生物炭固定化微生物修复污染土壤研究进展

生物炭固定化微生物技术具有高效、成本低和环境友好性的优点,在土壤修复中展现出巨大的应用潜力,成为目前的研究热点。本文在系统总结国内外生物炭固定化微生物技术修复污染土壤的最新研究进展基础上,重点分析了生物炭作为载体的适宜性,探讨了微生物筛选的重要性,对比分析了固定化方法（如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法等）,探究了不同环境因素对生物炭固定化微生物技术修复污染土壤效果的影响,揭示了生物炭与微生物修复重金属和有机污染土壤过程中多种作用机制的协同效应,既包括生物炭作为固定化载体对微生物的保护及快速定殖作用,也包括生物炭对污染物的吸附作用,还包括微生物对污染物的降解作用。最后,对该技术在土壤污染修复中的应用提出了展望和建议。     

生物炭对土壤有机碳及微生物影响研究进展

生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质。生物炭能够影响微生物参与的与土壤有机碳 库周转相关的生物地球化学循环过程。生物炭对土壤有机碳和微生物的影响与生物炭性质、施加量、土壤环境条 件有关,各研究结论并不一致。一些研究指出施加生物炭可以增加土壤有机碳抵抗微生物降解的稳定性,降低土 壤有机碳的矿化速率,具有良好的固碳潜力。然而也有很多学者报道了施加生物炭对土壤微生物性质产生有益的 影响,如增加土壤微生物生物量和活性,从而显著提高土壤有机碳的矿化速率。在综述生物炭对土壤本身有机碳 分解、土壤有机碳活性和稳定性、土壤团聚体及其稳定性、土壤微生物生物量和活性、土壤微生物群落结构影响 的基础上,提出未来的研究需要综合考虑生物炭还田可能带来的潜在环境效益和风险。     

微生物与土壤矿物相互作用的研究进展

微生物体吸附于矿物表面后,其活性将发生改变,从而影响到土壤中与生物和生物分子相关的一系列土壤过程,如矿物形成与演化、土壤结构体稳定性、土壤养分有效性、土壤污染物质的毒性以及污染土壤的生物修复等。因此,研究土壤矿物、微生物相互作用,不仅有助于深入了解土壤微生物过程,而且对评估和预测土壤体系中有机污染物降解和转化的特点与动态,进而提高污染物的修复效率等有着重要的实际意义。     

生物炭对桃园土壤微生物功能多样性的影响

以不施生物炭和微生物肥为对照,通过不施生物炭和施微生物肥(BF)、低量生物炭和不施微生物肥(BC1)、低量生物炭和施微生物肥(BC1+BF)、高量生物炭和不施微生物肥(BC2)、高量生物炭和施微生物肥(BC2+BF)等处理,测量土壤的全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、含水量、有机质含量等理化性质,并结合Biolog-ECO微孔板技术,分析水蜜桃园土壤微生物群落的功能多样性。结果表明,与CK处理相比,BC1和BC2处理的全氮、碱解氮、速效磷和速效钾无明显差异;BC1+BF处理的土壤中碱解氮明显下降,速效钾明显提高,BC2+BF处理的各参数均无明显差异。BC2+BF处理的土壤微生物碳(SMBC)明显增多,但BC2和BC2+BF处理的土壤微生物氮(SMBN)明显降低。BC2处理的AWCD(平均颜色变化率)、Shannon指数和Simpson指数均明显降低,但BC2+BF处理的这些参数无明显差异。通过PCA分析发现,BC2处理与其他处理相隔比较远,有明显的区分,但BC2+BF与BC1+BF相近。综上所述,土壤施入高量生物炭处理会抑制氮利用微生物的生长,且对其微生物群落多样性有不利影响,但施加BF有...     

