生物质炭对土壤解磷菌分布及磷转化的影响研究进展

中国农田普遍缺磷,而磷肥易于被土壤颗粒固定,利用率低,导致土壤中留存大量固定态磷。激活土壤解磷菌是解决土壤有效磷缺乏与固定态磷素过量累积矛盾的关键。近年来,在生物质炭施用对土壤解磷菌群落影响方面的研究取得了一系列进展。本文综述了生物质炭施用对土壤解磷菌数量、群落组成、多样性、互作关系以及土壤磷酸酶活性的影响。最后,本文分析了目前生物质炭施用与解磷菌关系研究中的局限,并进行了研究展望,可以为科学施用生物质炭、活化土壤磷库提供理论基础和应用依据。     

接种蚯蚓对土壤过氧化氢酶和转化酶活性的影响

通过选择两种生活习性不同的威廉环毛蚓(Pheretima guillelmi)和赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)在试验土壤中进行接种,跟踪测量蚯蚓－土壤交互作用下土壤过氧化氢酶和土壤转化酶活性的变化.结果表明,土壤经蚯蚓接种后,土壤过氧化氢酶和转化酶的活性发生了较大的变化,威廉环毛蚓对土壤过氧化氢酶活性的影响比赤子爱胜蚓要显著;赤子爱胜蚓对土壤转化酶活性的影响比威廉环毛蚓要显著.经组合接种后,土壤过氧化氢酶和土壤转化酶活性增加比较显著.产生这种差异性一个原因可能是与蚯蚓生活习性和接种土蚯蚓后引起土壤微生物类群的变化有关.     

蚯蚓对土壤重金属的影响

介绍了蚯蚓对土壤重金属活性的影响,综述了蚯蚓对重金属的吸收富集作用、指示作用和修复作用.     

长期施用猪粪对土壤磷含量及无机磷组分的影响

为研究长期猪粪施用下土壤无机磷组分变化及其对土壤磷素有效性的影响,本研究通过7 a定位试验,探明了稻-麦轮作中不同猪粪磷施用量下土壤磷素有效性以及土壤无机磷组分含量变化特征,并采用通径系数与逐步回归拟合方程剖析了土壤无机磷组分变化对磷有效性的贡献。结果表明：长期施用猪粪显著提升了土壤磷素有效性及土壤中各无机磷组分含量,...     

蚯蚓对设施番木瓜土壤生态环境的影响

以番木瓜品种穗中红为试材,进行不同处理（树盘覆盖牛粪接种蚯蚓、树盘覆盖牛粪和常规施肥）设施栽培番木瓜试验,探讨蚯蚓对设施番木瓜土壤生态环境的影响。结果表明,牛粪接种蚯蚓处理的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别比牛粪处理和常规施肥处理提高30.16%、23.58%、12.95%、12.55%和71.55%、45.20%、66.95%、48.80%;牛粪接种蚯蚓处理的土壤重金属Pb、Cu、Zn、Cd、Cr含量分别比牛粪处理和常规施肥处理低39.789%、43.881%、41.222%、34.821%、26.360%和49.018%、55.014%、55.624%、52.443%、40.502%。可见,树盘覆盖牛粪接种蚯蚓处理能够有效提高土壤养分含量,降低土壤中的重金属含量,是一种值得在番木瓜产区大力推广的生产模式。     

