高通量测序研究李氏禾生态浮床净化污水的微生物群落结构变化

【目的】分析李氏禾(Leersia hexandra Swartz)生态浮床联合氧气物理修复法净化污水的功能微生物群落组成及动态变化,为污水治理提供理论指导。【方法】应用高通量基因测序Illumina Miseq技术分析了李氏禾(Leersia hexandra Swartz)生态浮床联合氧气物理修复法净化污水的功能微生物群落组成及动态变化。【结果】污水中的功能微生物多样性和群落组成均随处理时间的延长发生动态变化,每个处理中的优势微生物群及相对含量不同。变形菌门(Proteobacteria)为几种污水处理中最为优势的功能微生物群,种植李氏禾与种植李氏禾+曝气处理中,拟杆菌门(Bacteroidetes)的微生物相对含量明显增加,而厚壁菌门(Firmicutes)的微生物相对含量显著降低。黄杆菌属(Flavobacterium)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)与红杆菌属(Rhodobacter)为几种处理中共有的优势微生物菌属,种植李氏禾+曝气处理新增了与碳循环相关的微生物如丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、赤杆菌科(Erythrobacteraceae)、海生杆菌属(Sediminibacterium)、Emticicia属、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)与苍黄杆菌属(Luteolibacter)的微生物。种植李氏禾+缺氧处理富集具有解磷功能菌属如假单胞菌属(Pseudomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)和红杆菌属(Rhodobacter)。【结论】污水中的微生物多样性与污水的净化无明显正相关性,种植李氏禾+缺氧处理的微生物群落组成与静态污水对照聚集在一起,而种植李氏禾与种植李氏禾+曝气处理相似度较高。种植李氏禾+曝气处理有利于碳循环相关的微生物生长,促进污水中COD的去除。种植李氏禾+缺氧处理富集解磷功能菌,有利于污水中磷源的去除。     

稻蟹共作与蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成比较

为分析稻蟹共作和蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成的差异,利用Miseq平台对微生物16S rRNA基因V4区高通量测序,比较分析两种模式下的细菌群落变化。结果显示:两种模式下具有显著差异(P0.05)菌门,肠道中为酸杆菌门(Acidobacteria)和互养菌门(Synergistetes);水体中为拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和Armatimonadetes菌门;底泥中为浮霉菌门(Planctomycetes)。两种模式下具有显著差异(P0.05)菌属,肠道中有14个,水体中有18个,底泥中有13个。稻蟹共作与蟹单作肠道、水体、底泥的Chao、ACE丰富度指数,以及Shannon和Simpson多样性指数差异不显著。通过对两种模式下水体、土壤及肠道中具有显著差异(P0.05)的分支杆菌属(Mycobacterium)、红杆菌属(Rhodobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、硝化螺旋菌属(Nitrospira),蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、柔膜菌门(Tenericutes)和厚壁菌门(Firmicutes)比较分析后发现:一些厌氧、高亚硝酸盐环境下的常见优势菌属在蟹单作水体、土壤中的丰度显著高于稻蟹共作,稻蟹共作条件下养殖河蟹的肠道微生物构成上更接近野生河蟹,其肠道细菌群落特点也反映出共作养殖环境优于单作模式,且有利于河蟹生长。     

不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响

为探究不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊的水质净化效果及浮游动物群落结构的影响,于2021年6月对太湖梅梁湾示范区内已实施围网和围隔设施下的不同植物组合[美人蕉(Canna indica)+菖蒲(Acorus calamus)+芦苇(Phragmites australis)和美人蕉(Canna indica)+水芹(Oenanthe javanica)+慈姑(Sagittaria sagittifolia)]的生态浮床中浮游动物群落结构进行了调查。结果表明：生态浮床对浅水富营养化湖泊水质的净化效果良好,围网及围隔修复区较对照区总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)和高锰酸盐指数(COD_Mn)等水体营养盐指标均显著降低(P<0.05),水体透明度显著上升(P<0.05);围网及围隔修复区域浮游动物种类数由对照区域的23种增加到39种,且由单一耐污种转变为多种类共存,其中,围网修复区内植物组合1(美人蕉+菖蒲+芦苇)的生态浮床浮游动物生物量及丰度显著高于对照区(P<0.05),表明修复区比对照区具有更强的浮游动物多样性恢复能力;冗...     

