两株真菌的分离及其在石油污染土壤修复中的作用

从石油污染的盐碱土壤中分离获得2株真菌,并对其生理生化性质进行初步研究。将2株菌扩大培养,制成混合菌剂,通过盆栽试验,以石油烃降解率、脱氢酶活性和土壤的微生物多样性等为指标,研究了不同剂量的混合菌剂对石油污染土壤修复的作用。结果表明,添加菌剂各处理的石油烃降解率、脱氢酶活性和微生物多样性明显高于对照;石油烃降解率随菌剂加入剂量的增大而提高,加入8%的菌剂,70 d石油烃降解率可达63%,是对照组的1.44倍。     

石油污染土壤菌剂修复技术研究

向石油污染土壤中投加环境适应能力强,降解效能高的菌种或菌群是提高石油类污染物降解效率的重要手段。本文应用菌剂修复技术对某污灌区石油烃污染土壤进行了处理,结果表明,混合施加两种菌剂,对石油的降解有相互促进作用,土壤中石油类污染物的降解率为54.23%。本研究为该地区石油污染土壤的治理提供了有力的技术保证。     

生物修复石油污染土壤

本文概述了石油污染土壤的生物降解机制,分析了生物修复土壤污染技术及其影响因子,提出了强化生物修复的措施及其在我国的应用前景。     

石油污染物对山东省三种类型土壤微生物种群及土壤酶活性的影响

利用胜利油田开采区的含油污泥,对山东省三种主要类型的土壤混入不同含量的含油污泥后造成的微生态变化进行了试验研究,从土壤微生物种群数量和土壤酶活性的角度评价了含油污泥对土壤生态系统的影响。结果表明三种不同类型的土壤,其微生物区系和部分土壤酶活性受不同含量的石油污染物影响程度不同。其中棕壤的微生物区系受土壤总石油烃TPH(Total petroleum hydrocarbon)的变化影响较小,对石油烃造成的微生态影响的修复能力较强,可以作为植物修复石油污染土壤的首要选择土壤类型。石油烃含量对三大类微生物类群变化的影响,以放线菌最为显著,当土壤石油烃含量为500mgkg-1时,潮土、褐土和棕壤的放线菌总数分别下降了80%、85%和89%,石油烃含量对褐土和棕壤真菌数量的影响较小。三种类型土壤淀粉酶和脲酶酶活性随石油烃含量的变化表明,潮土和褐土的淀粉酶酶活性受石油烃含量影响显著,可以作为这两类土壤石油污染程度的敏感生化指标。     

陇东黄土高原地区石油污染土壤微生物群落及其与环境因子的关系

为了认识和评价石油开采对陇东地区土壤环境的影响,采用平板培养和多元分析法研究了不同石油污染程度下的土壤微生物群落特征及其与土壤环境因子的关系。结果显示:(1)微生物3大类群的数量以距污染源30m的样地S1-3最高,200m的S7-9次之,100m的S4-6最低;放线菌数量变化对Shannon—Wiener指数影响较大。(2)土壤有机质、含油量、含盐量、速效磷均为S1-3最高,S4-6次之,S7-9最低;土壤pH值、碱解氮及速效钾含量均以S7-9最高,S4-6次之,S1-3最低。(3)PCA结果显示TPHs含量在8种环境因子中作用最大,其含量的上升导致了土壤含盐率、有机质和速效磷的增加,进而影响到了土壤含水量、pH值、土壤细菌、放线菌、微生物总数及其他环境因子。研究表明,陇东黄土高原地区开展生物修复石油污染时,应充分开发利用土壤细菌及放线菌资源,并外源投加N,K等营养元素,从而刺激土著石油降解菌的生长,进而提高石油烃的降解效率。     

石油污染土壤的生物修复研究

通过田间试验研究了玉米和向日葵两种植物对石油污染土壤的修复作用,考察了外源菌（OX-9）对植物修复的强化和协同效应,对“外源菌一植物”修复效果进行了初步评价。结果表明,在10000mg·k-1污染浓度下,150d玉米、向13葵试验区土壤中石油降解率分别为42．5％和46．4％,较对照区提高了100．5％和118．9％。外源节细菌的施加可使生物修复速度显著加快,150d“DX-9-玉米”和“DX-9-向日葵”试验区石油烃降解率分别达到72．8％和76．4％,较同期单独植物修复的降解率提高了71.3％和64．7％。500d各试验区土壤中石油烃降解率分别为95．5％、96．1％、97．6％和98．9％,土壤中石油烃含量均低于国家标准规定限量（〈500mg·kg-1）;土壤主要理化性质、生物群落分布、呼吸强度及植物不同部位中石油烃的残留量与对照无显著差异。结果表明：玉米、向日葵与节细菌对石油污染土壤的联合生物修复效果显著;经过两年修复,污染土壤恢复健康状态。     

