污泥堆制发酵过程中多环麝香的降解及微生物群落的演替

为研究多环麝香污泥处理技术,以污水处理厂的消化污泥作为主要原料,进行堆肥发酵试验,调查堆肥过程中佳乐麝香(galaxolide abbalide,HHCB)和吐纳麝香(tonalide,AHTN)的降解情况。同时,基于16S r DNA的变性梯度凝胶电泳技术(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)的分子微生物学方法研究了消化污泥堆肥中微生物群落结构的多样性变化。结果表明:高温堆肥发酵技术可以较好的降低消化污泥中的多环麝香浓度。佳乐麝香降解率可以达到86.84%,吐纳麝香降解率为77.91%;不同堆肥时间,堆肥物料内微生物群落结构多样性变化及均匀度变化明显,且与多环麝香浓度降低呈现较明显的对应关系。污泥堆肥发酵技术可以有效的降低消化污泥中多环麝香浓度,丰富的微生物群落资源可能直接参与多环麝香的降解过程。     

镉污染土壤中吐纳麝香的生物有效性及其评价

采用室内盆栽实验,以小麦为供试植物,研究重金属镉(Cd)和吐纳麝香(AHTN)复合污染对小麦植株生物量的影响以及Cd对土壤中AHTN生物有效性的影响,并应用聚2,6-二苯基对苯醚(Tenax-TA)、固相微萃取纤维(SPME)和三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜(TECAMs)对土壤中的AHTN进行提取,以评价Cd污染土壤中AHTN对小麦的生物有效性。结果表明:AHTN-Cd复合污染土壤中的小麦植株生物量低于单一AHTN污染土壤;当AHTN浓度为5 mg·kg~(-1)时,共存重金属Cd抑制AHTN在小麦地上和地下部的累积,其抑制作用随Cd浓度的增大而增强,抑制率最高达39.1%,AHTN在小麦体内从地下到地上的迁移随着Cd浓度的增加受到抑制,且浓度越高抑制作用越强,抑制率可达到19.0%;当AHTN浓度为10 mg·kg~(-1)时,共存重金属Cd则促进AHTN在植物体内的累积,其促进率高达38.4%,AHTN从地下到地上的迁移受到诱导,促进率高达68.5%;在AHTN和Cd单一及复合污染土壤中,Tenax 24 h、SPME 12 h和TECAMs 12 h单点提取AHTN的量与小麦根部AHTN富集量显著相关,表明Tenax 24 h、SPME12 h以及TECAMs 12 h对土壤中AHTN的提取量可以用来评价其生物有效性。     

手性三唑类杀菌剂氟环唑对土壤微生物的立体选择性影响

为了研究土壤微生物对手性三唑类杀菌剂氟环唑的立体选择性响应,通过非靶向代谢组学和高通量测序联合技术探究了土壤代谢组和微生物群落对氟环唑外消旋体及对映体的响应机制。结果表明：氟环唑及其对映体处理4周后,土壤中氟环唑降解不显著,其残留能够引起土壤代谢组和土壤微生物群落组成的显著变化。土壤代谢组、细菌和真菌群落组成、PICRUSt基因功能预测的代谢途径均表现出由2R,3S-（+）-氟环唑驱动的立体选择性响应。PICRUSt基因预测表明,细菌中被显著影响的MetaCyc通路有10条,真菌中比对出22条。氟环唑外消旋体和（+）-对映体比（-）-对映体表现出对土壤微生物更显著的干扰作用（P<0.05）。氟环唑暴露引起了土壤环境中细菌和真菌群落、代谢、基因功能预测通路不同程度的立体选择性响应。鉴于土壤环境在农业生产中的重要性,土壤微生物组和代谢组的表征可以为暴露于手性三唑类农药顺式氟环唑及其对映体所带来的生态风险提供新的见解。     

