罗非鱼高密度养殖池塘底泥微生物对不同碳源的代谢特征

【目的】底泥中的微生物群落对维持池塘生态系统平衡具有重要意义。探讨罗非鱼高密度养殖池塘底泥微生物的碳氮代谢特征与季节变化规律。【方法】在养殖季采集罗非鱼养殖池塘底泥样品,检测底泥中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和总氮含量,并通过Biolog-ECO平板技术分析底泥微生物对含氮碳源、含磷碳源和只含碳的碳源代谢的平均颜色变化率（Average Well Colour Development,AWCD）。【结果】养殖中期和末期底泥中的总氮和氨氮含量显著高于养殖初期;底泥中的微生物能较好地利用β-甲基-D-葡萄糖苷、丙酮酸甲酯、D-半乳糖醛酸、吐温80、D-甘露醇、肝糖、D-纤维二糖等只含碳的碳源和L-天门冬酰胺、N-乙酰-D-葡萄糖胺（AWCD>0.5）等含氮碳源,也可以利用D,L-α-磷酸甘油、葡萄糖-1-磷酸（AWCD<0.5）等含磷碳源,不能利用2-羟基苯甲酸、衣康酸和α-丁酮酸。养殖初期罗非鱼养殖池塘底泥微生物对只含碳的碳源和含氮碳源的利用率高于养殖中期和末期。底泥微生物对含氮碳源和只含碳的碳源的利用率与底泥中的硝酸盐含量呈正相关。【结论】可以尝试利用Biolog-ECO平...     

罗非鱼主养池塘水体微生物群落对碳源代谢的动态变化

为摸清养殖池塘水体微生物数量的动态变化和微生物群落对不同碳源物质的代谢性能,跟踪研究了罗非鱼主养池塘水体中微生物的数量变动,并采用Biolog ECO微平板法分析微生物群落对糖类、氨基酸、脂肪、代谢中间产物等四类共31种不同碳源的代谢动态变化。结果显示:在5月至10月的整个养殖季中,水体的异养细菌和芽孢杆菌的数量均较稳定,未出现明显的剧烈变化;水体微生物群落对25种碳源物质的利用较平稳,有9种碳源的利用值高于其他22种碳源,包括糖类中的D-甘露醇、N-乙酰-D-葡萄糖氨和D-纤维二糖,氨基酸类的L-天门冬酰胺和L-丝氨酸,脂肪类的吐温40、吐温80、丙酮酸甲酯,代谢中间产物和次生代谢物中的腐胺等。结果表明,在整个养殖季中,池塘水体微生物的数量和群落对碳源的代谢水平总体均处于相对平稳的状态,但微生物群落对不同种类的碳源选择性存在差异。     

生物炭原位添加对养殖池塘底泥中微生物群落结构的影响

为深入了解生物炭添加对养殖底泥微生物群落结构的影响,采用高通量测序方法,分析了在养殖池塘现场原位修复期间,养殖底泥中微生物群落的变化特征。结果显示：添加小麦秸秆生物炭修复期间,Simpson多样性指数先降低后逐渐升高,在第42 d时指数达到最低（0.16）,Shannon指数与Chao1指数以及OTU数的变化也呈现相似的规律,即在第42 d时生物丰度达到最大值。养殖底泥细菌中门水平优势细菌相对丰度发生改变,变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著提高,而酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度降低。Heatmap图也呈现出相似的结果,即Ardenticatenales、芽单胞菌科属（Gemmatimonadaceae）、bacteriap25和棒状杆菌属（Rokubacteriales）的相对丰度出现了先增加后降低的趋势。研究表明,养殖底泥中添加小麦秸秆生物炭可以改善微生物的群落结构,进而有助于底泥中多环芳烃等有机污染物的降解去除。     

组合填料对水质、罗非鱼生长及水体微生物群落功能多样性的影响

采用组合填料(全塑性夹片和维纶醛化丝)作为生物膜载体,以土著微生物为生物膜菌源,研究其对水质、罗非鱼生长及水体微生物群落功能多样性的影响。结果表明:组合填料可促进水体中NO_2~-、DO、IC含量显著升高,使水体中pH、NO_3~-含量显著下降,同时有使水体中NH_4~+、TOC含量下降的趋势;和对照组相比,组合填料组罗非鱼增重量显著升高,饵料系数显著降低,填料悬挂密度越高,增重效果越明显;组合填料能显著降低水体细菌数量,而对水体微生物多样性无显著影响;组合填料明显提高了水体微生物对糖类、醇类、酯类的利用率,降低了水体微生物对胺类和酸类的利用率。RDA分析表明,组合填料组和对照组之间的水体微生物代谢多样性存在一定的差异,而DO、pH和硝酸盐是影响处理组和对照组水体微生物代谢多样性差异的主要环境因子,显示组合填料在一定程度上可有效改善水质,促进罗非鱼生长,降低水体细菌数量,影响水体微生物群落功能多样性。     

