蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响

为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓（内层种）和赤子爱胜蚓（表层种）为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒（微板法）、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明：经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度（0.022 4~1.006 0 mg·kg^-1）显著低于对照组土壤（0.033 5~1.585 0 mg·kg^-1）。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

微生物降解四环素类抗生素的研究进展

随着抗生素在养殖行业使用加剧,施用粪肥导致的抗生素污染问题日趋严重,微生物降解抗生素作为解决这一问题的有效途径受到人们的广泛关注。本文综述了四环素类抗生素（TCs）的降解方法和微生物降解四环素类抗生素的研究现状,并对微生物降解四环素类抗生素的影响因素、降解路径以及其降解的分子机制进行了详细介绍。在此基础上,对微生物降解四环素类抗生素从实验室研究到实际生产应用进行了展望,指出了未来研究关注的重点。本文以期为人们深入认识四环素类抗生素的微生物修复提供参考,同时为四环素类抗生素的污染修复提供思路。     

赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响

为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量的乙草胺(5 mg·kg~(-1))使SA中过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性下降,但可提高土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,蚯蚓对受乙草胺抑制的土壤酶活性有提升作用,这种促进作用在实验中期最为明显,培养第14 d时蚯蚓处理组(SAE)过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性相较于SA处理组分别上升了4%、14%和53%。乙草胺对细菌数量的抑制作用主要发生在实验前期(第3 d),对真菌的抑制作用持续到了整个培养周期结束(30 d)。蚯蚓的加入对细菌和真菌数量的恢复都有一定的促进作用,第3 d和第14 d时SAE中细菌和真菌数量分别增加35%和39%。SAE处理组土壤的pH相较于SA处理组更接近于中性,可溶性有机碳含量更高,这些性质都为土壤微生物提供了适宜的生长环境,从而促进乙草胺污染土壤中微生物数量和活性的恢复。对不同处理土壤的高通量测序结果表明,在门水平上,乙草胺主要使Proteobacteria、Actinobacteria以及Chytridiomycota丰度下降,而使Acidobacteria和Zygomycota丰度上升。蚯蚓能够改善乙草胺污染土壤中的微生物物种组成情况,使其更接近于未污染状态,以上实验结果说明蚯蚓对乙草胺造成的微生物毒害有修复作用。在属水平上,少数微生物比如Sphingomonas、Fusarium、Gaertneriomyces和Pyrenula等能够受到乙草胺刺激而丰度增加,这些微生物可能参与到了乙草胺的微生物降解过程中。     

科技部“十三五”农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发重点专项 《农田和农产品重金属源解析与污染特征研究》项目正式启动

正近年来,随着我国经济的高速发展,环境压力和民众对环境问题的认知在同步增长,其中与民计民生密切相关的农田污染与农产品安全问题的严重性和迫切性日渐凸显。研究污染发生原因、发展规律与潜在危害,创立与发展高成效低成本的污染防治技术与土地安全利用措施,对保障社会经济持续健康发展至关重要。针对这一社会需求,近日,科技部联合农业部审批通过了第一批"农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发"重点专项,包括《农田和农产品重金属源解析与污染特征研究》在内的共11个项目将于近期正式启动。     

金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质微界面上的吸附机理和模型研究进展

铁(氢)氧化物和腐殖质是广泛分布在土壤中的重要天然活性物质,因其具有较大的比表面积并且铁(氢)氧化物表面的-OH与腐殖质表面的-COOH、-OH等活性官能团可通过静电作用、配体交换等多种机制对重金属离子产生较强吸附,从而影响重金属离子在环境中的迁移、转化和生物效应。深入了解重金属离子在铁(氢)氧化物-腐殖质复合体微界面相互作用的分子机理,对于阐明重金属离子在环境中的迁移、转化过程具有重要意义。本文综述了金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质上吸附机理和模型的研究进展,为重金属污染土壤的风险评估和控制提供理论依据。     

雪花梨果树叶分析营养诊断研究

叶分析结合缺素症调查和喷施叶肥,初步证明赵县雪花梨树富含钙、镁,缺乏钾、硼、铁和锌,它们的平衡指数分别为149.7、109.5、52.5、26.5、47.6和54.8.喷施叶肥可改善梨树的营养状况.钙和稀土叶肥提高了叶中硝酸还原酶和过氧化物酶活性,并增加了雪花梨果肉的含糖量.建议该地区增施钾肥和微量元素肥料,进一步试验适合当地的叶肥.本工作可供梨树叶分析营养诊断参考.     

