不同芥菜品种(系)对铅胁迫的响应

为掌握铅(Pb)胁迫下不同芥菜品种(系)的生长特性和Pb的吸收特征,通过水培试验对142个芥菜品种(系)进行200 mg·L-1 Pb胁迫研究,筛选10个Pb耐性良好的品种开展土壤盆栽试验(CK、处理1、处理2、处理3对应的土壤中Pb浓度分别为0、70、400、800 mg·kg-1),分析不同Pb浓度对芥菜生长情况、叶绿素、株高、鲜重的影响,总结Pb在芥菜茎叶和根系的分布特征,研究发现:(1)低浓度Pb(70 mg·kg-1)处理未显著影响芥菜的存活情况,高浓度Pb(400、800 mg·kg-1)则影响显著芥菜生长;(2)与CK相比,处理1各芥菜株高变化不显著、鲜重有所增加,处理2、3鲜重和株高均显著下降;(3)不同处理各芥菜鲜样地上部Pb含量在未检出～4.33 mg·kg-1之间,除CK及处理1的部分品种(系)(1、3、8、9号)未超过《食品安全国家标准　食品中污染物限量》(GB 2762-2017)限值外,其他处理均超标;各芥菜地上部、地下部Pb含量(以干基计)分别在未检出～62.0、未检出～465.9 mg·kg-1之间,地上部<地下部,且随着土壤中Pb浓度的增加而增加;在低Pb浓度(处理1)时,3、6、9号的Pb含量较高,1、5、8号较低;(4)各芥菜的富集系数(<0.10)和转运系数(<0.46)均小于1。富集系数在处理1有增加趋势,但处理2、3有所下降,转运系数变化规律不一致,在低Pb浓度(处理1)时6、9、7号富集、转运能力较强,1、8号较差;(5)不同处理,各芥菜单株Pb提取量在0.52～195.0 μg·株-1之间,随着Pb浓度的增加而增加。在低Pb浓度时(处理1),6、4号单株Pb提取量较大,1号最小。 因此得出:(1)低浓度的Pb对各芥菜生长无显著抑制作用,高浓度的Pb则起显著抑制作用。(2)供试芥菜均具备吸收Pb的能力,在Pb污染土壤上生产有一定的风险,其中1、3、8、9号在低Pb浓度(≤70 mg·kg-1)下Pb累积量较低,可进一步开展田间试验验证其是否可作为蔬菜污染土壤上种植。(3)各芥菜地上部Pb含量<100 mg·kg-1,富集系数、转运系数<1,不属于Pb超积累植物;在低Pb浓度(≤70 mg·kg-1)污染土壤上,6号对Pb的吸收、富集、转运、提取能力较强,1号最差。     

微生物对土壤Cd Pb和Zn生物有效性的影响研究

采用土壤盆栽模拟试验方法,研究了接种不同微生物对重金属富集植物——印度芥菜修复土壤中Cd、Pb、Zn的作用效果。结果表明,接入菌株JA27、JC55、JC40不仅显著促进植物的生长,提高印度芥菜的生物量,降低了土壤pH,并且对土壤Cd、Pb、Zn产生活化作用,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量显著增加,增强印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn吸收量,显著提高了富集植物的修复效果。以上3个处理使印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn吸收量分别提高了117%～137%、37%～62%、9%～15.1%。接种JB37对土壤Cd、Pb、Zn产生钝化作用,并且抑制印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收。JB37处理印度芥菜地上部Pb、Zn吸收量分别降低了72.5%、27%,对Cd吸收量无显著影响。     