自然堆肥过程中微生物群落的动态变化

[目的]研究堆肥中微生物群落的动态以揭示整个堆肥过程中的物质转化规律、腐熟度进程。[方法]通过两次自然堆肥试验,采用平板培养计数法对自然堆肥过程中微生物区系的动态变化进行了研究。[结果]结果表明,在自然堆肥过程中微生物的生长受温度影响很大,随着温度变化微生物在数量上遵循高一低一高的变化规律。在整个堆肥过程中细菌在数量始终占优势地位,放线菌次之,霉菌数量最少。[结论]在堆肥的起始期、高温期、降温期可以补充适合的微生物菌种来达到提温、维持高温、分解纤维素从而达到加速堆肥进程缩短堆肥周期的目的。     

衡水湖底泥微生物群落的调查

沉积微生物与水体中的悬浮微生物都是构成水生态系统中食物网及物质循环与能量流动过程的重要组成部分,对污染物的降解、迁移转化及生态系统的修复等都有重要作用。它们不仅分解水体及底泥中的有机物,而且可作为水体污染程度及受污染后治理恢复状况的指示指标。水环境质量改变使沉积微生物在数量和群落结构上发生变化,同时沉积微生物也反过来影响着水环境质量。鉴于微生物在水生态系统中的重要作用,笔者调查了衡水湖底泥微生物群落的数量分布。     

魔芋与玉米间栽对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性的影响

研究了魔芋与玉米间栽对魔芋软腐病的控制作用,同时采用Biolog方法间栽对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性的影响。结果表明,魔芋与玉米间栽能有效控制魔芋软腐病,其中玉米2∶魔芋4(T3)效果最好,相对防效可达61.27%。另外,魔芋与玉米间栽使魔芋根际微生物Shannon多样性、均匀度指数和每孔颜色平均变化率(AWCD)发生变化,魔芋根际微生物对碳源的利用情况也发生了改变,与净栽魔芋(CK)相比,T3对聚合物类和酚类化合物的利用率分别升高了25.7%和23.5%,而对糖类、羧酸类、氨基酸类和胺类这4类碳源的利用率分别降低了30.7%,39.9%,34.9%和38.6%。主成分分析表明,间栽处理的魔芋根际微生物群落代谢功能与净栽相比差异显著。     

珠江河口区罗非鱼养殖池塘中浮游微藻的群落特征

2009年5月至11月,在广州市番禺区海鸥岛对6口罗非鱼河口养殖池塘的微藻群落结构和水质因子进行定期采样分析,共检出微藻7门157种,其中绿藻67种,蓝藻34种,硅藻18种,甲藻5种,隐藻3种,裸藻28种,金藻2种.各池微藻优势种种类丰富,但不同门类优势种单胞体积差异较大,其中:数量优势种多为蓝藻类的威利颤藻、点形平裂藻、褐色念珠藻、圆胞束球藻、坚实微囊藻、不定微囊藻等和绿藻类的蛋白核小球藻、镰形纤维藻、空星藻等;生物量优势种多为裸藻类的鱼形裸藻、秋鳞孔藻、琵鹭扁裸藻、扭曲扁裸藻、糙膜陀螺藻和甲藻类的加顿多甲藻、多纹膝沟藻以及隐藻类的啮蚀隐藻、具尾蓝隐藻等;卷曲螺旋藻既是数量优势种又是生物量优势种.微藻数量和生物量在养殖前中期增加较快,物种多样性丰富,后期多呈较低水平,物种多样性也逐渐下降.养殖前中期各池微藻数量范围为(0.59～72.85)×107 ind·L-1,生物量范围为1.12～114.14mg·L-1,多样性指数平均为2.98;养殖后期微藻数量范围为(16.29～67.37)×107ind·L-1,生物量范围为6.57～67.76mg·L-1,多样性指数平均为2.78.各池微藻数量或生物量多与COD、DIN等营养因子呈显著正相关关系.罗非鱼也可通过滤食作用有效影响池塘微藻群落结构和水质因子的变动.     

