其中在PK、CK土壤中降解较快,半衰期分别为9.6 d和10.7 d,在NK土壤中降解最慢,半衰期为15.1 d,长期施用有机肥（OM）较无机肥（NPK）降解呈增加趋势,但未达显著水平,半衰期分别为10.8 d和11.8 d。相关分析表明土壤中速效氮含量与氯氰菊酯半衰期呈显著负相关,长期偏施氮肥可提高土壤中速效氮的含量,进而能显著降低氯氰菊酯在土壤中降解速度。氯氰菊酯在OM、NPK土壤中降解较慢的原因可能是土壤高有机质含量增加了对农药的吸附,进而抑制了其降解。     

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土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%。     

四环素对芘污染农田土壤微生物修复的影响及响应过程

针对城郊农田土壤中多环芳烃和抗生素复合污染的新特征,通过室内模拟土培实验,研究四环素(Tetracycline,TC)胁迫下,降解菌Sphingobium sp.PHE3对长三角典型农田土壤中芘的降解效果和影响机制。研究表明,接种降解菌处理(B)能明显促进土壤中芘的降解,TC的引入可显著抑制土壤中芘的深度降解过程(P0.05)。经过90天培养后,B处理与接菌+添加TC处理(BTC)的降解率分别为40.1%、25.7%,较对照分别提高了23.0倍、14.1倍。通过土壤微生物群落结构多样性分析发现,降解菌数量在经历90天的土壤环境适应期后逐渐快速增加,其数量变化与污染物芘在土壤中含量消减趋势呈负相关;引入芘和四环素对土壤细菌群落结构多样性和功能稳定性具有显著影响(P0.05),然而对土壤真菌群落影响不显著(P0.05)。此外,B和BTC处理条件下,土壤过氧化氢酶活性、荧光素二乙酸酯酶活性和土壤微生物生物量碳氮值显著高于单独添加芘处理(P)和单独添加TC处理(TC),但P处理与TC处理之间无显著差异(P0.05),说明外源污染物(芘或四环素)对于土壤酶活性和微生物生物量碳氮具有显著抑制作用(P0.05),致使降解菌功能作用受到抑制。综上研究结果表明TC可明显抑制土壤中典型四环多环芳烃的微生物降解过程,针对多环芳烃与抗生素复合有机污染农田土壤的微生物强化修复技术有待深入研究。     

水稻土中广灭灵残留动态及降解影响因子的研究

对水稻土中广灭灵残留消解动态及降解影响因子研究结果表明 ,广灭灵在 4种水稻土中降解符合 1级动力学方程C =C0 e-kt,其降解半衰期为 5 7～ 2 2 0d。广灭灵降解以微生物降解为主 ,土壤灭菌处理大大降低广灭灵降解速率 ,土壤理化性质、温度、湿度、pH值是影响广灭灵降解的重要因素。广灭灵降解速率与不同类型水稻土有机质含量呈显著负相关关系 ,相关系数为 - 0 8336。随温度上升而广灭灵降解有加速趋势 ,但常温 2 5℃时广灭灵降解速率高于 35℃处理 ,增加土壤湿度及施用石灰增加土壤 pH值均加快广灭灵降解速率     

黑土环境中乙草胺的微生物降解特征研究

通过室内恒温(25℃)避光培养试验,研究了黑土环境中乙草胺的微生物降解特征。在适宜水分条件下,将土壤样品分别进行常规、灭菌、选择性抑菌剂加入等处理后培养并测定土壤乙草胺含量和土壤微生物量。结果显示:在灭菌土壤中乙草胺的残留量较未灭菌土壤显著增加,未灭菌土壤中乙草胺残留数量与微生物量变化密切相关,表明微生物活性是影响乙草胺降解的主要因素。适当的水分有益于土壤中微生物生长,从而促进了土壤中乙草胺的降解。加入青链霉素后乙草胺残留量远大于放线菌酮和常规培养,表明细菌比真菌具有更强的降解乙草胺的能力。随着乙草胺的施药量增加,初期微生物量显著降低,是导致乙草胺总降解率下降的主要原因。     

