阿特拉津对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响

通过实验室培养试验,研究了阿特拉津对土壤中3大类微生物种群动态变化的影响,结果表明:阿特拉津对细菌、放线菌的生长均有明显促进作用,对真菌生长的促进作用不明显;细菌和放线菌是阿特拉津胁迫下的优势菌群.利用密闭法测定阿特拉津对土壤呼吸的影响表明,阿特拉津对土壤呼吸有促进作用:质量分数低(0.43、0.87 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间短;质量分数高(1.73、8.7 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间较长.     

杨树修复阿特拉津污染土壤的根际微生物碳源利用研究

以杂交杨树作为修复研究对象,利用根箱和Biolog系统开展阿特拉津污染土壤不同酸碱调节剂处理树木修复过程中不同根际微生物多样性研究。结果表明：树木修复初期（第30d）酸碱调节剂对土壤微生物活性及其群落碳源利用表现出显著的促进作用;而至修复第90d时,酸性调节剂处理土壤的微生物活性及其群落碳源利用能力开始回落下降,甚至低于单纯植入杨树处理,而碱性调节剂的施用仍然对土壤微生物活性及其微生物群落碳源利用能力具有显著的促进效果。但杨树树木修复阿特拉津污染土壤过程中根际微生物整体活性及其群落结构演变并没有表现出稳定的规律性。鉴于Biolog ECO碳源有限,并不能完全反映土壤微生物群落结构的功能多样性,不同酸碱调节剂处理杨树修复土壤阿特拉津污染过程中根际微生物活性及群落结构不规律变化的原因及相关机理,还有待结合更精密的分析测试手段作进一步深入研究。     

除草剂阿特拉津微生物降解研究进展

阿特拉津是一种低毒除草剂,但因其长时间大范围使用,造成大面积的土壤、地表水、地下水等环境的污染。目前有关阿特拉津的生物降解是世界上生物降解的研究热点之一,文章综述了阿特拉津及降解产物的分析检测、降解微生物的筛选方法与微生物类群、降解途径与降解酶,并展望了农药降解微生物的应用前景。     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津.结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16SrDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp..接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物同定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物.用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同.阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期(t1/2)分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d.     

栽参土壤中阿特拉津降解菌株筛选及影响生物降解的因素

从多年施用阿特拉津的土壤中分离、筛选出3株长势良好的放线菌株S1、S2、S3作为供试苗。对其培养性状的研究结果表明,供试菌在20-30℃之间生长良好,适宜生长的pH范围是6．0-8．0;最适宜生长的基质中应含有可溶性淀粉和硝酸钾。向供试土壤中分别接种供试菌的单株或同数量的混合菌种结果表明,以混合菌接种并加入足够的碳源处理最有利于接种菌的生长,与其它各种处理间的差异极显著。     

狼尾草典型生理生化特征对阿特拉津胁迫的响应

通过盆栽试验考察狼尾草生长(生物量及根冠比)及典型生理指标(叶绿素、丙二醛及脯氨酸含量)对不同浓度阿特拉津污染胁迫的响应规律.结果显示,高浓度阿特拉津胁迫下狼尾草生物量(≥ 100 mg·kg^-1)、根冠比(≥ 200 mg·kg^-1)两类生长指标与对照处理相比达到显著性抑制水平.阿特拉津胁迫(≤ 200 mg·kg^-1)对狼尾草叶片中叶绿素含量的影响较小,各污染处理样品叶绿素含量与对照组的差异不显著;阿特拉津污染胁迫水平达到100 mg·kg^-1时,狼尾草叶片中脯氨酸含量达到最大值(39.38 μg·kg^-1),同时丙二醛含量与对照处理相比呈现显著升高的趋势.上述结果表明:只有在较高浓度阿特拉津(≥ 100 mg·kg^-1)胁迫水平条件下,狼尾草典型生长及生理指标才逐渐受到极显著影响,从植物生长与生理角度揭示了狼尾草对阿特拉津具有较强的耐受能力.     

土壤中阿特拉津吸附行为的研究进展

阿特拉津(Atrzine)是典型的环境激素类污染物,在土壤中残留期长,且具有淋溶性,可对水生生态环境造成威胁,因而作为一种全球性的污染物而备受关注.土壤中阿特拉津的迁移、转化和降解与其在土壤中的吸附行为密切相关.影响土壤中阿特拉津吸附行为的因素有很多,综述了有机质、土壤矿物、pH值、离子强度和温度等土壤理化性质对阿特拉津吸附行为的影响,及其吸附数学模型和吸附机理研究进展,并对进一步的研究工作进行了展望.     