梨园不同土壤深度细菌多样性分析

【目的】通过研究梨园不同土壤深度细菌微生物群落变化情况,为梨园精准施肥及土壤微生物群落结构改良提供参考。【方法】以河北省农林科学院昌黎果树研究所孔庄试验基地梨园土壤为研究对象,通过测定不同深度土壤（5~15 cm、15~25 cm和25~35 cm）的理化性质及细菌微生物群落结构,揭示土壤理化性质和细菌变化趋势及相互关系。【结果】梨园土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量随着土壤深度的增加逐渐降低。不同深度土壤相同OTUs为3025个,一致性达60.00%。香农指数、辛普森指数、Chao1指数和ACE指数均随土壤深度增加逐渐降低,且各指数在处理间均无显著差异（P>0.05）。主成分（PCoA）分析发现,5~15 cm与15~25 cm的土壤细菌群落结构相似性较高,25~35 cm与5~15 cm、15~25 cm土壤群落结构均差异较大。土壤细菌门水平以变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteriota）为主;细菌属水平以RB41、念珠菌固体杆菌属（Candidatus Solibacter）和藓杆菌属（Bryobacter）为主;细菌种水平以大肠杆菌（Escherichia coli）的相对丰度为最高。有机质、碱解氮、速效磷和速效钾均与变形菌门呈极显著正相关（P<0.01）,与泉古菌门（Crenarchaeota）呈显著负相关（P<0.05,下同）。有机质、碱解氮和速效磷均与香农指数呈显著正相关。【结论】土壤深度对梨园土壤理化性质和细菌群落结构影响较大,细菌群落与土壤理化性质相关性较强。不同梨园土壤深度下细菌群落的分布情况,可作为改善细菌群落多样性依据。     

深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响

为探究深松和秸秆还田对土壤细菌多样性和群落结构的影响,于2015—2020年在甘肃引黄灌区灰钙土上开展田间试验,研究旋耕（RT）、深松（ST）和深松秸秆还田（STS）对0~20 cm土层土壤理化性状和细菌群落的影响。结果表明,与RT和ST相比,STS显著提高了土壤肥力、细菌OTU数目和α多样性,土壤细菌群落存在显著分异。土壤pH、有机碳（SOC）、土壤含水量（SWC）、阳离子交换量（CEC）、全氮（TN）、碱解氮（AHN）与细菌α多样性具有显著或极显著的相关性。土壤优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）,与RT和ST相比,STS处理变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著增加2.72~10.40个百分点,酸杆菌门相对丰度显著降低6.98~11.10个百分点。优势菌属为芽孢杆菌属（Bacillus）、酸杆菌属（Acidibacter）、假节杆菌属（Pseudarthrobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、小梨菌属（Pirell）,与RT和ST相比,STS处理下芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属、黄杆菌属相对丰度显著增加0.52~4.13个百分点。土壤pH、SWC及SOC、TN含量与拟杆菌门相对丰度呈显著正相关（P<0.05）,SOC、TN、AHN含量及CEC与芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。冗余分析结果表明,土壤SOC、pH、SWC、CEC和速效钾（AK）是影响灰钙土土壤细菌群落变异的主要环境因素。PICRUSt功能预测结果表明,新陈代谢为灰钙土细菌群落主要的一级功能。综上,深松秸秆还田可提高灰钙土土壤肥力和细菌多样性,改善农田土壤微环境。     

沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应

为研究沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应,比较了生态养殖组与传统养殖组的水质、浮游动植物和微生物群落结构特征,解析了浮游动植物、微生物优势种群与水环境因子之间的关系。结果表明:两组养殖水体水质与浮游生物群落结构均存在显著差异。生态养殖组的总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和叶绿素a(Chl-a)浓度均低于传统养殖组。传统养殖组浮游植物与浮游动物生物量均高于生态养殖组,两组浮游植物与浮游动物多样性指数存在显著差异。微生物主要包括放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和变形菌门,其中生态养殖组放线菌门的丰度最高,传统养殖组优势菌为蓝细菌门的微囊藻属、鱼腥藻属以及拟杆菌门的黄杆菌属。冗余分析结果表明TP、COD和溶解氧(DO)是影响水体浮游生物群落组成与分布的关键因子。综上所述,利用沉水植物开展罗氏沼虾养殖水环境的原位净化,可显著消减养殖水体氮、磷营养盐,降低浮游动植物生物量,提高水体微生物群落结构稳定性,改善养殖水环境。     