污染土壤中菲高效降解菌的筛选及其降解特性

运用恒温培养法研究了菲在不同土壤中的降解动态,结果表明未灭菌土壤中菲半衰期仅5.1d,而灭菌土壤中半衰期为前者4倍,可见土壤微生物发挥了重要作用;从试验土壤中分离到一株菲高效降解菌,经16SrDNA鉴定为产碱杆菌;优势菌最高可以耐受500mgL-1左右的菲,降解菲的最适温度25℃和pH为7,土壤接种优势菌后有助于加快菲的降解;从该优势菌中提取的粗酶液米氏常数为50.30nmolml-1,最大降解速率为171.33nmolmg-1min-1。     

双草醚在稻田土壤中的降解及其影响因子的研究

采用了实验室模拟方法研究了双草醚在不同土壤中的降解动态。结果表明,在未灭菌的土壤中,双草醚三种浓度(2.0、10.0、50.0mg kg-1)处理的半衰期为7.6~10.3d,远远小于在灭菌土壤中3种添加浓度处理的半衰期(43.3~61.9 d);双草醚在偏酸土壤中降解较快,随着土壤含水量的增加和环境温度的增高,双草醚降解速度加快。4种试验因子中土壤微生物是影响双草醚降解的主要因素,有利于土壤中微生物生长的环境因素,如偏酸的土壤、较高的温度和土壤湿度等,也能促进土壤中双草醚的降解。     

Co-selection of compatible rhizobia and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for cowpea in sterilized and non-sterilized soils

Summary We selected two isolates of Rhizobium for cowpea (Vigna unguiculata) with sterilized soil tests and two different isolates by non-sterilized soil testing. The four rhizobia were then paired individually with either Glomus pallidum, Glomus aggregatum, or Sclerocystis microcarpa in separate, sterilized, or non-sterilized soil experiments. The purpose of the experiments was to determine the effect of soil sterilization on the selection of effective cowpea rhizobia, and to see whether these rhizobia differed in their effects on cowpea growth when paired with various vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi. Our experiments showed that the rhizobia selected in sterilized soil tests produced few growth responses in the cowpea compared to the other introduced rhizobia, irrespective of pairing with VAM fungi in sterilized or non-sterilized soil. In contrast, the two rhizobia initially selected by non-sterilized soil testing significantly improved cowpea growth in non-sterilized soil, especially when paired with G. pallidum. Our results suggest that it is important to select for effective rhizobia in non-sterilized soil, and that pairing these rhizobia with specific, coselected VAM fungi can significantly improve the legume growth response.     

接种根瘤菌对白格、大叶合欢和银合欢生长与结瘤的影响

Effects of inoculation of Rhizobium suspension on nodulation and plant growth were examined with Albizzia procera,Albizzia lebbeck and Leucaena leucocephala seedlings grown on sterilized and non-sterilized soil media.Inoculation resulted in nodule number increases of 28.6,29.02and 23.9 times in sterilized soil and 3.4,3.6and 3.27 times in non-sterilized soil for A.procera,A.lebbeck and L.leucocephala seedlings respectively.Total dry mass increased by 127.6%,66.7%and 60.7% in sterilized soil and 100%,95.5%and 52.65% in non-sterilized soil for these three legume trees,respectively,after a period of two months.Significantly high inoculation responses of oot length,root diameter,collar diameter,shoot length,and dry mass of root,shoot,leaves and nodules were also observed in both steilized and non-sterilized soil media as compared to respective control treatments,The response to inoculation was strong in sterilized and modest in non-sterilized soils.The significantly higher response to Rhizobium inoculation over control in all the species tested suggested that application of Rhizobium greatly enhanced plant growth ,nodulation,biomass production and nitrogen-fixing activity of the nodules.     

盐胁迫对蔬菜地土壤微生物及土壤酶活的毒害效应

采用外源投加盐分培养室模拟方法,研究了不同强度盐胁迫对蔬菜地土壤微生物和土壤酶的生态毒理效应。结果表明,在盐胁迫试验强度条件下,蔬菜地土壤细菌种群遭遇盐胁迫后,生长受抑、数量减少,放线菌种群抗逆性强、数量上升,土壤真菌种群数量因细菌种群数量的减少而出现暂时性增长现象,但随胁迫时间延长也呈现毒害效应,数量下降,且低于对照;盐胁迫造成土壤微生物优势种群演替和微生态失衡,细菌比例降低,真菌比例上升;盐胁迫明显抑制土壤脲酶和蛋白酶活性,抑制程度与外加盐量呈正比,即盐胁迫强度越大,土壤蛋白酶和脲酶活性越低;而土壤转化酶和过氧化氢酶的活性在低盐胁迫强度（外加盐量为1g·kg-1）时略高于对照组,但随盐胁迫强度的加重,转化酶和过氧化氢酶活性相应降低,盐含量越高,酶活性越低;土壤盐胁迫强度与土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和过氧化氢酶活性均呈高度线性负相关,其中蛋白酶和转化酶与盐胁迫程度的相关性高且稳定,0.930≤r≤0.993。     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