车前草根际土壤细菌的筛选鉴定与功能初探

从车前草(Plantago asiatica L.)根际土壤中筛选发现潜在的具有活硒能力、抑镉能力或二者能力兼之的细菌菌株。首先,采用稀释涂布平板法从车前草根际土壤中分离纯化出耐硒耐镉细菌;将分离得到的耐硒耐镉细菌进行16S rRNA基因鉴定;然后,利用土壤固体培养基对细菌进行培养,并用氢化物发生原子荧光光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法分别测定不同细菌对应土壤的有效硒和有效镉,计算出菌株活硒率和抑镉率;最后,初步评价菌株对土壤硒或镉活化或抑制的能力。试验结果从车前草根际土壤中分离鉴定二级细菌8株,其中活硒率超过100%的菌株有CQC-3、CQC-8、CQC-11、CQC-12,抑镉率超过20%的菌株有CQC-7、CQC-8、CQC-12、CQC-13,活硒抑镉能力兼具的菌株有CQC-8和CQC-12,此研究结果为后续解决土壤和植物硒镉伴生问题、活硒抑镉机理研究和菌剂的开发提供基础资料。     

土壤重金属生物淋滤修复过程中廉价碳源的筛选研究

在室内模拟实验条件下,重点研究了一步和二步生物淋滤过程中黑曲霉利用各种廉价碳源替代蔗糖产酸修复重金属污染土壤的效果。结果发现,杨树叶、桃树叶、土豆皮去除重金属效果较好。其中杨树叶对冶炼厂土壤中重金属去除率分别为Cu63．5％、Cd100％、Pb16．8％和Zn27％;桃树叶去除效果分别为Cu61．8％、Cd100％、Pb14．6％和Zn28．5％;土豆皮去除效果分别为Cu61％、Cd100％、Pb10．6％和Zn34％。廉价碳源的使用可降低污染土壤生物淋滤修复成本。     

NPK养分对Pb在土壤-玉米系统中转化行为的影响

采用根袋技术,研究了NPK养分对土壤-玉米系统中Pb转化行为的影响。试验设5个处理:NPK、NP、NK、PK和CK(不施肥)。结果表明,P对土壤中Pb有显著的固定作用,与不施P处理相比,根际与非根际土壤中交换态Pb降低了4%～9%,根际土壤残渣态Pb增加了5%～8%,非根际土壤增加了5%～12%。加入N后,土壤pH显著下降,P固Pb作用显著增强,交换态Pb降幅增加了1%～4%,残渣态增幅提高了3%～6%。根际土壤残渣态Pb含量较非根际显著降低,根际过程对土壤中残渣态Pb的形成有显著的抑制作用。这可能与根际土壤较高的可溶性有机物含量、微生物活性以及酸性环境等有关。CK处理玉米地上部Pb含量最高,施P大大降低了玉米地上部Pb含量,其约为CK处理的1/2。与NK相比,CK地上部Pb含量也显著增加。因此,Pb在低肥力污染土壤中,生物有效性更大。     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。     

长期施用有机肥对稻田土壤重金属含量及其有效性的影响

以湖南省7个稻田长期定位试验为基础,分析了无肥对照（CK）、化肥（NPK）、中量有机肥＋化肥（MOM）和高量有机肥＋化肥（HOM）4个处理下0～20cm土壤重金属Zn,Cu,Cd和Pb全量及其有效态含量的变化。结果表明：长期施用有机肥加大了稻田土壤受重金属污染的风险。仅施化肥对土壤Zn,Cu,Cd和Pb全量、有效态含量及活化率的影响均较小,而中、高量有机肥处理明显提高了土壤Zn,Cu,Cd的全量、有效态含量及活化率,只对土壤Pb的影响较小。且高量有机肥处理下其增幅最大,土壤Zn,Cu,CA全量分别比对照增加了6．1％,18．7％和8．3％,有效态含量分别比对照增加了87．3％,65．8％和41．4％,活化率分别比对照增加了77．5％,32．0％和29．8oA。有机肥的“激活”效应是导致土壤有效态重金属含量大幅提高的主要机制。各试验点土壤全Cd含量均大大超出了土壤环境质量二级标准（0．30mg／kg）,表明各试验点稻田土壤都存在着不同程度的Cd污染问题。     

