垃圾填埋场覆土层植物根围甲烷氧化活性研究

采用滚管计数法和气相色谱法,研究了植物因素对垃圾填埋场封场覆土层中甲烷氧化菌的数量及其甲烷氧化活性的影响。结果表明:垃圾填埋场不同植物根围土壤中甲烷氧化茵的数量为1×10~7～1×10~8cfu·g~(-1),甲烷氧化速率为1×10~(-7)～1×10~(-8)mol·h~(-1)·g~(-1);封场时间越短,覆土层中甲烷氧化菌的数量及其甲烷氧化活性越高;甲烷氧化茵数量与甲烷氧化活性之间存在一定的正相关性,但甲烷氧化茵的数量并不是影响甲烷氧化活性的唯一因素。随着植物覆被土壤中的甲烷氧化菌的数量增多,不同种类植物根围的甲烷氧化活性差异明显,比裸露地高38%～45%。建议将小蓬草(Conyza canadensis)、稗(Echinochloa crusgalli)、佛甲草(Sedum lineare)等作为填埋场封场后的甲烷净化功能性先锋物种进行种植。     

不同栽培措施对水稻田甲烷释放甲烷产生菌和甲烷氧化菌的影响

本文报道不同栽培措施下水稻田甲烷释放的特性和甲烷产生菌、甲烷氧化菌的数量、种类。结果表明，水稻田的甲烷释放，无论是早稻还是晚稻，成活期每天的释放量较少，随着生长逐渐增加，至分蘖期达到最高，随后又逐渐减少。长期淹水和高量氮肥或有机肥的施用可以明显地增加水稻田的甲烷释放量。产甲烷细菌的数量在干湿灌溉少氮处理的水稻田土壤中要少于其他各处理的土壤，其他各处理间无明显差异，早稻上生长前期较后期低２—３个数量级，晚稻上生长中期土壤中的产甲烷菌数量略高于生长前期和后期。甲烷氧化菌数量在早稻生长期间从１０￣（３－４）个／ｇ干土增加到生长后期的１０￣８个／ｇ干土，在晚稻生长期间维持在１０￣８个／ｇ干土。产甲烷细菌的种类主要为甲烷杆菌属（Ｍｅｔｈａ－ｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）和甲烷八叠球菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ）的种。甲烷氧化菌主要为杆状、能利用除甲烷外其他基质的兼性异养型甲基营养型细菌。     

不同区域森林表层土壤甲烷和乙烯氧化特性及影响机制

采集我国长白山、西双版纳和鼎湖山森林表层土壤(5 cm),通过一系列实验室培养来研究不同区域典型森林土壤甲烷和乙烯氧化潜势、差异机制以及乙烯对甲烷氧化的影响效应.结果表明,温带森林土壤甲烷和乙烯氧化速率高于热带与亚热带土壤,并具有较高的最大甲烷氧化速率(Vmax).所有森林土壤甲烷氧化的半饱和常数(Km)变化范围较大,从而显示不同区域以及同区域不同植被下土壤甲烷氧化特性具有差异性.通过比较在相同起始碳浓度时热带不同土地利用、热带与亚热带森林以及温带不同林型土壤甲烷和乙烯氧化特性的差异,发现甲烷氧化对土地利用、气候条件与植被变化的敏感度显著高于乙烯氧化.在高浓度乙烯(约20μLC2H4·L-1)存在时,发现所选择的不同区域森林土壤氧化大气本底甲烷潜势均被抑制,抑制率为83%～100%,尤其是热带土壤.因子分析和回归分析显示,影响这些森林土壤甲烷和乙烯氧化的主要因子是水/盐溶性有机碳和有机氮以及微生物碳氮.     

设施栽培土壤甲烷氧化的研究

研究了设施栽培土壤的甲烷氧化.结果表明,不同土壤对甲烷的氧化能力各异,可能与土壤的理化性质有关;土壤微生物是甲烷氧化的主要生物类群:土壤含水量对甲烷氧化有明显影响,含水量过高或过低对甲烷氧化均具有抑制作用;氮源(包括有机和无机氮源)对甲烷氧化均有抑制作用;不同碳源对甲烷氧化的影响各异,纤维素对甲烷氧化抑制作用最小,而高浓度的甲醇、葡萄糖则对甲烷氧化具有强烈的抑制作用;在甲烷氧化过程中加入葡萄糖能迅速抑制甲烷氧化;在加入葡萄糖的同时保持瓶中充足的氧气,则这种抑制作用可以在5.5 d后得到解除.此外,还研究了从土壤中分离的甲烷氧化菌对碳源的利用情况,表明在甲烷释放极少的设施栽培土壤中,兼性营养的甲烷氧化菌可能在甲烷氧化中占据主要的地位.     