添加外源耐砷菌与零价铁对土壤砷有效性和形态的影响

采用室内土壤培养试验,探讨了外源添加耐砷真菌棘孢木霉（TrichodermaasperellumL．）和零价铁对土壤砷的有效性和形态转化的影响。结果表明：向污染土壤中添加耐砷真菌棘孢木霉后,随着培养时间的延长,土壤中水溶态砷和NaHCO,提取态砷含量均呈稳定增加趋势,耐砷真菌促进了土壤中砷的溶出和释放;培养30d时,耐砷菌处理土壤有效砷含量比同期对照增幅达3．9％-10．7％,水溶态砷以As（V）为主,未检测到As（Ⅲ）、一甲基胂（MMA）、二甲基胂（DMA）等其他形态的砷;随着外源零价铁的加入,土壤中砷的活性大大降低,其有效砷含量降幅为76．5％-90．4％;在耐砷菌与零价铁联合作用下,相比于单纯的零价铁处理,土壤有效砷含量显著增加（p〈0．05）,因耐砷真菌棘孢木霉的加入导致零价铁对土壤砷的固定效率下降7．0％-11．1％。耐砷菌导致土壤砷活化可能主要与残渣态向非专性吸附态砷的转化等过程有关,外源零价铁对土壤砷的固定作用可能与非专性吸附态向无定形及弱晶质氧化物结合态、残渣态砷等转化过程相关;耐砷菌的加入抵消了零价铁对土壤砷的部分固定效果,但短期内（〈30d）不会构成大的影响。     

春玉米田施用双氰胺和硫包衣尿素的节本减排效果分析

氧化亚氮（N2O）是一种重要的温室气体,农田土壤是其重要的排放源.本研究利用温室气体自动测定系统,对华北平原春玉米农田尿素（U）、尿素添加10％双氰胺（DCD1）、尿素添加5％双氰胺（DCD2）、硫包衣尿素（SCU）和不施肥（CK）5个不同施肥处理土壤进行N2O测定,以分析双氰胺和硫包衣尿素对土壤N2O排放的影响.结果表明,（1）各处理N2O排放总量顺序为U＞SCU＞ DCD2＞DCD1＞CK,各处理的排放系数在0.20％ ～0.71％,与单施尿素相比,DCD1、DCD2分别减少N2O排放59.5％、47.1％,硫包衣处理的N2O排放与尿素处理差异不显著,但两者的N2O排放均极显著高于添加DCD的处理（P＜0.01）.（2）排放高峰是伴随土壤孔隙含水量（WFPS）明显上升而发生的,各施肥处理N2O的排放通量与土壤WFPS呈极显著相关关系（P＜0.01）.（3） DCD2施肥方案每减排1tCO2-eq的同时可减少支出约178元,表明此方案可作为减少春玉米农田N2O排放的技术措施.     

An investigation of the impact of Glomus clarum (mycorrhiza) on the growth of tomato (Lycopersicum esculentum mill.) on both sterilized and non-sterilized soils

Abstract

A greenhouse experiment was carried out to investigate the influence of Glomus clarum (mycorrhiza) on the growth of tomato seedlings grown in both sterilized and non-sterilized soils. Highest growth parameter values were recorded in tomato plants inoculated with mycorrhiza but grown in sterilized soil, followed by those grown in non-sterilized soil but inoculated with mycorrhiza also. Sterilized but non-inoculated tomato plants also had growth and were closely followed by non-sterilized, non-inoculated tomato plants. There was no significant difference in all the treatments when girth of the tomato plants used was measured in this study. Nutrient uptake (N,P,K) was significantly found highest in the inoculated sterilized tomato plants while it was found lowest in the non-sterilized, non-inoculated tomato plants. Generally, mycorrhizal-inoculated tomato plants (whether sterilized or non-sterilized) showed better growth in all the treatments used.