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.     

氮源对甲烷氧化混合菌群甲烷氧化和氧化亚氮排放的影响

氮源是影响甲烷氧化菌甲烷氧化效率的重要因素,但其对甲烷氧化过程N_2O的生成规律的影响尚不明晰。本研究以甲烷氧化菌混合菌群为供试对象,开展了氮源类型和氮源浓度对甲烷氧化混合菌群甲烷氧化效率和氧化亚氮生成规律的影响试验,并采用乙炔抑制法研究了甲烷氧化混合菌群氧化甲烷过程的N_2O生成途径。结果表明:与NH_4~+-N和NO_2~--N相比,以NO_3~--N为氮源,甲烷氧化混合菌群具有较高的甲烷氧化效率,可达90%,同时生成的N_2O浓度较低,约为1.0mg/m~3。不同浓度的NO3--N对甲烷氧化混合菌群的甲烷氧化能力和N_2O生成影响不大。高浓度NH_4~+-N会降低甲烷氧化混合菌群的甲烷氧化效率且促进N_2O生成,NH_4~+-N浓度从10mg/L提高到50 mg/L时,甲烷氧化效率由92.0%降低为78.9%,而N_2O浓度由5.1mg/m~3升高为17.8 mg/m3。氧化亚氮产生机制试验表明:甲烷氧化混合菌群在培养初期生成的N_2O以非生物作用为主,其贡献约为79%,培养后期以硝化细菌反硝化作用为主,贡献约为61%。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

农田土壤好氧氨氧化和甲烷氧化交互作用机制的研究进展

从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律,以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果,并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。未来研究应充分利用学科交叉,结合宏观结果和土壤微观动态过程,揭示土壤中不可培养微生物代谢能力及其在土壤生物地球化学循环中的重要作用,逐步实现对土壤生态过程的预测和调控。     

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。     

草海湿地湖滨带不同类型土壤甲烷产生与氧化潜力的研究

采用室内模拟培养技术,研究了草海湿地湖滨带不同类型土壤甲烷产生及氧化潜力规律。结果表明,草海湿地表层土(0～5 cm)为甲烷产生潜力最大区域。甲烷产生潜力大小排序为沼泽草甸>草甸>原生沼泽>耕地,分别为10.448、3.188、0.741、0.042μg/(g·d)。甲烷氧化累积潜力大小排序为沼泽草甸>草甸>耕地>原生沼泽,分别为0.155 7、0.079 6、0.011 9、0.003 7μg/(g·d)。随着土层深度的增加,各类型土地甲烷产生潜力明显下降。草海湿地各类型土壤氧化潜力均低于产生潜力,即草海高原湿地湖滨地土壤不具有从大气中吸收甲烷而使得大气中甲烷减少的潜力。     

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。     

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。     

铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响

为了阐明铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响,采用静态箱-气相色谱法对对照(CK)、2 Mg/hm2(FeⅠ)、4Mg/hm2(FeⅡ)和8 Mg/hm2(FeⅢ)铁炉渣施加后稻田甲烷产生、氧化与排放进行了测定与分析.研究结果表明:观测期内,CK、Fe Ⅰ、FeⅡ和FeⅢ样地甲烷产生量分别为0.06-8.87、0.12-8.28、0.15-7.84、0.17-7.82 mg·m-2·h-1,平均产生量分别为4.68、3.92、3.14、2.76 mg·m-2·h-1;甲烷氧化量分别是0.02-1.27、0.09-0.95、0.09-1.54、0.09-2.79 mg·m-2·h-1,平均氧化量为0.46、0.47、0.59、0.55 mg·m-2·h-1;甲烷排放分别是0.04-7.99、0.03-7.33、0.06-6.30、0.08-5.12 mg· m-2·h-1,平均值分别为3.11、2.29、1.76、1.59 mg·m-2·h-1.铁炉渣的施加降低了甲烷产生量和排放通量,提高了甲烷氧化量.     

九龙江口海岸带沉积物甲烷相关古菌群落结构及多样性研究

[目的]针对河口环境的甲烷产生相关微生物展开调查,了解其多样性及群落结构组成、变化。[方法]采用克隆文库技术,分析九龙江河口沉积物样品,调查甲烷产生相关微生物的多样性及分布情况。[结果]九龙江沉积物含有清晰的甲烷硫酸盐过渡区。克隆文库分析结果显示主要是Methanosaeta,Methanomicrobiales和Methanomsarcinales/ANME。Methanomsarcinales/ANME是主要类群(41%),且以甲烷氧化菌ANME-2a为主。Methanosaeta和Methanomicrobiales分别占27%和28%。[结论]在九龙江河口沉积物中,乙酸利用型和氢气利用型甲烷产生是主要的甲烷产生途径。     

磷对稻田甲烷排放的影响及其可能机制

目前关于磷对稻田甲烷排放的影响研究较少,为此,本文检索了已发表的磷对稻田甲烷排放的相关文章,并对文献数据进行了再挖掘分析,总结归纳了磷对甲烷产生和氧化的可能影响,并对未来需要进一步探究的问题进行了讨论。分析发现磷对稻田甲烷排放的调控主要受种植系统和其他施肥情况的影响,一季中稻下大都表现为磷肥施用降低甲烷排放,降幅受其他土壤养分情况影响而不同。磷通过影响水稻根系及其分泌物进而影响土壤碳的有效性,直接影响土壤磷的有效性,并改变土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度和群落组成来调控甲烷的产生及氧化过程,最终影响甲烷的排放。     

稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性

稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一。为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析。结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P<0.05),2.69倍(P<0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草>鸡粪>猪粪>化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/L KMnO₄氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低。由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一。