胶质芽孢杆菌对印度芥菜富集土壤Cd的效果

通过灭菌土培试验研究分别接种0,12.5,25,37.5,50,62.5ml/盆活菌浓度为1×109 cfu/ml的胶质芽孢杆菌,对印度芥菜修复Cd污染土壤的作用效果。结果表明,接入胶质芽孢杆菌菌液25ml/盆时,植物地上、地下部分对Cd的提取量分别为其他接种量的1.10～1.48倍,1.32～1.77倍。以不种印度芥菜作为对照,种印度芥菜处理的土壤Cd随着时间的变化去除效果有所不同,接菌后14d左右土壤Cd含量最低,收获时土壤Cd去除率可达到20%,显著提高其植物修复效果。同时,不同浓度的胶质芽孢杆菌均可以促进富集植物的生长,印度芥菜地上、地下部分生物量分别提高3%～16%,4%～61%。综上,胶质芽孢杆菌不但可以提高污染土壤中Cd的生物有效性,而且可明显促进超富集植物生长。     

接种微生物对土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性的影响

针对提高植物修复土壤重金属污染的效果,以印度芥菜作为重金属富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂(A处理)和黑曲霉发酵液(B处理)对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用效果。结果表明:巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂,不仅可以促进富集植物的生长,使其印度芥菜的生物量提高24.73%,并且可促进土壤Cd、Pb、Zn的活化,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量分别提高15.02%、7.65%和2.23%,增强富集植物对土壤的Cd、Pb、Zn富集吸收,使印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的提取量分别提高52%、121%和23%,显著提高其植物修复效果。从对植物生理生化指标的影响来看,A处理对植株的伤害程度要低于B处理,它是一种有助于植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的微生物制剂,在植物修复领域有较高的利用价值。然而,黑曲霉混合发酵液不适于促进植物修复应用。     

黑曲霉对重金属Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的抗性及富集特性

以黑曲霉（Aspergillus niger）为实验菌株,探讨不同pH值、重金属离子初始浓度、孢子液接种量和重金属离子共存对菌体生长量和富集能力的影响。结果表明：Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）对黑曲霉的最低抑菌浓度分别为250、700mg·L-1;菌株最佳生长和富集条件为pH5.0、孢子液体积1mL,黑曲霉对Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的富集分别在4d和5d达到平衡。在重金属共存系统中,Cu（Ⅱ）/Zn（Ⅱ）浓度越高,黑曲霉对Cu（Ⅱ）/Zn（Ⅱ）富集能力越强;Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的富集量分别在其浓度为150、250mg·L-1时达到最大（8.89、22.80mg·g-1）。采用扫描和透射电镜观察富集前后菌体表面形态和内部结构变化,表明菌体生长受重金属毒害作用可能破坏菌丝表面结构,A.niger富集Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）由表面吸附和胞内富集两部分组成,Zn（Ⅱ）作用下菌丝的完整性较好,菌株对Zn（Ⅱ）具有较强的抗性和适应能力。     

无瓣蔊菜对镉的积累特性研究

为从农田杂草中筛选出镉超富集植物用于镉污染农田的修复,本研究以无瓣蔊菜为试验材料,通过模拟不同浓度镉胁迫条件,探究不同镉浓度处理对无瓣蔊菜生长量、光合色素含量以及镉富集特性的影响,揭示无瓣蔊菜对镉污染土壤的修复能力。结果表明,随着土壤镉浓度的增加,无瓣蔊菜的生长受到抑制但无毒害症状,当土壤镉浓度≤75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜的叶绿素含量有所降低,但与对照间无显著性差异;当土壤镉浓度达到75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜地上部分镉含量为112.77 mg·kg-1,根系镉含量为69.87 mg·kg-1,且植株根系和地上部分对镉的富集系数(BCF)和转运系数(TF)均大于1,说明无瓣蔊菜是一种镉富集植物。转运量系数(TAF)以及镉积累量与土壤镉浓度的回归分析表明,镉在无瓣蔊菜中的分布规律为地上部分根系。当土壤镉浓度≤50mg·kg-1时,镉元素从根系到地上部分的转运能力增强,有利于无瓣蔊菜富集镉。综上所述,无瓣蔊菜对镉有很强的耐性,可吸收土壤中的镉,并转运积累到地上部分,收获后将其迁移出土壤,以达到修复镉污染的目的。无瓣蔊菜适用于镉污染浓度在75 mg·kg-1以内的农田修复。本研究为筛选优良超镉富集植物材料提供了相关的科学依据。     

