影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值。甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用。环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值。分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述。     

影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值。甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用。环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值。分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述。     

影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值.甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用.环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值.分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述.     

土壤中甲烷氧化菌种群数量及其与甲烷氧化活性的关系

采用Hungate厌氧滚管计数技术和气相层析仪检测土样甲烷含量,研究分析了不同植被下黄松泥土壤中甲烷氧化菌种群的数量变化和土壤的甲烷氧化活性.结果表明不同植被下的黄松泥土壤中甲烷氧化菌种群数量在107～108cfu/g干土之间,变化范围不超过2个数量级.水稻田土壤和水稻分蘖期土壤中的甲烷氧化菌种群数量明显高于其它植被下土壤的甲烷氧化菌种群,但相互之间无显著性差异,而它们的甲烷氧化速率却差异显著.土壤中甲烷氧化菌种群数量对土壤氧化甲烷速率有影响但不显著.在氧化甲烷活性很低的土样中加入外源甲烷,可刺激土壤中的甲烷氧化菌增殖,并可诱导甲烷氧化速率达到最大值,但不同植被的土壤达到氧化甲烷最大速率所需的诱导时间不同.不同植被土壤间的甲烷氧化最大速率略有差异,以水稻田土壤为大.     

天然气库土壤中细菌及甲烷氧化菌的数量分布特性研究

在天然气藏压力的驱动下,天然气藏的轻烃气体持续向地表做垂直扩散和运移,在油气藏正上方的地表土壤中非常发育并形成微生物异常,研究这种异常现象可作为地下轻烃渗漏的指标,对这种高度专属性细菌的检测可为判别土壤中是否存在甲烷提供依据。通过运用传统的稀释涂平板方法对天然气库的0．5m、1．0m、1．5m和2．0m深度土层中微生物数量计数发现,同一采样点位土壤中的细菌数量随着土层的加深而逐渐减少,0．5m浅层土壤中微生物的数量级在10^7,lm、1．5m和2m土层土壤中微生物的数量级在10^6、10^5和10^4;甲烷氧化菌的数量分布规律与此基本相同,0．5m浅层土壤中甲烷氧化菌的数量级在10^5,1m、1．5m和2m土层土壤中甲烷氧化菌的数量级在10^4、10^4和10^3。与对照点对比可知,天然气库土壤中出现了“微生物异常”分布,这种异常分布对评价和预测下伏天然气藏的存在和性质具有直接的现实意义。     

稻田甲烷排放研究

甲烷是主要的温室效应气体之一,它能引起全球气温上升和臭氧层耗竭。目前全球大气中的甲烷浓度约1.75ppm,每年平均递增约1％。甲烷在大气中的滞留期较长,约为10年,甲烷具有强烈吸收地表红外辐射的能力,就单分子的温室效应作用与CO_2比较,CH_4是CO_2的20—30倍。     

设施栽培土壤甲烷氧化的研究

研究了设施栽培土壤的甲烷氧化.结果表明,不同土壤对甲烷的氧化能力各异,可能与土壤的理化性质有关;土壤微生物是甲烷氧化的主要生物类群:土壤含水量对甲烷氧化有明显影响,含水量过高或过低对甲烷氧化均具有抑制作用;氮源(包括有机和无机氮源)对甲烷氧化均有抑制作用;不同碳源对甲烷氧化的影响各异,纤维素对甲烷氧化抑制作用最小,而高浓度的甲醇、葡萄糖则对甲烷氧化具有强烈的抑制作用;在甲烷氧化过程中加入葡萄糖能迅速抑制甲烷氧化;在加入葡萄糖的同时保持瓶中充足的氧气,则这种抑制作用可以在5.5 d后得到解除.此外,还研究了从土壤中分离的甲烷氧化菌对碳源的利用情况,表明在甲烷释放极少的设施栽培土壤中,兼性营养的甲烷氧化菌可能在甲烷氧化中占据主要的地位.     

影响湿地甲烷产生、传输与氧化因素的研究进展

湿地甲烷排放对温室效应的贡献十分明显。湿地甲烷排放是有机物（底物）输入、分解、厌氧产甲烷以及甲烷传输、氧化等环节综合作用的结果。文章对影响湿地甲烷生成、传输与氧化的温度、水位、土壤有机物、土壤pH和氧化还原电位、植物类型以及土壤离子、土质等主要因素进行了阐述,对未来湿地甲烷排放变化趋势进行了探讨,并对此方面的研究方向进行了分析,旨在为全球气候变化以及人类活动影响导致大气甲烷浓度变化预测提供依据。     