乙虫腈对映体在蚯蚓体内的累积行为

蚯蚓是监测土壤污染物的重要指示生物。为探明手性农药乙虫腈对映体在蚯蚓体内是否存在对映选择性体累积行为，首先建立了一种快速、便捷的乙虫腈对映体在蚯蚓、土壤中的手性检测方法，在此基础上，采用人工土壤法，研究了不同浓度(0.5、5.0、12.5 mg·kg^-1)处理下，赤子爱胜蚓体内乙虫腈对映体的选择性累积行为。结果表明：蚯蚓体内乙虫腈的EF值低于0.5,BSAF值在0.04～0.23之间，说明蚯蚓对乙虫腈对映体的吸收存在对映体选择性，但乙虫腈两对映体在蚯蚓体内均不存在累积行为。该研究结果可为乙虫腈环境风险评估提供数据支撑。     

镉胁迫对苗期小麦镉吸收及其根际细菌群落的影响

为探究镉(Cd)胁迫对苗期小麦Cd吸收以及根际细菌群落的影响,以小麦豫保1号为供试植物,设置Cd含量为2.0 mg·kg-1进行盆栽试验,测定小麦干质量、Cd吸收总量、根际土壤pH值、有效Cd含量并计算小麦富集系数和转运系数,分析根际土壤细菌多样性和群落特征.结果表明,与对照相比,Cd胁迫下小麦地上部、地下部干质量均显...     

春小麦和苜蓿根际溶磷菌筛选及其溶磷能力测定

对春小麦(Triticum aestivum)和苜蓿(Medicago sativa)根际和非根际土壤中溶磷菌进行分离得到溶磷菌株368株,小麦和苜蓿根际溶磷菌数量分布为:根际土(RS)>远离根际土(NRS)>根表(RP)>根内(HP)。利用溶磷圈法初步筛选出66株具有较高溶磷能力的菌株,经钼蓝比色法测定其溶磷量,获得12株溶磷量大于100 mg/L的高效溶磷菌,且发现溶磷能力与pH值没有显著相关性。     

3种三唑类杀菌剂对映体对镰刀菌的选择性活性

【目的】研究3种三唑类杀菌剂对映体对3种镰刀菌Fusarium spp.的杀菌活性。【方法】采用生长速率法,测定戊唑醇、腈菌唑和苯醚甲环唑各对映体对串珠镰刀菌F.moniliforme、再育镰刀菌F.proliferatum和禾谷镰刀菌F.graminearum的杀菌活性,并分析各对映体EC50值。【结果】3种三唑类手性杀菌剂对映体对供试串珠镰刀菌、再育镰刀菌和禾谷镰刀菌菌株的杀菌活性存在差异,(-)-戊唑醇(+)-戊唑醇,二者杀菌活性相差32~208倍;(+)-腈菌唑(-)-腈菌唑,二者杀菌活性相差1.4~6.4倍;在苯醚甲环唑对映体之间,(2R,4R)-苯醚甲环唑活性最高,4个对映体之间的杀菌活性相差3.7~15.5倍。【结论】3种三唑类手性杀菌剂对映体对串珠镰刀菌、再育镰刀菌和禾谷镰刀菌的杀菌活性均表现出选择性差异,(-)-戊唑醇、(+)-腈菌唑和(2R,4R)-苯醚甲环唑表现出较高的杀菌活性。本研究结果可为筛选活性高的杀菌剂、减少农药使用提供理论参考。     

Novozyme 435选择性酸解(R,S)-3-n-丁基苯酞

Novozyme 435可以提高对映体选择性酸解(R,S)-3-n-丁基苯酞。最适的有机溶剂、水分活度、转速和转化时间分别是正己烷、0.54、150 r/min和64 h。在此优化条件下,丁基苯酞的转化率为14.8%,产物的对映体过量值为99.3%。     