菌剂-菌根联合修复石油污染土壤的实验研究

植物根际是一个能降解土壤中污染物的生物活跃区。本文应用菌根修复技术对某污灌区石油烃污染土壤进行了处理。在污染土壤中种植玉米和黄豆,通过施加不同的菌剂,采取菌剂和菌根强化修复措施,在运行一个生长季节后,土壤中石油类污染物降解率可达53%~78%。本研究为该地区石油污染土壤的治理提供了有力的技术保证。     

复合菌群的构建及其对石油污染土壤修复的研究

从石油污染土壤中富集分离、筛选出3株高效降解石油的微生物菌株,通过生理生化特性研究及16SrRNA基因序列分析,确定3株菌均属于红球菌属（Rhodococcus sp）,研究和比较了它们与实验室保存的4株菌（分别属于Gordonia sp,Comamonas sp,Pesudomonas sp）降解石油的能力。这7株菌株对石油的不同组分具有不同的降解能力,对7株菌进行不同的组合用以研究复合菌群对石油的降解。结果表明,由两株Rhodococcus sp,一株Gordonia sp和一株Pesudomonas sp组成的复合菌群D,降解石油的能力超过任何单一菌株和其他组合菌群。混合菌群D在5d的培养中能降解70.3%的石油总量和71.4%的芳香化合物。混合菌群D能降解99.8%的C13-19烷烃,92.6%的C20-26烷烃,82.2%的C27-32烷烃以及90.2%的植烷。在实验室模拟条件下,对土壤中石油的降解率达到50%以上。降解土壤中石油的最适温度为10～30℃、pH值为6.5～9.5,接种量需要在106CFU·g-1以上。     

设施土壤微生物结构和酶活性对减量化肥配施有机肥的响应

通过两年三季田间定位小区试验,研究减量20%化肥配施精制有机肥(COF)、减量20%化肥配施生物有机肥(CBIO)、常规施肥(CCF,100%NPK)和不施肥(CK)处理对设施菊花产量、土壤微生物区系和酶活性的影响。结果表明,连续种植3季后,与CK处理相比,CCF、COF和CBIO处理均显著提高了设施菊花产量、产值、土壤养分含量和酶活性,并改变了土壤微生物区系。与CCF处理相比,COF和CBIO处理均显著增加了土壤细菌、放线菌数量和细菌/真菌值,并降低了真菌数量,且CBIO处理还显著提高了土壤速效养分含量和土壤酶活性并稳定提升土壤酶活性,同时显著提高了设施菊花产量和产值,连续效应明显。CBIO处理的设施菊花产值、土壤碱解氮、速效钾和脲酶活性均显著高于COF处理。除蔗糖酶和中性磷酸酶活性仅受施肥处理影响外,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性和土壤微生物数量均受种植时间和施肥处理的交互作用影响,但主要受施肥处理影响。减量化肥配施生物有机肥对于提高作物产量,调控土壤微生物区系和提升土壤肥力作用显著,有利于土壤微生物态环境的发展。     

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复 Ⅱ.石油污染土壤的理化性质和微生物生态变化研究

采用常规土壤理化分析、微生物培养法以及碳素利用法(Biolog)和发光细菌生物毒性测定等新兴微生态研究方法,研究了石油污染引起的土壤理化性质和微生物功能多样性等微生态的变化。结果表明,石油污染使土壤有机质含量增加,pH降低,而对全磷、全钾、速效钾、全氮和水解氮无显著影响。平板计数显示石油污染对土壤中的细菌总量没有显著影响,但由于石油污染物的刺激作用导致污染土壤中总烃降解菌数以及芳烃降解菌数增加了几个数量级。Biolog的研究也表明,石油污染导致土壤微生物Gini指数、McIn-tosh指数和McIntosh均匀度等多样性指数增加,说明石油污染刺激了土壤中微生物的生长,使土壤中微生物多样性增加。而生物毒性试验表明,石油污染土壤对发光细菌具有毒性,其EC50为1 950μg ml-1。     

