多环芳烃污染土壤的植物-微生物联合修复初探

在温室盆栽条件下,通过种植紫花苜蓿单独或联合接种菌根真菌(Glomus caledonium L.)(AM)和多环芳烃专性降解菌(DB),研究了利用植物-微生物强化修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果。试验结果表明,接种菌根真菌和PAHs专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解。经过90天修复试验,种植紫花苜蓿接种AM、DB和DB+AM处理的PAHs的降解率分别为47.9%、49.6%、60.1%,均高于只种植紫花苜蓿的对照处理(CK)(21.7%)。另外,随着PAHs苯环数的增加,其平均降解率逐渐降低,但是接种PAHs专性降解菌能够提高4环和5环PAHs的降解率。同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAHs降解菌数量越高的处理,土壤PAHs的降解率也越高,这也是种植紫花苜蓿接种微生物能够有效促进土壤PAHs降解的原因。     

淀粉对无芒雀麦修复煤矿区多环芳烃长期污染土壤的影响

采用温室盆栽试验,以无芒雀麦(W)为修复植物,研究淀粉(D)不同剂量与无芒雀麦组合对煤矿区多环芳烃(PAHs)长期污染农田土壤修复的影响。结果表明,在土壤中添加淀粉剂量D1、D2培养3个月后,显著促进了土著微生物对煤矿区长期污染农田土壤PAHs的降解。D1、D2处理土壤中16种PAHs总量降解率(16.82%,19.06%)分别比对照CK(11.12%)提高了51.26%和71.40%,尤其对6环PAHs的降解增效最为突出。D2处理对6环PAHs的降解达最高,为37.05%,比CK处理提高了241.01%,且为D1处理的1.77倍。在污染土壤中添加淀粉并种植无芒雀麦(D1+W,D2+W)后,与对照CK、淀粉(D)和种植无芒雀麦单一处理(W)相比,土壤中16种PAHs总量降解率有了明显增加,D1+W与D2+W处理下16种PAHs降解率分别为26.26%和28.39%;在PAHs不同环数中对5,6环PAHs的修复效果提升最为明显,对其它环数PAHs降解效果提升不显著,其中5环和6环PAHs降解率在D2+W组合处理下达到最高,为48.63%和58.32%,比CK处理提高了110.36%和436.82%,比无芒雀麦单一处理提高了27.50%和47.77%。从土壤酶活性角度,淀粉、无芒雀麦单一处理及其组合下的土壤过氧化氢酶活性差异不明显,但均显著高于对照CK处理;无芒雀麦对多酚氧化酶活性有明显的激活作用,且与淀粉组合进一步显著提升了该酶的活性,与D1+W与D2+W组合下的5,6环PAHs降解率达最高相一致。综上,利用淀粉与无芒雀麦的优化组合形式能明显提升煤矿区5,6环PAHs长期污染农田土壤的修复效果,可以作为该区污染土壤修复治理的一种选择。     

土壤厌氧还原消毒对尖孢镰刀菌的抑制研究

试验采用土壤淹水同时添加有机物料的方法创造土壤厌氧还原环境,抑制香蕉连作土壤中致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum,FOC)的数量。结果表明:土壤淹水同时添加玉米秸秆的处理显著增加了土壤p H,降低了土壤氧化还原电位和土壤中NO3–-N的浓度;土壤淹水同时添加玉米秸秆的处理过程中,土壤可培养细菌数量显著增加,土壤中可培养放线菌和真菌数量显著降低;土壤淹水同时添加石灰或玉米秸秆均显著降低了土壤中FOC的数量,其中每千克土添加20 g玉米秸秆的处理中FOC数量下降最多,仅为对照处理FOC数量的2.8%。田间试验结果表明:土壤淹水同时每千克土添加5 g玉米秸秆可以有效降低香蕉枯萎病的发生,防效为69.5%。因此,土壤淹水同时添加有机物料是一种可以防控香蕉枯萎病的高效和环保的方法。     