不同养殖阶段罗非鱼肠道微生物多样性的动态分析

[目的]动态分析不同养殖阶段罗非鱼肠道微生物的多样性,为科学利用益生菌对罗非鱼肠道和养殖环境中微生态结构进行定向改良提供理论依据.[方法]分别于罗非鱼养殖周期的前期(C1,4月)、中期(C2,6月)和后期(C3,8月)采集罗非鱼肠道样品,以试剂盒提取肠道总细菌DNA,经PCR扩增后对16S rDNA的V3~V4区进行高通量测序,并对肠道微生物进行物种组成差异分析.[结果]各样品测序中Tag数量平均为60694条,测序长度平均为440 bp,OTU Shannon稀释曲线趋于平缓并达到平台期;平均OTU数量排序为C2期(9376.125)>C3期(8591.375)>C1期(6567.667),chao1、ACE、Shannon和npShannon指数也表现出相同规律,但Simpson指数的排序为C2期(0.0405716)C3期>C1期.在各养殖阶段微生物种群数量占2.00%以上有11个门和14个属,优势菌群有所差异,随养殖周期的推移,乳球菌属所占比例逐渐下降,芽孢杆菌属、假单胞菌属和分支杆菌属呈先增后减的变化趋势,梭菌属和邻单胞菌属在养殖前期所占比例最高.此外,不同地区相同养殖阶段的罗非鱼肠道微生物丰度差异标记类群存在一定差异,但也存在相似之处,如养殖前期以栖水菌属最具代表性,中期主要以芽孢杆菌科丰度最高.[结论]不同养殖阶段的罗非鱼肠道微生物组成差异明显,且不同地区相同养殖阶段的罗非鱼肠道微生物丰度差异标记类群也存在一定差异,可能与鱼种来源、养殖环境及饲料有关.因此,生产中应结合实际情况,科学利用益生菌对罗非鱼肠道和养殖环境中微生态结构进行定向改良,切忌盲目使用益生菌.     

养殖池塘底泥预处理方法对Biolog Eco板分析结果的影响

为探讨不同预处理方法对养殖池塘底泥Biolog Eco板分析结果的影响,以南美白对虾养殖池塘周边底泥1#和中部底泥2#为研究对象,考察了文献中常用的5种预处理方法底泥微生物群落平均颜色变化率(Average well color development,AWCD)、碳源利用模式和多样性指数的差异。结果表明,培养3 d后周边底泥1#样品异养细菌总数(7.73×105 CFU·m L-1)显著低于中部底泥2#样品(3.48×107 CFU·mL-1)(P0.05)。不同预处理方式底泥微生物群落的AWCD值、六类碳源利用情况、多样性指数及主成分分析差异较大。240 h时,1#底泥方法 4和方法 5除对胺类碳源的利用(方法 5显著高于方法 4)外,微生物群落的上述其他指标差异均不显著(P0.05),但有多项指标显著优于方法 1、2、3(P0.05);2#底泥方法 5处理微生物群落的多项指标显著优于方法 1～4;且无论在1#底泥还是2#底泥,方法 5主成分分析的平行点均较为集中,说明其平行性较好。因此建议采用方法 5进行养殖池塘底泥的预处理,即10%底泥稀释液在250 r·min-1转速下振荡30 min,经600 r·min-1离心10 min,离心上清液直接接入Biolog Eco板。     

马里亚纳海沟表层沉积物中微生物的群落组成和功能特征

深渊是迄今人类认识最少的海洋环境之一。深渊蕴含着丰富的微生物生物量，表现出活跃的有机碳周转特征，是深海有机碳降解的“热点”区域。然而，人类对深渊微生物的物种组成和代谢潜力还知之甚少。本文通过宏基因组技术与生物信息学分析，研究马里亚纳海沟“挑战者深渊”表层沉积物（水深10,853米）中的微生物群落组成和功能特征，揭示深渊表层沉积物中微生物驱动深海生物地球化学循环的潜在机制及其相应的生态效应。研究结果表明，变形菌门（Proteobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetes）是马里亚纳海沟表层沉积物中微生物的优势类群。表层沉积物中微生物的代谢分析表明其主要营异养代谢，可以降解多种有机物，包括一些难降解有机碳化合物（如邻苯二甲酸盐或其他芳香族化合物）。这些结果说明深渊沉积物中的微生物群落具有多样化的有机碳代谢能力，可以支持其开展活跃的有机碳降解过程。除了异养代谢过程，氨氧化等自养代谢过程在本研究的深渊微生物群落中也占据着重要地位，说明自养固碳可能是深渊表层沉积物中有机碳的重要来源。     

