番茄秸秆固定化芽孢杆菌M1对3环PAHs污染老化土壤修复效果

为探讨固定化微生物对煤矿区3环PAHs污染老化土壤的修复效果,以番茄秸秆为固定化载体材料,通过“吸附-包埋-交联法”形成了固定化芽孢杆菌微球,并采用土培试验对煤矿区土壤3环PAHs去除进行研究。结果表明,游离芽孢杆菌M1对煤矿区污染老化土壤单体芴（Flu）、菲（Phe）和蒽（Anth）的去除随接菌量的增加先升高后降低。在接菌量为1%、10%、20%（体积质量比）的游离芽孢杆菌处理中,10%处理（B2M1）对土壤Phe的去除率最高,为21.35%。不同接菌量的固定化芽孢杆菌M1微球处理对3种PAHs的去除率显著高于微球基质处理,其中,接菌量20%的固定化芽孢杆菌处理（X3M1）对土壤Flu的去除率最高,达95.25%,比不含M1菌株的番茄秸秆微球基质处理（X3）提高了12.03个百分点。对比分析扣除微球基质后的固定化M1与添加同等菌量的游离M1去除结果看出,经固定化后的菌株M1比游离菌M1显著促进了对煤矿区污染老化土壤3环PAHs的去除,不同接菌量对单体Flu和Anth去除率为72.17%~75.52%和8.97%~28.88%,分别比游离菌增加了64.10~72.31个百分点和8.13~15.24个百分点,单体Phe 1%接菌量处理比游离菌提高了5.07个百分点。从土壤酶活性看,土壤过氧化氢酶活性在固定化M1三种剂量处理下均显著高于微球基质和游离菌M1处理,随剂量增加依次是游离菌处理的1.16、1.23倍和1.20倍,是微球基质处理的1.28、1.19倍和1.16倍,与3环PAHs的去除率规律相一致,而固定化M1处理多酚氧化酶、过氧化物酶和纤维素酶活性相对于游离菌处理有不同程度的降低。综上,固定化芽孢杆菌M1对土壤3环PAHs去除具有显著促进作用,为煤矿区PAHs污染老化土壤原位修复的应用提供了重要技术参数与支撑。     

Hyphomicrobium sp.MAP-1菌株修复甲胺磷乙酰甲胺磷和水胺硫磷污染土壤的实验研究

在实验室条件下,评估了菌株Hyphomicrobium sp.MAP-1对甲胺磷、乙酰甲胺磷和水胺硫磷污染土壤的修复能力.革兰氏阴性菌MAP-1在土壤中能很好的定殖,以1×107 CFU·g-1 soil的浓度接种于土壤,15d后菌株浓度仅下降了1个数量级.土壤非灭菌状态下,30℃pH 6.8,接种量为1×107 CFU·g-1soil时,9d内可分别将土壤100 mg· kg-1甲胺磷、100 mg·kg-1乙酰甲胺磷完全降解,13d内将50 mg·kg-1水胺硫磷完全降解.添加甲醇和加大接种量能促进土壤中三种有机磷农药降解,土壤是否处于淹水状态对其降解影响不大.在20～30℃之间,土壤中三种农药有比较好的去除效果.土壤投加菌株MAP-1,第10 d可使100 mg·kg-1甲胺磷和1 00 mg· kg-1乙酰甲胺磷抑制的土壤脱氢酶、蔗糖酶和脲酶活性恢复至施农药前水平,对50 mg· kg-1水胺硫磷抑制的这三种土壤酶活性也有较大的恢复作用.可见将菌株MAP-1应用于降低甲胺磷、乙酰甲胺磷和水胺硫磷对土壤的潜在风险是可接受的.     