4株苯磺隆降解菌的分离鉴定及其生长特性

从长期受农药苯磺隆污染的土壤中通过采用富集培养分离技术得到4株以苯磺隆为唯一碳源生长的细菌,分别将其命名为B1、B2、B3和B4。通过观察这4种菌株的形态学特征,研究其生理生化特性以及分析其16S rDNA序列,初步鉴定菌株B1为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),B2为戴尔福特菌(Delftia sp.),B3为微杆菌(Microbacterium sp.),B4为产碱杆菌(Alcaligenes sp.)。并通过研究温度、初始pH值、接种量、苯磺隆初始浓度、培养基体积、氮源、碳源、Mg2+浓度等因素对4种菌株生长情况的影响,确定了菌株的最佳生长条件。结果显示,B1菌株的最适温度为35℃,其他3株菌株均为30℃。菌株B3最适pH为8.0,其余3株菌株均为pH7.0。B1和B3菌株最适接种量为15%,B2和B4最适接种量为10%。菌株B3最适苯磺隆初始浓度为100mg·L-1,其余菌株最适苯磺隆初始浓度均为200mg·L-1。4株菌株最适培养基体积均为75mL,最适氮源均为硝酸铵,最适碳源均为葡萄糖。B2菌株最适Mg2+浓度为100mg·L-1,其余3株菌株均为200mg·L-1。B1和B4菌株最适NaCl浓度为20g·L-1,B2菌株NaCl浓度为5~30g·L-1,B3菌株最适NaCl浓度为50g·L-1。该结果为利用微生物对农药苯磺隆污染的土壤进行原位生物修复提供理论依据。     

南极磷虾粉培养枯草芽孢杆菌工艺探究

以南极磷虾粉作为培养基成分,研究枯草芽孢杆菌高密度培养的最佳工艺条件,为枯草芽孢杆菌微生态制剂的研制奠定理论基础。以枯草芽孢杆菌数目为指标,使用单因素试验对培养枯草芽孢杆菌的培养工艺进行优化,从而研究出最佳工艺参数。结果表明,以南极磷虾粉为培养基成分培养枯草芽孢杆菌的最佳培养条件为:南极磷虾粉浓度2.5%,接种量10%,装液量100 mL/250 mL,pH值为8.0,发酵时间3 d。在此培养条件下,枯草芽孢杆菌的活菌数可达到3.6×109 CFU·mL-1。     

藜麦种子总黄酮的提取及体外抑菌作用

采用96孔板微量法和牛津杯法研究藜麦种子总黄酮对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌的抑制作用。结果表明,藜麦种子总黄酮对供试菌株的抑制效果由大到小顺序为大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌,对金黄色葡萄球菌基本没有抑菌作用。最低抑菌浓度值分别为:大肠杆菌32 mg/mL、枯草芽孢杆菌64 mg/mL、白色念珠菌128 mg/mL、铜绿假单胞菌256 mg/mL、金黄色葡萄球菌512 mg/mL。说明藜麦种子总黄酮对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌和铜绿假单胞菌有抑菌作用,对金黄色葡萄球菌不敏感。     

外源硒对铅污染下荞麦生长及生理特性的影响

以荞麦‘右玉26’为材料,在防雨棚下进行盆栽试验,研究外源硒对土壤铅污染下荞麦幼苗的农艺性状及生理特性、成熟期各器官铅累积和产量的影响,旨在探讨硒对土壤铅胁迫下荞麦的生长发育、产量及铅在荞麦体内富集量的影响,为发现硒缓解重金属铅对植物的毒害作用提供理论依据,以期为农业区铅污染治理及荞麦生产提供有价值的思路和方法。试验采用2因素完全随机设计,设置3个土壤铅浓度(0 mg·L-1、500 mg·L-1、1 000 mg·L-1)、5个硒浓度(0 mg·kg-1、1 mg·kg-1、2.5 mg·kg-1、5 mg·kg-1和10 mg·kg-1)。研究结果表明:1)随铅浓度增加,荞麦的株高、总根长、干重、根系总面积、根系活力、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、经济产量(千粒重、株粒数)均呈降低趋势。2)低浓度硒(1~2.5 mg·L-1)可缓解铅对荞麦的毒害,高浓度硒(5~10 mg·L-1)和铅为协同作用,加剧了对荞麦的毒害。3)硒浓度为2.5 mg·L-1时,缓解铅对荞麦毒害的效果最为明显,显著降低了铅胁迫下荞麦幼苗SOD和POD活性;降低成熟期荞麦各器官铅含量,各处理下荞麦各器官铅含量均表现为根茎叶种子;产量达到最大值。由此可见,外源硒可通过抑制荞麦对铅的吸收和转运,促进荞麦幼苗叶片的光合作用、提高叶片叶绿素含量和根系活力等途径来增强荞麦对铅胁迫的耐性。对本研究所用的5种浓度来说,缓解效果最佳的硒浓度为2.5 mg·L-1。     