上海市养殖池塘沉积物中重金属分布及生态风险评价

为了解养殖池塘沉积物中重金属分布概况评估其生态风险,2018年采集上海市范围内17个鱼虾蟹养殖池塘沉积物样品,检测样品中重金属（Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As）含量并进行多元统计分析以探究其分布和来源特点,利用3种不同评价方法评估其重金属生态风险。研究结果表明,池塘表层沉积物中Zn、Cr、Cu、Pb、As、Cd和Hg年均含量分别为（58.36±23.41） mg/kg、（41.96±11.92） mg/kg、（20.61±7.76） mg/kg、（10.87±5.83） mg/kg、（7.81±2.12） mg/kg、（0.13±0.05） mg/kg和（0.055±0.03） mg/kg,Cu、Zn、Pb、Cr、As的年均含量在不同养殖品种之间无显著差异（P>0.05）,虾塘和蟹塘沉积物中Cd和Hg年均含量均显著高于鱼塘。池塘沉积物中重金属地质累积指数（I_geo）由高至低分别为Cd、As、Cu、Zn、Cr、Hg、Pb,属清洁等级的样品占比均高于95%。鱼、虾、蟹塘沉积物中重金属潜在生态危害指数（RI）平均值分别为56.94、76.51和69.65,均属低风险等级。一致性沉积物质量基准（CBSQGs）评价结果显示池塘沉积物样品中重金属的平均可能效应浓度商（M_PEC-Q）均低于0.5,即重金属整体上不会产生生物毒性效应。     

池塘养殖沉积物收集装置的研制

为解决池塘固定沉积物集中收集的问题,设计了池塘养殖沉积物收集装置,主要由吸污装置、行走机构、控制系统和输泥管系组成。吸污装置利用污水泵将池塘底部的沉积物提升到岸上;行走机构的直流推进器为装置提供动力,实现自主行走;控制系统通过控制污水泵和两个推进器的工作状态,实现装置的运行。性能测试表明:沉积物收集装置在吸污作业时,行进速度需控制在0. 1 m/s以内,清淤时间在20～40 s范围内,可将固定点的沉积物完全吸除;吸污能力在0～14 m~3/h范围内,沉积物含泥量在0～12. 7 m~3/h范围内,沉积物浓度在0～35%范围内;整机配套功率为0. 9 kW,输送距离为100 m,空载噪声为52 dB。池塘养殖沉积物收集装置利用220 V的交流电作为电源,并采用隔离变压器与电网隔离后,再输送至池塘养殖沉积物收集装置的控制平台,安全性高,在池塘水体中运行范围大,实现了池塘养殖沉积物的集中收集。     

丰产鲫精养池塘氮磷的动态与收支

对2个不同的丰产鲫(Carassiusauratus var.pengzenensis)池塘的氮、磷动态和收支进行为期3个月的测定。结果表明,养殖期间水柱中各种形态的氮磷含量在试验后期有显著的提高,其中A塘的总氮和总磷分别上升了7.8倍和4.4倍,B塘总氮和总磷分别上升了3.6倍和2.4倍。但2个池塘底泥氮磷含量在试验前后并无显著差异。饲料是鱼塘氮磷营养盐的主要来源,平均分别占池塘的氮输入的88%和磷输入的96%。A塘中的氮磷营养盐以鲫鱼鱼体产出分别占氮磷总支出的29.73%和10.06%。而B塘分别占氮磷总支出的31.29%和9.03%。大部分的氮(平均为53%)和磷(平均为87%)以沉积物的形式沉积到底泥,或者随着渗漏水流失以及通过脱氮作用、氨挥发等其他的途径离开水体。     

Interaction of soil microbial communities and phosphorus fractions under long-term fertilization in paddy soil

