微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度的关系

【目的】探讨水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度之间的关系。【方法】以6种不同来源(吉林永吉、黑龙江东宁、天津宝坻、天津塘沽、四川邛崃和江西南昌)的水稻土为材料,对水稻土浸提液和泥浆进行厌氧培养试验,向培养体系中添加磷酸盐后,使土壤浸提液中磷酸盐质量浓度分别为30.97,61.94,123.88,247.66和371.64mg/L,泥浆培养体系中最终磷含量分别为52,103,206,413和619mg/kg,均以不添加磷酸盐为对照,测定培养期间土壤浸提液和泥浆中Fe(Ⅱ)、有效磷含量的变化。【结果】在土壤浸提液培养试验中,添加30.97mg/L的磷酸盐对微生物Fe(Ⅲ)还原过程有明显促进作用,而高质量浓度(371.64mg/L)磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原具有明显抑制作用;采自江西南昌和四川邛崃的水稻土浸提液中Fe(Ⅲ)还原比较迅速,而采自吉林永吉和天津塘沽的土壤浸提液中Fe(Ⅲ)还原较为缓慢;采自天津宝坻和四川邛崃的土壤浸提液中Fe(Ⅲ)还原微生物对磷酸盐质量浓度的适应范围较大,采自江西南昌、吉林永吉、黑龙江东宁的酸性水稻土浸提液中Fe(Ⅲ)还原微生物对磷酸盐质量浓度变化比较敏感;有效磷质量浓度在不同pH值的土样中表现出不同的变化趋势,采自江西南昌、吉林永吉、黑龙江东宁的酸性土壤浸提液体系中有效磷质量浓度没有明显改变,而采自天津宝坻、四川邛崃、天津塘沽的石灰性土壤浸提液体系中有效磷质量浓度在培养初期呈降低趋势。在泥浆厌氧培养试验中,磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原的影响程度与土壤浸提液的培养试验相比明显减弱,通过Fe(Ⅲ)还原特征参数可以看出,不同磷酸盐处理间仍然存在一定的显著性差异。在酸性水稻土中,被固持的有效磷随Fe(Ⅲ)还原过程的进行被不断释放,有效磷的增加幅度与Fe(Ⅲ)还原能力的排序一致;在碱性水稻土中,加入的磷酸盐在培养前期被大量固定,有效磷含量均明显降低。【结论】厌氧环境中的微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度相互影响,高质量浓度磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原均具有明显的抑制作用。磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原的影响与pH值有关,在酸性条件下,随着Fe(Ⅲ)被微生物还原成Fe(Ⅱ),被吸附的磷得以释放,有效磷质量浓度增加;在碱性条件下,有效磷质量浓度随Fe(Ⅲ)被还原而降低。     

土壤浸提液中NO2-和NO3-的同时测定

利用二阶导数分光光度法,选择215.0和222.9nm两波长,用于土壤浸提液中NO_2~-和NO~-含量的同时测定。标准溶液的浓度范围在0～15μg/mL之间服从Beer定律。检测限NO_2~-为0.4μg/mL,NO_3~-为0.2μg/mL.标准混和物测定误差在-2.95％～+0.906％之间。土壤浸提液中添加标准液后测定,其回收率为NO_2~-99.79％～104.8％;NO_3~-103.0％～105.2％.对26种阴阳离子作了干扰试验,测定了西安污灌区土壤和水稻土中NO_2~-和NO_3~-含量。     

两种外源微生物对鸡粪高温堆肥的影响

利用鸡粪和锯末在自动化高温堆肥装置中进行堆肥试验,并引入两种外源微生物:FM菌和EM菌,探讨了二者对堆肥过程氮素保存和堆制效果的影响。结果表明,两种外源菌对水溶性氨态氮的转化和水溶性有机氮的形成都有明显的促进作用,对氮素保存有较好的效果。其中,FM菌对促进有机碳的分解、有机氮的形成和缩短堆肥时间更为有利。     

混合培养中晶体磷酸铁的异化还原能力

采用厌氧混合培养方法,分别以来源四川、吉林和江西的水稻土浸提液作为接种液,选择Fe()浓度及游离磷酸盐浓度变化为指标,研究不同来源微生物对晶体磷酸铁的微生物还原特征,探讨晶体磷酸铁微生物还原反应中对不同碳源利用能力的差异。结果表明,来源于不同水稻土的微生物对晶体磷酸铁的最大还原速率(Vmax)、潜在最大铁还原量及Fe()还原率均有显著差异,其中四川水稻土微生物的Vmax较大,而吉林和江西水稻土微生物的潜在最大Fe()还原量及铁还原率较高。3种水稻土微生物对晶体磷酸铁的还原反应速率及铁还原量明显低于无定型氧化铁。不同水稻土的微生物能够利用丙酮酸盐、乙酸盐及葡萄糖作为惟一电子供体,使晶体磷酸铁发生异化还原,产生Fe()并释放磷酸盐,且Fe()累积量与磷素累积量呈极显著相关。体系中可溶性磷酸盐数量对以用葡萄糖为碳源的Fe()还原反应有显著影响,在缺乏可溶性磷酸盐的环境下,可能通过抑制发酵微生物生长,阻断了葡萄糖发酵生成有机酸和H的过程,使晶体磷酸铁的异化还原过程被显著抑制。     