含磷材料及生物炭对复合重金属污染土壤修复效果与修复机理

选取含磷材料（胛）、牛粪生物炭（DM）和水稻秸秆生物炭（Rs）实施Pb、Zn、Cd复合污染土壤化学稳定修复,进而评价修复效果,并分析影响因素;借助BCR连续提取法和x射线衍射光谱（XRD）探讨可能存在的修复机理。经过56d的化学稳定修复,修复材料均能显著降低TCLP提取态Pb、zn、cd,修复效果均为：Pb〉Zn〉Cd。三种修复材料对Pb、cd的修复效果为Er〉DM〉RS,对zn的修复效果基本相同。胛处理使土壤TCLP提取态的Pb、zn、cd分别降低了77．6％、31．5％、27．9％;DM处理使TCLP提取态的Pb、zn、cd分别降低了56．0％、26．1％、10．O％;RS处理使TCLP提取态的Pb、zn、cd分别降低了35．8％,25．0％和4．4％。三种修复材料均可促进Pb、cd从不稳定态向稳定状态转化。胛对Ph的固定机理主要是溶解一沉淀,XRD证明有Ca2Pb8（PO4）6（OH）2和Pb10（PO4）6（OH）2沉淀生成;DM固定Pb包括沉淀、吸附、离子交换等,XRD证明有Ca2Pb8（PO4）6（OH）2生成;Rs固定Pb主要为吸附、离子交换。研究结果表明,含磷材料和牛粪生物炭可作为理想的土壤Pb、zn、cd的修复材料。     

木霉T12菌株对多菌灵的降解特性及生物修复

从耐药性木霉菌株的诱变选育过程中,得到一株能在含多菌灵2000mgL-1培养基上生长的变异菌株T12。该菌株在以多菌灵为唯一碳源的无机盐培养基中,于25℃、200rmin-1振荡培养5d,对多菌灵的降解率达到73.1%。在pH6.0、温度25℃、5%接种量和加入0.5%酵母粉为最适降解条件下,该菌株对多菌灵的降解率达到92.1%。对原土壤、自然风干土壤和高温烘干土壤中的多菌灵进行室内降解实验,在25℃～28℃,5%接种量,15%含水量的条件下处理10d,对多菌灵的降解率分别达到79.7%、76.5%和70.5%。研究结果为该菌株在土壤生物修复中的应用提供了科学依据。     

解磷菌剂对作物生长和土壤磷素的影响

利用课题组自行分离筛选的B2和B67解磷菌株研制的菌剂，在盆栽和大田试验过程中，菌剂在增加作物产量的同时，有提高土壤速效磷含量、培肥土壤的作用，而且是菌剂和化肥配合施用效果显著。施用了解磷菌剂或菌剂和化肥配合施用后，盆栽玉米的株高、鲜重和干重，较CK增加15．2％～89．2％，玉米单株吸养量较CK增加20％～146％；青菜的鲜重、干重和生物量较CK增加15．8％～41．6％，和CK比较差异显著；小麦的株高、有效小穗数、穗粒数、粒重以及生物量也较CK差异显著，大田试验的几种作物也有不同程度的增产。另外B2和B67接种到山西省典型土壤中，土壤速效磷含量较CK增加1．35～3．04倍，且发现其溶磷效果和土壤磷酸酶活性与有效活菌数相关，解磷菌剂在提高土壤速效磷含量的同时，也有提高土壤速效钾含量的作用。     

草本植物混播对公路边坡的防护效果研究

草本植物混播应用于高等级公路边坡防护,具有减少噪音、防冲减蚀和改善公路沿线生态环境的良好效果。播种当年地表植被覆盖度达89.5%以上,可分别减少径流、泥沙36.5%和82.7%以上,次年地表覆盖度可达95%以上,基本上无水土流失且对土壤的改良作用明显。其中百喜草(50%)+白三叶(50%)的效果最好,高羊茅(40%)+白三叶(40%)+多年生黑麦草(20%)的效果次之,多年生黑麦草(30%)+早熟禾(30%)+白三叶(40%)的效果居第三。     