添加Delftia sp. B9对土壤Cd形态分布及水稻吸收积累Cd的影响

为探究耐镉细菌Delftia sp.B9（菌株B9）对土壤镉（Cd）形态、水稻吸收Cd及土壤微生物群落结构的影响,本研究通过盆栽种植试验,在中度Cd污染土壤中施加不同添加量的菌株B9,并将最佳添加量应用在田间试验中验证菌株B9对土壤Cd的钝化作用及降低稻米Cd含量的效果。结果表明：盆栽试验中,与对照（CK）相比,菌株B9不同添加量均可显著提高土壤pH值,DTPA提取有效态Cd含量显著降低4.72%~15.65%,糙米Cd含量显著降低22.87%~59.90%。其中,菌株B9添加量为1.28 g·盆^-1 （T2）时,土壤Cd的钝化效果及降低稻米Cd效果最好。与CK相比,T2处理可显著促进土壤弱酸可溶态Cd向可还原态、可氧化态及残渣态Cd转化。同时,T2处理显著提高了土壤微生物可操作分类单元（OTU）数,土壤微生物群落多样性及丰富度指数（ACE、Chao1、Shannon）均显著增加,菌株B9所属变形菌门（Proteobacteria）相对丰度显著增加。小区（株洲）早晚稻及大区（浏阳）中稻试验中,菌株B9添加量为12.50 g·m^-2时,稻米中Cd含量较对照组降低28.38%~91.43%。研究表明,添加菌株B9可降低土壤Cd潜在风险,降低中度Cd污染土壤中水稻吸收积累Cd的量,使稻米Cd含量符合国家食品卫生标准。     

煤矿区铅污染土壤的植物修复

以国家亿吨煤建设基地、已有百年开采历史的淮南矿区为例,介绍了煤矿区铅污染土壤的现状与危害,并介绍了解决煤矿区土壤铅污染问题的最新技术——植物修复的机理、技术特点以及在煤矿区土壤生态修复中的应用。最后,探讨了植物修复技术今后发展的方向。     

煤矿区农田土壤重金属的空间分布及污染评价

为深入认识宿州煤矿区土壤重金属的空间分布及污染状况,选择朱仙庄和桃园两矿,在其附近农田采集土壤样品106份,通过实验测试与分析,探讨了矿区土壤重金属元素的赋存含量及空间分布特征,并利用富集因子和潜在生态风险评价法对其污染现状进行了评估。结果发现:重金属元素Pb、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为22.72、54.76、66.84、0.336 mg·kg~(-1),除Cd明显超出安徽省土壤背景含量外,其余三种元素均低于背景值;矿区土壤重金属元素含量的空间分布差异明显,各元素的含量高值主要集中在堆积场和塌陷塘附近农田,这是由于煤矸石中微量元素的长期淋溶输出,以及矿区地表水汇集过程中重金属元素不断向地势较低的塌陷塘附近农田土壤迁移所致;富集因子和潜在生态风险评价结果表明,Cd是煤矿区土壤的主要污染元素,其富集因子指数EF和潜在生态危害系数Er分别为3.81和103.84,属中度污染和极强生态风险等级,而Pb、Zn和Cr均为轻微生态风险水平。     

不同施肥方式对高淀粉玉米产量及根区土壤酶活性的影响

选用高淀粉玉米品种鑫鑫一号为试材,通过不同施肥方式的调节,测定玉米产量和根区土壤酶活性,确定齐齐哈尔地区的高淀粉玉米栽培施肥方式。结果表明,处理S1玉米小区产量显著高于其他3个处理(P<0.05);土壤脲酶活性苗期和拔节期处理T1显著高于其他处理(P<0.05),成熟期处理S1显著高于其他3个处理(P<0.05);土壤过氧化氢酶活总体呈下降趋势,但成熟期处理T1土壤过氧化氢酶活性反而升高,显著高于其他处理(P<0.05)。土壤脱氢酶活性处理T1显著高于其他各处理(P<0.05)。研究表明,底肥施入量为75 kg/hm²,并深松模式,随深松在垄侧进行尿素追施(尿素追施量为125 kg/hm²)可显著提高高淀粉玉米产量,而有机肥处理可显著改善土壤品质,提高土壤酶活性,但由于后期脱肥,产量不理想。     

石油污染土壤生物修复对土壤酶活性的影响

土壤酶活性是土壤微生物生物化学过程的综合反映。为了探究石油污染土壤生物修复过程中土壤酶活性变化规律研究,采用筛选和分离的3株对石油烃有良好降解效果的降解菌构建了混合菌体系,开展了石油污染土壤模拟生物修复实验,考察了不同修复时期土壤石油烃残留量、石油烃表观降解率以及四种土壤酶（脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脂肪酶）活性的变化。结果表明,石油污染土壤经40 d生物修复后,石油烃表观降解率达到64.4%。在石油污染土壤的生物修复过程中,脲酶活性在0~24 d上升较快,24 d后趋于稳定;过氧化氢酶和脱氢酶活性的变化规律相似,均在前期上升随后略有下降;脂肪酶活性有一个快速上升阶段（0~16 d）,而后又出现明显的下降。进一步统计分析表明,脲酶与石油烃残留量呈显著负相关性（r=-0.916,P＜0.05）;过氧化氢酶和脱氢酶活性与石油烃残留量呈极显著负相关性,相关系数分别为-0.974（P＜0.01）和-0.969（P＜0.01）;而脂肪酶活性与石油烃残留量的相关性不显著（P>0.05）。     