稻鳝种养模式对土壤氨氧化微生物群落多样性和结构的影响

为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和完全氨氧化微生物（Comammox）]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理（常规稻田处理和稻鳝种养处理）,分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即：常规稻田中心区域（CCS）、常规稻田沟渠边缘区域（CMS）、稻鳝种养处理中心区域（ICS）和稻鳝种养处理沟渠边缘区域（IMS）。结果表明：与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了 AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了 AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了 AOA的群落多样性,但降低了 AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子（P<0.05）;AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。     

大型海藻对海水水族箱生态微宇宙结构及稳定性的影响

稳定高效的多营养层级景观生态系统构建是近年来水族行业的发展热门,为探究海水水族箱在引入大型海藻后微宇宙生态系统结构和稳定性的变化,分别对不同处理组进行水质指标、浮游生物及细菌群落结构分析。结果表明：（1）有藻组水体溶解氧（DO）含量和pH上升趋势高于无藻组,并可维持亚硝态氮（NO2--N）含量在较低水平,实验结束时磷酸盐（PO43--P）及铵态氮（NH4+-N）含量显著低于无藻组（P < 0.05）。（2）有藻组细菌多样性及均匀度指数显著低于无藻组（P < 0.05）;浮游生物群落均匀度指数存在显著组间差异（P < 0.05）。（3）细菌群落结构分析结果显示,无藻及有藻组第一、二优势菌门均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）,无生物对照组分别为变形菌门和厚壁菌门（Firmicutes）;各处理组浮游生物群落的第一优势门均为硅藻门（Bacillariophyta）,至少占样品中浮游生物群落丰度的40%以上,第一优势属均为直链藻属（Melosira）。（4）CCA结果显示,无藻组微生物优势种丰度与营养盐含量呈正相关关系,与溶解氧（DO）及pH负相关,有藻组则相反。通过以上结果可推测,不同营养层级的微宇宙系统浮游生物及细菌群落组成不同,培养针叶蕨藻（Caulerpa sertularioides）能有效改善生态水族箱水质环境并影响水体微宇宙结构,有利于构建稳定高效并美观的海水景观生态系统。     

硒对油菜根际土壤微生物的影响

为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响,采用盆栽试验,基于高通量测序技术研究了不同浓度（0、0.5、1.0 mg·kg^-1）外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明：油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）等;真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）。多样性分析结果表明,硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明,硒处理对细菌群落结构具有显著影响,而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析（LDA）显示：Microtrichales显著富集于低浓度（0.5 mg·kg^-1）硒处理土壤中;产黄杆菌（Rhodanobacter）、Nitrolancea、热微菌科（Thermomicrobiaceae）和无色杆菌属（Achromobacter）则显著富集于高浓度（1.0 mg·kg^-1）硒处理土壤中。研究表明,施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物,从而促进植物生长,提高植物应对不良环境胁迫的能力。     

稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落与水稻产量的关联分析

为研究稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落结构和功能与水稻生长和产量指标的相关性,设置施入生物有机肥的稻蟹共作稻田（HXTCS）和仅施入生物有机肥稻田（对照,YJTCS）的水稻大田试验,测定水稻的根长、株高、穗长、单穗粒数和千粒质量;利用宏基因组测序技术和Spearman相关法分析成熟期水稻生长和产量指标与根际土壤微生物群落结构和功能的相关性。研究结果表明,与对照YJTCS相比,稻蟹共作稻田中水稻的单穗粒数和千粒质量均显著提升（P<0.05）;河蟹引入稻田后变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和广古菌门（Euryarchaeota）的相对丰度分别下降了5.71%、16.12%、51.01%,绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）相对丰度则分别增加了23.35%、41.36%、50.00%。HXTCS土壤中的Chao指数、Ace指数和Shannon指数较对照分别降低了11.22%、7.54%、2.00%。主成分分析结果显示,2个处理间微生物群落结构整体差异较大。S...     