养猪发酵床垫料有机肥对辣椒产量及土壤微生物多样性的影响

随着环保压力的日益增加和农户环保意识的逐渐增强,发酵床养猪技术逐渐被农户接受,但是发酵床熟化垫料再利用难,而限制了发酵床养猪技术的推广。本研究将两种发酵床熟化垫料分别进行高温堆肥形成有机肥,总养分(氮、磷、钾)含量均超过50g/kg,重金属和粪大肠杆菌含量均未超标,蛔虫卵死亡率95%以上,完全可以作为成熟的有机肥产品。试验表明,在等氮量施用条件下,发酵床熟化垫料有机肥施用后青椒产量也能达到化肥和常规有机肥的产量,并能提高青椒品质,改善土壤肥力,提高土壤中矿质态氮的效果。PCR-DGGE结果表明,细菌群落结构分为三大类,对照(CK)和化肥(CF)处理群落结构相似,常规猪粪有机肥(POF)单独一类,两种发酵床熟化垫料有机肥(FOF和ROF)群落结构相似,结果表明施肥能够改变土壤中微生物多样性,施用有机肥(POF、FOF、ROF)对土壤微生物多样性改变的效果比化肥(CF)大;不同来源的有机肥(POF和FOF、ROF)对土壤中微生物区系改变方向不一样,来源接近的有机肥(FOF和ROF)对土壤微生物区系改变方向接近。     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）、丰富度指数（S）和Shannon均匀度指数（E）均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74 mg glucose·g-1·（24 h）-1和1.15 mg NH3-N·g-1·（3 h）-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

生物有机肥对番茄青枯病的防效及对土壤微生物的影响

以腐熟有机肥为载体,添加功能复合菌剂制成生物有机肥（BOF）,采用盆栽试验方法,研究了该生物有机肥对番茄青枯病的防效和对土壤微生物的影响。结果表明,施用生物有机肥可显著降低青枯病的发生,在对照（CK）防效指定为0时,BOF处理达到69%,比化肥（CF）、有机肥（OF）处理分别提高了21%和14%;在有效养分低于CF处理的情况下,BOF处理的株高、茎粗、干重分别增加了15%、26.1%、23.7%,达到显著水平,表现出显著的促生效果。生物有机肥影响根际土壤中青枯菌和主要微生物菌群数量,施用BOF后,土壤中细菌和放线菌数量增加,而青枯菌数量则明显下降,在前期达到显著水平。番茄移栽后第40d的Biolog分析结果表明,施用BOF可明显提高土壤微生物对碳源尤其是土壤中胺类碳源的利用率。盆栽试验表明生物有机肥能调控土壤微生物群落结构,增强土壤微生物生态系统的稳定性和抑病性,从而提高土壤质量,减少病害的发生。     

有机肥对酸性稻田土壤Cd赋存形态的影响途径和机制

以堆肥后的菜籽饼为有机肥,通过水稻田间试验,研究了有机肥对土壤有机质(OM)、pH、微生物量碳、氮(MBC、MBN)、3种酶活性(酸性磷酸酶,ACP、脲酶,UA、脱氢酶,DH)及土壤Cd的赋存形态的影响,利用通径分析研究了有机肥对土壤Cd赋存形态的影响途径和机制。结果表明:(1)施用有机肥能显著提高土壤OM含量和土壤pH,显著增加土壤中可还原态Cd(Red-Cd)和可氧化态Cd(Oxi-Cd)含量,降低土壤酸可提取态Cd(Aci-Cd)含量。(2)施用有机肥能不同程度增加土壤ACP、UA及DH活性,提高土壤MBC和MBN含量。(3)通径分析结果表明,施用有机肥降低土壤Aci-Cd含量主要是通过提高土壤OM含量、DH活性和MBC含量这3个途径完成。土壤OM含量、土壤DH活性和MBC含量的决策系数分别为0.846,0.257,-0.276,均达到显著水平,是有机肥施用下影响土壤Aci-Cd含量的主控因子。     

有机物料类型对烟草根际微生物及烟叶产质量的影响

作为土壤微生物重要的碳、氮源,有机物料在调节根际微生物群落结构、改善土壤养分循环、提高作物产质方面发挥着重要作用。本文以常规化肥处理为对照,设定等有效氮条件下水稻秸秆还田、油菜绿肥翻压和饼肥(腐熟)等3种有机物料类型对烟草根际土壤酶活性、微生物功能多样性及烟叶产质的影响,以期为合理施用有机物料来提高烟叶品质提供科学依据。结果表明,稻草还田和油菜绿肥翻压处理显著提升了烟草根际脲酶活性,但对根际过氧化氢酶活性无显著影响;Biolog分析发现稻草还田和油菜绿肥翻压显著提高了烟草生育后期根际微生物群落的代谢活性和功能多样性指数,碳源利用类型差异是引起有机物料处理下烟草根际微生物群落变异的重要因素,其中糖类碳源影响最大。有机物料处理下烟叶化学指标无显著变化,但上中等烟叶比例显著提高,其中稻草还田和油菜绿肥翻压处理下烟叶产值分别比对照提高29.4%、19.8%。本研究表明,植烟土壤上合理采用有机物料部分替代化肥的施肥措施有效改善了烟草根际微生态环境,提升烟叶品质,可作为烟草优质生产的有效栽培措施。     