影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值.甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用.环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值.分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述.     

一个厌氧甲烷氧化菌菌株的分离、纯化和特征研究

首次报道浙江象山市郊青紫泥水稻田土壤中一个能厌氧氧化甲烷的细菌菌株AMOB3的分离、纯化及其部分生理生化特性.该菌株革蓝氏染色阴性,细胞极小,仅(0.3～0.5) μm×(0.7～0.8) μm,在厌氧滚管琼脂上可形成细小透明直径约为0.2 mm的菌落.能较好地利用甲烷和甲醇,但仅微弱利用甲酸.电镜显微表明细胞具有周生于胞质的与好氧性甲烷氧化菌相同的囊膜结构.试管培养时该菌株的甲烷氧化活性为2.4 nmol/mL.Cu2+、Mo6+、Mn4+等离子可提高该菌株氧化甲烷的能力,但Cr3+具有抑制作用.经将菌株AMOB3的特性与现有报道的好氧性甲烷氧化菌比较,认为这是一个不同于现有甲烷氧化菌的新种.     

影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值。甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用。环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值。分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述。     

影响甲烷排放量的两种细菌——产甲烷细菌和甲烷氧化菌的研究进展

产甲烷细菌能够利用环境中的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳等小分子化合物生成甲烷,对提高沼气池的甲烷产量具有很高的经济价值。甲烷氧化菌以甲烷为其惟一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用。环境中的甲烷在厌氧生境中由产甲烷细菌形成后,经土壤和水层,逸散入大气,在途经土壤和水层时可被栖息于其间的甲烷氧化菌所氧化,土壤中甲烷氧化细菌的氧化作用,大约占大气甲烷消耗量的10%,而且甲烷氧化菌能降解卤化碳氢化合物,具有潜在的商业价值。分别对两种细菌的形态、分类、生理特征、代谢途径、研究方法及其潜在应用价值等进行了综述。     

不同类型冬水田土壤中厌氧甲烷氧化古菌的垂直分布

【目的】厌氧甲烷氧化古菌是厌氧条件下减少甲烷排放的关键微生物，在全球碳素循环中发挥着重要作用，但其在不同类型冬水田土壤中的垂直分布规律尚不清楚。【方法】利用qPCR和16S rRNA测序技术，选择厌氧甲烷氧化古菌的特异性引物DP397F(q)/DP569R(q)和DP142R/DP779R，探究潴育型和潜育型冬水田的耕作层、犁底层和潴育层/潜育层中厌氧甲烷氧化古菌的丰度和生态位分布。【结果】两种类型水稻土中存在大量厌氧甲烷氧化古菌，且古菌丰度值在4.82×10⁶～9.30×10⁷ copies/g干土，菌群丰度及其多样性水平均呈现出潴育层/潜育层>犁底层>耕作层。相关性分析表明，两种类型冬水田厌氧甲烷氧化古菌丰度均与pH值呈显著正相关(P<0.05)，与SOM、WC和NH₄⁺-N呈显著负相关(P<0.05)；厌氧甲烷氧化古菌氧化速率均与SOM、NH₄⁺-N呈显著负相关(P<0.05)。【结论】潴育型冬水田厌氧甲烷氧化古菌多样性...     

天然气库土壤中细菌及甲烷氧化菌的数量分布特性研究

在天然气藏压力的驱动下,天然气藏的轻烃气体持续向地表做垂直扩散和运移,在油气藏正上方的地表土壤中非常发育并形成微生物异常,研究这种异常现象可作为地下轻烃渗漏的指标,对这种高度专属性细菌的检测可为判别土壤中是否存在甲烷提供依据。通过运用传统的稀释涂平板方法对天然气库的0．5m、1．0m、1．5m和2．0m深度土层中微生物数量计数发现,同一采样点位土壤中的细菌数量随着土层的加深而逐渐减少,0．5m浅层土壤中微生物的数量级在10^7,lm、1．5m和2m土层土壤中微生物的数量级在10^6、10^5和10^4;甲烷氧化菌的数量分布规律与此基本相同,0．5m浅层土壤中甲烷氧化菌的数量级在10^5,1m、1．5m和2m土层土壤中甲烷氧化菌的数量级在10^4、10^4和10^3。与对照点对比可知,天然气库土壤中出现了“微生物异常”分布,这种异常分布对评价和预测下伏天然气藏的存在和性质具有直接的现实意义。     