Understanding the impact of biological activities on the soil phosphorus (P) distribution under long-term fertilizer application can facilitate better soil P fertility management. Therefore, the primary objectives of this study were to investigate the effect of long-term (since 1981) fertilizer application on the soil P fractions and microbial community and to evaluate correlations between the microbial community structure and P distribution. The following treatments were implemented in a long-term field trial: no fertilization (CK), inorganic N and K (NK), inorganic P and K (PK), inorganic N, P and K (NPK) and manure+NPK (MNPK) fertilization. The study showed that the soil pH, soil organic carbon and total and available N and P concentrations were considerably higher in the MNPK treatment than in the CK treatment. The soil microbial biomass C, N and P concentrations were also significantly higher in the MNPK treatment than in the CK treatment. Among fertilization treatments, the β-1,4-glucosidase, α-1,4-glucosidase, urease, acid phosphatase and phosphodiesterase activities were the highest in the MNPK treatment. Compared to inorganic fertilization, the MNPK treatment increased the labile soil P fractions and decreased the residual soil P concentration. Continuous fertilization significantly affected the soil microbial composition. The total phospholipid fatty acid (PLFA) concentrations in the NK, PK, NPK and MNPK treatments were 23.3, 43.1, 48.7 and 87.7% higher, respectively, than in the CK treatment. A significant correlation was observed between the microbial community and soil P fractions. Moreover, the aggregated boosted tree (ABT) model showed that among the various soil biochemical properties, the total PLFA concentration was the factor that most influenced the active P pool, accounting for 35.4% of the relative influence of all soil biochemical properties examined. These findings reveal that combined manure and inorganic fertilizer application is a better approach than applying inorganic fertilizer alone for sustaining long-term P fertility by mediating soil biological activity.     

防治烟草青枯病生物有机肥对土壤微生物菌群的影响及其抗病效果

通过大田试验研究了生物有机肥对烟田土壤微生物菌群的影响和对烟草青枯病的防治效果.结果表明,大田试验的4个处理中,施用生物有机肥的处理3和处理4对青枯病发病率降低较为明显.与对照相比,青枯病发病率分别降低21.9％和25.0％,烟叶产量提高5.7％和5.3％,上中等烟比例提高2.3％和2.6％.施用生物有机肥后,烟株根际土壤微生物不仅数量多,而且种类丰富;发病烟株根际土壤中细菌数量增加218.5％,种类比较单一.施用生物有机肥可以改善烟田土壤的生态环境、抑制病原菌生长、减少病害的发生和提高烤烟品质.     

改性沸石改良底泥对土壤中微生物生物量碳及酶活性的影响

为了减小底泥中重金属的活性,实现底泥回田再利用,以洞庭湖重金属污染底泥为实验对象,探究以Na Cl和壳聚糖改性沸石改良的底泥对土壤中微生物生物量碳和生物酶(脲酶和脱氢酶)活性的影响。实验结果表明,两种沸石改良底泥添加后,土壤中水溶态金属浓度减小。Na Cl改性沸石处理组(沸石/底泥质量比3/7)和壳聚糖改性沸石处理组(沸石/底泥质量比1/9、3/7和6/4)中微生物量碳含量增加,微生物量C/N比最大提高至原来的2.8倍。壳聚糖改性沸石添加底泥对土壤生物酶影响较Na Cl改性沸石明显,土壤脲酶和脱氢酶活性随壳聚糖改性沸石投加量的增加而明显提升,壳聚糖改性沸石最大投加量组中(6/4)脲酶和脱氢酶活性较对照组分别增大1.1、1.6倍。     

DEHP对黑土微生物数量及酶活性的影响

采用室内模拟法,研究不同浓度的邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对黑土微生物数量及酶活性影响,旨在评价DEHP环境生态效应。结果表明,20 mg·kg-1处理对土壤细菌和放线菌数量影响不大,浓度为50100200和400 mg·kg-1处理对土壤细菌和放线菌表现出抑制作用,且抑制效应随DEHP浓度增大而增强,表现出良好的剂量-效应关系。真菌对DEHP敏感性低于细菌和放线菌,20、50和100 mg·kg-1处理对土壤真菌表现出短暂的抑制作用,处理后10 d均恢复到正常水平,200和400 mg·kg-1处理对土壤真菌有明显抑制作用。DEHP对土壤转化酶表现为抑制作用,与对照组相比,在整个培养周期,各浓度DEHP均明显抑制土壤转化酶活性。20 mg·kg-1处理对土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性和蛋白酶活性影响不大,50、100、200和400 mg·kg-1处理对土壤脲酶、酸性磷酸酶和蛋白酶活性有明显抑制作用,随着DEHP浓度增大,抑制作用逐渐增强。