铝胁迫下不同耐铝性小麦根际pH值变化及其与耐铝性的关系

Al3+是植物铝毒害的主要形态,而其活性受环境pH值的影响,H+-ATPase通过调节根的质子分泌改变根际pH值。为探讨铝胁迫下根际pH值变化与小麦耐铝性的关系,以小麦品种ET8(耐铝型)、ES8(铝敏感型)为试验材料,采用溶液培养的方法对铝胁迫下根际pH值及根尖H+-ATPase活性变化进行了研究。结果表明,铝处理条件下,小麦根际pH值随培养时间的延长而升高;随培养液中铝浓度的增加,根际pH值上升幅度下降,相同铝浓度处理条件下ET8根际pH值显著高于ES8。根际pH值与根尖铝含量呈极显著负相关(R2=0.9321),与根相对伸长率呈极显著正相关(R2=0.8585),表明小麦通过提高根际pH值降低根尖铝含量,减轻铝毒害。根尖H+-ATPase活性随铝处理浓度升高而显著降低,100μmol·L-1Al处理24hET8和ES8根尖H+-ATPase活性分别为各自无铝处理的69.8%和60.0%,根尖H+-ATPase相对活性与根际pH值呈极显著负相关(R2=0.8319)。温度显著影响根的伸长,低温处理(9℃)根际pH值显著高于常温处理(25℃),而根尖铝含量却显著低于常温处理。表明小麦通过根尖H+-ATPas...     

小麦根外追磷肥时示踪磷的运转和分布

一、前言在小麦的生育后期进行根外追肥,可使小麦产量增加,品質提高。国内外试验证明,小麦根外追磷肥的增产效果很大。雅库希金等(1948)在小麦开花末期至灌浆初期,以过磷酸钙溶液进行根外追肥,结果提高产量20％,同时种子千粒重增加,品質改善。王象坤等(1955)在小麦拔节期与灌浆期进行根外追磷,提高产量4.6—8.7％。因此,在小麦开花期至灌浆期进行根外追磷时,磷从叶片进入和在体内运转分布,是影响小麦产量的重要因素。为了明瞭磷的进入和运转分布情况,我们用放射性P~(32)进行了这一试验,目的在研究下列三个问题:1.小麦的叶片是否能吸收过磷酸钙溶液?2.     

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。     

低质量分数Pb对冬小麦幼苗根微域土壤酶活性、微生物量C及土壤呼吸的影响

通过土壤盆栽试验,研究不同w(Pb)(0、50、120、180、230mg/kg)对冬小麦幼苗期根微域土壤酶活性、土壤微生物量C和土壤呼吸强度的影响。结果表明,在小麦幼苗期,Pb对土壤脱氢酶产生极显著(P<0.01)抑制作用,对脲酶、碱性磷酸酶和转化酶的抑制作用相对较弱,对多酚氧化酶的影响表现为激活-抑制-激活的作用,土壤酶活性对Pb的敏感程度为脱氢酶>脲酶>转化酶>多酚氧化酶>碱性磷酸酶;麦苗生长24d时,土壤微生物量C和土壤呼吸强度与未处理土壤相比有所增加,随后则降低,土壤代谢商与土壤微生物量C的变化趋势相反;土壤w(Pb)在低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值时仍会显著影响冬小麦幼苗根微域土壤生理生化功能。     

红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的影响

以小麦幼苗为受体作物,采用培养钵沙培法,研究不同质量浓度(0、10、40、160 g/L)红小豆根、茎、叶、根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的化感差异,为构建高效合理的红小豆—小麦轮作模式提供科学依据。结果表明,红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的影响因化感物质的来源部位不同而存在差异。根水浸提液对小麦幼苗株高、幼叶长均表现出低质量浓度促进、高质量浓度抑制的作用,对小麦幼苗根长、侧根数及地下部干质量均表现为低质量浓度抑制、高质量浓度促进的作用;根际土壤、茎、叶水浸提液均对小麦幼苗株高、幼叶长具有抑制作用,并随质量浓度增加抑制作用逐渐加强;根际土壤、茎、叶水浸提液对小麦幼苗侧根数表现出低质量浓度抑制、高质量浓度促进的作用,茎水浸提液对小麦幼苗根长表现出低质量浓度促进、高质量浓度抑制的作用,而根际土壤水浸提液对小麦幼苗根长表现出促进效应。在水浸提液质量浓度较低(10、40 g/L)时,红小豆根、根际土壤水浸提液提高了小麦幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶绿素含量,降低了幼苗的丙二醛(MDA)含量和根系活力;在水浸提液质量浓度较高(160 g/L)时,红小豆茎、叶水浸提液显著降低了小麦幼苗的叶绿素含量,显著升高了小麦幼苗叶片的SOD活性、过氧化物酶(POD)活性。红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗的化感综合效应表现为叶茎土根。     