气体扩散系数法估算水体反硝化速率

近年来基于经验系数或者机理过程的气体扩散系数法逐渐被应用于水体反硝化速率的估算,为了探究该方法的可靠性、适用性和不确定性,本研究在不同硝态氮浓度（0、1、2、4、6 mg·L^-1,以N计）静态水体条件下比较了密闭培养法和气体扩散系数法。结果表明： BO04、CL07和Xia21 3种气体扩散系数模型估算的反硝化速率与水体硝态氮浓度的关系均符合米氏方程（R²=0.994 6,P<0.01）。3种扩散系数法与密闭培养法测定的水体反硝化速率之间均有显著的线性关系（R²=0.776 7,P<0.05）,但斜率各不相同,其中CL07和Xia21模型的估算结果均与密闭培养法的测定结果较为接近,斜率分别为1.22和0.59。进一步应用蒙特卡洛分析法对CL07模型进行参数敏感性分析发现,风速、流速和水温是模型最为敏感的3个因子,其无偏百分比差异分别为12.13%、9.49%和9.42%。研究表明,气体扩散系数法可以较准确地估算水体反硝化速率,为大尺度原位开展水体反硝化估算和氮素循环提供方法基础,但是需要根据实地环境条件选择和标定模型。     

添加芽孢杆菌对草鱼池塘中真核微生物的影响

为了研究添加芽孢杆菌对池塘中真核微生物群落结构和理化因子的影响,采用高通量测序技术分析了实验组(添加芽孢杆菌池塘)与对照组(普通池塘)水体真核微生物群落结构,同时分析了两组池塘的水体理化指标。结果表明:8、9月实验组池塘水体中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N含量显著低于对照组(P0.05)。水体中梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、红囊藻(Hedriocystis)、蓝隐藻(Chroomonas)、丝孢酵母属(Trichosporon)和小环藻属(Cyclotella)真核微生物丰度显著高于对照组(P0.05)。实验组池塘水体真核微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于对照组(P0.05)。实验结果证实:通过向池塘添加芽孢杆菌,可以改变水体中真核微生物群落的结构,从而实现对池塘理化因子的调节。研究结果对于降低水产养殖尾水对水域环境的污染具有一定的意义。     

种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响

[目的]研究浮床栽培虎杖对吉富罗非鱼养殖池塘的水质、底质的净化作用。[方法]2016年5—10月测定了水体TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P和底泥TOC、TN、TP,研究种植虎杖对吉富罗非鱼养殖水质和底质的影响。[结果]2016年5月,虎杖塘浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降;6月浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TP显著下降,浮床区NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P显著下降;7月,浮床区和敞水区COD显著下降,且浮床区TOC、Chl显著下降;8月,浮床区和敞水区COD、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH+4-N显著下降;9月,浮床区和敞水区TOC、COD、Chl、TN显著下降;10月,浮床区和敞水区COD、Chl、TN显著下降,浮床区TOC和敞水区NH_4~+-N显著下降。6—8月虎杖种植塘底泥TOC显著增加,6月底泥TN显著增加,7—10月底泥TN显著降低,6、8—10月底泥TP显著降低。[结论]虎杖种植能降低水体中TOC、COD和Chl,降低底泥TP和TN,种植前、后期能分别降低水体中TP和TN,且能显著提高其总产量和成活率,降低其饵料系数和相应的生物学指标。     

施肥对幼蟹池塘养殖水质影响的初步探究

为了探究施肥对河蟹幼蟹养殖水质的影响,于2016年6—10月在上海崇明幼蟹培育基地选择6口池塘进行研究。实验设置不施肥处理组和施肥处理组,并对以上处理组和水源的水温(T)、溶解氧(DO)、pH、化学需氧量(CODMn)、总磷(TP)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO-2-N)、钙镁总硬度和叶绿素a(Chl. a)进行监测。结果表明,幼蟹池塘水质变化具有明显季节特征,其中6月和9月两组池塘水质因子较为平稳,7—8月两组池塘CODMn、Chl. a出现显著升高而DO显著下降,养殖末期(10月)两组池塘除总硬度和DO大幅下降,剩余水质因子显著升高。实验中水源和两组池塘的水温和pH差异不显著(P 0. 05)。水源DO和NO_3~--N显著高于施肥与不施肥池塘(P 0. 05),不施肥池塘的TP、PO_4~(3-)-P、Chl. a和总硬度均显著低于施肥池塘(P 0. 05)。幼蟹池塘施肥后会引起TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N和CODMn短暂性显著升高(P 0. 05)。研究发现,对比两组池塘的综合效益,得出两者差异不显著。池塘施肥会因N、P营养元素积累过多,造成施肥池塘水质劣于不施肥池塘。因此,池塘养蟹采用不施肥的策略更符合生态养殖的理念。     