红树林固氮菌和解磷菌的分离及对秋茄苗的促生效果

采用选择性培养基富集培养,结合形态及生长性状等特征分析,分别从广东湛江、珠海及海南东寨港等样地的木榄Bruguiera gymnorrhiza、海莲B.sexangula、秋茄Kandelia candel、红海榄Rhizophora stylosa、无瓣海桑Sonneratiaapetala和海桑S.caseolaris这6种红树植物根际中分离出固氮菌和解鳞菌共59株.秋茄盆栽接种试验结果表明,上述样地分离出的部分解磷菌和固氮菌对秋茄苗的高生长和生物量增长有明显促进作用,其中1株解磷菌He4#单菌株接种的秋茄苗高、根干质量和总生物量比对照分别增长58.4%、132.1%和133.2%,该菌株比国外引进的1株解磷菌地衣芽孢杆菌Bacillus lichenciformis的促生效果更好,前者接种的秋茄根生物量和总生物量比后者高72.7%和90.2%.7株固氮菌的单接种对秋茄苗表现出不同程度的促进作用,其中菌株Ngqq-R14的促生效果最佳,苗高、地径、茎干质量、根干质量和总生物量分别比对照增长38.36%、16.19%、75.46%、49.97%和59.31%.将7株固氮菌和7株解磷菌交互配对成7个菌株组合并接种到秋茄苗的根部,接种6个月后各菌株组合处理组的苗高、茎干质量、根干质量和总生物量分别比对照增长21.1%～69.4%,70.7%～271.5%,27.1%～111.3%和66.9%～123.8%,表明固氮菌与解磷菌之间存在一定的协同增效作用,促进秋茄生长的最佳接菌组合是Nlqq-Wy4+P12.     

猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及Cd含量的影响

为了比较同一猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及其Cd含量的影响,从广东省博罗县某规模化养猪场同时采集猪粪、沼液与沼渣,通过在Cd超标土壤中添加不同用量猪场废弃物(按每千克土壤0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g氮用量计算)的盆栽试验(连续2茬生菜),研究生菜生物量与Cd吸收对这3种废弃物的响应关系。结果表明:猪场废弃物种类或用量均显著影响生菜地上部的生物量,其贡献大小为废弃物用量废弃物种类;第1茬生菜生物量随猪场废弃物用量的增加而降低,第2茬生菜生物量与沼液或沼渣用量之间呈"Λ"形关系,但随猪粪用量增加而显著提高。猪场废弃物种类和用量均显著影响生菜地上部Cd含量,其贡献大小为废弃物种类废弃物用量。猪粪与沼渣降低生菜Cd含量,沼液提高生菜Cd含量;生菜Cd含量随猪粪用量增加而显著降低,随沼液用量增加而显著提高。生菜Cd含量的变化主要受生物量稀释效应的影响(猪粪处理第1茬例外),每千克该土壤的沼液、猪粪、沼渣用量分别≤370 m L、10 g、15 g时,生菜正常生长。     

蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素研究

由于饲料添加剂的使用,猪粪重金属污染已非常普遍,尤其是铜(Cu)、锌(Zn)污染最为明显.为了探讨利用蚯蚓萃取猪粪重金属Cu、Zn从而减少猪粪中重金属Cu、Zn含量的技术途径,采用室内接种法研究了赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素.结果表明,蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn具有一定的吸收能力,富集系数分别为0.43、0.73;物料C/N比、温度、湿度和蚯蚓接种密度均能影响蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收,在物料C/N比为17:1～22:1、温度为14～21℃、湿度为70%～75%、接种密度为10～20尾·200 g-1物料(2.4～5.0 g·200 g-1物料)条件下,蚯蚓对Cu、Zn的吸收量较高.     