不同类型冬水田土壤中厌氧甲烷氧化古菌的垂直分布

【目的】厌氧甲烷氧化古菌是厌氧条件下减少甲烷排放的关键微生物，在全球碳素循环中发挥着重要作用，但其在不同类型冬水田土壤中的垂直分布规律尚不清楚。【方法】利用qPCR和16S rRNA测序技术，选择厌氧甲烷氧化古菌的特异性引物DP397F(q)/DP569R(q)和DP142R/DP779R，探究潴育型和潜育型冬水田的耕作层、犁底层和潴育层/潜育层中厌氧甲烷氧化古菌的丰度和生态位分布。【结果】两种类型水稻土中存在大量厌氧甲烷氧化古菌，且古菌丰度值在4.82×10⁶～9.30×10⁷ copies/g干土，菌群丰度及其多样性水平均呈现出潴育层/潜育层>犁底层>耕作层。相关性分析表明，两种类型冬水田厌氧甲烷氧化古菌丰度均与pH值呈显著正相关(P<0.05)，与SOM、WC和NH₄⁺-N呈显著负相关(P<0.05)；厌氧甲烷氧化古菌氧化速率均与SOM、NH₄⁺-N呈显著负相关(P<0.05)。【结论】潴育型冬水田厌氧甲烷氧化古菌多样性...     

农田甲烷产生的微生物生态学机理研究进展

农田土壤主要通过微生物厌氧发酵、植物呼吸向大气中排放甲烷,土壤的甲烷主要来自于湿地、稻田和垃圾填埋场等,其排放量占每年全球甲烷产生量的50%左右。笔者主要针对土壤甲烷产生的微生物学过程进行分析,揭示了农田中甲烷产生菌和甲烷氧化菌的作用机理、两者数量与甲烷排放量的相关关系,综合分析了甲烷产生的影响因素等,总结了农田甲烷产生的微生物学机理,对研究甲烷减排(全球变暖)及完成全球碳循环、保护人类生存的生态环境,具有重要的意义。     

甲烷氧化菌的筛选与生理特性研究

[目的]筛选一株甲烷氧化菌,并对其生理特性进行研究。[方法]从河南新乡卫河沿岸土壤中分离筛选甲烷氧化菌,对其碳源利用及生长性能进行研究。[结果]该菌能以甲烷为唯一碳源生长,为革兰氏阴性菌,生长周期为7 d。该菌也能利用葡萄糖、蔗糖、麦芽糖,并发现甲醇这一中间代谢产物对甲烷氧化菌的生长有明显的促进作用。[结论]甲烷氧化菌是一种高效降解甲烷的细菌,因此可以应用于微生物处理甲烷或煤层附着瓦斯,为微生物治理煤矿瓦斯、保护大气环境提供基础。     

垃圾填埋场覆土层植物根围甲烷氧化活性研究

采用滚管计数法和气相色谱法,研究了植物因素对垃圾填埋场封场覆土层中甲烷氧化菌的数量及其甲烷氧化活性的影响。结果表明:垃圾填埋场不同植物根围土壤中甲烷氧化茵的数量为1×10~7～1×10~8cfu·g~(-1),甲烷氧化速率为1×10~(-7)～1×10~(-8)mol·h~(-1)·g~(-1);封场时间越短,覆土层中甲烷氧化菌的数量及其甲烷氧化活性越高;甲烷氧化茵数量与甲烷氧化活性之间存在一定的正相关性,但甲烷氧化茵的数量并不是影响甲烷氧化活性的唯一因素。随着植物覆被土壤中的甲烷氧化菌的数量增多,不同种类植物根围的甲烷氧化活性差异明显,比裸露地高38%～45%。建议将小蓬草(Conyza canadensis)、稗(Echinochloa crusgalli)、佛甲草(Sedum lineare)等作为填埋场封场后的甲烷净化功能性先锋物种进行种植。     

“温室效应”被进一步证实与化学制品有关

据Chicago sun Times报道,芝加哥一所大学的水蒸气研究部分地证实了温室效应一全球变暖将极大地破坏世界农业。这项研究由Veerabhadran教授发表在《自然》杂志上。Ramanath还发现在热带太平洋地区有超温室效应。发表在wall Streat Journal上的另一篇文章讨论了温室效应的其它来源:酸雨和人工合成肥料。 酸雨和许多化肥含有氮的化合物。科学家们在森林土上施用氮素化肥,发现施氮肥的土壤比不施常肥的土壤能从空气中少吸收33％的甲烷气体。通氮土壤微生物能净化空气中的过多的甲烷。科学家们声称通过阻碍这样的微生物,氮素化肥和酸雨将可以影响全球的甲烷水平。 这篇文章进一步指出北欧农民是世界上最大的化肥使用者,其应用比率是美国或苏联的二倍。已经连片高度集约化耕作的土地上显示的严重问题是     