表达细菌阿特拉津氯水解酶基因的转基因烟草对土壤中阿特拉津的生物降解

植物修复(Phytoremediation)技术是消除或减少土壤环境中有机污染物的重要手段.本研究采用植物转基因技术对土壤中除草剂阿特拉津的降解进行了探索.通过农杆菌介导将阿特拉津氯水解酶基因ADl-atzA转入烟草中,获得了转基因植株.T1代植株在浇灌了20 mg·L-1阿特拉津溶液的模拟污染土壤条件下生长45 d,抗性植株的RT-PCR结果证实叶片中阿特拉津氯水解酶基因得到正常转录,液相色谱质谱分析在叶片中检出阿特拉津的水解产物羟基阿特拉津.结果表明,用转基因植物修复阿特拉滓污染土壤是值得进一步探索的途径.     

阿特拉津对不同肥力土壤蔗糖酶活性的影响

采用现场采集土壤样品、室内施药培养方法,研究了除草剂阿特拉津对4种长期定位施肥处理下土壤蔗糖酶活性的影响。结果表明,阿特拉津对不同肥力土壤中蔗糖酶的影响有明显差异。CK、NPK、NPK+S土壤受影响规律相似,施药初期对土壤蔗糖酶的影响较小,激活或抑制率随着处理时间延续呈现“升-降-升”的规律,第4d和第16d的激活影响最明显。NPK+M土壤蔗糖酶处理当天受到明显的激活作用,此后就受到较强的抑制作用。按处理时间比较可以看出4种土壤蔗糖酶的激活率以NPK为最高,NPK+S、CK依次次之;而NPK+M土壤蔗糖酶整体处于被抑制状态。同一处理时间下4种土壤都以阿特拉津浓度为20mg·kg-1处理时激活率最大。     

磁性炭基菌球降解土壤阿特拉津性能的研究

本研究通过海藻酸钠包埋磁性生物炭与降解菌DNS32形成磁性炭基菌球（DMBC-P）,并将其用于阿特拉津（ATZ）污染土壤的修复,探讨其去除ATZ的效能及促进大豆幼苗生长的能力。研究表明,当海藻酸钠与氯化钙的浓度为2%时,DMBC-P对ATZ的去除能力最强。在DMBC-P投加量为2%、温度为30 ℃、pH=7.3时,其对水体中ATZ的去除率可达到99.99%;并且在pH为3.3~7.3、温度为10~50 ℃以及ATZ浓度为30~140 mg·L^-1的环境中,DMBC-P对ATZ的去除性能仍然十分优异且其可以被有效回收。盆栽试验结果表明,施用DMBC-P进行修复后,该处理下大豆幼苗的生理指标显著高于空白对照处理,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别提高79.14%、45.48%、67.87%和110.78%。研究表明,DMBC-P施用于污染土壤中能够实现ATZ的高效去除和材料有效回收,是一种极具潜力的污染土壤修复材料。     

土壤中沙咪珠利降解特性和生物学效应

为了评价沙咪珠利对环境的初步影响,采用室内培养法研究三种不同土壤中沙咪珠利的降解作用,同时探究沙咪珠利对土壤微生物呼吸强度的影响,及对蚯蚓的急性毒性。结果表明,沙咪珠利易降解,降解速率随培养时间的延长和添加浓度的增加而降低。土壤中沙咪珠利的残留可影响土壤微生物呼吸,对南京地区黄棕壤中的微生物有中等毒性,对上海地区灰潮土中的土壤微生物作用不明显。人工土壤法测得沙咪珠利对蚯蚓LC_(50)(14 d)为9 255.90 mg·kg~(-1),毒性较低。研究表明,沙咪珠利是一种相对安全、易于降解的新型兽药。     