生物炭对玛瑙红樱桃土壤微生物和养分的影响

以贵州省主栽樱桃品种玛瑙红为试材,探讨生物炭对土壤微生物和养分的影响,旨在为玛瑙红樱桃的丰产优质栽培及生物炭在果树上的应用提供理论依据。试验设置0(CK)、5(C1)和10(C2)kg/株3个生物炭施用量,结果显示:在始花期,C1处理显著提高细菌、反硝化细菌数量,C2处理显著提高好氧固氮菌数量;在盛花期,生物炭的添加显著提高了土壤微生物多样性和反硝化细菌数量;在结果期,C2处理显著提高真菌数量;添加生物炭处理提高了土壤pH值和有机质含量,但对土壤养分的影响因物候期而异。结果表明,生物炭的添加能提高玛瑙红樱桃土壤微生物量、微生物多样性、土壤养分,但提高效果与植物所处生长状态有关。     

生物炭对塿土土壤微生物及酶活性的影响

研究玉米-小麦轮作体系条件下生物炭施用量对塿土土壤微生物及酶活性变化的影响。结果表明:随生物炭施用量的增加,玉米、小麦生育季土壤脲酶、过氧化氢酶活性均增加,玉米收获期碱性磷酸酶活性增加,并存在显著性差异;对小麦季碱性磷酸酶影响不显著。生物炭施用量为80t·hm~(-2)时,能够显著提高微生物种群数量且达到最高。施用生物炭能够增加微生物碳氮量,并减少微生物量碳氮比的季节波动。     

生物炭及炭基肥对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P0.01),含水量和全钾有显著影响(P0.05)。【结论】生物炭和炭基肥长期施用明显改善了土壤理化性质;相较猪厩肥,施用生物炭不利于真菌和革兰氏阴性细菌的积累,而且施用生物炭和炭基肥对土壤微生物群落的影响不同,施用生物炭有利于细菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/细菌比和土壤微生物群落结构多样性的提高;土壤pH、全氮、有机质、含水量和全钾依次是影响土壤微生物群落的重要因子。     

生物炭施用下土壤微生物量碳氮的动态变化

为了研究生物炭施用量对整个玉米生育期内土壤微生物量及玉米产量的影响,采用田间定位试验,生物炭施用量设置0（BC0）、10（BC1）、20（BC2）和30（BC3） t·hm^-2共4个处理,测定不同处理下土壤微生物量碳、氮及其动态变化和收获后玉米的籽粒产量。结果表明,玉米生育期内各土层土壤微生物量碳随生物炭施用量的增加而增加;与BC0相比,施用生物炭对播种前土壤微生物量碳的影响最为显著,其中,BC3处理在0—10、10—20和20—30 cm土层的微生物量碳较对照分别增加103.2%、91.8%和158.5%。土壤微生物量氮和微生物量碳氮比的变化则与玉米生育期有关。从整个生育期来看,土壤微生物量碳、氮含量在播种前最低,在拔节期达到峰值,之后缓慢降低并保持相对稳定。在播种前,BC3处理土壤微生物商增幅最大,较BC0增加了59.5%,其他生育期土壤微生物商无显著变化。玉米籽粒产量随生物炭施用量的增加而增加,BC2和BC3分别较BC0显著增产11.2%和14.1%。因此,在土壤中施用生物炭可在一定程度上增加土壤微生物量,提高土壤肥力,增加作物产量,为该地区生物炭的合理施用提供理论依据。     

土壤污染修复中的生物炭-微生物交互作用研究进展

近年来,生物炭在污染土壤修复中的研究与应用受到广泛关注,且已被证实对于修复土壤重金属及有机污染具有显著的效果。生物炭可以改善土壤性质,影响土壤微生物群落,实现生物炭介导的微生物土壤污染修复。本文综述了生物炭对微生物的积极作用,包括提供额外生存环境、提供营养物质和改善原有栖息地[土壤团聚性、pH、阳离子交换能力（CEC）和酶活性]。这些影响将导致微生物丰度、活性和群落结构的变化。然而,生物炭所携带的可能威胁微生物群落的有毒物质也不应被忽视,如多环芳烃、呋喃等;同时生物炭在高温热解过程中产生的持久性自由基也会对微生物产生毒性。本文还讨论了生物炭介导的微生物修复技术在去除土壤污染物方面的应用现状,最后对生物炭-微生物交互作用在土壤污染修复中的研究方向提出了展望。     