不同林龄杉木人工林根际土添加对其幼苗菌根侵染及生长的影响

  目的  研究不同林龄杉木人工林根际土添加对杉木无菌幼苗生长的影响,为杉木合理的菌根化育苗提供理论基础。  方法  选取苗龄4个月的杉木无菌幼苗为材料,移栽至无菌基质土中,在幼苗根系附近分别添加（150 ± 2） g的杉木幼龄林根际土（RS1）、中龄林根际土（RS2）、近熟林根际土（RS3）、成熟林根际土 （RS4）、过熟林根际土（RS5）,同时设置对照(CK)处理。添加前测定根际土养分含量、酸碱度、丛枝菌根真菌（AMF）孢子密度,并于移栽后1年测定杉木幼苗根系AMF侵染率、基质土养分含量、酸碱度,测量杉木幼苗形态指标、计算生物量。  结果  表明:不同林龄杉木人工林根际土的养分含量、酸碱度、AMF孢子密度有差异,其添加对杉木幼苗根系侵染率提高有显著促进作用,幼苗根系AMF侵染率与所添加林分根际土中AMF孢子密度有极显著正相关关系,侵染率呈现RS5 > RS4 > RS3 > RS1 > RS2 > CK的规律。杉木林分根际土的添加对杉木幼苗地径、苗高、根长、冠幅、基生枝条数、生物量累积等也有促进作用,添加过熟林根际土(RS5)的处理在促进杉木幼苗生长方面优于其他4种根际土。  结论  杉木林分根际土可以作为菌剂添加进行杉木幼苗的菌根化育苗,增加根系菌根侵染率,促进幼苗的高质量生长,这对杉木育苗及菌根真菌在林业上的应用具有重要实践意义。      

佳乐麝香与镉污染对土壤微生物和酶活性的影响

为探究有机污染物与重金属复合污染对土壤中微生物的影响,以佳乐麝香(HHCB)和镉(Cd)为研究对象,研究HHCB与Cd污染对土壤中微生物数量和酶活性的影响。结果表明,HHCB单一及与Cd复合污染培养时间为1 d时,对细菌表现为抑制作用,培养时间为80 d时,表现为促进作用(100 mg·kg~(-1)HHCB的单一污染除外);对真菌生长均表现为促进作用,对放线菌生长均表现为抑制作用。细菌基因拷贝数随着HHCB浓度的升高而增加,而真菌基因拷贝数和放线菌基因拷贝数随着HHCB浓度的升高而降低。HHCB单一及与Cd复合污染对脲酶活性(1 d时)表现为抑制作用(800 mg·kg~(-1)HHCB的污染除外),对脲酶活性(80 d时)、酸性磷酸酶活性(1 d时)和蔗糖酶活性也均表现为抑制作用。培养时间为80 d时,400、800 mg·kg~(-1)HHCB的单一及与Cd复合污染对酸性磷酸酶活性表现为促进作用。     

小麦和玉米生长对土壤碳输入和输出的贡献

在农业生态系统中,区分土壤外源碳输入和内源碳输出是量化土壤碳平衡的前提。借助碳同位素方法,可以精确区分不同碳源对土壤有机碳(SOC)和二氧化碳(CO_2)的贡献,一方面定量根际沉积碳对土壤碳的输入,另一方面还可以量化根系生长对SOC分解的根际激发效应,进而提高土壤碳平衡评估的精确度。本文整合了关于小麦和玉米~(13)C/~(14)C示踪实验的文献,对作物-土壤系统光合碳分配、向地下部碳输入量、根际土壤CO_2区分以及根际激发效应进行分析,最终明确了小麦和玉米生长对土壤碳输入和输出的贡献。在作物-土壤系统中,小麦光合碳分配到地上部、根系、土壤和土壤释放CO_2的平均比例分别为73.1%、12.5%、4.6%、9.8%,玉米分别为68.4%、16.0%、4.6%和11.1%。小麦和玉米通过根系和根际沉积碳对土壤碳输入量均值分别为1 058 kg·hm~(-2)和1 025 kg·hm~(-2),其中根际沉积碳占地下输入的贡献均值分别为0.45和0.38。小麦和玉米根源呼吸占根际土壤CO_2释放的贡献值均达到50%以上,分别为51.3%和56.7%。小麦和玉米生长促进SOC的分解,根际激发效应平均值分别为172%和15%,若采用传统根去除法来区分土壤呼吸,根际激发效应则会被忽略,这可能导致根源呼吸的高估。小麦和玉米生长过程中释放的净根际沉积碳占地下部净碳输入(根系+根际沉积物)比例分别为27%和22%,如果利用传统洗根法,这部分光合碳量就无法量化,导致输入到地下部的光合碳量被低估。     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布

