Kocuria rosea HN01, a newly alkaliphilic humus-reducing bacterium isolated from cassava dreg compost

Purpose

The aims of this study were to isolate an alkaliphilic humus-reducing bacterium, investigate the fastest microbial reduction of humus analog as affected by different cultivation, and examine its ability for iron(III) oxide reduction and organochlorine pollutants (OCPs) degradation.

Materials and methods

A strain of pure culture, designated as HN01, was isolated from cassava dreg compost using anaerobic enrichment procedure with glucose as the electron donor and anthraquinone-2,6-disulphonate (AQDS) as the sole terminal electron acceptor. The isolate strain was identified using phenotypic and phylogenetic analysis. Iron(III) oxides and OCPs were chosen as potential electron acceptors. Strict anaerobic techniques and sterile conditions were applied throughout the incubation experiments, purged with O₂-free N₂ for 15 min. The concentration of reduced AQDS and Fe(II) was then quantified using a UV–vis spectrophotometer. The concentration of OCPs was analyzed by gas chromatography with a micro-electron capture detector. Cell number was determined by direct plate counting on aerobic Luria–Bertani medium agar medium at pH 9.

Results and discussion

(1) Strain HN01 was identified as Kocuria rosea, and the AQDS reduction by HN01 was observed in NaCl concentrations below 12 % (w/v) (optimum, 10 %) and pH ranges of 6.0–10.0 (optimum, 9.0) with sucrose as electron donor at 30 °C; (2) glucose, sucrose, methanol, ethanol, glycerol, and acetate were the favorable electron donors for AQDS reduction by strain HN01; (3) the strain had the ability of reducing iron(III) oxides in the presence of sucrose at pH 9.0 and its Fe(III)-reducing capacity ranked as goethite (α-FeOOH) > lepidocrocite (γ-FeOOH) > haematite(α-Fe₂O₃); and (4) the strain could effectively dechlorinate p,p′-DDT (1,1,1-trichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl) ethane), and the dechlorination rate reached 71.3 %.

Conclusions

This is the first report of a strain of K. rosea capable of reducing AQDS, iron (III) oxides, and p,p′-DDT, which extends the diversity of the alkaliphilic and halotolerant humus/Fe(III)-reducing bacterium associated with dechlorination. The strain may have the potential to be used for bioremediation of an anoxic alkaline wastewater or site contaminated with OCPs.     

玉米生长后期的根系分布研究

为了研究玉米生长后期根系的生长发育规律,利用中国气象局固城农业气象试验站大型根剖面系统,采用微根管观测系统及方形整段标本法和地下根系室玻璃窗,对‘屯玉46号’玉米根系的生长状况进行了试验研究。结果表明:垂直方向上,方形整段标本法和微根管法测得的根长密度占整层总根长密度比例的变化趋势一致,相关系数分别为0.987和0.717,且两种方法在0~20 cm土层的根长密度比例均为最大。0~60 cm土层为玉米根系生长活跃区,方形整段标本法测得根长密度生长量为其余层的4倍。两种方法测得的根长密度无显著差异,相关系数为0.830,均匀性水平较好。玉米成熟期根系的水平幅度较乳熟期窄,下层根系仍处于生长中,垂直深度增加。玻璃窗与方形整段标本法观测的根深测定结果存在差异,这可能与观测环境条件不一致有关。     

乳汁草引种试验研究

乳汁草是一种新的适于我国南方生长的水土保持草种。在江西红壤丘陵区的引种试验表明 ,乳汁草年产鲜草5 9 6t/hm2 ,干物质粗蛋白含量 13 6%～ 16.2 %,干物质粗纤维含量 2 1 6%～ 2 5 .6%,草质优 ,产量高 ,保持水土能力强。     