降解亚硝酸盐和生物胺乳杆菌筛选及其改善鱼肉香肠品质效果

为了筛选出优良亚硝酸盐和生物胺的降解植物乳杆菌,并研究在鱼肉发酵香肠中的应用。该文主要考察了19株植物乳杆菌亚硝酸盐和生物胺的降解活性及相关基因的携带情况,从中筛选出优良菌株,并研究其对鱼肉香肠发酵过程中各种亚硝胺、生物胺、腐败微生物的抑制作用和对其他理化指标的影响。试验结果表明,L.plantarum CP3对亚硝酸盐和生物胺的降解能力最强,分别达到95%和77%,PCR结果显示此菌株中含有亚硝酸盐降解(假定蛋白(hypothetical protein,HP)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)、一氧化还原酶(Oxidoreductase,ORD))和生物胺降解的相关基因(multicopper oxidases,suf I),且不含生物胺生成相关基因(hdc,tdc,odc)。GC-MS测定结果显示L.plantarum CP3对发酵香肠中4种亚硝胺-二乙基亚硝胺(N-nitrosodiethylamine,NDEA),二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine,NDMA),亚硝基吗啉(N-nitrosomorpholine,NMOR)和甲基乙基亚硝胺(N-nitrosomethylamine,NMEA)的生成都具有显著的抑制作用,联合接种L.saki M4可以协同提高亚硝胺的降解能力。并且,与对照组相比,接种L.plantarum CP3+L.saki M4的鱼肉香肠,发酵48 h后腐胺、尸胺和酪胺的含量分别降低了76.83%,93.33%和88%。另外,接种乳酸菌处理组香肠中的肠杆菌、假单胞菌等腐败菌及pH值、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)和挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)的含量显著低于对照组。该研究结果体现了L.plantarum CP3作为香肠等肉制品发酵剂的良好开发应用前景。     

磷细菌筛选及其对土壤无机磷转化的影响

从潮土、水稻土、砂姜黑土和石灰土等土壤的植物根际土壤和根中分离了86株磷细菌,通过液体摇瓶培养3d,培养液水溶磷含量为4.2～387.3mg/L,水溶磷含量与培养液pH呈显著负相关(R2=0.621 6)。用筛选出的1株磷细菌(HCW115)进行玉米盆栽试验,结果表明,磷细菌处理的玉米干物重和吸磷量与对照相比分别增加了37.5%和40.2%,达到显著差异。磷细菌对土壤Al-P、Fe-P和O-P转化无明显影响,但可以促进土壤Ca2-P、Ca8-P和Ca10-P向有效磷转化而被玉米吸收,与原土相比,Ca2-P、Ca8-P和Ca10-P含量分别减少了74.9%,12.3%和1.51%。     

Isolation and characterization of bacteria capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organophosphorus pesticides from PAH-contaminated soil in Hilo, Hawaii

Nineteen bacterial strains were isolated from petroleum-contaminated soil in Hilo, HI, and characterized by two different spray-plated methods, turbidity test in liquid medium, and 16S rRNA gene sequence analysis. Analysis of the soil showed 13 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in a range from 0.6 to 30 mg/kg of dry weight each and 12 PAH metabolites. Five distinct bacterial strains (C3, C4, P1-1, JS14, and JS19b1) selected from preliminary plating and turbidity tests were further tested for PAH degradation through single PAH degradation assay. Strains C3, C4, and P1-1 degraded phenanthrene (40 mg/L) completely during 7 days of incubation. Strain JS14 degraded fluoranthene (40 mg/L) completely during 10 days of incubation. Strain JS19b1 degraded 100% of phenanthrene (40 mg/L) in 7 days, 77% of fluorene (40 mg/L) in 14 days, 97% of fluoranthene (40 mg/L) in 10 days, and 100% of pyrene (40 mg/L) in 14 days. Turbidity tests showed that strains P1-1, JS14, and JS19b1 utilized several organophosphorus pesticides as growth substrate. P1-1 can degrade carbofenothion, chlorfenvinphos, diazinon, fonofos, and pirimiphos-methyl. JS14 can transform chlorfenvinphos and diazinon. JS19b1 can break down diazinon, pirimiphos-methyl, and temephos.     

