苏丹草对土壤中菲芘的修复作用

采用盆栽试验法,研究了苏丹草对土壤中菲、芘的去除效果,及植物和微生物在去除土壤菲、芘中的交互效应。结果显示,在试验浓度范围（0-322．06mg·kg^-1内,土壤～苏丹草系统（TR,）对菲、芘的去除效果明显。种植苏丹草60d后,土壤菲、芘去除率分别为73．07％-83．92％、63％～77．62％;平均去除率分别比对照1（无植物,不加0．1％NaN3）高55．58％、50．71％,比对照2（无植物,加0．1％NaN3）高72．71％、66．57％,说明种植苏丹草可以促进微生物对土壤中芘、菲降解。土壤酶活性测定结果也显示,酶活性越高,污染物降解率越高,反之亦然。因此,植物一微生物间的交互效应是土壤中多环芳烃降解的主要途径。     

蚯蚓活动对金发草修复土壤菲芘污染的强化作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓(Pheretimasp.)对金发草(Pogonatherum paniceum L.)修复菲、芘污染土壤的强化作用。结果显示,在试验浓度范围(20.1~322.1 mg kg-1)内,蚯蚓活动促进了菲、芘污染土壤中金发草的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓70d后,种植金发草的土壤中菲、芘的平均去除率高达77.0%、70.6%,平均去除率分别较无蚯蚓作用时(68.7%、61.2%)增长了8.3%、9.5%;相同污染水平下,蚯蚓活动对芘的强化去除程度总是大于菲。各修复因子中,植物-微生物交互作用对菲、芘去除的平均贡献率(46.6%、42.8%)最为突出,分别较无蚯蚓活动时(41.6%、36.6%)增长了5.0%、6.1%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤中菲、芘污染的去除作用。     

玉米对土壤中菲芘修复作用的初步研究

采用系列浓度菲芘进行盆栽试验，研究玉米对污染土壤菲芘的去除效果与累积机理。结果显示，玉米对菲芘的去除效果明显，60d试验完成后，玉米生长的土壤中平均大约有69．8％-91．2％的菲与77．0％，88．4％的芘被去除，平均去除率分别比对照1（加叠氮化钠）高63．6％和72．3％；比对照2（无叠氮化钠）高15．1％与38．2％。玉米能明显地吸收与累积污染土壤中菲和芘，并随土壤菲芘含量的增加而增大。生物富集因子（BCFs）随着土壤菲芘含量的增加而减小，芘的生物富集因子大于菲，不同种类多环芳烃以及植物不同部位间BCFs差异较大，菲的叶片BCFs（0．79，2．45）大于茎（0．17—1．76），根BCFs（0．42—1．21）最小，芘处理时叶片和茎的BCFs分别是1．03，3．31与0．2，2．17，明显低于根BCFs（2．07—6．40）。玉米能够在高浓度多环芳烃污染土壤中正常生长，并且能累积与去除污染土壤中的菲和芘，表明用玉米修复多环芳烃污染土壤是一种可行的方法。     

低分子量有机酸作用下土壤中菲和芘的残留及形态

采用微宇宙试验方法,以菲和芘为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了几种低分子量有机酸作用下黄棕壤中菲和芘的残留和形态。结果表明,老化60 d后土壤中菲和芘的残留含量明显减少;不施加有机酸的对照土壤中,菲和芘的残留含量为10.13和29.18 mg kg-1,去除率为87.33%和63.50%。与对照相比,供试浓度(0～64 mg kg-1)范围内,柠檬酸、草酸、酒石酸等3种低分子量有机酸作用下土壤中PAHs残留含量提高,去除率减小,表明供试条件下有机酸抑制土壤中菲和芘的降解;进一步分析发现,少量(≤4 mg kg-1)的有机酸即可对PAHs降解产生高的抑制效果。微生物降解在PAHs的去除中起重要作用,且芘比菲更抗微生物降解。供试条件下,可脱附态和有机溶剂提取态是土壤中菲和芘存在的主要形态,而结合态残留占总残留的比例很小(<8.5%)。3种有机酸均提高了土壤中可脱附态和有机溶剂提取态菲和芘的残留含量,施加有机酸使土壤中菲和芘的可脱附态含量较对照分别提高了46.67%～749.1%和1.83%～80.20%,有机溶剂提取态则提高了8.73%～375.2%和22.63%～114.3%;低分子量有机酸作用下结合态的菲和芘含量仍很小。     