黄土高原土壤侵蚀有效防治战略

 通过总结、梳理黄土高原治理的经验教训,认为应从遵循自然与经济规律上确立治理战略和制定当前的治理对策。治理战略一是从理念上认识黄土高原土壤侵蚀是在自然侵蚀的基础上叠加了人类加速侵蚀的结果,人类目前还无法根除土壤侵蚀的危害;二是从治理目标上确定有限目标和有限水保产业目标。战略措施是:建立坝系高产基本农田;依靠植被自然恢复功能,以水定树搞好植被恢复与建设;贯彻径流调控和综合治理路线,搞好小流域综合防治。对当前的防治对策提出了见解和建议。     

不同水分状况下施锌对玉米生长和锌吸收的影响

选择潮土(砂壤)和土(粘壤)两种质地不同的土壤,进行盆栽试验,研究不同土壤水分条件下施锌对玉米生长和锌吸收的影响。结果表明,施锌显著增加了玉米植株根、茎、叶以及整株干物质重;缺锌条件下玉米植株根冠比、根叶比和根茎比趋向增大。施锌显著提高了玉米植株各器官中锌的浓度和吸收量,并明显促进锌向地上部运移。干旱胁迫抑制了玉米植株生长,根冠比、根茎比、根叶比增大;随着土壤水分供应增加,植株生长加快,各器官生物量以茎和叶增加大于根。水分胁迫下,在潮土上玉米叶片中锌浓度上升;在土上叶片中锌浓度下降。但增施锌后,根和茎锌浓度增加幅度较大,叶片增加幅度较小;施锌和水分胁迫对根和茎锌浓度的交互作用极显著。水分胁迫下,玉米植株对锌的吸收总量减少。水分胁迫和锌肥施用对玉米叶片、茎锌吸收量的交互作用十分显著,但对根锌吸收量的交互影响不显著。     

钾肥对杂交水稻养分积累以及生理效率的影响

在浙江省金华市进行连续4年水稻钾肥田间试验,以研究钾肥对杂交水稻氮磷钾养分吸收和利用效率的影响。结果表明,钾肥可促进氮磷养分从水稻的茎叶部位向穗输送,增加水稻产量。同不施钾处理比较,施钾处理杂交稻氮的平均吸收总量增加7.1～9.3kg/hm2,磷增加0.9～1.1kg/hm2,钾增加38.3～56.6kg/hm2;氮和磷养分的利用效率无显著提高,而钾素的利用效率明显降低26.3%～28.9%。在养分的吸收和利用效率方面,杂交稻较常规稻表现出明显的生理优势。分析土壤交换性钾和缓效钾含量的年动态变化得出,杂交稻较常规稻消耗土壤中更多的缓效钾,施钾处理下的测试土壤速效钾含量逐年下降,而土壤缓效钾含量却有逐年上升的趋势。     

施钾条件下杂交水稻氮磷养分吸收利用特点

对浙江省金华市郊区石门农场灌溉稻区进行连续4年定位钾肥试验,结果表明,钾素促进氮磷养分向水稻穗部的输入,故在增产的基础上,同不施钾处理比较,施钾后杂交稻氮的总吸收量增加7.1～9.3kg/hm2,利用效率提高3.7～7.1%;磷的总吸收量增加1.0～2.0kg/hm2,利用效率提高2.0～7.7%。同常规稻比较,每季杂交稻氮和磷的平均总吸收量分别高出7.6kg/hm2和1.2kg/hm2;氮和磷的利用效率平均高出3.1kg/kg和34.7kg/kg;在养分的吸收、积累以及利用效率方面表现出明显的生理优势[1]。因此,在杂交水稻的生产实践中,应相对增加钾肥的施入量,从而提高氮肥和磷肥的利用效率。     