种植年限和种植模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

为探讨大棚种植年限和不同种植模式对土壤质量的影响,分析土壤质量退化的原因,对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样,分析测定了土壤微生物区系和酶活性的变化.结果表明,随设施种植年限的增加,土壤细菌、放线菌、微生物总数、B/F比值及土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性先增加后降低,以种植6～8 a时最高而20 a时最低;真菌数量持续增加而微生物多样性指数和均匀度指数持续降低.与连作相比,轮作有利于增加土壤细菌、放线菌数量而降低真菌数量,有利于提高过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中花-花轮作效果最好,菜-菜轮作效果最差.研究结果表明大棚种植初期(4～6 a)土壤生态环境较好,6～8 a后土壤微生物Ⅸ系失调.酶活性显著下降,从而影响土壤生物化学过程,土壤质量的稳定性和可持续利用性大大降低;轮作种植能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落多样性和稳定性的提高,有利于土壤质量的改善.     

生物炭对铅矿区污染土壤修复效果的稳定性研究

为探究生物炭钝化修复铅矿区污染土壤的稳定性以及对土壤质量的影响,采集了山西省某铅矿区表层土壤,将500℃下制备的麦秆生物炭和玉米秆生物炭按照0 （对照）和5%质量比分别添加到污染土壤中进行30 d恒温恒湿、30轮（历时30 d）干湿交替和冻融循环3种老化试验。结果表明： 3种老化条件下,玉米秆生物炭对土壤中Pb的钝化效果均好于麦秆生物炭,与各自对照相比,添加玉米秆生物炭处理Pb的有效态含量分别下降了47.4%、16.1%和45.0%。3种老化条件下,玉米秆生物炭未对基于蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的土壤酶综合活性指标产生负面影响。因此,玉米秆生物炭比麦秆生物炭具有更高的用于原位修复铅矿区污染土壤的潜力。     

1株红树内生真菌Fusarium sp.代谢产物的研究

【目的】研究红树林镰刀菌属真菌Fusarium sp.R5的代谢产物。【方法】采用硅胶柱层析分离纯化代谢产物,波谱技术鉴定结构,滤纸片扩散法测试抗植物病原真菌活性。【结果】分离鉴定5-羟甲基-2-呋喃甲醛(化合物1),(3R,4R)-顺-4-羟基蜂蜜曲菌素(化合物2),(3R,4R)-顺-4,7-二羟基蜂蜜曲菌素(化合物3),Clavatol(化合物4),酒渣碱(化合物5),麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3酮(化合物6),β-谷甾醇(化合物7)、3β-胆甾-5-烯-3-醇(化合物8)、丁二酸和顺丁烯二酸10个化合物。在250μg·m L~(-1)时,化合物5对香蕉炭疽菌Colletotrichum musae高度抗菌,化合物5和6对番茄枯萎菌F.oxysporum、小麦赤霉菌F.graminearum中度抗菌。【结论】从Fusarium属分离得到化合物1~8,其中,化合物5、6可作为相应农药抗菌先导化合物开展深入研究。     