3种土壤下巨菌草对镉胁迫的生理响应

通过盆栽试验研究了四川盆地3种典型土壤(冲积土、紫色土和黄壤)不同浓度镉(Cd)处理(0、20、50、100 mg·kg~(-1))对巨菌草植株生长的影响以及对抗氧化酶、丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素等生理生化指标的影响。结果表明:3种土壤条件下,20 mg·kg~(-1)的Cd处理浓度对巨菌草的生长未造成显著影响,而随着处理浓度的增加,巨菌草的生长受到了显著的抑制作用;巨菌草地上部和地下部生物量随着Cd处理浓度的增加而呈现下降趋势,各部分生物量的降幅表现为黄壤紫色土冲积土。巨菌草地上部与地下部植株Cd含量随着Cd处理浓度的增加而显著增加,且表现为黄壤紫色土冲积土。巨菌草叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性均随着Cd浓度的增加呈先升高后降低的趋势;随着Cd处理浓度的增加,可溶性蛋白含量呈下降趋势,而丙二醛(MDA)和可溶性糖的含量则表现出上升趋势。总体来看,巨菌草对Cd污染具有一定的忍耐力和富集吸收作用,3种土壤类型中巨菌草对Cd的生理响应有所差异,但与其他2种土壤相比,冲积土中生长的巨菌草抗氧化酶活性的变化幅度和MDA含量都比较低,可溶性蛋白、叶绿素含量相对较高,表现出较强的耐Cd性。     

蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤镉污染

为探究胶质芽孢杆菌对蜀葵修复土壤Cd污染能力的影响,采用盆栽试验,以蜀葵为供试植物,研究了25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌对蜀葵生物量、Cd积累量、根际土壤有效态Cd含量和根际土壤酶活性的影响。结果表明:25mg·kg^-1Cd胁迫下,施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可显著提高蜀葵根、茎生物量(P<0.05),总生物量相比单一Cd处理提高了33.6%~73.2%;施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌,蜀葵整株Cd积累量是单一Cd处理的1.64、2.89、1.69倍,蜀葵根际土壤有效态Cd含量分别上升4.8%、13.1%和8.5%。25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用胶质芽孢杆菌后,蜀葵根际土壤脲酶、蔗糖酶活性随施用浓度增加而升高,且处理间差异显著(P<0.05);脱氢酶活性在施用3 g·kg^-1和6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌下活性显著增强(P<0.05);多酚氧化酶活性随施用胶质芽孢杆菌浓度上升而持续减弱且变化显著(P<0.05)。研究表明,25 mg·kg^-1Cd处理下施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可有效提高蜀葵修复土壤Cd污染的能力,蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤Cd污染具有一定应用潜力。     

不同种质怀地黄生育期根际土壤挥发性有机物变化分析

【目的】分析不同种质怀地黄生育期根际土壤挥发性有机物（VOCs）的变化特征,为探讨地黄连作障碍及其与根际土壤中化学成分变化的关系提供理论依据。【方法】以金九、北京1号、白选3个种质地黄为研究对象,于07-28（地上部位快速生长期）、08-24（地下块根膨大初期）和10-18（成熟期）采集根际土壤样品,分别编号为J-7、J-8、J-10,B-7、B-8、B-10和X-7、X-8、X-10,利用气相-质谱联用（GC-MS）技术检测其乙酸乙酯和二氯甲烷提取物的VOCs,通过面积归一化法对各成分的相对含量进行计算,并应用统计学方法对不同种质地黄各生育期根际土壤VOCs进行主成分分析（PCA）及聚类分析（HCA）,利用正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）结合t检验筛选各生育期差异的VOCs。【结果】从3个种质地黄不同生育期根际土壤乙酸乙酯提取物中共得到56个共有色谱峰,从二氯甲烷提取物中共得到50个共有峰。不同时期地黄根际土壤VOCs差异较为明显,其中8月根际土壤VOCs与7月、10月差异更为明显,3个生育期地黄根际土壤乙酸乙酯提取物与二氯甲烷提取物共有差异VOCs分属于酮类、醇类、酚类。【结论】不同种质地黄同一时期根际土壤VOCs表现基本一致,但同一种质地黄根际土壤VOCs在不同生育期存在差异。     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。     

镉对土壤秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确镉(Cd)对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Cd的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖量为评价终点,研究江西鹰潭红壤、江苏苏州水稻土、吉林长春黑土3种土壤中外源Cd对模式生物——秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的毒性效应。结果表明：以3种土壤总Cd含量推导出的Cd对秀丽隐杆线虫的生长毒性的EC₅₀(半数效应浓度)分别为54.37、197.54mg·kg^-1和287.02 mg·kg^-1,对生育毒性的EC₅₀分别为7.07、77.41 mg·kg^-1和103.09 mg·kg^-1,对繁殖毒性的EC₅₀分别为5.75、13.84 mg·kg^-1和85.94 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Cd毒性的敏感性由高到低分别为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,土壤pH、阳离子交换量、有机质、碳酸钙和锰氧化物含量是影响土壤中Cd毒性的主要因素。基...     

