立体休闲翻耕降低土壤中氟磺胺草醚残留污染的研究

根据"土壤立体休闲原理",通过现代化机械技术将氟磺胺草醚的残留土层与心土层进行位置转换,同时利用液相色谱结合生物测定的方法,系统研究不同耕作方法对氟磺胺草醚残留降解情况、土壤微生物变化和甜菜受害恢复情况的影响。结果表明,立体休闲翻耕处理对氟磺胺草醚残留的降解率明显好于常规翻耕处理,立体休闲翻耕后氟磺胺草醚的残留量降低了79%,而常规耕翻处理仅为46%;并且立体休闲翻耕处理对微生物的恢复效果好于常规翻耕处理,在0～10 cm土层中真菌、放线菌数目高于常规翻耕处理,10～20 cm和20～30 cm土层真菌数目均高于常规翻耕处理,各土层中细菌、真菌和放线菌总数恢复率分别可达到4%、29%和12%;生物测定结果表明,立体休闲翻耕提高了受药害甜菜的株高、出苗率、鲜重和叶绿素的恢复率,分别提高了12.89%、58.50%、72.29%和41.78%,效果好于常规耕翻处理。综上可以看出,与常规翻耕技术相比,立体休闲翻耕技术可更有效地降低土壤中氟磺胺草醚的残留量并减小氟磺胺草醚残留对土壤中微生物和敏感作物甜菜的影响。     

氟磺胺草醚对不同豆科作物生长及根际固氮菌的影响

为了研究豆田常用长残效除草剂氟磺胺草醚对不同季节豆科作物生长及根际固氮微生物的影响规律与机制,选取春大豆、四季豆、夏大豆、绿豆、蚕豆及豌豆为材料,于春、夏、秋季开展田间小区试验。通过对豆科作物地上部与根部性状的分析,明确不同浓度氟磺胺草醚对豆科作物的药害规律,采用荧光定量PCR技术分析固氮酶nifH基因丰度的变化,明确氟磺胺草醚对豆科作物根际固氮细菌的影响,并通过方差与相关性分析揭示不同豆科植物对氟磺胺草醚的响应模式差异。结果显示:氟磺胺草醚对夏大豆生长及产量无显著影响;1倍浓度(225 g·hm~(-2))氟磺胺草醚对春大豆、绿豆与豌豆不产生药害作用,且能够使绿豆与豌豆增产3.5%～17.5%,但2倍浓度(450 g·hm~(-2))会使这3种作物显著减产12.2%～19.6%;氟磺胺草醚对四季豆和蚕豆的药害作用严重,使作物产量显著下降23.0%～61.5%。豆科作物的产量与其根部性状显著相关,高浓度氟磺胺草醚会使6种豆科作物根鲜质量、根瘤数量、根瘤鲜质量均呈显著降低趋势。氟磺胺草醚的施用使作物根际固氮细菌的丰度显著下降,其变化趋势与豆科作物根部性状一致。研究建议氟磺胺草醚的施用量(有效成分用量)为:春大豆、绿豆、豌豆控制在225 g·hm~(-2),夏大豆可放宽至450 g·hm~(-2),四季豆和蚕豆不适宜施用氟磺胺草醚。研究表明,作物根际固氮细菌丰度的变化可能是导致结瘤能力改变的原因。     

植烟土壤的温湿度对有机肥降解过程中微生物活性的影响

为了探寻植烟土壤中有机肥降解过程中土壤实现微生物活性最高的温湿度条件,以有机混合肥和湖南农业大学烟草种植基地表层土壤为材料,设置不同温度和供水条件处理,分析了培养周期内有机肥在降解过程中土壤微生物的活性。结果表明:S7处理(35℃,饱和含水量)最适合细菌生长;S4处理(25℃,饱和含水量)最适合真菌生长;S8处理(35℃,含水量70%～75%)最适合放线菌生长;S4处理下土壤微生物的多样性和均匀度达到最大。     

