四种生物炭对潮土土壤微生物群落结构的影响

为探究生物炭对土壤微生物群落结构的影响,以花生壳生物炭(PBC)、玉米秆生物炭(MBC)、杨木屑生物炭(ABC)和竹屑生物炭(BBC)为试验材料,每种生物炭分别以0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1)的浓度添加到供试潮土中,经过45 d的室内培养后用磷脂脂肪酸(PLFAs)法分析土壤中微生物群落结构。研究结果表明:施用PBC、MBC和ABC对土壤总微生物总量、土壤细菌量有促进作用,但其增加幅度随生物炭浓度的升高呈现降低趋势,而添加BBC则会显著降低土壤微生物总量、土壤细菌量;PBC、MBC、ABC和BBC对土壤真菌细菌比有显著的促进作用;适量添加生物炭(20.0、40.0、80.0 g·kg~(-1))会增加真菌量,但大量(160 g·kg~(-1))添加PBC、BBC会显著降低真菌量。施入生物炭后,生物炭自身特殊理化性质和土壤理化性质如酸碱度、土壤电导率、比表面积、孔径等的变化是导致土壤微生物群落变化的主要原因;适量施加ABC、PBC相比于BBC、MBC更有利于潮土土壤微生物群落结构的发展。     

生物炭及炭基肥对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P0.01),含水量和全钾有显著影响(P0.05)。【结论】生物炭和炭基肥长期施用明显改善了土壤理化性质;相较猪厩肥,施用生物炭不利于真菌和革兰氏阴性细菌的积累,而且施用生物炭和炭基肥对土壤微生物群落的影响不同,施用生物炭有利于细菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/细菌比和土壤微生物群落结构多样性的提高;土壤pH、全氮、有机质、含水量和全钾依次是影响土壤微生物群落的重要因子。     

生物炭对土壤中DBP和DEHP微生物降解的影响

为了探明添加生物炭对土壤中邻苯二甲酸酯微生物降解的影响,选择DBP和DEHP作为目标污染物,通过室内模拟试验对添加生物炭土壤中DBP和DEHP的微生物降解规律进行了研究。结果表明,土壤中DBP和DEHP微生物降解过程符合一级动力学方程,半衰期分别为3.054、34.657 d,其降解速率的差异可能与邻苯二甲酸酯类化合物的理化性质有关;随着生物炭添加量的增加,DBP的微生物降解速率呈降低趋势,而DEHP降解速率变化很小;与未添加生物炭的土壤相比,添加1.0%生物炭的土壤中DBP和DEHP的半衰期分别延长6.709、6.116 d,表明添加生物炭不利于土壤中邻苯二甲酸酯的微生物降解,可能与生物炭提高土壤对邻苯二甲酸酯的吸附能力导致其生物有效性降低有关。     

生物炭对桃园土壤微生物功能多样性的影响

以不施生物炭和微生物肥为对照,通过不施生物炭和施微生物肥(BF)、 低量生物炭和不施微生物肥(BC1)、低量生物炭和施微生物肥(BC1+BF)、高量生物炭和不施微生物肥(BC2)、高量生物炭和施微生物肥(BC2+BF)等处理,测量土壤的全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、含水量、有机质含量等理化性质,并结合Biolog-EC...     

生物炭对连作障碍条件下土壤微生物和草莓生长的影响

为合理利用农业废弃物和防治草莓连作障碍,以草莓连作8年的土壤为研究对象,设定5个生物炭水平,分别添加质量分数为0%、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的小麦秸秆生物炭,研究生物炭处理对连作障碍条件下草莓生长和土壤微生物特征的影响。结果表明,施用生物炭能够增加草莓根际土壤微生物含量,随着生物炭的增加,微生物总量先升高然后降低,根长和叶面积变化也表现出相似的趋势。当生物炭添加量为0.30%时,草莓根际土壤微生物最丰富,微生物总量达6.15×10~7 CFU/g,比不添加生物炭提高了49.03%,有效地改善了土壤环境,进而有利于草莓的生长,草莓根系生长量提高,有利于营养吸收和物质转化,单株叶面积比不添加生物炭的处理显著增大,进而更有利于干物质积累和产量的形成。土壤细菌和真菌数量与根系某些指标为显著或极显著正相关,与叶面积表现出极显著正相关关系,而放线菌与根系生长和叶面积相关性不大。总之,施用生物炭能有效提高连作障碍条件下草莓根际土壤微生物数量,促进草莓根系和叶面积的生长,且添加量为0.30%时,对连作土壤改良效果最好。     