表层土壤中菲的紫外光降解研究

多环芳烃化合物（PAHs）由于致癌、致畸和致突变而受到广泛关注。本实验以多环芳烃菲（Phe）为目标污染物,研究了温度、腐植酸和紫外辐射强度对Phe光降解的影响并对不同因素对降解动力学的影响作了研究。结果表明,Phe的降解在20 ℃到30 ℃范围内,随着温度的升高,光降解率增加;腐植酸在Phe污染土壤的光降解中起敏化作用,可显著促进光解,腐植酸浓度为5 mg·kg^-1足以达到敏化的效果;Phe光降解速率常数随辐射强度的降低而降低,呈正相关,光解的半衰期随着辐射强度的降低而增加,呈负相关。     

污染土壤中菲高效降解菌的筛选及其降解特性

运用恒温培养法研究了菲在不同土壤中的降解动态,结果表明未灭菌土壤中菲半衰期仅5.1d,而灭菌土壤中半衰期为前者4倍,可见土壤微生物发挥了重要作用;从试验土壤中分离到一株菲高效降解菌,经16SrDNA鉴定为产碱杆菌;优势菌最高可以耐受500mgL-1左右的菲,降解菲的最适温度25℃和pH为7,土壤接种优势菌后有助于加快菲的降解;从该优势菌中提取的粗酶液米氏常数为50.30nmolml-1,最大降解速率为171.33nmolmg-1min-1。     

六种野草对土壤中菲的降解研究

研究了六种野草对菲污染土壤的修复作用和降解途径。通过60 d的温室盆栽试验,观察到:对菲浓度为100 mg kg-1的污染土壤,六种野草表现出了不同的去除能力:狐尾草>狗尾草>蟋蟀草>稗草>高羊茅>碱蓬。其中种植狐尾草、狗尾草、蟋蟀草的菲污染土壤菲去除率分别达到了:81.53%,78.02%和76.01%,碱蓬仅为42.86%。利用GC-MS联用仪初步研究了菲的降解途径,结果表明:菲主要按照邻苯二甲酸途径进行降解,降解产物主要有:长链正代烷烃、邻苯二甲酸酯类、长链正代醛和长链有机酸。中间产物最终进入TCA循环,降解为二氧化碳和水。     

芘对蚯蚓的生物有效性和抗氧化酶的影响

以室内模拟试验研究了芘在土壤中的老化行为及其在蚯蚓体内的生物富集规律,及芘胁迫下蚯蚓体内抗氧化酶的变化规律.试验结果表明,芘的可提取态含量随其老化时间延长而呈现先快后慢的下降趋势.在不同浓度的芘污染土壤中,蚯蚓的生长抑制率在前60d均大于对照,150 d时无显著差异(p＜0.05).蚯蚓体内芘浓度随土壤中芘浓度的增大而增加,但蚯蚓肠道中芘浓度均高于表皮,表明蚯蚓主要通过主动吞食土壤颗粒作用富集土壤中的芘而非表皮的被动穿透,然随着芘的老化,蚯蚓表皮和肠道中的芘浓度表现出下降规律,在前60d和150 d表现出显著的差异(p＜0.05).蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)活性随着芘的老化,污染处理组的促进作用逐渐减弱,150 d时与对照相比,表现出显著抑制(p＜0.05).过氧化氢酶(CAT)活性在100 mg kg-1浓度的芘污染处理组中,前60d被显著促进(p＜0.05),150 d时无显著差异,而丙二醛(MDA)含量也随芘的老化而逐渐与对照表现出差异,150d时50和100 mg kg-1浓度的芘污染组均表现出显著差异(p＜0.05).     

蚯蚓对天竺葵-土壤体系中Cd转运的影响研究

利用石墨炉(GF-990)原子吸收法对蚯蚓诱导下天竺葵-土壤体系中Cd的转移规律进行了研究。研究结果表明:在相同Cd浓度下,随着蚯蚓数量的增加,天竺葵各部位中Cd含量均有增高的趋势,10条蚯蚓对天竺葵-土壤体系中Cd转运的影响最大;在高Cd浓度(150 mg.kg-1)下,随着蚯蚓数量的增加(10~50条),天竺葵地上部分Cd的富集量明显大于地下部分,并且土壤中Cd含量明显出现降低的趋势,说明蚯蚓可以促进土壤Cd向天竺葵植物体中的转移。     