蚯蚓粪对土壤的影响

1、所含肥分比畜粪高得多。分析结果显示：在含水分11％左右时，全氮素约为36％。换算成粗蛋白竟有225％之多，是一种极佳的天然肥料。     

同源猪场废弃物对土壤-生菜系统铜锌迁移的影响

猪场废弃物Cu、Zn含量高,为了比较同源猪场废弃物(沼液、猪粪、沼渣)对土壤-生菜系统Cu、Zn迁移的影响,从广东省博罗县某规模化养猪场同时采集了猪粪、沼液与沼渣3种猪场废弃物,在Cu风险土壤中添加不同用量猪场废弃物(按每千克土壤0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g总氮水平计算),通过连续2茬生菜的盆栽试验来研究同源猪场废弃物对生菜可食部分Cu、Zn含量和土壤有效态Cu、Zn含量的影响。结果表明:生菜生物量受猪场废弃物种类及其处理水平2种因素的显著影响。生菜可食部分Cu、Zn含量范围分别为0.46～2.08、0.70～14.4 mg·kg~(-1)。生菜可食部分Cu、Zn含量受猪场废弃物种类及其处理水平的显著影响,影响大小顺序为废弃物种类废弃物处理水平;猪场废弃物提高第1茬生菜可食部分Cu含量,但降低第2茬生菜可食部分Cu含量和第1、2茬生菜可食部分Zn含量。废弃物种类对Cu影响大小顺序为猪粪沼渣沼液,对Zn影响大小顺序为猪粪沼液沼渣。猪场废弃物种类及其处理水平(两者中前者的影响大于后者)显著影响DTPA-Cu或DTPA-Zn含量,废弃物种类的影响大小顺序为沼渣猪粪沼液。本文供试土壤具有一定的消纳富Cu猪场废弃物的能力,富Cu猪场废弃物也适合施用到缺Cu土壤上。     

溶磷菌对大豆根际土壤酶活性及微生物群落的影响

为研究添加外源溶磷菌wj1和wj3对大豆根际土壤的影响及其改良盐碱土的可行性,以吉林省主推高产高油大豆品种"吉育406"为材料,将wj1和wj3菌液施入到不同处理的土壤中,分析外源溶磷菌对不同生育时期大豆根际土壤酶活性、土壤微生物数量和微生物群落的变化。结果表明:大豆生长的R2和R6两时期,混合菌能显著增加黑土中磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶的活性;菌株wj1在整个生育期内提高了黑土磷酸酶活性;黑土添加溶磷菌对大豆根际各种微生物数量均有提高;菌株wj1有利于促进黑土中溶磷菌和自身固氮菌数量的增加,添加wj3和混合菌对整个生育期内土壤中氨化细菌和硝化细菌的数量增加效果明显;添加溶磷菌可显著增加混合盐碱土壤中微生物数量,改善土壤磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性;加菌处理的土壤微生物群落多样性与未接菌处理差异明显;V3-R6,黑土与混合土壤加菌处理均提高了土壤Shannon指数与微生物群落丰富度,增强了混合盐碱土中微生物代谢能力。添加外源溶磷菌可有效增加黑土及混合盐碱土土壤微生物数量,使土壤营养水平趋于合理。     

蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响

为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓（内层种）和赤子爱胜蚓（表层种）为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒（微板法）、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明：经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度（0.022 4~1.006 0 mg·kg^-1）显著低于对照组土壤（0.033 5~1.585 0 mg·kg^-1）。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

沉积物解磷菌的研究进展：分布、解磷能力及功能基因

磷是大多数水体富营养化和有害藻华暴发的重要诱因。当外源污染得到有效控制后,沉积物内源释放可在较长时间内成为水体磷的主要来源。作为水圈磷地球化学循环的主要驱动者,解磷菌在沉积物磷的释放过程中发挥着重要作用。然而相较于农业土壤而言,沉积物解磷菌的研究起步较晚,其分子机制的研究仍处于起始阶段。鉴于此,本文概括了解磷菌的主要种属、不同生境沉积物中分布的特征以及藻华生消对解磷微生物群落组成的影响,梳理了解磷菌的矿化、溶解等主要解磷机制和关键功能基因,并对水体生态系统解磷菌的未来研究方向进行了展望,旨在为藻华期间水体磷循环以及富营养化机制的研究提供新的思路。     