多环芳烃污染土壤的生物修复

综述了土壤环境中多环芳烃的来源、归宿、生物转化机理、影响因素及生物修复技术研究进展,提出了利用生物技术治理土壤环境中多环芳烃的思路及方法。     

强还原土壤对尖孢镰刀菌的抑制及微生物区系的影响

强还原土壤灭菌(reductive soil disinfestation,RSD)是一种抑制土传病原菌的高效和环保的方法。本试验通过荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳研究RSD对土壤尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)及微生物区系的影响。结果表明:处理15天后,较对照(CK)相比,除添加氨水处理(NH3)土壤p H上升外,以苜蓿粉和乙醇为有机碳源的RSD(Al-RSD和Et-RSD)处理土壤p H分别降低了0.54和1.16;NH3、Al-RSD和Et-RSD处理将尖孢镰刀菌数量分别降低了74%、98%和93%;Al-RSD显著增加了细菌的数量和多样性,Al-RSD和Et-RSD处理显著降低了土壤中真菌的数量,但增加了真菌的多样性。结果表明RSD与氨气熏蒸相比对于土壤微生物区系的改善具有更好的作用。     

农田土壤重金属污染的危害及修复技术

随着我国经济发展水平的显著提升,农田土壤重金属污染问题逐渐加重,不仅降低了农作物的生产质量及产量,还危及人们的身体健康,因此合理处理农田土壤重金属污染成为当前社会发展的首要任务.为确保农田土壤重金属污染能够得到有效治理,在农田土壤重金属污染处理时,应该因地制宜,结合污染的程度及来源,针对性地选择物理修复技术、化学修复技...     

黑麦草对菲污染土壤修复的初步研究

本文研究了黑麦草(Lolium multiflorum Lam)对多环芳烃菲污染土壤的修复作用。通过60天的温室盆栽试验,观察到土壤中菲的可提取浓度随着时间逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态菲浓度的下降。在5、50、500mg/kg菲处理浓度下黑麦草生长的土壤中菲的降解率分别达93.1%、95.6%和94.7%。黑麦草增强土壤中多酚氧化酶活性而提高植物对菲的降解率。土壤自身具有修复多环芳烃菲的自然本能,种植黑麦草具有强化土壤修复菲污染的作用。增加黑麦草产量,增强土壤多酚氧化酶活性,可能提高黑麦草植物修复菲污染土壤的能力。     

多环芳烃长期污染土壤的微生物强化修复初步研究

本研究通过室内模拟试验,以急性毒性较强的菲(Phe)和遗传毒性较强的苯并[a]芘(B[a]P)为代表性多环芳烃(PAHs)污染物,以不同C源、通气状况和水分条件为调控因子,对PAHs长期污染土壤的土著微生物强化修复进行初步研究。结果表明,搅动处理使污染土壤中Phe和B[a]P的降解率分别达59.44%和26.14%,而淹水处理使两者降解率分别达46.48%和13.27%。添加C源(淀粉和葡萄糖)处理提高了土壤中PAHs的降解率,且随着C源的施用量而增加。同时也发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。     

有机物质对农田土壤与农作物砷污染修复的研究进展

施用富含有机成分的物质调控农田重金属砷污染是一种具有良好应用前景与环境价值的污染防治手段.不同有机物质(如水溶性有机酸、有机肥、生物炭等)可影响砷土壤环境化学行为,主要包括土壤中砷的有效性、形态转化、土壤-农作物系统砷的迁移,进而改变农作物对砷的富集.本文综述了有机物质在改变土壤砷生物利用度,影响砷在土壤中赋存形态的转...     

矿山及周边地区多金属污染土壤修复研究进展

本文阐述了矿区多金属污染土壤植物修复的研究现状及其修复实践。结合国内外多金属污染土壤修复技术与机理研究动态,指出当前相关领域研究中存在的主要问题及未来的研究方向;同时考虑矿山及周边地区重金属污染土壤的不同特点,提出今后的重点是开展分别以植物稳定和植物提取为核心的植物-微生物-化学联合修复机理研究及修复体系建设。     

腐殖酸与活性污泥对污染土壤联合修复研究

采用正交试验的方法,研究了表面活性剂溶出和微生物降解联合作用对重金属铜、锌、铅和多环芳烃菲、萘、芘人工老化污染土壤的修复效率。选择腐殖酸为表面活性剂,强化微生物对有机污染物的降解性能,将高效降解菌的降解能力有效地发挥出来;用驯化的活性污泥为土壤生物修复剂,强化腐殖酸对重金属的洗提作用,旨在降低重金属和多环芳烃在土壤中的污染作用,提高修复效率。结果表明,接种2.0%活性污泥,温度为35℃,pH值为6.5,腐殖酸加入量为5mg/g的土壤为最佳修复条件,在此条件下菲、萘、芘的总修复率分别为73.4%,80.5%和68.2%;重金属离子Cu2+,Zn2+,Pb3+的总修复率分别为75.5%,64.2%和71.7%。添加腐殖酸和驯化活性污泥可明显提高土壤中重金属和多环芳烃的修复效率,表明化学溶出与生物降解同时作用于复合污染土壤具有较好的协同作用。     

