异养硝化微生物的分子生物学研究进展

硝化作用是自然界N素循环的一个重要环节,对于农业生产、环境保护等都具有重要意义。除了传统上认为的自养硝化细菌以外,近几十年来已发现很多异养微生物和甲烷营养细菌可以进行硝化作用。现就异养硝化微生物的分子生物学研究作一综述。     

土壤宏基因组学研究方法与进展

土壤微生物驱动着土壤中的物质循环和养分转化。在土壤学的研究中,长期将土壤作为一个黑箱系统来对待,对其中的生物组成及其参与的生化过程知之甚少。土壤中绝大部分微生物目前尚难以分离培养,因此基于传统的培养方法对于认识土壤微生物群落组成和功能有其局限性。宏基因组学直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,或通过测序探究环境中微生物的群落结构和功能(序列驱动),或构建宏基因组文库,筛选新的基因或生物活性物质(功能驱动),克服了传统培养方法的缺陷,极大地丰富了对土壤微生物多样性及其功能的认知。本文在综述土壤宏基因组学研究基本流程的基础上,重点介绍了日益重要的第二代测序平台在土壤宏基因组学研究中的应用及其产生的海量数据的分析处理方法,并简要探讨了宏基因组学在土壤微生物生态学中的应用。最后,作者建议在国家层面上展开相关土壤宏基因组学研究,调查微生物群落及其变化,为生物资源开发、农业生产和环境保护作出应有的贡献。     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

浅谈小微湿地修复

小微湿地的建设与修复工作对于我国环境保护具有重要意义。基于此,介绍小微湿地的定义,分析小微湿地修复的原则以及修复模式,阐述了小微湿地修复的过滤系统、基质、植物和微生物4个要素,为小微湿地修复工作提供参考。     

《中国土壤与肥料》征稿简则

《中国土壤与肥料》是面向全国的专业科技期刊。主要刊登土壤、植物营养与肥料、农业水资源、农业微生物、分析测试及环境保护等方面的新成果、新方法、新技术、新经验及国内外发展动态等。辟有专家论坛、专题综述、研究报告、分析     

矿区废弃地土壤生态恢复研究进展

矿山废弃地生态恢复是解决矿区生态问题的重要举措之一,积极开展矿山废弃地生态恢复对社会经济效益及环境保护均具有重要的意义。综述国内外矿山废弃地生态恢复现状,主要从土壤改良,土壤重金属污染治理,矿区植被恢复,土壤动物、微生物恢复措施等方面阐述了矿区废弃地生态恢复技术。     

沼液的园林地消解处理利用及其对土壤微生物碳、氮与酶活性的影响

近年来,沼气工程发展迅猛,产生的大量沼液处理和排放问题日益突出,成为水环境保护中亟待解决的关键问题。为研究沼液灌溉园林地土壤进行消解处理利用过程对土壤微生物碳、氮及酶活的影响,提出沼液安全排放处理的新途径,通过在江苏宜兴万石镇葡萄园基地进行大田试验,比较了不同处理下沼液消解利用过程对土壤微生物碳、氮以及土壤微生物量碳与土壤有机碳的关系,并测定了土壤几种常见酶的活性。结果表明,沼液园林地（葡萄园）消解利用过程不会降低土壤微生物碳、氮含量,地面间作黑麦草或地下安装排水管道时能显著提高土壤微生物碳、氮含量,分别提高8.70%和17.34%。沼液园林地消解利用能提高土壤微生物量碳与土壤有机碳比率,但未达到显著性水平。沼液在园林地消解利用中,只进行沼液灌溉的处理区土壤蔗糖酶活性略微下降,其他试验区土壤蔗糖酶含量较对照区显著性提高,试验区土壤脲酶也较对照区提高了数倍以上,但土壤酸性磷酸酶和过氧化氢酶在该试验研究中未表现出较大变化。该试验仅为沼液消解处理利用的田间短期效应,沼液园林地消解利用处理对作物品质、土壤肥力和农业生产环境的综合影响仍需进行长期试验验证。     

土壤生物膜对稻田生态系统功能的影响

土壤微生物通过自身分泌胞外基质能够形成一层薄膜,即生物膜。生物膜的形成有利于微生物适应环境,并对土壤的形成和植物的生长发育起到一定的调节作用。土壤生物膜可通过胞外聚合物及自身代谢过程调控土壤元素循环,影响土壤污染物降解,同时,在增强根际免疫、抑制病原菌对植物根系的侵袭及提高土壤肥力和作物产量方面发挥着重要作用。稻田是地球上最大的人工湿地,其生态环境不仅能满足水稻的生长,同时也为土壤微生物的生存、繁衍及生物膜的形成等提供了绝佳条件。水稻发育过程中常因多种病虫害、营养元素限制或重金属胁迫等影响其生长及粮食产量。本文从生态环境保护的角度,综述了稻田系统中生物膜对土壤重金属污染、营养元素流失以及水稻生长健康等方面的影响。     