盐碱胁迫下生物炭对甜菜生长的影响

【目的】研究盐碱胁迫下施用不同比例生物炭对甜菜生长、内源激素含量和产质量的影响,为盐碱地的修复、开发和利用以及盐碱地甜菜的优质高产栽培提供依据。【方法】采用桶栽试验,以不添加生物炭为对照,设3个生物炭处理,即生物炭用量为风干土质量的1%,3%,5%,于子叶完全展开时测定甜菜幼苗出苗率,并于不同时期随机取样测定光合指标、叶绿素、干鲜质量以及植物内源激素和含糖率,分析各生育期施加生物炭对盐碱胁迫下甜菜生长的影响。【结果】施加1%,3%,5%的生物炭均可提高甜菜的出苗率,且施用量越大出苗率越高;不同生物炭处理可分别提高甜菜地上和地下干物质量以及根冠比,其中3%和5%处理较对照提升效果显著。甜菜叶片的叶绿素含量、净光合速率和气孔导度随生物炭用量的增加整体呈上升趋势。施加不同生物炭处理均降低了甜菜叶片ABA含量,且ABA含量随生物炭用量增大呈先下降再上升的趋势,3%处理下ABA含量最低;施加不同生物炭处理均可显著提高叶片CTK和GA3含量。随生物炭用量增大,块根产量增加,含糖率下降,产糖量增加且显著高于对照,其中3%处理的产糖量最高。【结论】生物炭对盐碱胁迫下甜菜生长和产质量有明显促进作用,以生物炭用量3%的产糖量最高。     

生物炭对四环素污染土壤微生物群落结构的影响及环境因子关联的剂量效应分析

为研究不同剂量生物炭对四环素污染的土壤的原位修复效果,本研究以甘蔗渣为原材料制备生物炭,并通过不同剂量的添加(1%、2%、3%,分别记作BC-1、BC-2、BC-3)明确了修复过程中四环素去除效率、土壤理化性质、酶活性和降解微生物的变化情况。结果表明：生物炭施入显著加速了土壤中四环素的降解,其中BC-2处理(79.50%)显著高于BC-3(62.50%)和BC-1(50.30%)处理。同时生物炭处理显著提高了土壤pH及有机质和腐殖质含量,在培养结束后,各处理的pH较CK(四环素污染土壤)分别提升了0.46、0.54、0.80,有机质分别提升了1.37、2.82、5.12 g·kg^-1,腐殖质分别提升了4.48、6.55、5.21 g·kg^-1。生物炭处理显著提升了土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,其中BC-2处理提升效果最好,较CK分别提升40.00%、183.30%、65.30%和157.10%。在生物炭处理中,具有降解作用的潜在降解菌Achromobacter(无色杆菌属)、Sphingomonas(鞘脂单胞菌属)、Stenotr...     