水铁矿对磷的吸附及胶体态磷迁移能力预测

土壤中流失的磷进入水体容易引起富营养化污染。目前对于铁矿物胶体结合态磷在土壤孔隙介质中的稳定性和迁移能力的认识还存在不足。本研究采用吸附试验,考察水铁矿对磷的吸附特征以及pH、离子强度和胡敏酸对磷在液相、水铁矿胶体和水铁矿固体上分布的影响;通过DLVO理论,预测水铁矿胶体结合态磷的稳定性和迁移能力。结果表明,假二级动力学模型(R~2=0.964)更适合用于描述磷在水铁矿上的吸附过程,磷在水铁矿上的吸附受液膜扩散、内部扩散和化学吸附等过程控制。Freundlich模型(R2=0.970)对等温吸附的拟合效果好,说明水铁矿对磷的吸附为多层吸附过程。从Langmuir模型参数可知,水铁矿对磷的最大理论吸附量为22.55mg·g~(-1)。水铁矿对磷的吸附能力随pH的升高而降低,随离子强度的升高而升高。然而,低离子强度和高pH有利于反应体系中水铁矿胶体的释放。无论胡敏酸是否存在,在碱性且离子强度不高(1～10mmol·L~(-1))的条件下,有约5%～20%的磷会与水铁矿胶体结合,且这些磷-水铁矿胶体之间的静电斥力较大。根据DLVO理论计算可知,这些带负电荷的胶体之间稳定性较好,在土壤中有一定迁移能力。在实际农业活动中,磷肥的过量施用可能会使大量的磷酸根离子吸附在铁矿物上,促进土壤孔隙水中形成稳定的、带负电的铁矿物胶体,这种磷-铁矿物复合胶体的迁移很可能成为磷迁移的另一种形式。本研究结果可为胶体促进下磷淋失风险评估提供理论和数据支撑。     

天津地区旱作制度中钾肥定位试验及土壤钾素平衡研究

在旱田作物小麦玉米轮作制度中，进行了三年的钾肥定位试验，采取与小麦秸秆还田措施相结合，并考察了钾肥的增产效果及经济效益，同时分析了土壤钾素的变化情况，针对土壤钾的平衡状况进行了核算。结果表明：在产量较高时，施钾可明显提高小麦玉米的产量，增产幅度可达１８．２％，１４．７％。施钾配合秸秆还田增产效果最佳。不使用钾肥，土壤钾素处于不平衡状态，速效钾含量呈下降趋势。在现有产量水平下，每年亩施２０公斤氧化钾土壤钾素可基本保持平衡。若采用小麦秸秆还田措施，钾肥用量可以减半     

近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展

基于不同源解析方法中所采用的数据类型的差异性,归纳总结了常用于土壤中重金属来源解析的源排放清单法以及不同受体模型,结果表明:现阶段我国土壤中的重金属源解析研究仍主要以定性的传统多元统计方法为主,且不同源解析方法得到的源解析结果基本一致,能够相互印证、互相支持。现阶段,我国土壤中的主要重金属污染元素为Cd,同时也普遍存在Cu、Zn、Pb、Hg的污染。其中,Cd、Cu、Zn主要来自于施肥等农业活动,部分地区还来源于工业活动,甚至以其为主;Hg则主要来源于工业活动及其产生的大气沉降,局部地区叠加高Hg农药的贡献;Pb的来源则比较复杂多样;As、Cr、Ni则主要受土壤母质控制。总体看来,源排放清单法具有适用于不同尺度的优势,应加强源排放量数据和重金属土壤淋滤量数据的收集,以便计算重金属浓度在土壤中的动态变化;先进的统计学方法在土壤重金属源解析中的应用研究应进一步开展,以便探讨这些方法的应用前景。将上述多种源解析方法联用并加强污染源贡献的定量研究仍是未来开展土壤重金属源解析工作的方向。此外,大气沉降作为很多重金属的重要来源,应加强对不同区域大气沉降中重金属初始来源的解析研究,为进一步从源头控制土壤重金属污染提供理论支持。