目的 香蕉Musa spp.是我国重要的经济作物之一,由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) 引起的香蕉枯萎病蔓延快、根治难,严重阻碍了我国香蕉产业发展。由于Foc菌量和空间分布与其侵染和致病作用直接相关,探索Foc在‘巴西蕉’Musa acuminate L. AAA group, cv. Brazilian植株和土壤中的时空分布具有重要意义。方法 采用伤根接种法对‘巴西蕉’苗分别接种香蕉枯萎病菌1号生理小种(Foc1)和4号生理小种(Foc4),通过实时荧光定量PCR技术检测接种后不同时间、不同香蕉组织及根际土壤中的菌量,分析了香蕉枯萎病菌在植株和土壤中的时空分布。结果 温室中接种Foc后2~21 d内,‘巴西蕉’根部和球茎中Foc1和Foc4菌量随时间延长而逐渐增加,但Foc4菌量始终大于Foc1;在‘巴西蕉’球茎中,Foc1和Foc4分别在接种后21和14 d菌量达到最大。田间接种Foc后30 d,离‘巴西蕉’植株地面半径(r)5 cm、地下深度25~30 cm土壤中的Foc1和Foc4菌量最大;而r为15和30 cm时,地下深度10~15 cm土壤中的Foc菌量大于0~5和25~30 cm的菌量;在相同r和地下深度的‘巴西蕉’根际土壤中,一般Foc4菌量大于Foc1。结论 Foc1和Foc4菌量在‘巴西蕉’植株和根际土壤中具有明显不同的时空分布,同一空间中Foc4菌量大于Foc1菌量,研究结果可为香蕉枯萎病的发生流行、预测预报和防控提供一定的理论指导。     

不同磷源对小麦根际生物活性及其根际效应的影响

通过网室盆栽和室内分析相结合的方法 ,研究了几种磷源施入石灰性土壤后对作物根际生物活性的影响。结果表明 :对于不同磷源处理 ,小麦生长过程中根际、非根际微生物种群的数量及根际效应 (R/B)有显著差异 ,其大小顺序为 :K2 HPO4>CaMg -P >SSP >FA >ck。微生物数量在生育后期达到高峰。作物根际磷酸酶活性随生育进程逐步增强。不同磷源处理影响下的土壤磷酸酶活性有一定的差异 ,总体顺序为 :FA >SSP >K2 HPO4>CaMg -P >ck。土壤碱性磷酸酶活性显著地高于中性磷酸酶活性     

铅污染土壤上施用氮肥对小麦POD酶活性及铅吸收的影响

针对日益严重的土壤Pb污染,采用盆栽土培方法,比较尿素、碳酸氢铵对Pb污染土壤上有效态Pb、小麦吸收积累Pb及其体内POD酶活性的影响,为指导Pb污染土壤上施肥提供依据。结果表明,两种氮肥的施用提高了土壤有效Pb的含量,小麦根中积累的Pb显著高于茎叶。低用量氮肥(0.1～0.3g/kg)均促进了小麦生长和根对Pb的吸收,高用量氮肥(0.5～0.7g/kg)抑制了小麦的生长,但小麦茎叶中Pb的含量均降低。小麦茎叶中Pb的积累与土壤有效Pb变化无相关性。施用尿素、碳酸氢铵处理下小麦幼苗POD酶活性变化呈下降趋势。对比认为施用低浓度处理尿素更能减少铅污染土壤上在地上部的Pb积累,促进小麦的生长。