南美白对虾养殖系统中氨氧化菌多样性研究

[目的]为解决养殖水体的氨氮污染问题提供依据。[方法]研究南美白对虾养殖池塘底泥中的氨氧化菌的多样性和种群分布及其amoA基因的多样性,并与池塘周边土壤中的氨氧化菌群落结构进行比较。[结果]不同样品中氨氧化菌数量差异显著,其中池塘周边土壤中最多,达到4.5×105cfu/g,其次是池塘底泥和水体。来自土壤和底泥两个DNA样品均扩增到了预期长度(491 bp,517 bp)的amoA基因片段。底泥样品的DGGE条带数明显多于池塘周边土壤样品。土壤和底泥样品仅有1个共同的氨氧化菌种属,其序列与Nitrosospira sp.相似性达96%。池塘周边土壤的氨氧化菌种属序列与Nitrosospira sp.都有高度同源性。池塘底泥中Nitrosomonas sp.为氨氧化菌的优势菌群。[结论]构建的amoA基因克隆文库能较好反映南美白对虾养殖系统中氨氧化菌的多样性。     

土壤利用管理对土壤甲烷氧化的影响*

 甲烷(CH₄)是重要的温室气体之一，对全球变暖的贡献值约为20%，仅次于CO₂。近年来大气中CH₄含量的迅速增加，主要是由于CH₄的产生和消耗不平衡。好气性土壤是大气CH₄重要的汇之一，虽然其氧化的绝对量较小，但土壤若丧失对CH₄的氧化能力，大气中CH₄的浓度会以目前增长速率的1.5倍的速度增加。农业生产活动对土壤的理化性质有着极为强烈的影响，因而显著地影响土壤对大气CH₄的氧化能力。大量的研究表明森林土壤对CH₄的氧化速率要比草地和耕地高得多，其主要原因是森林在开垦耕作后，改变了土壤的物理化学性质和土壤中的微生物区系的结构和组成，从而使土壤对CH₄的氧化能力发生了改变。作物生长本身对通气性好的土壤CH₄的氧化并没有什么影响，但是在种植过程中，如不同农药的使用、土壤pH值的改变、不同的耕种方式等对土壤CH₄氧化能力产生一定的影响。     

种植年限对大棚蔬菜地土壤微生物群落结构多样性的影响

利用常规理化分析、微生物培养方法及Biolog微生物自动分析系统和PCR\|DGGE手段分析了瑞安市不同种植年限大棚蔬菜地土壤微生物群落生态功能多样性和遗传功能多样性的变化特征,探讨长期大棚设施栽培对土壤微生物性质的影响。结果表明,随着种植年限的增加,大棚蔬菜地土壤全盐量及pH显著升高,土壤有机质显著下降;土壤微生物生态功能多样性、群落和功能发生了明显的变化,其中,土壤中总细菌的遗传功能多样性未发生了显著性变化,但氨氧化细菌（AOB）优势种群发生了显著改变,且多样性从丰富变为较单一;土壤氨氧化古菌（AOA）受施肥、植被及土壤pH等环境因素影响较小,当大棚种植年限足够长时其多样性不仅没有减少,反而呈现增加的趋势。     

生活垃圾填埋场甲烷排放规律的短期监测

为了解国内生活垃圾填埋场封场后的甲烷排放规律及其影响因素,以静态箱法测试了杭州市天子岭卫生填埋场封场后的甲烷排放情况.24h周期内,2个测试点甲烷排放速率均值的变化范围为3.67～36.65 mmo·l(m²·h)^-1.2个测试点甲烷排放速率的最大比值为625,其差异可以根据覆土层厚度的不同得到解释.单点甲烷排放速率显示与大气压强和覆土层含水率的相关性,逐次回归结果分别为r²=0.89(测试点1)和r²     