羊粪有机肥与化肥配施对烤烟生长及土壤肥力特性的影响

为探讨羊粪有机肥与化肥配施对烤烟(Nicotiana tabacum L.)生长和土壤肥力特性的影响,以烤烟品种中烟101为试验材料,设置不施加肥料为对照(CK),研究了等量施肥条件下羊粪有机肥与化肥不同配施比例(T0:100%无机肥N;T20:20%羊粪有机肥N+80%无机肥N;T40:40%羊粪有机肥N+60%无机肥N;T60:60%羊粪有机肥N+40%无机肥N;T80:80%羊粪有机肥N+20%无机肥N;T100:100%羊粪有机肥N)对烟株农艺性状、根系形态参数、叶片光合特性、土壤养分含量及土壤酶活性的影响。结果表明,T0和T20处理在烟株移栽后30 d土壤速效养分含量较高,能更好地促进移栽后0~30 d烟株的生长,但在烟株移栽后60 d土壤速效养分含量明显降低,烟株生长势减弱,且土壤中有机质含量和土壤蔗糖酶活性较低;T80和T100处理土壤有机质含量较高,但在烟株移栽后30 d时土壤蛋白酶和脲酶活性弱,土壤速效养分含量低,不利于移栽后0~30 d烟株的生长;T40和T60处理在烟株移栽后30 d土壤速效养分的供应略低于T0处理,但在移栽后60 d能够显著提高土壤蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性,增加土壤速效养分的供应,既能保障烟株移栽后0~30 d的生长势,也有利于烟株移栽后30~60 d根系发育和地上部分的生长。与T0处理相比,T40和T60处理在烟株移栽后60 d的最大叶面积提高了11.9%和10.7%,地上部干重提高了11.9%和9.6%,根干重提高了12.1%和26.8%,净光合速率提高了17.6%和16.2%。综合来看,配施40%和60%羊粪有机肥N更有利于满足烟叶生长和维持烟区土壤肥力,该研究为洛阳烟区合理利用羊粪有机肥提供了理论依据。     

石油污染盐碱土壤的淋洗施肥修复

采用淋洗施肥修复方法处理石油污染盐碱土壤,评价该修复方法对石油污染盐碱土壤的修复效果,并且采用最大或然数法和Biolog方法对土壤微生物数量和微生物群落水平生理特性进行研究。结果表明,经过182d的培养,淋洗施肥处理中油和脂的降解率分别比对照处理和施肥处理高（19.7±4.3）%和（13.8±3.4）%,土壤盐分去除率分别比对照处理和施肥处理高（66.5±2.9）%和（41.3±6.2）%,说明该处理是一种修复石油污染盐碱土壤的有效方式。淋洗施肥处理明显提高异养细菌、石油烃降解菌、烷烃降解菌和多环芳烃降解菌数量和土壤微生物活性,促进了微生物对土壤中油和脂的降解。此外,淋洗施肥处理提高了土壤微生物Shannon多样性指数和Simpson指数,促进了微生物种群的稳定,这暗示着土壤微生物种群正在逐渐恢复。     

Responses of Soil Microbial Community Structure and Activity to Incorporation of Straws and Straw Biochars and Their Effects on Soil Respiration and Soil Organic Carbon Turnover

Like straw, biochar incorporation can influence soil microorganisms and enzyme activities and soil carbon(C) responses; however,few studies have compared the various effects of straw and biochar and the underlying mechanisms. An experiment was performed to study the changes in soil respiration(SR) and soil organic C(SOC) fluxes in response to the incorporation of three kinds of straw(reed, smooth cordgrass, and rice) and their pyrolyzed products(biochars) at Chongming Island, China. In addition, the microbial activity and community structure of some amended soils were also analyzed to clarify the mechanisms of these responses. The results showed that all biochar incorporation(BC) induced lower SR than the corresponding unpyrolyzed straw incorporation(ST), and the average SR in the soils following BC and ST during the experimental periods was 21.69 and 65.32 μmol CO_2 m~(-2)s~(-1), respectively.Furthermore, the average SOC content was 16.97 g kg~(-1) following BC, which was higher than that(13.71 g kg~(-1)) following ST,indicating that compared to ST, BC was a low-C strategy, even after accounting for the C loss during biochar production. Among the BC treatments, reed-BC induced the lowest SR(17.04 μmol CO_2 m~(-2)s~(-1)), whereas smooth cordgrass-BC induced the highest SR(27.02 μmol CO_2 m~(-2)s~(-1)). Furthermore, in contrast with ST, BC significantly increased the abundance of some bacteria with poorer mineralization or better humification ability, which led to lower SR. The lower easily oxidizable C(EOC) and higher total C contents of biochars induced lower SR and higher SOC in the soil following BC compared to that following ST. Among the BC treatments,the higher total nitrogen content of rice biochar led to significantly higher soil microbial biomass, and the lower EOC content of reed biochar led to lower soil microbial activity and SR.