蒙脱石负载溶磷菌联合磷肥对茶园土壤磷的调控

我国南方土壤磷素低、单施磷肥效果差,采用以溶磷菌为基础的调控手段能有效缓解上述问题。以庐山云雾茶园土壤为研究对象,探究溶磷菌（PSB）、磷肥（过磷酸钙P1、钙镁磷肥P2）、负载材料（Mt@PSB）及其组配剂对土壤速效磷含量的调控效果与作用机制。结果表明：茶树为喜酸植物,钙镁磷肥（P2）及其组配剂碱性强,不适于茶园土壤调控。溶磷菌（PSB）、磷肥（P1）、负载材料（Mt@PSB）及其组配剂（PSB+P1、Mt@PSB+P1）调控后,茶园土壤pH均处于适宜茶树生长的范围（4.5～6.5）,处理后土壤速效磷含量和酸性磷酸酶活性均显著高于对照,培养45 d后速效磷含量分别增加21%、30%、18%、41%和63%,酸性磷酸酶活性分别增加14%、104%、10%、47%和107%。极差分析结果表明,上述3个因子对土壤磷的改善效果依次为Mt@PSB、PSB和P1,且Mt@PSB+P1的效果最佳。磷形态分析结果表明,PSB、Mt@PSB、P1主要通过将有机磷矿化为无机磷提高其有效性。PSB+P1和Mt@PSB+P1组配下,土壤速效磷含量的增加主要表现为Ca-P和Fe-P含量的增加。     

两种生态型蚯蚓对四环素污染土壤中酶活性和细菌群落结构的影响

土壤酶和微生物可参与土壤中诸多复杂生物化学过程,是指示土壤自净能力和土壤肥力的关键生物学指标。本试验以赤子爱胜蚓(表层种)和壮伟环毛蚓(内层种)为工程生物,研究两种不同生态习性的蚯蚓在不同时间段(0、10、20、30d和40d)对四环素污染土壤酶活性的影响,以期明确蚯蚓对四环素污染土壤的自净能力和土壤肥力的影响程度。利用冗余分析明确蚯蚓通过改变何种环境因子影响四环素污染土壤的酶活性,利用高通量测序分析蚯蚓对四环素污染土壤细菌群落结构的影响。结果显示,试验结束时(40 d),添加蚯蚓的土壤中蔗糖酶(2.15~4.98 mg g-1 d-1)、脲酶(0.55~1.70 mg g-1 d-1)、过氧化氢酶(0.54~1.08 mL g-120 min-1)和脱氢酶活性(0.78~5.14 g g-1 d-1),显著高于自然土壤(3.24 mg g-1 d-1、0.66 mg g-1 d-1、0.89 mL g-120 min-1和2.03 g g-1 d-1)和灭菌土壤(0.70 mg g-1 d-1、0.23 mg g-1 d-1、0.24 mL g-120 min-1和0.21 g g-1 d-1),但添加蚯蚓中酸性磷酸酶活性(0.02~0.15 mg g-1 d-1)显著低于自然土壤(0.17 mg g-1 d-1)和灭菌土壤(0.04 mg g-1 d-1)。添加蚯蚓显著改变了土壤原有的细菌群落结构,提高了四环素污染土壤中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的微生物群落丰度,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(A ctinobacteria)、酸杆菌门(A cidobacteria)和芽单胞菌门(G emmatimonadetes)中的微生物群落丰度。冗余分析表明,两种生态型蚯蚓主要通过影响土壤pH值、有机质、胡敏酸和胡敏素等环境因子,提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,抑制土壤酸性磷酸酶活性。赤子爱胜蚓对土壤蔗糖酶促进作用显著优于壮伟环毛蚓,而壮伟环毛蚓对脲酶和过氧化氢酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

有机解磷菌对天鹅湖潟湖沉积物中磷释放的影响

为探讨天鹅湖中有机解磷菌(OPB)的优势种属以及解磷菌对潟湖沉积物磷释放的影响,通过平板培养和16S rDNA序列分析对沉积物中OPB进行筛选鉴定,选取3株代表性菌株(Geobacillus stearothermophilus、Bacillus flexus、Bacillus altitudinis)在沉积物灭菌和非灭菌条件下进行模拟试验,探究OPB接种对上覆水总磷(TP)及沉积物碱性磷酸酶活性(APA)、磷赋存形态的影响。结果表明：芽孢杆菌属(Bacillus sp.)是天鹅湖冬季沉积物中OPB的优势属。沉积物是否灭菌对上覆水TP浓度影响显著,表现为灭菌组的3个接种处理的TP浓度均显著高于非灭菌组。OPB接种促进了天鹅湖沉积物中磷的释放,试验期间灭菌组各处理水体TP浓度变幅为0.049～0.335 mg·L^-1,其中弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)和短小芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)增幅较大。在试验结束时,大多数处理沉积物中APA和弱吸附态磷(NH₄Cl-P)含量明显增加,而可还原态磷(BD-P)和铁铝...     