生物炭对棕壤大豆根际微生物的影响

为了探讨生物炭对棕壤大豆根际微生物群体的影响,试验设置CK(0kg·hm-2),C1 (750kg· hm-2),C2( 1500kg· hm-2),C3(3000kg·hm-2),C4(6000kg· hm-2)5个生物炭梯度,分别在大豆苗期、开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期测定土壤微生物数量、pH值和田间持水量的动态变化,并观察微生物在炭粒与土粒中的分布情况.结果表明:多数生育期生物炭处理提高大豆根际土壤中细菌数量,最高增加94.9％;前4个生育期,与CK相比真菌和放线菌数量减少,分别减少13.6倍和47.2％,但成熟期C4真菌增加0.51倍,而放线菌则提高2.09％.细菌真菌比例提高,成熟期C4比CK高70.7％.土壤pH提高,成熟期C4比CK高5.6％.炭粒中微生物数量少于土粒.通过增加土壤细菌与真菌数量比例,以及提高pH,生物炭可能成为缓解大豆连作障碍的土壤改良剂.     

土壤添加物、土壤微生物和番茄苗期生长相互关系的研究

根据植物和微生物生长的特性,分阶段在土壤中加入苜蓿汁、木醋液、葱汁、草木灰4种和有机肥配制的有机添加物,设有机肥处理为对照。研究结果表明,向土壤加入添加物后,土壤微生物的数量明显增加,同时,番茄的株高和株重也有明显变化,处理B在各处理中土壤微生物数量变化最为明显,与对照相比在15d、30d、45d和60d时土壤细菌数量分别增加65.88%、96.14%、80.90%和82.0%;土壤放线菌数量分别增加16.01%、54.01%、49.0%和49.8%,相应地,处理B在番茄苗期最后试验测定时平均株高和平均株重变化也较为明显,比对照分别增加35.22%和34.97%。对各处理结果进行相关性分析发现,对于处理B,不同时间测定中,土壤中细菌数量和放线菌数量与番茄株高和株重均存在显著性正相关关系。     

烤烟石灰性黄壤肥力状况及其与土壤微生物的关系

以烤烟石灰性黄壤为对象,研究了不同施肥处理条件下土壤营养状况、酶活性、微生物生物量及数量.结果表明,施肥显著提高全量养分氮、磷、钾含量及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,其高低趋势为:有机肥(M)＞有机无机配施(CFM)＞无机肥(CF)＞不施肥(CK);碱解氮、有效磷及有效钾含量提高幅度分别为1.26～1.36、4.83～5.26、1.11～1.65倍,以有机无机配施有效养分含量增加最为显著;有机肥及有机无机配施处理不仅提高土壤有机质含量,还有利于土壤微生物的生长繁殖,土壤微生物量碳、氮及细菌、真菌和放线菌数量均有不同程度的提高,而无机肥效果不明显.相关分析表明土壤有机质、全量养分及酶活性与微生物量碳、氮及细菌和放线菌呈显著或极显著正相关关系.综合考虑土壤的肥力状况及微生物生态环境,烤烟栽培实践中施有机肥是很有必要的.     

土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响

土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。     

不同农艺措施对土壤微生物的影响研究进展

土壤微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着重要的作用。文章综述了影响土壤微生物的各种因素及连作、轮作、化肥、农药及其他农艺措施对土壤微生物的影响,提出了合理的农艺措施与土壤微生物之间的关系以及合理调控土壤微生物的群落结构、维护土壤生态环境的研究方向。     

Dieldrin: degradation by soil microorganism

An attempt was made to discover microorganisms that degrade dieldrin, an extremely stable chlorinated hydrocarbon insecticide. Examination of more than 500 isolates from soil that had been heavily contaminated with various insecticides revealed the existence of a few microbes that are very active in degrading this compound to various metabolites.     

耕作制度对土壤微生物区系的影响

进行了复种方式和土壤耕作对土壤微生物影响的研究，结果表明，复种方式能明显影响土壤细菌的数量，但对放线菌和真菌的影响不明显；免耕栽培晚稻利于土壤厌气性微生物的生长，翻耕利于好气性微生物的大量繁殖。好的耕作制度能激活土壤中的微生物，改良土壤。     

Relationship between potassium chloride suppression of corn stalk rot and soil microorganism characteristics