农艺措施对稻田土壤产甲烷菌的影响研究进展

从农田管理的角度综述了近年来国内外学者对稻田土壤产甲烷菌的研究成果,发现耕作模式、水分管理、肥料管理、病虫草害防治等操作都会对稻田土壤产甲烷菌的数量和(或)种群产生影响。其中,旱作、水—旱轮作、施用化肥等能在一定程度上减少稻田土壤产甲烷菌的数量。这表明采取适当地农艺措施可降低稻田土壤中产甲烷菌的数量,从而在一定程度上缓解全球温室效应。     

一个厌氧甲烷氧化菌菌株的分离、纯化和特征研究

首次报道浙江象山市郊青紫泥水稻田土壤中一个能厌氧氧化甲烷的细菌菌株AMOB3的分离、纯化及其部分生理生化特性.该菌株革蓝氏染色阴性,细胞极小,仅(0.3～0.5) μm×(0.7～0.8) μm,在厌氧滚管琼脂上可形成细小透明直径约为0.2 mm的菌落.能较好地利用甲烷和甲醇,但仅微弱利用甲酸.电镜显微表明细胞具有周生于胞质的与好氧性甲烷氧化菌相同的囊膜结构.试管培养时该菌株的甲烷氧化活性为2.4 nmol/mL.Cu2+、Mo6+、Mn4+等离子可提高该菌株氧化甲烷的能力,但Cr3+具有抑制作用.经将菌株AMOB3的特性与现有报道的好氧性甲烷氧化菌比较,认为这是一个不同于现有甲烷氧化菌的新种.     

一株奶牛粪便中甲烷氧化菌的分离与鉴定

甲烷氧化菌是一类能以甲烷和甲醇作为唯一碳源和能源进行生长的微生物。利用甲烷氧化菌选择性培养基从健康奶牛粪便样本中分离、筛选多株甲烷氧化菌,选择其中一株对甲烷代谢率较高的菌株命名为M17,并对其进行形态学观察、16S rDNA同源性比对以及理化性质分析的研究。结果表明,该菌株属于甲烷氧化菌Methylobacterium属,能够利用多种碳源进行生长,但以甲醇为碳源生长最为良好,最适生长温度为35℃,最适pH为6.8左右。     

农田土壤碳转化微生物及其功能的研究进展

农田生态系统土壤碳转化是当前陆地生态系统碳循环研究的重要领域之一,而土壤微生物在驱动和调节土壤碳循环中发挥重要作用。简要介绍了参与农田生态系统土壤碳转化的微生物及其功能,包括农田土壤中的固碳细菌、参与农田有机碳转化的细菌和真菌、农田生态系统中与甲烷生成相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌等。     

不同栽培措施对水稻田甲烷释放甲烷产生菌和甲烷氧化菌的影响

本文报道不同栽培措施下水稻田甲烷释放的特性和甲烷产生菌、甲烷氧化菌的数量、种类。结果表明，水稻田的甲烷释放，无论是早稻还是晚稻，成活期每天的释放量较少，随着生长逐渐增加，至分蘖期达到最高，随后又逐渐减少。长期淹水和高量氮肥或有机肥的施用可以明显地增加水稻田的甲烷释放量。产甲烷细菌的数量在干湿灌溉少氮处理的水稻田土壤中要少于其他各处理的土壤，其他各处理间无明显差异，早稻上生长前期较后期低２—３个数量级，晚稻上生长中期土壤中的产甲烷菌数量略高于生长前期和后期。甲烷氧化菌数量在早稻生长期间从１０￣（３－４）个／ｇ干土增加到生长后期的１０￣８个／ｇ干土，在晚稻生长期间维持在１０￣８个／ｇ干土。产甲烷细菌的种类主要为甲烷杆菌属（Ｍｅｔｈａ－ｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）和甲烷八叠球菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ）的种。甲烷氧化菌主要为杆状、能利用除甲烷外其他基质的兼性异养型甲基营养型细菌。     

稻田温室气体排放与减排研究综述

水稻是我国最重要的粮食作物之一,甲烷和氧化亚氮作为稻田两大温室气体,在全球温室效应中起着很大作用。文章综述了水分管理条件、施肥方式、品种选择差异、农作模式差异及土壤气候条件等因素对稻田甲烷和氧化亚氮排放的主要因素,并从综合温室效应方面提出品种和栽培措施、合理施肥和用药、改进农作制度、发展农村沼气能等技术措施,为发展稻田低碳提供一定的参考。     

甲烷氧化菌的生态学研究方法

甲烷氧化菌以甲烷为其唯一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用,同时在污染治理方面具有潜在应用价值。总结了目前甲烷氧化菌的微生物分子生态学检测方法,分析了研究中取得的进展及存在的问题,并指出今后应加强研究的方面。