生物炭配施菌剂对大豆根际土壤养分及微生物群落结构的影响

在全球农业生产模式向生态文明转型的背景下,微生物肥料成为促进植物生长,提升土壤肥力的新策略。生物炭作为环境友好型土壤改良材料,具有疏松多孔等特性,将生物炭与功能微生物菌剂配施,能够增强菌剂功效,是缓解大豆连作障碍的绿色技术新方向。设置6个处理：对照（ck）、单施生物炭（B）、单施贝莱斯芽孢杆菌菌剂（SV）、枯草芽孢杆菌菌剂（SY）、配施处理生物炭+贝莱斯芽孢杆菌菌剂（SVB）、生物炭+枯草芽孢杆菌菌剂（SYB）,探究生物炭与菌剂联合施用对大豆土壤理化性质和酶活性的增效调控效应以及对土壤微生物群落的影响。结果表明：2种菌剂配施生物炭,对大豆根际土壤养分和酶活性均有促进作用,相对于单一处理和对照处理,配施效果更好。生物炭配施贝莱斯芽孢杆菌处理（SVB）对大豆连作土壤微生物群落结构有显著影响。门水平上,SVB处理土壤中变形菌门（Proteobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadota）的相对丰度分别增加了30.71%,21.94%,放线菌门（Actinobacteriota）和绿弯菌门（Chlorofexi）的相对丰度分别下降了27.71%和30.56%。影响微生物群落结构的主要环境因子为蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和速效磷,变形菌门的相对丰度与过氧化氢酶活性呈正相关,与碱解氮（AN）呈负相关;芽单胞菌门的相对丰度与速效磷（AP）、速效钾（AK）和磷酸酶活性呈正相关。综上,生物炭配施菌剂能够提高大豆根际土壤养分含量和土壤酶活性,增加土壤中优势菌群的相对丰度,作为土壤改良剂有一定的应用潜力。     

生物炭和腐植酸对丹江口库区土壤团聚体的影响

为了解生物炭(B)和腐植酸(H)施用对丹江口库区土壤团聚体稳定性和微生物群落的影响,采用室外培养试验,向土中同时分别添加0、150、300 kg/hm2的腐植酸(H0、H1、H2)和0、750、1 500 kg/hm2的生物炭(B0、B1、B2),12个月后用筛分法对土壤团聚体结构分布、平均质量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)进行分析,并采用稀释平板计数法测定土壤中细菌、真菌、放线菌的数量.结果表明,添加生物炭和腐植酸均可显著改变土壤团聚体组成,且随着生物炭和腐植酸添加量的增加,＞0.5 mm水稳定性团聚体含量逐渐增高,＜0.5 mm的水稳定性团聚体含量逐渐降低.和未施用腐植酸和生物炭的对照相比,单独施用腐植酸或生物炭或二者耦合施用处理下,土壤＞0.5 mm水稳定性团聚体平均含量分别增加25.4％、115.5％、135.9％,MWD 均值分别增加 19.5％、93.0％、110.2％,PAD 均值分别降低 14.1％、47.3％、55.2％,细菌平均分别增加4.2％、129.8％、139.8％,放线菌平均分别增加12.7％、77.8％、99.3％,真菌平均分别增加20.7％、77.7％、80.4％.其中,B2H2耦合处理对＞0.5 mm水稳定性团聚体的形成及细菌、放线菌和真菌的生长具有最大促进作用,分别比对照提高183.3％、199.8％、121.2％、88.5％.综上,土壤中添加腐植酸或生物炭有助于促进大团聚体(＞0.25 mm)的形成,可提高丹江口库区土壤结构的稳定性,增加土壤可培养微生物的丰度;生物炭和腐植酸耦合施用比单独施用更有助于促进土壤大团聚体的形成和微生物的生长.     

除草剂残留下生物炭对土壤微生物的影响

采用盆栽试验,模拟农田土壤除草剂残留环境,研究异噁草松残留下,生物炭对土壤微生物群落数量的影响,阐明生物炭及其结构特性对土壤微域环境的改善作用。结果表明:土壤中异噁草松残留在0~0.72 mg·kg^-1对土壤真菌和放线菌影响趋势一致,随作物生育进程延长具有刺激增加的作用,尤其是高残留处理,但初期对细菌具有较强的抑制作用,至甜菜生长到第50 d才恢复正常;加炭后,土壤真菌数量降低,但与对照差异不显著;异噁草松土壤残留低于0.24 mg·kg^-1,加炭后土壤放线菌数量高于对照未施炭处理;异噁草松残留低于0.12 mg·kg^-1,加炭后细菌数量先增加后降低;生物炭为\"深层孔洞\"结构,含有C、O、S等多种元素。试验结果表明,土壤中一定浓度的异噁草松残留,对土壤真菌、放线菌有刺激增加作用,加入生物炭后,能够缓解除草剂高残留对细菌的抑制作用。     