均匀电场下两株多环芳烃降解菌在土壤中的迁移及电动注入

采用电动注入装置,研究了枯草芽孢杆菌和白腐真菌在均匀电场作用下在土壤中的迁移特征,以及这两种微生物电动注入的效果。结果表明,枯草芽孢杆菌和白腐真菌可通过电泳和电渗两种作用在电场下迁移,电泳起主导作用,微生物向阳极迁移为主。在所研究土壤中,微生物的迁移速率分别为：枯草芽孢杆菌13.5cm·d-1,白腐真菌18.0cm·d-1。采用循环混合电解液可使土壤中pH值保持中性,有利于提高微生物的存活。相比于定期变换电场方向,保持电场单向运行可使微生物在土壤中分布更均匀。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据。采用盆栽方法,在不同浓度（0、20、35、50、65、80mg·kg^-1）Cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性。结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的Cd含量也在增加,相关系数都大于0．99;综合地上部与根部Cd含量,地上部Cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为：羽叶鬼针草〉美洲商陆〉紫叶芥菜。羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100mg·kg^-1,达到了Cd超富集量的标准。羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤。     

枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd的影响研究

将枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌接种于Cd污染土壤中,研究了短期与长期恒温培养条件下枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd含量的影响。短期试验结果表明,枯草芽孢杆菌可降低土壤有效态Cd含量的5.07%~42.63%,在培养72h时,接种25ml枯草芽孢杆菌处理的有效态Cd含量较对照组显著降低了42.63%;巨大芽孢杆菌可活化土壤中的Cd,在培养48h时,接种5ml巨大芽孢杆菌的处理土壤有效态Cd含量较对照组显著增加了24.58%。长期培养试验结果表明,接种枯草芽孢杆菌可降低土壤中有效态Cd含量,且随着培养时间的延长,钝化效果更为显著,有效态Cd的含量与土壤pH值呈现显著负相关关系,r=-0.325(P0.05);长期培养条件下,接种巨大芽孢杆菌可降低土壤pH,且在培养30d时接种5ml巨大芽孢杆菌显著增加了土壤有效态Cd含量。综上所述,枯草芽孢杆菌可以钝化土壤Cd,而巨大芽孢杆菌对土壤Cd有一定的活化作用。     

胶质芽孢杆菌与苜蓿根瘤菌双接种对排土场紫花苜蓿生长和土壤性质的影响

为了明确胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌在矿区排土场复垦中的协同作用,以矿区排土场土壤作为基质进行盆栽试验,设置两菌单接种处理、双接种处理及对照,其中胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌用量分别为1.50%和0.25%,测定紫花苜蓿产量指标、叶片生理指标、土壤速效养分含量和土壤微生物指标。结果表明,接种胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌的各处理均能显著提高紫花苜蓿的产量指标,其中以双接种处理效果最优,将生物量和结瘤量分别比对照显著提高110.27%和124.32%;在生理指标方面,双接种处理效果低于单接种处理,未表现出协同作用;在土壤养分和微生物性质方面,单接种胶质芽孢杆菌仅显著提高土壤速效钾含量,单接种苜蓿根瘤菌对大部分指标均有显著效果,而双接种处理效果最佳,土壤碱解氮、速效钾含量比对照分别显著提高94.14%和84.55%,土壤微生物指标MBC含量、呼吸强度、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性比对照分别显著提高204.02%,65.86%,212.32%,91.87%,30.57%,51.87%。双接种处理对紫花苜蓿产量指标、养分和微生物指标表现出显著的协同作用。因此,1.50%用量胶质芽孢杆菌和0.25%用量苜蓿根瘤菌双接种能够有效提高排土场土壤的复垦效果,具有协同作用,可以作为矿区排土场复垦的高效方法。     