《中国土壤与肥料》征稿简则

<正>《中国土壤与肥料》是农业部主管、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和中国植物营养与肥料学会共同主办的面向全国的专业科技期刊。主要刊登土壤、植物营养与肥料、农业水资源、农业微生物、分析测试及环境保护等方面的新成果、新方法、新技术、新经验及     

光合细菌规模生产技术的研究

光合细菌是目前国内外致力研究和开发应用的微生物资源，对于光合细菌的基础理论及应用研究近十年来在我国发展很快，但规模生产的技术仍不成熟。作者通过五年多的研究和三年的中试生产，摸索出一套比较成熟的规模生产技术。这种规模生产将会给水产养殖业、农业、环境保护、新型能源开发等领域带来新的进展。     

固氮蓝藻的农业应用研究进展

作为可固氮固碳的自养光合微生物,固氮蓝藻是一种非常重要的微生物资源。关于固氮蓝藻在农业生产上的应用始于1939年印度首次报道用固氮蓝藻肥田,之后一段时期虽然受到国际广泛关注,但最终并未实现规模化推广应用。究其原因既与化肥在世界范围内的大规模使用有关,也与自身技术相对复杂、成本高和可靠性低有关。对于前者虽然化肥的农业增产作用巨大,但其对农业自身和生态环境的负面影响日益凸显。而对于后者,新的固氮蓝藻规模化生产技术和新的接种技术的发展正在逐步消除这些缺陷。在当前国家要求农业"减量化"和"低碳化"发展的背景下,固氮蓝藻作为生态环保的生物肥料可能迎来新的发展契机。同时,除了作为生物肥料,近年来国内外的研究表明固氮蓝藻具有多重农业应用价值,可能在作物生长调节剂和生物农药开发、农业环境污染防治和农业生态环境保护等方面发挥作用。因此,本文就国内外近5年(2013—2017年)关于固氮蓝藻的农业应用进展进行了全面综述,并就存在的问题和今后的发展方向做了展望。今后固氮蓝藻作物生长调节方面需深入研究藻激素的代谢和调控机制,藻接种技术方面需深入研究生物膜中藻类和其他微生物的互作关系,抗病虫害方面需要进行更多的田间试验以评估其实际应用效果并阐明抗性机制,降解有机农药方面需深入研究降解关键酶、降解途径和大田应用技术,生态环境保护方面需评估固氮蓝藻抗旱抗盐碱实际应用效果并阐明其机理。     

Current status of biological control of soil-borne diseases

Abstract. Biological control by manipulating agricultural practices has been used for thousands of years. In the more restricted sense, of adding antagonistic micro-organisms, biological control is still a very small part of the chemical pesticide market, but reliable products are becoming available. Achieving consistent results in realistic agricultural conditions is a problem, but there is a good possibility of controlling root diseases, especially where the soil characteristics or the environmental conditions can be controlled. The use of biological control in integrated control is successful, and in the long-term genetic engineering techniques will be important in the development of biological control. Environmental safety and effective patent protection are still being developed, but there seem to be no insuperable problems.     

植物促生微生物挥发性物质的生态功能研究进展

植物促生微生物通过各种途径有益于植物的生长发育,而其产生的挥发性物质在这一过程中的作用不可忽视。挥发性物质低分子量、弱极性、高蒸汽压、低沸点、亲脂性的特点使其与微生物其他性质的代谢产物相比,具有能够长距离传播、介导生物体间非接触的相互作用、低浓度即可被感知等优势。本文从植物促生微生物挥发性物质促进植物生长发育、对植物的化感作用、诱导植物系统抗性、促进植物次级代谢产物积累、抑制植物病虫害的发生与发展、阻碍食草动物取食等方面综述了植物促生微生物挥发性物质重要的生态功能及这些功能间的相互关系和具体作用机制,并对植物促生微生物挥发性物质今后的研究方向和应用前景进行了展望。     

Soil biodegradation of maize root residues: Interaction between chemical characteristics and the presence of colonizing micro-organisms