助剂对氟磺胺草醚在土壤中分布影响研究

利用自制淋溶装置模拟自然降雨过程,采用高效液相色谱分析方法,初步研究助剂对氟磺胺草醚在土壤中分布影响。结果表明,添加非离子助剂、甲酯化大豆油和有机硅助剂可显著影响氟磺胺草醚土壤分布情况。降雨量100 mm、降雨速度22~24滴·min-1条件下,氟磺胺草醚单剂在土壤中淋溶深度最深达30 cm,添加不同助剂可降低氟磺胺草醚在土壤中淋溶深度,其中添加0.1%有机硅助剂效果最好,可降低氟磺胺草醚在土壤中淋溶深度至20 cm;降雨量100 mm、降雨速度22~24滴·min-1条件下,随淋溶深度加深,氟磺胺草醚在土层中横向分布愈加均衡,5~20 cm淋溶深度下,添加助剂可降低氟磺胺草醚变异系数,提高氟磺胺草醚在土壤中分布均匀程度,相同淋溶深度下氟磺胺草醚横向分布均匀程度由小到大依次为氟磺胺草醚单剂、非离子助剂、甲酯化大豆油和有机硅助剂。     

Effects of Methylated Soybean Oil Adjuvant on Fomesafen Efficacy to Weeds

Tank-mix adjuvant has the potential to improve the weed control efficacy of post-emergence herbicides. In order to study the synergistic effect of adjuvant, the effects of different rates of fomesafen alone or applied methylated soybean oil adjuvant（MSO） were sprayed on redroot pigweed, abutilon and black nightshade under greenhouse condition. The results showed that fomesafen had different performance on the three weeds, and MSO adjuvant could effectively increase the control. The nightshade control was lower than other two weeds with all the fomesafen doses from 131.25 to 506.25 ga.i. · hm-2 with or without adjuvant. The control of abutilon was between the black nightshade and the redroot pigweed, and had better control at 375 ga.i. · hm-2 with adjuvant or 506.25 ga.i. · hm-2 alone or with adjuvant respectively. The results indicated that mixing adjuvant with fomesafen improved the control on weeds, especially at the low rate. Black nightshade was more difficult to control. The redroot pigweed had the most susceptibility to fomesafen alone or with adjuvant.     

微生物修复氯丁唑污染土壤的研究

氯丁唑是一种植物生长调节剂,难溶于水,在土壤中残留时间较长。本文通过循环富集筛得氯丁唑高效降解菌,研究了环境条件对其降解氯丁唑效果的影响,进行了受氯丁唑污染土壤修复的研究,为微生物法修复氯丁唑污染土壤提供依据。结果表明,筛选出的菌种是假单胞杆菌和芽孢杆菌;在液体有降解菌培养基中振荡40d氯丁唑降解率达98%,降解菌能降解氯丁唑产生CO2;通气量、培养基、温度、光照、含水量等都会对降解氯丁唑效果产生影响,微生物降解氯丁唑需要大量的O2,土壤中富含有机质时会影响微生物对氯丁唑的降解,在降解菌生长温度范围内,提高温度有利于对氯丁唑的降解,光照也有利于氯丁唑的分解等。将降解菌投放于受氯丁唑污染土壤,通过光照、通气等,40d后土壤中氯丁唑的降解率达85%,土壤中微生物含量恢复到正常值的90%。     

菲降解菌的分离鉴定及其在污染土壤生物修复中的应用

采用室内培养方法,从吴江市郊长期被多环芳烃污染的土壤中富集到以菲为唯一碳源和能源的菲降解复合微生物菌群,复合菌群在7d内对无机盐液体中菲(含量100mg·L-1)的降解率达到99%。从复合菌群中分离纯化获得两株菲高效降解菌B1和L2,经过菌体形态特征、生理生化特征和16SrDNA序列分析,鉴定菌株B1为百日咳博行特氏菌(Bordetella petrii),菌株L2为墨西哥假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas mexicana)。这两株菌在菲含量为100mg·L-1的无机盐培养液中,7d内对菲(含量100mg·L-1)的降解率大约为80%,9d内的降解率可达到99%。将复合菌群和菲污染土壤混合,在光照培养箱中进行培养修复。结果表明,修复88d后,接种复合菌群的低污染浓度(8.22mg·kg-1)处理和高污染浓度(39.65mg·kg-1)处理的菲去除率分别达到95.74%和98.06%。     

氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响

从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆（苏C1008）为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明：氟磺胺草醚的施用量（以有效成分计）超过450 g·hm^-2时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌（nifH）、氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。     