不同用量厨余垃圾堆肥对土壤理化性质的影响

通过微区试验研究不同用量(0、45、180、360、540m~3/hm~2)厨余垃圾堆肥对土壤理化性质的影响。结果表明,厨余垃圾堆肥对土壤的影响主要集中在表土层,厨余垃圾堆肥改变了土壤的物理性质,显著增加了土壤养分含量(P0.05),对土壤的pH值和EC值无显著影响(P0.05)。当施用量大于45m~3/hm~2,土壤的田间持水量显著增加(P0.05)。当施用量大于180m~3/hm~2,土壤的干密度显著降低(P0.05)。当施用量大于180m~3/hm~2时,土壤中的硝态氮显著增加(P0.05)。当施用量大于360m~3/hm~2时,土壤中的有机质和有效磷显著增加(P0.05)。当施用量为540m~3/hm~2时,土壤中的硝态氮、有效磷均小于环境风险临界值。     

渭北旱塬不同覆膜农田土壤微生物群落和酶活性的差异

为研究降解/非降解膜和白/黑色膜覆盖对土壤微生物群落和酶活性的影响,以渭北旱塬玉米地为研究对象,用磷脂脂肪酸（PLFA）法分析了非降解白膜、非降解黑膜、降解白膜、降解黑膜和不覆膜5种处理玉米收获期土壤微生物群落和酶活性的差异及其与土壤性质的关系。结果表明：非降解膜处理土壤温度、含水量、全氮、碱解氮和硝态氮含量高于降解膜处理（P<0.05）,在同是降解膜或非降解膜情况下,地膜颜色对土壤温度、含水量影响较小,对土壤氮、磷、钾含量的影响取决于其是否可降解。非降解膜处理微生物PLFA总浓度较降解膜处理高29.5%（P<0.05）,普通细菌、真菌、革兰氏阳性菌PLFA浓度较降解膜处理分别高26.3%、29.7%、58.7%（P<0.05）,脲酶、碱性蛋白酶和脱氢酶活性也高于降解膜处理（P<0.05）,其中碱性蛋白酶高出幅度最大,为42.4%,脲酶最小,为11.4%,黑色膜处理真菌与细菌PLFA浓度比（F/B）较白色膜处理高20.6%（P<0.05）,并且非降解黑膜处理革兰氏阳性菌与阴性菌PLFA浓度比（G⁺/G^-）较非降解白膜处理低27.5%（P<0.05）,表明非降解膜在提升微生物与酶活性方面优于降解膜,相同材料的黑色膜在维持土壤生态系统稳定性和对土壤环境变化的缓冲能力方面较白色膜更有优势。冗余分析显示,土壤微生物和酶活性主要受土壤氮、磷、钾含量影响,土壤温度和含水量并非土壤微生物和酶活性的关键限制因子。     

黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化及N2O排放的影响

为了探究黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化以及N2O排放的影响,采用实验室静态培养的方法,通过氮肥配施不同量黄腐酸钾来探究黄腐酸钾对植烟土壤氮转化以及N2O排放的影响。试验设置5个处理:CK,硝酸铵(200 mg N·kg^-1,下同);T1,硝酸铵+2.5 g·kg^-1黄腐酸钾;T2,硝酸铵+5 g·kg^-1黄腐酸钾;T3,硝酸铵+10 g·kg^-1黄腐酸钾;T4,硝酸铵+15 g·kg^-1黄腐酸钾。结果表明:与CK处理相比,添加黄腐酸钾显著降低了土壤中的无机氮含量;当黄腐酸钾添加量≥10 g·kg^-1时,土壤中可溶性有机氮含量显著增加;T1、T2、T3、T4处理的净矿化和硝化速率随黄腐酸钾添加量的增加而减小,且均显著小于CK处理(P<0.05);添加黄腐酸钾显著提高了N2O和CO2的排放速率和累积排放量(P<0.05),N2O和CO2累积排放量随黄腐酸钾添加量的增大而增大。另外,N2O累积排放量与CO2累积排放量之间存在显著的正相关关系(R2=0.97,P<0.001)。分析表明,添加黄腐酸钾促进了微生物对氮素的净同化作用,能够显著降低土壤中的无机氮含量。另外,添加黄腐酸钾也刺激了反硝化作用,提高了N2O累积排放量。CO2累积排放量可作为量化N2O累积排放量的辅助指标。     