纳帕海农田土壤氨氧化细菌的群落结构

为弄清不同季节纳帕海农田土壤氨氧化细菌群落结构的变化特征,选取代表性农田于干季和湿季采用梅花点法选取上(0~20cm)、下(20~40cm)两层土壤,结合环境因子探讨其对氨氧化细菌群落结构的影响。提取土壤总DNA,对amoA基因进行特异性扩增和高通量测序,并结合冗余分析法分析氨氧化细菌群落结构组成、丰度及其与土壤环境因子的关系,确定主要环境因子。结果表明:农田土壤有机质、全氮、水解性氮、速效磷、速效钾及硝态氮含量在湿季上层土壤中均最高,分别为70.79g/kg、2.90g/kg、389.04mg/kg、78.84mg/kg、768.92mg/kg和49.04mg/kg;干季上层土壤全磷和全钾含量为最高,分别为1.33g/kg和15.13g/kg。经高通量测序,亚硝化螺菌属(Nitrosospira)为农田土壤氨氧化细菌的优势菌属,Nitrosospira-sp.-Nsp2和uncultured-Nitrosospira-sp.为主要优势氨氧化细菌,土壤氨氧化细菌多样性表现为干季上层湿季上层湿季下层干季下层。结合冗余分析,影响干季农田上层土壤氨氧化细菌群落结构的主要环境因子及影响程度分别为速效磷全氮亚硝态氮,对于干季下层土壤则是铵态氮亚硝态氮全钾硝态氮全磷;湿季土壤氨氧化细菌群落结构明显受多种环境因子的综合影响。     

长期施肥对旱地土壤中氨氧化微生物丰度和分布的影响

采用基于氨单加氧酶基因(amoA)的荧光定量PCR技术,以黄土高原旱地土为材料,研究长期施肥对土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度的影响,并分析环境因素与氨氧化菌丰度的关系。以不施肥土壤为对照(CK),设置3个施肥处理,分别为单施磷肥(P),氮、磷共施(NP)和氮、磷、有机肥共施(NPM)3个处理。结果表明,不同处理氨氧化菌amoA基因拷贝数为1.326×106～1.886×106 g-1,各处理间氨氧化细菌丰度差异不显著;氨氧化古菌的arch-amoA基因拷贝数为1.329×106～4.510×106 g-1,表现为处理NPM>NP>CK>P,NPM处理为对照的3.314倍,二者呈现显著性差异。采用DCCA法对4个处理进行环境相似度分类,结果显示,P和NPM处理、CK和NP处理分别构成了2个相似类群;4个处理和12个环境因子的关联(CCA)分析表明,不同处理中的氨氧化微生物活跃度以及氨氧化过程强度表现为处理NMP>NP>CK>P;不同环境因子和不同施肥处理生境相似度分布存在不同的关系,其中反映氨氧化过程的硝态氮含量、氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度,以及代表微生物生长主要环境因素的pH值、含水量、全氮和有机碳含量与不同施肥处理导致的生境相似度的分布关系最为紧密。     

过硫酸钾氧化法测定溶液中全氮含量的影响条件研究

研究了过硫酸钾试剂质量、氧化条件(温度和时间)及试验用水类型对过硫酸钾氧化法测定溶液全 氮含量的影响。结果表明,不同厂家生产的过硫酸钾产品氧化后,其在220和275 nm波长处的吸收峰存在极显著 差异,空白矫正吸光值(A220-2A275)高达2．5左右,严重影响测定结果的准确性;采用蒸馏水和去离子水对测定结 果无明显影响,均可满足试验要求;120-124 C高压锅氧化30 min的空白吸收值较低,并可定量回收溶液中的尿 素态氮和铵态氮,是较为适宜的氧化方式;采用0．15 mol／L NaOH和30 g／L过硫酸钾氧化剂试配,当样品和氧化 剂的加入体积比为1:1时,可氧化尿素态氮的最大范围为20 mg／L。     

免耕与覆盖对土壤微生物生理类群的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的长期田间定位试验,采用微生物常规分析法测定土壤中固氮菌、氨化细菌和纤维素分解菌的数量,研究不同轮作次序、不同耕作方式与覆盖条件对土壤微生物生理类群的影响.试验结果表明:轮作次序对土壤微生物生理类群影响不大;免耕耕作方式下,微生物量增加主要表现在土壤表层中.免耕配合秸秆覆盖与传统耕作相比,耕层固氮菌、氨化细菌、纤维素分解菌分别增加了24.8%1、0.1%、65.4%,说明免耕与覆盖对土壤生理类群数量的影响显著.     

闽江河口稻田土壤甲烷产生潜力及其对炉渣添加的响应

对闽江河口稻田甲烷产生潜力及其对炉渣添加的响应特征进行了初步研究,结果表明,(1)稻田土壤甲烷产生潜力在培养第3天出现峰值,10-20 cm土壤是甲烷产生的主要发生层;(2)甲烷产生潜力的剖面变异性低于时间变异性;(3)炉渣添加对0-40 cm土壤层次甲烷产生潜力具有抑制作用,但不同土壤层次甲烷产生潜力对炉渣添加比例的响应有所不同。