接种方式对堆肥过程中功能菌定殖的影响

利用园林绿化废弃物添加磷矿粉,在堆肥前期、后期以及前后期分两次接种复合菌剂进行好氧堆肥,通过抗生素标记、选择性培养基方法,研究堆肥过程功能菌（解磷菌、拮抗菌）的定殖状况,分析堆肥产品的微生物群落功能多样性、解磷效果以及对青枯病菌的拮抗性能。结果表明：堆肥后期和分前后两次接种复合菌剂明显增加堆肥枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌功能菌数量,而前期接种经过堆肥高温期,堆体功能菌数量锐减,表明功能菌定殖效果取决于是否后期接种;堆肥后期和分前后两次接种显著提高了堆肥的微生物群落功能多样性、堆肥水溶性磷和有效磷含量以及堆肥对青枯病菌拮抗性能。     

丛枝菌根对芘污染土壤修复及植物吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了两种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和 Glomus etunicatum对三叶草(Trifolium subterraneum L.)和辣椒（Capsicum annuum L.）修复芘污染土壤的影响。供试土样中芘初始浓度为0 ~ 75.18 mg/kg。结果表明,接种AMF可促进供试植物对土壤中芘的吸收,并且显著提高三叶草根的芘含量、根系富集系数、根和茎叶的芘积累量,但对辣椒根和茎叶芘含量、根系富集系数的影响不显著,这主要与植物的菌根侵染率和“菌根依赖度”不同有关。接种AMF土壤中芘的削减率高于普通植物修复,但植物吸收积累对修复的贡献率小于0.2%;因此推测,AM作用下良好的根际环境对土壤微生物数量和活性的提高、进而对土壤中芘降解的促进可能是菌根修复的主要机理。     

2种菌联合修复农田土壤镉污染的研究

采用盆栽试验,运用BCR四步法、火焰原子吸收法和稀释涂布平板法等方法,研究了沼泽红假单胞菌(Rhodopseudanonas palustris)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)联合作用对修复农田土壤重金属镉污染盆栽种植小白菜(Brassica campestris L. ssp.chinensis Makino)的效果及安全性,旨在探讨降低土壤镉生物有效性的有效途径,为新型生物菌肥研究提供理论依据。结果表明,沼泽红假单胞菌、枯草芽孢杆菌单独作用以及联合作用均能使农田土壤中镉的固定态增加,降低农田土壤中镉的生物有效性,联合菌处理组镉的生物有效性降低最显著,为32.70%,均对农田土壤中微生物各生理类群数量有显著性影响(P0.05),其中,细菌的数量达到10~5 CFU/g;均显著降低了小白菜根、茎中镉含量,联合菌处理组根、茎中镉的去除率分别达到58.06%～71.37%和73.66%～76.70%;均增加了小白菜株高、茎鲜重、叶绿素a、b的含量和叶绿素a/b的比值,联合菌处理组小白菜的生物量增加18.13%～69.55%。研究结果说明,沼泽红假单胞菌和枯草芽孢杆菌联合作用,对农田土壤镉污染的修复效果显著,且促进了小白菜的生长,具有修复农田土壤重金属污染的潜力。     

苗床添加胶质芽孢杆菌菌肥对2种烟草幼苗生长和养分吸收的影响

采用胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)菌肥均匀拌入苗床育苗基质的方式,研究了不同添加比例对红花大金元(Honghuadajinyuan)和云烟85(Yunyan85)幼苗生长的影响。结果表明:育苗基质添加胶质芽孢杆菌菌肥能够有效促进红花大金元幼苗根系的发育,增加其根系总长、根表面积和根体积,同时促进了侧根的生长,其中5%添加量烟株幼苗根系活力较对照增加90.2%,总生物量较对照增加81.1%,且N、P、K的累积量也显著增加;添加胶质芽孢杆菌菌肥能显著提高云烟85的根系活力,其中5%添加量较对照增加54.8%,随着添加量的增加总生物量较对照呈显著增加趋势,但处理间差异不显著,5%添加量时较对照增加26.2%,N、P、K的累积量也显著增加。可见,苗床添加胶质芽孢杆菌菌肥对烟草幼苗的生长发育及营养物质的吸收累积具有促进作用,其中以苗床5%添加量时效果最优。     

大型真菌重金属富集能力与机制研究进展

部分大型真菌有媲美甚至超过超累积植物的重金属富集能力,如蛹虫草(Cordyceps militaris)对Zn富集浓度可达20 000mg·kg-1以上,因而在污染环境的生态修复方面有着重要的应用前景。本文综述了近年报道的部分大型真菌的重金属富集能力,分析了不同生长时期、生长部位对重金属的富集特性,并对不同品种做了对比分析。大型真菌对自身重金属富集能力的调控有多种机制,包括胞外聚合物沉淀、细胞壁吸附和细胞内吸收,进入细胞的重金属可通过螯合、转运或引起氧化胁迫应激等途径来降低对细胞的毒害。基于大型真菌重金属富集能力强的优势,本文提出了拓展应用的方向及对目前存在问题的若干对策,从而为国内这一方向的发展提供参考。     