蚯蚓（Eiseniafetida）细胞色素P450及抗氧化酶系对环境浓度苯并（a）芘的响应

以赤子爱胜蚓（Eiseniafetida）为供试生物,草甸棕壤为供试土壤,以蚯蚓微粒体细胞色素P450含量、抗氧化酶系以及谷胱甘肽转移酶活性为指标,进行了土壤中苯并（a）芘[B（a）P]暴露与酶活性的量-效关系研究。结果表明,在接近沈抚灌区实地污染状况B（a）P（0．1～2．0mg·kg-1）暴露下,第1、3、7以及第14d取样时,P450和SOD有较好的响应：SOD在第1、3d显著升高,而在第7、14d时降低;P450总体表现为低浓度B（a）P诱导下降低,高浓度下升高的趋势。CAT、POD以及GST的敏感性相对较差。比照其他4个指标,蚯蚓P450的敏感性更为优异,具有较好的应用前景。指标敏感性总体表现为：P450〉SOD〉CAT／POD〉GST。     

丛枝菌根对菲芘污染土壤中几种酶活性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌（AMF）Glomus mosseae和Glomus etunicatum对菲芘复合污染土壤中3种酶活性的影响。宿主植物为三叶草（Trifolium repens L.）和黑麦草（Lolium multiflorum Lam）。土样中菲和芘起始浓度分别为203.4mg·kg^-1和107.5mg·kg^-1。结果表明,植物增加了土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性。接种Glomus mosseae和Glomus etunicatum使三叶草根际土壤多酚氧化酶活性20-60d分别增加19.6%-72.0%和29.7%-90.6%,过氧化氢酶活性分别增加3.3%-12.2%和7.8%-34.7%,酸性磷酸酶活性总体呈增加趋势;接种Glomus mosseae使黑麦草根际多酚氧化酶活性增加18.0%-43.1%,过氧化氢酶活性总体上呈降低趋势,酸性磷酸酶活性先升高后降低。供试的两种AMF对三叶草根际酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响30d前有显著差异。AM真菌作用的性质与宿主植物特性有关。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿吸收菲和芘的影响

采用横式三隔室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌（AMF）根内球囊霉（Glomus intraradices,G.i）对紫花苜蓿（Medicago sativaL.）吸收土壤中菲和芘的影响。结果表明：G.i可与紫花苜蓿形成良好的共生体,侵染率平均达61.20%,不同强度菲和芘污染对G.i菌根侵染率的影响差异不显著;接种G.i的植株根系干重增加59.08%。接种G.i增加了根系和茎叶中菲和芘的含量及积累量,根系和茎叶中菲积累量与其生物量（干重计）间呈显著正相关;与菲相比,接种G.i处理后植株芘含量和积累量的增幅更大。G.i限制了菲和芘从植株根系向茎叶的传输,对芘尤为明显,接种G.i植株根系向茎叶转运芘的比例比不接种对照降低了13.85%～37.47%。     

三种森林土壤中莠去津对蚯蚓的毒性效应

通过研究三种不同森林土壤中蚯蚓对莠去津暴露的响应，为莠去津在林业上的科学使用和保护生态环境提供科学依据。采用室内实验的方法研究三种不同类型的森林土壤中莠去津对蚯蚓的影响，以40、80、160、320、480 mg/kg作为暴露浓度，暴露后于第0天，第7天，第14天，第21天，第28天，第35天分别测定土壤中蚯蚓鲜重和死亡率，于第0天和第35天测定土壤中蚯蚓体宽。结果表明，三种森林土壤中莠去津暴露浓度越高，暴露时间越长，对蚯蚓致死效应越强，对蚯蚓鲜重和体宽的抑制效应也越强，呈明显的时间-效应关系和剂量-效应关系。暴露浓度相同时，三种土壤中莠去津对蚯蚓死亡率、鲜重和体重的影响均表现为黄棕壤>雏形土>石灰土。莠去津对蚯蚓的毒性效应与土壤中有机质的含量之间具有明显负相关性，与全磷和有效磷的含量之间具有明显正相关性。研究结果揭示不同类型土壤中莠去津对蚯蚓的毒性作用具有明显差异，且与土壤的肥力具有显著相关性，其可为评估莠去津在农林业上使用的环境风险提供基础参考数据。     