3种保护剂对60Co-γ射线辐射栀子的保护效应

为研究⁶⁰Co-γ射线对栀子插条的辐射诱变作用及3种保护剂的保护效应,采用不同辐射剂量(5、10、20、40 Gy)辐射栀子插条,运用氯化钠(NaCl)、半胱氨酸(Cys)及维生素C(Vc)3种保护剂,分别设置4种不同浓度浸泡辐射后插条,分析不同辐射剂量及保护剂处理栀子插条的生根率、存活率、根长、根数、成株率、节间长度、分枝数、叶片数、叶长、叶宽等指标。结果表明,随着辐射剂量的增加,栀子插条的损伤逐渐增大。栀子插条⁶⁰Co-γ射线半生根剂量为21.22 Gy,半致死剂量为81.65 Gy,半成株剂量为20.30 Gy。3种保护剂在较高剂量辐射下具有显著的保护效应。在20 Gy辐射剂量下,3.00 g·L^-1 NaCl处理对栀子插条生根、生长保护效果较好。40 Gy辐射剂量下,0.12 g·L^-1 Cys和0.08 g·L^-1 Vc处理对栀子插条生根、生长保护效果较好。综上所述,3种保护剂均对较高剂量⁶⁰Co-γ射线损伤具有较好的保护作用,且保护效果与辐射剂量、保护剂浓度相关。本研究为栀子的辐射诱变育种及保护剂应用提供了技术参考。     

生态文明建设视角下的高标准农田建设适宜性评价

在全面推进生态文明建设的当下,中国的耕地保护工作进入数量、质量、生态"三位一体"保护新时代,以耕地质量提升为中心的高标准农田建设对生态保护和修复的作用意义重大。本文以吉林省梅河口市为研究区,结合农用地等别更新、土地利用现状调查、土壤普查报告及实地调查采样数据,从耕地的自然禀赋、基础设施状况、空间特征和生态环境质量4个方面选取耕层质地、排水条件、田块规模、土壤综合污染指数等14个指标,运用贝叶斯概率模型对高标准农田建设进行适宜性评价,以期为梅河口市高标准农田建设项目规划布局与选址提供技术服务支撑。研究表明:①在高标准农田建设中,耕地坡度、障碍层距地表深度、有机质含量、有效土层厚度、田间道路通达度、土壤微生物生物量碳和土壤综合污染指数7个指标对高标准农田建设适宜性的影响程度较大;②根据后验概率结果,将梅河口市耕地划分为4个不同程度的建设适宜性区,今后高标准农田建设首先在优先建设区开展,同时后备建设区为其提供了可靠的保证;③耕地本底质量和基础设施条件良好状况下,应引入土壤微生物生物量碳、生物丰度系数和土壤综合污染指数等指标从生态保护的角度进一步划分建设适宜性程度。本文旨在实现生态服务功能和生产功能同步提升,从而为生态文明建设的理论思考和实践创新提供科学依据。     

准格尔盆地不同程度人类干扰下土壤盐分及离子组成特征

以新疆受不同程度干扰土壤的盐分及离子含量为研究对象,采用统计分析、相关性分析、聚类分析和空间分析的方法,探究人类干扰对土壤盐分和离子的含量及相关性的影响。结果表明:研究区土壤随着人为干扰的增强,土壤盐渍化程度加深;无论何种人为干扰程度下,土壤中Cl-和Na+均为含量最高的阴、阳离子,其含量均随着人为干扰的加剧逐渐增大,其中Cl-含量变化最显著,其在中、重度人为干扰区比无人干扰区分别增加了67%和234%,Na+分别增加34%和86%;土壤盐分含量与Cl-含量的相关性呈极显著正相关,相关系数随着人为干扰程度的加深分别增大51%和77%;离子间的相关系数最大的为重度人为干扰区的Cl-和Na+,达到0.98;土壤盐分与Cl-、Na+、SO42-的空间分布对应度随着人为干扰的增强而增大,其中与Cl-对应度最高,在无、中、重度分别达到53%、66%、89%,Cl-与Na+在重度人为干扰区对应度达到96%。综上,人类对土地的利用方式不同,从而使土壤所受干扰方式(灌溉、翻耕)与频率有差异,导致土壤受到的干扰程度不同,盐分和离子变化情况各异,因此对新疆干旱地区的土壤盐渍化修复时应进行有针对性地精确改良。