海藻酸钠固定化细菌对毒死蜱的降解特性

毒死蜱的生产和使用日趋广泛,由其造成的环境污染和危害不容忽视。微生物是影响有机磷农药在环境中降解的最主要因素,也被认为是降解有机磷农药最可靠而高效的途径。固定化技术是提高微生物降解农药效率的有效方法之一。本研究以海藻酸钠为载体,采用注射器滴定法将蜡状芽孢杆菌(Bacillus cer-eus)HY-1用海藻酸钠溶胶包埋,研究了反应时间、固定化菌接入量、pH和毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解的影响以及固定化菌的重复使用效果。结果表明:海藻酸钠固定化菌能够高效降解基础培养基中的毒死蜱,制备固定化小球海藻酸钠溶胶的最适浓度为2.5%(w/v),小球的平均粒径为3 mm。在培养时间为60 h时,固定化菌对100 mg·L-1毒死蜱的降解率达到最大。固定化小球接入量为160 g·L-1时,对100 mg·L-1毒死蜱的降解率最高。固定化菌对毒死蜱的降解有着较宽泛的pH适应范围,碱性环境更有利于其对毒死蜱的有效降解。当毒死蜱初始浓度为80 mg·L-1和100 mg·L-1时,固定化菌对毒死蜱的降解率较高,达90%左右。固定化菌可重复利用降解毒死蜱,当利用4次后,固定化小球虽已发生崩解,但对100 mg·L-1毒死蜱的降解率仍高达47%。因此,海藻酸钠固定化蜡状芽孢杆菌对水体中毒死蜱的降解率较高,环境适应性较强,固定化菌可在毒死蜱污染的净化去毒方面发挥重要作用。     

牛繁缕对镉的积累特性研究

以牛繁缕为试材,采用盆栽试验研究其在不同镉浓度条件下的镉积累特性。结果表明:牛繁缕根系生物量、地上土壤部分生物量和总生物量均随土壤镉浓度的升高而降低。在土壤镉浓度小于100 mg kg-1时,牛繁缕的抗性系数均大于0.5;当土壤镉浓度为25 mg kg-1时,抗性系数最大,为0.931。在不同镉浓度条件下,牛繁缕光合色素的合成会受到一定程度的抑制,叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总量均随镉污染浓度的增加而逐渐降低,但叶绿素a和a/b值则表现为波动变化的趋势。随土壤镉浓度的增加,牛繁缕根系及地上部分镉含量呈增加的趋势;当土壤镉浓度为100 mg kg-1时,牛繁缕地上部分镉含量为118.94 mg kg-1,大于镉超富集植物临界值(100 mg kg-1)。牛繁缕根系和地上部分富集系数均大于1,但转运系数小于1。牛繁缕根系、地上部分和整株的镉积累量最大分别能达到449.05、126.07、532.83μg plant-1,生物富集量系数及转运量系数均随土壤镉浓度的增加而降低。在土壤镉浓度不高于75 mg kg-1时,牛繁缕生物富集量系数大于1 g plant-1,但各个镉处理下的转运量系数均小于1。由此可见,牛繁缕是一种镉富集植物,具有较强的镉富集能力,可用于镉污染农田的修复。     

黑麦草-耳葡萄球菌对水体中Cu的联合修复效应研究

采用水培实验方法模拟不同程度的Cu污染状况,研究了黑麦草与耳葡萄球菌联合修复作用对Cu的去除效果。结果表明,联合修复作用对Cu的去除效果明显优于单一的黑麦草修复,Cu初始浓度在5-30mg.L-1时,联合修复对Cu的去除率均达85%以上。耳葡萄球菌对Cu表现出较强的耐受性和吸附性,Cu浓度为100mg.L-1时其干重积累量达到40.6mg.g-1。耳葡萄球菌的存在降低了黑麦草根系及茎叶中Cu的积累量,联合修复组的黑麦草的生物量和叶绿素含量明显高于单一黑麦草修复组。该菌在一定程度上减轻了黑麦草所受Cu的毒害性,提高了水中Cu的联合修复效果。