酚酸对烟苗根系生长及叶片光合特性的影响

为了解酚酸类他感物质对烟苗生长发育的影响研究了苯甲酸对羟基苯甲酸和水杨酸对烟苗根系发育气体交换特征叶绿素荧光参数及叶绿素含量的影响结果表明3 种酚酸随着浓度的增加烟苗叶片叶绿素含量SPAD 值均呈先增加后降低趋势3 种酚酸能够显著抑制烟苗根系发育,随着浓度增加,根尖数、总根长和总根表面积呈先升后降或直接降低的趋势3 种酚酸能够降低净光合速率(Pn)苯甲酸差异不显著3 种酚酸对叶绿素荧光参数均有影响随着浓度的增加Fv/Fm 有降低趋势,但差异不显著qp 和囟PSII 呈显著下降趋势NPQ 呈显著升高趋势本试验证明了3 种酚酸对烟苗根系发育光合作用有抑制作用。     

铁改性生物炭对水稻土中砷/铁还原的影响

为探讨铁改性生物炭对水稻土中砷（As）/铁（Fe）形态转化的影响,本研究以湖南某矿区周边As污染稻田土壤为研究对象,研究对照组（CK）、生物炭（CS）、铁改性生物炭（CFS）和蒽醌-2,6-二磺酸盐（AQDS,AS）4个处理对As/Fe形态转化及微生物群落结构的影响。结果表明：培养至49 d时,各处理中释放的As（Ⅲ）浓度为CS（383.6 μg·L^-1）>AS（335.7 μg·L^-1）>CK（296.9 μg·L^-1）>CFS（109.7 μg·L^-1）;Fe（Ⅱ）浓度为CFS（166.3 mg·L^-1）>AS（155.1 mg·L^-1）>CS（123.8 mg·L^-1）>CK（72.43 mg·L^-1）。CK、CS、CFS、AS处理中溶解性有机碳（DOC）分别被利用了52.37%、56.96%、55.29%、53.52%;3个处理组液相层中DOC的腐殖化程度显著高于CK。16S rRNA基因测序结果表明,优势微生物为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）,约占细菌总量的70.0%;CFS处理组中As/Fe还原菌（Clostridium、Geobacter和Anaeromyxobacter）的相对丰度显著高于其他处理。研究表明,施加铁改性生物炭会改变DOC的生物利用性及微生物群落结构,从而调控水稻土中As（V）/Fe（Ⅲ）的还原,为水稻土As污染修复提供理论基础。     

番茄化感物质对几种蔬菜幼苗生长的影响

采用室内生物测定法,以白菜、辣椒、茄子为受体品种,探讨了番茄对它们的化感效应。结果表明:番茄不仅具有自毒作用,而且其水浸提液对黄瓜有显著的抑制作用,对白菜、辣椒、茄子幼苗的生长无明显影响。农业生产中,番茄种植应采用轮作,避免与黄瓜间种。     

减氮配施生物炭对水稻生产力及土壤细菌群落组成的影响

为研究氮肥减量及配施生物炭对稻田作物生产力和土壤微生物区系及功能代谢的影响,通过田间定位试验,设置不施氮（CK）、常规施氮（N100）、减氮20%(N80)、减氮20%配施生物炭（N80BC）、减氮40%(N60)、减氮40%配施生物炭（N60BC）6个处理。结果表明：减氮配施生物炭处理不会降低水稻作物的产量,但可显著提高土壤pH和有机碳（TOC）含量。土壤微生物测序结果表明,不同处理对土壤细菌α多样性指数没有显著影响。变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌（Actinobacteria）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）是水稻土中优势微生物类群（门水平）。N60BC处理的变形菌、芽单胞菌、放线菌的相对丰度分别比N100处理高36.8%、40.7%和11.3%;在属水平上,N60BC处理的鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、马赛菌属（Massilia）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）的相对丰度分别比N100处理高68.6%、54.0%和49.2%。KEGG分析结果表明,与N100处...     