高粱基因组学研究进展

高粱是世界上主要的谷物作物之一,是越来越重要的生物燃料作物,是恶性杂草约翰逊草的祖先,同时也是很多具有复杂基因组的热带禾本科植物的植物学模型。因此高粱成为植物基因组学研究的主要对象之一。高粱基因组学研究的丰富历史随着重要的自交系材料BTx623全基因组测序的完成而达到顶峰,这为更好研究高粱基因及其相关功能打下了基础。对甘蔗亚族谷类植物以外的植物的更进一步的基因组特征分析,将有利于发现基因组大小和结构进化的机制,水平和模式,为进一步研究甘蔗和其它重要的经济作物奠定基础。     

蚯蚓对赤红壤草被恢复影响的试验研究

生态修复是南方红壤丘陵区土地退化治理的有效手段之一,但现有研究较少关注土壤动物在生态修复过程中的作用。以退化的赤红壤为研究对象,基于盆栽试验,采用全因子设计方法模拟多种生态系统(裸土vs.黑麦草)×蚯蚓(不接种vs.接种蚯蚓)×水分(湿润vs.干旱),以揭示蚯蚓对干旱条件下退化土壤植被修复前后土壤理化性质和植被生产力的调控作用。结果表明：蚯蚓显著提高了湿润和干旱条件下黑麦草生物量。蚯蚓对土壤有机碳影响不显著,蚯蚓活动提高了裸土生态系统土壤总氮、硝态氮、铵态氮含量,以及黑麦草生态系统土壤速效磷含量。干旱胁迫降低黑麦草生物量,对土壤有机碳影响不显著,但显著改善蚯蚓存在土壤的pH值。黑麦草生物量与土壤总磷、硝态氮、铵态氮和速效磷显著正相关。偏最小二乘路径分析表明蚯蚓活动显著提高土壤全量和速效养分含量,湿润条件下速效养分对植被生物量具有显著正效应,干旱条件下其作用不显著。综上,蚯蚓活动改善土壤肥力状况,促进植被生长,蚯蚓活动可缓解干旱对植被生长的不利影响。研究结果对深入认识蚯蚓对生态系统作用具有重要意义,为退化土地生态修复管理提供科学依据。     

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物（毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜）对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na^＋的含量（P〈0．05）,显著降低土壤养分和有机质的含量（P〈0．05）;毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K^＋／Na^＋的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。     

不同载体材料固定Sphingobium sp. PHE3对溶液中菲的降解研究

以蒙脱石、针铁矿、玉米秸秆炭为载体,采用吸附挂膜法对菲降解菌株（革兰氏阴性菌鞘脂菌PHE3）进行固定化,并应用固定化微生物降解溶液中的菲。根据扫描电镜结果,该菌株在玉米秸秆炭载体表面附着生长数量最多,形态最优。添加蒙脱石和玉米秸秆炭显著（P<0.05）提高了微生物对菲的降解率,加快了菲的微生物降解速率,同时促进了细菌胞外聚合物（EPS）中多糖和蛋白质产量的增加,但添加针铁矿对菲的微生物降解和EPS的产生促进作用较弱。此外,鞘脂菌PHE3在形成生物膜的过程中可能有群体感应现象发生,能够分泌信号分子C8-HSL和C12-HSL,可能在一定程度上调控EPS的生成和污染物的降解。     

有机黏土对污染土壤中苋菜生理和吸收积累菲、芘的影响

基于有机改性黏土具有廉价、高效吸附多环芳烃(PAHs)等特性,探究了3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土(TMSP-SMF)和十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土(CTAB-SMF)对污染土壤中PAHs的固定效果,并考察了其施用后对土壤理化性质、微生物群落以及植物吸收累积PAHs的影响.结果表明:TMSP-SMF和CTAB-S...     

哈夫尼菌降解毒死蜱条件的优化及动力学模型建立

利用响应面法优化哈夫尼菌降解毒死蜱的条件,并建立了降解模型。采用Box-Behnken设计试验,以响应面法进行优化,结果表明,哈夫尼菌降解毒死蜱的最优条件为：蔗糖浓度0.31%,毒死蜱初浓度51.33mg·L-1,培养温度30.7℃,在该条件下理论预测毒死蜱降解率可达74.7%。通过假设和验证,得出哈夫尼菌降解毒死蜱为一级动力学模型,哈夫尼菌能水解毒死蜱P-O键,属一级酶促反应。     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。