大薸对规模化奶牛场污水的耐受性和净化效果

为考察大薸对高浓度畜禽污水净化的可行性，通过室内模拟大薸处理奶牛场污水试验，明确大薸在不同类型污水中的生长状况和生理响应，研究大薸对氮、磷和有机物等的净化效果，并通过高通量测序分析微生物群落变化，揭示微生物群落与常规污染物去除之间的关系。结果显示，大薸能够耐受的污水浓度[以化学需氧量（COD_Cr）计]为0~2 000 mg·L^-1原水、0~750 mg·L^-1厌氧池和氧化塘污水。当大薸受到高浓度污水胁迫时，叶绿素含量明显减少，过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性明显升高。在耐受范围内，大薸对奶牛场3种污水具有良好的净化效果：0~10 d内对污染物去除较快，10~20 d内去除率上升缓慢；大薸对原水中总氮、氨氮、总磷和CODCr的去除率分别为84.7%~92.7%、90.6%~96.7%、30.0%~93.1%、67.3%~77.2%，而对厌氧池和氧化塘污水的净化效果略差。从微生物角度分析得出，奶牛场污水微生物以变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为主，且大薸处理组内的微生物群落结构与无植物对照组明显不同，其中蓝藻菌门相对丰度差异最为明显。微生物群落与水体多项指标显著相关（P<0.05），说明微生物在污染物去除中起重要作用。本研究结果验证了大薸处理高浓度畜禽污水的可行性，为奶牛场污水处理提供了理论基础和技术支撑。     

小麦蚕豆间作对根际土壤氮转化微生物的影响

通过田间小区试验,采用磷脂脂肪酸（PLFA）、实时荧光定量PCR研究了小麦蚕豆间作不同生育期对根际土壤微生物群落的变化、氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）以及反硝化细菌中亚硝酸还原酶（nirK）、一氧化氮还原酶（norB）和氧化亚氮还原酶（nosZ）基因拷贝数以及土壤酶活性和土壤硝态氮、铵态氮含量的影响。结果表明：与单作相比,小麦蚕豆间作显著提高了根际土壤中总的PLFAs生物量、细菌、真菌、放线菌和好氧菌的生物量。土壤样品中的amoA基因拷贝数在10⁵～10⁶范围内AOB的amoA基因数量高于AOA。在不同的生育期,根际土壤中nirK的基因拷贝数都是间作高于单作;在拔节期,间作蚕豆的norB基因显著高于其他种植模式（P<0.05）;在拔节期、抽穗期,nosZ基因均是间作显著高于单作（P<0.05）,并随着生育期呈现降低的趋势。间作降低了根际土壤NO₃^--N的含量,提高了NH₄⁺-N的含量（P<0.05）。说明小麦蚕豆间作后改变了根际土壤的微环境,使得土壤微生物群落结构发生改变,这种改变在一定程度上能够对土壤氮素的有效保蓄和供应、同时防止氮素损失和污染起到积极作用,为间作增产提供了氮素营养保障。     

Miseq测序分析围垦后海三棱藨草湿地土壤微生物群落多样性的季节变化

为探讨上海南汇东滩湿地围垦后海三棱藨草土壤微生物群落多样性的季节变化,应用Miseq高通量测序技术,分析藨草密集区与光滩区4个季度土壤微生物群落多样性以及相关的土壤环境因子。结果表明,藨草密集区与光滩区土壤微生物群落多样性及丰富度差异显著(P 0. 001),藨草密集区高于光滩区,同一区域样本微生物多样性及丰富度季节变化显著(P 0. 001),春夏2季低于秋冬2季。Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Cyanobacteria(蓝藻菌门)是各样本中相对丰度较高的菌门,且样品优势菌季节性差异较大。RDA冗余分析表明,土壤盐分、干湿比、硝态氮是影响土壤微生物群落结构的主要因素。研究对弄清海三棱藨草湿地的空间扩张微观机制及促进海三棱藨草湿地快速修复具有理论意义。