MgAl-LDHs磁性颗粒对镉污染农田土壤的减量修复研究

本研究以不同巯基改性的镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)为原材料制备了四种毫米级磁性颗粒修复材料,并开展了对土壤中镉(Cd)去除效果的对比试验,考察MgAl-LDHs磁性颗粒修复材料的投加量和作用时间对Cd去除效果的影响,探讨了修复材料对三种实际污染农田土壤(Cd总量在0.73~0.86 mg/kg之间)中Cd的去除效果与机制。结果表明,以泰克莱尔MgAl-LDHs为原材料制得磁粒MgAl-LDHs-C对Cd的去除效果最好。确定磁粒MgAl-LDHs-C与土壤的最佳投加质量比为1:10,最适作用时间为3 h,在此条件下,浙江台州土壤DTPA提取态Cd含量由0.56 mg/kg下降至0.30 mg/kg；控制m(土):V(液)为1:2,反应温度为25 ℃,振荡频率为180 r/min,按照最优选投加量和作用时间分别向江苏太仓、甘肃白银和浙江台州污染农田土壤中施用MgAl-LDHs-C,三种土壤中Cd总量去除率分别达到26.0%、23.8%和34.7%。对土壤Cd的形态分析结果表明,MgAl-LDHs-C可以显著降低土壤可交换态、可还原态、可氧化态Cd的含量。本研究所制备的MgAl-LDHs-C材料具有良好的土壤Cd去除能力,可为Cd污染农田土壤的减量修复提供科学依据。     

土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌生长的影响

为了探索土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)存活和生长繁殖的影响,通过设定环境温度、土壤含水量和土壤p H等,研究了这些因素对尖孢镰刀菌西瓜专化型(FON)和黄瓜专化型(FOC)生长繁殖的影响。结果发现,致病性尖孢镰刀菌在21℃~30℃范围内能快速繁殖,而在45℃条件下则无法生长;土壤含水量为20%时该菌繁殖速度最快,而含水量为5%时则受到明显抑制;p H 4~5.5的偏酸性土壤适宜尖孢镰刀菌繁殖,而p H为中性或以上土壤均不利于该菌生长。结果表明,高温、干旱和碱性是减轻土壤中致病性尖孢镰刀菌繁殖的有利环境因素,通过创造相应环境条件,可以控制枯萎病的发生或蔓延。     

硝/铵营养对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响

通过室内平板培养,研究了不同硝/铵配比的氮源,以及不同的pH对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响。结果表明: 1）在所有不同硝/铵配比处理中,低pH（pH=4）均抑制尖孢镰刀菌的生长。在相同pH值条件下,100%铵态氮处理中尖孢镰刀菌的生长受到明显抑制,其菌落直径均小于4 cm; 2）在不同浓度铵处理后,尖孢镰刀菌的生长在铵态氮大于5 mmol/L时受到强烈的抑制; 3）通过模拟植物细胞壁被尖孢镰刀菌侵染并穿透的过程中发现,尖孢镰刀菌在100%铵态氮处理下不能穿透赛璐膜。本研究结果说明,铵态氮能够控制香蕉尖孢镰刀菌的生长,并抑制其侵染穿透寄主细胞壁。     

枯萎病菌侵染后香蕉乙烯形成酶基因MaA CO及乙烯响应因子MaERF1表达水平分析

香蕉与枯萎病互作机理研究一直是近年来研究的热点,目前对枯萎病菌的致病机理及香蕉的感、抗病机理还不清楚。本文利用前期表达谱分析结果克隆了乙烯合成及调控途径中的关键酶基因乙烯形成酶基因（MaACO）和乙烯响应因子基因（MaERF1）,通过RT-PCR检测,对这两个基因在感、抗病香蕉种质中的表达水平进行研究。结果表明,MaACO和MaERF1基因对机械损伤非常敏感,尤其在损伤初期（3h）的表达水平远高于后期;对于枯萎病菌侵染处理的植株,尤其在感染初期（3h）MaACO和MaERF1的表达水平在抗性植株中的表达量均比感病植株中的低;抗性种质中乙烯途径可能受到抑制,香蕉的感病性可能与侵染初期对乙烯信号的敏感性相关。本研究为利用乙烯抑制剂进行香蕉抗枯萎病新方法的研究奠定了基础。     