芦苇对阿特拉津胁迫的生理响应及其与耐受性的关系

为揭示阿特拉津胁迫下芦苇的生理响应规律及其与芦苇耐受性的关系,通过水培实验研究了阿特拉津对芦苇叶绿素含量、抗氧化酶(SOD和POD)活性和叶绿素荧光参数的影响,并以植物相对生长率为耐受性指标,利用逐步回归法分析了各生理指标与耐受性的关系。结果表明:≤8 mg·L~(-1)阿特拉津胁迫1周,芦苇虽可正常存活,但相对生长率受到显著抑制;胁迫2周时,生长停止;叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)随处理浓度的增加而降低。POD活性胁迫1周时显著增强,胁迫2周时最低和最高浓度处理(0.5、8 mg·L~(-1))较1周时有所下降,与对照无显著差异;而SOD活性随处理浓度增加无显著变化。随处理浓度的增加,F_v/F_m和F_v/F_0显著降低,qN显著增加,而胁迫2周较1周时qN显著下降。研究表明,芦苇对阿特拉津比较敏感,但在短期内(1周)表现一定的耐受性,主要是通过增强非光化学淬灭能力来保护叶绿体,从而保持一定浓度的叶绿素来维持光合作用的物质基础,抵抗来自阿特拉津的胁迫。     

三叶草(Trifolium repens)用于土壤镉污染的修复潜力

通过温室盆栽试验法,研究了土壤镉(Cd)污染下三叶草对土壤Cd的富集特征及土壤Cd的净化能力等,以期为三叶草对土壤Cd的生态修复提供依据。结果表明:三叶草具有较好的Cd耐受性,总生物量增加值介于2.0~3.7 g。随着土壤Cd处理浓度增加,三叶草根、茎、叶中Cd含量分别高达178.6、101.3、130.9 mg·kg-1,富集系数(BF)分别介于9.7~17.9、3.0~10.1、3.1~13.1,富集能力大小总体表现为根叶茎,转运系数(TF)值均≥1(除T2处理),表明三叶草有较强的Cd富集能力,且能较好地将Cd转运至地上部位;三叶草根、茎、叶对Cd的吸收量均随着土壤Cd处理浓度的升高而递增,地上部位(茎、叶)吸Cd百分率(占总吸Cd量)最高达87.2%,对土壤Cd净化率最高达6.2%。因此得出三叶草具有作为Cd超积累植物的较好潜力,可以进行污染区域美化改造和Cd污染修复。     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

耐重金属的植物促生芽孢杆菌筛选及其强化香蒲去除Cd的作用

为探讨细菌对水生植物修复水体重金属污染的影响,从南京某矿区废弃地的湿地植物柳树(Salix babylonica)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)根际和根内分离筛选到8株芽孢杆菌,这些芽孢杆菌都具有产铁载体、吲哚乙酸、多糖和淀粉酶活性,且对重金属的抗性较强,对温度、pH和盐浓度具有一定的耐受性。采用水培试验研究了Cd胁迫下耐重金属植物促生芽孢杆菌强化狭叶香蒲(T.angustifolia)吸收积累Cd的作用,结果表明,在2.5 mg·L~(-1)Cd~(2+)的条件下接种芽孢杆菌处理能够促进香蒲生长和组织中Cd含量增加。其中Bacillus megaterium P24和P37促进香蒲根和地上部干重显著增加40.0%~46.4%,B.amyloliquefaciens P29能使地上部Cd含量和总吸收量显著增加31.1%和63.5%;溶液中Cd去除率最高可达79.5%。研究表明,耐重金属芽孢杆菌能够促进香蒲生长、增加香蒲Cd含量,从而增加香蒲Cd总吸收量,达到去除水中Cd污染的作用,具有应用于水体重金属污染修复的潜力。