碱性肥料和生防菌制剂配合施用对香蕉枯萎病的防效

【目的】研究碱性肥料与生防放线菌制剂配合施用对香蕉枯萎病的防治效果,为大田香蕉枯萎病的防治提供依据。【方法】以酸性土壤和微碱性滩涂土壤为试验对象,每种土壤设置常规肥料(CCF,CK)、碱性肥料（AF）、常规肥料+放线菌制剂（CCF+Act）、碱性肥料+放线菌制剂（AF+Act）4个处理,通过盆栽试验,研究不同处理对香蕉枯萎病病情指数、香蕉生物量、土壤pH、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响及香蕉枯萎病病情指数与土壤微生物、土壤酶活性的相关性。【结果】①酸性土壤和微碱性滩涂土壤中均以常规肥料处理(CCF,CK)的香蕉枯萎病病情指数最高,碱性肥料和放线菌制剂配施 (AF+Act)的病情指数最低,分别较CCF(CK)降低了46.71%和33.21%,且碱性肥料和放线菌制剂配施能显著促进香蕉株高的增长和地上部、根系干质量的积累。②在酸性土壤中,AF+Act处理土壤细菌和放线菌数量较CCF(CK)分别增加了114.9%和153.9% (P＜0.05),真菌数量减少了42.3% (P＜0.05),细菌、放线菌与真菌数量比分别增加了2.72和3.37倍;在微碱性土壤中,AF+Act处理土壤细菌和放线菌数量分别较CCF(CK)增加了37.0%和13.0% (P＜0.05),真菌数量减少了57.7% (P＜0.05),细菌、放线菌与真菌数量比分别增加了2.90和2.24倍。③在酸性土壤中,AF+Act处理土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性较CCF(CK)分别增加了31.56%,38.79%,6.88%和37.52% (P＜0.05);在微碱性土壤中,AF+Act处理土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性较CCF(CK)分别增加了20.02%,44.35%,6.63%和163.33% (P＜0.05)。④无论在酸性土壤还是微碱性滩涂土壤中,香蕉枯萎病病情指数与细菌/真菌值、放线菌/真菌值、脲酶和蔗糖酶活性均呈显著负相关。【结论】碱性肥料和放线菌制剂配施可以优化香蕉根际土壤微生物结构,提高土壤酶活性,促进香蕉生长,增强香蕉的抗病性。     

普城沙雷氏菌MM产酶条件优化及对西瓜枯萎病的防治效果

为提高普城沙雷氏菌MM几丁质酶产量,增强拮抗西瓜枯萎病病原菌的能力,通过Plackett-Burman设计和响应面法对其培养基成分进行优化,并测定优化后菌株MM发酵滤液对西瓜种子萌发及西瓜枯萎病防治效果的影响。结果显示,在初始pH 7.0、接种量3%、温度30℃、摇床转速180 r/min、培养时间72 h的基础上获得最佳产酶培养基：葡萄糖12.748 g/L,牛肉膏2.086 g/L,酵母粉3.091 g/L;优化后菌株MM几丁质酶活为0.485 U/mL,比优化前提高1.14倍,对西瓜枯萎病病原菌的抑菌率提高6.42%。菌株MM发酵滤液不同稀释倍数对西瓜种子的萌发具有促进作用,当发酵滤液稀释浓度为150倍时对种子萌发的促进作用最为显著,为98.53%。盆栽试验显示,菌株MM发酵滤液处理西瓜植株后,其株高、鲜质量、干质量分别增加78.82%、126.90%、82.00%,对西瓜枯萎病防效高达74.55%。     

线虫对采煤矿区水环境和土壤环境质量评价的作用

【目的】评价淮北采煤矿区生态环境质量,为矿区生态环境变化监测提供理论依据。【方法】采用秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans在矿区水质中的生长发育状况及矿区土壤线虫群落结构的变化进行淮北采煤矿区生态环境质量的评价研究。【结果】采煤矿区水环境使秀丽隐杆线虫寿命和成活率降低、体长变短、产卵数减少,同时诱导线虫生殖细胞凋亡,且煤矿开采时间越长,采样点距离矿井愈近,对线虫发育指标的抑制作用越显著。采煤矿区土壤环境使土壤线虫属的数目减少,植物寄生线虫的相对丰度增高,同时线虫香农多样性指数、瓦斯乐斯卡指数和自由生活线虫成熟度指数显著降低,植物寄生线虫成熟度指数显著提高,表明采煤矿区环境降低了土壤质量。煤矿开采时间越长、采样点距离矿井愈近,对土壤线虫群落结构的影响越大。【结论】秀丽隐杆线虫生长发育指标对水环境的响应,以及土壤线虫群落结构对土壤环境的响应,很好地指示了淮北采煤矿区的水环境质量和土壤环境质量;因此,可以利用线虫对采煤矿区水环境和土壤环境质量进行评价。     

琼胶酶产生菌Stenotrophomonas sp.Z705的发酵条件优化

【目的】研究从腐烂紫菜中分离的Stenotrophomonas sp.Z705菌株产琼胶酶的最佳发酵条件和培养基组成。【方法】采用单因素试验,分析装液量、摇床转速、发酵时间、初始pH、发酵温度、盐度等因素对Stenotrophomonas sp.Z705菌株发酵产琼胶酶活力的影响,从中筛选出该菌株的最佳发酵条件。在此基础上,采用单因素试验和L9(33)正交试验,分析不同氮源和碳源对Stenotrophomonas sp.Z705菌株发酵产琼胶酶活力的影响,从中筛选出该菌株最佳培养基的组成。【结果】Stenotrophomonas sp.Z705菌株发酵产琼胶酶的最佳条件为:装液量25mL、摇床转速200r/min、发酵时间23h、初始pH 7.2、发酵温度28℃、盐度3.4%;最佳培养基组成为:牛肉膏5.0g/L、酵母浸膏1.50g/L、琼胶0.30g/L。【结论】在最佳组成培养基和发酵条件下,该菌株产琼胶酶活力稳定在87.1U/mL左右,比优化前提高了60.4%。     