具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系的构建

【目的】构建具有生防功效的玉米秸秆降解复合菌系,以提高玉米秸秆的降解率,并有效防治植物病害。【方法】通过对可产芽孢的11株纤维素降解菌（X₁～X₁₁）、17株半纤维素降解菌（B₁～B₁₇）、19株木质素降解菌（M₁～M₁₉）及1株生防菌（L）间亲和性的测定,构建复合菌系。测定复合菌系对玉米秸秆的降解能力,筛选出最优的复合菌系;通过16S rDNA序列分析,对组成最优复合菌系的菌株进行鉴定。以小麦种子发芽指数（GI）为指标,利用模拟堆肥试验研究最优复合菌系对玉米秸秆腐熟进程的影响;通过田间试验,研究最优复合菌系对番茄生长、产量的影响,并探讨其对番茄灰霉病的防治效果。【结果】通过亲和性试验初步构建了Z1(LM₅X₄B₂)、Z2(LM₃X₇B₅)、Z3(LM₃X₁₀B₂)和Z4(LM₅X₁₀B₁₂)4个复合菌系,其中复合菌系Z1综合效果最好,其对玉米秸秆的降解率最高（45.9%）。喷施复合菌系Z1的发酵液可加快玉米秸秆腐熟进度,堆肥第25天时GI值超过85%,玉米秸秆完全腐熟,腐熟进程较喷施清水的对照提前了4 d。秸秆还田时喷施Z1发酵液,可促进番茄生长,提高番茄产量,并且对番茄灰霉病具有一定的防治效果（防治效果为27.92%）。经16S rDNA测序,鉴定组成复合菌系的L为类芽孢杆菌、X₄为枯草芽孢杆菌、M₅和B₂为解淀粉芽孢杆菌。【结论】构建的复合菌系Z1具有生防和降解秸秆的双重功效,且使用成本低、操作简单,具有潜在的应用价值。     

异噁唑草酮原药分析方法

[目的]建立异噁唑草酮原药的高效液相色谱分析方法。[方法]采用高效液相色谱法,以乙腈-乙酸(55∶45,V/V)为流动相,应用C18色谱柱和SPD-M20A PDA检测器分析异噁唑草酮的含量。[结果]该色谱分析条件下异噁唑草酮的标准偏差为0.008,变异系数为0.09%,回收率为104%。[结论]该方法适用于定性、定量分析异噁唑草酮原药。     

微生物燃料电池对磺胺间甲氧嘧啶的降解研究

为探究微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFCs)对抗生素磺胺间甲氧嘧啶(Sulfamonomethoxine,SMM)的降解效果及MFCs的产电性能,通过构建单室MFCs,比较不同电极材料、菌种种类、抗生素初始浓度以及腐植酸存在条件下MFCs对SMM的降解效果及其产电性能。结果表明:3种阳极材料下MFCs对SMM的降解率及产电性能的高低为碳毡碳纸石墨棒;在SMM初始浓度为10 mg·L~(-1)的条件下,以Shewanella putrefaciens为菌种的MFCs对SMM的降解率达到58.92%,高于Shewanella oneidensis MR-1的降解率46.48%,MFCs的最大输出功率前者比后者约高6.51 mW·m~(-2);随着抗生素初始浓度的增加,SMM的降解效果逐渐减弱,MFCs的电压输出逐渐降低;随着腐植酸浓度增加,SMM的降解率逐渐提高,MFCs的产电性能逐渐增强。研究表明,MFCs可以利用SMM作为燃料,在实现降解的同时输出电能,这为水体环境中磺胺类抗生素的高效低耗处理提供了科学依据。     

5种不同作用机理除草剂对青海高原农田土壤微生物的影响研究

研究了5种不同作用机理除草剂对青海高原土壤微生物生物量的影响。结果表明：土壤微生物类群对不同除草剂具有各自不同的反应。从影响时间看,影响大小依次为：百草枯〉氟磺胺草醚〉溴苯腈〉氟乐灵〉精喹禾灵;从影响程度看,精喹禾灵对土壤微生物生物量的影响是这5种除草剂中最小的;氟乐灵、百草枯、溴苯腈、精喹禾灵对土壤微生物生物量的影响表现为“抑制-恢复”;氟磺胺草醚对土壤微生物生物量的影响表现为“抑制-激活-恢复”。     