Due to their direct contact with the soil, roots are exposed to colonizing micro-organisms that persist after the plant has died. These micro-organisms may affect intrinsic root-chemical quality and the kinetics of root residue decomposition in soil, or interact with soil micro-organisms during the decomposition process. The aims in this work were i) to determine the interactions between the presence of root-colonizing micro-organisms and root-chemical quality and ii) to quantify the effect of these micro-organisms on root decomposition. Roots were selected from six maize genotypes cultivated in the field and harvested at physiological maturity. The roots of two genotypes (F2 and F2bm1) had a higher N content, lower neutral sugars content and higher Klason lignin content than the other genotypes (F292, F292bm3, Mexxal, Colombus). Location of the root residue micro-organisms by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy revealed that F2 and F2bm1 roots were more colonized than roots of the other genotypes. Electron Dispersive X-Ray microanalyses of in situ N confirmed a higher N content in the colonizing micro-organisms than in the root cell walls. Residues of F2 and F2bm1 roots decomposed more slowly and to a lesser extent than those of the other genotypes during incubation in a silty loam soil under controlled conditions (15 °C, −80 kPa). After 49 days, 40.6% of the total C from F292 was mineralized but only 20.7% of from F2bm1. These results suggest that residue-colonizing micro-organisms decompose the cell-wall sugars to varying extents before soil decomposition thereby modifying the chemical quality of the residues and their mineralization pattern in soil. Due to their high N content, colonizing micro-organisms also impact on the total N content of root residues, reducing their C to N ratio. Gamma sterilized root residues were incubated under the same conditions as non-sterilized residues to see if micro-organisms colonizing root residues could modify the action of soil micro-organisms during decomposition. Similar C mineralization rates were observed for both non-sterilized and sterilized residues, indicating that the residue micro-organisms did not quantitatively affect the activity of soil micro-organisms.     

农田防护林应用GIS的研究

农田防护林是防护林体系的主要林种之一,是指将一定宽度、结构、走向、间距的林带栽植在农田田块四周,通过林带对气流、温度、水分、土壤等环境因子的影响,来改善农田小气候,减轻和防御各种农业自然灾害,有效改善了生态环境,降低了自然灾害对农业生产造成的危害和损失,有力地提高了居民的经济水平和生活质量,是农区社会经济可持续发展的重要保障。     

我国土壤环境保护科学研究现状与展望

本文简要回顾了建国以来土壤环境保护科学研究的历程，从理论与实践的结合上，对我国环境保护科研工作的现状进行了分析，对发展前景提出了看法和建议。文中阐述了土壤环境保护科学研究的对象；土壤污染圾其防治途径研究现状；土壤-植物系统的净化功能及其在实践中的应用研究；土壤环境保护科学研究的理论基础与学术指导思想；土壤环境保护研究方法论；以及对我国土壤环境保护科学研究的展望等。     

地下水硝酸盐去除中反硝化微生物的研究进展

地下水硝酸盐污染已经成为一个全球问题,由于饮用高硝酸盐含量的地下水会增加高铁血红蛋白症和癌症风险,地下水硝酸盐污染受到越来越多的关注。反硝化脱氮是地下水硝酸盐脱氮的主要途径之一。本文就参与地下水硝酸盐去除的反硝化微生物种类、反硝化机理、碳源类型以及地下水污染中微生物作用的国内外研究现状进行了较全面系统的评述。在此基础上,提出了该类研究中存在的不足,包括实验室研究较多但野外研究较少,野外原位应用中对特定微生物特性方面研究缺乏,碳源利用率低和硝酸盐去除速度慢,去除过程中有效微生物的代谢途径仍不清楚等问题。针对这些问题,本文认为以后的研究应该进一步开发野外原位应用中反硝化微生物资源,并借助先进的分子方法和功能基因鉴定此类特殊微生物的种类、功能及其生态学行为,选择最佳碳源,完整深入地了解地下水硝酸盐去除中微生物的代谢过程,识别反硝化过程中氮的来源与去向,为寻找提高处理效率的方法提供理论依据,真正将理论和实践结合起来。     

The effects of Leifsonia sp. on bioavailability and immobilization mechanism of uranium in soil

Journal of Soils and Sediments - The remediation of uranium (U)-contaminated soil has become one of the most challenging problems in the field of environmental protection. U immobilization in soil...     

国内外生态农业研究概况

本文介绍了国内外生态农业的发展现状、基本理论、技术及研究方法。通过分析与评价指出，中国生态农业应当建立在生态与经济良性循环的基础上，通过协调经济发展与环境保护、自然资源的开发利用与再生来实现     

关于耕地土壤污染调查与评价的若干问题探讨

土壤污染调查与评价是土壤环境研究和管理的重要内容,一直受到各国政府及相关部门的关注。尽管如此,至今有关土壤污染调查与评价的基本认识还相当欠缺。本文基于近20年来作者对相关方面的研究体会与思考,分别从耕地土壤污染调查的全面性、污染评价指标、污染超标率以及土壤环境质量等级划分等几个问题加以探讨,以期为今后更好地开展我国耕地土壤污染调查与评价工作提供参考。