外源性氮和磷添加对藜蒴林土壤养分及生化特性的影响

目前全球性的氮沉降和施磷肥不断增加对森林土壤产生重要影响。藜蒴(Castanopsis fissa)是我国南方重要的用材树种之一,研究外源性氮和磷对藜蒴林土壤养分和生化特性的影响,可以为藜蒴人工林的可持续经营提供理论指导。针对广东省云勇林场一片立地条件相似的14年生黎蒴人工林进行为期2年的模拟氮和磷沉降,设置不施肥(对照)、施N肥、施P肥、施N+P肥4种处理,对应的氮和磷施用量分别为0,200 kg N,80 kg P and200 kg N+80 kg P(hm-2·a-1),每种处理有8个重复。结果表明,加N减少了土壤全P、全K和速效K含量,增加了土壤碱解N含量;加P提高了土壤有机质、全N、全P、速效P和速效K含量,减少了土壤全K含量;加N+P提高了土壤有机质、全N、全P、碱解N和速效P含量,减少了土壤全K含量。加N、加P和加N+P处理增加了土壤细菌、真菌数量及磷酸酶和过氧化氢酶活性。加P处理还增加了土壤放线菌数量及土壤脲酶活性,加N+P处理也提高了脲酶活性。     

接种丛枝菌根对矿区扰动土壤微生物群落及酶活性的影响

【目的】研究接种丛枝菌根后不同时间对植物根际土壤微生物数量、酶活性及矿质养分的影响,为采煤塌陷区生态复垦提供理论依据。【方法】采用田间试验,设接种丛枝菌根和不接种对照两个处理,测定接菌后不同时间菌根侵染率、根际土壤微生物数量、酶活性、矿质养分及其相互关系。【结果】与对照相比,接种菌根显著提高菌根侵染率,菌根真菌与植物建立良好的互惠共生关系;相同时间,接菌处理土壤微生物数量大于对照,两处理种群数量上均为细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少;同一时间,接菌处理磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性显著（P〈0.05）或极显著（P〈0.01,下同）高于对照,随着复垦时间的延长,土壤磷酸酶活性不断增加;随着植物的生长根际土壤速效磷、碱解氮、有机质含量均逐渐显著降低,同一时间条件下,接菌区速效磷含量显著高于对照区。【结论】接种丛枝菌根真菌对矿区扰动土壤微生物群落、酶活性、速效磷含量有促进作用。     

基于BP神经网络的稻麦轮作区小麦赤霉病预测模型

为提高稻麦轮作区小麦赤霉病发生程度预测的准确度,以江苏洪泽、姜堰和张家港的历年赤霉病病穗率、田间初始菌源和气象因子为数据集,采用逐步回归分析,筛选影响小麦赤霉病发生的关键因子,进一步构建不同生态区的基于 BP 神经网络算法的小麦赤霉病发生预测模型,对江苏姜堰和张家港地区小麦赤霉病病穗率预测准确度均为 100%,对江苏洪泽地区小麦赤霉病病穗率预测准确度为 91.67%。     

肠杆菌对蓼科植物镉砷污染土壤修复机理研究

通过盆栽试验研究了接种不同浓度肠杆菌对镉-砷复合污染土壤上蓼科植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)和酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.)生长、镉砷富集及抗氧化酶系统和非酶系统的影响。结果发现:接种肠杆菌显著提高水蓼和酸模叶蓼株高、株质量及叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量。当接种浓度为3.4×107CFU g-1土时,水蓼和酸模叶蓼根际土壤pH降低了0.35个和0.28个单位,根茎叶中的镉和砷含量分别为对照的1.64~2.74倍和1.21~2.51倍。接种肠杆菌还可以提高叶片中SOD、POD和CAT的活性以及GSH和PCs的含量,降低O-2和MDA的含量,缓解重金属的毒害。结果表明,接种肠杆菌能通过提高植株抗氧化酶活性来减轻镉砷富集对水蓼和酸模叶蓼的胁迫,从而提高水蓼和酸模叶蓼对镉-砷复合污染土壤的修复效率。