株高氯·马拉硫磷降解菌的分离鉴定及培养

【目的】分离能够降解高氯·马拉硫磷的菌株,并对其降解特性进行初步研究,以探寻高氯·马拉硫磷无公害降解方法。【方法】利用富集及驯化培养方法,从长期施用并受高氯·马拉硫磷严重污染的土壤中,分离筛选出1株能够高效降解高氯·马拉硫磷的菌株;在形态特征和生理生化鉴定的基础上,对其16S rDNA 序列进行分析,并研究了其对高氯·马拉硫磷的降解特性和最佳摇床培养条件。【结果】获得了1株能以高氯·马拉硫磷作为惟一碳源和氮源生长的菌株,经形态特征观察、生理生化特性鉴定和16S rDNA 序列分析,初步鉴定其属于假单胞菌属;系统发育树显示,该菌株与荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）的相似性最高,为99.79%,因此确定其为荧光假单胞菌。该菌株最佳摇床培养条件为：培养基初始pH值8.0,摇床转速180 r/min,培养时间24 h,培养温度30 ℃。在此培养条件下,培养2 d 的菌株对500 mg/L高氯·马拉硫磷的降解率达到67%。【结论】分离菌株对高氯·马拉硫磷有明显的降解作用,可试用于高氯·马拉硫磷污染土壤的微生物修复。     

AFB1降解菌的分离鉴定、降解条件优化及降解产物毒性评估

【目的】从土壤样品中筛选能降解黄曲霉毒素B（ 1 Aflatoxin B₁,AFB₁）的菌株,并研究其对AFB₁的降解性质及抑制黄曲霉菌能力,评估其作为微生物降解AFB₁制剂的潜力,为进一步开发AFB₁脱毒剂提供参考依据。【方法】以香豆素为唯一碳源,筛选出1株高效的AFB₁降解菌,通过16S rRNA基因测序得知菌株所属种属,并利用高效液相色谱确定菌株降解AFB₁的特性,通过单因素试验优化该菌株降解AFB₁的效率,共培养分析其对黄曲霉菌的抑制作用,最后利用SOS显色反应评估菌株对AFB₁的脱毒效果。【结果】通过液相色谱检测,获得1株菌株GDAAS003对AFB₁的降解率相对较高,其16s rRNA基因序列与链霉菌Streptomyces cerasinus SR3-134（LC128347.1）的相似性高达100%,菌株降解AFB₁的活性物质主要存在于上清液中,可能为胞外酶。GDAAS003上清液降解AFB₁的最佳pH为8.0的磷酸盐缓冲液,最适反应温度为30℃。经优化,菌株GDAAS003上清液对50 ng/mL AFB₁ 96 h的降解率可达90.50%,对100 ng/mL AFB₁ 96 h的降解率为75.68%。对降解产物的遗传毒性进行检测,结果表明菌株GDAAS003降解AFB₁的产物未表现出毒性,同时GDAAS003能抑制玉米中黄曲霉菌合成AFB₁。【结论】链霉菌GDAAS003既能以较高的降解效率降解AFB₁,又能抑制黄曲霉菌的生长,其在食品和饲料行业中有较大的商业应用前景。     

降解柴油嗜盐菌的筛选、鉴定及其降解特性

柴油污染对人类健康和生态环境构成了严重威胁,微生物修复成为柴油污染治理常用的方法。以柴油为唯一碳源,筛选获得35株可利用柴油的嗜盐菌,通过测定柴油降解率筛选得到1株高效降解柴油嗜盐菌B-18;通过测定表面张力、排油圈直径,以及进行免疫溶血实验,筛选得到1株高产生物表面活性剂嗜盐菌B-2。B-2排油圈直径可达6 cm,所产生物表面活性剂将发酵液表面张力从74.88 mN·m^-1降至27.15 mN·m^-1,对3%柴油的降解率为44.80%,将该菌鉴定为嗜盐盐渍微菌属(Salimicrobium sp.)。B-18对3%柴油的降解率可达54.00%,鉴定其为盐水球菌属(Salinicoccus sp.),GC-MS方法显示,该菌能降解碳链长度在14~29的烷烃。柴油体积分数为5%时,在Gibbons培养基(GM)中B-2和B-18对柴油的降解率可由原来在无机盐培养基(MSM)中的35.52%和45.62%分别提高至49.08%和53.46%;在GM中混合接菌B-2和B-18对柴油的降解率提高至68.50%,适宜降解条件为100 g·L^-1 NaCl,温度为37 ℃,初始pH为7.5,降解率最高达到70.45%。通过扫描电镜发现,B-2和B-18在降解柴油时发生了形态的典型变化,嗜盐菌表面形成黏性物质,细胞呈不规则团聚,从而加速对柴油的吸收降解。高盐环境下,复合菌系B-2和B-18在柴油污染的生物修复中具有较强的应用潜力。     