Observations from a site-fixed field trial of 12 years in Jilin Province show that potassium chloride (KCl) application has a significant positive influence on corn stalk rot incidence. Incubation experiments were conducted to study the effects of KCl and soil extracts on the growth of Fusarium graminearum, the most common stalk rot fungi in this area, and the population changes in rhizosphere fungi, bacteria and actinomyces at different growth stages of corn. The results show that KCl addition to the potato dextrose agar (PDA) medium could not directly suppress Fusarium graminearum development. Soil extracts from soil samples taken from the field plots with and without KCl application affected Fusarium graminearum development, with soil extracts with KCl treatments suppressing Fusarium graminearum development more significantly, compared with that from the KCl-free treatment. These results indicate that soil extracts play a role in the interaction between corn and Fusarium graminearum. Long-term KCl application may increase the populations of rhizosphere fungi and actinomyces in the early growth stages, while there is no significant difference in the number of bacteria in rhizosphere among the treatments. Also, the populations of rhizosphere fungi are negatively correlated with the incidence of stalk rot in the early growth stages of corn. The sensitive infection stages of pathogen to corn consist of the stages when there is significant difference in the populations of rhizosphere fungi and actinomyces. The change of microorganism populations (especially fungi) in soil may be associated with the incidence decrease and is one of the mechanisms of KCl suppressing corn stalk rot. Translated from Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007, 13(2): 279–285 [译自: 植物营养与肥料学报]     

洛克沙胂残留对土壤微生物活性的影响

畜禽养殖中大量使用洛克沙胂作为促生长剂,洛克沙胂在畜禽粪便中有较多的残留,随着有机肥的施用进入土壤,可能对环境有影响。通过研究洛克沙胂对土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用及几种酶活性的影响,评价洛克沙胂残留对土壤微生物活性的影响。试验结果表明,在洛克沙胂处理后的4~6 d对土壤呼吸有一定的刺激作用,但差异不明显(P>0.05);不同浓度洛克沙胂残留对土壤硝化作用均有较明显的抑制作用,20、50mg/kg组在培养后期(12~18 d)对土壤硝化作用有显著性抑制,80、150 mg/kg组在整个试验期均有显著性抑制(P<0.05);80、150 mg/kg浓度洛克沙胂对土壤氨化作用有极显著的抑制作用(P<0.01),20、50 mg/kg在培养2d后对氨化作用有明显的抑制作用(P<0.05);洛克沙胂残留对土壤碱性磷酸酶的活性有较明显的刺激作用;低水平残留对土壤过氧化氢酶活性有一定的促进作用;对蛋白酶活性表现出先抑制后促进作用;在一定时间内对土壤脲酶的活性有轻微的加强作用。总体看畜禽粪便中洛克沙胂残留对土壤主要生化过程有影响,可明显抑制土壤的氮循环,对几种土壤酶活性没有明显的抑制作用,在一定程度上反而有促进作用。     

纳米炭粉对土壤微生物活性的影响

【目的】研究纳米炭粉对土壤脱氢酶活性和微生物量碳含量的影响。【方法】采用室内模拟方法,研究了不同纳米炭粉添加量(0.00,1.00,3.00,5.00,10.00,20.00g/kg)下土壤脱氢酶活性和微生物碳的变化,并分析了不同质量浓度纳米炭粉(0.0,1.0,3.0,4.5,7.5,15.0,30.0g/L)对脱氢酶酶促反应产物——甲臜的吸附作用,以探明是否可用TTC法检测脱氢酶活性。【结果】与未添加纳米炭粉处理相比,添加纳米炭粉后土壤脱氢酶活性降低,土壤微生物量碳含量总体略有增加,并保持在一个稳定的水平,表明纳米炭粉对微生物有微弱的激活作用。吸附试验结果表明,由于纳米炭粉具有较高的吸附性能,其加入后会很快吸附甲臜,导致产物量过低,呈现出土壤脱氢酶活性被抑制的假象。【结论】纳米炭粉可激活土壤微生物活性,采用TTC法分析纳米炭粉土壤脱氢酶效应的结果并不可靠,需寻找更加完善的方法。     

解磷微生物对土壤磷素作用的研究进展

解磷微生物可以提高农作物对土壤磷的利用和有效性.解磷微生物活化土壤磷的机制主要是通过分泌有机酸、质子及各种酶来溶解、螯合、降解无效态磷从而提高土壤磷的有效性.解磷微生物的解磷作用受到诸多因素的影响,N源、土壤水分、施肥措施等均可影响解磷微生物的活性,因此,提高解磷微生物在土壤中的定殖量是其发挥作用的关键.