钝化剂对土壤镉铅有效性和微生物群落多样性影响

为研究海泡石和生物炭两种钝化剂对镉铅复合污染土壤修复效果及微生物群落功能多样性的影响,以南京某蔬菜地土壤为研究对象,采用盆栽试验方法,研究海泡石和生物炭单施及配施条件下,土壤理化性质、土壤微生物群落功能多样性、土壤Cd、Pb有效态含量的变化以及萝卜和小白菜两种作物对Cd、Pb富集的影响。结果表明:海泡石和生物炭单施、混施均显著促进土壤Cd、Pb由酸溶态向残渣态转化,降低Cd、Pb生物有效性。其中,2.5%海泡石处理Cd、Pb有效态含量降幅最大,与对照相比,种植萝卜和小白菜的土壤Cd、Pb含量分别降低71.88%～75.44%和81.21%～84.52%。生物炭对土壤微生物活性影响显著,2.5%生物炭处理微生物对碳源利用能力最强,但微生物群落功能多样性未显著增加。添加海泡石和生物炭均减轻了萝卜和小白菜可食部位对Cd、Pb的富集,2.5%海泡石和1.25%海泡石与1.25%生物炭配施处理,萝卜可食部位Cd和Pb含量均满足《食品安全国家标准》(GB 2762—2017),但小白菜可食部位Pb含量超出安全标准。研究表明,从土壤环境质量和作物安全角度考虑,一般采取海泡石和生物炭配施进行重金属Cd-Pb复合污染土壤的修复,而且在中度Cd-Pb污染的菜地土壤中优先考虑种植萝卜类蔬菜。     

水生植物释放的酚酸类化感物质抑藻研究进展

修复富营养化水体是当今社会亟待解决的重大环境问题。利用水生植物释放的化感物质抑制水华藻类的生长是一种生态安全性好的抑藻手段。酚酸类化感物质作为目前已鉴定并应用的主要化感物质之一,得到了学者广泛的关注与研究。本文归纳了不同生活型水生植物释放的酚酸种类,并从选择性抑制、单一作用与联合作用、构效关系和有效抑藻剂量等角度出发,阐述了酚酸类化感物质的抑藻特性;从生理生化的角度总结了酚酸类化感物质可能的抑藻机制,主要包括：破坏藻细胞光合系统、破坏藻细胞膜及形态结构、产生活性氧对藻细胞造成氧化损伤、抑制藻细胞蛋白质合成、导致藻细胞程序性死亡等。未来可从酚酸类化感物质在水体和生物体中的降解特性及迁移转化规律、联合作用和持续作用、高效化感抑藻剂开发和抑藻机理等方向开展深入研究。     

稻壳生物炭负载Stenotrophomonas maltophilia对黄瓜种植土壤中三唑酮的降解效果研究

本研究通过稻壳生物炭负载三唑酮高效降解菌SM3（Stenotrophomonas maltophilia）,系统评估了其对三唑酮污染土壤的修复效能及其作用机制。研究采用单因素优化实验确定最佳降解条件：初始污染物含量20 mg·kg^-1、投加量5%（m/m）、土壤含水率66%、环境温度30℃、pH 8.0。在此条件下,处理组（SMDP）的三唑酮降解率达79.14%,较自然衰减组提升54.9个百分点。21 d培养周期数据显示,SMDP处理显著改善土壤理化性质：pH恢复至7.72±0.03（接近原土7.76）;速效钾含量提升至244.11 mg·kg^-1（+1.71%）;有效磷稳定在8.21~9.35 mg·kg^-1（+37.62%）;硝态氮降至0.57 mg·kg^-1（-14.92%）;氨态氮增至13.47 mg·kg^-1（+1.28%）。16S rRNA测序分析表明该处理同时诱导了变形菌门（相对丰度增加39.78%）等关键菌群的显著演替,稻壳生物炭负载SM3添加会影响土壤的细菌群落结构组成。