4种生物质对大豆双共生系统、土壤微生物及产量的调控

通过田间试验研究施入生物质对根瘤菌、丛枝菌根真菌与大豆双共生系统、土壤微生物及大豆产量的影响。生物质设置秸秆、土豆皮、食用菌废弃料、大豆浸出液4个处理。分别在植株生长第4片复叶展开(V5)、结荚始期(R3)和鼓粒盛期(R6)取样测定。研究结果表明: 外施4种生物质对大豆双共生系统均有不同程度促进作用, 且生物质对大豆菌根形成的促进作用较对根瘤形成的促进更显著, 持续时间更长。在4种生物质中, 秸秆处理表现效果最佳, 不仅对大豆双共生系统、土壤细菌、真菌数量有增效作用, 同时对大豆产量有协同促进作用。在R6期大豆有效根瘤数量、丛枝菌根真菌侵染率、土壤细菌数量分别较对照增加238.46%、26.28%、131.99%, 产量较对照增加69.78%, 且秸秆容易获得, 施用方便, 是有效提高大豆产量的生物质。大豆浸出液处理对大豆双共生系统促进显著, 在R6期有效根瘤数量较对照增加89.74%, 同时丛枝菌根真菌侵染率较对照增加31.23%, 但由于此处理播种前采用浸种方式, 对大豆子叶造成较大损伤, 使保苗率严重降低从而导致产量相对较低。食用菌废弃料和土豆皮处理在3个生育时期对大豆双共生系统的作用不尽一致, 但R6期2个处理的丛枝菌根真菌侵染率和土壤中真菌数量都极显著高于对照。     

Isolation and identification of potassium-solubilizing bacteria from tobacco rhizospheric soil and their effect on tobacco plants

Soil potassium supplementation relies heavily on the use of chemical fertilizer, which has a considerable negative impact on the environment. Potassium-solubilizing bacteria (KSB) could serve as inoculants. They convert insoluble potassium in the soil into a form that plants can access. This is a promising strategy for the improvement of plant absorption of potassium and so reducing the use of chemical fertilizer. The objectives of this study were to isolate and characterize tobacco KSB and to evaluate the effects of inoculation with selected KSB strains on tobacco seedlings. Twenty-seven KSB strains were isolated and identified through the comparison of the 16S ribosomal DNA. Among them, 17 strains belonged to Klebsiella variicola, 2 strains belonged to Enterobacter cloacae, 2 strains belonged to Enterobacter asburiae, and the remaining 6 strains belonged to Enterobacter aerogenes, Pantoea agglomerans, Agrobacterium tumefaciens, Microbacterium foliorum, Myroides odoratimimus, and Burkholderia cepacia, respectively. All isolated KSB strains were capable of solubilizing K-feldspar powder in solid and liquid media. K. variicola occurred at the highest frequency with 18 strains. Four isolates, GL7, JM3, XF4, and XF11, were selected for a greenhouse pot experiment because of their pronounced K-solubilizing capabilities. After being treated with the four KSB strains, plant dry weight and uptake of both K and nitrogen (N) by tobacco seedlings increased significantly. These increases were higher with the combination of KSB inoculation and K-feldspar powder addition. Isolate XF11 showed the most pronounced beneficial effect on plant growth and nutrient uptake by tobacco seedlings. Combining the inoculation of KSB and the addition of K-feldspar powder could be a promising alternative to commercial K fertilizer and may help maintain the availability of soil nutrients. Further studies are necessary to determine the effects of these bacterial strains on mobilization of potassium-bearing minerals under field conditions.     