十溴二苯醚降解菌的分离鉴定及其降解特性的初步研究

通过选择性富集法从杭州炼油厂附近长期受石油污染的土壤中分离到1株以十溴二苯醚为唯一碳源、能源生长的细菌BD-24,经形态、生理生化、16S rDNA核苷酸序列分析,以及(G+C)mol%测定,菌株BD-24被鉴定为芽孢杆菌属(Bacillussp.);并用高效液相色谱法测定十溴二苯醚浓度.结果表明:菌株BD-24在含20 mg·L-1十溴二苯醚的无机盐培养基上培养15 d,十溴二苯醚残余率下降至75.1%,到第25天,残余率则为65.6%;不同种类碳源的添加均能不同程度地促进十溴二苯醚的降解,其中麦芽糖作用最为显著,培养5 d后,残余率仅剩83.5%;而不同氮源的添加对降解无显著作用.     

花生中黄曲霉毒素检测方法的研究

[目的]建立了利用荧光光度法串联高效液相色谱法同时检测花生中4种黄曲霉毒素(B1、B2、G1和G2)的方法。[方法]样品经提取净化、荧光计初步筛选后,再利用高效液相色谱法进行确证分析。[结果]黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2能达到完全的基线分离,检出限分别为0.3、1.0、0.3和1.0μg/kg,范围内线性关系良好,γ>0.999,回收率可达70%~96%,相对标准偏差低于9.4%。[结论]该方法快速、准确、灵敏且经济,能够满足花生中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2检验的需要。     

驱油复合菌系的构建及驱油能力的研究

为构建驱油复合菌系并对提高原油采收率的能力进行评价,在50℃条件下通过长期限制性培养,以乳化和降解石油的能力为指标,获得一组高效稳定的驱油复合菌系。复合菌系发酵液对原油具有降粘和降低表面张力的作用。室内岩心驱油试验表明,水驱后复合菌系驱可提高石油采收率14．47％。2007年9月20日在大庆杏6—3-丙605油井进行了吞吐试验,截止2008年7月31日,采出液平均含水率由93．15％降至90．69％,日产液量提高69．86％,累计增产原油203．95t。表明复合菌系适应地层油藏条件,具有增采作用。     

石油降解菌群的构建及其对混合烃的降解特性

经富集、分离、纯化,并经选择性培养基的筛选和对总石油烃(TPH)降解能力的测试,从大庆油田石油污染土壤中获得6株分别具有环烷烃、直链烷烃和芳烃降解能力的菌株B_1、B_2、B_3、B_6、B_7和B_9。经16S r RNA基因序列比对,菌株B_1、B_2、B_6和B_7分别属于嗜氢菌属(Hydrogenophaga sp.)、苯基杆菌属(Phenylobacterium sp.)、鞘脂菌属(Sphingobium sp.)和芽胞杆菌属(Bacillus sp.),B_3和B_9属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)。通过对接种比例、接种量和生长条件的优化,构建了微生物降解菌群,并采用该菌群进行混合烃污染土壤的修复。结果表明,该菌群对三类烃的去除均具有明显的促进作用。经过40 d的修复,环十二烷去除率达74.5%;100 d后,正十六烷和芘的去除率分别达56.9%和60.4%。前10 d修复过程中,各污染物降解速率最大,之后则逐渐降低,与土壤微生物多样性、数量以及活性的变化趋势相似。     

外界环境条件对鸭跖草出苗的影响

通过提供不同外界环境条件的方法，研究了土壤含水量，播种深度及除草剂虎威对鸭跖草出苗的影响。结果表明：当土壤含水量为40％时，鸭跖草的出苗率最高。随着土壤含水量的增高，鸭跖草的出苗率呈下降趋势。适于鸭跖草种子出苗的土壤含水量小于大田作物生长发育所需的土壤含水量；播种越深，鸭跖草出苗率越低，播种深度与鸭跖草的出苗率（P＜0．05）表现出显著的负相关；除草剂虎威对鸭跖草种子萌发与出苗有一定的负效应，经播后苗前也表处理后，剂量为25.0mg/m^2的处理，萌发抑制率约为对照的50％。当虎威使用量达到200.0mg/m^2时，鸭跖草种子萌发抑制率可达到90％，但此剂量将对作物造成危害。