施用蚓粪对温室菜田土壤 DTPA 浸提态铁锰铜锌含量的影响

为资源化利用蚓粪,采用保护地田间试验的方法,设置单施猪粪(PM)、单施蚓粪(EM)、单施化肥(CF)、不施肥(CK)4个处理,研究蚓粪(EM)对土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn有效性的影响.结果表明:蚓粪(EM)处理明显降低土壤有效锰含量,猪粪(PM)处理明显降低土壤有效铁含量,化肥能降低土壤pH值及提高土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn的含量.茄子盛果期,土壤有效锰、锌含量与土壤pH呈极显著负相关,有效铁、铜与pH负相关性不明显;土壤有效锌含量与有机质呈极显著正相关,其余微量元素的有效含量与有机质相关性不明显.土壤pH是影响土壤锰、锌有效性的主要因素.     

无机解磷菌对天鹅湖瀉湖沉积物内源磷释放的影响

为研究解磷菌对荣成天鹅湖瀉湖沉积物内源磷释放的影响,以前期筛选的3株无机解磷菌和表层沉积物为试验材料进行室内模拟试验,分析了不同解磷菌接种条件下水体总磷及pH、Eh等参数的动态变化,比较了试验前后沉积物各形态无机磷的含量差异。结果表明,在试验前期,各解磷菌处理水体的pH均不同程度下降,其中沉积物灭菌组和非灭菌组分别降至6.46～6.88和6.66～6.78。试验期间各处理水体Eh不断下降,结束时沉积物-水界面呈厌氧状态。灭菌条件下解磷菌的接种明显促进了沉积物磷的释放,试验后期各加菌处理水体的总磷含量远高于对照;未灭菌条件下水体总磷上升较慢且总体水平较低,不同解磷菌处理间差异较小。试验结束时,大部分加菌处理沉积物中HCl-P(钙结合态磷)含量下降了19.92～50.08 mg·kg^-1,BD-P(可还原态磷)含量下降1.81～4.19 mg·kg^-1,而NaOH-P(铁铝结合态磷)未下降。研究表明,无机解磷菌的接种可明显降低上覆水pH,从而使得沉积物中HCl-P溶解释放;HCl-P为天鹅湖沉积物磷的主要赋存形态,在解磷菌作用下其对上覆水体磷水平...     

猪场粪水施用对设施白菜及土壤重金属的影响

为了研究养殖粪水在农田施用过程中对重金属含量积累、有效性增强以及形态变化等产生的影响,采取田间小区试验,探究了猪场粪水施用对设施白菜地上部重金属含量和土壤重金属全量、有效态含量及形态的影响。结果表明：粪水施用后,低量粪水施用处理与优化施肥（NOPT）处理白菜地上部Cu、Zn、Cr、Cd含量无显著差异,白菜地上部Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd含量均未超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）安全限值要求。经过4茬设施白菜种植后,相较于NOPT处理,561kg·hm^-2粪水施用处理显著增加了土壤Cu、Zn、Cr含量,281 kg·hm^-2粪水施用处理土壤中Cu、Zn（0~20 cm土层除外）、Pb、Cr、Cd、As含量与NOPT处理差异不显著,且含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）安全限值。施用化肥和粪水显著提高了土壤有效态Cu、Zn含量,施用粪水处理对土壤中Cr、Pb、As、Cd形态影响较小,但显著增加了铁锰结合态Zn含量。相关分析表明,土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量与土壤有机质、速效磷、全氮、硝态氮含量存在显著正相关关系,与pH值呈显著负相关关系。研究表明,连续4茬施用猪场粪水未造成设施白菜和土壤中重金属含量超标,显著增强了Cu、Zn的有效性且显著增加了铁锰结合态Zn含量。