Elucidating the transformation pattern of the cereal allelochemical 6-methoxy-2-benzoxazolinone (MBOA) and the trideuteriomethoxy analogue [D3]-MBOA in soil

To deduce the structure of the large array of compounds arising from the transformation pathway of 6-methoxybenzoxazolin-2-one (MBOA), the combination of isotopic substitution and liquid chromatography analysis with mass spectrometry detection was used as a powerful tool. MBOA is formed in soil when the cereal allelochemical 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA) is exuded from plant material to soil. Degradation experiments were performed in concentrations of 400 microg of benzoxazolinone/g of soil for MBOA and its isotopomer 6-trideuteriomethoxybenzoxazolin-2-one ([D3]-MBOA). Previously identified metabolites 2-amino-7-methoxyphenoxazin-3-one (AMPO) and 2-acetylamino-7-methoxyphenoxazin-3-one (AAMPO) were detected. Furthermore, several novel compounds were detected and provisionally characterized. The environmental impact of these compounds and their long-range effects are yet to be discovered. This is imperative due to the enhanced interest in exploiting the allelopathic properties of cereals as a means of reducing the use of synthetic pesticides.     

两株根际真菌的耐盐、溶磷、促生效果及其分类鉴定

[目的]分离筛选耐盐溶磷真菌用于改良低产盐碱土壤意义重大.[方法]利用PVK固体培养基培养、以透明圈法从黄河三角洲地区盐生植物和农作物根际土壤中筛选出溶磷真菌15株,用不同NaCl浓度的PDA培养基培养、用液体摇床培养测定耐盐性和溶解Ca3(P04)2能力;结果编号为F2、F19的2菌株最高可耐受盐浓度分别达到7％和9...     

好氧反硝化菌的分离及其在土壤氮素转化过程中的作用

在土壤厌氧条件下发生的生物反硝化作用是影响作物对土壤氮素利用率和影响环境质量的重要氮素转化过程.本研究从土壤中分离到在好氧条件下也能进行反硝化的3株细菌.其中1株为严格好氧的异养菌,编号为AD26.另外2株为兼性菌,分别为AD7和AD60.根据其形态和生理生化特征初步鉴定为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）.在好氧培养的液体培养基中AD26和AD7在24h内能通过反硝化作用使硝态氮表观损失率分别达到21%和18%.而在好氧的土壤培养中,二个菌株在3 d内能使土壤中硝态氮表观损失率达到56%,同时少有反硝化中间产物的积累.因此,在农业生产中不应忽视在好氧条件下的生物反硝化作用.     

砂姜黑土中兼具促生功能的纤维素降解菌的筛选及其应用

为实现砂姜黑土地区秸秆资源化利用以及作物增产，本研究从该区小麦-玉米轮作土壤中筛选具有促生功能的纤维素降解菌株。通过羧甲基纤维素酶活(CMC)与吲哚乙酸(IAA)分泌量测定，筛选出1株具有高效降解纤维素的促生菌株。经形态学和分子生物学鉴定，该菌株为普沙根瘤菌(Rhizobium pusense)，命名为X2。小麦秸秆降解和玉米盆栽初步试验结果显示，X2菌株经液态发酵15d后小麦秸秆降解率为16.1%，较对照显著提升65.4%；接种该菌株后盆栽土壤中碱解氮含量较对照显著提高了72.7%，植株根系的平均直径、表面积以及地上部干物质量显著增加了22.0%、28.6%和33.3%。为进一步提高该菌株的活性，采用单因素试验对菌株的培养条件进行优化，结果表明，X2菌株在装液量为25 mL/250 mL、氮源为酵母粉、pH为6.0时生长和产IAA能力最优，产酶的最适pH为5.0。综上，所筛菌株X2具有秸秆降解和玉米促生能力，可在砂姜黑土地区为秸秆资源化利用提供新的微生物资源。