淹水时间对水稻土中厌氧粘细菌群落结构的影响

通过模拟水稻土淹水过程,分析厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)群落结构随淹水时间的动态变化特征,揭示其群落结构变化与微生物Fe(Ⅲ)还原的内在联系。水稻土样品分别淹水处理1h、1d、5d、10d、20d和30d,采用PCR-RFLP方法分析厌氧粘细菌的群落结构的动态变化特征。测序序列提交NCBI,获得序列登录号为JF430083~JF4301440。应用厌氧泥浆培养方法,测定水稻土中Fe(Ⅲ)还原量变化。结果表明,在淹水不同时间处理中α多样性指数存在明显差异,淹水20d处理的多样性最高,而10d处理的最小。不同淹水时间处理共产生了11种优势类型(P1~P11),基于16SrRNA基因的系统发育分析将其分为3组。Group1和Group2分别包括5种优势类型均隶属于具有异化铁还原功能的厌氧粘细菌,其中P1优势类型在这两组中均存在。Group3与其他两组关系较远。不同淹水时期的水稻土中,厌氧粘细菌的群落结构发生着动态演替变化,其中Group1不仅与淹水前期的水铁矿还原有关,而且在淹水后期也与土壤中针铁矿还原能力密切相关。为进一步阐明厌氧粘细菌在土壤中的环境功能提供理论依据。     

不同水稻土中氧化铁的微生物还原特征

采用厌氧恒温培养试验,比较了4种水稻土中氧化铁的微生物还原状况。结果表明,4种不同来源水稻土中Fe( )生成量有较大差异,其中吉林和四川水稻土中铁还原迅速,而江西和广东水稻土相对较慢;还原反应达到平衡时的Fe( )积累量及铁还原快速期的平均反应速率由土壤中氧化铁的数量决定,并与无定形氧化铁和游离氧化铁的数量有关;4种水稻土中可还原铁占全铁及游离氧化铁的比例分别为7.73%～21.6%及10.0%～74.6%;广东水稻土的铁还原90%是利用无定型铁,而在四川和江西水稻土中,近乎50%的铁还原来自于晶体氧化铁;升高温度可促进土壤中Fe( )产生量,并且吉林水稻土对温度的响应最敏感;不同土壤的铁还原启动期、快速期和稳定期的时间有明显区别,并且与土壤中微生物菌数、土壤有机质及有机电子供体的数量密切相关。     

钾钠电极互参电位法同时测定土壤浸提液中钾和钠

以钾钠电极互为参比,采用一次标准加入法可以分别求出钾钠离子的浓度。电极的测定斜率为:钾53.9mV,钠52.7mV。标准混合物的测定误差分别为:钾-0.23％～+2.4％,钠-1.5％～+4.7％。实验中采用0.5mol/L BaCl_2溶液作为浸提剂及离子强度调节剂,电位法同时测定了5种不同盐化程度的(土娄)土、潮土及水稻土中钾钠的含量。回收率为:钾98.7％～102％,钠98.6％～102％.以火焰光度法作为对照,其结果与电极法完全一致。     

植物抗虫基因工程存在的问题及其解决策略

植物抗虫基因工程为害虫防治提供了一条崭新的途径,为农业的发展做出了积极的贡献。随着转基因植物的商品化,人们开始逐渐对转基因植物潜在的问题进行深入的研究。笔者主要对转基因抗虫植物大田应用潜在的问题及其解决策略研究现状进行了综述。     

两种测定土壤微生物量氮方法的比较初探

用氯仿熏蒸-0.5mol/L的K2SO4直接浸提,280nm紫外比色法和熏蒸-淹水培养法测定了20种有机质、全氮和速效氮差异较大的土样的土壤微生物量N。研究结果表明,两种方法测得20种土样的土壤微生物量N数值呈极显著正相关;280nm紫外比色法操作步骤简单、产生误差的环节少、测定所需时间短、且测定数据比熏蒸-淹水培养法有更好的重现性。初步认为,280nm紫外比色法来反映土壤微生物量的大小。结果还表明,两种方法的测定结果都与土壤的全氮含量呈极显著正相关关系,与有机碳含量有一定的正相关关系,与速效氮无明显的相关关系;但在不同的土壤类型上,与全氮、有机碳和速效氮的相关性有所不同。用280nm紫外比色法测定两种土壤的新鲜和风干样的微生物生物量的结果说明,可用风干土经预培养后测定土壤微生物生物量。风干土样的预培养时间初步确定为10天。     

陕西关中设施栽培蔬菜的硝酸盐累积状况分析

研究了陕西关中主要蔬菜产区设施栽培蔬菜的硝酸盐累积现状，探讨了施氮量对蔬菜硝酸盐累积的影响。结果表明，宝鸡、杨凌、咸阳、西安四地的新鲜大棚蔬菜硝酸盐污染严重，部分对硝酸盐敏感的蔬菜如萝卜、芹菜等硝酸盐含量超过无公害蔬菜卫生限量标准。施氮对蔬菜硝酸盐累积量的影响显著，随施氮量的增加，蔬菜可食部分的硝酸盐含量增加。