磁性黏土颗粒对污染土壤中镉去除作用的初步研究

农田土壤中镉（Cd）污染备受关注，亟需开发出可以在土壤中快速去除Cd的修复材料与方法。磁性黏土矿物吸附材料因具有重金属吸附容量高和便于回收再利用等特点已成为当前土壤修复净化方面的研究热点。本研究使用了一种毫米级磁性黏土颗粒吸附材料测试其对土壤Cd的去除性能，材料记为巯基改性凹凸棒@沸石（MSAZ）。通过对不同类型人工模拟Cd污染土实验表明，材料最佳施用量为MSAZ:土壤质量比1:5，此时在人工模拟污染红壤中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的单次材料施用去除率高达95%，在人工模拟的棕壤和黑土也可达75%-80%。通过对实际的Cd高背景旱地土壤和Cd污染水稻土的去除实验表明，MSAZ对这两种土壤中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的首次施用去除率均约40%；经过五次重复利用后，MSZA对污染水稻土中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的累积去除率可达98%，并且该材料依然保持着85%的吸附能力，回收率仍高于80%。本研究的磁性黏土颗粒具有较强的土壤Cd去除性能和应用潜力，可为农田土壤Cd污染的原位修复提供材料及技术支持。     

一株拮抗香蕉枯萎镰刀菌稀有放线菌的分离及鉴定

本研究采用苯酚、干热、SDS和超声波四种不同的预处理方法从五指山原始林区采集的土样中选择性分离得到的702株稀有放线菌,共筛选出4株具有拮抗香蕉枯萎镰刀菌活性的菌株,经过复筛,获得一株高活性的拮抗菌210-1-61。通过对其进行形态鉴定、生理生化特征鉴定和16SrDNA序列分析,结果表明该菌株与M．pattaloongensis JCM12833^T进化关系最近,其16SrDNA序列同源性最高,达98．89％;其形态与生理生化特性也与小单孢菌属M．pattaloongensis JCM12833^T很接近。此外,我们还构建了与该菌株同源性较高的模式菌株16SrDNA序列的聚类分析图,结果发现该菌株与Mpattaloongensis JCM12833^T稳定单独构成一个分支,二者亲缘关系最近,初步鉴定该菌株为Micrombonospora.pattaloongensis。本研究为今后探讨小单孢菌属稀有放线菌对香蕉尖孢镰刀菌具有拈抗活性提供研究实验材料。     

Effect of soil sterilisation on biological control of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici and Meloidogyne javanica by antagonistic fungi and organic amendment in tomato crop

One of the major challenges in the application of biological control agents into the soil is their inability to withstand competition from natural microflora. In this study a management programme involving fungal biological control agents Trichoderma harzianum (TH) and Purpureocillium lilacinium (PL), and the organic amendment neem was carried out for the control of Meloidogyne javanica and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL). The experiment was carried out in sterile and non-sterile soil in order to test the efficacy of biological control in natural soil conditions. This experiment was repeated twice. A Wilcoxon's Signed-Rank test indicated there were no significant (P?<?0.05) differences in fusarium wilt control in sterile and non sterile soils in the treatments PL neem and TH neem, but there was significantly (P?<?0.05) higher control of M. javanica in the same treatments in sterile soils compared to non sterile soils. The combinations of fungal antagonists and neem were effective in non sterile as in sterile soils in the control of fusarium wilt, while being less effective in the control of M. javanica. Thus the biological control agents can be very effective in the control of fusarium wilt in natural conditions where the soil is not sterilised, but be less effective in the control of M. javanica in the same conditions. There is therefore potential of integrated management of fusarium wilt and root-knot nematodes (RKN) by these biological control agents in natural soil field conditions as an alternative to using chemicals.     

甘薯抗蔓割病的酚类物质代谢的研究

通过对甘薯抗蔓割病品种"金山57"和感病品种"岩薯8-6"接菌处理,研究了甘薯体内酚类物质的代谢规律以及与PAL酶活性的变化关系及其对甘薯抗蔓割病的影响。结果表明,两品种接种蔓割病菌后植株体内总酚、类黄酮、木质素、绿原酸、阿魏酸等含量都有提高,但抗病品种比感病品种酚类物质的积累速度快、保持较高浓度的时间长,从而更有利于抵抗病原菌侵染。同时,接菌后PAL酶活性的提高也与品种抗性呈正相关。